Đề thi học kỳ I môn Nhiệt động lực học kỹ thuật - Năm học 2010-2011 - Nguyễn Thị Minh Trinh (Có đáp án)

 1/ 4 
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA 
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH 
 Duyệt đề GV ra đề 
TS.Hà Anh Tùng ThS.Nguyễn Thị Minh Trinh 
 ĐỀ THI HỌC KỲ 1 - LỚP CHÍNH QUY 
– NĂM HỌC (2010-2011) 
Mơn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật 
Thời gian: 90’ 
Ngày thi: 14/01/2011 
 ---------- 
Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu 
Đề thi cĩ 2 trang 
Câu 1 (3,5 điểm) 
Khảo sát chu trình thiết bị lạnh làm việc với tác nhân lạnh là 
R22 như hình vẽ. Thơng số làm việc của chu trình như sau: 
- Áp suất bay hơi p0 = 4 bar 
- Áp suất ngưng tụ pk = 18 bar 
- Độ quá nhiệt của hơi R22 khi ra khỏi thiết bị bay hơi 
tqn = 6
0
C 
- Độ quá lạnh của lỏng R22 ra khỏi thiết bị ngưng tụ 
tql = 4
0
C 
- Cơng suất máy nén là 150 HP 
(R22 được quá nhiệt và quá lạnh ngay trong thiết bị 
bay hơi và thiết bị ngưng tụ) 
Xác định: 
1. Entanpy của R22 tại các điểm 1,2,3,4 
2. Hệ số làm lạnh của chu trình 
3. Nhiệt độ nước lạnh ra khỏi thiết bị bay hơi. Biết nhiệt độ nước lạnh vào thiết bị tn1 = 15
0
C và 
lưu lượng nước lạnh đi qua thiết bị Gn = 20 kg/s. 
Câu 2 (3,5 điểm) 
Khảo sát hệ thống sấy hoạt động theo 
nguyên tắc như hình vẽ và cĩ các thơng số 
làm việc như sau: 
- Khơng khí ẩm vào Calorifer cĩ 
t1 = 28
0
C, 1 = 75% 
- Khơng khí ẩm ra khỏi Calorifer cĩ 
t2 = 85
0
C 
- Khơng khí ẩm ra khỏi buồng sấy cĩ 3 = 95% 
- Hơi nước vào gia nhiệt cho Calorifer cĩ ph = 6 bar, th1 = 200
0
C 
- Nước ngưng ra khỏi Calorifer cĩ th2 = 80
0
C 
- Khối lượng tươi của vật sấy là 500kg. Sau thời gian sấy 8 giờ sản phẩm khơ cịn lại là 380kg. 
Xác định lưu lượng khơng khí và lưu lượng hơi nước cần cung cấp cho hệ thống. 
Tiếp theo trang sau  
x = 0
T
x = 1
p
0 = 4 bar
4
s
1
p
k = 18 bar
K
2
3
Hơi nước

1
t
1
 ,
ph = 6 bar , th1 = 200
0C
t
2 3
Buồng sấy
Vật sấy
Không
 khí
Calorifer
t
h2
 = 80
0
C
 2/ 4 
Câu 3 (3 điểm) 
 Khảo sát chu trình Carnot thuận chiều làm việc như 
hình vẽ với chất mơi giới là khơng khí. Thơng số làm việc 
của chu trình như sau: 
- Nhiệt độ nguồn nĩng tN = 600
0
C 
- Nhiệt độ nguồn lạnh tL = 37
0
C 
- Áp suất lớn nhất p1 = 45 bar 
- Áp suất nhỏ nhất p3 = 1 bar 
Xác định nhiệt lượng cấp vào q1 và nhiệt lượng nhả ra q2 
của chu trình. (Tính cho 1 kg chất mơi giới) 
--- HẾT --- 
4
s = const
q
2
T
L = const 3
v
T
N = const
1
p
2
q
1
s = const
 3/ 4 
ĐÁP ÁN 
Câu 1 (3,5 điểm) 
 p0 = 4 bar  t0 = – 6
0
C  t1 = t0 + tqn = 0
0
C 
 pk = 18 bar  tk = 47
0
C  t3 = tk – tql = 43
0
C 
Trạng thái p, bar t, 0C i, kJ/kg s, kJ/kgK 
1 (Hơi quá nhiệt) 4 0 706,46 1,7749 
2 (Hơi quá nhiệt) 18 - 745,76 1,7749 
 3 (Lỏng sơi) 18 43 553,31 1,1778 
4 (Hơi bão hịa ẩm) 4 - 6 553,31 - 
897,3
46,70676,745
31,55346,706
ii
ii
12
41 





 
 8459,2
46,70676,745
7457,0.150
G 22R 

 kg/s 
 
C786,9
18,4.20
31,55346,706.8459,2
15t 02n 

 
 Q0 = 435,857 kW 
Bài 2 (3,5 điểm) 
Khơng khí: 
Trạng thái t, 0C , % I, kJ/kg d, kg/kg 
1 28 75 74,778 0,0183 
2 85 5 133,865 0,0183 
 3 37 95 133,865 0,0395 
Hơi nước: 
 Trạng thái p, bar t, 
0C i, kJ/kg 
1 6 200 2849 
2 6 80 335,2 
15
8
380500
Gn 

 kg/h 
 55,707
0183,00395,0
15
Gkk 

 kg/h = 0,1965 kg/s 
 
63,16
2,3352849
778,74865,133.55,707
Gh 


 kg/h = 0,00462 kg/s 
 4/ 4 
Bài 3 (3 điểm) 
 
05562,0
10.45.29
273600.8314
v
bar 45p
C600tt
51
1
0
N1 







 m
3
/kg 
 
88874,0
10.29
27337.8314
v
bar 1p
C37tt
53
3
0
L3 







 m
3
/kg 
- Quá trình 2-3: đoạn nhiệt 
06678,088874,0.
273600
27337
v
14,1
1
2 









 m
3
/kg 
- Quá trình 1-2: đẳng nhiệt 
  774,45
05562,0
06678,0
ln273600
29
8314
v
v
lnRTq
1
2
N1  kJ/kg 
Tính q2: 2 cách 
6449,0
273600
37600
T
TT
N
LN 




 
 
  kJ/kg 254,16774,45.6449,01
q.1q 12


q2 = – 16,254 kJ/kg (nhiệt lượng nhả ra) 
- Quá trình 4-1: đoạn nhiệt 
74,005562,0.
27337
273600
v
14,1
1
4 









 m
3
/kg 
- Quá trình 3-4: đẳng nhiệt 
  kJ/kg 254,16
8887,0
7402,0
ln27337
29
8314
v
v
lnRTq
3
4
L2


– Hết –