Thí sinh được sử dụng tài liệu

Bản ghi

1 ĐỀ THI CAO HỌC Baøi : Moät ñoäng cô ñoát trong 4 thì hoaït ñoäng theo chu trình ñoäng cô Diesel caáp nhieät ñaúng aùp, caùc thoâng soá caàn thieát nhö sau: khoâng khí huùt vaøo coù p = 00 kpa, t = 7 0 C, tæ soá neùn ε = 8, nhieät ñoä cöïc ñaïi cuûa chu trình T max = 653,3 0 K. / Xaùc ñònh thoâng soá p, v, T taïi caùc ñieåm ñaëc tröng cuûa chu trình. / Xaùc ñònh hieäu suaát nhieät η t cuûa chu trình. 3/ Bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò T-S vaø theå hieän baèng dieän tích caùc phaàn naêng löôïng lieân quan: q, q, l. Chaát moâi giôùi xem nhö khoâng khí; nhieät dung rieâng xem laø haèng soá. Baøi : Moät daøn laøm laïnh khoâng khí coù caùc thoâng soá ñöôïc bieát nhö sau: khoâng khí vaøo coù löu löôïng theå tích V = 5000 m 3 /h, nhieät ñoä nhieät keá khoâ chæ t = 35 0 C, nhieät ñoä nhieät keá öôùt chæ t ö = 30 0 C, nhieät ñoä khoâng khí ra khoûi daøn laïnh t = 5 0 C vaø ϕ = 80%. Ñoä taêng nhieät ñoä cuûa nöôùc laïnh sau khi qua daøn laïnh Δt n = 5 0 C, nhieät dung rieâng cuûa nöôùc c pn = 4,8 kj/kgñoä. / Tính naêng suaát laïnh cuûa daøn laïnh Q 0 [kw]. / Tính löu löôïng nöôùc laïnh vaø nöôùc ngöng tuï [kg/h]. 3/ Bieåu dieãn quaù trình khoâng khí aåm treân ñoà thò I-d vaø t-d. Khi tính khoâng söû duïng ñoà thò I-d vaø t-d. Aùp suaát khí trôøi xem laø p kt = bar. Baøi 3: Moät thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc hoaït ñoäng theo chu trình quaù nhieät trung gian, caùc thoâng soá caàn thieát nhö sau: Hôi vaøo taàng ñaàu cuûa tuabin p = 0 MPa, t = C Hôi vaøo boä quaù nhieät trung gian laø hôi baõo hoøa khoâ (x = ) Hôi ra khoûi boä quaù nhieät trung gian coù nhieät ñoä t 3 = C Aùp suaát ngöng tuï cuûa bình ngöng p 4 = 0,05 bar Khi tính coù theå boû qua coâng tieâu hao cuûa bôm caáp, quaù trình giaõn nôû trong tuabin xem laø ñoaïn nhieät lyù töôûng. / Bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò i-s vaø T-s / Tính hieäu suaát nhieät η t cuûa chu trình 3/ Neáu coâng suaát phaùt treân truïc tuabin laø N T = 00MW thì naêng suaát loø hôi laø bao nhieâu T/h. Baøi 4: Ñeå ño nhieät ñoä doøng khí ngöôøi ta söû duïng caëp nhieät ñieän boá trí nhö hình veõ, caùc thoâng soá kyõ thuaät caàn thieát ñöôïc bieát nhö sau: H = 00 mm, d = 5 mm, δ = mm, λ = 45W/m 0 C, t 0 = 50 0 C, α = 40 W/m 0 C. Khi tính toaùn boû qua toaû nhieät ôû ñænh thanh. / Neáu nhieät ñoä thöïc cuûa doøng khí laø t f = 50 0 C thì nhieät keá chæ bao nhieâu ñoä, sai soá ño Δt laø bao nhieâu. / Neáu thay voû boïc treân baèng moät voû boïc khaùc coù δ = 0.5 mm, λ = 5W/m 0 C, caùc thoâng soá coøn laïi vaãn nhö cuõ thì luùc naøy nhieät keá chæ bao nhieâu? Sai soá khi ño phaïm phaûi laø bao nhieâu.

2 t t0 α H tf δ Baøi 5: Moät vaùch phaúng ñöôïc caáu taïo töø hai taám toân coù dieän tích F = m, khoaûng caùch giöõa chuùng δ = 5 cm. Vaùch ñöôïc boá trí thaønh 4 tröôøng hôïp nhö hình veõ. Ñoä ñen cuûa beà maët laø ε w = 0.. Nhieät trôû daãn nhieät cuûa toân coù theå boû qua. Aùp suaát khoâng khí giöõa hai taám toân xem baèng aùp suaát khí trôøi (B = 760 mmhg). d 0 40 C 0 0 C Q Khoâng khí B = 760 mmhg δ Q Khoâng khí B = 760 mmhg δ 0 0 C 40 0 C a) b) 0 40 C 0 0 C Q Chaân khoâng δ Q Chaân khoâng δ 0 0 C 40 0 C c) d) / Tính nhieät löôïng truyeàn qua taám trong tröôøng hôïp a vaø b. / Tính nhieät löôïng truyeàn qua taám trong tröôøng hôïp c vaø d.

3 ĐÁP ÁN Baøi : ( ñieåm) p q 3 S = const 4 S = const. Xaùc ñònh thoâng soá taïi caùc ñieåm ñaëc tröng * Traïng thaùi : p = 00 kpa = 0 5 Pa = bar T = = K p v = RT => v = RT / p v = = 0,86 m 3 /kg 5 0 * Traïng thaùi : v k T = T v => T = ,4 = 953,3 0 K = 680,3 0 C ; v = v / ε = 0,86 / 8 = 0,0478 m 3 /kg p v = p v k = 8,4 = 57, bar = p max * Traïng thaùi 3: T 3 = T max => q = C p ( T 3 T ) = ( C μ p / μ ) ( T 3 T ) 9,3 q = q p = ( 653,3 953,3) = 77, 6 kj/kg 9 p 3 = p = 57, bar q v RT ,3 v 3 = = = 0,33 m 3 /kg p 5 57, 0 3 * Traïng thaùi 4: v 4 = v = 0,86 m 3 /kg k v3 0,33 T 4 = T3 = 653,3 = 57,35 0 K v4 0,86 k v3 0,33 p 4 = p3 = 57, = 4,9 bar v4 0,86. Tính η t :,4 0,4

4 q v = q = C v ( T 4 T ) = η = t l q q = q C μv ( T4 T ) = μ 0, ,95 = = 0,40 = 0,598 = 59.8% 77,6 ( 57, ) = 689,95 kj/kg 3. Bieåu dieãn caùc phaàn naêng löôïng: T q 3 l 4 q M N q = dt (M34NM) q = dt (4NM) l = dt (34) * Baøi : ñieåm caâu : ñieåm caâu : 0,5 ñieåm caâu 3: 0,5 ñieåm Baøi : ( ñieåm) Sô boä veõ ñoà thò ñeå ñònh höôùng vaán ñeà (vaø cuõng coù theå ñeå kieåm tra keát quaû sau khi tính toaùn) I I ϕ 0 t = 35 C ö tö 0 = 30 C ϕ = 00% d dö d. t = 35 0 C baûng hôi baõo hoaø p bh = 0,056 bar t u = 30 0 C baûng hôi baõo hoaø p ö bh = p bh = 0,044 bar Traïng thaùi ö laø khoâng khí aåm baõo hoaø öùng vôùi nhieät ñoä 30 0 C, do ñoù: pbh 0,044 d ö = 6 = 6 = 7, 55 g/kgkk B P 0,044 bh

5 % 7,55 I ö = t ö + d ö (500 + t ö ) = 30 + ( ) = 00, 53 kj/kgkk 3 0 I ö = I = t + d (500 + t ) 00,53 = 35 + d ( ) d = 5,5 g/kgkk ph d = 6 p h = 0,03938 bar B P h ph 0,03938 ϕ = = = 0,7 (ϕ = 70%) phbh 0,05633 t = 35 0 C baûng khoâng khí khoâ ρ k =,465 kg/m 3 G 5000 ρ = G k = ρ k V k =,465 =, 59 kg/s V 3600 Q 0 = G k ( I I ) Khoâng khí ra khoûi daøn laïnh: t = 5 0 C baûng hôi baõo hoaø p bh = 0,0704 bar ph ϕ = p h = ϕ p bh = 0,8 0,0704 = 0,0363 bar pbh ph 0,0363 d = 6 = 6 = 8, 59 g/kgkk B P 0,9863 h 8,59 I = t + d (500 + t ) = 5 + ( ) = 36, 7 kj/kgkk 3 0 Q 0 =,59 ( 00,53 36,7) = 0,5 kw. Q 0 = G n C pn Δt n Q0 0,5 G n = = = 4, 856 kg/s = 7,48 m 3 /h C Δt 4,8 5 pn n G ng = G k ( d d ) =,59 (5,5 8,59 ) = 6,9 g/s = 96,8 kgnöôùc/h. I I I ϕ I ϕ t ϕ t ö ϕ =00% tö I ϕ ö tö = const dö d d d d dö d t tö t t * Baøi : ñieåm caâu : ñieåm caâu : 0,5 ñieåm caâu 3: 0,5 ñieåm

6 Baøi 3: ( ñieåm). Veõ sô ñoà vaø xaây döïng ñoà thò i-s vaø T-s * Traïng thaùi : p = 0 Mpa = 00 bar, t = C => baûng hôi quaù nhieät * Traïng thaùi : s = s = 6,46 kj/kgñoä x = baûng hôi baõo hoaø * Traïng thaùi 3: p 3 = p = 6 bar t = C baûng hôi quaù nhieät * Traïng thaùi 4: p 4 = 0,05 bar s 4 = s 3 = 7,390 kj/kgñoä p 4 = 0,05 bar baûng hôi baõo hoaø x s s ' 4 4 7,39 0,476 4 = = = " ' s4 s4 8,393 0,476 p 6 bar i = i = 793 kj/kg i 3 = 3363 kj/kg s 3 = 7,390 kj/kgñoä 0,873 i 4 = 37,83 kj/kg i 4 = 56 kj/kg r 4 = 43 kj/kg s 4 = 0,476 kj/kgñoä s 4 = 8,393 kj/kgñoä i = 339 kj/kg s = 6,46 kj/kgñoä Gh p, t 3 p3, t3 I II NT = 00 MW 4 5

7 T q p 3 t = t3 i K 3 t = t3 p4 p4 x4 X = 0 5 q 4 X =. Tính hieäu suaát nhieät η t : i 4 = i 4 + r 4 x 4 = 37, ,873 = 53, kj/kg Coâng sinh ra cuûa tuabin: l Σ = l I + l II = (i i ) + (i 3 i 4 ) = ( ) + ( ,) = 555,9 kj/kg Nhieät löôïng caáp: q = (i i 4 ) + (i 3 i ) = (339 37,83) + ( ) = 367, kj/kg l η = Σ t q = 555,9 367, = 0,438 = 4,38% 3. Tính naêng suaát loø hôi: Löu löôïng hôi loø cung caáp: NT Gh = = = 64,7 kg/s l Σ 555,9 64,7 = 3600 = 3, 68 T/h 3 0 * Baøi 3: ñieåm caâu : 0,5 ñieåm caâu : ñieåm caâu 3: 0,5 ñieåm Baøi 4: ( ñieåm) S 5 4 αu mh = H f = πdδ U = πd λf α 40 ) mh = H = 0, =, 98 λδ 45 0,00 Ch (,98) = 9,87 t0 t f t H - t f = t H - 50 = = = 0, 6 0 C = Δt Ch( mh ) 9,87 S5 S4 x4 X = S

8 t H = 50-0,6 = 9,74 0 C ( Nhieät ñoä nhieät keá chæ) ) ' α 40 m H = H = 0, 7, 3 λ' δ ' 5 0,0005 = Ch (7,3) = 740 t0 t ' f 00 th t f = = = 0, 7 Ch( m' H ) 740 Δt = 0,7 0 C t H = 50-0,7 = 49,73 0 C * Baøi 4: ñieåm caâu : ñieåm caâu : ñieåm 0 C Baøi 5: ( ñieåm). Tröôøng hôïp a vaø b: a) Khi taám noùng ôû treân, taám laïnh ôû döôùi, khoâng khí giöõa taám ñöùng yeân neân chæ toàn taïi daãn nhieät vaø böùc xaï t,5 t + t = 0,5(40 0) 0 C f ( ) 0 = 0 w w = t f = 0 0 C tra baûng tính chaát vaät lyù cuûa khoâng khí khoâ λ =,5 0 - W/m 0 C ν = 4,6 0-6 m /s, Pr f = 0,705 λ,5 0 qλ = Δt = 60 = 30, W/m δ 5 0 T = = 33 0 K T = = 53 0 K 4 4 C 0 T T 5, qε = = [( 3,3) (,53) ] = 34, 65 W/m ε ε 0, q a = q λ + q ε = 30, + 34,65= 64,77 W/m Q a = q a F = 64,77 = 9,54 W b) Khi boá trí beà maët noùng ôû döôùi, laïnh ôû treân ñoái löu töï nhieân trong khe heïp q b = q α + q ε 3 3 gβl Δt 9,8 (5 0 ) 60 6 Gr = = =,3 0 6 ν 83 (4,6 0 ) ( Gr Pr) = (,3 0 6 ) 0,705 = > 0 3 ε tñ = 0,05 (Gr.Pr) 0,3 = 6,4 q α = 93 W/m q b = q α + q ε = ,65 = 7,65 W/m Q b = 455,3 W * Neáu duøng coâng thöùc ε tñ = 0,8 (Gr.Pr) 0,5 = 5,54 thì q α = 67 W/m vaø q b = 0,65 W/m Q b = 403,3 W. Tröôøng hôïp c vaø d: ÔÛ giöõa laø chaân khoângg neân chæ toàn taïi phaàn böùc xaï do ñoù vò trí khoâng aûnh höôûng

9 q c = q d = q ε = 34,65 W/m Q c = Q d = 69,3 W/m * Baøi 5: ñieåm caâu :,5 ñieåm caâu : 0,5 ñieåm

10 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA HOÄI ÑOÀNG TUYEÅN SINH SÑH TSSÑHB0 ÑEÀ THI SAU ÑAÏI HOÏC NAÊM 007 Tuyeån sinh: Cao hoïc Chuyeân ngaønh: COÂNG NGHEÄ NHIEÄT Moân thi: CÔ SÔÛ Thôøi gian laøm baøi: 80 phuùt (Thí sinh ñöôïc söû duïng taøi lieäu) Ñeà thi soá: Ñeà thi goàm trang Bài ( điểm) Chu trình tuabin khí thực tế hoạt động với các thông số kỹ thuật sau: Không khí hút vào máy nén : t = o C, p = 00 kpa Không khí ra khỏi máy nén : p = 600 kpa Sản phẩm cháy vào tuabin : t 3 = 800 o C Hiệu suất đoạn nhiệt của máy nén : η cs = 0,85 Quá trình giãn nở trong tuabin là quá trình đoạn nhiệt thực nên khí ra khỏi tuabin có độ tăng entropy là s = 0,098 kj/kg.k so với giãn nở đoạn nhiệt lý tưởng (s = const). Sản phẩm cháy xem như khí lý tưởng có k =,4, c p =,03 kj/kg.k,r = 0,87 kj/kg.k / Biểu diễn chu trình trên đồ thị T-s và xác định hiệu suất nhiệt của chu trình η t / Xác định hiệu suất đoạn nhiệt (hiệu suất đẳng entropy) của tuabin khí η TS Bài ( điểm) Một xilanh kín được làm bằng thép bọc cách nhiệt rất tốt, ở giữa xilanh lắp đặt piston có thể dịch chuyển qua lại xem như không có ma sát và cũng được cách nhiệt rất tốt. Ban đầu piston ở vị trí giữa xilanh và chia xilanh thành dung tích chứa khí bằng o nhau là V A và V B, B khối lượng khí trong mỗi dung tích là kg, nhiệt độ ban đầu t = 0 C và p = 0, MPa. Trong dung tích A có lắp một điện trở gia nhiệt còn dung tích B thì không có. Người ta bắt đầu gia nhiệt từ từ cho khối khí trong dung tích A, piston dịch chuyển dần dần sang phía B cho đến khi p A = p B = 0,4 MPa thì dừng lại. / Xác định thể tích cuối của khối khí V A và V B / Xác định : - Nhiệt độ cuối t A và t B - Nhiệt lượng cung cấp cho khối khí A Nhiệt dung riêng xem là hằng số: c p =,0 kj/kg.k c v = 0,7 kj/kg.k Bài 3 ( điểm) Có một máy lạnh cấp hoạt động theo chu trình thực, lãnh chất sử dụng là NH 3, thông số hoạt động của thiết bị như sau: Nhiệt độ ngưng tụ : t k = 30 o C Nhiệt độ bốc hơi : t o = -5 o C

11 Lãnh chất trước van tiết lưu có nhiệt độ t 3 = 5 o C nhờ quá lạnh trực tiếp bằng nước giải nhiệt của bình ngưng. Hơi hút về máy nén là hơi bão hoà khô. Người ta đo được nhiệt độ hơi ra khỏi máy nén t = 05 o C và năng suất lạnh của thiết bị Q o = 6700 kj/h / Biểu diễn chu trình trên đồ thị T-s và lgp-i / Xác định lưu lượng tuần hoàn của lãnh chất m a [kg/s] 3/ Tính hệ số làm lạnh ε và công suất máy nén P [kw] 4/ Xác định hiệu suất đoạn nhiệt (hiệu suất đẳng entropy) của máy nén η cs Bài 4 ( điểm) Một đường ống dẫn hơi làm bằng thép có đường kính trong d = 00 mm, chiều dày ống δ = mm, chiều dài đường ống L = 30 m, hệ số dẫn nhiệt của ống thép λ = 45W/m.K, hơi chuyển động trong ống là hơi bão hòa khô có p = 0 bar, cường độ tỏa nhiệt về phía hơi α = 00 W/m K. Phía ngoài ống bọc lớp cách nhiệt có hệ số dẫn nhiệt λ = 0,W/m.K, chiều dày δ = 00 mm. Không khí ngoài trời có nhiệt độ t f = 0 o C được gió thổi ngang qua ống với tốc độ ω = 5 m/s. / Xác định nhiệt độ bề mặt trong cùng t và bề mặt ngoài cùng t 3, bỏ qua ảnh hưởng của trao đổi nhiệt bức xạ. / Tính tổn thất nhiệt của đường ống hơi Q. Bài 5 ( điểm) Một thiết bị trao đổi nhiệt dạng ống lồng ống lưu động ngược chiều có diện tích truyền nhiệt F = 60 m. Chất lỏng nóng là dầu, nhiệt độ vào t = 60 o C, chất lỏng lạnh là nước có nhiệt độ vào t = 0 o C. Lưu lượng nước m = kg/h, lưu lượng dầu m = kg/h, c p =,9 kj/kg.k, hệ số truyền nhiệt của thiết bị k = 300W/m.K / Xác định nhiệt độ ra của các chất lỏng t và t. / Tính công suất nhiệt của thiết bị Q [kw].

12 ÑAÏI HOÏC QUOÁC GIA TP HOÀ CHÍ MINH TRÖÔØNG ÑAÏI HOÏC BAÙCH KHOA HOÄI ÑOÀNG TUYEÅN SINH SÑH TSSÑHB0 ÑEÀ THI SAU ÑAÏI HOÏC NAÊM 006 Tuyeån sinh: Cao hoïc Chuyeân ngaønh: COÂNG NGHEÄ NHIEÄT Moân thi: CÔ SÔÛ Thôøi gian laøm baøi: 80 phuùt (Thí sinh ñöôïc söû duïng taøi lieäu) Ñeà thi soá: Ñeà thi goàm trang Baøi. Ñoäng cô ñoát trong hoaït ñoäng theo chu trình caáp nhieät ñaúng aùp (air-standard Diesel cycle), coâng suaát phaùt cuûa ñoäng cô N = 3700 kw, chu trình hoaït ñoäng vôùi thoâng soá: Tyû soá neùn ε = 4 Tyû soá giaõn nôû sôùm ρ = Nhieân lieäu söû duïng cho ñoäng cô coù nhieät trò phaùt ra khi chaùy: H Q = 4,6 x 0 4 kj/kg p - Bieåu dieãn chu trình treân ñoà thò p-v vaø T-s. - Xaùc ñònh hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. 3- Tính löôïng nhieân lieäu tieâu hao cuûa ñoäng cô trong giôø G nl [kg/h] Khi tính toaùn chaát moâi giôùi xem nhö khoâng khí (μ k = 9), nhieät dung rieâng (NDR) xem laø haèng soá. Baøi. Coù 4 kg khí lyù töôûng chöùa trong heä kín, nhieät ñoä ban ñaàu cuûa khí t = C, khí ñöôïc giaõn nôû theo quaù trình ña bieán thuaän nghòch ñeán traïng thaùi coù t = 60 0 C vaø theå tích V = 3V. Trong quaù trình giaõn nôû khí nhaän moät nhieät löôïng Q = 67,47 kj vaø sinh coâng W = 837,36 kj. - Xaùc ñònh soá muõ ña bieán cuûa quaù trình n. - Tìm giaù trò nhieät dung rieâng c p vaø c v. Baøi 3. Ñeå söôûi aám cho moät coâng trình kieán truùc, ngöôøi ta duøng quaït coù löu löôïng V= 5000 m 3 /h ñeå huùt khoâng khí ngoaøi trôøi coù nhieät ñoä t = 5 0 C, ñoä aåm ϕ = 80% sau ñoù ñaåy qua boä gia nhieät hoãn hôïp nhö hình veõ: Khoâng khí ngoaøi trôøi V = 5000 m 3 / h 0 0 t = 5 C Q t = 5 C Thoåi vaøo coâng trình ϕ = 80% ϕ = 50% Hôi nöôùc p =,5 bar, x = 0,8

13 Hôi phun vaøo coù aùp suaát tuyeät ñoái p =,5 bar, ñoä khoâ x = 0,8, khoâng khí ra khoûi boä gia nhieät hoãn hôïp coù t = 5 0 C vaø ϕ = 50% ñöôïc thoåi vaøo coâng trình. Aùp suaát khí trôøi p b = 98 kpa, trong quaù trình hoaït ñoäng cuûa thieát bò xem nhö aùp suaát doøng khoâng khí laø khoâng ñoåi. - Xaùc ñònh löôïng hôi nöôùc caàn cung caáp cho thieát bò G h [kg/h] - Tính nhieät löôïng cung caáp cho boä gia nhieät Q [kw] Baøi 4. Moät thieát bò ñun nöôùc noùng daïng voû boïc chuøm oáng coù 30 oáng, nöôùc chaûy trong oáng coù ñöôøng kính d = 0 mm vaø ñi haønh trình ( pass), chieàu daøi moät oáng L =,5 m, nhieät ñoä trung bình cuûa nöôùc t f = 50 0 C, nhieät ñoä beà maët vaùch oáng t w = 90 0 C, löu löôïng nöôùc chaûy qua thieát bò G = 4 kg/s. Khi tính toaùn xem khoái löôïng rieâng cuûa nöôùc ρ n = 000 kg/m 3, NDR cuûa nöôùc c pn = 4,8 kj/kg 0 K. - Tính coâng suaát nhieät cuûa thieát bò Q [kw] ' - Xaùc ñònh nhieät ñoä nöôùc vaøo vaø ra khoûi thieát bò vaø Baøi 5. Coù taám phaúng ñaët song song, taám thöù coù t = C, ε = 0,9; taám thöù : t = 00 0 C, ε = 0,8, giöõa taám laø khoâng khí, khoaûng caùch giöõa taám δ = 0 mm. - Xaùc ñònh nhieät löôïng trao ñoåi nhieät giöõa taám q, tyû leä thaønh phaàn trao ñoåi nhieät böùc xaï vaø ñoái löu cuûa doøng nhieät toaøn phaàn. - Neáu giöõa taám coù ñaët 3 maøng chaén böùc xaï coù ñoä ñen ε c = 0,05 thì nhieät löôïng trao ñoåi nhieät baèng böùc xaï giöõa taám q εc laø bao nhieâu? t f " t f.

14 ÑEÀ THI Moân: NHIEÄT ÑOÄNG VAØ TRUYEÀN NHIEÄT (Kyø thi tuyeån sinh cao hoïc ngaønh Coâng Ngheä Nhieät 005) Thôøi gian laøm baøi : 80 phuùt Ghi chuù : Thí sinh ñöôïc söû duïng taøi lieäu. Ngaøy Baøi Khoâng khí tröôùc khi ñi vaøo maùy neùn coù aùp suaát vaø nhieät ñoä laàn löôït laø p = bar vaø t = 3 o C, sau khi ra khoûi maùy neùn aùp suaát cuûa khoâng khí laø p = 3 bar. a. Xaùc ñònh coâng tieâu toán bôûi maùy neùn. b. Xaùc ñònh ñoä bieán thieân entropy giöõa ñaàu ra vaø ñaàu vaøo tính theo kg khoâng khí. Nhaän xeùt? c. Bieåu dieãn quaù trình treân ñoà thò T-s. Cho bieát quaù trình neùn laø ña bieán vôùi n =, vaø löu löôïng khoâng khí ñi qua maùy neùn laø,34 kg/s. Baøi Khaûo saùt moät bình kín coù theå tích V = 00 lít beân trong coù chöùa,6 kg hôi nöôùc. Sau khi nhaän vaøo moät nhieät löôïng Q, ngöôøi ta thaáy nhieät ñoä cuûa hôi nöôùc trong bình taêng theâm 5,3 o C. Cho bieát vaøo luùc ban ñaàu soá chæ cuûa aùp keá laø,3 bar. a. Neâu ñuùng teân goïi cuûa traïng thaùi ñaàu vaø traïng thaùi cuoái. Xaùc ñònh roõ vaøo cuoái quaù trình aùp keá chæ bao nhieâu? Bieåu dieãn quaù trình treân ñoà thò p-v. b. Tính toaùn giaù trò cuûa Q. Trong quaù trình tính toaùn xem nhö aùp suaát khí quyeån coù giaù trò laø bar. Baøi 3 Khoâng khí aåm tröôùc khi ñi vaøo thieát bò A coù t = 30 o C vaø ϕ = 75%, sau khi ra khoûi thieát bò ñoù ngöôøi ta thaáy t = 47 o C vaø ñoä chöùa hôi d nhoû hôn d moät löôïng laø 0 gam hôi nöôùc/kg khoâng khí khoâ. a. Xaùc ñònh enthalpy cuûa khoâng khí aåm tröôùc vaø sau khi ra khoûi thieát bò A. b. Xaùc ñònh nhieät ñoä ñoïng söông t ñs cuûa khoâng khí sau khi ra khoûi thieát bò A. c. Xaùc ñònh naêng suaát laïnh vaø coâng lyù thuyeát caáp cho maùy neùn cuûa maùy laïnh B. Cho bieát, maùy laïnh B ñöôïc duøng ñeå giaûm nhieät ñoä cuûa khoâng khí töø traïng thaùi (ra khoûi thieát bò A) ñeán traïng thaùi 3 vôùi t 3 = t ñs + 3,5 o C, löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn laïnh cuûa maùy laïnh B laø 0000 kg khoâng khí khoâ/h, heä soá laøm laïnh cuûa maùy laïnh B laø 3,5. d. Bieåu dieãn toaøn boä quaù trình treân ñoà thò t-d. Cho bieát aùp suaát khí quyeån laø bar.

15 Yeâu caàu: thöïc hieän caùc caâu hoûi neâu treân baèng bieän phaùp tính toaùn, ñoà thò chæ ñöôïc duøng ñeå minh hoïa. Baøi 4 Khaûo saùt thieát bò trao ñoåi nhieät loaïi oáng loàng oáng vôùi ñöôøng kính oáng nhoû (oáng loàng beân trong) laø 30 mm, chieàu daøi oáng laø L. Cho bieát: -Daàu maùy bieán aùp chuyeån ñoäng beân trong oáng nhoû, beà daøy oáng xem nhö khoâng ñaùng keå, nhieät ñoä daàu vaøo vaø ra khoûi oáng laàn löôït laø 65 o C vaø 75 o C, toác ñoä chuyeån ñoäng cuûa daàu trong oáng laø,6 m/s. -Hôi nöôùc chuyeån ñoäng trong khoâng gian giôùi haïn giöõa oáng lôùn vaø oáng nhoû vôùi nhieät ñoä ôû ñaàu vaøo laø 0 o C, aùp suaát, bars. Cho bieát löu löôïng hôi nöôùc ñi qua thieát bò trao ñoåi nhieät laø 0,04 kg/s. -Hieäu suaát thieát bò trao ñoåi nhieät ñöôïc xem laø 00%, trong quaù trình tính toaùn coù theå xem nhieät ñoä beà maët vaùch oáng nhoû laø t w = 00 o C. a. Xaùc ñònh heä soá toûa nhieät ñoái löu α giöõa daàu vaø vaùch trong cuûa oáng nhoû. b. Tính chieàu daøi L cuûa oáng. c. Xaùc ñònh enthalpy cuûa hôi nöôùc ôû ñaàu ra cuûa thieát bò trao ñoåi nhieät, coù nhaän xeùt gì veà traïng thaùi töông öùng cuûa hôi nöôùc ôû ñaàu ra? d. Xaùc ñònh heä soá toûa nhieät ñoái löu trung bình α giöõa hôi nöôùc vaø vaùch ngoaøi cuûa oáng nhoû. Baøi 5 Khaûo saùt hai taám phaúng roäng ñaët song song coù nhieät ñoä vaø ñoä ñen laàn löôït laø t = 300 o C, t = 50 o C, ε = 0,8 vaø ε = 0,7. a. Xaùc ñònh maät ñoä doøng nhieät trao ñoåi baèng phöông thöùc böùc xaï giöõa hai taám phaúng. b. Ñeå laøm giaûm maät ñoä doøng nhieät, ngöôøi ta ñaët moät maøn chaén coù ñoä ñen ε C = 0,05 vaøo giöõa hai taám phaúng ñang khaûo saùt, tính nhieät ñoä taám chaén T C vaø möùc ñoä giaûm cuûa maät ñoä doøng nhieät. THANG ÑIEÅM Caâu ñieåm Caâu ñieåm Caâu 3,5 ñieåm Caâu 4,5 ñieåm Caâu 5 ñieåm BAØI GIAÛI Baøi a. Coâng ñôn vò tieâu toán bôûi maùy neùn: (0,75 ñieåm)

16 (n ) / n n p w = RT = -0549,979 J/kg n p Coâng tieâu toán: W = 4,6 kw b. Ñoä bieán thieân entropy tính treân kg chaát laøm vieäc: (0,75 ñieåm) Δs = c p.ln(v /v ) + c v.ln(p /p ) Vôùi c p =,0089 kj/kg.k vaø c v = 0,7069 kj/kg.k Töø phöông trình pv n = const, ta vieát ñöôïc: p v n n = p v Suy ra: v /v = (p /p ) /n Töø ñoù: Δs = -0,3899 kj/kg.k Nhaän xeùt: entropy cuûa khoâng khí ra khoûi maùy neùn nhoû hôn entropy cuûa khoâng khí ñi vaøo maùy neùn, ñieàu naøy cho thaáy trong thöïc teá maùy neùn naøy ñöôïc laøm maùt töông ñoái toát. c. Bieåu dieãn treân ñoà thò T-s (0,5 ñieåm) T p T p T S Baøi Theå tích rieâng cuûa hôi nöôùc ñang chöùa trong bình: v = 0,/,6 = 0,5 m 3 /kg Aùp suaát ban ñaàu cuûa hôi nöôùc: p =,3 + =,3 bar a. (0,75 ñieåm) Nhö vaäy, vaøo luùc ban ñaàu, traïng thaùi hôi nöôùc laø baõo hoøa aåm vôùi ñoä khoâ x coù giaù trò laø: 0,5 0, x = = 0,5976 0,7768 0, Nhieät ñoä ban ñaàu cuûa hôi nöôùc: t = 4,7 o C Nhieät ñoä hôi nöôùc ôû traïng thaùi cuoái: t = 50,0 o C Soá chæ cuûa aùp keá vaøo cuoái quaù trình:

17 p = 4,76 = 3,76 bar Ta cuõng xaùc ñònh ñöôïc, vaøo cuoái quaù trình, hôi nöôùc trong bình cuõng coù traïng thaùi baõo hoøa aåm vôùi ñoä khoâ x coù giaù trò laø: 0,5 0, x = = 0,3649 0,396 0, Ñoà thò p-v minh hoïa (0,5 ñieåm): P P P v =v b. ( ñieåm) Xaùc ñònh giaù trò cuûa Q Töø phöông trình ñònh luaät nhieät ñoäng thöù nhaát, do quaù trình laø ñaúng tích ta coù: Q = G.Δu = G.(u u ) Trong ñoù: u = i p.v u = i p.v Vôùi: i = (-0,3649).63, + 0, = 30,96 kj/kg i = (-0,5976) , = 873,74 kj/kg u u = 30,96 873,74 + (p p )v = 396,73 kj/kg Q = 634,77 kj Baøi 3 a. (0,75 ñieåm) Phaân aùp suaát cuûa hôi nöôùc coù trong khoâng khí aåm öùng vôùi traïng thaùi ban ñaàu: p h = 0,75.0,044 = 0,038 bar Ñoä chöùa hôi öùng vôùi traïng thaùi ban ñaàu cuûa khoâng khí aåm: 0,038 d = 0,6. = 0,0043 kg hôi nöôùc/kg khoâng khí khoâ 0,038 Enthalpy öùng vôùi traïng thaùi ban ñaàu cuûa khoâng khí aåm: I =, ,0043.(500 +,806.30) = 8,35 kj/kg khoâng khí khoâ Ñoä chöùa hôi öùng vôùi traïng thaùi cuûa khoâng khí aåm: d = 0,0043 0,00 = 0,0043 kg hôi nöôùc/kg khoâng khí khoâ Enthalpy öùng vôùi traïng thaùi cuûa khoâng khí aåm: I =, ,0043.(500 +,806.47) = 74,86 kj/kg khoâng khí khoâ V

18 b. (0,75 ñieåm) Xaùc ñònh nhieät ñoä ñoïng söông t ñs Phaân aùp suaát cuûa hôi nöôùc coù trong khoâng khí aåm öùng vôùi traïng thaùi : d p h =.p = 0,0649 bar d + 0,6 Töø p h ta suy ra ñöôïc nhieät ñoä ñoïng söông: t ñs = 4,54 o C c. (0,75 ñieåm) Ta coù: t 3 = t ñs + 3,5 o C = 8,04 o C Enthalpy öùng vôùi traïng thaùi 3 cuûa khoâng khí aåm: I 3 =,0048.8,04 + 0,0043.(500 +,806.8,04) = 44,548 kj/kg khoâng khí khoâ Naêng suaát laïnh cuûa maùy laïnh: 0000 Q o = (74,86 44,548) = 8,4 kw 3600 Coâng lyù thuyeát caáp cho maùy neùn: 8,4 W = = 3,548 kw 3,5 d. (0,5 ñieåm) Bieåu dieãn toaøn boä quaù trình treân ñoà thò t-d d ϕ=00% d 3 d t t ñs t t Baøi 4 a. ( ñieåm) Daàu maùy bieán aùp chuyeån ñoäng trong oáng coù ñöôøng kính 30 mm vôùi nhieät ñoä trung bình laø 70 o C, caùc thoâng soá vaät lyù töông öùng laø: ν = 4, m /s λ = 0,064 W/m.K a = 6, m /s Pr f = 7,3 Pr w = 43,9 c p =,964 kj/kg.k ρ = 850 kg/m 3 Tieâu chuaån Reynolds:

19 Re = ωd. = υ,6.0,03 6 4,54.0 = 057,687 Nhö vaäy, daàu chaûy roái trong oáng. Coâng thöùc tính Nusselt coù daïng: Nu f = 0,0.Re 0,8 f. Pr 0,43 f.(pr f /Pr w ) 0,5 = 46,066 Heä soá toûa nhieät ñoái löu giöõa daàu vaø vaùch trong cuûa oáng nhoû: α = Nu.λ/d = 87,75 W/m.K b. (0,5 ñieåm) Chieàu daøi oáng Nhieät löôïng do daàu maùy bieán aùp nhaän vaøo trong giaây: Q =,964.[3,4.(0.03) /4].,6.850.(75-65) = 8,87089 kw Ta cuõng vieát ñöôïc: Q = α.f.(00 70) = ,75.3,4.0,03.L.(00 70) Suy ra chieàu daøi L cuûa oáng: L = 7,65 m c. (0,75 ñieåm) Hôi nöôùc ñi vaøo thieát bò trao ñoåi nhieät coù traïng thaùi quaù nhieät vôùi enthalpy laø i. Noäi suy ta coù: i = ( ). = 693,933 kj/kg Goïi i laø enthalpy cuûa hôi nöôùc khi ra khoûi thieát bò trao ñoåi nhieät, ta vieát ñöôïc: Q = 0,04.(i i ) Suy ra: i = 346,0 kj/kg Hôi nöôùc ôû ñaàu ra cuûa thieát bò trao ñoåi nhieät laø hôi baõo hoøa aåm vôùi ñoä khoâ x coù giaù trò laø: x = (346,0 439,4)/( ,4) = 0,404 d. (0,5 ñieåm) Heä soá toûa nhieät ñoái löu trung bình α giöõa hôi nöôùc vaø vaùch ngoaøi cuûa oáng nhoû. Do hieäu suaát cuûa thieát bò trao ñoåi nhieät ñöôïc xem laø 00%, ta coù theå vieát: Q = α.f.(t h 00) Nhaän xeùt, ta thaáy trong soá nhieät löôïng 8,87089 kj do hôi nöôùc nhaû ra trong giaây, coù ñeán 0,04.( ,0) = 8,465 kj nhaû ra cuøng vôùi söï bieán ñoåi pha, töùc laø ôû nhieät ñoä baõo hoøa 04,8 o C. Do ñoù coù theå laáy t h = 04,8 o C. Keát quaû: α = 5444, W/m.K Baøi 5 a. (0,5 ñieåm) Maät ñoä doøng nhieät trao ñoåi baèng phöông thöùc böùc xaï giöõa hai taám phaúng: 4 4 T q = ε qd.c o. T 00 00

20 Trong ñoù: ε qd = ε + ε = 0,59574 T = 573 K T = 43 K Keát quaû: q = 559,878 W/m b. (0,5 ñieåm) Trong tröôøng hôïp coù maøn chaén, maät ñoä doøng nhieät ñöôïc xaùc ñònh baèng coâng thöùc sau: q C = ε + ε + ε C 00 T 00 T C o 4 4 = 53,6 W/m Nhieät ñoä T C cuûa taám chaén: q C = ε qdc.c o. 4 C 4 00 T 00 T Trong ñoù: ε qdc = C ε + ε = 0, T C = 54,353 K Nhö vaäy, do coù taám chaén maät ñoä doøng nhieät giaûm 48 laàn.

21 ÑEÀ THI Moân : NHIEÄT ÑOÄNG VAØ TRUYEÀN NHIEÄT (Kyø thi tuyeån sinh cao hoïc ngaønh Coâng Ngheä Nhieät 004) Thôøi gian laøm baøi : 80 phuùt Ghi chuù : Thí sinh ñöôïc söû duïng taøi lieäu. Ngaøy Baøi Khoâng khí aåm tröôùc khi ñi vaøo daøn laïnh coù t = 3 0 C vaø ϕ = 80%. Sau khi ra khoûi daøn laïnh, ngöôøi ta thaáy t = t ñs 0 0 C vaø ϕ = 00%, trong ñoù t ñs laø nhieät ñoä ñoïng söông öùng vôùi traïng thaùi khoâng khí tröôùc khi ñi vaøo daøn laïnh. Cho bieát löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn laïnh laø 7500 m 3 /h. a- Veõ bieåu dieãn quaù trình ñang khaûo saùt treân ñoà thò I-d vaø t-d. (0,5 ñieåm) b- Xaùc ñònh naêng suaát lyù thuyeát cuûa daøn laïnh. ( ñieåm) Baøi Khoâng khí ñi vaøo maùy neùn vôùi aùp suaát vaø nhieät ñoä laàn löôït laø p = bar vaø t = 30 0 C. Sau khi ra khoûi maùy neùn, aùp suaát cuûa khoâng khí laø p = 8 bar. Cho bieát löu löôïng khoâng khí ñi qua maùy neùn laø 0,09 kg/s. Xaùc ñònh coâng neùn trong caùc tröôøng hôïp sau: a- Quaù trình neùn laø ñoaïn nhieät. (0,5 ñieåm) b- Quaù trình neùn laø ñaúng nhieät. (0,5 ñieåm) c- Quaù trình neùn laø ña bieán vôùi soá muõ ña bieán n =,5. (0,5 ñieåm) d- Veõ bieåu dieãn caùc quaù trình treân ñoà thò p-v. Neâu nhaän xeùt. (0,5 ñieåm) e- Neáu quaù trình neùn ñang khaûo saùt laø ña bieán vôùi n >,5 thì coâng neùn trong tröôøng hôïp naøy nhö theá naøo so vôùi coâng neùn ñaõ xaùc ñònh ôû caâu c. (0,5 ñieåm) Baøi 3 Khaûo saùt maùy laïnh coù maùy neùn hôi loaïi moät caáp. Cho bieát: - Taùc nhaân laïnh laø R-. - Traïng thaùi taùc nhaân laïnh ôû ñaàu ra cuûa thieát bò ngöng tuï (traïng thaùi 3) laø loûng soâi ôû aùp suaát bar. - Traïng thaùi taùc nhaân laïnh ôû ñaàu vaøo cuûa maùy neùn (traïng thaùi ) laø baõo hoøa khoâ ôû nhieät ñoä 5 0 C. - Naêng suaát laïnh cuûa maùy laïnh laø Btu/h. Xaùc ñònh: a- Naêng suaát nhaû nhieät cuûa thieát bò ngöng tuï. (,5 ñieåm)

22 b- Cho bieát, trong ñieàu kieän cuûa TP Hoà Chí Minh, thieát bò ngöng tuï ñang khaûo saùt thuoäc loaïi giaûi nhieät baèng gioù hay baèng nöôùc? Neâu lyù do vì sao coù ñöôïc nhaän xeùt ñoù. (0,75 ñieåm) Baøi 4 Khaûo saùt moät vaùch phaúng lôùp coù caùc thoâng soá laøm vieäc nhö sau: - Beà daøy vaø heä soá daãn nhieät cuûa lôùp thöù nhaát laø δ = 00 mm vaø λ = 0,8 W/m.ñoä. - Beà daøy vaø heä soá daãn nhieät cuûa lôùp thöù hai laø δ = 00 mm vaø λ =, W/m.ñoä. - Nhieät ñoä vaø heä soá toûa nhieät ñoái löu cuûa khoùi noùng tieáp xuùc vôùi beà maët beân ngoaøi cuûa lôùp thöù nhaát laø t f = 50 o C vaø α = 30 W/m.ñoä. - Nhieät ñoä vaø heä soá toûa nhieät ñoái löu cuûa khoâng khí tieáp xuùc vôùi beà maët beân ngoaøi cuûa lôùp thöù hai laø t f = 35 o C vaø α = W/m.ñoä. Xaùc ñònh: a- Caùc nhieät ñoä beà maët beân ngoaøi cuûa vaùch phaúng (t w vaø t w3 ) vaø nhieät ñoä beà maët tieáp xuùc t w giöõa lôùp thöù nhaát vaø lôùp thöù hai. (0,75 ñieåm) b- Nhieät löôïng truyeàn qua vaùch, cho bieát dieän tích beà maët vaùch laø 0 m. (0,5 ñieåm) c- Neáu hoaùn ñoåi thöù töï cuûa hai lôùp taïo neân vaùch phaúng thì caùc keát quaû ñaõ tính ôû treân coù bò aûnh höôûng khoâng? Trong thöïc teá, khi löïa choïn caùch boá trí thöù töï caùc lôùp thì ta caàn chuù yù ñeán ñieàu gì? (0,5 ñieåm) Baøi 5 Khaûo saùt moät oáng daãn nöôùc noùng coù caùc thoâng soá laøm vieäc nhö sau: - Ñöôøng kính trong, beà daøy oáng, chieàu daøi oáng vaø heä soá daãn nhieät cuûa vaät lieäu laøm oáng laàn löôït laø d = 00 mm, δ = 5 mm, L = 0 m vaø λ = 60 W/m.ñoä. - Toác ñoä vaø nhieät ñoä trung bình cuûa nöôùc chaûy trong oáng laø ω =, m/s vaø t n = 70 0 C. Cho bieát nhieät ñoä trung bình cuûa beà maët beân trong cuûa oáng laø t w = 69,5 0 C. Xaùc ñònh: a- Toån thaát nhieät töø oáng ra moâi tröôøng. ( ñieåm) b- Nhieät ñoä beà maët beân ngoaøi cuûa oáng t w. (0,5 ñieåm) c- Ñoä cheânh leäch nhieät ñoä cuûa nöôùc giöõa ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa oáng. (0,5 ñieåm) d- Cho bieát nhieät ñoä vaø heä soá toûa nhieät ñoái löu cuûa khoâng khí xung quanh oáng laø t f = 40 o C vaø α = 5 W/m.ñoä. Xaùc ñònh heä soá daãn nhieät λ cuûa lôùp vaät lieäu boïc beân ngoaøi oáng neáu beà daøy δ cuûa lôùp vaät lieäu ñoù laø 5 mm. Coù nhaän xeùt gì veà khoâng gian xung quanh oáng? (0,5 ñieåm)

23 BAØI GIAÛI Baøi (,5 ñieåm) Töø traïng thaùi ñaõ bieát, ta xaùc ñònh ñöôïc nhieät ñoä ñoïng söông öùng vôùi traïng thaùi laø: t ñs = 8 o C Nhö vaäy: t = 8 o C Enthalpy cuûa khoâng khí aåm öùng vôùi caùc traïng thaùi vaø laàn löôït coù giaù trò laø: I = 94,35 kj/kg khoâng khí khoâ I = 50,85 kj/kg khoâng khí khoâ Theå tích rieâng trung bình cuûa khoâng khí: v = 0,87 m 3 /kg khoâng khí khoâ Löu löôïng khoái löôïng cuûa khoâng khí ñi qua daøn laïnh: m& = 7500 / 3600 / 0,87 =,394 kg khoâng khí khoâ/s Naêng suaát lyù thuyeát cuûa daøn laïnh: Q = m & (I I ) = 04,39 kw Baøi (,5 ñieåm) Coâng neùn ñôn vò öùng vôùi quaù trình ñoaïn nhieät ñöôïc tính nhö sau: ( k )/ k k p (,4 ) /,4, w = RT = 303 k- p,4-9 w = 46707,87 J/kg Coâng neùn öùng vôùi quaù trình ñoaïn nhieät coù giaù trò laø: W = (0,09).( 46707,87) = 03,708 W Neáu quaù trình neùn laø ñaúng nhieät, coâng neùn ñôn vò coù giaù trò laø: w = RT.ln(p /p ) = 80634,776 J/kg Coâng neùn öùng vôùi quaù trình ñaúng nhieät coù giaù trò laø: W = (0,09).( 80634,776) = 657,3 W ÖÙng vôùi quaù trình neùn ña bieán vôùi (n =,5), ta coù: ( n )/ n n p (,5 ) /,5, w = RT = 303 n- p,5-9 w = 3993,666 J/kg Coâng neùn öùng vôùi quaù trình ña bieán coù giaù trò laø: W = (0,09).( 3993,666) = 059,43 W Nhaän xeùt: ta thaáy coâng neùn ñaúng nhieät < coâng neùn ña bieán < coâng neùn ñoaïn nhieät.

24 Neáu quaù trình neùn ña bieán vôùi n >,5 thì coâng neùn caáp vaøo seõ lôùn hôn 059,43 W. Baøi 3 ( ñieåm) Töø baûng soá lieäu nhieät ñoäng cuûa R-, ta xaây döïng ñöôïc baûng sau: Traïng thaùi Nhieät ñoä, o C AÙp suaát, bar Enthalpy, kj/kg Entropy, kj/kg.k ,79 55,59 5 5,844 5, ,09 739, 8 570,8 570,8,7409,7409 Löu löôïng khoái löôïng cuûa taùc nhaân laïnh ñi qua thieát bò bay hôi: m& = ,569/000/(706,09 570,8) = 0,083 kg/s Naêng suaát nhaû nhieät cuûa thieát bò ngöng tuï: Q k = 0,083.(739,8 570,8) = 8,48 kw Nhaän xeùt, ta thaáy nhieät ñoä ngöng tuï cuûa taùc nhaân laïnh khaù cao. Ñieàu naøy töông öùng vôùi thieát bò ngöng tuï loaïi giaûi nhieät baèng gioù (lyù do: nhieät dung rieâng vaø khoái löôïng rieâng cuûa khoâng khí khaù nhoû, daãn ñeán ñoä cheânh leäch nhieät ñoä cuûa khoâng khí khi ñi qua thieát bò ngöng tuï khaù cao, ñieàu naøy laøm cho nhieät ñoä ngöng tuï cuûa taùc nhaân laïnh gia taêng). Baøi 4 (,5 ñieåm) Maät ñoä doøng nhieät truyeàn qua vaùch ñöôïc tính theo coâng thöùc sau: tf tf q = = = 7,556 W/m δ δ 0, 0, α λ λ α 30 0,8, Ta coù: q t w = 50 - α = 40,948o C q t w3 = 35 + α = 57,69o C t w = 07,0035 o C Nhieät löôïng truyeàn qua vaùch trong giaây: Q = q.f = 75,56 W Nhaän xeùt: Neáu hoaùn ñoåi thöù töï cuûa hai lôùp taïo neân vaùch phaúng thì: - Maät ñoä doøng nhieät q, caùc giaù trò nhieät ñoä t w vaø t w3 vaãn giöõ nhö cuõ.

25 - Nhieät ñoä t w seõ thay ñoåi. Veà maët thöïc teá, khi löïa choïn caùch boá trí thöù töï caùc lôùp thì ta caàn chuù yù ñeán nhieät ñoä coù theå chaáp nhaän ñöôïc cuûa loaïi vaät lieäu tieáp xuùc vôùi phía coù khoùi noùng. Baøi 5 (,5 ñieåm) Tröôùc tieân, caàn phaûi xaùc ñònh heä soá toûa nhieät ñoái löu α giöõa nöôùc vaø beà maët beân trong cuûa oáng. Tra baûng caùc thoâng soá vaät lyù cuûa nöôùc ta coù: λ = 66,8.0 W/m.ñoä μ = 406,. 0 6 N.s/m υ = 0, m /s Pr f =,55 Pr w =,575 Re f =,.0,/0, = 57833,53 Ñaây laø tröôøng hôïp chaát loûng chaûy roái, ta coù: Nu f = 0,0.Re 0,8 f. Pr 0,43 f. (Pr f /Pr w ) 0,5 = 75,999 Nhö vaäy: α = λ.nu/d = 46,838 W/m.ñoä Toån thaát nhieät töø oáng ra moâi tröôøng: Q = α.π.d.l.(70 69,5) = 338,7 W Maät ñoä doøng nhieät tính theo meùt chieàu daøi cuûa oáng: q l = 338,7 W Ta vieát ñöôïc: q l = π.(t n t w ). d + ln αd λ d Töø phöông trình naøy ta coù theå xaùc ñònh ñöôïc giaù trò cuûa t w : t w = 69,00363 o C Ñeå tính ñoä cheânh leäch nhieät ñoä cuûa nöôùc ta caàn phaûi xaùc ñònh löu löôïng khoái löôïng cuûa nöôùc ñi qua oáng: m& =,.( π.d /4).000 = 37,68 kg/s Ñoä cheânh leäch nhieät ñoä cuûa nöôùc giöõa ñaàu vaøo vaø ñaàu ra cuûa oáng: Δ t = 3,387/37,68/4,8 = 0, o C Töông töï, ta coù theå xaây döïng ñöôïc bieåu thöùc sau: q l = π.(t w t f ). d 3 + ln αd3 λ d Giaûi phöông trình treân, ta ñöôïc:

26 λ = 5,5657 W/m.ñoä Nhaän xeùt: moâi tröôøng nôi ñaët oáng coù theå laø khoâng gian naøo ñoù ñöôïc laøm laïnh, ví duï nhö khoâng gian beân trong phoøng caáp ñoâng.

27 ÑEÀ THI Moân : NHIEÄT ÑOÄNG VAØ TRUYEÀN NHIEÄT (Kyø thi tuyeån sinh cao hoïc ngaønh Coâng Ngheä Nhieät 003) Thôøi gian laøm baøi : 80 phuùt Ghi chuù : Thí sinh ñöôïc söû duïng taøi lieäu. Baøi Khoâng khí tröôùc khi ñi vaøo daøn laïnh coù t = 30 0 C vaø ϕ = 80%. Sau khi ñi ra khoûi daøn laïnh, nhieät ñoä vaø ñoä chöùa hôi cuûa khoâng khí laàn löôït laø t = 7 0 C vaø d = gam hôi nöôùc / kg khoâng khí khoâ. Cho bieát löu löôïng khoâng khí ñi qua daøn laïnh laø 5000 kg khoâng khí khoâ / h vaø aùp suaát khí quyeån laø 750 mmhg. a- Xaùc ñònh enthalpy I, I vaø ñoä aåm töông ñoái ϕ. b- Tính naêng suaát cuûa daøn laïnh. c- Giaû söû taùc nhaân laïnh ñi qua daøn laïnh laø R-. Traïng thaùi taùc nhaân laïnh ñi vaøo daøn laïnh laø baõo hoøa aåm vôùi ñoä khoâ laø 0,3 ôû nhieät ñoä 6 0 C, coøn traïng thaùi taùc nhaân laïnh ôû ñaàu ra laø baõo hoøa khoâ. Xaùc ñònh löu löôïng taùc nhaân laïnh ñi qua daøn laïnh. d- Veõ bieåu dieãn quaù trình khaûo saùt treân ñoà thò t-d. (Yeâu caàu thöïc hieän baøi toaùn baèng caùch tính toaùn, khoâng duøng ñoà thò cuûa khoâng khí aåm ñeå tra soá lieäu). Baøi Khaûo saùt chu trình thieát bò ñoäng löïc hôi nöôùc laøm vieäc vôùi caùc thoâng soá sau : - Nhieät ñoä hôi nöôùc vaøo vaø ra khoûi tuabin laàn löôït laø : t = C vaø t = 45 0 C. - Löu löôïng nöôùc giaûi nhieät ñi qua bình ngöng laø 0 4 m 3 / h, ñoä cheânh leäch nhieät ñoä nöôùc giaûi nhieät giöõa ñaàu ra vaø ñaàu vaøo cuûa bình ngöng laø 6 0 C. - Aùp suaát laøm vieäc cuûa loø hôi laø 00 bar, hôi nöôùc ra khoûi bao hôi cuûa loø hôi ñöôïc xem laø baõo hoøa khoâ. a- Tính nhieät löôïng caáp vaøo loø hôi, nhieät löôïng caáp vaøo boä quaù nhieät vaø nhieät löôïng nhaû ra ôû bình ngöng. b- Xaùc ñònh hieäu suaát nhieät cuûa chu trình. c- Giaû söû caùc thoâng soá khaùc ñöôïc giöõ khoâng ñoåi, chæ thay ñoåi t, xaùc ñònh coâng ñôn vò cuûa tuabin khi t = 40 0 C. So saùnh vôùi coâng ñôn vò cuûa tuabin ôû tröôøng hôïp tröôùc. Baøi 3 Moät khoái khoâng khí luùc ban ñaàu coù t = 40 0 C, V = 60 lít vaø p = 3500 mmhg. Sau khi trao ñoåi nhieät vôùi moâi tröôøng xung quanh, ngöôøi ta thaáy khoâng khí coù t = 90 0 C vaø theå tích taêng,5 laàn. a- Xaùc ñònh löôïng nhieät trao ñoåi. b- Xaùc ñònh aùp suaát p. c- Xaùc ñònh löôïng bieán ñoåi noäi naêng, enthalpy vaø entropy.

28 Baøi 4 Xaùc ñònh cöôøng ñoä böùc xaï phaùt ra töø moät vaät coù ñoä ñen laø 0,75 vaø nhieät ñoä laø C. Neáu muoán cöôøng ñoä böùc xaï phaùt ra töø vaät ñoù taêng 3 laàn thì nhieät ñoä cuûa vaät ñoù phaûi laø bao nhieâu? Giaûi thích vì sao khi nhieät ñoä cuûa vaät ñoù taêng leân thì ta coù caûm giaùc choùi maét? Baøi 5 Khaûo saùt tröôøng hôïp daàu maùy bieán aùp chaûy trong oáng vôùi toác ñoä, m / s vaø nhieät ñoä 80 0 C. Cho bieát ñöôøng kính vaø chieàu daøi cuûa oáng laàn löôït laø 0 mm vaø 8 m. Xaùc ñònh heä soá toûa nhieät ñoái löu giöõa daàu vaø vaùch oáng. Neáu oáng ñoù ñöôïc nhuùng vaøo moät theå tích chöùa nöôùc thì sau bao nhieâu phuùt nhieät ñoä cuûa nöôùc seõ taêng theâm 0 0 C. Cho bieát theå tích cuûa nöôùc laø 000 lít vaø nhieät ñoä beà maët oáng laø 65 0 C. Thang ñieåm Caâu : a- 0,75 ñieåm. b- 0,5 ñieåm c- ñieåm d- 0,5 ñieåm Toång coäng :,5 ñieåm Caâu : a-,5 ñieåm b- 0,5 ñieåm c- 0,5 ñieåm Toång coäng : ñieåm Caâu 3 : a- 0,75 ñieåm b- 0,5 ñieåm c- 0,75 ñieåm Toång coäng : ñieåm Caâu 4 :,5 ñieåm Caâu 5 : ñieåm

29 ÑEÀ THI Moân : NHIEÄT ÑOÄNG VAØ TRUYEÀN NHIEÄT (Kyø thi tuyeån sinh cao hoïc ngaønh Coâng Ngheä Nhieät 00) Thôøi gian laøm baøi : 80 phuùt Ghi chuù : Thí sinh ñöôïc söû duïng taøi lieäu. Ngaøy Baøi kg hôi nöôùc ôû traïng thaùi coù thoâng soá p = 6 bar vaø x = 0,594 ñöôïc cung caáp nhieät vaø bieán thieân theo quaù trình ñaúng tích ñeán traïng thaùi coù nhieät ñoä t = 40 0 C. a/ Bieåu dieãn quaù trình treân ñoà thò T-s, p-v, i-s. b/ Xaùc ñònh aùp suaát p, nhieät löôïng cung caáp cho quaù trình q vaø ñoä bieán thieân entropy Δs. Baøi Khoâng khí aåm ôû traïng thaùi ban ñaàu coù aùp suaát p = 0, MPa, nhieät ñoä t = 0 0 C, ñoä aåm töông ñoái ϕ = 60%. Khoâng khí aåm naøy ñöôïc neùn theo quaù trình ña bieán vôùi n =,5 ñeán traïng thaùi coù nhieät ñoä t = 60 0 C (xem khoâng khí aåm nhö khí lyù töôûng ñeå xöû lyù trong quaù trình neùn vaø xem nhö d = const trong quaù trình neùn). a/ Xaùc ñònh aùp suaát p. b/ Xaùc ñònh ñoä aåm töông ñoái cuûa khoâng khí ϕ. Baøi 3 Moät heä thoáng xylanh-piston chöùa khoâng khí coù ñöôøng kính d = 0,4 m. Luùc ban ñaàu heä thoáng coù theå tích V = 0, m 3, aùp suaát p = 4 bar. Ngöôøi ta neùn khoâng khí ñeán traïng thaùi coù p = 9 bar. Xem nhieät ñoä tröôùc vaø sau khi dòch chuyeån cuûa piston laø nhö nhau vaø baèng 30 0 C (Xylanh-piston ñaët thaúng ñöùng vaø coù ñoái troïng phía treân). a/ Xaùc ñònh khoaûng dòch chuyeån cuûa piston. b/ Tính khoái löôïng khoâng khí coù trong xylanh.

30 Baøi 4 Moät ñoäng cô ñoát trong 4 thì goàm 4 xylanh hoaït ñoäng theo chu trình Otto, tæ soá neùn ε = 8,5, dung tích queùt cuûa 4 xylanh-piston laø V q = 00 cm 3, aùp suaát cuûa khí ôû traïng thaùi ban ñaàu p = bar, nhieät ñoä t = 0 0 C, nhieät löôïng caáp cho moãi xylanh laø 35 kj. a/ Tính hieäu suaát nhieät η t cuûa chu trình. b/ Xaùc ñònh nhieät ñoä T max vaø p max cuûa chu trình. Khi tính xem chaát moâi giôùi nhö laø khoâng khí, μ = 9 kg/kmol, nhieät dung rieâng xem laø haèng soá. Baøi 5 Moät oáng ñoàng ñoû coù ñöôøng kính trong d = 9 mm, khoâng khí chuyeån ñoäng cöôõng böùc trong oáng coù aùp suaát p = 0 bar, nhieät ñoä t f = 40 0 C, löu löôïng G k = 5 kg/h, nhieät ñoä beà maët vaùch t w = 60 0 C, chieàu daøi oáng L =,5 m. a/ Tính cöôøng ñoä toûa nhieät α. b/ Tính coâng suaát nhieät cuûa oáng Q [kw]. Khi tính xem khoâng khí neùn nhö khí lyù töôûng vaø ñoä nhôùt ñoäng löïc hoïc μ trong khoaûng aùp suaát p = bar ñeán 50 bar khoâng phuï thuoäc aùp suaát. Baøi 6 Moät vaùch phaúng cuûa thieát bò coù chieàu cao laø H =,5 m. Vaùch goàm lôùp, lôùp thöù nhaát coù λ = 0,8 W/m.ñoä, δ = 00 mm, lôùp thöù hai coù λ = 0, W/m.ñoä, δ = 0 mm, dieän tích beà maët vaùch A = 4 m. Nhieät ñoä beà maët vaùch laïnh ngoaøi cuøng coù t w3 = 80 0 C tieáp xuùc vôùi khoâng khí coù t f = 0 0 C. a/ Tính nhieät löôïng truyeàn qua vaùch Q [kw]. b/ Tính nhieät ñoä beà maët noùng trong cuøng t w. THANG ÑIEÅM Baøi : a- ñieåm b- 0,5 ñieåm Baøi : a- 0,5 ñieåm b- ñieåm Baøi 3 : a- 0,5 ñieåm b- 0,5 ñieåm Baøi 4 : a- 0,5 ñieåm b-,5 ñieåm Baøi 5 : a- ñieåm b- 0,5 ñieåm Baøi 6 : a- ñieåm b- 0,5 ñieåm