›
›

Đề thi cuối kỳ 2 lớp chính quy môn Nhiệt động lực học kỹ thuật - Năm học 2010-2011 - Lê Chí Hiệp (Có đáp án)

Download
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA  
KHOA CƠ KHÍ – BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH  
ĐỀ THI HỌC KỲ 2 - LỚP CHÍNH QUY  
– NĂM HỌC (2010-2011)  
Duyệt đề  
GV ra đề  
Môn: Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật  
Thời gian:  
90’  
Ngày thi:  
19/6/2011  
----------  
Ghi chú: Sinh viên được sử dụng tài liệu  
GS.TS.Lê Chí Hiệp  
GS.TS.Lê Chí Hiệp  
Bài 1 (2,5 điểm)  
Không khí ẩm đi vào buồng cấp nhiệt loại gián tiếp của một hệ thống sấy có t1 = 30oC và  
1 = 80%. Sau khi ra khỏi buồng cấp nhiệt không khí có nhiệt độ t2 = 80oC và được đưa vào buồng  
sấy, ở đầu ra của buồng sấy nhiệt độ không khí là t3 = 55oC. Xác định độ ẩm tương đối 2 và độ  
chứa hơi d3 của không khí, cho biết áp suất không khí ẩm p = 1bar.  
Bài 2 (2,5 điểm)  
Sau khi tiến hành một quá trình đa biến, oxygen với khối lượng 0,4kg biến đổi từ trạng thái  
ban đầu có t1 = 35oC và p1 = 2 bars đến t2 = 55oC và p2 = 2,8 bars. Xác định:  
a. Công do sự thay đổi thể tích.  
b. Lượng nhiệt trao đổi.  
c. Lượng biến đổi nội năng.  
Bài 3 (3 điểm)  
Khảo sát một hỗn hợp khí lý tưởng lúc ban đầu có t1 = 35oC và p1 =3 bars, sau khi được cấp  
nhiệt nhiệt độ và áp suất của hỗn hợp lần lượt là t2 = 80oC và p2 = 3,25 bars. Cho biết hỗn hợp bao  
gồm 0,3kg khí CO2 và 0,45kg khí CO. Xác định các áp suất riêng phần tại trạng thái đầu và trạng  
thái cuối.  
Bài 4 (2 điểm)  
Khảo sát một máy nén piston loại hai cấp và trả lời ngắn gọn các câu hỏi sau:  
a. Vì lý do gì người ta không nén một cấp mà phải chuyển qua nén hai cấp? Minh họa nhận  
xét bằng đồ thị p-V.  
b. Ở điều kiện nào thì công nén của máy nén hai cấp nói trên có giá trị nhỏ nhất?  
c. Vẽ đồ thị T-s minh họa. Chỉ rõ phần diện tích (trên đồ thị T-s) ứng với lượng công tiết  
kiệm được nếu thực hiện quá trình nén nói trên bằng máy nén một cấp.  
- HẾT-  
BÀI GIẢI  
Bài 1 (2,5 điểm)  
Áp suất riêng phần của hơi nước có trong không khí ẩm và độ chứa hơi của không khí ẩm tại  
trạng thái 1 là:  
ph1 = 0,8 x 0,04241 = 0,033928 bar  
d1 = 0,622 x 0,033928 / (1 – 0,033928) = 0,021844 kg hơi nước/kg không khí khô  
Độ ẩm tương đối 2:  
2 = 0,033928 / 0,4736 = 7,16%  
(1 điểm)  
Enthalpy của không khí ẩm tại trạng thái 2:  
I2 = 1,0048 x 80 + 0,021844 x (2500 + 1,806 x 80) = 138,15 kJ/kg không khí khô  
Ta có:  
I3 = I2  
Vì vậy:  
138,15 1,0048x55  
2500 1,806x55  
d3 =  
= 0,031887 kg hơi nước/kg không khí khô (1,5 điểm)  
Bài 2 (2,5 điểm)  
a. Chúng ta có:  
n 1 log(T /T )  
2
1
n
log(p /p )  
2 1  
n = 1,2299  
Công do sự thay đổi thể tích:  
8314  
W = 0,4 x  
(55 35) = -9040,88 J = - 9,04088 kJ  
32x(11,2299)  
Đây là công cấp vào hệ thống.  
b. Lượng nhiệt trao đổi:  
20,9 1,2299 1,4  
(1 điểm)  
Q = 0,4 x  
x
x (55 – 35) = -3,8659 kJ  
32  
1,2299 1  
Đây là lượng nhiệt hệ thống nhả ra môi trường.  
(1 điểm)  
c. Lượng biến đổi nội năng:  
20,9  
U = 0,4 x  
x (55 – 35) = 5,225 kJ  
(0,5 điểm)  
32  
Bài 3 (3 điểm)  
Hệ số chất khí của hỗn hợp:  
0,3 0,45  
0,75x44 0,75x28  
R = 8314 x (  
+
) = 253 J/kg.K  
Thể tích của hỗn hợp tại trạng thái đầu:  
0,75x253x(27335)  
V1 =  
= 0,19481 m3  
3x105  
Áp suất riêng phần của CO2 tại trạng thái đầu:  
0,3x8314x(27335)  
44x0,19481  
Áp suất riêng phần của CO tại trạng thái đầu:  
pCO2  
=
= 89622,709 N/m2  
(0,75 điểm)  
0,45x8314x(273 35)  
28x0,19481  
pCO  
=
= 211253,529 N/m2 (0,75 điểm)  
Thể tích của hỗn hợp tại trạng thái cuối:  
0,75x253x(27380)  
V2 =  
= 0,20609769 m3  
3,25x105  
Áp suất riêng phần của CO2 tại trạng thái cuối:  
0,3x8314x(27380)  
pCO2  
=
= 97091,2695 N/m2 (0,75 điểm)  
44x0,20609769  
Áp suất riêng phần của CO tại trạng thái cuối:  
0,45x8314x(273 80)  
pCO  
=
= 228857,9924 N/m2 (0,75 điểm)  
28x0,20609769  
Bài 4 (2 điểm)  
a. Vấn đề rất đáng chú ý ở máy nén piston nói riêng và các máy nén loại thể tích nói chung  
là tác hại của thể tích thừa. Khi tỉ số nén càng tăng thì năng suất hút càng giảm, điều này  
làm giảm hiệu suất của máy nén. Để giải quyết vấn đề này người ta chuyển từ nén một  
cấp qua nén hai cấp (hoặc nhiều hơn nữa) khi tỉ số nén vượt quá 8 – 9 lần (0,75 điểm).  
Vẽ đồ thị p-V minh họa (0,25 điểm).  
b. Công nén của máy nén hai cấp nói trên có giá trị nhỏ nhất khi (0,5 điểm):  
-
-
Tỉ số nén ở mỗi cấp bằng nhau.  
Quá trình nén là đẳng nhiệt. Trong trường hợp máy nén hai cấp thì nhiệt độ chất  
làm việc đi vào mỗi cấp nén phải bằng nhau, nhiệt độ chất làm việc đi ra mỗi cấp  
nén cũng phải bằng nhau.  
c. Vẽ đồ thị T-s (0,5 điểm)  
pdf 3 trang myanh 25640 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Đề thi cuối kỳ 2 lớp chính quy môn Nhiệt động lực học kỹ thuật - Năm học 2010-2011 - Lê Chí Hiệp (Có đáp án)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfde_thi_cuoi_ky_2_lop_chinh_quy_mon_nhiet_dong_luc_hoc_ky_thu.pdf