TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA TP.HCM
Khoa CƠ KHÍ
BM CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
ĐỀ THI CUỐI HỌC KỲ I
Môn : Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật
Thời gian : 100 phút Ngày thi : 04/01/2006
-----o0o----
Ghi chú: SV
được
sử dụng tài liệu
Cho phép tra số liệu từ đồ thò không khí ẩm.
Bài 1: (2,5 điểm)
Khảo sát một hệ xylanh pittông bên trong có chứa 1,8 kg khí CO
2
. Ởû trạng thái ban đầu khối khí có t
1
=21
o
C;
V
1
= 0,5 m
3
. Sau đó người ta nén khối khí này đến trạng thái 2 có p
2
=3 bar; t
2
= 42
o
C. Hãy xác đònh:
1. Số mũ đa biến của quá trình. (

NHIỆT
LÒ HƠI
TUABIN
BÌNH NGƯNG
BƠM
1
23
4
Bài 3: (2,5 điểm)
Không khí ẩm ở trạng thái ban đầu có t
1
= 30
0
C, ϕ
1
= 85% được thổi qua dàn lạnh có năng suất lạnh 6,3 kW
thì đạt đến trạng thái 2 có t
2
= t
đs1
- 6
0
C và ϕ
2
= 100%. Sau khi ra khỏi dàn lạnh không khí được tiếp tục gia nhiệt
và đạt đến trạng thái 3 có ϕ
3
= 35%. Hãy xác đònh:
1. Thông số tại các điểm đặc trưng và biểu diễn các quá trình trên đồ thò t-d. (
1,5 điểm

1. Xác đònh enthalpy của các trạng thái 1, 2, 3 và 4 (
1 điểm
)
2. Tính năng suất giải nhiệt ở dàn nóng. (
0,5 điểm
)
3. Xác đònh lưu lượng của không khí đi qua dàn ngưng tụ và độ ẩm của không khí ra khỏi dàn ngưng tụ.
Cho biết không khí đi vào dàn ngưng tụ có nhiệt độ và độ ẩm lần lượt là 30
o
C và 80%, không khí đi
ra khỏi dàn ngưng tụ có nhiệt độ là 45
o
C.
(1 điểm)

Chủ nhiệm BM

PGS. TS. Lê Chí Hiệp
CB ra đề

PGS. TS. Lê Chí Hiệp
KS. Nguyễn Thò Minh Trinh
KS. Võ Kiến Quốc

Đáp số:
Bài 1:
1. Số mũ đa biến của quá trình. (

−
−
=Δ=

Nhận xét: nhận công và nhả nhiệt lượng
3. Khối lượng CO
2
cần lấy đi để khối khí quay trở lại trạng thái ban đầu. (
0,5 điểm
)
kgG 51444,0=Δ

Bài 2:
1. Entanpi tại các trạng thái 1, 2, 3 và nhiệt độ hơi trước khi vào tuabin, hiệu suất nhiệt
của chu trình. (
1,5 điểm
)
Điểm 2:
⎩
⎨
⎧
=
=
8,0x
Bar05,0
p
2
2
⎯⎯⎯⎯→⎯
hòabãobảng

⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
C52,521t
k
g/kJ73,3468i
o
1
1

Điểm 3:
kg/kJ83,137'ii
í
==

Hiệu suất nhiệt của chu trình:
%81,41
31
21
=
−
−
=
ii
ii
t

⎧
=ϕ
=
%85
C30t
1
o
1
→
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=ϕ=
=
Bar03605,0p.p
Ba
r04241,0p
1bh11h
1bh
→
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
=

kgkk/hơikg0161,0d
Bar0253,0pp
2
2
2bh2h

Điểm 3:
⎩
⎨
⎧
=ϕ
==
%35
Bar0253,0
pp
3
23
→
⎪
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎪
⎨
⎧
=
=
==

=

3. Công suất dàn gia nhiệt. (
0,5 điểm
)
( )
()
⎩
⎨
⎧
−=
−=
23kkk
21kko
II.GQ
II.GQ
→
kW
II
II
QQ
ok
41,4.
21
23
=
−
−
=


=
độ.kg/kJ7341,1ss
bar18p
12
2
⎯⎯⎯⎯⎯→⎯
nhiệtquáhơibảng
kg/kJ78,731i
2
=

Điểm 3:
( )
kg/kJ65,558Bar18'ii
3
==

Điểm 4:
kg/kJ65,558ii
34
==

2. Tính năng suất giải nhiệt ở dàn nóng. (
0,5 điểm
)
kW
ii
ii
QQ
ok

⎩
⎪
⎨
⎧
=ϕ=
=
Bar033928,0p.p
Ba
r04241,0p
1bh11h
1bh
→
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
kgkk/kJ01,86I
k
gkk/hơikg0218,0d
1
1

Điểm 2:
⎪
⎪
⎩
⎪

2bh
2h
2
2

Lưu lượng không khí qua dàn ngưng tụ:
hkgkk
II
Q
G
k
kk
/2662
12
=
−
=


và N
2
có khối lượng là
G
hh
=1,5kg
được chứa trong
một hệ xylanh pittông. Ở trạng thái ban đầu khối khí có thể tích là
V
1
=0,5m
3
; nhiệt độ
t
1
=27
o
C
. Sau đó
người ta nén hỗn hợp khí này đến trạng thái 2 có
V
2
=0,311m
3
; nhiệt độ
t
2
=57
o
C

=25
o
C, ϕ
1
=70%
được làm lạnh đến trạng thái 2 có
d
2
=12ghn/kgkkk
. Bằng phương pháp tính toán hãy xác đònh:
a. Các thông số trạng thái còn lại của không khí ẩm?
b. Không khí ẩm này được làm lạnh bằng một máy lạnh có hệ số làm lạnh là
ε=4
và năng suất giải
nhiệt ở dàn nóng là
Q
K
=30kW
. Hãy xác đònh lượng nước tách ra khỏi không khí ẩm?
Bài 4:
Khảo sát chu trình thiết bò động lực hơi nước như hình vẽ. Biết:
- Nhiệt độ và áp suất của hơi trước khi vào tuabin là
t=500
o
C và p=120bar
, áp suất của hơi sau khi
ra khỏi tuabin là
p=0,045bar.

- Lưu lượng hơi tuần hoàn là

phh
= 0,97058 kJ/kgK; k=1,359; μ = 32,766 kg/kmol; n=1,2; W= -57 kJ; Q= -
25,55 kJ; ΔU = 32,14 kJ.
Bài 2:
v = 0,1 m
3
/kg; x = 0,4625; i
1
=1682,28 kJ/kg; x
2
= 0,413425; i
2
= 1567,63 kJ/kg; Q=172 kJ
Bài 3:
d
1
=0,014097 ghn/kgkkk; I
1
= 60,947 kJ/kg; p
h2
= 0,018927 bar; t
2
= 16,5
o
C; I
2
= 46,886 kJ/kg; Q
0
=
24 kW; G
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HỒ CHÍ MINH
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
--------o0o--------
Đề thi
môn : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT
Ngày thi
: 7/06/2006 -
Thời gian
:90 phút.
(Sinh viên được phép sử dụng tài liệu)


d. Biểu diễn chu trình trên 3 đồ thò P-v, T-s và i-s
Bài 2 (2đ)
Không khí ẩm ở trạng thái ban đầu có nhiệt độ nhiệt kế khô là
t
1
=30
o
C
; nhiệt độ nhiệt kế
ướt là
t
ư1
=26
o
C
được làm lạnh đến trạng thái 2 rồi sau đó gia nhiệt đến trạng thái 3 có
t
3
= 45
o
C;
d
3
=15ghn/kgkkk
. Hãy xác đònh các thông số trạng thái còn lại của không khí ẩm (
t,ϕ,d,I
) tại các
trạng thái 1, 2 và 3.
Bài 3 (4đ)

=45
o
C
. Hãy xác đònh:
a. p suất ở đầu đẩy của máy nén.
b. Năng suất lạnh Q
o
, năng suất giải nhiệt Q
K
và hệ số làm lạnh ε của chu trình.
c. Lưu lượng không khí đi qua dàn nóng G
DN
.
d. Nếu áp suất ở đầu đẩy máy nén là
10bar
và các thông số của không khí giải nhiệt dàn
nóng không thay đổi thì máy lạnh này có hoạt động được hay không? Giải thích tại sao?

Chủ nhiệm bộ môn Giáo viên ra đề

PGS-TS LÊ CHÍ HIỆP VÕ KIẾN QUỐC

Đáp án:
Bài 1:
điểm 2: hơi bão hòa ẩm
x
2

−
−
+=
=−
−
−
+=

điểm 3: lỏng sôi
p
3
= p
2
= 0,05bar.
Tra bảng được i
3
=137,83kJ/kg
Hiệu suất nhiệt của chu trình:
%127,43
31
21
=
−
−
=
ii
ii
η

Lưu lượng nước giải nhiệt cho bình ngưng:

ư1
=100% p
→
hư1
=p
hbhư1
=
03381,0)03166,004241,0(
2530
2526
03166,0 =−
−
−
+
bar
d
ư
= 0,622.0,03381/(1-0,03381)=0,02176 kghn/kgkkk
I
ư
= 26+2552.0,02176 = 81,54 kJ/kg
Ta có I
1
= I
ư
= 81,54kJ/kg = t
1
+(2500+2t
1
)d

h3
=0,023547bar ϕ
3
=24,56%
I
3
=45+2590.0,015=83,85kJ/kg
Trạng thái 2:
d
2
=d
3
=0,015kghn/kgkkk
→
p
h2
= p
h3
=0,023547bar
d
2
<d
1
quá trình làm lạnh dưới điểm đọng sương
→
→
ϕ

1
”, s
1
=s
1
”
t
1
=t
o
=5
o
C tra bảng R22 bão hoà
i
1
=706,09 kJ/kg
s
1
=1,7409 kJ/kgK
Điểm 2: hơi quá nhiệt
s
2
=s
1
=1,7409kJ/kgK
p
2
=p
K
t

/8,736)89,73528,745(
7383,17653,1
7383,17409,1
89,735
/7409,1
20
=−
−
−
+=→
⎩
⎨
⎧
=
=

kgkJi
kgKkJs
barp
/97,735)085,7348,736(
1820
18395,19
085,734
/7409,1
395,19
2
2
2
=−
−

()
()
kWii
ii
N
iiGQ 89,17
41
12
410
=−
−
=−=

Năng suất giải nhiệt
()
()
()
kWii
ii
N
iiGQ 62,21
32
12
320
=−
−
=−=

Hệ số làm lạnh:
79,4

I
1
= 78,64kJ/kg
t
2
= 45
o
C
→
p
hbh2
= 0,09584bar
d
2
= d
1
= 0,019kghn/kgkkk
→
I
2
= 94,21kJ/kg
hkgG
kk
/49993600.
64,7821,94
62,21
=
−
=



ĐỀ THI CUỐI KỲ
Môn Thi :
Nhiệt Động Lực Học Kỹ Thuật

Thời gian : 90 phút Ngày thi : 21/06/2006
-----o0o----
Ghi chú
: SV
được
sử dụng tài liệu
Bài 1: (2 điểm)
Khảo sát một hỗn hợp khí lý tưởng có các thành phần theo khối lượng như sau:
%3,12g
2
CO
=
,
%2,7g
2
O
=
,
%5,80g
2
N
=

Ban đầu hỗn hợp có thể tích , nhiệt độ , áp suất .
lít970V

= 80%. Xác đònh nhiệt độ t
2
và
độ chứa hơi d
2
của không khí sau khi ra khỏi thiết bò A trong các trường hợp sau:
1. Thiết bò A là bộ gia nhiệt kiểu điện trở với
ϕ
2
= 40%. (
1 điểm
)
2. Thiết bò A là dàn lạnh với
ϕ
2
= 95% và nhiệt độ đọng sương t
đs2
= 15
o
C. (
1 điểm
)
3. Biểu diễn các trường hợp khảo sát trên đồ thò t-d. (
0,5 điểm
)
Cho biết áp suất khí quyển là 1bar.
Bài 3: (2,5 điểm)
Khảo sát một thiết bò trao đổi nhiệt giữa nước và hơi nước như hình vẽ:
Về phía nước: Lưu lượng
h/kg500G

)
G
h

p

hG
n
t
n1
t
n2
2. Xác đònh lưu lượng hơi, nếu trạng thái dòng hơi ra khỏi thiết bò là lỏng sôi. (
1 điểm
)
Bài 4: (3 điểm)
Cho sơ đồ chu trình máy lạnh làm việc với R22 như hình vẽ:
Nhiệt độ ngưng tụ:
( )
bar18pC47t
K
o
K
≈=
Nhiệt độ bay hơi:
( )
bar6pC6t

1 điểm
)
3. Xác đònh năng suất lạnh Q
0
(kW), năng suất ngưng tụ Q
K
(kW),
công suất máy nén (kW), hệ số làm lạnh. (
1 điểm
)
4. Xác đònh lưu lượng nước giải nhiệt qua bình ngưng G
n
(kg/h),
biết chênh lệch nhiệt độ nước giải nhiệt ra và vào bình ngưng là 6
o
C. (
0,5 điểm
)

Đáp số:
Bài 1: (2 điểm)
1. Xác đònh khối lượng của từng khí trong hỗn hợp.
kg
TR
Vp
G
kmolkg
hh
818647,4
.

tt
536,838838536
1
..
12
==
−
−
=

Bài 2: (2,5 điểm)
Bằng phương pháp tính toán, ta được:
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=×=
=
C13,26t
bar033928,004241,08,0p
bar04241,0p
o
1đs
1h
bh1

⎪
⎩

bar033928,0pp
bar04241,0p
2bh
1h2h
bh1

⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
=
==
==
=
kg/kJ22,99I
kgkk/kghơi0218,0dd
C13,26tt
C62,42t
2
12
o
1đs2đs
o
2
2. Thiết bò A là dàn lạnh với ϕ
2
= 95% và nhiệt độ đọng sương t

Trạng thái hơi ra là hơi bão hòa ẩm
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
−
−
=
==
%60
'"
'
180
2
2
ii
ii
x
Ctt
h
o
bhh

2. Xác đònh lưu lượng hơi, nếu trạng thái dòng hơi ra khỏi thiết bò là lỏng sôi.
Trường hợp hơi ra là lỏng sôi:
kg/kJ7,762'ii
2h
==

2. 68,4 18 737,50 1,7510 -
3. 47 18 558,65 1,1941 0
4. 6 6 558,65 1,2230 25,85
3. Xác đònh năng suất lạnh Q
0
(kW), năng suất ngưng tụ Q
K
(kW), công suất máy nén (kW),
hệ số làm lạnh.
()
kWiiGQ
R
79,104.
41220
=−=

()
kWiiGQ
RK
2,124.
3222
=−=

kWQQN
K
41,19
0
=−=

4,5
Page 16 of 47

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ NHIỆT LẠNH
ĐỀ THI LẠI(HỆ KHÔNG CHÍNH QUY)
MÔN THI : NHIỆT ĐỘNG LỰC HỌC KỸ THUẬT
Ngày thi : 26/10/2006
Thời gian :90 phút.
Sinh viên được sử dụng tài liệu.
Bài 1: Khảo sát một khối khí CO
2
có khối lượng là G=3kg chứa trong một hệ xylanh pittông. Ở
trạng thái ban đầu khối khí có P
1
=2bar, t
1
=27
o
C. Sau đó người nén khối khí này đến trạng thái 2

Bài 4: Khảo sát chu trình thiết bò động lực hơi nước hình vẽ. Biết:
- p suất của hơi nước trước khi vào tua bin là p=100bar, áp suất và độ khô của hơi nước
sau khi ra khỏi tuabin là p=0,05bar và x=0,8.
- Lưu lượng hơi nước tuần hoàn là G=100tấn/giờ.
Bỏ qua công bơm hãy xác đònh:
LÒ HƠI
TUABIN
BÌNH NGƯNG
BƠM
1
23
4
a. Thông số trạng thái tại các điểm đặc trưng và nhiệt
độ của hơi trước khi vào tuabin
b. Hiệu suất nhiệt của chu trình?
c. Công suất phát điện của chu trình?
d. Biểu diễn trên các đồ thò T-S và P-V.

Page 17 of 47
Page 18 of 47

ĐÁP SỐ:
Bài 1:
ΔU = 60 kJ; W = -85 kJ; n = 1,2; V

2
= 46,886 kJ/kg; Q
0
= 7kW
Bài 4:
i
2
= 2076,366 kJ/kg; s
2
= 6,81 kJ/kgK; i
3
= 137,83 kJ/kg; i
1
= 3546,4 kJ/kg; t
1
= 570
o
C; η = 43,12%;
W = 40,83 MW.
Thời gian : 90 phút
NgàyThi : 05/01/2007

Võ Kiến Quốc
PGS. TS. Lê Chí Hiệp Nguyễn Toàn Phong
----- W  X -----Ghi chú
: SV
được
sử dụng tài liệu
Đề thi gồm một trang A4
Bài 1: (3 điểm)

Khảo sát hỗn hợp 2 khí lý tưởng N
2
và CO
2
chứa trong một hệ cylinder-piston có đường
kính là mm, khối lượng khí trong cylinder
250d = 03,0G =
kg
Ở trạng thái ban đầu hỗn hợp có ,
C30t
o
1
= 2,1p
1
=

giờ/khôkhíkhôngkg2500G
k
=
, quá trình này làm ngưng tụ hơi nước từ không khí ẩm
là
h/kg14G
ngưng
=Δ

⎩
⎨
⎧
=Δ
=ϕ
⎯⎯⎯→⎯
⎩
⎨
⎧
=ϕ
=
h/kg14G
%100
B
%60
C27t
A
ngưng
B
LạnhDàn
A

n
=
Cho biết thông số vật lý của nước:
)K.kg/(kJ18,4c
p
=
,
3
n
m/kg1000=ρ

log p
i
1
2
3’
4
16 bar
6
o
C
C38t
o
'3
=
R22
3
a. Xác đònh năng suất lạnh Q
o
[kW], hệ số làm lạnh
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=
=
⇒=
−
+
3505,0g
6495,0
g
09,32
1
44
g1
28
g
2
2
22
CO
N
NN)K.kg/(kJ6046,0

−
=
==
=×+×=
=×+×=kJ3809,021)6046,0(03,0t.c.GQ
nn
−=×−×=Δ=kJJ
T
T
n
Vp
W
tt
8248,0855,8241
1
.
1
211
−=−=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜

=
→
⎩
⎨
⎧
=ϕ
=
bar021576,0p.p
ba
r03596,0p
%60
C27t
maxhh
maxh
o
A()
⎪
⎩
⎪
⎨
⎧
=×+×+×=
=
−
×=
−
×=

14
0137,0
G
G
dd
==
+
=
+
=
=−=
Δ
−=

Page 20 of 47