BÀI TẬP ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QÚA TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN

ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QÚA TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN2.1Không khí được nén đoạn nhiệt trong máy nén từ áp suất p1 = 1 at đến p2 = 8 at. Cho biết nhiệt độ không khí trước khi nén là 20oC . Xác định các thông số trạng thái cơ bản của không khí sau khi nén và công nén lý thuyết ứng với 1 kg không khí. (ĐS: t2 = 257,75 o C; v2 = 0,193945 m3kg; wkt = 238,56 kJkg)2.2 Xylanh có đường kính d = 400 mm chứa lượng không khí có thể tích V = 0,08 m3 ở áp suất 3 bar, nhiệt độ 15oC. Hỏi lực tác dụng lên piston sẽ tăng lên bao nhiêu nếu không khí trong xilanh nhận nhiệt lượng 80 kJ trong điều kiện piston không dịch chuyển. (ĐS: ∆F = 4,99 . 10 4 N)2.3 Một bình kín có thể tích 0,6 m3 chứa không khí ở áp suất 5,1 at, nhiệt độ 20 oC. Để làm lạnh bình người ta lấy đi lượng nhiệt 105 kJ. Xác định nhiệt độ và áp suất trong bình, lượng thay đổi entanpi sau qúa trình làm lạnh đó.(ĐS: t2 = 20,7 oC; p2 = 4,3 bar; ∆I = 147 kJ)2.4Người ta gia nhiệt cho 1 kg không khí trong điều kiện áp suất không đổi p = 2 bar từ nhiệt độ t1 = 20oC đến t2 = 110oC. Xác định thể tích cuối, nhiệt lượng cần cấp, công thay đổi thể tích, lượng thay đổi nội năng, lượng biến thiên entropi.(ĐS: v2 = 0,549 m3kg ; qp = 90,9 kJkg ; ∆u = 64,8 kJkg ; wtt = 26,1 kJkg ; ∆s = 271 Jkg 0K)2.5 Thể tích không khí trong xilanh có đường kính d = 600 mm, V1 = 0,41 m3 ở nhiệt độ 20 oC. Nếu không khí nhận lượng nhiệt 99,5 kJ trong điều kiện áp suất không đổi và piston dịch chuyển 400 mm. Hỏi nhiệt độ cuối và áp suất trong qúa trình là bao nhiêu.(ĐS : t2 = 101 oC; p = 2,5 bar)2.61 kg không khí ở áp suất p1 = 1 at, thể tích riêng v1 = 0,8 m3kg nhận lượng nhiệt 100 kcalkg trong điều kiện áp suất không đổi. Xác định nhiệt độ đầu, nhiệt độ và thể tích cuối. (ĐS : t1 = 0 oC ; t2 = 416 oC ; v2 = 2,02 m3 kg)2.7 Không khí trong xilanh giản nở đẳng nhiệt ở t = 20 oC từ thể tích V1 = 1,5 m3, áp suất p1 = 5 bar đến V2 = 5,4 m3 . Tính lượng nhiệt cung cấp, công thay đổi thể tích và công kỹ thuật, biến đổi nội năng , entanpi và entropi. (ĐS : ∆U = ∆I = 0 ; QT = Wtt 9,6 . 105 J ; ∆S = 3280 J oK)2.8 1 kg không khí được nén đẳng nhiệt ở nhiệt độ t = 30 o C từ áp suất đầu p1 = 1 bar đến áp suất cuối p2 = 10 bar. a) Xác định thể tích cuối, công nén và nhiệt lượng thải ra.b) So sánh công tiêu hao với qúa trình nén đoạn nhiệt trong cùng điều kiện áp suất như trên. Biểu diễn qúa trình trên đồ thị p – v và T S.(ĐS : v2 = 0,087 m3 kg; wtt = wkt = 200 kJkg; q = 200 kJkg)2.9Không khí được nén đoạn nhiệt từ trạng thái ban đầu có t1 = 15 oC, p1 = 1 at đến trạng thái cuối có p2 = 8 at. Hãy xác định các thông số trạng thái cuối v2 , t2 của không khí nén, công thay đổi thể tích, công kỹ thuật, hướng biến đổi nội năng và entanpi. (ĐS: t2 = 249 oC; v2 = 0,1906 m3kg; wtt = 168 kJkg;wkt = 235,2 kJkg; ∆ u = 168 kJkg; ∆ i= 235,2 kJkg)2.10 Không khí trong xilanh ở trạng thái đầu p1 = 6 at, t1 = 25 oC sau khi giản nở đoạn nhiệt thể tích tăng lên gấp hai. Hãy tính áp suất và nhiệt độ cuối qúa trình, công thay đổi thể tích của 1 kg không khí.

Chương 2:

ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘNG THỨ NHẤT VÀ CÁC QÚA TRÌNH NHIỆT ĐỘNG CƠ BẢN

2.1

Không khí được nén đoạn nhiệt trong máy nén từ áp suất p1 = 1 at đến p2 = 8 at Cho biết nhiệt

độ không khí trước khi nén là 20oC Xác định các thông số trạng thái cơ bản của không khí saukhi nén và công nén lý thuyết ứng với 1 kg không khí

(ĐS: t2 = 257,75 o C; v2 = 0,193945 m 3 /kg; wkt = - 238,56 kJ/kg) 2.2

Xylanh có đường kính d = 400 mm chứa lượng không khí có thể tích V = 0,08 m3 ở áp suất 3bar, nhiệt độ 15oC Hỏi lực tác dụng lên piston sẽ tăng lên bao nhiêu nếu không khí trongxilanh nhận nhiệt lượng 80 kJ trong điều kiện piston không dịch chuyển

(ĐS: ∆F = 4,99 10 4 N) 2.3

Một bình kín có thể tích 0,6 m3 chứa không khí ở áp suất 5,1 at, nhiệt độ 20 oC Để làm lạnhbình người ta lấy đi lượng nhiệt 105 kJ Xác định nhiệt độ và áp suất trong bình, lượng thayđổi entanpi sau qúa trình làm lạnh đó

(ĐS: t2 = -20,7 o C; p2 = 4,3 bar; ∆I = - 147 kJ) 2.4

Người ta gia nhiệt cho 1 kg không khí trong điều kiện áp suất không đổi p = 2 bar từ nhiệt độ t1

= 20oC đến t2 = 110oC Xác định thể tích cuối, nhiệt lượng cần cấp, công thay đổi thể tích,lượng thay đổi nội năng, lượng biến thiên entropi

(ĐS: v2 = 0,549 m 3 /kg ; qp = 90,9 kJ/kg ; ∆u = 64,8 kJ/kg ;

wtt = 26,1 kJ/kg ; ∆s = 271 J/kg 0 K) 2.5

Thể tích không khí trong xilanh có đường kính d = 600 mm, V1 = 0,41 m3 ở nhiệt độ 20 oC.Nếu không khí nhận lượng nhiệt 99,5 kJ trong điều kiện áp suất không đổi và piston dịchchuyển 400 mm Hỏi nhiệt độ cuối và áp suất trong qúa trình là bao nhiêu

(ĐS : t2 = 101 o C; p = 2,5 bar) 2.6

1 kg không khí ở áp suất p1 = 1 at, thể tích riêng v1 = 0,8 m3/kg nhận lượng nhiệt 100 kcal/kgtrong điều kiện áp suất không đổi Xác định nhiệt độ đầu, nhiệt độ và thể tích cuối

(ĐS : t1 = 0 o C ; t2 = 416 o C ; v2 = 2,02 m 3 /kg) 2.7

Không khí trong xilanh giản nở đẳng nhiệt ở t = 20 oC từ thể tích V1 = 1,5 m3, áp suất p1 = 5bar đến V2 = 5,4 m3 Tính lượng nhiệt cung cấp, công thay đổi thể tích và công kỹ thuật, biếnđổi nội năng , entanpi và entropi

(ĐS : ∆U = ∆I = 0 ; Q T = Wtt 9,6 10 5 J ; ∆S = 3280 J/ o K) 2.8

1 kg không khí được nén đẳng nhiệt ở nhiệt độ t = 30 o C từ áp suất đầu p1 = 1 bar đến áp suấtcuối p2 = 10 bar

a) Xác định thể tích cuối, công nén và nhiệt lượng thải ra

b) So sánh công tiêu hao với qúa trình nén đoạn nhiệt trong cùng điều kiện áp suất như trên.Biểu diễn qúa trình trên đồ thị p – v và T- S

(ĐS : v2 = 0,087 m 3 / kg; wtt = wkt = -200 kJ/kg; q = -200 kJ/kg) 2.9

Không khí được nén đoạn nhiệt từ trạng thái ban đầu có t1 = 15 oC, p1 = 1 at đến trạng thái cuối

có p2 = 8 at Hãy xác định các thông số trạng thái cuối v2 , t2 của không khí nén, công thay đổithể tích, công kỹ thuật, hướng biến đổi nội năng và entanpi

(ĐS: t2 = 249 o C; v2 = 0,1906 m 3 /kg; wtt = - 168 kJ/kg; wkt = - 235,2 kJ/kg; ∆ u = 168 kJ/kg; ∆ i= 235,2 kJ/kg) 2.10

Không khí trong xilanh ở trạng thái đầu p1 = 6 at, t1 = 25 oC sau khi giản nở đoạn nhiệt thể tíchtăng lên gấp hai Hãy tính áp suất và nhiệt độ cuối qúa trình, công thay đổi thể tích của 1 kgkhông khí

(ĐS: p2 = 2,22 bar; t2 = -47 o C; wtt = 52,2 kJ/kg) 2.11

1 kg không khí ở áp suất p1 = 1 at, nhiệt độ t1 = 30 oC Sau khi nén đoạn nhiệt áp suất tăng lên

10 lần Xác định: thể tích, nhiệt độ sau khi nén, công của máy nén

(ĐS: t2 = 312 o C; v2 = 0,171 m 3 /kg; wmn = wkt = -282,8 kJ/kg) 2.12

1 kg không khí được nén đa biến (n = 1,2) trong máy nén từ nhiệt độ t1 = 20 oC, ở áp suất p1 =0,98 bar đến áp suất p2 = 7,845 bar Xác định nhiệt độ cuối qúa trình nén, lượng biến đổi nộinăng, entanpi, công kỹ thuật của qúa trình

(ĐS: t2 = 141 o C; ∆u = 87,2 kJ/kg; ∆I = 122,08 kJ/kg;

qn = -87,2 kJ/kg; wtt = -174,4 kJ/kg; wkt = -209 kJ/kg)

2.13

Cần nén lượng không khí từ V1 = 10 m3, p1 = 0,9 bar, t1 = 17 o C đến p2 = 7,2 bar, V2 = 1,77 m3.Xác định số mũ đa biến n, thể tích sau khi nén và lượng nhiệt thải ra

(ĐS: n = 1,2 ; Wtt = -1872 kJ) 2.14

1,5 kg không khí được nén đa biến từ p1 = 0,9 bar, t1 =18 oC đến p2 = 10 bar, t2 = 125 oC Xácđịnh số mũ đa biến n , thể tích sau nén và lượng nhiệt thải ra

(ĐS: n = 1,14 ; V2 = 0,171 m 3 ; Qn = -195 kJ) 2.15

10 kg không khí ở nhiệt độ 27 oC được đốt nóng ở áp suất không đổi đến 127 oC Xác địnhnhiệt lượng, biến đổi entanpi, biến đổi nội năng, công thay đổi thể tích của qúa trình đốt nóng(coi không khí là khí 2 nguyên tử và có  = 29 kg/kmol)

(ĐS: Q = 1010 kJ ; ∆I = 1010 kJ; ∆U = 720 kJ; W tt = 290 kJ) 2.16

Khi đốt nóng đẳng tích (v = const) khí O2 biến đổi entanpi ∆i = 150 kJ/kg Xác định nhiệt đốtnóng đẳng tích trên của 1 kg và 20 kg khí O2

(ĐS: qv = 107 kJ/kg; Qv = 2140 kJ) 2.17

Người ta đốt nóng 1 kg không khí trong điều kiện áp suất không đổi p = 2 bar từ nhiệt độ 20 oCđến nhiệt độ 110 oC Tính thể tích cuối, lượng nhiệt, công thay đổi thể tích, lượng thay đổi nộinăng và entropi

(ĐS: v2 = 0,549 m 3 /kg; q = 90,9 kJ/kg; wtt = 25,8 kJ/kg;

u = 64,8 kJ/kg; ∆s = 0,27 kJ/kg o K) 2.18

10 kg khí O2 ở 527 o C được làm nguội đẳng áp đến 27 oC Tính biến đổi entropi ∆S và nhiệtlượng Q tỏa ra

(ĐS: ∆S = -9,095 kJ/ o K; Q = -4578 kJ) 2.19

Khi nén đẳng nhiệt 4 kg chất khí (coi là khí lý tưởng) có hằng số chất khí R = 189 J/kg oK từ

áp suất 2 at đến 5,4 at, cần thải lượng nhiệt 378 kJ Xác định nhiệt độ của quá trình, thể tíchban đầu và thể tích cuối của qúa trình đó

(ĐS: t = 227 o C; V1 = 1,93 m 3 ; V2 = 0,72 m 3 )

Không khí có thể tích 2,48 m3, nhiệt độ 15 oC , áp suất 1 bar Khi bị nén đoạn nhiệt không khínhận công thay đổi thể tích 471 kJ Xác định nhiệt độ cuối, biến đổi nội năng và entanpi

(ĐS: t2 = 233 o C; ∆U = 471 kJ; ∆I = 661 kJ) 2.21

2 kg khí O2 thực hiện qúa trình đa biến với số mũ đa biến n = 1,2 từ nhiệt độ t1 = 27 oC đến t2 =

537 oC Xác định biến đổi entropi, nhiệt lượng của qúa trình, biến đổi nội năng, công thay đổithể tích và công kỹ thuật của qúa trình

(ĐS: = -1,3 kJ / o K; Q = -663 kJ; ∆U = 663 kJ; W tt = -1326 kJ) 2.22

Xác định số mũ đa biến khi qúa trình đa biến thay đổi từ áp suất 0,001 at , nhiệt độ –73 oC đến

áp suất 1000 at, nhiệt độ 1727 oC

(ĐS : n = 1,2) 2.23

2 kg O2 thực hiện qúa trình nén đa biến với n = 1,2 từ nhiệt độ 27 oC đến 537 oC Xác địnhbiến đổi entropi và nhiệt lượng của qúa trình

(ĐS : ∆S = - 1,3 kJ/ o K ; Q = -663 kJ) 2.24

15 kg khí CO2 nén đa biến với n = 1,2 nhiệt độ tăng từ 30 oC đến 130 oC Xác định công thayđổi thể tích (công nén), công kỹ thuật (công của máy nén)

(ĐS: Wtt = -1417 kJ; Wkt = - 1700 kJ) 2.25

Xác định số mũ đa biến n của khí O2 nếu biết nhiệt dung riêng đa biến Cn = - 1,524 kJ/kg

( ĐS : n = 1,12 ) 2.26

Khi nén đa biến 1 kg không khí tiêu tốn công kỹ thuật 287 kJ/kg, nhiệt độ lúc này tăng từ 30

oC đến 230 oC Xác định số mũ đa biến n

( ĐS: n = 1,25 ) 2.27

10 kg khí N2 nhận nhiệt lượng 45 kJ để thực hiện qúa trình giãn nở đa biến Nhiệt độ giảm từ

200oC đến 170 oC Xác định công thay đổi thể tích ( công nén), công kỹ thuật (công của máynén) và số mũ đa biến n

( ĐS: W12 = 267,6 kJ; Wkt12 = 356,7 kJ; n = 1,333 )

Xác định công nén của 16 kg khí O2 nén đa biến với n = 1,5 từ nhiệt độ 27oC, áp suất 1 bar đến

8 bar

( ĐS: W12 = - 2490 kJ ) 2.29

Xilanh có đường kính d = 400 mm chứa không khí có thể tích 0,08 m3, áp suất 3,06 at, nhiệt độ

15oC Nếu không khí nhận nhiệt trong điều kiện pittong chưa kịp dịch chuyển và nhiệt độkhông khí tăng tới 398 oC Xác định lực tác dụng lên mặt pittong, khối lượng không khí cótrong xilanh, nhiệt lượng cung cấp, lượng biến đổi entropi

(ĐS: F = 0,877.10 5 N; G = 0,29 kg; Q = 79,97 kJ; S = 0,177 kJ/ o K ) 2.30

Trong một bình kín thể tích V = 0,015 m3 chứa lượng không khí với áp suất đầu p1 = 2 bar,nhiệt độ t1 = 30oC Nhiệt độ và áp suất sẽ thay đổi ra sao nếu ta cấp cho không khí lượng nhiệt

16 kJ Xác định lượng biến đổi nội năng, entanpi và eantropi khi coi không khí là khí lý tưởng

(ĐS: t2 = 674 o C; p2 = 6,25 bar; U = 16 kJ; I = 22,44 kJ; s = 28,3 J/ o K) 2.31

Không khí nhận nhiệt đẳng áp (p = const) nhiệt độ tăng từ 40 oC lên 240 oC Xác định nhiệt của

1 kg không khí và của 7200 kg/h không khí

(ĐS: qp = 200 kJ/kg; Qp = 400 kJ ) 2.32

Một bình oxy có thể tích 6 lít, p suất tuyệt đối là 120 bar, nhiệt độ 27oC Sau khi lấy ra sửdụng, nhiệt độ không thay đổi, áp suất dư trong bình là 21 bar Biết suất khí quyển là 750mmHg ở 0oC, o 2 32 Hãy tính lượng oxi đã lấy ra sử dụng

(ĐS: G = 0,76 kg ) 2.33

Một bình kín có thể tích 500 lít chứa không khí, áp suất tuyệt đối 2 bar, nhiệt độ 20 oC Sau khilấy ra sử dụng một phần, nhiệt độ không thay đổi, độ chân không trong bình bằng 420 mmHg,

áp suất khí quyển bằng 768 mmHg Biết  của không khí bằng 29, hãy tính lượng không khí

a) Xác định nhiệt dung riêng khối lượng đẳng áp trung bình trong phạm vi nhiệt độ từ

200 oC đến 800 oC theo cc dạng cĩ trong phụ lục

b) Tính nhiệt lượng cần cung cấp cho các dạng nhiệt dung riêng

2.35

1 kilogram không khí từ t1 = 20 oC, p1 = 2 bar, tiến hành một qúa trình đẳng áp đến t2 = 110 oC

a) Biểu diễn qúa trình trên đồ thị p – v và T – s

b) Tính thể tích của không khí ở trạng thi cuối của qúa trình

c) Tính các đại lượng u, i, s, q, w, wkt

(ĐS: b) v2 = 0,549 m 3 /kg; c) u = 64,8 kJ/kg; i = 90,9 kJ/ kg; s = 0,271 kJ /kg o K; q = 90,9 kJ/kg; w = 26,1 kJ/kg; wkt = 0) 2.36

Một bình kín có thể tích 0,12 m3 chứa oxi ở áp suất p1 = 10 bar, nhiệt độ t1 = 50 oC; sau khitiến hành một qúa trình đẳng tích, nhiệt độ tăng đến t2 = 150 oC

a) Biểu diễn qa trình trên đồ thị p – v và T – s

b) Xác định khối lượng oxi và áp suất cuối cùng

c) Xác định U, I, S, Q, W, Wkt

(ĐS: b) G = 1,3 kg; p = 13 bar; c) U = 85 kJ; I = 119kJ; S = 0,252 kJ / o K; W = 0 kJ; Wkt = -36 kJ ) 2.37

Cho 12 kg khơng khí ở t1 = 27 oC ; p1 = 6 bar tiến hnh một qúa trình đẳng nhiệt đến v2 = 4v1

a) Biểu diễn qa trình trên đồ thị p – v và T – s

b) Xác định p, T, v ở trạng thi cuối qúa trình

c) Xác định U, I, S, Q, W, Wkt

(ĐS: b) p2 = 1,5 bar; v2 = 5,6 m 3 /kg; T2 = 300 o K; c) U = I = 0; S = 4,833 kJ / o K; Q = W = Wkt = 1450 kJ ) 2.38

Cho 2 kg không khí giãn nở đoạn nhiệt từ nhiệt độ t1 = 327 oC, áp suất tuyệt đối p1 = 10 barđến trạng thái 2 có áp suất tuyệt đối 1 bar

a) Biểu diễn qa trình trên đồ thị p – v và T – s

b) Xác định các thông số cơ bản ở trạng thái cuối p2 , v2, T2

c) Xác định U, I, S, Q, W, Wkt

(ĐS: b) v2 = 0,90 m 3 /kg; T2 = 312 o K; c) U = -415kJ;

I = -580kJ; S = 0; W = 415 kJ; Wkt = 580 kJ )

2.39

Một bình chứa khí O2 có dung tích V = 0,5 m3, đồng hồ áp kế chỉ p '1 5 bar, nhiệt kế chỉ t1 =

20 oC, người ta nạp thêm khí O2 vào bình Sau khi nạp, p kế chỉ p '2 60 bar, nhiệt kế chỉ t2 =

25 oC Barometer chỉ áp suất khí trời B = 750 mmHg

a) Tính khối lượng O2 nạp thêm vô trong bình

b) Nếu bình sau khi nạp xong được làm lạnh đến nhiệt độ t3 = 10 oC, tính nhiệt lượng cầnthải ra Q23

(ĐS: G = 35,45 kg; Q23 = -385,9 kJ ) 2.40

Một bình chứa khí CO2 có thể tích V = 3 m3, đồng hồ áp kế ban đầu chỉ 0,3 bar, người ta dùngmáy nén nạp thêm CO2 vô bình Sau khi nạp, p suất đồng hồ chỉ 6 bar Nhiệt kế trước khi nạpthêm chỉ t1 = 45 oC, sau khi nạp xong nhiệt kế chỉ t2 = 70 oC Áp suất khí trời pkt = 1 bar.Tínhkhối lượng CO2 nạp thêm vô bình

2.41

Một pittong – xilanh có dung tích V = 0,8 m3, đường kính xilanh d = 0,6 m, không khí ban đầuchứa trong xilanh có áp suất là 5 bar Hỏi pittông phải dịch chuyển một khoảng x là bao nhiêu

để áp suất trong xilanh là 8 bar Xem nhiệt độ trước và sau khi dịch chuyển pittông là như nhau

và bằng 30 oC Tính khối lượng không khí có trong xilanh

Xác định entanpi, nội năng của hơi ẩm ở áp suất p = 13 bar, độ khô x = 0,98.

(ĐS: ix = 2748,5 kJ/kg; ux = 2541,3 kJ/kg) 4.3

Một bình kín có thể tích V = 0,035 m3 chứa 5 kg hơi bão hòa ẩm ở nhiệt độ t = 310 oC Xácđịnh độ khô, lượng hơi bão hòa khô và lượng nước sôi trong bình

(ĐS: x = 0,33; Gh = 1,65 kg; Gn = 3,35 kg) 4.4

Bao hơi có thể tích V = 9 m3, hai phần ba thể tích đó chứa nước sôi ở áp suất p = 100 bar Hãyxác định lượng nước sôi, lượng hơi, độ khô và entanpi của hơi ẩm trong bao hơi

(ĐS: Gn = 4,132 kg; Gh = 166 kg; x = 0,0386; ix = 1458,5 kJ/kg) 4.5

Bao hơi của lò hơi có thể tích V= 12 m3 chứa hỗn hợp nước và hơi G= 1800 kg ở áp suất 110bar Hãy xác định độ khô, lượng nước và lượng hơi bão hòa

(ĐS: x= 0,357 ; Gh = 642,6 kg ; Gn = 1157,4 kg) 4.6

Một lượng hơi bão hòa ẩm G = 1,4 kg/s với độ khô là x = 0,96; áp suất p = 20 bar chuyểnđộng trong ống với vận tốc  = 40 m/s Hãy xác định đường kính trong của ống

(ĐS: d = 65 mm) 4.7

Hới nước có G= 1,2 kg/s và áp suất p = 16 bar chuyển động trong đường ống với vận tốc  =

30 m/s Hãy xác định đường kính trong của ống trong hai trường hợp sau :

a) Biết hơi có độ khô x = 0,9

b) Biết hơi có nhiệt độ t = 350 oC

(ĐS: a) d = 75,4 mm ; b) d’ = 94,4 mm)

4.8

Hơi bão hòa ẩm có lưu lượng G = 500 kg/h với áp suất p = 100 bar, độ khô x = 0,99, từ bao hơicủa lò hơi chuyển vào bộ qúa nhiệt Sau khi qua bộ qúa nhiệt, nhiệt độ của hơi tăng lên đến t2 =

550 oC Hãy tính lượng nhiệt cần cung cấp cho bộ qúa nhiệt nếu biết hiệu suất của bộ quá nhiệt

 = 0,984 và bỏ qua tổn thất áp suất của dòng hơi khi qua bộ qúa nhiệt

(ĐS: QC = 110,8 kW) 4.9

Hơi ẩm có áp suất p = 20 bar, độ khô x = 0,98, lưu lượng G = 2500 kg/h được đưa vào bộ qúanhiệt Hơi sau khi ra khỏi bộ qúa nhiệt có nhiệt độ t2 = 400 oC Hãy xác định lượng nhiệt màhơi nhận được ở bộ qúa nhiệt và tỷ số đường kính của ống dẫn hơi khi vô và ra khỏi bộ qúanhiệt nếu giả thiết hơi vào và ra có cùng tốc độ, bỏ qua tổn thất áp suất

(ĐS: Q = 1,25.10 6 kJ/h; d1/d2 = 0,81) 4.10

Nước được cấp vào lò với lưu lượng G = 900.103 kg/h nhiệt độ t1 = 180 oC, áp suất p = 160bar Sau khi nhận nhiệt lượng Q = 2270,4 106 kJ/h nước biến thành hơi và ra khỏi lò hơi Xácđịnh trạng thái của hơi ra khỏi lò hơi là hơi gì, có nhiệt độ bao nhiêu

(ĐS: Hơi qúa nhiệt, có t = 500 o C) 4.11

Hơi trích từ tuabin vào bình hồi nhiệt có áp suất p = 6,5

bar, lưu lượng Gh , độ khô x = 0,94 Nước ngưng ra khỏi

bình có nhiệt độ t2 nhỏ hơn nhiệt độ sôi 2 oC Nước cấp có

áp suất pn = 100 bar , nhiệt độ nước vào tn1 = 110 oC, nhiệt

độ nước ra tn2 = 155 oC Hãy xác định lượng hơi trích Gh

cần để đốt nóng 1 kg nước cấp

(ĐS: Gh = 0,098 kg hơi / kg nước) 4.12

Người ta đốt nóng 1 kg hơi nước ở áp suất p1 = 10 bar, nhiệt độ t1 = 240 oC đến t2 = 350 oCtrong điều kiện áp suất không đổi Xác định nhiệt lượng mà hơi nước nhận được, công thay đổithể tích và lượng thay đổi nội năng

tăng lên đến 10 bar Xác định thời gian cần thiết đốt nóng để áp suất tăng lên như trên và xácđịnh độ khô.

(ĐS:  = 71,3 phút; x = 0,00335) 4.14

Một bình kín thể tích V = 0,2 m3 chứa một lượng hơi bão hòa ẩm ở nhiệt độ t1 = 180 oC, độ ẩm

y = 5% Sau một thời gian nhất định để ra ngoài trời người ta đo được áp suất p2 = 9 bar Xácđịnh độ khô của hơi ở trạng thái cuối, lượng nhiệt của hơi nhả ra môi trường

(ĐS: x2 = 0,85; Qv = 298 kJ) 4.15

Hơi nước ở áp suất p1 = 6 bar, t1 = 200 oC Sau khi bị nén đẳng nhiệt đến thể tích v2 = 0,11

m3/kg Xác định nhiệt thải trong qúa trình nén, biểu diễn qúa trình trên đồ thị i – s

(ĐS: qT = -522,9 kJ/kg) 4.16

Hơi nước ở trạng thái đầu p1 = 8 bar, t1 = 240 oC, giãn nở đoạn nhiệt đến p2 = 2 bar Xác định

độ khô, công kỹ thuật và công thay đổi thể tích

(ĐS: x2 = 0,976; wkt = 272 kJ/kg; wtt = 216 kJ/kg) 4.17

1 kg hơi nước từ trạng thái ban đầu p1 = 30 bar, t1 = 300 oC giãn nở đoạn nhiệt đến p2 = 0,5 bar.Xác định x2 và công kỹ thuật của qúa trình

(ĐS: x2 = 0,84; wkt = 725 kJ/kg;) 4.18

1 kg nước ở áp suất 1 bar, nhiệt độ 20 oC được đốt nóng đến 200 oC trong điều kiện áp suấtkhông đổi Xác định nhiệt lượng q1 đốt nóng nước ban đầu đến nhiệt độ sôi, nhiệt lượng q2

biến nước sôi thành hơi bảo hòa khô, nhiệt lượng q3 biến hơi bảo hòa khô thành hơi qúa nhiệt

và nhiệt lượng q biến nước ban đầu thành hơi qúa nhiệt ở trạng thái cuối

(ĐS: q1 = 334,4 kJ/kg; q2 = 2258 kJ/kg; q3 = 200 kJ/kg; q = 2792,4 kJ/kg) 4.19

100 kg/h hơi nước ở trạng thái đầu p1 = 8 bar, t1 = 280 oC giãn nở đoạn nhiệt đến áp suất p2 = 2bar Xác định độ khô của hơi sau khi giãn nở và công kỹ thuật của qúa trình

(ĐS: x2 = 0,977; wkt = 7.5 kW ) 4.20

180 kg/h hơi nước qúa nhiệt ở p = 1,2 bar, t = 120 oC được làm lạnh đẳng áp, tỏa nhiệt 36 kW.Xác định : độ khô của hơi bảo hòa ẩm x2 và lượng nước ngưng tụ trong 1 giờ Gn.

(ĐS: x2 = 0,7; Gn = 54 kg )

(ĐS: 2 = 304 m/s; G = 0,250 kg/s) 5.2

Không khí từ bình chứa có áp suất p1 = 100 bar, nhiệt độ t1 = 15oC chảy ra ngoài trời qua ốngtăng tốc nhỏ dần có đường kính trong của ra làd2 = 10 mm Xác định tốc độ của dòng khí tạicửa ra của ống và lưu lượng không khí nếu áp suất ngoài trời là 1 bar

(ĐS: k = 310 m/s; Gmax = 1,872 kg/s) 5.3

Khí hai nguyên tử có R = 294.3 J/kg.oK trước khi vào ống phun nhỏ dần (ống tăng tốc nhỏdần) có p1 = 63,7 bar, T1 = 300 oK, chảy vào môi trường có p2’= 35,4 bar Xác định tốc độ vàlưu lượng nếu biết đường kính trong của ống ở cửa ra d2 = 5mm

(ĐS: 2 = 310 m/s; G = 0.257 kg/s) 5.4

Không khí được nén tới p1 = 50 bar, t1 = 27 oC được phun vào xilanh động cơ đốt trong dieselqua vòi phun Áp suất bên trong xilanh p2’ = 35 bar Xác định tốc độ của dòng khí tại cửa racủa vòi phun

(ĐS: 2 = 241 m/s) 5.5

Không khí có áp suất p1 = 1 bar, t1 = 15 oC từ bình A chảy vào bình B có áp suất p2’ qua vòiphun Xác định trị số áp suất p2’ để tốc độ không khí ở cửa ra của vòi phun bằng tốc độ âmthanh và giá trị tốc độ này là bao nhiêu

(ĐS: p2 = pk = 0.528 bar; 2 = k = 310 m/s) 5.6

Hơi nước có áp suất p1 = 18 bar, t1 = 400 oC chảy qua ống tăng tốc nhỏ dần vào môi trường có

p2’ = 1 bar Xác định tốc độ tại cửa ra của ống và lưu lượng hơi nếu biết đường kính trong củaống d2 = 20 mm

(ĐS: k = 533 m/s; Gmax = 0.62 kg/s)

Hơi nước ở áp suất p1 = 20 bar, nhiệt độ t1 = 300 oC, lưu động qua ống tăng tốc nhỏ dần (ốngphun nhỏ dần) tới áp suất p2 = 12 bar, nhiệt độ t2 = 240 oC Xác định tốc độ tại cửa ra 2 lưu

lượng hơi nếu biết đường kính ống khi ra d2 = 30 mm

(ĐS : 2 = 465 m/s; G = 1.74 kg/s) 5.10

Hơi nước qúa nhiệt có áp suất p1 = 10 bar, t1 = 300 oC chảy qua ống tăng tốc nhỏ dần vào môitrường với hai trường hợp sau :

Chương 7

MÁY NÉN PISTON

7.1

Máy nén lý tưởng một cấp, lưu lượng hút không khí là 100 m3/h ở áp suất p1 = 1 at, nhiệt độ t1

= 27 o C Áp suất cuối p2 = 8 at Xác định công thức lý thuyết của máy nén và lượng nước làmmát xilanh của máy nén nếu nhiệt độ của nước tăng lên 13 oC, qúa trình nén là đa biến với n =1,2

(ĐS : W mn = -6,78 kW ; G nước = 187 kg/h)

7.2

Máy nén một cấp hút lượng không khí 400 m3/h ở áp suất p1= 1 bar, t1 = 20 oC, áp suất nén là

p2 = 7 bar với số mũ đa biến của qúa trình nén n = 1,3 Xác định:

a) Công suất lý thuyết của máy nén, công suất tiêu thụ điện năng của máy nén, cho biết