ĐỀ THI KỸ THUẬT LẠNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA ĐỀ THI HỌC KỲ - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2011-2012) KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH Môn: Kỹ Thuật Lạnh Thời gian: 90’ Ngày thi: 21/06/2012 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu GV đề GS TS Lê Chí Hiệp Bài (5 điểm) Khảo sát máy lạnh hai cấp có sơ đồ miêu tả hình đây: Máy nén cao áp 10 Bình ngưng Bình làm lạnh trung gian Bình lạnh Bình trung gian Máy nén hạ áp Bình bốc - Cho biết: Môi chất lạnh HCFC-22 - Công suất động kéo máy nén cao áp 50 HP - Bỏ qua bình lạnh bình làm lạnh trung gian - Áp suất môi chất lạnh vào khỏi máy nén cao áp bar 18 bar - Hơi môi chất lạnh vào máy nén hạ áp cao áp có trạng thái bão hòa khơ Xác định: a) Năng suất lạnh máy lạnh (2,5 điểm) b) Năng suất thiết bị ngưng tụ (1,5 điểm) c) Công suất động kéo máy nén hạ áp (1 điểm) Bài (5 điểm) Khảo sát máy điều hòa khơng khí với máy nén thuộc loại xoắn ốc làm việc với HCFC-22 suất lạnh định mức 9000 Btu/h Cho biết hoạt động ổn định chế độ định mức người ta ghi nhận thông số sau: - Trạng thái vào máy nén bão hòa khơ với t1 = 8oC; a) Trạng thái khỏi dàn nóng lỏng sôi nhiệt độ t3 = 50oC; Xác định lưu lượng thể tích mơi chất lạnh vào máy nén hệ số làm lạnh máy điều hòa khơng khí ứng với chế độ làm việc định mức (2,5 điểm) b) Giả sử máy điều hòa khơng khí khảo sát bị cố rò rỉ môi chất lạnh Lưu lượng khối lượng thực tế mơi chất lạnh 50% so với chế độ định mức Xác định nhiệt độ bay môi chất lạnh suất lạnh máy điều hòa khơng khí ứng với chế độ làm việc (giả thiết trạng thái khỏi dàn nóng lỏng sôi, áp suất ngưng tụ cũ môi chất lạnh vào máy nén bão hòa khơ) (2,5 điểm) BÀI GIẢI Bài 1: = Ta có: t (0C) tt => p0 = p (bar) = = (bar) i (kJ/kg) s (kJ/kg.K) 18 739,758 18 558,345 4 558,345 491,927 8/9 491,927 8/9 685,71 1,8287 721,715 1,8287 10 701,771 1,7576 Có: mCA = = 1,7576 = 0,9815 (kg/s) Xét phương trình cân nhiệt bình trung gian: mCA i4 + mHA i8 = mHA i5 + mCA i10 => mHA = => mHA = 0,6126 (kg/s) a) Năng suất lạnh máy lạnh: Q0 = mHA (i7 – i6) = 0,6126 (685,71 – 491,927) = 118,711 (kW) b) Năng suất bình ngưng tụ: Qk = mCA (i1 – i2) = 0,9815 (739,758 – 558,345) = 178,057 (kW) c) Công suất động kéo máy nén hạ áp: = WHA = mHA (i8 – i7) = 0,6126 (721,715 – 685,71) = 22,057 (kW) Bài 2: Q0 = 9000 Btu/h = 2,637675 kW (i1 – i4) => Q0 = = = = 0,018269 (kg/s) tt t (0C) p (bar) i (kJ/kg) s (kJ/kg.K) v (m3/kg) 6,411 707,13 1,7368 36,75.10-3 19,395 734,57 1,7368 19,395 562,75 50 562,75 a) Lýu lýợng thể tích ðầu hút máy nén: = 36,75 10-3 0,018269 = 6,7138.10-4 (m3/kg) mv = v Hệ số làm lạnh máy lạnh: COP = = = 5,2617 b) Khi lýu lýợng khối lýợng giảm ði 50% ta có: mv = v* =v => v* = 2.v = 36,75 10-3 = 73,5 10-3 (m3/kg) Tra bảng tính chất nhiệt ðộng R22 trạng thái bão hòa ứng với v* là: ts = - 13,550C i* = 698,97 (kJ/kg) Nãng suất lạnh máy lạnh ðó là: = (i* – i4) = (698,97 – 562,75) = 1,2443 (kW) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM – TRƯỜNG ĐH BÁCH KHOA KHOA CƠ KHÍ – BỘ MƠN CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH GV đề GS.TS Lê Chí Hiệp ĐỀ THI GIỮA KỲ - LỚP CHÍNH QUY – NĂM HỌC (2011-2012) Môn: Máy Lạnh Thời gian: 45’ Ngày thi: 30/03/2012 - Ghi chú: Sinh viên sử dụng tài liệu Khảo sát máy lạnh cấp làm việc với HFC-134a, cho biết: - Hơi bão hòa khơ vào máy nén có nhiệt độ t1 = –10oC - Áp suất môi chất lạnh đầu máy nén p2 = 12bars - Năng suất giải nhiệt dàn nóng 15kW Xác định: a Hệ số làm lạnh máy lạnh (3 điểm) b Công suất lý thuyết động kéo máy nén (3 điểm) c Trả lời câu hỏi sau (yêu cầu giải thích rõ ràng): - Nếu tính đến tổn thất áp suất đường ống dẫn gas nóng áp suất mơi chất lạnh khỏi máy nén áp suất ngưng tụ biến đổi nào? Khi cơng cấp cho máy nén tăng hay giảm? Vẽ đồ thị T-s minh họa (2 điểm) - Quá trình nén thực tế khác trình nén lý tưởng nào? Vẽ đồ thị T-s minh họa (2 điểm) Hết Bài Giải Trạng thái t (0C) p (bar) i (kJ/kg) s (kJ/kg.K) - 10 2,0052 392,75 1,7337 - 12 430,1 1,7337 - 12 265,9 - - 2,0052 265,9 - Qk = G (i2 – i3) a) COP = => G = = = = = 0,091352 (kg/s) = 3,396 b) W = G (i2 – i1) = 0,091352 (430,1 – 392,75) = 3,412 (kW) c) - Nếu tính đến tổn thất áp suất đường ống dẫn gas nóng áp suất môi chất lạnh khỏi máy nén (trạng thái 2’) phải cao so với chu trình lý thuyết để bù lại lượng áp suất bị tổn thất Áp suất ngưng tụ khơng thay đổi áp suất ngưng tụ phụ thuộc vào điều kiện giải nhiệt mơi trường xung quanh (q trình 2’ – q trình có áp suất giảm dần) Do áp suất đầu nén tăng cơng cấp cho máy nén tăng Đồ thị T – s minh họa: - Quá trình nén thực tế khác trình nén lý tưởng điểm sau: trình nén khơng thuận nghịch (có thể nén lên 2a 2b tùy điều kiện); có tổn thất áp suất đường ống dẫn môi chất lạnh, áp suất đầu hút máy nén nhỏ áp suất thiết bị bay hơi, áp suất đầu đẩy máy nén cao áp suất sau khỏi thiết bị ngưng tụ; có lạnh nhiệt Đồ thị T-s minh họa Hết