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《實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(@熱工)》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、氣體熱力參數(shù)的綜合測(cè)定(綜合性實(shí)驗(yàn))實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)廣束工業(yè)大學(xué)材料與能源動(dòng)力學(xué)院熱能動(dòng)力教研室2006,9修訂實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱(chēng):氣體熱力參數(shù)的綜合測(cè)定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目性質(zhì):專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)所屬課程名稱(chēng):工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃學(xué)時(shí):4學(xué)時(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)對(duì)對(duì)氣體熱力性質(zhì)三個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試分析,分別了解理想氣體和實(shí)際氣體的熱力參數(shù)和互間的關(guān)系,通過(guò)測(cè)試手段與測(cè)試參數(shù)的不同,區(qū)別理想氣體與實(shí)際氣體熱力性質(zhì)遵循的不同規(guī)律。讓學(xué)生對(duì)氣體的基本熱力參數(shù)得到一個(gè)較為全面的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)實(shí)際氣體與理想氣體熱力參數(shù)一一比熱、壓力、溫度等的測(cè)定,使學(xué)生了解理想氣體與實(shí)際氣體遵循不同的熱力狀態(tài)方程,從而增加對(duì)
2、熱物性實(shí)驗(yàn)研究方面的感性認(rèn)識(shí),同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中產(chǎn)生誤差的原因及減少誤差的可能途徑進(jìn)行分析,促進(jìn)理論聯(lián)系實(shí)際,以利于培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分三個(gè)模塊進(jìn)行。模塊一:氣體定壓比熱的測(cè)定模塊二:二氧化碳界狀態(tài)觀測(cè)及p一v一t關(guān)系模塊三:可視性飽和蒸汽壓力和溫度關(guān)系模塊一:氣體定壓比熱的測(cè)定氣體定壓比熱的測(cè)定是工程熱力學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)Z—。實(shí)驗(yàn)中涉及溫度、壓力、熱量(電功)、流量等基本量的測(cè)量;計(jì)算屮用到比熱及混合氣體(混空氣)方面的知識(shí)。木實(shí)驗(yàn)的H的是增加熱物性研究方面的感性認(rèn)識(shí),促使理論聯(lián)系實(shí)際,以利于培養(yǎng)同學(xué)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/p>
3、求1.了解氣體比熱測(cè)定裝置的基本原理和構(gòu)思。2.熟悉本實(shí)驗(yàn)中的測(cè)溫、測(cè)壓、測(cè)熱、測(cè)流量的方法。3.掌握由基木數(shù)據(jù)計(jì)算出比熱值和求得比熱公式的方法。4.分析本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。二.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容通過(guò)測(cè)定空氣的溫度、壓力流量,掌握計(jì)算熱量的方法,從而求得比熱值和求得比熱公式的方法。三、實(shí)驗(yàn)(設(shè)計(jì))儀器設(shè)備和材料清單整個(gè)裝置由風(fēng)機(jī)、流量計(jì)、比熱儀本體、電功率調(diào)節(jié)及電功率測(cè)量系統(tǒng)共四部分組成,如圖1所示。其屮比熱儀的進(jìn)口溫度計(jì)多層杜瓦瓶;電熱器;均流網(wǎng);絕緣墊;旋流片;混流網(wǎng);出口溫度計(jì)組成。空氣由風(fēng)機(jī)經(jīng)流量計(jì)送入比熱儀本體,經(jīng)加熱、均流、旋流、混流
4、、測(cè)溫后流出。氣體流量由節(jié)流閥控制;氣體出口溫度由電熱器的輸入電壓調(diào)節(jié)。該比熱儀可測(cè)300°C以下氣體的定壓比熱。實(shí)驗(yàn)時(shí),被測(cè)空氣由風(fēng)機(jī)經(jīng)濕式氣體流量計(jì)送入比熱儀主體,經(jīng)加熱、均流、旋流、混流后流出。在此過(guò)程中,分別測(cè)定:空氣在流量計(jì)出口處的干、濕球溫度(匚、幾,曲于是濕式氣體流量計(jì),實(shí)際為飽和狀態(tài));氣體經(jīng)比熱儀主體的進(jìn)出口溫度(兒、匚);氣體的體積流量(V);電熱器的輸入功率(W);以及實(shí)驗(yàn)時(shí)相應(yīng)的大氣壓(B)和流量計(jì)出口處的表壓(Ah)。有了這些數(shù)據(jù),并查找和應(yīng)的物性參數(shù),即可計(jì)算出被測(cè)氣體的定壓比熱(Cpm)o氣休的流量由節(jié)流閥控制,氣體出口溫度由輸
5、入電熱器的功率來(lái)調(diào)節(jié)。四、實(shí)驗(yàn)方法.步驟及測(cè)試1.接通電源及測(cè)量?jī)x表,選擇所需的出口溫度計(jì)插入混流網(wǎng)的凹槽中。2.摘下流屋計(jì)上的溫度計(jì),開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī),調(diào)節(jié)節(jié)流閥,使流量保持在額定值附近。測(cè)出流量計(jì)出口空氣的干球溫度(t())。3.將溫度計(jì)插冋流量計(jì),調(diào)節(jié)流量,使它保持在額定值附近。逐漸提高電熱器功率,使岀口溫度升高至預(yù)計(jì)溫度。可以根據(jù)下式預(yù)先估計(jì)所需電功率:M/?12—T式中:W為電熱器輸入屯功率(瓦);△t為進(jìn)出口溫度差(°C);T為每流過(guò)10升空氣所需的U寸間(秒)。]4.待出口溫度穩(wěn)定后(出口溫度在10分鐘之內(nèi)無(wú)變化或有微小起伏,即可視為穩(wěn)定),讀出下列數(shù)
6、據(jù),每10升空氣通過(guò)流量計(jì)所需時(shí)間(J秒);上熱儀進(jìn)口溫度——即流量計(jì)的出口溫度(m°c)和出口溫度(LC);當(dāng)時(shí)相應(yīng)的大氣壓力(B,毫米汞柱)和流量計(jì)出口處的表壓(Ah,毫米水柱);電熱器的輸入功率(W,瓦)。5.根據(jù)流量計(jì)出口空氣的干球溫度和濕球溫度,從濕空氣的干濕圖查出含濕量(d,克/公斤干空氣),并根據(jù)下式計(jì)算出水蒸氣的容積成分:_d/622幾—1+d/6226.根據(jù)電熱器消耗的電功率,可算出電熱器單位時(shí)間放出的熱量:w4.1868xlO3(千卡/秒)7.干空氣流量(質(zhì)量流量)為:_P$_(1—/“)(B+d2/13.6)xl()4/735.56xl
7、0/100(k“-/?J()-29.27(f()+273.15)4.6447x10-3(1—幾)(8+從/13.6)(公斤/秒)叩0+273.15)8.水蒸氣流量為:PWV_ru,(g+A/?/13.6)xl04/735.56xl0/1000rR“T()一47.06仏+273.15)(公斤/秒)2.8889x10+△/〃13⑹_廠(chǎng)仏+273.15)1.水蒸氣吸收的熱量:Qw=GwJ2(0.1101+0.0001167t)dt=[0.4404(?—八)+0.00005835&—片)](千卡/秒)2.干空氣的定壓比熱為:千卡/(公斤?°C)c卩=a=Q-a,唄~
8、Gs(t2-t0~Gg(t2-t{)11?比熱隨溫度