實驗指導書(@熱工)

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1、氣體熱力參數(shù)的綜合測定（綜合性實驗）實驗指導書廣束工業(yè)大學材料與能源動力學院熱能動力教研室2006,9修訂實驗項目名稱：氣體熱力參數(shù)的綜合測定實驗項目性質(zhì)：專業(yè)基礎實驗所屬課程名稱：工程熱力學實驗計劃學時：4學時一、實驗目的通過對對氣體熱力性質(zhì)三個項目的測試分析，分別了解理想氣體和實際氣體的熱力參數(shù)和互間的關(guān)系，通過測試手段與測試參數(shù)的不同，區(qū)別理想氣體與實際氣體熱力性質(zhì)遵循的不同規(guī)律。讓學生對氣體的基本熱力參數(shù)得到一個較為全面的認識。通過對實際氣體與理想氣體熱力參數(shù)一一比熱、壓力、溫度等的測定，使學生了解理想氣體與實際氣體遵循不同的熱力狀態(tài)方程，從而增加對

2、熱物性實驗研究方面的感性認識，同時對實驗系統(tǒng)中產(chǎn)生誤差的原因及減少誤差的可能途徑進行分析，促進理論聯(lián)系實際，以利于培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力。實驗內(nèi)容分三個模塊進行。模塊一：氣體定壓比熱的測定模塊二：二氧化碳界狀態(tài)觀測及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：氣體定壓比熱的測定氣體定壓比熱的測定是工程熱力學的基本實驗Z—。實驗中涉及溫度、壓力、熱量（電功）、流量等基本量的測量；計算屮用到比熱及混合氣體（混空氣）方面的知識。木實驗的H的是增加熱物性研究方面的感性認識,促使理論聯(lián)系實際,以利于培養(yǎng)同學分析問題和解決問題的能力。一、實驗目的和要

3、求1.了解氣體比熱測定裝置的基本原理和構(gòu)思。2.熟悉本實驗中的測溫、測壓、測熱、測流量的方法。3.掌握由基木數(shù)據(jù)計算出比熱值和求得比熱公式的方法。4.分析本實驗產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。二.實驗內(nèi)容通過測定空氣的溫度、壓力流量，掌握計算熱量的方法，從而求得比熱值和求得比熱公式的方法。三、實驗（設計）儀器設備和材料清單整個裝置由風機、流量計、比熱儀本體、電功率調(diào)節(jié)及電功率測量系統(tǒng)共四部分組成，如圖1所示。其屮比熱儀的進口溫度計多層杜瓦瓶；電熱器；均流網(wǎng);絕緣墊；旋流片；混流網(wǎng)；出口溫度計組成?？諝庥娠L機經(jīng)流量計送入比熱儀本體，經(jīng)加熱、均流、旋流、混流

4、、測溫后流出。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300°C以下氣體的定壓比熱。實驗時，被測空氣由風機經(jīng)濕式氣體流量計送入比熱儀主體，經(jīng)加熱、均流、旋流、混流后流出。在此過程中，分別測定：空氣在流量計出口處的干、濕球溫度（匚、幾，曲于是濕式氣體流量計，實際為飽和狀態(tài)）；氣體經(jīng)比熱儀主體的進出口溫度（兒、匚）；氣體的體積流量（V）；電熱器的輸入功率（W）；以及實驗時相應的大氣壓（B）和流量計出口處的表壓（Ah）。有了這些數(shù)據(jù)，并查找和應的物性參數(shù)，即可計算出被測氣體的定壓比熱（Cpm）o氣休的流量由節(jié)流閥控制，氣體出口溫度由輸

5、入電熱器的功率來調(diào)節(jié)。四、實驗方法.步驟及測試1.接通電源及測量儀表，選擇所需的出口溫度計插入混流網(wǎng)的凹槽中。2.摘下流屋計上的溫度計，開動風機，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使流量保持在額定值附近。測出流量計出口空氣的干球溫度（t（））。3.將溫度計插冋流量計，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計溫度?？梢愿鶕?jù)下式預先估計所需電功率：M/?12—T式中：W為電熱器輸入屯功率（瓦）；△t為進出口溫度差（°C）；T為每流過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升空氣通過流量計所需時間（J秒）；上熱儀進口溫度——即流量計的出口溫度（m°c）和出口溫度（LC）；當時相應的大氣壓力（B,毫米汞柱）和流量計出口處的表壓（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