工程热力学实验指导书全解
工程热力学实验指导书(修改稿)

辽宁工业大学土木建筑工程学院实验指导书建筑环境与设备工程专业气体定压比热测定实验指导书(注意本指导书中设计性实验相关提示)气体定压比热测定是工程热力学的基本实验之一。
实验中涉及温度、压力、热量(电功)、流量等基本测量。
本实验所测定的其他为空气。
计算中用到比热及混合其他(湿空气)等方面的基本知识,本实验的目的是增加热物性实验研究方面的感性认识。
促进理论联系实际,以利于培养分析问题和解决问题的能力。
为培养学生实际动手能力和创造力本实验为设计性实验,请参阅设计项实验提示。
一、 实验要求1、 了解气体比热测定装置的基本原理和构思。
2、 熟悉本实验中的温度、压力、热量、流量的测量方法。
3、 根据实验装置的基本原理和设计性实验方案提示,设计出测定空气定压比热的实验流程,4、 通过改变本设计性实验的测量参数,如改变气体流量大小、电加热功率的大小对实验结果有何影响,并根据已学过的知识解释其原因5、 掌握由测量数据计算出比热值和比热公式的方法。
6、 分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、 实验原理气体的定压比热定义为:P P Th C )(∂∂=…………………………………⑴在没有对外界作功的气体等压流动过程中,则气体的定压比热可以表示为:P P TQm C )(1∂∂=………………………………⑵当气体在此等压过程中由温度1t 加热至温度2t 时,气体在此温度范围内的平均比热值可以由下式确定:℃·/)(1221kg KJ t t m Q C p t t Pm-=…………………………⑶式中:m ——气体的质量流量(kg/S )p Q ——气体在等压流动过程中的吸热量(KJ/S )由于实验测定的气体为空气,即测定干空气的定压比热。
空气是含有水蒸气的湿空气。
干空气的吸热量等于湿空气的吸热量减去水蒸汽的吸热量。
当湿空气气流由温度1t 加热到2t 时,其中水蒸汽的吸热量可用下式计算:[]SKJ t t t t m dtt m Q w t t w m /)(000243.0)(844.1)0004886.0844.1(21221221-+-=+=⎰ ……………⑷式中:w m ——气流中的水蒸汽质量(kg/S ) 则干空气的平均定压比热由下式确定:℃·/)()(12'1221kg KJ t t m Q Q t t m Q C m p p t t Pm--=-=………………⑸式中:'p Q ——湿空气气流的吸热量(KJ/S )三、 实验装置整个实验装置如图1所示,由风机、流量计、比热仪本体、电流表、电压表、调压器及稳压电源等组成。
工程热力学实验指导书

工程热力学实验指导书土木工程学院2009年5月19日目录一、气体定压比热测量实验…………………………………………………………二、二氧化碳临界状态观测及关系测定实验………………………………实验一气体定压比热测量实验一、实验目的和要求、了解气体比热测定装置的基本设备与测量原理。
、熟悉本实验中的温度测量、压力测量、热量测量、流量测量的方法。
、掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法。
、分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、实验装置和原理实验装置由风机、流量计、比热仪主体、电功率调节及测量系统等四部分组成,如图所示,比热仪主体如图所示。
气体的流量由调节阀控制,气体出口温度由输入电热器的功率来调节。
本比热仪可测℃以下的定压比热。
三、实验内容开启风机,调节流量,使它保持在额定值附近。
调节电热器的输入功率,根据测得的室温;空气在流量计进口处的干、湿球温度(,);气体经比热仪主体的出口温度();每流过10L 空气所需的时间(τ);电热器的输入功率();以及实验时相应的大气压()和流量计出口处的表压(Δ)等数据,并查用相应的物性参数,计算出被测气体的定压比热()。
四、实验步骤和数据处理、接通电源及测量仪表,将型管(测量压力)安装好,将出口温度计插入混流网的凹槽中。
、开动风机,旋转调节阀,读出每10L 空气通过流量计所需时间(τ,秒),使流量保持在额定值附近。
、调节电热器功率至某值[可以根据下式预先估计所需电功率:τt W ∆≈12,式中:为电热器输入电功率();Δ为进出口温度差(℃)——可假设从℃加热到℃,取个间隔,预估出Δ];τ为每流过10L 空气所需的时间()],连续加热进入设备的空气,记录加热后的出口温度。
、需要记载的数据:室温;比热仪进口干、湿球温度——即流量计的进口温度(,,℃);连续变化的出口温度(,℃);当时相应的大气压力(,)和流量计出口处的表压(Δ,);电热器的输入功率(,)。
工程热力学实验指导书

热能与动力工程专业工程热力学实验指导书编写教师:商福民能源动力学院热工实验室实验一 空气定压比热的测定一、实验目的比热是理想气体十分重要的热力性质。
气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。
实验中涉及温度、压力、热量(电功)、流量等基本量的测量。
本实验将通过流通量热法使学生掌握测定空气平均定压质量比热的基本方法,以加深对比热理论的理解,增强热物性实验研究方面的感性认识,促进理论联系实际,培养分析问题和解决问题的能力。
二、实验原理让空气连续而稳定地(即所谓稳定流动)流经一个特制的加热器,在加热器中空气被加热,温度升高,比容变大,流速加快,而压力只有一小部分消耗在摩阻上,当流动阻力相对工质压力而言很小时,若加热器入口压力恒定,则我们就可以近似地认为空气是定压流动。
当空气流速和温度都达到稳定后,若加热器对外热损失很小而忽略不计,则加热器内热源的放热全部被空气吸收(注意:必须是当达到稳定流动时才如此,因为温度等不稳定,说明有一部分热量储存在加热器本体内)。
此热平衡关系可用下式表示:)(1221t t mc Q tt p -=式中:t 1、t 2 —加热器入、出口空气温度,℃;m —空气的质量流量,kg/s ;21tt p c —空气在t 1、t 2范围内的平均定压质量比热,J/(kg·K);Q —加热器内热源单位时间内的放热,W 。
如上所述21tt p c 待求,而Q 、t 1、t 2、m 大小均可在实验中测出,方法如下:1.t 1、t 2大小由温度计直接读得。
2.111RT V p m =,式中T 1、p 1为加热器入口空气温度T 1=t 1+273.15和绝对压力p 1=p g +p b (Pa ),p g 和p b 大小由U 型管压力计和大气压力计读得(注意单位的统一)。
空气的容积流量V (m 3/s )大小由流量计上直接读取(m 3/h )(注意单位的换算)。
3.本实验用的是电加热器,电热源是一只电热丝,因而其放热量Q=IU(W)。
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工程热力学实验指导书目录实验课注意事项 (3)有关从事实验的基础知识 (4)实验—二氧化碳p—v—T关系测定实验 (7)实验二可视性饱和蒸汽压力和温度关系实验 (13)实验三喷管实验 (16)实验四气体定压比热测定实验 (16)实验注意事项1、实践的观点是辩证唯物的认识之第一的基本的观点。
所以对待实验课必须严肃认真。
课前先做预习,明确目的要求。
课内亲自动手,留心观察现象,准确测取数据,及时分析问题,实验结束后,根据材料,进行科学的分析及综合,做出有材料,有观点,有分析,有讨论的精简扼要的实验报告。
2、爱护国家财产,珍惜实验设备,动手操作前先弄清仪器设备的使用方法,不要不懂装懂,乱行启动,以致损坏设备,造成损失,影响教学,非本次实验用的仪器设备,一律不准使用。
3、认真执行的原则,在保证实验质量的前题下,努力降低水电等物质的消耗额。
4、遵守下列安全规定,做好安全工作。
(1)进入实验室后,要严肃认真,不得追逐嬉笑。
(2)不要赤足或穿拖鞋进入实验室,以防触电。
有关从事实验的基础知识一、从事科学实验的基本态度实验人员首先要具有一种最基本的态度即实事求是的态度。
我们这里所说的“实事求是”就是要把实验中所观测到的现象、数据、规律忠实地记录下来,把它们当作第一手的材料来对待,科学推理以实验观测为依据,科学理论要用实验观测来检验,因此记录下来的应该是实际观测到的情况,而不能在任何理由下加以编造,修改或歪曲。
例如某个参数根据理论计算其值应该是100,而在实验中测到只是20的值记录下来,然后再去找原因,而不能用任何其他数字来搪塞。
实验中直接观测到的现象和数字,当然也可能不够准确,也可能有错误,但是某次实验数据不可靠也只能用反复多次的实验来核对,不能够“与书本已有的陈述不符”或“与依据某种理论的计算结果不符”就来修改记录或取消某次记录,对待实验观察必须严肃认真,决不能随便记录某个数字。
二、有关从事实验的基础知识(一)、实验课和重要性实验课在帮助同学们学好本课程的主要内容方面,在培养同学运用理论和实践相结合的方面及独立地从事科学实验的能力方面有极为重要的意义。
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工程热力学实验指导书土木工程学院2009年5月19日目录一、气体定压比热测量实验 (3)二、二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定实验 (6)实验一气体定压比热测量实验一、实验目的和要求1、了解气体比热测定装置的基本设备与测量原理。
2、熟悉本实验中的温度测量、压力测量、热量测量、流量测量的方法。
3、掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法。
4、分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、实验装置和原理实验装置由风机、流量计、比热仪主体、电功率调节及测量系统等四部分组成,如图1所示,比热仪主体如图2所示。
流后流出。
在此过程中,分别测定:室温;空气在流量计进口处的干、湿球温度(t 1,t 1w );气体经比热仪主体的出口温度(t 2);每流过10L 空气所需的时间(τ);电热器的输入功率(W );以及实验时相应的大气压(B )和流量计出口处的表压(Δh )。
有了这些数据,并查用相应的物性参数,即可计算出被测气体的定压比热(c pm )。
气体的流量由调节阀控制,气体出口温度由输入电热器的功率来调节。
本比热仪可测300℃以下的定压比热。
三、实验内容开启风机,调节流量,使它保持在额定值附近。
调节电热器的输入功率,根据测得的室温;空气在流量计进口处的干、湿球温度(t 1,t 1w );气体经比热仪主体的出口温度(t 2);每流过10L 空气所需的时间(τ);电热器的输入功率(W );以及实验时相应的大气压(B )和流量计出口处的表压(Δh )等数据,并查用相应的物性参数,计算出被测气体的定压比热(c pm )。
四、实验步骤和数据处理1、接通电源及测量仪表,将U 型管(测量压力)安装好,将出口温度计插入混流网的凹槽中。
2、开动风机,旋转调节阀,读出每10L 空气通过流量计所需时间(τ,秒),使流量保持在额定值附近。
3、调节电热器功率至某值[可以根据下式预先估计所需电功率:τt W ∆≈12,式中:W为电热器输入电功率(W );Δt 为进出口温度差(℃)——可假设从25℃加热到200℃,取n 个间隔,预估出Δt ];τ为每流过10L 空气所需的时间(s )],连续加热进入设备的空气,记录加热后的出口温度。
工程热力学实验指导书讲解

实验一 空气定压比热容测定一、实验目的1.增强热物性实验研究方面的感性认识,促进理论联系实际,了解气体比热容测定的基本原理和构思。
2.学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法,掌握由实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。
3.学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。
二、实验原理由热力学可知,气体定压比热容的定义式为()p p hc T∂=∂ (1) 在没有对外界作功的气体定压流动过程中,p dQ dh M=, 此时气体的定压比热容可表示为p p TQM c )(1∂∂=(2) 当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时,气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定)(1221t t M Q c p t t pm-=(kJ/kg ℃) (3)式中,M —气体的质量流量,kg/s;Q p —气体在定压流动过程中吸收的热量,kJ/s 。
大气是含有水蒸汽的湿空气。
当湿空气由温度t 1被加热至t 2时,其中的水蒸汽也要吸收热量,这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。
如果计算干空气的比热容,必须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热量,剩余的才是干空气的吸热量。
低压气体的比热容通常用温度的多项式表示,例如空气比热容的实验关系式为3162741087268.41002402.41076019.102319.1T T T c p ---⨯-⨯+⨯-=(kJ/kgK)式中T 为绝对温度,单位为K 。
该式可用于250~600K 范围的空气,平均偏差为0.03%,最大偏差为0.28%。
在距室温不远的温度范围内,空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的,即可近似的表示为Bt A c p += (4)由t 1加热到t 2的平均定压比热容则为m t t t t pm Bt A tt B A dt t t Bt A c+=++=-+=⎰221122121(5) 这说明,此时气体的平均比热容等于平均温度t m = ( t 1 + t 2 ) / 2时的定压比热容。
【建筑工程管理】工程热力学实验指导书

《工程热力学》实验指导书喷管特性实验一、实验目的1、验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解,树立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念;2、比较熟练地掌握用热工仪表测量压力(负压)、压差及流量的方法;3、明确在渐缩喷管中,其出口处的压力不可能低于临界压力,流速不可能高于音速,流量不可能大于最大流量。
二、实验装置喷管实验台1.进气管2.空气吸气口3.孔板流量计4.U形管压差计5.喷管6.支架7.测压探压针8.可移动真空表9.手轮螺杆机构10.背压真空表11.背压用调节阀12.真空罐13.软管接头渐缩喷管三、实验原理1、喷管中气流的基本规律,来流速度,喷管为渐缩喷管.2、气流动的临界概念当某一截面的流速达到当地音速(亦称临界速度)时,该截面上的压力称为临界压力()。
临界压力与喷管初压()之比称为临界压力比,有:当渐缩喷管出口处气流速度达到音速,通过喷管的气体流量便达到了最大值(),或称为临界流量。
可由下式确定:式中:—最小截面积(本实验台的最小截面积为:19.625 mm2)。
3、气体在喷管中的流动渐缩喷管因受几何条件的限制,气体流速只能等于或低于音速();出口截面的压力只能高于或等于临界压力();通过喷管的流量只能等于或小于最大流量()。
根据不同的背压(),渐缩喷管可分为三种工况:A—亚临界工况(),此时m<,B—临界工况(),此时m=,C—超临界工况(),此时m,四、操作步骤1、用“坐标校准器”调好“位移坐标板”的基准位置;2、打开罐前的调节阀,将真空泵的飞轮盘车一至二圈。
一切正常后,全开罐后调节阀,打开冷却水阀门。
而后启动真空泵;3、测量轴向压力分布:用罐前调节阀调节背压至一定值(见真空表读数),并记录;然后转动手轮,使测压探针向出口方向移动。
每移动5mm便停顿下来,记录该点的位置及相应的压力值,一直测至喷管出口之外;4、流量的测量:把测压探针的引压孔移至出口截面之外,打开罐后调节阀,关闭罐前调节阀,启动真空泵,然后用罐前调节阀调节背压,每次改变50mmHg柱,稳定后记录背压值和U形管差压计的读数。
工程热力学实验指导书(三个实验)

工程热力学课程实验指导书兰州理工大学2006年6月实验1空气定压比热测定实验指导书一、实验目的1.掌握气体比定压热容的测量原理及其操作方法;2.掌握本实验中测温、测压、测热、测流量的方法;3.掌握由基本数据计算比热值的方法;4.分析实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。
二、实验装置如图1.1所示,本实验装置由风机、流量计、比热仪主体、调压器和功率表等组成。
实验时,被测空气由风机经流量计送入比热仪主体,经加热、均流、旋流、混流后流出。
比热仪主体构造如图1.2所示,由多层杜瓦瓶、电热器、均流阀、绝缘垫、旋流片、混流网、出口温度计等组成。
气体的流量由节流阀调节,比热仪出口温度由电加热器输入功率来控制。
比热仪可测200℃以下气体的定压比热。
图1.1 比热仪全套装置图1.2 比热仪主体三、实验原理根据气体平均定压比热定义,当气体在定压加热过程中温度由t1升到t2时,其平均定压比热可以由下式确定:21,21|()ptp m tmQcq t t=-J/(kg.℃)式中:Q p-湿空气在定压加热过程中的吸热量J/sq m-湿空气的质量流量kg/s湿空气是干空气和水蒸气的混合物,当湿空气中水蒸气含量较少,分压力较低时,水蒸气可以当作理想气体处理。
显然,当已知湿空气中水蒸气的吸热量Q v时,干空气的定压比热可由下式确定:21,,21|()p v t pm a t m a Q Q c q t t -=- J /(kg.℃)式中: Q p -湿空气在定压加热过程中的吸热量 J /s Q v -水蒸气的吸热量 J /s q m ,a -干空气的质量流量 kg /s由1t 加热到2t 的平均定压比热则可表示为:()212112,212t t t p m t a bt dt t t ca bt t ++==+-⎰ 若以(t 1+t 2)/2为横坐标,21,t p mt c 为纵坐标,如图3所示,则可根据不同温度范围的平均比热确定截距a 和斜率b,从而得出比热随温度变化的计算式。
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实验一 空气定压比热容测定一、实验目的1.增强热物性实验研究方面的感性认识,促进理论联系实际,了解气体比热容测定的基本原理和构思。
2.学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法,掌握由实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。
3.学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。
二、实验原理由热力学可知,气体定压比热容的定义式为()p p hc T∂=∂ (1) 在没有对外界作功的气体定压流动过程中,p dQ dh M=, 此时气体的定压比热容可表示为p p TQM c )(1∂∂=(2) 当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时,气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定)(1221t t M Q c p t t pm-=(kJ/kg ℃) (3)式中,M —气体的质量流量,kg/s;Q p —气体在定压流动过程中吸收的热量,kJ/s 。
大气是含有水蒸汽的湿空气。
当湿空气由温度t 1被加热至t 2时,其中的水蒸汽也要吸收热量,这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。
如果计算干空气的比热容,必须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热量,剩余的才是干空气的吸热量。
低压气体的比热容通常用温度的多项式表示,例如空气比热容的实验关系式为3162741087268.41002402.41076019.102319.1T T T c p ---⨯-⨯+⨯-=(kJ/kgK)式中T 为绝对温度,单位为K 。
该式可用于250~600K 范围的空气,平均偏差为0.03%,最大偏差为0.28%。
在距室温不远的温度范围内,空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的,即可近似的表示为Bt A c p += (4)由t 1加热到t 2的平均定压比热容则为m t t t t pm Bt A tt B A dt t t Bt A c+=++=-+=⎰221122121(5) 这说明,此时气体的平均比热容等于平均温度t m = ( t 1 + t 2 ) / 2时的定压比热容。
因此,可以对某一气体在n 个不同的平均温度t m i 下测出其定压比热容c p m i ,然后根据最小二乘法原理,确定∑∑∑∑∑∑--=222)(mimi mipmi mi pmi mitn t t c t c t A (6)∑∑∑∑∑--=22)(mimipmimi pmi mitn t c t n c t B (7)从而便可得到比热容的实验关系式。
三、实验设备图 1 实验装置图1.整个实验装置由风机、流量计、测试比热容仪器本体、电功率调节系统及测量系统共四部分组成,如图1所示。
2.比热容仪器本体由图2所示。
3.空气(或其它气体)由风机经流量计送入比热容仪本体,经加热、均流、旋流、混流、测温后流出。
气体流量由节流阀控制,气体出口温度由输入电加热器的电压调节。
4.该比热容仪可测量300℃以下气体的定压比热容。
图 2 比热容仪本体图四、实验步骤1.按图1所示接好电源线和测量仪表。
经指导教师认可后接通电源,将选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。
2.小心取下流量计上的温度计。
开动风机,调节流阀,使流量保持在预定值附近,测出流量计出口处的干球温度t a和湿球温度t w。
3.将温度计放回原位。
调节流量,使它保持在预定值附近。
调节电压,开始加热(加热功率的大小取决于气体流量和气流进出口温度差,可依据关系式Q=K 12 Δt/τ进行估算,式中Q为加热功率,W;Δt为比热容仪本体进出口温度差,℃;τ为每流过10升空气所需要的时间, s;K为设备修正系数)。
4.待出口温度稳定后(出口温度在10分钟内无变化或有微小变化,即可视为稳定),即可采集实验数据。
需采集的数据有:(1)每10升气体通过流量计时所需的时间τ(s );(2)比热容仪进口温度 t 1 (℃)与出口温度 t 2 (℃);(3)当时大气压力B (mmHg ) 和流量计出口处的表压力Δh (mmH 2O ); (4)电加热器的电压U (V ) 和电流 I ( A );5.改变电压,使出口温度改变并达到新的预定值,重复步骤4。
在允许的时间内可多做几次实验。
将上述实验数据填入所列的原始数据表中。
五、计算公式1.根据流量计出口处空气的干球温度 t a 和湿球温度 t w ,在干湿球温度计上读出空气的相对湿度φ,再从湿空气的焓湿图上查出湿空气的含湿量d (g 水蒸汽 / kg 干空气),计算出水蒸汽的容积成分r w622/1622/d d r w +=2.电加热器消耗的功率可由电压和电流的乘积计算,但要考虑电流表的内耗。
如电压表和电流表采用图1所示的接法,则应扣除电流表的内耗。
设电流表的内阻为R mA (Ω),则可得电加热器单位时间放出的热量3210)001.0(-⨯-⋅=I R I U Q m A kJ/s3.干空气流量为)15.273()6.13/)(1(10645.4)15.273(287/01.032.133)6.13/)(1(3+∆+-⨯=+⨯⨯∆+-==-a w a w ag g g t h B r t h B r T R V p M ττkg/s4.水蒸汽流量为3(/13.6)133.320.01/461.5(273.15)2.88910(/13.6)(273.15)w w w aw a w a p V M R T r B h t r B h t ττ-=+∆⨯⨯=+⨯+∆=+ kg/s5.水蒸汽吸热量为[])(0002443.0)(844.1)0004886.0844.1(21221221t t t t M dtt M Q w t t w w -+-=+=⎰ kJ/s6.干空气吸热量为w Q Q Q -=g7. 计算举例假定某一稳定工况的实测参数如下:t0=8℃; tw=7.5℃; B=748.0毫米汞柱 t1=8℃; t2=240.3℃; τ=69.96 秒/10升; Δh=16 毫米水柱; W=41.84瓦 查焓湿图得 d=6.3克/公斤干空气(相对湿度ϕ=94%)010027.0622/3.61622/3.6=+=w r33109938.9101868.484.41-⨯=⨯=Q千卡/秒631014.175)15.2738(96.69)6.13/16748)(010027.01(106447.4--⨯=++-⨯= gG 公斤/秒63101033.1)15.2738(96.69)6.13/16748(010027.0108889.2--⨯=++⨯⨯= w G 公斤/秒326101166.0)83.240(00005835.0)83.240(4404.0[101033.1--⨯=-+-⨯=w Q 千卡/秒2428.0)83.240(1014.175101166.0109938.9633021=-⨯⨯-⨯=---t t mC 千卡/(公斤·℃)六、 比热随温度的变化关系假定在0—300℃之间,空气的真实定压比热与温度之间近似地有线性关系,则由t1到t2的平均比热为:2)(121202121t t ba t t dt bt a C t t t t m++=-+=⎰因此,若以212t t +为横坐标,210t t mC 为纵坐标(如图三),则可根据不同的温度范围内的平均比热确定截距a 和斜率b ,从而得出比热随温度变化的计算式。
图三七、实验报告要求1.简述实验原理,简介实验装置和测量系统并画出简图。
2.实验原始数据记录表,计算过程及计算结果。
3.将实验结果表示在c pm ——t m 的坐标图上,用(6)和(7)式确定A、B,确定平均定压比热容与平均温度的关系式(5)和定压比热容与温度的关系式(4)。
4.对实验结果进行分析和讨论。
八、注意事项1.切勿在无气流通过的情况下使加热器投入工作,以免引起局部过热而损坏比热容仪本体。
2.输入加热器的电压不得超过220伏,气体出口最高温度不得超过300℃。
3.加热和冷却要缓慢进行,防止比热容仪本体和温度计因温度骤升或骤降而损坏。
4.停止实验时,应先切断电加热器,让风机继续工作十五分钟左右。
九、思考题1.如何在实验方法上考虑消除电加热器热损失的影响?2.用你的实验结果说明加热器的热损失对实验结果的影响怎样?3.测定湿空气的干、湿球温度时,为什么要在湿式流量计的出口处而不在大气中测量?4.在本装置中,如把湿式流量计连接位置改在比热容仪器的出口处,是否合理?实验二二氧化碳p―v―T关系测定及临界状态观察一、实验目的1、了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识。
2、增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。
3、掌握CO2的p-v-t关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4、学会活塞式压力计,恒温器等热工仪器的正确使用方法。
二、实验内容1、测定CO2的p-v-t关系。
在p-v坐标系中绘出低于临界温度(t=20℃)、临界温度(t=31.1℃)和高于临界温度(t=50℃)的三条等温曲线,并与标准实验曲线及理论计算值相比较,并分析其差异原因。
2、测定CO2在低于临界温度(t=20℃、27℃)饱和温度和饱和压力之间的对应关系,并与图四中的ts-ps曲线比较。
3、观测临界状态(1)临界状态附近气液两相模糊的现象。
(2)气液整体相变现象。
(3)测定CO2的pc、vc、tc等临界参数,并将实验所得的vc值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比教,简述其差异原因。
三、实验设备及原理整个实验装置由压力台、恒温器和实验台本体及其防护罩等三大部分组成(如图一所示)。
图二试验台本体试验台本体如图二所示。
其中1—高压容器;2—玻璃杯;3—压力机;4—水银;5—密封填料;6—填料压盖;7—恒温水套;8—承压玻璃杯;9—CO2空间;10—温度计。
、对简单可压缩热力系统,当工质处于平衡状态时,其状态参数p、v、t之间有: F(p,v,t)=0或t=f(p,v) (1)本实验就是根据式(1),采用定温方法来测定CO2的p-v-t关系,从而找出CO2的p-v-t 关系。
实验中,压力台油缸送来的压力由压力油传入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管容器,CO2被压缩,其压力通过压力台上的活塞杆的进、退来调节。
温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。
实验工质二氧化碳的压力值,由装在压力台上的压力表读出。
温度由插在恒温水套中的温度计读出。
比容首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来测量,而后再根据承压玻璃管内径截面不变等条件来换算得出。
四、实验步骤1、按图一装好实验设备,并开启实验本体上的日光灯(目的是易于观察)。
2、恒温器准备及温度调节:(1)、把水注入恒温器内,至离盖30~50mm。