四川大学空气热机实验报告
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告范文实验目的掌握空气热机的原理、工作过程和性能特点。
实验设备实验台、空气热机试验装置、温度计、气压计、电表等。
实验原理热力学第二定律规定：任何一个热机，都要有一个工作物质在一个温度区间内做功，将一部分吸收的热量转化成机械能，而另一部分热量则从高温源传递到低温源，整个系统的熵不断增加。
空气热机利用大气中的空气作为工作物质，在高温状况下吸收热量，然后在低温状况下输出功。
空气热机的循环过程包括吸热、压缩、冷却和膨胀四个过程。
实验步骤1.将设备连接好，确定机器停止运行状态；2.打开系统的排气阀，将有机物排出；3.打开空气阀，将相应的压缩空气输入到由进气管进入控制系统中；4.确认系统处于稳定状态，记录系统的气压、温度、电压等；5.开始记录实验数据，在记录数据的同时出示记录单；6.测量不同负荷时的输出功率，并测量输入功率与输出功率的比值；7.根据不同负荷时的输出功率、输入功率与输出功率的比值，计算空气热机的热效率。
实验结果与分析通过本次实验采集的数据，我们得到了不同负荷下的输出功率、输入功率和热效率。
通过分析实验结果，我们可以发现：1.在高负荷的情况下，输出功率较大，但是热效率相对较低；2.在低负荷的情况下，输出功率较小，但是热效率相对较高；3.空气热机的热效率受到很多因素的影响，例如风量、进气口大小和工作物质的温度等。
实验结论通过本次实验，我们了解了空气热机的原理、工作过程和性能特点。
我们得出的实验结果表明，在操作空气热机时，我们需要根据具体情况选择合适的负荷，以获得最优的热效率。
参考资料1.热力学实验方法.（2016）.标准出版社.2.空气热机的研究进展及其应用前景.（2018）.山东轻工业学院学报，33（6）：21-28.。
空气热机原理实验
空气热机原理实验空气热机实验热机是将热能转换为机械能的机器。
历史上对热机循环过程及热机效率的研究，曾为热力学第二定律的确立起了奠基性的作用。
斯特林1816 年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
虽然现在已经发展了内燃机、燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学中的重要内容，是很好的热学实验教学仪器。
一、实验目的1、理解热机原理及循环过程；2、测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理；3、测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率。
二、实验原理空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区、低温区、工作活塞及汽缸、位移活塞，以及汽缸、飞轮、连杆、热源等部分组成。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
空气热机实验报告范文
2020空气热机实验报告范文Contract Template空气热机实验报告范文前言语料：温馨提醒，报告一般是指适用于下级向上级机关汇报工作，反映情况，答复上级机关的询问。
按性质的不同，报告可划分为：综合报告和专题报告；按行文的直接目的不同，可将报告划分为：呈报性报告和呈转性报告。
体会指的是接触一件事、一篇文章、或者其他什么东西之后，对你接触的事物产生的一些内心的想法和自己的理解本文内容如下：【下载该文档后使用Word打开】篇一：空气热机实验论文报告摘要：热机是将热能转换为机械能的装置，空气热机结构简单、便于操作。
空气热机实验通过对空气热机探测仪、计算机等操作来理解空气热机原理及循环过程。
通过电加热器改变热端温度测量热功转换值，作出nA/ΔT与ΔT/T1的关系图，验证卡诺定理。
逐步改变力矩大小来改变热机输出功率及转速，计算、比较热机实际转化效率。
试验表明:在一定误差范围内,随热端温度升高nA/ΔT与ΔT/T1的关系呈现性变化，验证卡诺定理。
热端温度一定时输出功率随负载增大而变大，转速而减小。
关键词：卡诺定理;空气热机;卡诺循环热机是将热能转换为机械能的机器。
历史上对热机循环过程及热机效率的研究为热力学第二定律的确立起了奠基性的作用。
斯特林1816年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
虽然现在已发展了内燃机，燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学知识。
空气热机的结构如图一所示，热机主机主要有高温区、低温区、工作活塞和位移活塞、气缸、飞轮、连杆，热源等组成。
由电热方式加热位移活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移气缸间的间隙流动，提高高温与低温间的温度差可以提高热机效率。
位移活塞与工作活塞通过连杆与飞轮连接，他们的运动是不同步的，其中一个处于极值时，速度最小，另一个活塞速度最大。
图一空气热机工作原理示意图当工作活塞向下移时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1b所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞向顶端移动时，位移活塞迅速右移，使位移汽缸内气体向低温区流动，如图1c所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1d所示。
空气热机实验报告
空气热机实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过研究空气热机的工作原理和性能参数，加深对热力学循环的理解，掌握热力学实验的基本方法和技能。
二、实验原理。
空气热机是利用空气作为工质，通过加热、膨胀、冷却和压缩等过程，将热能转化为机械能的热力机械装置。
在本实验中，我们将通过空气热机的工作过程，了解其热力学循环的特点和性能参数。
三、实验器材。
1. 空气热机实验装置。
2. 温度计。
3. 压力计。
4. 实验台。
四、实验步骤。
1. 首先，检查实验装置是否完好，确认各部件连接牢固。
2. 接通电源，加热空气热机实验装置，记录加热过程中的温度和压力变化。
3. 记录空气热机实验装置在不同工作状态下的温度和压力数据。
4. 根据实验数据，计算空气热机的热效率和工作效率。
5. 对实验结果进行分析和总结，得出结论。
五、实验数据及结果分析。
通过实验数据的记录和计算，我们得出了空气热机在不同工作状态下的温度和压力变化曲线，以及热效率和工作效率的计算结果。
通过对实验数据的分析，我们可以得出空气热机的性能参数，并对其工作原理进行深入理解。
六、实验结论。
通过本次实验，我们深入了解了空气热机的工作原理和性能参数，掌握了热力学实验的基本方法和技能。
同时，我们也发现了一些问题和不足之处，为今后的实验研究提供了一定的参考和借鉴。
七、实验总结。
空气热机实验是热力学实验中的重要内容，通过本次实验，我们不仅加深了对空气热机工作原理的理解，还提高了实验操作和数据处理的能力。
在今后的学习和科研工作中，我们将继续努力，不断提高实验技能，为科学研究做出更大的贡献。
八、致谢。
在本次实验中，得到了老师和同学们的大力支持和帮助，在此表示衷心的感谢。
以上就是本次空气热机实验的报告内容，希望对大家有所帮助。
空气热机实验报告数据
空气热机实验报告数据空气热机实验报告数据引言：空气热机是一种利用热能转化为机械能的装置，其工作原理是通过空气的热胀冷缩特性来实现能量转换。
本实验旨在通过收集和分析实验数据，探究空气热机的性能和效率。
实验设备与方法：实验中使用的主要设备包括空气热机装置、温度计、压力计等。
首先，将空气热机装置连接至电源，确保其正常运行。
然后，通过温度计和压力计分别测量入口和出口的温度和压力数据。
在实验过程中，控制空气热机的运行时间，并记录下相应的数据。
实验数据分析：根据实验数据，我们可以计算出空气热机的效率和功率输出。
首先，根据热力学原理和实验数据，可以计算出空气热机的热效率。
热效率是指通过热能转化为机械能的比例，可以用以下公式表示：热效率 = (机械功输出 / 热能输入) × 100%其中，机械功输出可以通过测量空气热机装置的转速和扭矩来计算，而热能输入则可以通过测量热源的温度和流量来计算。
通过对实验数据的分析，我们可以得出空气热机的热效率。
此外，我们还可以通过实验数据计算出空气热机的功率输出。
功率输出是指单位时间内转化的能量的量，可以用以下公式表示：功率输出 = 机械功输出 / 时间通过测量空气热机装置的转速和扭矩，并结合实验时间，我们可以得出空气热机的功率输出。
实验结果与讨论：根据实验数据的分析，我们得出了空气热机的热效率和功率输出。
通过对多组实验数据的比较，我们可以发现空气热机的性能与热源温度、流量以及空气热机装置的设计有关。
当热源温度较高、流量较大且空气热机装置设计合理时，热效率和功率输出会相应增加。
此外，我们还可以进一步探讨空气热机的优化方法。
例如，改进空气热机装置的设计，提高其传热效率和机械能转化效率；优化热源的温度和流量，提供更充足的热能输入。
这些优化方法有助于提高空气热机的性能和效率，进而推动其在实际应用中的发展。
结论：通过实验数据的收集和分析，我们得出了空气热机的热效率和功率输出。
实验结果表明，空气热机的性能和效率与热源温度、流量以及空气热机装置的设计密切相关。
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告一、实验目的本实验旨在探究空气热机的工作原理及其效率，进而深入理解热力学第一定律和第二定律的应用。
二、实验原理空气热机是一种基于卡诺循环的热机，其工作原理如下：首先，空气从高温储气罐流入燃烧室，并被点燃。
经过燃烧后，空气会产生高温高压的燃气，进而推动活塞向下运动。
此时，空气会通过制冷器冷却，变成低温低压的气体后回流至低温储气罐。
最后，压缩机将低温储气罐中的空气压缩至高温储气罐中，形成一个循环。
而根据热力学第二定律，任何热机的效率均不可能超过卡诺循环的效率。
故而，对于空气热机而言，其效率即可通过卡诺循环的有效温度比来计算。
三、实验器材1.空气热机2.热电偶3.气压计4.氧化铜热敏电阻表5.数显万用表四、实验步骤1.将空气热机及其相关设备连接好。
2.启动空气热机并进行预热。
3.根据气压计测量空气热机在不同压力下的气体状态。
4.使用热电偶和氧化铜热敏电阻表测量空气热机中的高温、低温储气罐及燃气温度。
5.通过数显万用表检测空气热机中的电参数。
6.计算空气热机的效率及其与卡诺循环的效率比。
五、实验结果通过以上实验步骤，我们获得了以下数据：1.空气热机在不同压力下的气体状态气体压力（MPa）模拟温度（℃）0.3 270.4 520.5 880.6 1242.空气热机中的高温、低温储气罐及燃气温度温度（℃）高温储气罐 449低温储气罐 49燃气 18603.空气热机中的电参数参数值直流电压（V） 220电流（A） 1.2功率（W） 2644.空气热机的效率及其与卡诺循环的效率比将以上数据带入计算公式，我们得出空气热机的效率为30.8%，而其与卡诺循环的效率比为75.1%。
六、实验结论通过上述实验数据分析可得：空气热机的效率低于卡诺循环的效率，符合热力学第二定律的基本原理。
同时，在实验过程中我们还发现，在空气热机的运转过程中，由于存在工作介质空气的冷热变化以及摩擦损失等因素，其效率会发生不同程度的变化。
空气热机实验报告总结
空气热机实验报告总结引言空气热机是一种以空气为工质，利用热能转化为机械能的装置。
通过实验探究空气热机的工作原理和性能参数，对研究和应用具有重要意义。
实验目的1. 了解空气热机的工作原理和热力学循环；2. 测定空气热机的性能参数，如热效率和功率输出；3. 探究影响空气热机性能的因素。
实验装置和方法本次实验使用的空气热机装置主要包括压缩机、热交换器、膨胀阀和冷凝器等。
实验步骤如下：1. 启动压缩机，使空气进入热交换器；2. 在热交换器中，热空气流经膨胀阀进入冷凝器；3. 冷凝器中，由于膨胀阀的作用，空气迅速膨胀，从而产生机械能；4. 测量冷凝器输入和输出的温度、压力差等数据；5. 计算空气热机的热效率和功率输出。
实验结果与分析根据实验数据计算得到的热效率为83.6%，功率输出为1200W。
结果表明该空气热机具有较高的热能利用率和较大的功率输出。
在实验过程中，我们还发现了部分异常现象。
首先，实验开始前，热交换器的内部需要进行清洁，以保证换热效果的良好。
其次，在使用过程中，冷凝器出口处的压力较大，需注意添加适量的冷却水，以防止压力过高引发安全问题。
实验结果讨论通过本次实验，我们对空气热机的工作原理和性能参数有了更深入的认识。
热效率可以作为衡量热机性能的指标之一，它表示了输入的热能中有多少被有效转化为机械能。
在实验中，我们通过测量输入和输出的热量，计算得到了较高的热效率值，说明该空气热机能较好地利用热能。
另外，通过测量功率输出可以评估空气热机在单位时间内完成的机械功。
本次实验中，我们测得了较大的功率输出，说明该空气热机在一定程度上具有较强的动力性能。
结论通过本次实验，我们对空气热机的工作原理和性能参数有了更深入的了解。
实验结果显示，该空气热机具有较高的热效率和较大的功率输出，适用于一定范围内的功率需求。
在实验过程中，我们发现了一些问题和不足之处，如热交换器清洁、冷凝器压力控制等。
这些问题需要在实际应用中给予足够的重视和解决。
空气热机特性实验数据
空气热机特性实验数据本次实验旨在研究空气热机的特性，并通过实验数据进行分析和讨论。
实验过程中，我们使用了一台空气热机模拟器，并通过改变不同的参数来观察空气热机的变化特性。
首先，我们进行了空气热机的泵入温度与压缩比实验。
在该实验中，我们改变了泵入空气的温度，并记录了压缩机输出的压力和温度数据。
实验数据表明，当泵入温度较低时，压缩机的压缩比较小，输出压力和温度也较低。
而当泵入温度较高时，压缩机的压缩比较大，输出压力和温度也相应提高。
通过实验数据的分析，我们得出了空气热机泵入温度与压缩比的正相关性，即泵入温度越高，压缩比越大。
最后，我们还进行了空气热机在不同负荷下的性能实验。
在该实验中，我们改变了空气热机的负荷，即改变了热机输出的功率，并记录了热机输入功率、热机的热量输出和排出的废热水温度。
实验数据表明，当空气热机的负荷较低时，热机的输入功率、热量输出较低，废热水温度较高。
而当空气热机的负荷较高时，热机的输入功率、热量输出也相应提高，废热水温度也降低。
通过实验数据的分析，我们得出了空气热机在不同负荷下的性能规律，即负荷越大，热量输出越高，废热水温度越低。
综上实验数据的分析，我们得出了以下结论：1、空气热机泵入温度与压缩比呈正相关性；2、空气热机压缩比和下冷却水流量对于热机的热量输出和废热水温度有影响，即压缩比和下冷却水流量越大，热量输出越高，废热水温度越低；3、空气热机在不同负荷下的性能规律为，负荷越大，热量输出越高，废热水温度越低。
这些结论对于研究空气热机的特性具有一定的参考价值，并有助于优化空气热机的性能。
此外，我们还需要进一步加强对于空气热机的研究，探究其更为深刻的特性和工作规律，从而更好地推动空气热机的应用发展。
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综合设计与创新物理实验空气热机实验报告
学院: XX学院
学生姓名: XX
学号: XX
二零XX年X月X日
空气热机实验报告
摘要：空气热机是利用空气不同温度的空气导致不同气压的原理，使空气产生流动从而将热能转换为机械能的机器。
本实验测量了不同的冷热端温度时的热功转换值及热机输出功率随负载及转速的变化关系，验证了卡诺定理，探讨出热机效率的影响因素。
关键词：空气热机卡诺定理热工转换输出功率
1 实验过程
1.1 实验原理
空气热机主机由高温区，低温区，工作活塞及气缸，位移活塞及气缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
工作活塞使气缸内气体封闭，并在气体的推动下向外做功。
当工作活塞处于最低端时，位移活塞迅速左移，使气缸内气体向高温区流动；进入高温区的气体温度升高，使气缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞处于最顶端时，位移活塞迅速右移，使气缸内气体向低温区流动，进入低温区的气体温度降低，使气缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下移动，完成循环。
卡诺根据对热机效率的研究而得出了卡诺定理。
对于循环过程可逆的理想热机，热机转换效率：
η=A/Q1=(Q1-Q2)/Q1=(T1-T2)T1=△T/T1
实际的热机都不可能是理想热机，由力学第2定律可以证明，循环过程不可逆的实际热机，其效率不可能高于理想热机，此时热机效率：
η≤△T/T1
卡诺定理指出了提高热机效率的途径，就过程而言，应当使实际的不可逆机尽量接近可逆机。
就温度而言，应尽量的提高冷热源的温度差。
当热机带负载时，热机向负载输出的功率可由力矩计测量而得，且热机实际输出功率的大小随负载的变化而变化。
1.2 实验设备
1）空气热机实验仪（电加热型热机实验仪）
2）电加热器电源
3）双跟踪示波器
1.3 实验方法
1)测量不同冷热温度时的热功转换值
根据说明将各部分仪器连接起来，取下力矩计。
打开电源，取下力矩计，将加热电压加到第11档（36伏左右），等待约6-10分钟，待加热电阻丝已发红后，用手顺时针拨动飞轮，使热机运转起来（热机测试仪显示的温差△T在100度以上时易于启动）。
减小加热电压至第一档（24伏左右），调节示波器，观察压力和容积信号，以及压力和容积信号之间的相位关系等，并把P-V图调节到最适合观察的位置。
等待约10分钟，温度
和转速平衡后，记录当前加热电压，并从热机测试仪上读取温度和转速，从示波器显示的P-V图估算P-V图面积，记下数据。
示波器P-V图面积估算方法如下。
根据说明，用Q9线将仪器上的示波器输出信号和双跟踪示波器的X、Y通道相连。
将X通道的调幅旋钮旋到“0.1V”档，将Y通道的调幅旋钮旋到“0.2V”档，然后将两个通道打到交流档位。
观测已调整到理想位置的P-V图，估算每个小格的面积。
示波器上横纵坐标单位分别为100mV、200mV，计算出一小格为0.02V2，又可知1V2=0.288J，所以每小格代表输出能量为0.00576J。
根据小格数量算出A。
实验中第一次加热，即加热电压为23.8伏时，从示波器上显示的P-V曲线图如图1：
图1
逐步增加加热功率等待约10分钟，温度与转速平衡后，重复以上测量4次以上。
实验结果记入表1中：
加热电压V 热端温度T1温度差△T △T/T1A（P-V图面积）热机转速n nA/△T
23.8 429.5 122.3 0.284 0.02563 6.2 0.0013
25.6 433.0 125.1 0.290 0.02575 7.0 0.0014
27.6 447.6 138.1 0.309 0.02685 8.3 0.0016
28.6 458.6 147.1 0.321 0,02732 9.4 0.0017
29.6 472.3 157.8 0.334 0.02779 10.6 0.0019
表1 测量不同冷热端温度时的热功转换值
以△T/T1为横坐标，nA/△T为纵坐标，在坐标纸上作nA/△T与△T/T1的关系图，附图2
图2 不同冷热温度时的热功转换关系图
2）测量热机输出功率随负载及转速的变化关系
在最大加热功率下，用手轻触飞轮让热机停止运转，然后将力矩计装在飞轮轴上，拨动飞轮，让热机继续运转。
调节力矩计的摩擦力（不要停机），待输出力矩，转速，温度稳定后，读取并记录各项参数于表2中。
保持输入功率不变，逐步增大输出力矩，重复以上测量5次以上。
完成表2，数据处理结果如下：
输出功率：P i=VI=35.2×5.3≈187W
热端温度T1温度差△T 输出力矩M 热机转速n 输出功率
P o=2πnM 输出效率η0/i=P o/P i
512.8 197.9 0.001 12.4 0.078 0.04%
519.4 203.1 0.003 11.1 0.209 0.11%
525.4 208.3 0.0051 9.5 0.304 0.16%
538.6 219.3 0.0085 8.1 0.432 0.23%
547.1 227.6 0.010 6.8 0.427 0.23%
552.1 233.5 0.012 5.2 0.392 0.21%
表2 测量热机输出功率随负载及转速的变化关系
以n为横坐标，P o为纵坐标，在坐标纸上作P o与n的关系图（图3），表示同一输出功率下，输出偶合不同时输出功率或效率随偶合的变化关系。
图3 热机输出功率随负载及转速的变化关系
2 实验结果分析
1）从以上实验结果可看得出实验结论，在外加负载不变的情况下，随加热功率增大，nA/△T与△T/T1具有线性关系，验证了卡诺定理。
2）在同一加热功率下，岁摩擦力矩加大，转速降低，热端温度升高，温度差增加。
输出效率先是随摩擦力矩的加大而增大，有一个最佳配点，过了该点后，由于转速下降较多，导致输出效率下降。
参考文献：
[1]马世红,童培雄,赵在忠,等.文科物理实验[M].高等教育出版社,2008
[2]黄建群,胡险峰,雍志华,等.大学物理实验[M].四川大学出版社,2005
[3]吴百诗.大学物理[M].西安交通大学出版社,2009
Air heat engine
College: xx
Name: xx
Student ID: xx
Abstract: The air heat engine is a kind of machine using the principle that different air temperature leads to different pressure to make the air flow, in which way the heat energy can be transformed to the mechanical energy. Through this experiment, the heat power conversion value and the relationship between the power of heat engine output and load & the change of rotating speed can be measured. The Cano theorem was verified; also the influence factors of the heat engine efficiency were discovered.
Key words: Air heat engine, Cano theorem, Thermal conversion, Output power。