工程热力学实验报告
工程热力学实验报告
工程热力学实验报告工程热力学实验报告引言：工程热力学是研究能量转化与传递的科学，它在实际工程中具有广泛的应用。
本次实验旨在通过实际操作和观测，验证热力学原理，并探究其在工程中的应用。
实验目的：1. 了解热力学基本概念和定律；2. 掌握热力学实验仪器的使用方法；3. 进行具体实验操作，验证热力学原理；4. 分析实验结果，探讨热力学在工程中的应用。
实验原理：热力学是研究能量转化和传递的科学，它主要涉及热力学系统、热力学过程和热力学定律等基本概念。
在本次实验中，我们将重点关注热力学系统和热力学过程。
热力学系统是指由一定物质组成的空间范围，可以是封闭的、开放的或者隔绝的。
在实验中，我们将使用封闭系统进行观测和测量。
热力学过程是指热力学系统在一定条件下发生的能量转化和传递的过程。
常见的热力学过程有等容过程、等压过程、等温过程和绝热过程等。
在实验中，我们将通过实际操作，观察和测量这些过程中的能量变化和特征。
实验步骤：1. 准备实验仪器和材料，包括热力学系统、温度计、压力计等；2. 将系统置于适当的环境条件下，确保实验的可控性；3. 开始实验，记录系统的初始状态和各项参数；4. 对系统进行一定的操作，观察和测量能量变化和特征；5. 完成实验，整理数据，进行数据分析和结果讨论。
实验结果与讨论：通过实验操作和测量，我们得到了一系列数据和观测结果。
根据这些数据，我们可以分析和讨论热力学原理在实际工程中的应用。
首先，我们观察到在等容过程中，系统的体积保持不变，但温度和压力发生了变化。
这说明在等容过程中，能量主要以热量的形式进行转移和传递。
其次，我们进行了等压过程的实验操作。
在等压过程中，系统的压强保持不变，但体积和温度发生了变化。
这表明在等压过程中，能量主要以机械功的形式进行转移和传递。
此外，我们还观察到等温过程和绝热过程中的能量变化和特征。
在等温过程中，系统的温度保持不变，但压力和体积发生了变化。
而在绝热过程中，系统与外界没有热量交换，能量主要以机械功的形式进行转移和传递。
工程热力学
实验一 空气绝热指数测定一、实验目的1、测定空气的绝热指数K 和空气的比热C p 和C V2、熟悉以绝热膨胀、定容加热基本热力过程为工作原理的测定绝热指数实验方法；3、演示刚性容器充放气过程的热过程现象二、实验装置及测试原理气体的绝热指数定义为气体的定压比热容与定容比热容之比，以K 表示，即：vp c c k =。
本实验利用定量空气在绝热膨胀过程和定容加热过程中的变化规律来测定空气的绝热指数K 。
实验装置如图1所示，利用气囊往有机玻璃容器内充气，通过U 型压力计测出容器内压力P 1，压力稳定后，突然打开阀门5并迅速关闭。
在此过程中，空气绝热膨胀，在U 型压力计上显示出膨胀后容器内的空气压力P 2；然后，持续一小时左右，使容器中的空气与实验环境的空气进行热交换，最后达到热平衡，即容器中的空气温度与环境温度相等。
此时，U 型压力计显示出温度平衡后容器中空气压力P 3。
实验过程的P-V 图2所示。
图中AB 为绝热膨胀过程；BC 为定容加热过程。
AB 为绝热过程，kk v p v p 2211=；BC 为定容过程，32v v =；假设A 和C 温度相同，则31T T =。
根据理想气体的状态方程，对于状态A 、C 可得：3311v p v p =；综合上述各式得：)ln()ln(3121p p p p k =；因此只要测出A 、B 、C 三状态点的压力P 1、P 2、P 3，即可求得空气绝热指数k 。
又由R c c v p +=可得：1-=k R c v 与1-=k kR c p三、实验方法与步骤1、测试前的准备1）将阀门5的锥形塞拔出，抹上一些真空油，以改善阀门的密封性能。
抹油后安装就图2 热力过程1-有机玻璃容器 2-进气及测压三通 3-U 型压力计 4-气囊 5-放气阀门 图1 空气绝热指数测定装置位并把螺帽拧紧。
2）在阀门5开启的情况下（即容器与大气相通），用医用注射器将蒸馏水注入U 型压力计120～150mm 左右的水柱高。
第1章 《工程热力学》实验(第四版)
第一章 《工程热力学》实验§1-1 二氧化碳临界状态及P-V-T 关系实验一、实验目的和任务目的：1．巩固工质热力学状态及实际气体状态变化规律的理论知识，掌握用实验研究的方法和技巧。
2．熟悉部分热工仪器的正确使用方法（如活塞式压力计、恒温水浴等），加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解，为今后研究新工质的状态变化规律奠定基础。
任务：1.测定CO 2的t v p --关系，在v p -坐标中绘出几种等温曲线，与标准实验曲线及克拉贝龙方程和范得瓦尔方程的理论计算值相比较并分析差异原因。
2.观察临界状态，测定CO 2的临界参数（c c c t v p 、、），将实验所得的c v 值与理想气体状态方程及范得瓦尔方程的理论计算值作一比较，简述其差异原因。
3.测定CO 2在不同压力下饱和蒸气和饱和液体的比容（或密度）及饱和温度和饱和压力的对应关系。
4.观察凝结和汽化过程及临界状态附近汽液两相模糊的现象。
二、实验原理1.实际气体在压力不太高、温度不太低时，可以近似地认为理想气体，并遵循理想气体状态方程：mRT pV = (1)式中 p ―绝对压力（Pa ）V ―容积(m 3)T ―绝对温度(K)m ―气体质量(kg)R ―气体常数，2CO R =8.314/44=0.1889(kJ/kg ·K)实际气体中分子力和分子体积，在不同温度压力范围内，这两个因素所引起的相反作用按规定是不同的，因而，实际气体与不考虑分子力、分子的体积的理想气体有一定偏差。
1873年范得瓦尔针对偏差原因提出了范得瓦尔方程式：(2) 或 0)(23=+++-b av v RT bp pv (3)式中 a ―比例常数， c c p RT a )(272=；2/v a ―分子力的修正项；RTb v v a p =-+))((2b ―分子体积修正项，c c p RT b 8 ； c c T p ,为临界压力和临界温度。
式（3）随p 、T 的不同，v 可有三种解：①不相等的三个实根 ②相等的三个实根 ③一个实根、两个虚根本实验将类似地重复1869年安得鲁实验，论证以上三种解的形成和原因，同时论证范得瓦尔方程较理想气体更接近于实际气体的状态变化规律，但仍有一定差距。
工程热力学实验报告
水的饱和蒸汽压力和温度关系实验报告水的饱和蒸汽压力和温度关系一、实验目的1、通过水的饱和蒸汽压力和温度关系实验，加深对饱和状态的理解。
2、通过对实验数据的整理，掌握饱和蒸汽P-t关系图表的编制方法。
3、学会压力表和调压器等仪表的使用方法。
二、实验设备与原理4 5 6 71. 开关2. 可视玻璃3. 保温棉（硅酸铝）4. 真空压力表（-0.1～1.5MPa）5. 测温管6. 电压指示7. 温度指示8. 蒸汽发生器9. 电加热器10. 水蒸汽11.蒸馏水12. 调压器图 1 实验系统图物质由液态转变为蒸汽的过程称为汽化过程。
汽化过程总是伴随着分子回到液体中的凝结过程。
到一定程度时，虽然汽化和凝结都在进行，但汽化的分子数与凝结的分子数处于动态平衡，这种状态称为饱和态，在这一状态下的温度称为饱和温度。
此时蒸汽分子动能和分子总数保持不变，因此压力也确定不变，称为饱和压力。
饱和温度和饱和压力的关系一一对应。
二、实验方法与步骤1、熟悉实验装置及使用仪表的工作原理和性能。
2、将调压器指针调至零位，接通电源。
3、将调压器输出电压调至 200V，待蒸汽压力升至一定值时，将电压降至 30-50V保温（保温电压需要随蒸汽压力升高而升高），待工况稳定后迅速记录水蒸汽的压力和温度。
4、重复步骤3，在 0～4MPa（表压）范围内实验不少于 6次，且实验点应尽量分布均匀。
5、实验完毕后，将调压器指针旋回至零位，断开电源。
6、记录室温和大气压力。
四、数据记录1. 绘制 P -t 关系曲线将实验结果绘在坐标纸上，清除偏离点，绘制曲线。
五、实验总结19.0235.0544.8657.9669.0180.2492.0699.79y = 35.834x 0.81241030507090110130012345饱和蒸汽P-t 关系图温度/°c压力/Mpa仪器编号 1（R134a ） 大气压力 B /MPa0.10室温 /℃23 实验次数饱和压力MPa饱和温度 ℃误差压力表读数 P’绝对压力 P =P’+B温度读数 t’对应压力 P1温度读数 t’绝对压力 P 对应温度 tΔt =t -t’ΔP =P1-P1 无 0.568 0.537 18 19.02 -1.02 -0.35% -0.031 -5.77% 2 无 0.897 0.862 34 35.05 -1.05 -0.34% -0.035 -4.06%3 无 1.165 1.13 44 44.86 -0.86 -0.27% -0.035 -3.10% 4 无 1.614 1.603 58 57.96 0.04 0.01% -0.011 -0.69% 5 无 2.088 2.023 68 69.01 -1.01 -0.30% -0.065 -3.21% 6 无 2.667 2.633 80 80.24 -0.24 -0.07% -0.034 -1.29% 7 无 3.3943.379 92 92.06 -0.06 -0.02% -0.015 -0.44% 8无43.8979899.79-1.79-0.48%-0.103-2.64%用双对数坐标纸绘制水的饱和蒸汽压力-温度曲线，曲线近似成一条直线。
工程热力学喷管特性实验
工程热力学喷管特性实验实验报告评分实验题目:喷管特性实验实验目的:验证并进一步加深对喷管中气流基本规律的理解，建立临界压力、临界流速和最大流量等喷管临界参数的概念;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;明确渐缩喷管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;明确缩放喷管中的压力可以低于临界压力，流速可高于当地音速，而流量不可能大于最大流量;对喷管中气流的实际复杂过程有所了解，能定性解释激波产生的原因。
实验原理:1(喷管中气流的基本原理a,KPV由连续方程、能量方程和状态方程结合声速公式得:dAdc2,,,M,1,,,,Ac 马赫数M=c/a显然，要使喷管中气流加速，当M<1时，喷管应为渐缩型(dA<0);当气流M>1时，喷管应为渐扩型(dA>0)。
2(气体流动的临界概念喷管中气流的特征是dp<0，dc>0，dv>0，三者之间互相制约。
当某一截面的速度达到当地音速时，气流处于从亚音速变为超音速的转折点，通常称为临界状态。
K2,,K,1,,,,K，1,, 临界压力比，对于空气，,=0.528当渐缩喷管出口处气流速度达到音速或缩放喷管喉部达到音速时，通过喷管的气体流量便达到了最大值，或成临界流量。
可由下式确定:2P2K2,,K,11，m,A,,,maxminK，1K，1V,,1 式中: A—最小截面积(对于渐缩喷管即为出口处的流通截面积;对于缩放喷管即为喉部的面min积。
本实验台的两种喷管最小截面积均为11.44)。
3(气体在喷管中的流动(1)渐缩喷管渐缩喷管因受几何条件(dA<0)的限制。
有式(4)可知:气体流速只能等于或低于音P,P2cC,a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，，m,mmax于或小于最大流量()。
(2)缩放喷管缩放喷管的喉部dA=0，因而气流可达到音速(c=a);扩大段dA>0，出口截面处的流速可超音速(c>a)，其压力可低于临界压力(P2<Pc)，但因喉部几何尺寸的限制，其流量的，mmax最大值仍为最大流量()。
工程热力力学实验报告
实验名称：喷管中气体流动特性实验实验日期：2023年11月X日实验地点：XX大学工程热力学实验室实验人员：XXX，XXX，XXX一、实验目的1. 通过实验演示渐缩、缩放形喷管，观察气体的流动特性。
2. 验证并加深对喷管中气流基本规律的理解。
3. 研究临界压力、临界流速和最大流量与喷管结构参数之间的关系。
二、实验原理喷管中气体流动的特性可以通过以下基本方程描述：1. 连续性方程：在稳态流动条件下，流过任意截面的质量流量相等，即：\[ A_1v_1 = A_2v_2 \]其中，\( A_1 \) 和 \( A_2 \) 分别为喷管入口和出口的截面积，\( v_1 \) 和 \( v_2 \) 分别为入口和出口的流速。
2. 伯努利方程：在稳态流动条件下，流过任意截面的总机械能守恒，即：\[ \frac{1}{2}\rho v_1^2 + \rho gh_1 + \frac{p_1}{\rho} =\frac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho gh_2 + \frac{p_2}{\rho} \]其中，\( \rho \) 为气体密度，\( g \) 为重力加速度，\( h_1 \) 和\( h_2 \) 分别为入口和出口的位能，\( p_1 \) 和 \( p_2 \) 分别为入口和出口的压力。
3. 临界压力和临界流速：当喷管出口压力等于临界压力时，气体流速达到临界流速。
临界压力和临界流速可以通过以下公式计算：\[ p_{cr} = \frac{2}{\gamma + 1}p_{in} \]\[ v_{cr} = \sqrt{\frac{2(\gamma - 1)}{\gamma + 1}}c \]其中，\( p_{in} \) 为入口压力，\( \gamma \) 为比热比，\( c \) 为音速。
三、实验装置实验装置主要包括以下部分：1. 喷管：渐缩形和缩放形喷管。
2. 气源：高压气瓶。
工程热力学上机实验报告
工程热力学上机实验报告第一篇：工程热力学上机实验报告工程热力学上机实验报告姓名：专业：能源与动力学号：朗肯循环对蒸汽动力循环的基本循环——朗肯循环，其工作原理是，从锅炉出来的高温T1，高压p1的过热水蒸气经汽轮机绝热膨胀做工至低压p2的乏汽，在冷凝器中凝结成饱和液体，经水泵升压至p1下的未饱和过冷液体，进入锅炉加热至过热蒸汽，再进入汽轮机绝热膨胀做功，周而复始的将热能转换为机械能，图1为理想朗肯循环工作过程的水蒸气T—S图。
循环中：工质在锅炉中的加热量：q1=h1-h4 在冷凝器中的放热量：q2=h2-h3 在汽轮机中的做功量：w1=h1-h2 在水泵中的耗功量：w2=h4-h3 循环热效率n=(q1-q2)/q1=1-(h2-h3)/(h1-h4)如忽略泵功，h3=h4 则循环效率：n=(h1-h2)/(h1-h3)=1-(h2-h3)/(h1-h3)程序如右图1、实验初始参数：P1=4Mpa,t1=450摄氏度，p2=6kpa如下图P1,P2不变改变初温t1，结果如图t1,P2不变改变初温p1，结果如图t1,P1不变改变初温p2，结果如图当汽机绝热内效率nex=0.85，此时实际不可逆循环的热效率nt=0.33226925二，再热循环循环热效率：n=((h1-hb)+(ha-h2)-(h4-h3))/((h1-h4)+(ha-hb))如忽略泵功，h3=h4 则循环效率：n=((h1-hb)+(ha-h2))/((h1-h3)+(ha-hb))如果过分提高压力p1，而不响应提高t1,将引起乏汽敢赌x2减小，产生不利后果。
为此，将新蒸汽膨胀至某一中间压力pb 后撤出汽轮机，导入锅炉中的特设的再热器或其他换热设备中，使之再加热后，再倒入汽轮机继续膨胀至背压p2.即为再热循环。
图2为再热循环工作过程的T-S图。
程序如右下面3个图2、初始参数P1=12Mpa,t1=500摄氏度，终压p2=6kpa, 第一个再热循环的再热压力pa1=3Mpa, 另一个再热循环的压力为pa2=0.6Mpa 顺序1-32、初始参数P1=12Mpa,t1=500摄氏度，终压p2=6kpa, 第一个再热循环的再热压力pa1=3Mpa, 另一个再热循环的压力为pa2=0.6Mpa 结果如右图经程序运行，比较朗肯循环和在再热循环的效率发现：相同初始参数和相同背压下，再热循环效率较高。
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。