热工实验I——工程热力学

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• 实验原理：处于汽化阶段，气液两相平和共存
的状态，定温定压
• 实验步骤：
开机
调节加热电流 与电压
加热一段 时间
接近预计第一个 稳定点压力
记录数据
达到第一个 稳定点
保温一段 时间
调节电流电压至保 温电流电压
以上到达第一个稳定点的步骤老师均已做完，同学 们可以直接记录第一个点
重复以上除开机以外的所有步骤，直至测量 得到8组不同压力下的温度(每次保温时间为 10分钟左右)。全部完成本实验的测量记录 部分。
• 实验数据处理：A数据记录表
湿式流量计
比热仪本体 电热器
实 验 次 数
大气压 出 口 力B 干 球
(mmHg) 温 度 (℃)
出口 湿球 温度 (℃)
查 h-d表 出口表压 d 克 /Kg mm 干空气
时间 进口 温 出口温 /10升 度℃ 度℃
功率 （瓦）
1
2wk.baidu.com
3
4
U 型 出口表压 压 力 计
出口干球温度
[℃]
1
2
3
4
5
6
7
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实验三空气定压比热测定实验
• 实验内容： 常压下不同温度时的定压比热公式参数确定
• 实验关注知识点： 气体旋流过程 实验测定方法 实验测定参数
• 实验设备介绍
热空气
U
调
型
节
压 力
阀
比
计
气
热
功率调节及功率表
体
仪
流
量
计
冷空气
空气行程：
风机
湿式气体流量计
比热仪本体
排放
3
温度计
热 空 气
实验关注知识点： 相对压力与绝对压力 饱和温度 饱和压力 压力测量方式
水的定压加热汽化过程
未饱和水 饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
水预热
汽化
过热
本实验研究的阶段
• 本实验台研究的过程是其中 的饱和湿蒸汽阶段。（即汽 水共存状态）
实验设备图
1
2
7
3
8 4
9
5
6
1 压力表2 排气阀 3 缓冲器4 可视玻璃及蒸汽发生器 5 电源开关 6 电功率调节 7 温度计8 可控数显温度仪 9 电压表
分钟
进行等温线实验所需时间 分钟
分钟
下面我们来看一下虚拟实验
• 实验注意事项：
• 缓慢加压
• 注意观察CO2空间剩余，确保实验台安全
• 注意每个温度下的实验压力选取点的分 割，尽量在较小的压力分布空间内完成 实验（最高压力不得超过8MPa）
实验二 可视性饱和蒸汽压力和温度关系实验
实验内容： 饱和蒸汽压力P与温度T单值性关系
工程热力学实验
机械工程学院热能实验室
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• 工程热力学实验主要包括五个实验：
实验一 CO2临界状态观测及P-V-T关系测定实验 实验二 可视性饱和蒸汽压力和温度关系实验 实验三 空气定压比热测定实验 实验四 制冷、热泵性能实验 实验五 空气绝热指数测定实验
实验一 CO2临界状态观测及P-V-T关系 测定实验
摇退压力台上的 活塞螺杆，直至 螺杆全部退出
关压力表及其进入本体 油路的两个阀门，开启 压力计油杯上的进油阀
摇进活塞螺杆，使本体 充油。如此交替重复， 直至压力表上有压力读 数为止
将恒温器调定 在t = 20℃， 并保持恒温
选取初始 压力
测定承压玻璃 管内CO2液柱高 度h。
测定t = 36℃时的定温线
也是比热仪进
口温度 调
比热仪出口 温度
热空气
节
阀比
气
热
体
仪
功率调节及功率表
流
量 计 时间/10升
冷空气
功率
实验四 制冷、热泵性能实验
• 实验内容： 制冷循环、制热循环
• 实验基本知识： 制冷系数 制冷系统的组成
• 制冷循环原理
空气
毛细管
冷凝器 蒸发器
压缩机
系统由压缩机、冷凝器、毛细管及蒸发器组成。
制冷剂经压缩后送到冷凝器，冷凝成液体后经毛细管节流 进入箱体内的蒸发器中，吸收箱内的热量，蒸发成低压气 体，然后再回到压缩机内。
• 实验数据处理：实验数据记录表
换热器1
换热器2
压缩机
进口温 出口温
度
度
水流量
进口温 度
出口温 度
水流量
电流
电压 冷凝压力 蒸发压力
℃
℃ l/min ℃
℃ l/min A V MPa
MPa
实验五 空气绝热指数测定实验
• 实验内容： 空气绝热指数的测定方法
• 实验基本知识： 空气绝热指数 绝热膨胀 定容加热
导线
均流网 电热芯 杜瓦瓶
空气在比热仪本体中经 过加热、均流、旋流、 混流四个阶段
冷 空 气
比热仪主体
• 实验原理：在离室温不远的温度范围内，空气
定压比热和温度关系可近似认为是直线关系。
• 实验步骤：
连接线路这几步湿流式量骤气计均体加水已由老开机师完调成节空阀气门流控量制
记录数据
达到 稳定点
稳定加热 一段时间
调节加热调节旋钮 改变加热功率
重复调节加热旋钮控制加热功率以后的步骤，直至记录4组数 据（每组加热等待稳定时间20-25分钟），完成本实验的全部 实验过程。
特别注意1：第一个稳定点老师已经调节好， 可直接记录数据
特别注意2：每次增加2w~3w加热功率即可
U型管压力计
湿式气体 流量计
实验台整体
比热仪本体
控制面板
秒表
功率表
控制面板
温度读取区
加热调节区
电压量程选 电流量程选
择档位
择档位
实验中所选择的档位决定了功率表的测量范围
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U型管压力计
注意：U型管压力计标数 的2厘米实际是1厘米
注意：U型管压力计读数 的零点在中间
湿式气体流量计
注意：湿式气体 流量计要与秒表 配合，记录通过 10升空气所需要 的时间
下面介绍一下此实验的特别注意事项
可以使用压力的 最高值
测量的压力值
仪器标定的压力最 高值
首先要预设实验压力值
压力间隔要尽量小一些
• 实验数据处理：A数据记录表(记录、计算)
实验次数
饱和压力（Mpa）
饱和温度[℃]
误差
备
注
压力表 读值 p’
大气 压力 B
绝对压力 温度计 p＝p’+B 读值t’
理论值t
实验台装置图
• 本实验台由刚性容器、充气阀、放气阀和U 型差压计组成
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• 实验步骤
关闭放气阀
通过充气 阀充气
迅速放气后， 关闭放气阀 状态B
重复进行4次 实验并记录数据
记录数值
通过充气 阀重新充气 状态A
• 实验数据处理：实验数据记录表
序 状态A 号
状态B
状态C
K备 注
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•谢谢！
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观察t=31.1 ℃时的 液化、汽化现象
观察液化、 汽化等现 象
选取不同压 力，记录h值
完成整个实验
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• 实验数据处理：实验数据记录表
t=
t = （临界）
t=
p Δh v= (MPa) (mm) Δh/K
现 象
p Δh v= 现象 (MPa) (mm) Δh/K
p (MPa)
Δh v= 现象 (mm) Δh/K
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• 制冷（热泵）循环演示装置原理图
实验台系统图
电压表
电流表
压力表
换向阀
循环水通路
转子流量计
换热器 制冷剂
温度显示仪
压缩机
• 实验步骤
调节换向阀（换向阀为成对出现 1、4为一组2、3为一组）
打开水泵
调节转子 流量计
记录实验数据
观察工质的蒸发、 冷凝过程及现象
开启压缩机
在两种循环状态下（制冷、热泵），多次改变转子 流量计的流量，记录数据，完成整个实验过程。
• 实验内容：实际工质在不同温度下的汽化 、液化现象分析
• 实验需关注的基本知识： 平衡状态 饱和状态 CO2临界状态观测现象 临界点
• 实验设备介绍：实验系统图
图1-2 试验台本体结构简图
实验台本体结构简图
CO
• 实验步骤
检查并接通电路
开启实验上日光灯
启动水泵
设定水温
先关闭油杯阀门，然后 开启压力表和进入本体 油路的两个阀门