热工实验指导书

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工程热力学实验指导书

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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)。

热功当量实验指导书(页).docx

热功当量实验指导书(页).docx

一、实验目的:1.测量机械功转变为热能的能量守恒定律并测量热功当量。

2.掌握热力学实验结果的111]线校正方法.二、仪器设备:J-FR3型热功当量实验仪、天平(50mg)及附件、烧杯、温度计(0」°C)、秒表、祛-码、钢卷尺.三、实验原理:J-FR3型热功当量实验仪的主耍部分为两个黄铜制成密切相合的圆锥体。

外圆锥体直立于转轴上,可山摇轮通过皮带传动使其转动。

并有记转器与转轴相联。

内圆锥体系空心铜杯,可盛放水,上置大圆盘,沿圆盘外周丿IJ软线通过一小滑轮悬挂袪码,使产上一力矩,以阻止内圆锥体随同外I员I锥体转动。

若此力矩与内圆锥体间的摩擦力矩相等且作用方I nJ札I反时,内锥体将停留不转动,祛码亦悬空。

此种情况下,相当于外锥体转动一样。

祛码下落所作的功则完全消耗在克服内外锥体间的摩擦,故若圆盘半径为R外锥体转动n转相当于磁码卜-落17mR假定祛码质量为m则祛码下落所作之功,亦即消耗在内外锥体间的摩擦功为:27mRmg此项摩擦消耗的功全部转变为热能。

其热量可由内外锥体及杯内所盛水的温度变化量予以求算。

四、实验步骤:1•熟悉仪器:先将人圆盘及内外两锥体取下,可看到外锥体底朋有一缺口,安装时可将锥体转动位置待缺口对准轴上的销子,锥体即座落在轴上,扶止锥体并稍微向下压紧即可。

装上大圆盘处于近水平位置。

悬挂祛码钩的线一端固定在圆盘边上将线在盘周槽内套一圈再跨过小滑轮,并使悬线与圆盘成止切。

摇动摇轮,并一手拉住砥码钩,阻止圆盘及内锥体随同外锥体转动。

试摇数转后可加约100—200克祛码,使在外锥体静止时,能拖动圆盘带动内锥体转动。

再徐徐摇动摇轮,控制摇转的速度,将能使他码悬挂在空屮不动。

适当调节祛码重蜃,至摇伦每分钟约6()转较为适宜。

2•记录数据:室温:由温度计读出;圆盘周长:用圆盘上的线绕圆盘一周,用钢卷尺测量细线的长度;搅拌棒的质量,内、外圆锥体的质量:市大平测岀,记转器初始值:注意左边的计数盘每格为一转,而左边的计数盘每格为100转.用烧杯取大约100m 1的水(注意:水的温度应低于室温大约10度为宜,可用温度计测屋). 放于天平上称岀烧杯连同水的总质量,然后収下热功当量实验仪的大圆盘,将水加入到小圆锥体的小杯中,至杯口12〜15mm为宜.然后称出剩余水及烧杯的总质量.并记录两次称量的结果,他们的差值即为我们实验屮注入水的质量。

热工课程设计指导书

热工课程设计指导书

《热工基础及设备》课程设计指导书I、课程设计的目的热工设备(窑、烘干机)和烘干磨是水泥生产中十分重要的设备。

通过该设计,加深学生对热工基础理论的理解,使学生进一步了解水泥厂热工设备的性能和作用;使学生初步掌握水泥厂热工设备工艺设计的方法和步骤,培养学生运用技术资料和工具书进行设计计算,绘制工艺图、编写说明书的能力;为毕业设计和工作打下良好的基础。

II、设计题目:粘土(或矿渣)烘干系统计算和工艺布置III、设计原始资料(1) 烘干物料:粘土或矿渣(任选一种)(2) 烘干机的设计产量(按含有终水分的烘干物料计):(任选下列粘土或矿渣中一种产量)粘土:3、3.5、4.5、6、6.5、8、10、12.5、9.5、10.5、12.5、15 t/h矿渣:2.5、3、4、5、7、7.5、8.5、9.5、11、12.5、15.5、17、24 t/h(3) 进烘干机物料水分(重量比):粘土10~25 %;矿渣10~30%(自选范围内的某值)(4) 出烘干机物料水分(重量比):1%(5) 进烘干机烟气温度:粘土600~800 ºC;矿渣700~800 ºC(自选范围内的某值)(6) 出烘干机废气温度:120~150 ºC(自选范围内的某值)(7) 进烘干机物料温度:20~30 ºC(自选范围内的某值)(8) 出烘干机物料温度:110 ºC(9) 烘干机筒体表面平均温度:130 ºC(10) 燃烧室型式:煤粉燃烧室(11) 烘干用煤粉热值:Q net,ar=24321 kJ/kg煤粉(12) 烘干用煤粉工业分析如下表(%):M ar V ar A ar FC ar1.00 28.28 20.86 49.86(13) 烘干用煤粉元素分析如下表(%):C ar H ar O ar N ar S ar62.71 4.29 9.17 1.49 0.48(14) 煤粉燃烧室效率:0.9(15) 废气出烘干机含尘浓度:40 g/Nm3(16) 环保要求:废气排放浓度不得超过50 mg/Nm3,单位产品排放量不得超过0.15 kg/t(17) 环境温度:同进烘干机物料温度(18) 大气压力:99992 Pa(19) 忽视空气中带入的水汽IV 、设计的具体内容及步骤一、回转烘干机流程的选择烘干机各种流程的分析对比确定本设计的烘干流程;确定烘干机内扬料板的型式。

工程热力学实验指导书

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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。

热工基础实验指导书-流体力学实验

热工基础实验指导书-流体力学实验

《热工基础》课程课程编号:438121实验指导书主撰人:李艳黎娇爨璋瑜审核人:刘海力物理与信息工程系热能与动力工程专业教研室二○一二年四月前言实验总体目标: 掌握热工基本知识、热工实验方法和热工实验技能适用专业年级: 热能与动力工程;第三学期、第四学期实验课时分配: 36学时序号实验项目要求类型每组人数实验学时1 常用热工仪表的使用必验证2 22 空气定压比热测定实验必验证 2 23 二氮化碳PVT关系研究实验必验证 2 24 喷管特性实验必综合 2 45 雷诺和伯努利方程综合实验必验证 2 26 孔口与管嘴流量系数实验必综合 2 27 文丘里流量计及孔板流量计测定实验必综合 2 28 稳态法导热系数测量实验必研究 2 29 恒热流准稳态平板法测定材料热物性必研究 2 210 中温法向辐射时物体黑度测定实验必综合 2 211 空气横掠圆柱体时局部换热系数的测定实验必研究 2 413 换热器综合实验必综合 2 414 热电偶校验必研究 2 4 15毕托管测速实验必综合 2 2实验5 雷偌和伯努利方程综合实验A 雷诺实验 一、实验目的1、观察流体在不同流动状态时流动质点的运动规律。

2、观察流体由层流变为紊流及由紊流变为层流的过渡过程。

3、测定液体(水)在圆管中流动的临界雷诺数即下临界雷诺数,学会其测定的方法。

二、实验设备及要求本实验主要使用设备为:LBZ-1雷偌和伯努利方程综合实验台。

实验装置如图5-1所示。

放气阀回水管水箱及水泵调节器颜色罐恒定水箱测压板调节阀佰努力管雷诺管供水调节阀图1雷偌和伯努利方程综合实验装置示意图三、实验原理流体在管道中流动,有层流和紊流两种不同的流动状态,其阻力性质也不同。

在实验过程中,保持水箱的水位恒定,即水头H 不变。

如果管路中出水阀门开启较小,在管路中就有稳定的平均流速V ,微启红颜色水阀门,这时红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动,红颜色水呈一条红色直线,其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动,红色直线没有与周围的液体混杂,层次分明地在管路中流动。

工程热力学——实验指导书

工程热力学——实验指导书

《工程热力学》课程实验指导书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、实验装置及原理空气绝热指数测定装置如图所示,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P1,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P2;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P3。

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。

抹油后安装就位并拧紧。

2)在阀门5开放的情况下(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。

水柱内应不含气泡。

如有气泡,应设法排除。

3)调整装置的水平位置,使U型压力计两水管中的水柱高在一个水平线上。

2、测试步骤1)记录U型空压计初始读数h0。

2)关闭阀门5,把容器拧紧。

3)用气囊往有机玻璃容器内缓慢充气,容器内的压力由U型压力计的水柱差显示。

此时的压差150~200mm水柱为宜。

待压力稳定后,记录下此时的压差值△h。

4)突然打开阀门5并迅速关闭。

空气绝热膨胀后,在U型管内显示出膨胀后容器的气压。

记录此时的压差值△h2.5)持续1~2小时后,待容器内空气的温度与测试现场的大气温度一致时,记下此时容器内空气压力的压力差△h36)一般要求重复三次测试,取其测试结果的平均值。

四、实验注意事项1、气囊往往要漏气,充气后必须用夹子将胶皮管夹紧。

2、在测试过程,测试现场的温度要求保持基本恒定。

不然,很难测出可靠的数据。

五、实验报告及要求1、按照原始数据求出k值。

2、分析影响测试结果的因素。

第二篇 工程热力学实验指导书

第二篇  工程热力学实验指导书

第二篇工程热力学实验指导书实验一二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定实验一、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、加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。

3、掌握CO2的p-υ-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、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。

二、实验内容1、测定CO2的p-υ-t关系。

在p-υ坐标图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(见图三)及理论计算值相比较,分析差异原因。

2、测定CO2在低于临界温度时(t=20℃,25℃)饱和温度与饱和压力之间的对应关系并与图四中绘出的t s=p s曲线比较。

3、观测临界状态(1)临界状态附近汽液两相模糊的现象。

(2)汽液整体相变现象(3)测定CO2的t c、p c、υc等临界参数,并将实验所得的υc值与理想气体状态方程和范德瓦尔斯方程的理论值相比较,简述其差异原因。

三、仪器设备1、实验所用设备及仪表有实验台本体及其防护罩,恒温器,压力台等三大部分组成。

如图3-1所示。

2、实验台本体如图3-2所示.图3-1 CO 2实验台系统图 1-实验台本体;2-活塞式压力计; 3-恒温器图3-2 实验台本体示意图1-高压容器;2-玻璃杯;3-压力油;4-水银;5-密封填料;6-填料压盖7-恒温水套;8-承压玻璃管;9-二氧化碳空间; 10-温度计四、所需耗材液压油。

五、实验原理、方法和手段1.当简单可压缩热力系统处于平衡状态时,状态参数压力p 、温度t 和比体积v 之间存在一定的函数关系,有:(,,)F p v t p = (3-1)或者 (,)t f p v = (3-2)当温度维持不变时,测定与不同压力所对应的比体积数值,从而可获得等温线的数据。

1873年范德瓦尔对理想气体状态方程作了相应修正,提出下列实际气体状态方程:RT b v v aP =-+))((2 (3-3) 或者 =p b v T R --2va(3-4)式中,a 与b 是各种气体所特有的,数值为正的常数,称为范德瓦尔常数。

《热工基础及设备A》实验指导书

《热工基础及设备A》实验指导书

《热工基础及设备A》实验指导书《热工基础及设备A》课程实验指导书目录1.煤的燃料热测定 (1)2.火焰温度测定 (4)3.稳态法测导热系数 (7)4.工业烟气的成分分析及漏风量的测定 (11)实验1 煤的燃烧热测定一、实验目的1、了解氧弹式量热计的结构和工作原理,掌握氧弹法测定媒的发热量的方法。

2.了解恒压反应热与恒容反应热的差别及相互关系。

二、实验原理煤的发热量是燃煤的一项重要质量指标,它是以恒温条件下单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量来表示的,单位为kJ/kg 或J/g 。

目前测定煤的发热量最常用的方法是氧弹法。

该法是把一定量的媒样放在充有高压纯氧的密闭弹筒(即氧弹)中完全燃烧,并使煤燃烧放出的热量通过弹筒传递给水及仪器系统,再根据水温的变化计算出煤的发热量。

用氧弹法测得的媒的发热量称为弹筒发热量。

事实上,试样完全燃烧放出的热量不仅被水吸收,亦被弹筒本身、内筒、搅拌器和温度计等实验装置吸收,故上述实验装置统称为量热系统。

该量热系统本身具有的热容量(亦称水当量),事先已用已知标准发热量的物质(如苯甲酸)进行标定,作为仪器常数给出。

由于生产中可利用的是煤的低发热量,故将各种发热量的概念及换算关系简介如下:1. 弹筒发热量在密闭的弹筒中充高压纯氧至2.8~3.0MPa ,终了时燃烧产物为25℃,燃烧单位质量试样所产生的热量称为弹筒发热量,J/g, 记作Q DT 。

煤的燃烧产物为:CO 2、H 2SO 4、HNO 3、水和固态的灰分。

Q DT =GGT E d∑-E——仪器热容量,J/g ;在仪器使用前用基准物质(如苯甲酸等)进行标定得到。

ΔT ——修正后的温升,℃;∑G d ——添加物(如点火丝等)产生的总热量,J;G——煤试样质量,g;2.恒容高位发热量弹筒发热量Q DT 减去稀硫酸和二氧化硫生成热之差以及稀硝酸生成热即为恒容高位发热量J/g, 记作Q GT .V。

实质上Q GT 。

V 等于在测定弹筒发热量相同条件下燃烧单位质量试样所产生的热量,不同的是燃烧产物中硫以二氧化硫状态、氮以游离状态存在。

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热工实验指导书篇一:热工实验指导书(正文)实验一二氧化碳p、v、t关系的测定一、实验目的1.学习在准平衡状态下,测定气体三个基本状态参数关系的方法。

2.观察在临界状态附近汽液两相互变的现象,测定co2的临界参数。

3.掌握活塞式压力计及恒温器等仪表的使用方法。

二、实验原理在准平衡状态下,气体的绝对压力p、比容v和绝对温度t之间存在某种确定关系,即状态方程f(p,v,t)0理想气体的状态方程具有最简单的形式:pv=rt实际气体的状态方程比较复杂,目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来,虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映p、v、t之间关系的实际气体的状态方程。

因此,具体测定某种气体的p、v、t关系,并将实测结果描绘在平面的坐标图上形成状态图,乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。

因为在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系,所以具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值,本实验就是在保持绝对温度t不变的条件下进行的。

三、实验设备本实验装置所测定的气体介质是二氧化碳。

整套装置由试验台本体、测温仪表、活塞式压力计和恒温器四大部分所组成,其系统示意在图一中。

图一试验台系统图试验台本体的结构如图二所示。

图二试验台本体其中1—高压容器;2—玻璃杯;3—压力油;4—水银;5—填料压盖;6—密封填料;7—恒温水套;8—承压玻璃管;9—co2空间;10—温度计。

它的工作情况可简述而下:由活塞式压力计送来的压力油首先进入高压容器,然后通过高压容器和玻璃杯之间的空隙,使玻璃杯中水银表面上的压力加大,迫使水银进入预先灌有co2气体的承压玻璃管,使其中的co2气体受到压缩。

如果忽略中间环节的各种压力损失,可以认为co2气体所受到的压力即活塞式压力计所输出的压力油的压力,其数值可在活塞式压力计台架上的压力表中读出。

至于承压玻璃管中co2气体的容积,则可由水银柱的高度间接测出(下面还将详细述及)。

承压玻璃管外还有一个玻璃套管,其上下各有一个接头,分别用橡皮管与恒温器联接。

恒温器中的水温由加热器加热、由电接触式水银温度计控制,可以基本保持不变。

恒温器中的电动泵装恒温水抽出,由玻璃套管的下端进入,上端流出,在玻璃套管和恒温器之中进行循环。

这样,在稳定情况下,可以认为co2气体的温度与循环水的温度相等。

这就保证了co2可在等温情况下进行状态的改变。

活塞式压力计依靠带有活塞的螺杆的前进或后退,改变压力泵中低粘度压力油的压力,它有一个进油阀和两个控制阀,使用时必须严格遵守活塞式压力计的操作规律,以免发生意外,损坏试验台本体。

四、实验步骤1.熟悉各实验设备,对照图一搞清楚压力传递的路线及恒温器循环的流程。

2.使用恒温器调节温度:(1)准备工作——在恒温器中加入蒸馏水,水面应离盖板3厘米左右。

检查并接通电路,启动恒温器电动泵,使循环水对流。

(2)调定温度——旋转接触式水银温度计顶部嵌有永久磁铁的胶木帽,到达选定温度后,将胶木帽上的螺钉旋紧。

,重复以上(2)、(3)(4)各步骤(3)加热升温——实验时应视工况调节加热器,当恒温器指示灯时明时灭时,说明温度已达到所需温度。

(4)判断定温——观察与玻璃套管相连的温度显示仪,当它的值与恒温器上的温度计读数基本相同并且保持不变时,可认为co2的温度已恒定。

(注意,此时而时的温度与接触式水银温度计的读数略有不同,应以前者为准。

)(5)改变温度——需要改变温度时,重复以上(2)、(3)、(4)各步骤。

3.加压准备(1)先关闭压力表控制阀及进入本体油路的控制阀,开启压力计油杯的进油阀。

(2)倒退压力计活塞螺杆,至螺杆全部退出,此时抽油。

(3)先关闭油杯进油阀,再开启压力表和油路的两控制阀。

(4)向前推进活塞螺杆,向本体注油。

如此反复,直至压力表上有读数时止,一般重复两三次即建立油压。

特别应注意以下情况,如螺杆已推进到极限位置,而压力尚未达到所需值,必须再一次抽油加压,此时要严格按以下程序操作,先关油路控制阀;再开油杯进油阀,使压力表压力降至0;关压力表控阀,倒退螺杆抽油至极限位置;然后关闭油杯进油阀,开压力表控制阀,推进螺杆逐渐加压直到刚才所建立的油压时才能开油路控制阀(在此以前油路控制阀决不能开!),进一步加压。

(5)检查确定油杯进油阀关闭、油路及压力表的两个控制阀开启,温度恒定后,开始实验记录。

4.实验记录缓慢加压,密切注意co2在加压过程的状态变化。

将实验过程中的原始数据和物理现象记录在实验报告上。

实验数据包括:(1)设备数据:仪器、仪表的名称、型号、规格、精度和量程。

(2)常规数据:室温、当时大气压及实验环境条件。

(3)技术数据:实验中实测的各种数据,可记录在表一中。

五、注意事项1.除t=20℃时,须加压到绝对压力9.80mpa(表压9.70mpa)外,其余各等温线均在5~9mp间测出h值,表压不得超过9.70mpa,温度不应超过50℃。

2.一般压力间隔可取0.2~0.5,接近饱和状态和临界状态时压力间隔适当取小些。

3.加压过程应足够缓慢以实现准平衡过程,卸压时应逐渐旋转压力泵手柄,决不可直接打开油杯阀卸压!4.实验完毕将仪器设备擦净。

将原始记录交给指导教师签字后方可离开实验室。

遇到疑难或异常情况应及时询问指导教师,不得擅自违章处理六、实验数据整理1.绝对压力p:大气压力b1kgf/cm2。

2.比容v:实验中测得co2柱的高度h值应为刻度尺上的读数减去承压玻璃管上部的实心段h0的数值,hh读h0比容vvghag式中vco2的比容,m3/kg;gco2的重量,kg;实验一二氧化碳p、v、t关系的测定实验一、实验目的1.学习在准平衡状态下,测定气体三个基本状态参数关系的方法。

2.观察在临界状态附近汽液两相互变的现象,测定co2的临界参数。

3.掌握活塞式压力计及恒温器等仪器的使用方法。

二、实验原理在准平衡状态下,气体的绝对压力p、比体积(比容)v和绝对温度t之间存在某种确定关系,即状态方程:fp,v,t0理想气体的状态方程具有最简单的形式:pvrt实际气体的状态方程比较复杂,目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来,虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映p、v、t之间关系的实际气体的状态方程。

因此,具体测定某种气体的p、v、t关系,并将实测结果描绘在平面的坐标图上形成状态图,乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。

因为在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系,所以具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值,本实验就是在保持绝对温度t不变的条件下进行的。

三、实验设备本实验装置所测定的气体介质是二氧化碳。

整套装置由试验台本体、测温仪表、活塞式压力计和恒温器四大部分所组成,其系统和本体示意图分别如图6-1和6-2。

图6-1试验台系统图图6-2试验台本体由活塞式压力计送来的压力油首先进入高压容器,然后通过高压容器和玻璃杯之间的空隙,使玻璃杯中水银表面上的压力加大,迫使水银进入预先灌有co2气体的承压玻璃管,使其中的co2气体受到压缩。

如果忽略中间环节的各种压力损失,可以认为co2气体所受到的压力即活塞式压力计所输出的压力油的压力,其数值可在活塞式压力计台架上的压力表中读出。

至于承压玻璃管中co2气体的容积,则可由水银柱的高度间接测出。

承压玻璃管外还有一个玻璃套管,其上下各有一个接头,分别用橡皮管与恒温器联接。

恒温器中的水温由加热器加热、由电接触式水银温度计控制,可以基本保持不变。

恒温器中的电动泵将恒温水抽出,由玻璃套管的下端进入,上端流出,在玻璃套管和恒温器之中进行循环。

这样,在稳定情况下,可以认为co2气体的温度与循环水的温度相等。

这就保证了co2可在等温情况下进行状态的改变。

活塞式压力计依靠带有活塞的螺杆的前进或后退,改变压力计中压力油的压力,它有一个进油阀和两个控制阀,使用时必须严格遵守活塞式压力计的操作规律,以免发生意外,损坏试验台本体。

四、实验步骤1.熟悉各实验设备,对照系统图弄清压力传递的路线及恒温器循环水的流程。

2.使用恒温器调节温度:(1)准备工作:在恒温器中加入蒸馏水(一般用自来水代替),水面应离盖板3厘米左右。

检查并接通电路,启动恒温器电动泵,使循环水流动。

(2)调定温度:旋转接触式水银温度计顶部嵌有永久磁铁的胶木帽,到达选定温度后,将胶木帽上的螺钉旋紧。

(3)加热升温:实验时应视工况调节加热器,当恒温器指示灯时明时灭时,说明温度已达到所需温度。

(4)判断定温:观察与玻璃套管相连的温度显示仪,当它的值与恒温器上的温度计读数基本相同并且保持不变时,可认为co2的温度已恒定(注意,此时的温度与接触式水银温度计的读数略有不同,应以前者为准)。

(5)改变温度:需要改变温度时,重复以上(2)、(3)、(4)各步骤。

3.加压准备(1)先关闭压力表控制阀及进入本体油路的控制阀,开启压力计油杯的进油阀。

(2)倒退压力计活塞螺杆,至螺杆全部退出,此时为抽油过程。

(3)再关闭油杯进油阀,同时开启压力表和本体油路的两只控制阀。

(4)向前推进活塞螺杆,向本体注油。

如此反复,直至压力表上有读数时止,一般重复上述步骤两三次即可建立油压。

(特别注意,如螺杆已推进到极限位置,而压力尚未达到所需值,必须再进行一次抽油加压操作,此时要严格按以下程序操作,先关油路控制阀;再开油杯进油阀,使压力表压力降至0;关压力表控阀,倒退螺杆抽油至极限位置;然后关闭油杯进油阀,开压力表控制阀,推进螺杆逐渐加压直到刚才所建立的油压时才能开油路控制阀,在此以前油路控制阀决不能开。

)4.实验记录缓慢加压,密切注意co2在加压过程的状态变化。

将实验过程中的原始数据和物理现象记录在实验报告上。

实验数据包括:(1)设备数据:仪器的名称、型号、规格、精度和量程。

(2)常规数据:室温、大气压及实验环境条件。

(3)技术数据:实验中实测的各种数据,可记录在表6-1中。

2五、注意事项1.除t=20℃时,须加压到绝对压力9.80mpa(表压9.70mpa)外,其余各等温线均在(5~9)mpa间测出h值,表压不得超过9.70mpa,温度不应超过50℃。

2.一般压力间隔可取(0.2~0.5)mpa,接近饱和状态和临界状态时压力间隔适当取小些。

3.加压过程应足够缓慢以实现准平衡过程,卸压时应逐渐旋转压力计手柄,决不可直接打开油杯阀卸压。

4.实验完毕后将仪器设备擦净。

六、实验数据整理1.比体积(比容)v:实验中测得co2柱的高度h值应为刻度尺上的读数减去承压玻璃管上部的实心段h0的数值,比容3mv式中co2的比容,/kg;gco2的重量,kg;3vco2的体积,m;a承压玻璃管的内孔截面积,m;h测得的co2柱高度,m。

由于重量g和截面积a不易测出,因此用h值计算比容v只能用间接方法确定。

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