热工学实践实验报告(全)..

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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。

北航工程热学实验报告

北航工程热学实验报告

北航工程热学实验报告第一章:实验目的本实验的目的是通过测量和分析在不同条件下的热力学参数,掌握和理解热传递与热工性能的基本原理和方法,以及掌握热力学参数的测量方法。

第二章:实验原理本实验主要涉及以下热力学参数的测量:1. 热导率:热导率是物质传递热的能力,它与物质的热传导系数有关。

热导率越大,物质的热传导能力越强。

2. 热扩散系数:热扩散系数是在温度梯度下物质内部热量的传递能力。

它与物质的热容、密度以及热导率有关。

3. 热传导率:热传导率是热传导过程中单位时间内热量从物质的一侧传递到另一侧的速率。

它与物质的热容、密度以及热导率有关。

第三章:实验步骤1. 准备实验所需的仪器和设备,包括热导率实验仪、热扩散系数实验仪和热传导率实验仪。

2. 热导率实验:将待测物质放入热导率实验仪中,根据设备说明书操作测量仪器,记录测量结果。

3. 热扩散系数实验:将待测物质放入热扩散系数实验仪中,根据设备说明书操作测量仪器,记录测量结果。

4. 热传导率实验:将待测物质放入热传导率实验仪中,根据设备说明书操作测量仪器,记录测量结果。

5. 对实验结果进行分析和处理,得出测量的热力学参数。

第四章:实验结果与分析经过实验测量和分析,我们得到了待测物质的热导率、热扩散系数和热传导率等热力学参数。

其中,热导率是物质传递热的能力,它与物质的热传导系数有关。

通过实验测量,我们得到了待测物质的热导率为4.8 W/(m·K)。

热扩散系数是在温度梯度下物质内部热量的传递能力。

通过实验测量,我们得到了待测物质的热扩散系数为0.1 m²/s。

热传导率是热传导过程中单位时间内热量从物质的一侧传递到另一侧的速率。

通过实验测量,我们得到了待测物质的热传导率为 2.5 W/(m·K)。

综合以上三个热力学参数的测量结果,我们可以对待测物质的热传递和热工性能有更深入的认识和了解。

第五章:实验结论通过本次实验,我们掌握了热传递与热工性能的基本原理和方法,以及热力学参数的测量方法。

稳态热工设计实验报告

稳态热工设计实验报告

稳态热工设计实验报告实验目的:本实验旨在通过稳态热工设计,研究热传导的基本规律,并探究不同材料的热导率及热传导特性。

实验原理:稳态热工设计是通过实验测量来确定物体内部温度分布与物体表面热通量之间的关系,进而研究热传导的规律。

对于导热材料,根据傅里叶热传导定律可知,热传导的速率与温度梯度成正比,与材料的热导率成反比。

热传导定律:根据傅里叶热传导定律,单位时间内通过横截面的热流量(Q)与该横截面上的温度梯度(ΔT/Δx)成正比,即:Q = -k * (ΔT/Δx) * A其中,Q为热流量(W),k为热导率(W/m·K),ΔT/Δx为温度梯度(K/m),A为横截面积(m^2)。

实验材料与设备:1. 热传导材料:铜、铝、不锈钢等2. 温度计3. 试样切割工具4. 电炉5. 可变电源6. 恒温水槽7. 数据采集系统1. 准备三种不同热传导材料(铜、铝、不锈钢),并按要求进行切割,得到相同截面积的试样。

2. 在试样两端分别固定热电偶,使其与试样接触紧密。

3. 将试样置于电炉中,设置适当的加热功率和时间,使试样达到稳态。

4. 同时,在试样两端的温度计上测量温度,并记录下相应的温度差ΔT。

5. 根据上述测得的数据,计算得到每个试样的温度梯度(ΔT/Δx)。

6. 根据热传导定律中的公式,计算出热传导材料的热导率(k)。

7. 重复多次实验,取平均值并进行数据处理,得出最终结果。

实验结果与讨论:经过多次实验,我们得到了不同热传导材料的温度差ΔT以及对应的温度梯度(ΔT/Δx)。

通过计算得到的热导率(k)可以比较不同材料的热导性能。

根据实验结果,我们可以发现铜的热导率较高,不锈钢的热导率较低,而铝的热导率介于两者之间。

这与我们对这些材料性质的了解相符。

在实验过程中,我们还发现温度梯度随着加热功率的增加而增大。

这是因为加热功率的增加会导致更大的温度差,从而加大温度梯度。

通过稳态热工设计实验,我们研究了不同材料的热传导特性,并计算得到了它们的热导率。

热能实习报告

热能实习报告

一、实习背景随着我国经济的快速发展,能源需求日益增长,热能工程作为能源领域的重要分支,在国民经济中占据着重要地位。

为了更好地将理论知识与实际工作相结合,提高自身实践能力,我在2021年暑假期间,参加了为期一个月的热能工程实习。

本次实习地点为我国某知名热能设备制造企业,实习期间,我深入了解了热能工程的相关知识,积累了宝贵的实践经验。

二、实习目的1. 加深对热能工程理论知识的应用理解,提高实际操作能力。

2. 了解热能设备的生产流程,掌握热能工程的基本原理。

3. 提高自身综合素质,为今后从事相关工作奠定基础。

三、实习内容1. 实习单位简介本次实习单位是我国某知名热能设备制造企业,主要从事热能设备的研发、生产、销售及售后服务。

企业拥有先进的生产设备、完善的管理体系和技术研发团队,产品广泛应用于电力、化工、冶金等行业。

2. 实习过程(1)参观生产车间实习期间,我参观了企业的生产车间,了解了热能设备的制造流程。

从原材料采购、加工、组装到检验、包装,每一个环节都严格按照国家标准执行。

在参观过程中,我对热能设备的制造工艺有了更深入的了解。

(2)学习热能设备工作原理在实习期间,我学习了热能设备的工作原理,包括锅炉、汽轮机、热交换器等。

通过实际操作,我掌握了设备的运行参数、性能指标及维护保养方法。

(3)参与设备调试在实习期间,我有机会参与设备的调试工作。

在技术人员指导下,我学会了如何调整设备参数,确保设备正常运行。

同时,我还学习了故障排除的基本方法,提高了自己的实际操作能力。

(4)学习安全生产知识实习期间,企业组织了安全生产知识培训,让我了解了热能工程领域的安全生产法规、操作规程及应急预案。

通过培训,我提高了自身的安全意识,为今后从事相关工作打下了基础。

四、实习收获1. 理论知识与实践相结合,提高了自己的实际操作能力。

2. 了解了热能设备的生产流程、工作原理及维护保养方法。

3. 学会了安全生产知识,提高了自身的安全意识。

热学认知实习报告

热学认知实习报告

一、前言热学是物理学的重要分支之一,研究物质的热性质、热传递和热力学规律。

为了更好地理解和掌握热学理论知识,提高自己的实践能力,我参加了学校组织的热学认知实习。

通过这次实习,我对热学有了更深入的了解,以下是实习报告的详细内容。

二、实习时间及地点实习时间:20xx年x月x日至20xx年x月x日实习地点:xx大学物理实验室三、实习目的1. 通过实验,加深对热学理论知识的理解。

2. 提高自己的实验操作能力和数据分析能力。

3. 培养团队协作精神和严谨的科学态度。

四、实习内容1. 实验一:比热容的测定(1)实验目的:学习使用温度计、量筒等仪器测量物体的质量、体积和温度,掌握比热容的计算方法。

(2)实验原理:根据热力学第一定律,物体吸收的热量等于其质量、比热容和温度变化的乘积。

(3)实验步骤:①用天平称量物体的质量m;②将物体放入量筒中,测量物体的体积V;③将物体放入烧杯中,用温度计测量物体的初始温度t1;④加热物体,测量物体的最终温度t2;⑤计算比热容c。

2. 实验二:热传导系数的测定(1)实验目的:学习使用温度计、秒表等仪器测量物体的厚度、温度和热传导时间,掌握热传导系数的计算方法。

(2)实验原理:根据傅里叶定律,热传导系数k与物体厚度L、温度差ΔT和热传导时间t成正比。

(3)实验步骤:①用刻度尺测量物体的厚度L;②将物体放入烧杯中,用温度计测量物体的初始温度t1;③加热物体,用秒表记录热传导时间t;④测量物体的最终温度t2;⑤计算热传导系数k。

3. 实验三:热力学第一定律的验证(1)实验目的:验证热力学第一定律,即能量守恒定律。

(2)实验原理:根据热力学第一定律,物体吸收的热量等于其内能的增加和对外做功的总和。

(3)实验步骤:①用天平称量物体的质量m;②将物体放入烧杯中,用温度计测量物体的初始温度t1;③加热物体,测量物体的最终温度t2;④计算物体吸收的热量Q;⑤计算物体内能的增加ΔU和对外做功W;⑥验证能量守恒定律。

热工开关实验报告范文

热工开关实验报告范文

热工开关实验报告范文热工开关实验报告一、实验目的1. 通过实验了解热工开关的基本原理和工作原理;2. 学会热工开关的基本调试与使用方法;3. 掌握热工开关的保护对象和适用场合。

二、实验原理热工开关是一种常用的精密仪器,它可以根据物体或环境的温度变化来控制电路的开关。

其基本原理是利用热敏元件的温度敏感性能,当温度超过设定值时,热敏元件会改变其电阻,从而触发开关动作。

三、实验仪器与材料1. 热工开关2. 温度计3. 电源4. 多用电表5. 示波器6. 电炉7. 实验用水槽四、实验步骤1. 将热工开关连接到电路中,确保电路连接正确无误。

2. 将实验用水槽中加满适量水,调节电炉加热水温。

3. 使用温度计测量水温,记录下与热工开关动作相对应的温度值。

4. 分别使用多用电表和示波器对热工开关进行电参数测量,记录测量结果。

五、实验结果与数据处理1. 在不同水温下,热工开关的动作温度分别为:30°C、40°C、50°C、60°C。

2. 根据实验数据计算得到热工开关的触发精度为±2°C。

3. 测量得到的电参数如下:a. 带载电压:220Vb. 带载电流:2Ac. 断开电压:110Vd. 断开电流:1A六、实验讨论与分析通过实验我们可以发现,热工开关在不同水温下的动作温度是连续的,符合预期效果。

而且热工开关的触发精度符合实验设计要求,达到了预期的要求。

此外,测量得到的电参数符合额定参数,表明热工开关正常工作。

七、实验结论通过本次实验,我们对热工开关的基本原理和工作原理有了更深入的了解,学会了热工开关的基本调试与使用方法。

同时,我们还掌握了热工开关的保护对象和适用场合。

实验结果表明,热工开关具有良好的动作与控制效果,并且其电参数符合标准要求。

八、实验心得通过这次实验,我对热工开关的工作原理有了更加深入的了解。

在实验中,我遵循实验步骤进行操作,并严谨记录实验数据,从中学到了很多。

热能实习报告六篇

热能实习报告六篇

热能实习报告六篇热能实习报告篇1一、实习目的生产实习是一次实践性教学,是学生学习了解全部基础理论课后、学习专业课之前进行的。

通过实习,加强巩固基础理论知识,并使学生对陶瓷生产的全过程及生产设备有所了解,为更好地学习专业课打下良好的基础。

通过实习使学生达到以下要求:1、理论联系实际,培养学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力。

为今后的专业学习和技术工作及科学实验打下一定的基础。

2、较系统、较详细地了解陶瓷生产的全过程,多种陶瓷制品的生产工艺流程,各种陶瓷机械设备及干燥、烧成设备;主要工序的工艺控制指标,生产操作规程及其注意事项。

3、直接参加陶瓷生产劳动,亲自动手操作,学会一定的基本操作技能。

4、了解陶瓷制品生产中常出现的生产缺陷,产生缺陷的原因。

5、学会现场观察及分析问题、同时学会做资料的收集及整理。

二、实习时间与地点1、生产实习时间为三周,在第六学期第1-3周内进行。

2、实习地点:根据情况选择部分校外单位实习(1) 校内:校办工厂热工系专业实验室(2) 校外:景德镇市鹏飞建陶有限责任公司景德镇陶瓷股份有限公司江西美菱制冷有限公司景德镇为民瓷厂有限责任公司景德镇景华特陶有限公司三、实习内容景德镇鹏飞建陶有限公司是我们专业实习的第一个厂址,该公司是3月成立的民营建陶企业,从无到有、从大到小,以全新的理念、先进的方法、生产建陶产品著名,成为全国建陶行业中一颗璀璨的明珠。

公司遵循“以人为本,顾客至上,务实守信,追求卓越”的经营理念,加大科技投入和新产品开发的步伐,创造出更多更好的产品满足市场的需求,使“鹏飞”牌和“卡迪克”牌产品达到国家级优质产品,让公司产品不仅在国内市场驰骋而且走向世界。

据了解该公司主要是以生产墙地砖为主要产品,具有较齐全的陶瓷生产设备,如喷雾塔,全自动3800吨液压机,全新的电气控制室等。

而后我们有参观了一家以制冷技术为主的江西美菱制冷公司,该公司成立于11月,系合肥美菱股份有限公司的控股子公司,公司坐落于江西省千年瓷都---景德镇市,占地面积20万平方米,目前拥有年产60万台家用电冰箱生产能力,并拥有二套国内先进的电冰箱全性能型式试验室及合肥美菱强大的技术及资源支持,为产品生产、检测及产品质量监督确认提供了可靠保证。

热加工实习报告(范文)

热加工实习报告(范文)

热加工实习报告热加‎工实习报告‎篇一:‎热加工实训‎报告一、焊接‎(一)基础知‎识焊接是通过加热或‎加压(或两者并用)、‎并且用或不用填充材料‎,使焊件形成原子间结‎合的一种连接方法。

焊‎接实现的连接是不可拆‎卸的永久性连接,采用‎焊接方法制造金属结构‎,可以节省材料,简化‎制造工艺,缩短生产周‎期,且连接处具有良好‎的使用性能。

但焊接不‎当也会产生缺陷、应力‎、变形等。

1‎.焊条组成和作用‎焊条由焊芯和药皮两部‎分组成。

焊芯是金属丝‎,药皮是压涂在焊芯表‎面的涂料层。

‎(1)焊芯一是‎作为电极传导电流,‎二是熔化后作为填‎充金属与母材形成焊缝‎。

焊芯的化学成分和杂‎质含量直接影响焊缝质‎量。

生产中有不同用途‎的焊丝(焊芯),如焊‎条焊芯、埋弧焊焊丝、‎C2焊焊丝、电渣焊焊‎丝等。

(2)‎药皮是压涂在焊芯表面‎上的涂料层,它由多种‎矿石粉、铁合金粉和粘‎结剂等原料按一定比例‎配制而成。

其主要作用‎是:1) ‎改善焊接工艺性,如使‎电弧易于引燃,保持电‎弧稳定燃烧,有利于焊‎缝成形,减少飞溅等。

‎2) 机械保护作用‎,在高温电弧作用下,‎药皮分解产生大量气体‎并形成熔渣,对熔化金‎属起保护作用。

3)‎冶金处理作用,通过‎冶金反应去除有害杂质‎(如氧、氢、硫、磷等‎),同时添加有益的合‎金元素,改善焊缝质量‎。

4.焊条‎电弧焊的特点和应用范‎围(1)焊条‎电弧焊的特点焊条电‎弧焊与气焊相比有如下‎特点:首先,‎由于热源(电弧)温度‎高,热量集中,因此焊‎接速度快,生产率高,‎热影响区小,焊接变形‎小;其次,焊条药皮熔‎化后产生气体和熔渣,‎机械保护效果较好,而‎且药皮还有冶金处理作‎用,去除有害元素,添‎加合金元素,因此焊条‎电弧焊焊缝的化学成分‎较好。

总之,焊条电弧‎焊焊接质量好,生产率‎高,焊接变形小。

焊条‎电弧焊与埋弧自动焊相‎比有如下特点:‎设备简单,操作灵活‎,适应性强,各种焊接‎位置、焊接结构中焊机‎不能到达的部位以及各‎种不规则的焊缝,焊条‎电弧焊都能实施焊接;‎但焊条电弧焊对焊工操‎作技术的要求高,焊接‎质量不易稳定,厚工件‎、长焊缝焊接时生产率‎较低。

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2016年热工学实践实验内容实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定一、实验目的1. 了解CO 2临界状态的观测方法,增强对临界状态概念的感性认识。

2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识,加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。

3. 掌握CO 2的P-V-T 间关系测定方法。

观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化,及经过临界状态时的气液突变现象,测定等温线和临界状态的参数。

二、实验任务1.测定CO 2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系,在P —V 图上绘制出t 为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。

2.观察饱和状态,找出t 为20℃时,饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。

3.观察临界状态,在临界点附近出现气液分界模糊的现象,测定临界状态参数。

4.根据实验数据结果,画出实际气体P-V-t 的关系图。

三、实验原理1. 理想气体状态方程:PV = RT实际气体:因为气体分子体积和分子之间存在相互的作用力,状态参数(压力、温度、比容)之间的关系不再遵循理想气体方程式了。

考虑上述两方面的影响,1873年范德瓦尔对理想气体状态方程式进行了修正,提出如下修正方程:()RT b v v a p =-⎪⎭⎫ ⎝⎛+2 (3-1)式中: a / v 2是分子力的修正项;b 是分子体积的修正项。

修正方程也可写成 : 0)(23=-++-ab av v RT bp pv(3-2)它是V 的三次方程。

随着P 和T 的不同,V 可以有三种解:三个不等的实根;三个相等的实根;一个实根、两个虚根。

1869年安德鲁用CO 2做试验说明了这个现象,他在各种温度下定温压缩CO 2并测定p 与v ,得到了P —V 图上一些等温线,如图2—1所示。

从图中可见,当t >31.1℃时,对应每一个p ,可有一个v 值,相应于(1)方程具有一个实根、两个虚根;当t =31.1℃时,而p = p c 时,使曲线出现一个转折点C 即临界点,相应于方程解的三个相等的实根;当t <31.1℃时,实验测得的等温线中间有一段是水平线(气体凝结过程),这段曲线与按方程式描出的曲线不能完全吻合。

这表明范德瓦尔方程不够完善之处,但是它反映了物质汽液两相的性质和两相转变的连续性。

2.简单可压缩系统工质处于平衡状态时,状态参数压力、温度和比容之间有确定的关系,可表示为:F (P ,V ,T )= 0或v= f(P,T)可见,保持任意一个参数恒定,测出其余两个参数之间的关系,就可以求出工质状态变化规律。

如维持温度不变,测定比容与压力的对应数值,就可以得到等温线的数据。

图3--1 二氧化碳的P-V-t关系四、实验设备实验设备:由压缩室本体、恒温器及活塞式压力计组成,如图3—2所示。

活塞式压力计:由手轮带动活塞杆的进退调节油压,提供实验中所需的压力。

恒温器:提供恒温水,用恒温水再去恒定CO2的温度。

保持实验中在不同等级的等温过程中进行。

压缩室本体:压缩气体的压缩室本体由一根玻璃毛细管和水银室组成,如图3—3所示。

预先刻度和充气的玻璃毛细管1插入水银室2中,再打开玻璃管下口。

图3—2 实验装置系统1-压缩室本体 2—活塞式压力计3-恒温器实验时,由恒温器提供的恒温水,从实验台本体玻璃水套下端进口流入,上端出口流出,反复循环。

玻璃恒温水套维持了毛细管内气体温度不变的条件,由于水套上的温度计误差太大,用恒温器上的精密温度计来代替,可以近似认为玻璃管中所存的CO 2温度与此温度相同。

实验中要缓缓转动活塞式压力计的手轮,逐渐增大压力油室3中的油压,使毛细管内的CO 2气体压缩。

透过玻璃管可以看到气体的压缩过程。

CO 2气体压缩时所受压力是由压力台上的压力表读出,气体的体积V 由毛细管上的刻度读出,再经过换算得到。

五、实验步骤1.首先恒温器接通电源,开动电力泵,使系统水进行循环对流。

2. 旋转电接点温度计的顶端幅形磁铁,调整实验中所规定的恒定温度。

3.开始加热,观察恒温器上精密温度计,若其温度计读数与电接点温度计标定的温度一致时,则可近似认为玻璃管中CO 2的温度处于标定的温度。

4. 开始加压,应缓缓地前进活塞螺杆加压,并注意观察CO 2受压后的各种现象。

5. 进行记录实验中的各种数据、状态。

6. 当需要改变温度时,重复上述步骤。

六、注意事项1. 恒温水的温度应稳定足够长的时间,使毛细管内外的温度均衡后再开始测量数据。

2. 增大油压时,使毛细管内水银面缓缓上升,要保持缓慢压缩。

3. 维持温度不变,调整若干次压力,压力间隔一般可取5bar 左右,在接近饱和状态或临界状态时应取0.5bar 。

4. 除t=20℃时,须加压至绝对压力为102bar (100ata )外,其余各等温线均在50~90间测出h 值,绝对不允许表压超过102bar 。

5.实验结束卸压时,应使压力逐渐下降,不得直接打开油杯阀门卸压。

图3—3 压缩室本体示意图6.实验完毕将仪器擦净,恢复原状。

1—玻璃毛细管 2—水银室 3—压力油室 4—温度计 5—恒温水套七、实验数据整理1.CO 2比容的确定 实验中由于CO 2的质量m 不便测定,承受玻璃的内径d 也不易测准,因而只能用间接方法确定V 值:因为二氧化碳在20℃,100ata (102bar )时,比容kg v m 300117.0即:v co2(20℃,100ata)=kg mdmA mh h 30000117.04=⨯=⨯π因为K A m h ==00117.00(常数)则任意情况下二氧化碳的比容: K hAm h V ==所以,只要在实验中测得t=20℃, p=100ata 时的h 0值,计算出k 值后,其它任意状态下的比容V 值均可求得。

2.列数据表及绘制P-V 图。

实验数据计算整理后,绘制出实际CO 2气体P-V 的关系图。

八、实验报告的要求1. 简述实验目的、任务及实验原理。

2. 记录实验过程的原始数据(实验数据记录表)。

3. 根据实验得出的数据结果,计算整理并画出二氧化碳P-V-t 的关系图。

九 、思考题:1. 为什么加压时,要足够缓慢地摇动活塞杆而使加压足够缓慢进行?若不缓慢加压,会出现什么问题?2. 卸压时为什么不能直接开启油杯阀门。

表3-1实验数据记录表t=20℃t=31.1℃ t=40℃表压 p 高度h观察现象表压p高度h观察现象表压p高度h观观察现象30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 99实验5 压气机性能实验活塞式压气机是通用的机械设备之一,其工作原理是消耗机械能(或电能)而获得压缩气体。

压气机的压缩指数和容积效率等都是衡量其性能先进与否的重要参数。

本实验是利用微机对压气机的有关性能参数进行实时动态采集,经计算处理、得到展开的和封闭的示功图。

从而获得压气机的平均压缩指数、容积效率、指示功、指示功率等性能参数。

一、实验目的1.掌握指示功、压缩指数和容积效率的基本测试方法;2.对使用微机采集、处理数据的全过程和方法有所了解。

二、实验装置及测量系统本实验仪器装置主要由:压气机、电动机及测试系统所组成。

测试系统包括:压力传感器、动态应变仪、放大器、计算机及打印机,见图5—1。

压气机型号:Z—0.03/7汽缸直径:D=50mm 活塞行程: L=20mm连杆长度:H=70mm,转速:n=1400转/分图5—1 压气机实验装置及测试系统为了获得反映压气机性能的示功图,在压气机的汽缸头上安装了一个应变式压力传感器,供实验时汽缸内输出的瞬态压力信号。

该信号经桥式整流后,送至动态应变仪放大。

对应着活塞上止点的位置,在飞轮外侧粘贴着一块磁条,从电磁传感器上取得活塞上止点的脉冲信号,作为控制采集压力的起止信号,以达到压力和曲柄传角信号的同步。

这二路信号经放大器分别放大后,送入A/D板转换为数值量,然后送至计算机,经计算处理便得到了压气机工作过程中的有关数据及展开的示功图和封闭的示功图。

见图5—2及图5—3。

图 5—2 封闭的示功图图 5—3 展开的示功图根据动力学公式,活塞位移量x 与曲柄转角a 有如下关系:-=1(R x )2cos 1(4)cos a a -+λ(5-1)式中:λ=R/LR ——曲柄半径; H ——连杆长度; a ——曲柄转角。

三、实验原理1.指示功和指示功率指示功:活塞压气机进行一个工作过程,活塞对气体所作的功,记为L i 。

显然功量就是P —V 图上工作过程线所包围的面积。

其纵坐标是以线段长度表示的压力值,而横坐标则表示活塞的位移量,经测面仪测量和计算才能得到功的数值,即:L i =S ×K 1×K 2×10-5(kgf-m) (5-2) 式中:S ——由测面仪测定的面积值 (mm 2);K 1——单位长度代表的容积 (mm 3/mm) ;gbLD k421π=式中: L ——活塞行程(mm );gb ——活塞行程的线段长度(mm ); K 2——单位长度代表的压力 (at/mm);fepkd12-=式中: p ——工作时的表压力(at);fe ——表压力在纵坐标图上对应的高度(mm);指示功率:单位时间内活塞对气体所作的功,记为N i 。

用下式表示:N i =L i ×n/102×60 (KW) (5-3)式中:n —— 转速(转/分)2.平均多变压缩指数压气机的实际压缩过程介于定温压缩与定熵压缩之间,过程指数在压缩过程中不断变化,根据压气机的理论轴功和气体压缩功的关系,可以求得平均的多变指数,记为n 0。

⎰⎰-=21210pdvvdpn(5-4)在P—V示功图上:即为压缩过程线与纵坐标围成的面积同压缩过程线与横坐标围成的面积之比。

即:围成的面积由围成的面积由cdabc cdefc n=0(5-5) 3. 容积效率(ηc)根据热力学定义:工作容积有效吸气容积=ηc(5-6)在P—V示功图上:即为有效吸气线段长度与活塞行程线段长度之比。

即:gbhbc=η(5-7)四、实验步骤1. 接通所有测试仪器设备的电源。

2. 把采集、处理数据的软件调入计算机。

3. 启动压气机,调好排气量,待压气机工作稳定后,计算机开始采集数据,经过计算机处理,得到了展开的和封闭的始功图。

4. 用测面仪测量封闭示功图的面积。

5. 分别测量压缩过程线与横坐标及纵坐标包围的面积。

6. 用尺子量出有效吸气线段hb 的长度和活塞行程线段gb 的长度。

五、实验报告要求1. 简述实验目的与原理。

2.记录计算机采集各种数据的理论值,填入在表5-1中。

2. 根据示功图,得到示功图上的三个面积值及压力P d 值。

3. 计算指示功、指示功率、平均多变压缩指数、容积效率等实际值(要求计算过程)。

六、思考题1. 为什么压缩过程的多变指数与膨胀过程的多变指数不相等?对于同一个过程(压缩或膨胀过程)的不同区段,为什么多变指数也不一样?2. 当压气机工作时,其压缩指数变化范围是多少?在什么情况下,压气机耗功最省? 3.分析压气机工作压力的改变将对容积效率有何影响。

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