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热工实验指导书范文 热工实验指导书实验一二氧化碳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?0理想气体的状态方程具有最简单的形式PV=RT实际气体的状斟态方程比较复杂，目前炼尚不能将各种气体的状烈态方程用一个统一的形试式表示出来，虽然已经嚼有了许多在某种条件下滤能较好反映P、V、T私之间关系的实际气体的舒状态方程。 因此，具体淀测定某种气体的P、V止、T关系，并将实测结启果描绘在平面的坐标图援上形成状态图，乃是一牙种重要而有效的研究气室体工质热力性质的方法潜。 因为在平面的状卢态图上只能表达两个参岛数之间的函数关系，所渭以具体测定时有必要保师持某一个状态参数为定冶值，本实验就是在保持掷绝对温度T不变的条件损下进行的。 三、实验设侠备本实验装置所测粹定的气体介质是二氧化汹碳。 整套装置由试验台也本体、测温仪表、活塞闽式压力计和恒温器四大彦部分所组成，其系统示真意在图一中。 图一试验镜台系统图试验台本体的奈结构如图二所示。 图二溃试验台本体其中1知高压容器；2玻璃园杯；3压力油；4斡水银；5填料压盖；冶6密封填料；7恒掐温水套；8承压玻璃伶管；9CO2空间；脱10温度计。 它的工粱作情况可简述而下嘲由活塞式压力计送来捅的压力油首先进入高压沪容器，然后通过高压容医器和玻璃杯之间的空隙站，使玻璃杯中水银表面仇上的压力加大，迫使水揖银进入预先灌有CO2宁气体的承压玻璃管，使邀其中的CO2气体受到构压缩。 如果忽略中间环姨节的各种压力损失，可摘以认为CO2气体所受柜到的压力即活塞式压力拜计所输出的压力油的压怔力，其数值可在活塞式有压力计台架上的压力表找中读出。 至于承压玻璃孽管中CO2气体的容积晨，则可由水银柱的高度灯间接测出。 承压玻遍璃管外还有一个玻璃套吼管，其上下各有一个接衣头，分别用橡皮管与恒棋温器联接。 恒温器中的宵水温由加热器加热、由终电接触式水银温度计控鸵制，可以基本保持不变辙。 恒温器中的电动泵装阑恒温水抽出，由玻璃套诸管的下端进入，上端流申出，在玻璃套管和恒温壬器之中进行循环。 这样缓，在稳定情况下，可以肚认为CO2气体的温度徒与循环水的温度相等。 集这就保证了CO2可在褂等温情况下进行状态的裁改变。 活塞式压力惹计依靠带有活塞的螺杆稿的前进或后退，改变压嚼力泵中低粘度压力油的呵压力，它有一个进油阀翅和两个控制阀，使用时饲必须严格遵守活塞式压胃力计的操作规律，以免叙发生意外，损坏试验台拄本体。 四、实验步骤谢1熟悉各实验设备丽，对照图一搞清楚压力萧传递的路线及恒温器循荐环的流程。 2使用恒砧温器调节温度准窄备工作在恒温器中铰加入蒸馏水，水面应离湛盖板3厘米左右。 检查偷并接通电路，启动恒温妥器电动泵，使循环水对开流。 调定温度顺旋转接触式水银温度计裹顶部嵌有永久磁铁的胶痈木帽，到达选定温蛛度后，将胶木帽上的螺旭钉旋紧。 ，重复以上、苞各步骤加热升温退实验时应视工况调节钒加热器，当恒温器指示脑灯时明时灭时，说明温治度已达到所需温度。 汛判断定温观察与篮玻璃套管相连的温度显垦示仪，当它的值与恒温粕器上的温度计读数速基本相同并且保持不变耙时，可认为CO2的温堤度已恒定。 改变温较度需要改变温度时渣，重复以上、各步骤瞻。 3.加压准备先诗关闭压力表控制阀及进噬入本体油路的控制阀，干开启压力计油杯的进油废阀。 倒退压力计活瓶塞螺杆，至螺杆全部退泌出，此时抽油。 先预关闭油杯进油阀，再开劣启压力表和油路的两控鸣制阀。 向前推进活塘塞螺杆，向本体注油。 爱如此反复，直至压力表擂上有读数时止，一般重铡复两三次即建立油压。 景特别应注意以下情汐况，如螺杆已推进到极别限位置，而压力尚未达文到所需值，必须再一次宰抽油加压，此时要严格杏按以下程序操作，先关眩油路控制阀；再开油杯牲进油阀，使压力表压力绪降至0；关压力表控阀屿，倒退螺杆抽油至极限宿位置；然后关闭油杯进刘油阀，开压力表控制阀穗，推进螺杆逐渐加压直汛到刚才所建立的油压时研才能开油路控制阀，进姬一步加压。 检查确偿定油杯进油阀关闭、油哼路及压力表的两个控制茬阀开启，温度恒定后，耙开始实验记录。 4实落验记录缓慢加压，集密切注意CO2在加压蛰过程的状态变化。 将实畏验过程中的原始数据和傲物理现象记录在实验报娱告上。 实验数据包括瞬设备数据仪器、投仪表的名称、型号、规脏格、精度和量程。 镁常规数据室温、当时趣大气压及实验环境条件糜。 技术数据实验裙中实测的各种数据，可控记录在表一中。 五、注锈意事项1.除t=琶20时，须加压到绝秽对压力外，其余各等温怒线均在59MP虏间测出h值，表压不得簿超过，温度不应超过5庆0。 2一般压慢力间隔可取，接近饱隆和状态和临界状态时压疥力间隔适当取小些。 班3加压过程应足够匿缓慢以实现准平衡过程魂，卸压时应逐渐旋转压屿力泵手柄，决不可直接匀打开油杯阀卸压！啃4.实验完毕将仪器设博备擦净。 将原始记录交疡给指导教师签字后方可雇离开实验室。 遇到樱疑难或异常情况应及时屹询问指导教师，不得擅七自违章处理 六、实验数袁据1绝对压崖力P大气压力B?1玖kgf/cm2。 主2比容V实验中测渺得CO2柱的高度h值阿应为刻度尺上的读数减帚去承压玻璃管上部的实箭心段h0的数值，h?痊h读?h0比容v?V屎G?hA G式中v?C漳O2的比容，m3/k哉g；G?CO2的重量枣，kg;V?CO2的薪体积，m3;实验一二伶氧化碳P、V、T关系栖的测定实验 一、实验目革的1.学习在准平穷衡状态下，测定气体三枫个基本状态参数关系的碟方法。 2.观察在临界鹏状态附近汽液两相互变瘪的现象，测定CO2的上临界参数。 3.掌握活钾塞式压力计及恒温器等臃仪器的使用方法。 二、莱实验原理在准平衡拄状态下，气体的绝对压壶力P、比体积V和绝对彪温度T之间存在某种确您定关系，即状态方程占F?P,V,T?熟?0理想气体的状态方铬程具有最简单的形式番PV?RT实际气逊体的状态方程比较复杂虏，目前尚不能将各种气昆体的状态方程用一个统袋一的形式表示出来，虽跺然已经有了许多在某种僵条件下能较好反映P、婿V、T之间关系的实际蝉气体的状态方程。 因此弱，具体测定某种气体的技P、V、T关系，并将咕实测结果描绘在平面的洞坐标图上形成状态图，襟乃是一种重要而有效的氧研究气体工质热力性质抚的方法。 因为在平面的宙状态图上只能表达两个钞参数之间的函数关系，疗所以具体测定时有必要肋保持某一个状态参数为哉定值，本实验就是在保瓢持绝对温度T不变的条腿件下进行的。 三、实验册设备本实验装置所笑测定的气体介质是二氧画化碳。 整套装置由试验彰台本体、测温仪表、活吼塞式压力计和恒温器四个大部分所组成，其系统猾和本体示意图分别如图巍6-1和6-2。 图6战-1试验台系统图图6茎-2试验台本体由俗活塞式压力计送来的压盂力油首先进入高压容器哉，然后通过高压容器和肖玻璃杯之间的空隙，使牙玻璃杯中水银表面上的娇压力加大，迫使水银进坊入预先灌有CO2气体哩的承压玻璃管，使其中讯的CO2气体受到压缩宛。 如果忽略中间环节的序各种压力损失，可以认眠为CO2气体所受到的拧压力即活塞式压力计所闹输出的压力油的压力，答其数值可在活塞式压力肢计台架上的压力表中读怂出。 至于承压玻璃管中湍CO2气体的容积，则芥可由水银柱的高度间接峡测出。 承压玻璃管鸯外还有一个玻璃套管，镊其上下各有一个接头，锡分别用橡皮管与恒温器掂联接。 恒温器中的水温中由加热器加热、由电接嘱触式水银温度计控制，郸可以基本保持不变。 恒匹温器中的电动泵将恒温日水抽出，由玻璃套管的接下端进入，上端流出，肩在玻璃套管和恒温器之裙中进行循环。 这样，在拖稳定情况下，可以认为诡CO2气体的温度与循衬环水的温度相等。 这就选保证了CO2可在等温蝇情况下进行状态的改变迢。 活塞式压力计依靠带奶有活塞的螺杆的前进或而后退，改变压力计中压拂力油的压力，它有一个垄进油阀和两个控制阀，砚使用时必须严格遵守活稽塞式压力计的操作规律窥，以免发生意外，损坏协试验台本体。 四、实验困步骤1.熟悉各实眨验设备，对照系统图弄遮清压力传递的路线及恒湾温器循环水的流程。 2钠.使用恒温器调节温度湃准备工作在恒温器耪中加入蒸馏水，水面应须离盖板3厘米左右日。 检查并接通电路，启岿动恒温器电动泵，使循躬环水流动。 调定温平度旋转接触式水银温剑度计顶部嵌有永久磁铁押的胶木帽，到达选定温钒度后，将胶木帽上的螺小钉旋紧。 加热升温犊实验时应视工况调节哪加热器，当恒温器指示载灯时明时灭时，说明温壤度已达到所需温度。 泳判断定温观察与玻堡璃套管相连的温度显示镶仪，当它的值与恒温器髓上的温度计读数基本相骤同并且保持不变时，可潍认为CO2的温度已恒癸定。 改变温度需珠要改变温度时，重复以韩上、各步骤。 3.加厨压准备先关闭压力薛表控制阀及进入本体油肌路的控制阀，开启压力羌计油杯的进油阀。 倒退绚压力计活塞螺杆，至螺秩杆全部退出，此时为抽畔油过程。 再关闭油杯进五油阀，同时开启压力表屋和本体油路的两只控制感阀。 向前推进活塞螺杆沾，向本体注油。 如此反剑复，直至压力表上有读瘤数时止，一般重复上述掳步骤两三次即可建立油仪压。 4.实验记录径缓慢加压，密切注意C垣O2在加压过程的状态衷变化。 将实验过程中的徘原始数据和物理现象记夜录在实验报告上。 实验哲数据包括设备数院据仪器的名称、型号仰、规格、精度和量程。 杠常规数据室温、大气憨压及实验环境条件。 函技术数据实验中实冕测的各种数据，可记录读在表6-1中。 2 五、融注意事项1.除t残=20时，须加压到簧绝对压力外，其余各等斡温线均在MPa间测出窃h值，表压不得超过，闰温度不应超过50。 遮2.一般压力间隔可取销MPa，接近饱和状态奄和临界状态时压力间隔贸适当取小些。 3.加压婴过程应足够缓慢以实现婉准平衡过程，卸压时应氯逐渐旋转压力计手柄，荆决不可直接打开油杯阀豺卸压。 4.实验完稽毕后将仪器设备擦净。 于 六、实验数据谚1.比体积V实验中鸦测得CO2柱的高度h智值应为刻度尺上的读数谭减去承压玻璃管上部的魔实心段h0的数值，比尺容3mv?式中C瓮O2的比容，/kg；欲G?CO2的重量，k吱g;3V?CO2的体滞积，m;A?承压豁玻璃管的内孔截面积，失m;h?测得的CO2吊柱高度，m。 由于占重量G和截面积A不易蔚测出，因此用h值计算镇比容v只能用间接方法狭确定。 ?33?1烙0m/kg，若实测C球O2液柱在已知CO2驯液柱在20,时，比媚容为20,时的高度琅为h1，则v1?肇?10?3?10m针3/kg?K?常数宅GhG1h?h读?h沾0v?VhA?GG2聊于是在任意状态下，C咯O2的比容为v?h展?A?KhG2.辱根据表6-1中的数据吃，将有关数据画在P-芯V坐标图上，标注出各究条等温线的温度值。 取抖其中的一条曲线与CO齐2的标准状态图进行比陆较，分析它们之间差异沧产生的原因。 图6-3缉标准曲线图 七、思考题英1.恒温器上接触塞式水银温度计上的读数恕是循环水的真实温度么油？为什么？2.讨论活掩塞式压力计加压过程的减操作规程。 3.你涛得的CO2状态图中，劲在汽液共存区的定温线圭为什么不是水平的？实弃验二喷管特性实验 一、雪实验目的1.验证休喷管中气流的基本规律淹，加深对临界压力、临萝界流速和最大流量等喷线管临界参数的理解。 留2.比较熟练地掌握渡压力、压差及流量的测潜量方法。 3.重要詹概念1的理解应明确蹬在渐缩喷管中，其出口源处的压力不可能低于临锤界压力，流速不可能高棚于音速，流量不可能大伍于最大流量。 4.姚重要概念2的理解应域明确在缩放喷管中，其郴出口处的压力可以低于耳临界压力，流速可高于卵音速，而流量不可能大劝于最大流量。 二、实验帜装置整个实验装置狸包括实验台、真空泵。 梭实验台由进气管、孔板辰流量计、喷管、测压探杖针、真空表及其移动机巢构、调节阀、真空罐等元几部分组成，如图6-沦4所示。 热工学实妒验指导书高寿云编南京者工业大学城建学院XX秘年10月5日实验 一、琴气体定压比热测定实验屏气体定压比热的测棱定是工程热力学的基本捡实验之一。 实验中涉及这温度、压力、热量、流十量等基本量的测量；计惮算中用到比热及混合气坛体方面的基本知识。 本盖实验的目的是增加热物恤性实验研究方面的感性膏认识，促进理论联系实迎际，以利于培养分析问盖题和解决问题的能力。 惺 一、实验目的1)了解汁气体比热测定基本原理椅和构思。 2)熟悉召本实验中的测温、测压已、测热、测流量的方法圈。 3)掌握由基本数据侮计算出比热值和比热公妄式的方法。 4)分析本昼实验产生误差的原因及樊减小误差的可能途径。 悯 二、实验装置1)摹整个装置由风机、流量彦计、比热仪本体、电功辊率调节及测量系统共四府部分组成，如图一所示哟。 2)比热仪本体划如图二所示。 其中1一世进口温度计；2一多层矿杜瓦瓶；3一电热器；皇4一均流网；5一绝缘怨垫；6一旋流片；7一跳混流网；8一出口温度哈计。 3)空气由风睦机经流量计送人比热仪依本体，经加热、均流、导旋流、混流、测温后流巨出。 气体流量由节流阀祸控制，气体出口温度由箭输入电热器的电压调节邯。 4)该比热仪可椰测300以下气体的婴定压比热。 三、测量与洪计算1)接通电源尘及测量仪表，选择所需轩的出口温度计插入混流吭网的凹槽中。 2)尘摘下流量计上的温度计蚤，开动风机，调节节流砸阀，使流量保持在额定地值附近。 测出流量计出和口空气的干球温度和湿屋球温度。 3)将温酗度计插回流量计，调节弃流量，使它保持在额定此值附近。 逐渐提高电压惨，使出口温度升高至予拧计温度C可以根据下式鳃予先估计所需电功率雁E?12?t?。 式中垒W为电功率；?t夜为进出口温度差；?为泻每流过10升空气所需焙时间)。 4)待出地口温度稳定后，读出下寝列数据每10升气体甸通过流量计所需时间；兄比热仪进口温度和出口蓄温度；当时应大气压力旋和流量计出口处的表压抱。 5）根据流量计泊出口空气的干球温度和有温球温度，从湿空气的尼干湿图查了含湿量，并溉根据下式计算出水蒸汽椿的面积成分?w?d日/6221?d/62种2图一6）干空气流量苹为?h10410?堵?Gg?10?畴3?kg/s?7）水凝蒸汽流量为?h?1挨0410?w?B?闽?Gw傈?w?10?3?诊w?kg/s?8）水兴蒸汽吸收的热量为:Q侩w?Gw?tt12d曝t?Gw?1在0W22213图二9允）干空气的定压比热为剂Cpm|tt12?索QgGgt2?t1?肿Q?Qw W/Ggt2涕?t110）比热随温詹度的变化关系假定佬在0300之间，窟空气的真实定压比热与残温度之间近似地有线性鲁关系；则由t1到t2赫的平均比热为t Cp寻m|t21?t2t刷1dtt1?t22t趾2?t1?a?b因此氢，若以tt1?t2磺为横坐标，Ccm|吟2为纵坐标，则可根据惑不同温度范围内的平均涌比热t12确定截蔚距a和斜率b,从而得蕾出比热温度变化的计算叮式。 四、注意事项有1）切勿在无气流通过梗的情况下使电热器投入假工作，以免引起局部过徐热而损坏比热仪本仪。 薛2）输入电热器的电压柏不得超过220伏。 气糊体出口最高温度不得超脓过300。 3）加热模和冷却要缓慢进行，防次止温度计和比热仪本体奖因温度骤升骤降而断裂焙。 4）停止试验时景，应先切断电热器，让怔风机继续运行十五分钟勾左右。 五、数据记录及乙处理表格2 六、对实验膀结果进行必要的分析1吵2科热工“传热学”实姻验安排 一、时间下午监200学号1-22哨号上午400学号2度3-44号 二、地点忱新校区A4楼411槐 三、内容实验一球弃体法粒状材料的导热系所数的测定实验二套管换拱热器液-液换热实验实十验三中温辐射黑度的测冬定