广东工业大学工程热力学实验报告

实验一 气体定压比热的测定实验一 气体定压比热的测定 一 实验目的和要求一 实验目的和要求 1 了解气体比热测定装置的基本原理和构思 2 熟悉本实验中的测温 测压 测热 测流量的方法 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 实验内容二 实验内容 通过测定空气的温度 压力流量 掌握计算热量的方法 从而求得比热值 和求得比热公式的方法 三 实验方法及测试数据处理实验方法及测试数据处理 1 接通电源及测量仪表 选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中 2 摘下流量计上的温度计 开动风机 调节节流阀 使流量保持在额定值附 近 测出流量计出口空气的干球温度 t0 3 将温度计插回流量计 调节流量 使它保持在额定值附近 逐渐提高电热 器功率 使出口温度升高至预计温度 4 待出口温度稳定后 出口温度在 10 分钟之内无变化或有微小起伏 即可 视为稳定 读出下列数据 每 10 升空气通过流量计所需时间 秒 比热仪进口温度 即流量计的出口温度 t1 和出口温度 t2 当 时相应的大气压力 B 毫米汞柱 和流量计出口处的表压 h 毫米水 柱 电热器的输入功率 W 瓦 5 根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度 从湿空气的干湿图查出含湿量 d 8 克 公斤干空气 并根据下式计算出水蒸气的容积成分 0127 0 62281 6228 622 1 622 d d rw 6 根据电热器消耗的电功率 可算出电热器单位时间放出的热量 千卡 秒 3 101868 4 W Q 得 千卡 秒 3 3 1 1039 2 101868 4 10 Q 千卡 秒 3 3 2 1078 4 101868 4 20 Q 千卡 秒 3 3 3 1017 7 101868 4 30 Q 7 干空气流量 质量流量 为 15 273 27 29 1000 1056 735 10 6 13 1 0 4 0 t hBr TR VP G w g g g 公斤 秒 15 273 6 13 1 106447 4 0 3 t hBrw 得 公斤 秒 3 3 1 1007 5 15 273 5 1624 6 133134 7660127 01106447 4 gG 公斤 秒 3 3 2 10867 4 15 2735 1625 6 133134 7660127 01106447 4 gG 公斤 秒 3 3 3 1075 4 15 273 5 16 6 25 6 133134 7660127 0 1106447 4 gG 8 水蒸气流量为 15 273 06 47 1000 1056 735 10 6 13 0 4 0 t hBr TR VP G w w w w 公斤 秒 15 273 6 13 108889 2 0 3 t hBrw 得 公斤 秒 6 3 w1 100566 4 15 273 5 16 24 6 13 3134 766 0127 0 108889 2 G 公斤 秒 6 3 w2 10894 3 15 2735 16 25 6 13 3134 766 0127 0 108889 2 G 公斤 秒 6 3 w3 1080125 3 15 273 5 16 6 25 6 13 2634 766 0127 0108889 2 G 9 水蒸气吸收的热量 00005835 0 4404 0 0001167 0 4404 0 2 1 2 212 2 1 ttttGdttGQ t t www 千卡 秒 得 5226 1 100376 6 5 165000005835 0 5 16504404 0 100566 4 W Q 千卡 秒 5226 2 109712 7 5 16 5 6200005835 0 5 16 5 624404 0 10894 3 W Q 千卡 秒 4226 3 102478 15 169000005835 0 5 16904404 0 1080125 3 W Q 千卡 秒 10 空气的定压比热为 千卡 公斤 1212 0 2 1 ttG QQ ttG Q C g w g gt t m 得 千卡 公斤 0137 0 5 16 501007 5 106 0376 1039 2 3 53 10 2 1 t t m C 千卡 公斤 021 0 5 16 5 6210867 4 107 9712 1078 4 3 53 20 2 1 t t m C 千卡 公斤 024 0 5 16 901075 4 101 2478 1017 7 3 43 30 2 1 t t m C 11 比热随温度的变化关系 假定在 0 300 之间 空气的真实定压比热与温度之间近似地有线性关系 则由 t1到 t2的平均比热为 2 12 12 0 2 12 1 tt ba tt dtbta C t tt t m 因此 若以 为横坐标 为纵坐标 如图 2 则可根据不 2 12 tt 2 1 0 t t m C 同的温度范围内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 四 实验注意事项四 实验注意事项 1 切勿在无气流通过的情况下使电热器投入工作 以免引起局部过热而损坏 比热仪主体 2 输入电热器的电压不得超过 220 伏 气体出口最高温度不得超过 300 3 加热和冷却要缓慢进行 防止温度计和比热仪主体因温度骤增骤降而破裂 4 停止试验时 应切断电热器 让风机继续运行十五分钟左右 温度较低时 可适当缩短 模块三 可视性饱和蒸汽压力和温度关系模块三 可视性饱和蒸汽压力和温度关系 一 实验目的一 实验目的 1 通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系 加深对饱和状态的理解 从 而树立温度达到对应于液面压力的饱和温度时 沸腾便会发生的基本概念 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 观察小容积的泡态沸腾现象 二 实验内容和要求二 实验内容和要求 1 通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系 加深对饱和状态的理解 从 而树立温度达到对应于液面压力的饱和温度时 沸腾便会发生的基本概念 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 观察小容积的泡态沸腾现象 三三 实验主要仪器设备和材料实验主要仪器设备和材料 本实验使用可视性饱和蒸汽压力和温度关系实验仪 m 型 实验装置主要 由加热密封容器 产生饱和蒸汽 电接点压力表 0 1 0 1 5Mpa 调压器 0 220V 电压表 图中未示出 水银温度计 0 220 测温度 管底注 入少量机油 用来传递和均解剖学温度 和透明玻璃窗等组成 参见图 采用 电接点压力表的目的 在于使用于能限制压力的意外升高 起到安全保护作用 图 6 实验装置图 四四 实验方法 步骤及结构测试实验方法 步骤及结构测试 1 熟悉实验装置的工作原理 性能和使用方法 2 将调压器指针置于零位 然后接通电源 3 将电接点压力表的上限压力指针拔到稍高于最高试验压力 例如 0 8Mpa 的位置 4 将调压器输出电压调至 200 220V 待蒸汽压力升至接近于第一个设定 压力值时 将电压降至 20 50V 左右 参考值 由于热惯性 压力将会继续 上升 待压力达到设定值时 再适当调整电压 提高或降低 使工况稳定 压 力和温度基本保持不变 此时 立即记录下蒸汽的压力和温度 重复上述实验 在 0 0 8Mpa 表压 范围内 取不少于 6 个压力值 顺序分别进行测试 实验 点应尽可能分布均匀 5 实验完毕后 将调压器指针旋回零位 并断开电源 6 记录实验环境的温度和大气压力 注 1 本设备也可采用逐点自控制压力的方法进行测试 在控制的压力值下 没 定相对应的饱和温度 但利用电接点控制 接点时接时离 温度不易稳定 且有损设备的使用寿命 所以不推荐使用 2 本装置允许使用压力为 0 8Mpa 表压 不可超压操作 五五 实验报告要求实验报告要求 1 记录与计算 饱和压力 Mpa 饱和温度 误差实 验 序 数 压力 表读 值 P 大气 压力 B 绝对压力 P P B 温度 计读 值 t 标准值 t ttt 100 tt 备 注 10 150 1020 252110111 41 41 26 20 270 1020 372130129 90 10 007 30 380 1020 482140141 81 81 27 40 500 1020 602150151 81 81 18 50 660 1020 762160162 62 61 59 60 760 1020 862165168 33 31 96 2 绘制 P t 关系曲线 将实验结果点在坐标中 请除特殊偏离点 绘制曲线 3 整理成经验公式 将实验点绘制在双对数坐标中 实验曲线将基本呈一直线 所以饱和水蒸 汽压力和温度的关系可近似整理成下列经验公式 4 100tP 实验注意事项 1 测试时 建议以从低到高的顺序进行测试 2 实验时 不必硬性规定各测试点的数值 可以根据试验情况 在适当地稳 定工况下 测读出数据来 六 思考题六 思考题 1 模块二实验中为什么要保持加压 或降压 过程缓慢进行 答 加压或降压过程缓慢进行加压或降压过程缓慢进行 以保证定温条件 否则 将来不及平衡 使读数不以保证定