Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Определение отношения теплоемкостей воздуха

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

 

Методические указания по выполнению лабораторных работ

 

 

Омск

Издательство ОмГТУ

2008

Составители: В.П Белоглазов, канд. техн. наук, доцент,

              Н.В. Кондратьев, канд. техн. наук.

 

 

Предназначено для студентов дневного, дистанционного и заочного обучения по специальностям 104101 «Тепловые электрические станции» и 104104
«Промышленная теплоэнергетика»

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета
Омского государственного технического университета

 

 


ВВЕДЕНИЕ

Предлагаемые методические указания предназначены для предварительной подготовки студентов к проведению лабораторных работ по курсу. «Теоретические основы теплотехники» соответствующих разделов «Техническая термодинамика» для специальности «Тепловые электрические станции», «Промышленная теплоэнергетика» могут быть использованы и для курса «Теоретические основы теплотехники» не энергетических специальностей.

В методических указаниях даны цель работы, теоретическая часть, схема и описание экспериментальной установки, порядок проведения работы, ее оформление и порядок защиты. Даны рекомендации по содержанию отчета лабораторной работы.

Студент допускается к проведению лабораторной работы, если преподаватель убедится, что студент в полном объеме (с точки зрения теории и описания проведения эксперимента) готов к ее выполнению.

 

Лабораторная работа № 1

Определение удельной теплоемкости воздуха при постоянном давлении

Цель работы: экспериментальное определение теплоемкости воздуха при постоянном давлении.

Теоретические положения

 

Теплоемкостью тела называют количество теплоты, необходимое для изменения его температуры на 1 К.

В зависимости от того, в каких единицах задано количество вещества, в расчетах используют следующие удельные теплоемкости:

массовую теплоемкость c, отнесенную к 1 кг массы, Дж/(кг К);

молярную теплоемкость µс, отнесенную к 1 кмоль вещества, Дж/(кмоль К);

объемную теплоемкость с’, отнесенную к количеству вещества, содержащемуся в 1 м3 при нормальных физических условиях, Дж/(нм3 К).

Массовая теплоемкость в процессе при постоянном давлении обозначается ср и называется изобарной, а в процессе при постоянном объеме с v – изохорной.

Согласно уравнения Майера: срс v = R. R – удельная газовая постоянная представляет собой работу расширения 1 кг газа при его нагреве на 1 К при постоянном давлении.

 

Схема и описание лабораторной установки

Схема экспериментальной установки приведена на рис.1. На передней панели находится двухканальный измеритель температур (5) 2ТРМО, подключённый к двум хромель-копелевым термопарам t1 и  t2  рис.2, источник питания постоянного тока (3), ротаметр (4), тумблер «Сеть», тумблёр включения компрессора (2), разъемы (8) для подключения вольтметра (мультиметра) (9), переключатель (7) для измерения напряжения Uн на нагревателе и падения напряжения Uо на образцовом сопротивлении Rо.

На рис.2 приведена схема рабочего участка. Воздух при температуре t1 подаётся компрессором (11) через холодильник (12) и ротаметр (13) по трубке (14), покрытой тепловой изоляцией (17), в сосуд Дьюара (15). В трубке (14) находится нихромовый нагреватель (16) к которому последовательно подключено образцовое сопротивление Ro = 0,1 Ом. Протекая через трубку (14), воздух нагревается. Нагреватель питается от плоемкостью тока (ИП). Напряжение на нагревателе Uн  и напряжение на образцовом сопротивлении Uо измеряется вольтметром (мультиметром). Температура воздуха на входе в сосуд Дьюара t1 и температура воздуха на выходе t2 из трубки (14) после нагрева измеряется прибором 2ТРМО. Объёмный расход воздуха G измеряется ротаметром (13).

 

Проведение опытов и обработка результатов измерений

 

1. Включить питание установки тумблером «Сеть», измеритель температуры (5) тумблером (6), компрессор тумблером (2).

2. Включить питание нагревателя кнопочным выключателем (3) источника питания и установить первое значение напряжения Uн = 3 В.

3. Включить мультиметр и измерить точное значение Uн и Uо, переключая тумблер (7) в соответствующие положения.

4. Через 2 – 3 минуты (по достижении стационарного режима) произвести отсчёт температур t1 и   t2  по измерителю 2ТРМО и объёмного расхода воздуха V по ротаметру (4).

5. Пункты 3 – 5 повторить для следующих значений напряжения на нагрева-теле: Uн = 4; 5; 6; 7 В.

 

 Рис. 1. Схема экспериментальной установки.               Рис. 2. Схема рабочего участка.

Измеренные величины:

t2 – температура холодного воздуха на входе в сосуд Дьюара в °С;

t1  – температура нагретого воздуха на выходе из сосуда Дьюара в °С;

V – объёмный расход нагреваемого воздуха м3/с;

Uн – напряжение на нагревателе, В;

Uо  – напряжение на образцовом сопротивлении, мВ.

 

Расчётные величины:

 

Массовый расход воздуха:

G= V ρв

где rв – плотность воздуха на входе в компрессор при нормальных условиях
rв = 1,29 кг/м3.

Ток в нагревателе

I = Uо/ Rо

величина образцового сопротивления: R0 = 0,1 Ом;

Тепло, выделяемое нагревателем и передаваемое воздуху;

Q = Uн I

Зная температуры до и после передачи воздуху тепла от нагревателя, а так же его расход, можно определить теплоёмкость воздуха при постоянном давлении.

Показания приборов во время опытов (измеренные величины) и расчетные величины следует записать в таблицу

 

Таблица

№ п/п t1 °С t2 °С Uн, В Uо, мВ I, A Q, Вт V, м3 срm Дж/кг × К
1                
2                
3                

 

Содержание отсчета

В отчет должны быть включены:

1) схема и описание лабораторной установки;

2) порядок проведения работы, основные теоретические положения;

3) таблица наблюдений и расчет средней массовой изобарной теплоемкости срm на основании опытных данных;

4) определение через срm теплоемкостей с’pm, mсpm, сvm, с’vm, mсvm в системе СИ;

5) ответы на контрольные вопросы.

 

 

Контрольные вопросы.

1. Как связаны между собой мольная, массовая и обьемная теплоемкости?

2. Что такое массовая, обьемная, средняя и мольная теплоемкости?

3. В чем разница между истинной и средней теплоемкостями?

4. Как связаны между собой изохорная и изобарная теплоемкости?

 

 

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА

C рv – ПОКАЗАТЕЛЯ АДИАБАТЫ

Цель работы: экспериментальное определение показателя адиабаты воздуха.

 



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Сроки тренировок перед сдачей экзамена. | Проведение опыта и обработка результатов измерений
Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-18; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 345 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Начинайте делать все, что вы можете сделать – и даже то, о чем можете хотя бы мечтать. В смелости гений, сила и магия. © Иоганн Вольфганг Гете
==> читать все изречения...

2312 - | 2095 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.