ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОШЕНИЯ ТЕПЛОЕМКОСТЕЙ ВОЗДУХА
Лекции.Орг

Поиск:


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

Дата добавления: 2018-10-18; просмотров: 207 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов


Читайте также:

Рекомендуемый контект:


Поиск на сайте:



© 2015-2020 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.006 с.