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时间:2018-08-31
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1、工程热力学实验实验一二氧化碳临界状态观测及P-v-t关系一、实脸目的l、了解CO2认临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识。2、加深对课堂所讲的工质的热力状态、凝结、汽化、饱和抹态等基本概念的理解。3、掌握氏的P-v-t的关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。4、学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。二、实验内容1、测定CO2的P-v-t的关系,在P-v坐标图绘出低于临界温度(t=20℃)、临界温度(t=31.1℃)和高干临界温度(t=20℃25℃)饱和温度与饱和压力之间的对应关系并与图四中绘出的t-P曲线比较。3、观屯则临界
2、状态(1)临界乳光(2)临界状态附近汽液两相模糊的理象(3)汽液整体相变现象(4)测定CO2的tc,Pc,Vc等临界参数并将实验所得的Vc值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比较,简述其差异原因。三、实验原理及设备1、整个实验装置由压力台.恒温器和试骏本体及其防护策三大部分组成,如图一所示:工程热力学实验图一 试验台系统图(1)恒温器 (2)试验台本体 (3)压力台CO2试验台系统图2、试验台本体如图二所示.其中图二 试验台本体1一高压容器;2一玻璃杯;3一压力油;4一水银;5一密封填料;6一填料压盖;7一恒温水套;8一承压玻璃管;9一CO2空间;10一温度计。3、
3、对简单可压缩热力系统.当工质处于平衡状态时.其状态参数P、V、t之间有: 或(l)本试验就是根据式(l),采用定温方法来测定CO2-v之间的关系。从而找出CO2的P-v-t的关系。工程热力学实验4、实验中由压力台送来的压力油进人高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进人预先装了CO2气体的承压玻璃管。CO2被压缩,其压力和容积通过压力台上的活塞杆进、退来调节,温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。5、实验工质二氧化碳的压力由装在压力台上的压力表读出(如要提高精度可由加在活塞转盘上的平衡砝码读出,并考虑水银柱高度的修正)。温度由插在恒温水套中的温度计读出。比容首先由承压玻
4、璃管内二氧化碳柱的高度来度量,而后再根据承压玻璃管内径均匀,截面积不变等条件换算得出。四、实验步骤1、按图一装好试验设备,并开启试验本体上的日光灯。2、使用恒温器调定温度(1)将蒸馏水注人恒温器内.注至离盖3一5cm为止。检查并接通电路,开动电动泵,使水循环对流。(2)旋转电接点温度计顶端的帽形磁铁调动凸轮示标使凸轮上端面与所要调定温度一致,要将帽形磁铁用横向螺钉锁紧,以防转动。(3)视水温情况,开关加热器.当水温未达到要调定的温度时,恒温器指示灯是亮的,当指示灯时亮时灭时,说明温度已达到所需恒温。(4)观察玻璃水套上两支温度计.若其读数相同且与恒温器上的温度计及电接点温度计标
5、定的温度一致时(或基本一致时)则可(近似)认为承压玻瑞管内的CO2温度处于所标定的温度。(5)当需要改变试验温度时,重复(2)-(4)即可。3、加压前的准备因为压力台的油缸容量比主容器容量小,需要多次从油杯里抽油、再向主容器充油,才能在压力表上显示压力读数。压力台抽油、充油的操作过程非常重要,若操作失误,不但加不上压力还会损坏试验设备,所以备必认真掌握。其步骤如下:(1)关闭压力表及进人本体油路的个阀门,开启压力台上油杯的进油阀。(2)摇退压力台上的活塞螺杆,直至螺杆全部退出,这时压力台油缸中抽满了油。(3)先关闭油杯阀门,然后开启压力表和进人本体油路的两阀门。(4)摇进活塞螺
6、杆,经本体充油,如此交复,直至压力表上有压力读数为止。工程热力学实验(5)再次检查油杯阀门是否关好,压力表及本体油路阀门是否开启.若均已德定即可进行实验。4、做好实验的原始记录及注愈事项(l)设备致据记录:仪器:仪表的名称、觅号、规格、量程、精度。(2)常规数据记录:室温、大气压、实验环境情况等。(3)测定承压玻璃管内CO2的质面比常数值。 由于充进承压玻璃管内的CO2的质量不便测量,而玻璐管内径或截面积(A)又不易测准,因而实验中是采用间接办法来确定CO2的比容,认为CO2的比容v与其高度是一种线性关系。具体如下: a)已知CO2的液体在20℃,100ata时的比容。v(
7、20℃l00ata)=0.00ll7m3/mg。 b)如前操作实地测出本试验台CO2的液体在20℃,100ata时时的CO2液柱高度Dh(m)(注意玻璃水套上刻度的标记方法)。c)由a可知∵v(20℃l00ata)==0.00ll7m3/mg ∴那么任意温度,压力下CO2的比容为: 式中Dh=h-h0h一任意温度,压力下水银往高度, h0一承压玻璃管内径顶端刻度。(4)试验中应注意以下几点: a)做各条定温线时.实验压力p≤100(ata),实验温度t≤50(℃)。 b)一般测取
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