工程热力学——实验指导书

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1、《工程热力学》课程实验指导书实验一空气绝热指数测定一、实验目的1、测定空气的绝热指数K和空气的比热Cp和CV2、熟悉以绝热膨胀、定容加热基本热力过程为工作原理的测定绝热指数实验方法；3、演示刚性容器充放气过程的热过程现象二、实验装置及原理空气绝热指数测定装置如图所示，利用气囊往有机玻璃容器内充气，通过U型压力计测出容器内压力P1，压力稳定后，突然打开阀门5并迅速关闭。在此过程中，空气绝热膨胀，在U型压力计上显示出膨胀后容器内的空气压力P2；然后，持续一小时左右，使容器中的空气与实验环境的空气进行热交换，最后达到平衡，即容器中的空气温度与环境温度相等。此时，U型压

2、力计显示出温度平衡后容器中空气压力P3。三、实验方法与步骤1、测试前的准备1）将阀门5的锥形塞拔出，抹上一些真空油，以改善阀门的密封性能。抹油后安装就位并拧紧。2）在阀门5开放的情况下（即容器与大气相通），用医用注射器将蒸馏水注入U型压力计120～150mm左右的水柱高。水柱内应不含气泡。如有气泡，应设法排除。3)调整装置的水平位置，使U型压力计两水管中的水柱高在一个水平线上。2、测试步骤1）记录U型空压计初始读数h0。2）关闭阀门5，把容器拧紧。3）用气囊往有机玻璃容器内缓慢充气，容器内的压力由U型压力计的水柱差显示。此时的压差150～200mm水柱为宜。待压

3、力稳定后，记录下此时的压差值△h。4）突然打开阀门5并迅速关闭。空气绝热膨胀后，在U型管内显示出膨胀后容器的气压。记录此时的压差值△h2.5）持续1～2小时后，待容器内空气的温度与测试现场的大气温度一致时，记下此时容器内空气压力的压力差△h36）一般要求重复三次测试，取其测试结果的平均值。四、实验注意事项1、气囊往往要漏气，充气后必须用夹子将胶皮管夹紧。2、在测试过程，测试现场的温度要求保持基本恒定。不然，很难测出可靠的数据。五、实验报告及要求1、按照原始数据求出k值。2、分析影响测试结果的因素。实验二二氧化碳临界态观测及PVT关系测定一、实验目的1、了解CO2

4、临界状态的观测方法,增加对临界状态的概念的感性认识。2、加深对课堂所讲的工质状态,凝结,汽化,饱和状态等基本概念的理解。3、掌握CO2的p-v-l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，恒温器等热工仪器的正确使用方法。二、实验内容1、测定CO2的p-v-l关系，在p-v-l坐标系中绘出低于临界温度（t=20℃）临界温度(t=31.1℃)和高于临界温度(t=50℃)的三条等温曲线,并于标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析其差异原因。2、观测CO2在低于临界温度时（t=25℃，27℃）饱和温度和饱和压力之间的对应关系，

5、并与图四中的t-p曲线相比较。3、观测临界状态⑴临界状态附近汽液两相模糊的现象⑵汽液整体相变现象⑶观测CO2的t，p，v等临界参数，并将实验所地的v值与理想气体状态方程和繁德瓦尔方程的理论值相比较，简述其差异原因三、实验设备及原理整个实验装置由压力台、恒温器和试验台本体及其防护罩等三大部分组成（如图一）。试验台本体如图二所示。其中1-高压容器；2-玻璃杯；3-压力油；4-水银；5-密封填料；6-填料水套；7-恒温水套；8-承压玻璃管；9-CO2空间；10-温度计。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：E（p，v，t）=0或t=f

6、（p，v）本试验就是根据式（1），采用定温方法来测定CO2的p-v之间的关系，从而找出CO2的p-v-t关系。实验中，由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装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的进、退来调节。温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。实验工质二氧化碳的压力，又装在压力台上的压力表读出（如果提高精度，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。比容首先由承压玻璃管内二氧化碳柱的高度来测量，而后再根据承压玻璃管内均匀、截面不变等条件换算出。四、

7、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、恒温器准备及温度调节。⑴将蒸馏水注入恒温器内，注至离盖30～50mm，检查并接通电路，开动电动泵，使水循环对流。⑵旋转点接点温度计顶端的帽形磁铁，跳动凸轮示标，使凸轮上端面与所要调定的温度一致，再将帽形磁铁用横向螺钉锁紧，以防转动。⑶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，当指示灯时亮时灭闪动时，说明温度已达到所需恒温。⑷观察玻璃水套上的温度计，若其读书与恒温器的温度计及电接点温度计所标定的温度一致时（或基本一致），则可（近似）认为承压玻璃管内的CO2的温度处于所标定

8、的温度。⑸当需要改变试验