《工程热力学》实验指导书

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1、《工程热力学》实验指导书汕头大学机电系23前言二、实验要求（1）实验前应预习实验指导书，了解本次实验的目的、原理和方法。（2）进入实验室后，应注意听取指导教师对实验方法的讲授，待完全弄清楚实验方法与步骤后，方能动手实验。（3）实验时，应注意观察实验现象，细心读取实验数据。若对实验结果有疑问，应重做实验。（4）实验过程中，须保持实验场所整洁安静，做到文明实验。应爱护仪器设备及实验室其他公物，末经允许不得随便打开或关闭实验室的电路开关，如有设备损坏应立即报告指导教师。总之，应以严肃的态度，严格的要求，严密的方法，一丝不苟的操作来对待实

2、验，完成实验技能的训练任务。三、实验报告要求实验报告一般包括以下几项内容：（1）班级、姓名、学号及实验日期；（2）实验名称、实验目的、实验原理、实验装置简图及仪器设备简介；（3）实验现象的描述、原始数据记录、实验数据的处理及实验结果；23实验一(1)工程热力学实验1实验目的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。2实验原理所谓比热容是指单位物理量的物体温度升高1度所需的热量，简称比热。

3、根据选用计量物量的单位不同，有质量比热、容积比热和摩尔比热之分。通常用质量千克作为计量物量的单位，得到的是质量比热，它的单位是千焦/千克•开（kJ/kg•K）。用符号表示，则或kJ/kg•K（2-1）气体的定压比热容是计算在定压变化过程中气体吸入（或放出）的热量的一个重要参数，所以气体定压比热容的测定实验是工程热力学基本实验之一，实验中涉及温度、压力、热量（电工）、流量等基本量的测量，计算中用到比热及混合气体（湿空气）方面的基本知识。引用热力学第一定律解析式，对可逆过程有：和（2-2）定压时（2-3）此式直接由的定义导出，故适用于

4、一切工作介质。在没有对外界做功的气体的等压流动过程中：（2-４）则气体的定压比热容可以表示为：kJ/kg•℃（2-5）式中：——气体的质量流量，kg/s；——气体在等压流动过程中的吸热量，kJ/s。大气是含有水蒸气的湿空气。当湿空气气流由温度加热到时，其中水蒸气的吸热量为：=kJ/s（2-6）式中：——气流中水蒸气质量，kg/s。23则干空气的平均定压比热容由下式确定：（2-7）式中：——为湿空气气流的吸热量。设两次测定时的气体质量流量分别为和，加热器的加热量分别为和，辐射散热量为，则达到稳定状况后可以得到如下的热平衡关系两式相减

5、消去项，得到kJ/kg•℃（2-8）3实验设备实验所用的设备和仪器仪表由风机、流量计，比热仪本体、电工率调节测量系统共四部分组成，实验装置系统如图2.1所示。装置中采用湿式流量计测定气流流量。流量计出口的恒温槽用以控制测定仪器出口气流的温度。装置可以采用小型单级压缩机或其它设备作为气源设备，并用钟罩型气罐维持供气压力稳定。气流流量用调节阀调整。比热容测定仪本体（图2.2）由内壁镀银的多层杜瓦瓶2、进口温度计1和出口温度计8（铂电阻温度计或精度较高的水银温度计）电加热器3和均流网4，绝缘垫5，旋流片6和混流网7组成。气体自进口管引入

6、，进口温度计4测量其初始温度，离开电加热器的气体经均流网4均流均温，出口温度计8测量加热终了温度，后被引出。该比热仪可测300℃以下气体的定压比热。图2.1测定空气定压比热容的实验装置系统1-节流阀；2-流量计；3-比热仪本体；4-瓦特表；5-调压变压器；6-稳压器；7-风机23图2.2比热容测定仪结构原理图1-进口温度计；2-多层杜瓦瓶；3-电加热器；4-均流网；5-绝缘垫；6-旋流片；7-混流网；8-出口温度计4实验方法及数据处理实验中需要测定干空气的质量流量、水蒸气的质量流量、电加热器的加热量（即气流吸热量）和气流温度等数据

7、，测定方法如下：(1)干空气的质量流量和水蒸气的质量流量电加热器不投入，摘下流量计出口与恒温槽连接的橡皮管，把气流流量调节到实验流量值附近，测定流量计出口的气流温度（由流量计上的温度计测量）和相对湿度。根据与值由湿空气的焓-湿图确定含湿量g/kg，并计算出水蒸气的容积成分（2-9）于是，气流中水蒸气的分压力为N/m2（2-10）式中：——流量计中湿空气的绝对压力（Pa）：（2-11）式中：——当地大气压，kPa；——流量计上压力表（U型管）读数，mmH2O柱；接上橡皮管，开始加热。当实验工况稳定后测定流量计每通过（m3）（例如0.

8、01m3）气体所花的时间（s），以及其它数据。水蒸气的质量流量计算如下：kg/s（2-12）式中：——水蒸气的气体常数：J/（kg•K）（2-13）23——绝对温度，K。干空气的质量流量计算如下：kg/s（2-14）——干空气的气体常数：J/（kg