工热实验指导书

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1、《工程热力学》实验指导书工程热物理教研室编华北电力大学二OO九年十月1.实验总体目标通过实验能更好地理解丁•程热力学的•些现象和结论。学习一些实验仪器的使用方法。学习实验数据的处理方法。2.适用专业热能与动力工程、建筑环境与设备工程、核科学与核工程3.先修课程高等数学、人学物理4.实验课时分配实验项目学时实验一气体定斥比热容实验2实验二二氧化碳综合实验2实验三空气在喷管内流动性能测定实验2实验四饱和蒸汽压力和温度关系实验选做5.实验环境实验室环境干净整洁，水电齐全，能够满足实验的要求。在醒冃的地方冇实验原理的说明，便于教师讲解和学生熟悉实验的步骤。6.实验总体要求通过实验

2、能够帮助学生更好地理解工程热力学的一些基木原理。指导教师要提前做好准备，提高实验的效率。学生要提前预习实验的内容和要求（特别是注意事项），以免发生危险和损坏实验设备。按指导教师的要求书写实验报告，及时上交。7.本实验的重点、难点及教学方法建议本实验的璽点是气体定压比热容实验、二氧化碳圧缩综合实验和喷管实验，这三个实验都是综介性实验，涉及到水浴的使用，真空泵的使用，表压力及夷空度和绝对压力的关系,等等,需要大家对工程热力学的基本内容有清楚的了解。难点是在临界温度下定温压缩二氧化碳时不好把握，绘出來的图和理想压缩冇较大的差别，另外，如何通过间接方法求出二氧化碳的比体积也有一些

3、技巧。教学方法：学生提前预习，做实验Z前老师提问；学生仔细观察指导教师的演示；实验室对学生开放，-•次没有做成功，或者想更好地学握实验技巧的学生，可以跟指导教师预约时间另做。实验一气体定压比热容实验实验二一氧化碳综合实验实验三空气在喷管内流动性能测定实验…实验四饱和蒸汽压力和温度关系实验……37811实验一气体定压比热容实验一、实验目的1.了解气体比热容测定装置的基木原理和构思。2.熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。3.学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。二、实验类型综合性实验三、实验仪器实验所用的设备利

4、仪器仪表山风机、流量计、比热仪木体、电功率调节测量系统共四部分组成，实验装究系统如图1-1所示。装置屮采用湿式流量计测定气流流量，气流流量用调节阀1调整。流量计出口的恒温槽2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5维持供气压力稳定。图1-】测定空气定压比热容的全套装逊系统1-调节阀：2-流最计；3-比热仪本体；4-瓦待表；5-调压变压器：6-稳压器：7-风机比热容测定仪本体（图1-2）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（钳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

5、和混流网7组成。气体口进口管引入，进口温度计1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°C以下气体的定压比热。批注[微软用户1]:首先所有实验必须注意安全！认真听实验宗老师的介绍、听从实验室老师的安排！对于这个实验而言，公式较多，考虑的因素也较幺，最后的实验结果不-定能伞常精确;但只要细心,肯定能做出在-定精度范围内的非常漂亮的结果！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■出口温度计四、实验原理根据热力学第一定律解

6、析式，对可逆过程有：(1-1)6q=dll-vclp定压时dp=O(dh-vdp、(1-2)此式直接由5的定义导出，故适用于-•切工质。在没有对外界作功的气体的定压流动过程中：vdp=0；dh=5q=—^Q,,(1-3)m则气体的平均定压比热容可以表示为：/=―7-^—；kJ/ks°C(1-4)p式中：tn——气体的质量流量，kg/s；0,一气体在定压流动过程中的吸热量，kJ/s。山于比热随温度的升高而增大，在离开室温不很远的温度范围内，空气的定乐比热容打温度的关系可近似认为是线形的，即可近似表示为：cp=a+bt(1-5)则温度由八至°的过程屮所需耍的热量可表示为：q=

7、

8、(a+btlt(1-6)大气是含有水蒸气的湿空气。当湿空气气流山温度fj川热到°时，其小水蒸气的吸热虽仍可沿用式(1・6)计算，其中a=1.833,b=0.0003111,则水蒸气的吸热量为:Qw=叫f(1.833+0.0003111讪=/nM,[1.833(r2-r,)+0.0001556(r22-r,2)]kJ/s(1-7)式中：叫气流中水蒸气质量，kg/s<,则干空气的平均定压比热容由下式确定：(、—0(1_8)八伽-叫)“2一“)(加式中：〃7湿空气的质量流:S,kg/s；0,——为干空气气流的吸热量；Q；―为湿空