07热工基础实验指导书

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1、M工基砒实验犒專吊ThermodynamicsandHeattransferBasicExperimentInstructor(BelongtoPyrologyStaffRoom)HefeiUniversityofTechnology2003.1(工程熱力曇实验丿实验一九俸疤压比勲客测足实验一、实验目的1、增强热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，了解气体比热容测定的基本原理和构思。2、学习木实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握山实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。3、学会实验屮所用各种

2、仪表的正确使用方法。二、实验原理rti工程热力学所知，气体定压比热容的定义式为：在没有对外界作功的气休定压流动过程屮，d/?二塑，此时气体的定压比热容可表示为:M(2)当气体在此定压过程中由温度口被加热至t2吋，气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定：(3)(kJ/kg°C)式中：M气体的质量流量，kg/s；QP气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s。大气是含有水蒸汽的湿空气，当湿空气由温度D被加热至t2时，其屮的水蒸汽也要吸收热量，这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。如果计算干空气的比热容，必

3、须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热虽，剩余的才是干空气的吸热量。在距室温不远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的，即可近似的表示为：Cp=A+Bt(4)由h加热到t2的平均定压比热容则为：f2Pmb订罟心+咛(5)这说明，此时气休的平均比热容等于平均温度tm=(t1+t2)/2时的定压比热容，因此，可以对某一气体在n个不同的平均温度㈡下测出其定压比热容Cpmi,然示根据最小二乘法原理。确定A、B：ytc.-yc.yva_Z/mipmiZ/miZ/pnuZ丄mt~(ix)Rd5-吃—从

4、而便可得到比热容的实验关系式。三、实验设备出口温度进口压力1进口温度rwnlazar■■杜瓦瓶屆调压器<1湿式气体流量计—1、空气(或其它气体)由风机经流量计送入比热容仪木体，经加热、均流、旋流、混流、测温后流出。气体流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电加热器的电压调节。2、该比热容仪可测量300°C以下气体的定压比热容四、实验步骤1、按图1所示接好电源线和测量仪表。经指导教师认可后接通电源，将选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽屮。2、小心取下流量计上的温度计。开动风机，调节流阀，使流量保持在预定值附近，

5、测出流量计出口处的干球温度ta和湿球温度two3、将温度计入回原位，调节流量，使它保持在预定值附近。调节电压，开始加热(加热功率的人小取决于气体流量和气流进出口温度差，可依据关系式Q=I2At/i进行估算，式中Q为加热功率，W；At为比热容仪本体进出口温度差，°C；t为每流过10升空气所需要的时间,S)o4、待出口温度稳定后(出口温度在10分钟内无变化或有微小变化，即可视为稳定)，即可采集实验数据，需采集的数据有：(1)每10升气体通过流量计时所需的时间t(S)；(2)比热容仪进口温度h与出口温度g(°C)；

6、(3)当时大气压力B(mmHg)和流量计出口处的表压力Ah(mmH2O)；(4)电加热器的电压U(V)和电流I(A)。5、改变电压，使出口温度改变并达到新的预定值，重复步骤4,在允许的时间内可多做几次实验。将上述实验数据填入所列的原始数据表中。五、计算公式1、根据流量计出口处空气的干球温度ta和湿球温度在干湿球温度计上读出空气的相对湿度①，再从湿空气的焰湿图上査出湿空气的含湿量d(g水蒸汽/kg干空气)，计算出水蒸汽的容积成分g_d/622匚一l+d/6222、电加热器消耗的功率可由电压和电流的乘积计算。3、

7、干空气流量为：R化(l-r.)(B+A/?/13.6)x133.32x0.01//,7=kg/s287亿+273.15)_4.645x107(1—g)(B+A/2/13.6)_仏+273.15)4、水蒸汽流量为：(1-Q(B+从/13.6)x133.32x0.01/z=I461.5(°+273.15)_2.889xlO*(〃+△〃/13.6)_心,+273.15)5、水蒸汽吸热量为：Q(1.844+0.0004886/)力kJIs=MJI.884©一心)+0.0002443(仔一彳)]6、T•空气吸热量为：Q

8、P=Q~Qw六、实验报告要求1、简述实验原理，简介实验装置和测量系统并画出简图。2、报告屮要有实验原始数据记录表，计算过程及计算结果。3、将实验结果表示在Cpm——"的坐标图上，用(6)和(7)式确定A、B,确定平均定压比热容与平均温度的关系式(5)和定压比热容与温度的关系式(4)。4、对实验结果进行分析和讨论。七、注意事项1、切勿在无气流通过的情况卜•使加热器投入工作，以免引起局部过热而损坏比热容