热工基础实验指导书-完整版

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1、宁波理工学院NingboInstituteofTechnology,ZhejiangUniversity热工实验指导书机电与能源工程分院实验中心二00七年八月目录实验一、空气绝热指数的测定........................................................1实验二、中温辐射时物体黑度的测试............................................5实验三、空气定压比热容测定..............................

2、........................10实验四、空气横掠单管时平均对流传热系数的测定..................15实验五、圆球法测定粒状材料导热系数......................................22实验六、喷管实验..........................................................................26实验七、静水压强实验....................................

3、..............................45实验八、能量方程（伯诺里方程）实验......................................49实验九、不可压缩流体恒定流动量定律实验..............................53实验十、毕托管测速实验..............................................................58机电与能源实验中心能源与环境工程实验室实验一、空气绝热指数的测定一、实验目的1.

4、学习测量空气绝热指数的方法。2.通过实验，培养运用热力学基本理论处理实际问题的能力。3.通过实验，进一步加深对刚性容器充气、放气现象的认识。二、实验原理在热力学中，气体的定压比热容c和定容比热容c之比被定义为该气体的绝热指数，pv并以k表示，即kc/c。pv本实验利用定量气体在绝热膨胀过程和定容加热过程中的变化规律来测定空气绝热指数k。该实验过程的P－V图，如图1所示。图中AB为绝热膨胀过程；BC为定容加热过程。因为AB为绝热过程，所以kkpVpV（1）AABBBC为定容过程，所以VV。BC假设状态

5、A与C所处的温度相同，对于状态A、C可得：pVpV（2）AACC将（2）式两边k次方得图1kk(pV)(pV)（3）AACC比较（1）、（3）两式，可得kkpApCpApAk()ppppABBC将上式两边取对数，可得ln(p/p)kAB（4）ln(p/p)AC因此，只要测出A、B、C三个状态下的压力P、P、P，且将其代入（4）式，即可ABC求得空气的绝热指数k。1机电与能源实验中心能源与环境工程实验室三、实验设备本实验的实验设备如图2所示。实验时，通过充气阀对刚性容器进行充气，至状态A，由U形管

6、差压计测得状态A的表压hA(mmH2O)，如图3状态A，我们选取容器内一分气体作为研究对象，其体积为VA，压力为PA，温度为TA，假设通过排气阀放气，使其压力与大气压被力相平衡，恰好此时的气体膨胀至整个容器（体积为VB），立即关闭排气阀，膨胀过程结束。因为PB=Pa（大气压力），由于此过程进行得十分迅速，可忽略过程的热交换，因此可认为此过程为定量气体的绝热膨胀过程，即由状态A(PA、VA、TA)绝热膨胀至状态B(PB、VB、TB)。（注意VB等于容器体积，VA为一小于容器体积的假象体积）。处于状态B的气体

7、，由于其温度低于环境温度，则刚性容器内的气体通过容器壁与环境交换热量，当容器内的气体温度与环境温度相等时，系统处于新的平衡状态C(PC、VC、TC)。若忽略刚性容器的体积变化，此过程可认为是定容加热过程。此时容器内气体的压力可由U形差压计测得hC(mmH2O)。至此，被选为研究对象的气体，从A状态经过绝热膨胀过程至B状态，又经过定容加热过程至C状态，且状态A、C所处的温度同为环境温度，实现了图1中所示的过程。图2实验设备示意图图3气体热力过程示意图四、实验步骤1.实验前，认真阅读实验指导书，了解实验原理。

8、2.进入实验室后，参考实验指导书，对照实物熟悉实验设备。3.实验中，由于对装置的气密性要求较高，因此，实验开始时，首先应检查装置的气密性。方法是，通过充气阀对刚性容器充气至状态A，使hA=200(mmH2O)左右，过几分钟后观察水柱的变化，若不变化，说明气密性满足要求；若有变化，则说明装置漏气。2机电与能源实验中心能源与环境工程实验室此步骤一定要认真，否则，将给实验结果带来较大的误差，同时读出hA的值。4.右手转动排气阀，在气