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《圆球导热系数、中温法向实验指导书、气体定压比热、空气绝热指数.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。实验气体定压比热测定一、实验目的1.了解气体比热测定装置的基本原理和装置结构。2.熟悉本实验中温度、压力、热量、流量的测量方法。3.掌握由测量数据计算定压比热的方法。4.分析本实验中误差产生的原因及减小误差的可能途径。二、实验原理根据定压比热的概念,气体在t℃时的定压比热表示为dq(1)cpdt当式(1)的温度间隔dt为无限小时,cp即为某一温度t时气体的真实定压比热(由于气体的定压比热随温度的升高而增大,因此在给出定压比热的数值时,必
2、须指明是哪个温度下的定压比热)。如果已得出cpft的函数关系,温度由t1至t2的过程中所需要的热量即可按下式求得:22)dt(2)qcpdt(abtct211上式采用逐项积分来求热量十分复杂。在本实验的温度测量范围内(不高于300℃),空气的定压比热与温度的关系可近似认为是线性,即可表示为:cpabt(3)则温度由t1至t2的过程中所需要的热量可表示为:t2qabtdt(4)t1由t1加热到t2的平均定压比热容则可表示为:t2btdtat1t2t2t1a(5)cpt1t2b2t1实验中,经过实验装
3、置是湿空气,当湿空气气流由温度t1加热到t2时,其中水蒸气的吸热量可用式(4)计算,其中a1.833,b0.0003111,则水蒸气的吸热量为:资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。Qwmwt20.0003111tdt1.833t1mw1.833t2t10.0001556t22t12kJ/s(6)式中:mw——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:t2QpQpQw(7)cpmt1(mmw)t2t1(mmw)t2t1式中:Qp为湿空气气流的吸热量。实
4、验装置中采用电加热的方法加热气流,由于存在热辐射,不可避免地有一部分热量散失于环境,其大小取决于仪器的温度状况。只要加热器的温度状况相同,散热量也相同。因此,在保持气流加热前、后的温度仍为t1和t2的前提下,当采用不同的质量流量和加热量进行重复测定时,每次的散热量是相同的。于是,可在测定结果中消除这项散热量的影响。设两次测定时的气体质量流量分别为m1和m2,加热器的加热量分别为Q1和Q2,辐射散热量为Q,则达到稳定状况后能够得到如下的热平衡关系:Q1Qp1Qw1Q(m1mw1)cpmt2t1Qw1
5、QQ2Qp2Qw2Q(m2mw2)cpmt2t1Qw2Q两式相减消去Q项,得到:t2Q1Q2Qw1Qw2kJ/(kg℃)(8)cpmt1m1m2mw1mw2t2t1三、实验装置实验所用的设备和仪器仪表由风机、流量计、比热仪本体、电功率调节测量系统共四部分组成,实验装置系统如图1所示。装置中采用湿式流量计2测定气流流量,采用小型鼓风机7作为气源设备,气流流量用节流阀1调整,电加热量使用调压变压器5进行调节,并用功率表4测量。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。图1测定空气定
6、压比热容的实验装置1-节流阀;2-流量计;3-比热仪本体;4-功率表;5-调压变压器;6-稳压器;7-风机比热容测定仪本体(图2)由内壁镀银的多层杜瓦瓶2、温度计1和8(铂电阻温度计或精度较高的水银温度计)、电加热器3、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,温度计1测量空气进口初始温度,离开电加热器的气体经均流网4均流均温,温度计8测量出口温度。该比热仪可测300℃以下气体的定压比热。四、实验数据处理方法实验中需要测定干空气的质量流量m、水蒸气的质量流量mw、电加热器的加热
7、量(即气流吸热量)Qp和气流温度等数据,测定方法如下:1.干空气的质量流量m和水蒸气的质量流量mw图2比热容测定仪结构原理图1、8-温度计;2-多层杜瓦瓶;3-资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。首先,在不启动电加热器的情况下,经过节流阀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0(由流量计上的温度计测量)和相对湿度。根据0tt与值,由湿空气的焓湿图确定含湿量,并计算出水蒸气的容积成分yw:ywd/622(9)1d/622于是,气流中水蒸气的分压力为pwyw
8、p(10)式中:p——流量计中湿空气的绝对压力,Pa:p10B9.81h(11)式中:B—当地大气压,kPa;由大气压力计读取。h—流量计上U型管压力计读数,mm水柱;调节变压器到适当的输出电压,开始加热。当实验工况稳定后,测定流量计每经过单位体积气体所需要的时间以及其它数据。水蒸气的质量流量计算如下:mwpw(V/)kg/s(12)RwT0式中:Rw——水蒸气的气体常数:Rw461J/(kgK)(13)T0——绝对温度,K。干空气的质量流量计算如下:mgpgV/(14)kg/sR
