《工程热力学》课程实验指导书内蒙古科技大学能环学院流体力学与热工实验室2010年8月
1 《工程热力学》课程实验 指 导 书 内蒙古科技大学能环学院 流体力学与热工实验室 2010 年 8 月
目录实验一空气定压比热测定实验3实验二CO2p-v-t关系实验711实验三饱和蒸汽p-t关系实验2
2 目 录 实验一 空气定压比热测定实验 - 3 实验二 CO2 p-v-t 关系实验- 7 实验三 饱和蒸汽 p-t 关系实验- 11
实验一空气定压比热测定实验一、实验自的1、通过实验加深热物性实验研究方面的感性认识。促进理论联系实际，培养分析问题解决问题的能力。2、熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。3、了解气体比热测定装置的基本原理和构造，测定空气的定压比热。二、实验原理在计算热力过程中所交换的热量时，必须知道单位数量物质的热容量，即在加热（或者冷却）过程中，使单位物质的物质量的物质温度升高（或者降低）1℃所吸收（或者放出）的热量叫比热。C=4dt气体比热与过程的特性有关，因此相应地出现了定压比热和定容比热。本实验只作定压比热。OsCpm= Gg(tz-1)式中：Cpm一一空气定压比热Qg一一干空气吸收的热量Gg一一干空气的流量2,4一一干空气加热前后的温度1、0g=0-QQ=(IU-0.001RmlI2)×10-°KJ /s3
3 实验一 空气定压比热测定实验 一、实验目的 1、通过实验加深热物性实验研究方面的感性认识。促进理论联系实际，培 养分析问题解决问题的能力。 2、熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。 3、了解气体比热测定装置的基本原理和构造，测定空气的定压比热。 二、实验原理 在计算热力过程中所交换的热量时，必须知道单位数量物质的热容量，即在 加热（或者冷却）过程中，使单位物质的物质量的物质温度升高（或者降低）1℃ 所吸收（或者放出）的热量叫比热。 dq C dt = 。 气体比热与过程的特性有关，因此相应地出现了定压比热和定容比热。本实 验只作定压比热。 2 1 ( ) g pm Q C Gg t t = − 式中： Cpm ——空气定压比热 Qg——干空气吸收的热量 Gg——干空气的流量 2 1 t t, ——干空气加热前后的温度 1、Q Q Q g w = − 2 6 Q IU RmI KJ s ( 0.001 ) 10 / − = −
式中：I一一电流（A）V-一电压（V）Rm一一仪表内电阻（α）2、干空气流量的计算104h(1-r.)(B+x1013.6735.56PgV1000tGg =RgTo29.27(t0+273.15)4.6447×10-3r.(B+h/13.6)kg/sT(t。 + 273.15)式中：r一一水蒸汽的分压力（Pa)B一一大气压力（mmHg）h一一计量计出口处表的压力（mmH,O）一干球温度（℃）to-流入比热仪本体10升气体所需时间（s）2.水蒸气分压力r的计算：d/622r=1+d/622式中：d--含湿度d一由to、t,查含湿图可得3.水蒸气流量的计算：4
4 式中：I——电流（A） V——电压（V） Rm——仪表内电阻（ ） 2、干空气流量的计算 4 10 (1 )( ) 10 13.6 735.56 1000 29.27( 0 273.15) w h r B PgV Gg RgTo t − + = + 3 0 4.6447 10 ( /13.6) / ( 273.15) w r B h kg s t − + = + 式中： w r ——水蒸汽的分压力（Pa） B——大气压力（mmHg） h——计量计出口处表的压力（ mmH O2 ） 0 t ——干球温度（℃） τ——流入比热仪本体 10 升气体所需时间（s） 2.水蒸气分压力 w r 的计算： / 622 1 / 622 w d r d = + 式中：d-含湿度 d—由 0 t 、 w t 查含湿图可得 3.水蒸气流量的计算：
PV_28889X10~r(B+h/13.6) Kg/sGw =-RwTot(to + 273.15)4.水蒸气吸收的热量Qw=4.1868Gw[0.4404(t2-t)+0.00005835(t22-t°)]KJ/s三、试验仪器设备主要仪器设备有：比热仪本体、风机、流量计、稳压电源、电流表、电压表、秒表、温度计、湿度计、大气压力计算四、试验步骤1.熟悉试验仪器设备2.接通电源及测量仪表3.摘下流量计上的温度计。开动风机，调节节流阀，选择适当的流量。分别测出流量计出口空气的干、湿球温度to，%。4.将流量计上的温度计插回原处，调节节流阀，开启比热仪本体电源并逐渐升高电压。5.待出口温度稳定后，（10分钟之内无变化，即视为稳定），读取各读数6.改变气体流量，调节电压，重复几次。7.实验关闭，先关闭比热仪本体加热电源，5分钟后再关闭风机电源，整理仪器。五.实验数据记录及处理5
5 3 0 2.8889 10 ( /13.6) / ( 273.15) W w W W O P V X r B h G Kg s R T t − • + = = + 4.水蒸气吸收的热量 2 2 2 1 2 1 4.1868 [0.4404( ) 0.00005835( )] / Q G t t t t KJ s W W = − + − 三、试验仪器设备 主要仪器设备有：比热仪本体、风机、流量计、稳压电源、电流表、电压表、 秒表、温度计、湿度计、大气压力计算 四、试验步骤 1.熟悉试验仪器设备 2.接通电源及测量仪表 3.摘下流量计上的温度计。开动风机，调节节流阀，选择适当的流量。分别 测出流量计出口空气的干、湿球温度 0 , w t t 。 4.将流量计上的温度计插回原处，调节节流阀，开启比热仪本体电源并逐渐 升高电压。 5.待出口温度稳定后，（10 分钟之内无变化，即视为稳定），读取各读数 6.改变气体流量，调节电压，重复几次。 7.实验关闭，先关闭比热仪本体加热电源，5 分钟后再关闭风机电源，整理 仪器。 五.实验数据记录及处理