Физика \ Техническая термодинамика

Техническая термодинамика: Методические указания к лабораторным работам, страница 3

                                                                   № Опыта

Показания манометра

К=

Среднее Кср

Начальные H1(мм н2о ст)

Конечные н2 (мм н2о ст

1

2

3

4

5

2.3 Обработка результатов эксперимента.

Так как в выражении (3) отношение давлений порядка единицы, то для вычисления К оно может быть упрощено. Разлагая логарифмы отношения в ряд, и ограничиваясь

линейным приближением, получим

                К=.

Поскольку в это выражение входят разности давлений, то от абсолютных давлений (Р1,Р2,Р3), входящих в уравнения (1),(2),(3), можно перейти к избыточным Н1 и Н2, измеряемым в опыте

К=            (4)

       В этом выражении показания манометра Н1 и Н2 можно подставлять в мм. Н2О. По вычисленным с помощью (4) значениями К, находят среднюю величину показателя адиабаты и сравнивают его с табличным:

Кср=

 Рассмотренный способ определения величины К= не является достаточно точным, так как действительный процесс расширения идёт не по адиабате, а по политропе с показателем n<к. Кроме того, из-за колебаний уровней в манометре трудно определить момент, когда давление расширяющегося газа станет равным атмосферному.

Работа №3

ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЯ ПОЛИТРОПЫ

Цель работы. Анализ процессов в поршневой машине.

3.1.         Описание индикаторной диаграммы

Индикаторную диаграмму можно получить (снять) с любой работающей поршневой машины при помощи особого прибора, называемого индикатором.

Индикаторная диаграмма представляет собой замкнутый контур, состоящий из ряда отдельных процессов, каждый из которых даёт графическое изображение характера изменения давления и объёма рабочего тела в различные периоды работы машины.

Индикаторная диаграмма поршневого компрессора (рис.4) состоит из следующих отдельных процессов: 4-1-всасывание рабочего тела (воздуха или другого газа); 1-2 –сжатие рабочего тела; 2-3 – выталкивание сжатого газа в нагнетательный трубопровод или в ресивер; 3-4 – расширение оставшегося в мёртвом пространстве сжатого газа.

                     Мёртвые точки

 


 Р      В сас 

P


                                   2      

        3                        

                                        d

                                          c

                                               b                                                                        P=1 бар

                                                        a                                M

 


     V0                                      Vh                                                                        V

Длина индикаторной диаграммы даёт в некотором масштабе объём, описываемый поршнем при его ходе из одного крайнего положения в другое (Vh). Этот объём называется рабочим объёмом цилиндра компрессора; на диаграмме он измеряется в мм.

Пространство между крышкой цилиндра компрессора и поршнем, находящимся в ближайшем крайнем положении, называется мёртвым пространством; объём мёртвого пространства (V0) также измеряется в мм.

Отношение объёма мёртвого пространства к рабочему объёму цилиндра называется относительным объёмом мёртвого пространства .

Индикаторная диаграмма двигателя внутреннего сгорания (рис. 5) состоит из следующих процессов: 0-1 – всасывание свежей смеси (топлива с воздухом); 1-2 – сжигание рабочей смеси (топлива, воздуха и остаточных газов); 2-3 – сгорание свежей смеси (в данном случае при V=const); 3-4 – расширение продуктов сгорания; 4-5 – выхлоп отработавших газов; 5-0 – выталкивание отработавших газов.

P

 


3

                                                                V

                                                 V            Vh

2                                                             V1

                                                          4        

о                                                      5              P=1 бар

                        Vh                                     m

                         V1

                                                                                 V   

Рис. 5. Индикаторная диаграмма двигателя

Объём Vh, описываемый поршнем, называется рабочим объёмом цилиндра двигателя. Пространство между крышкой и поршнем в ближайшей мёртвой  точке образует камеру сгорания. Объём камеры сгорания Vc и рабочий объём цилиндра Vh на индикаторной диаграмме измеряются в мм.

Отношение объёма рабочей смеси в начале сжатия (V1) к объёму рабочей смеси в конце сжатия (V2) называется степенью сжатия .

Перед снятием индикаторной диаграммы проводится линия атмосферного давления; на чертеже-задании и на рис. 4 и 5 это горизонталь с надписью над ней P=1бар.

Величина м на индикаторных  диаграммах представляет собой масштаб пружины индикатора, численно равный перемещению карандаша индикатора в мм при изменении давления в цилиндре машины на 1бар. (в технической системе единиц на 1ат = 1кг/см2).

3.2. Порядок выполнения работ.

Теоретически процессы сжатия и расширения в компрессорах и двигателях внутреннего сгорания рассматриваются как адиабатические. Реальные процессы всегда сопровождаются теплообменом. В начале сжатия рабочее тело получает тепло от горячих деталей машины (стенок цилиндра, крышки, поршня), а в конце процесса оно отдаёт им тепло.

Скачать файл