Краткие теоретические сведения по темам лабораторных работ, описание лабораторных стендов и методика проведения измерений, страница 10

q = cm t”  t” – cm t’  t’                                              (1)

Например, в таких таблицах могут быть представлены средние теплоемкости для интервалов 0…2000, 0…3000 и т.д. Обозначение таких теплоемкостей – сm200, c m300  и т.д. Соответственно теплоприток при нагревании от 2000 до 3000С определится по формуле

q = c m300.3000 - сm200.2000.

Для расчета теплопритоков при малых изменениях температуры газа  используют таблицы истинной теплоемкости:

q = c (t” – t’).                                                   (2)

Здесь с – удельная теплоемкость, взятая по таблице истинной теплоемкости при средней температуре процесса

t » (t” + t’)/2.                                                    (3)

В частности, если процесс изобарный и известен массовый G, кг/с, или объемный V, м3/с, расходы, то теплоприток Q, Вт, определяют по формулам

Q = G cP (t” – t’),     [cP]=кДж/(кг.К),                                  (4)

или

Q = V cP’ (t” – t’),     [cP‘]=кДж/(м3 К).                               (5)

Следует иметь ввиду, что объемный расход газа V, м3/c,  должен быть приведен к нормальным условиям – давлению рН=760 мм рт. ст. и температуре ТН=293 К.

При необходимости максимально точных расчетов, когда учитывается влияние также и давления на теплоемкость, теплопритоки q вычисляют по точным формулам, вытекающим непосредственно из первого закона термодинамики.  Например, при изобарном процессе

q = h”- h’, кДж/кг.                                              (6)

где значения удельных энтальпий находят в таблицах термодинамических свойств рабочих тел.

2.Описание лабораторного стенда

Проточный калориметр (см. рис.1) представляет собой сосуд Дьюара, теплоизолированный от внешней среды. В калориметре размещен электронагреватель, через калориметр пропускается поток воздуха, расход которого измеряется расходомером. На входе и выходе потока воздуха из калориметра установлены датчики температуры, позволяющие определить прирост температуры при данном расходе

воздуха при данной мощности теплового потока, подведенного к потоку воздуха от электронагревателя. Устройство калориметра призвано обеспечить выполнение условия: вся измеренная мощность электронагревателя будет передана только потоку проходящего через калориметр воздуха. При этом условии повышение температуры воздуха, проходящего через калориметр, определяется только его теплоемкостью. Соответственно по приросту температуры  может быть определена теплоемкость воздуха, если известен его расход и подведенная к нему тепловая мощность.

Рис.1. Принципиальная схема лабораторной установки.

3- U-образный манометр для измерения перепада давления на капиллярной трубке; 9-выходная трубка для воздуха, поступающего в калориметр через отверстие в пробке, закрывающей калориметр; 10 - спираль электрического нагревателя; 11- дифференциальная термопара для измерения прироста температуры в потоке воздуха, проходящего через калориметр 13- внешние стенки калориметра (сосуд Дьюара); 12-капиллярная трубка для измерения расхода воздуха по перепаду давления в ней;

На панели управления (фото 2) размещено следующее оборудование: