Техническая термодинамика: Методические указания к лабораторным работам

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный технический университет Краснотурьинский филиал УГТУ УПИ

Техническая термодинамика

Методические указания к лабораторным  работам

для студентов очного обучения

по направлению 552700-«Энергомашиностроение»

Краснотурьинск 2000 г

УДК 536.7

Техническая термодинамика. Методические указания к лабораторным работам. Краснотурьинск, Изд. УГТУ-УПИ, с.

Данное пособие содержит описание семи лабораторных работ и указания к их выполнению. Основу лабораторных работ представляют работы кафедры теоретической теплотехники УГТУ-УПИ. При описании лабораторных работ использовались методические указания, разработанные сотрудниками указанной кафедры: В.С.Белоусов, Б.П.Жилин, А.А.Морилов, Н.И.Сыромятников, Г.П.Ясников. «Техническая термодинамика. Методические указания к лабораторным работам. Часть I.» Свердловск, изд. УПИ, с.47,1991г.

Благодарим заведующего кафедрой профессора Г.П.Ясникова за предоставленную возможность воспользоваться лабораторной базой кафедры.

Методические указания предоставлены для студентов, обучающихся по  направлению 552700 – энергомашиностроение, изучающих курс “Техническая термодинамика и тепломассообмен”.

Рис.      .  Табл.        .  Библ.       . назв.        .

Составили:  Гулина С.А.

                     Салтыков Я.С.

                     Штро А.Н.

@ Филиал УГТУ-УПИ Краснотурьинск 2001.

Порядок проведения работ и составления отчетов.

1. Все студенты, пришедшие в лабораторию, обязаны пройти инструктаж по технике безопасности и расписаться в контрольном листе. Студенты должны строго выполнять требования техники безопасности, а нарушившие их, удаляются из лаборатории.

2. Без разрешения преподавателя установки не включать.

3. На каждом лабораторном стенде работают не более трех человек.

4. Пред выполнением работы следует внимательно прочитать описание работы, понять ее цель, порядок выполнения и обработки результатов. Доложить о готовности выполнения работы преподавателю, и после собеседования с ним начать эксперимент.

5. Во время эксперимента необходимо тщательно производить измерения по приборам, аккуратно записывать их показания  в заранее подготовленные таблицы.

6.  Работа считается выполненной после того, как студент покажет преподавателю результаты расчета, после утверждения их преподавателем  студент может составлять отчет по данной работе.

7.  Отчеты оформляются в тетради  лабораторных работ. На тетради должна быть указана фамилия и инициалы студента, номер группы. Отчет о работе должен содержать следующее:

-  название и цель работы;

-  принципиальную схему установки;

-  таблицы с опытными и расчетными данными;

-  расчет результатов по формулам и необходимые графики;

-  расчет погрешности искомой величины;

-  выводы по работе.

Работа №1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА ПРИ  ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ.

Цель работы.Экспериментальное определение средней теплоемкости воздуха при                                                                                                                                                                   

                            постоянном давлении C^’Pm методом проточного калориметра.

Введение                

Количество теплоты, которое необходимо сообщить единице вещества, чтобы изменить его температуру на один градус, называется удельной теплоёмкостью. Вещество может измеряться в килограммах, кубических метрах и молях. Поэтому различают удельную массовую теплоёмкость (С), удельную мольную теплоёмкость (МС, ) и удельную объёмную теплоёмкость (С¹,). Так как 1м³ газа в зависимости от давления и температуры может содержать разную массу, то при расчёте объёмной теплоёмкости он берётся при нормальных физических условиях, что и отражается в её размерности.

   Удельная теплоёмкость зависит от природы вещества, температуры и давлении среды, а также характера термодинамического процесса.

   В зависимости от характера процесса различают теплоёмкость при постоянном объёме (С_v) и постоянном давлении (С_р).

   В зависимости от температуры различают истинную теплоёмкость, т.е. теплоёмкость при данной температуре и среднюю в интервале температур.

В работе требуется:

1)  опытным путём определить среднюю теплоёмкость воздуха при постоянном давлении в интервале температур от комнатной до 30-60C.

2)  Сравнить опытное значение теплоемкости воздуха с табличными данными и определить погрешность эксперимента.

1.1.  Экспериментальная установка.

Экспериментальная установка состоит из стеклянного проточного калориметра 1 (рис.1), в котором помещен электрический нагреватель 1а, подводящий тепло к исследуемому воздуху. Для уменьшения тепловых потерь в окружающую среду стеклянная колба калориметра покрыта слоем теплоизоляционного материала 1б. Температура воздуха на входе в калориметр определяется по термометру 2, а на выходе – по термометру 3.

Воздух из помещения подают вентилятором 5, производительность которого регулируется посредством регулятора оборотов двигателя 6. Для измерения объёмного расхода воздуха, протекающего через калориметр, служит реометр 4.

Реометр представляет собой стеклянную трубку с делениями, внутри которой помещен поплавок 4а. При движении газа через ротаметр поплавок под его напором всплывает на высоту, пропорциональную расхода воздуха через прибор.

Мощность, подводимая к электронагревателю калориметра, регулируется автотрансформатором 9. Её величину определяют расчетным путем, измеряя силу тока миллиамперметром 7, а напряжение - вольтметром 8.