Физика \ Техническая термодинамика

Техническая термодинамика: Методические указания к лабораторным работам, страница 5

Значение постоянной планиметра “c” зависит от размеров и соотношения длин полюсного и обводного рычагов и в данной работе подлежит определению.

3.3.2.Определение постоянной планиметра

Постоянная планиметра “c” представляет собой цену деления измерительного колеса только в том случае, если полюс прибора находится вне контура измеряемой площади.

Для определения постоянной планиметра на плотной бумаге чертят циркулем с остро отточенным карандашом окружность радиусом 50 мм (вместо круга можно построить квадрат со стороной 100 мм). Устанавливают правильно планиметр (см. выше). Начальную точку обвода фиксируют тонким штрихом. Конец рычага В устанавливают в начальную точку и делают первую запись счётного механизма m1. После обвода по часовой стрелке записывают второе показание m2; подсчитывают разность m2- m1.

Делают второй (контрольный) обвод контура фигуры, площадь которой нам известна, и вновь вычисляют величину m2- m1. Если разность m2-m1 и m2’- m1’  отличаются друг от друга только в последнем знаке, то обвод контура считается удовлетворительным. Среднюю разность отсчётов находят по формуле

Постоянную планиметра определяют из уравнения

 ,                   см2/дел,

где F – площадь обведённого круга или квадрата, см2.

3.3.3.Определение показателя политропы

Работа политропного процесса измеряется площадью под кривой процесса на диаграмме P-V. Площадь сбоку от кривой характеризует техническую работу L’ (рис. 8.).

Рис. 8. Разбивка площадей диаграммы для планиметрирования

Между L и L’ существует простое соотношение

,                               (1)

где n – средняя величина показателя политропы.

Таким образом, среднее значение показателя политропы равно отношению площади сбоку от кривой процесса к площади под кривой.

Выражение (1) удобнее представить в виде

,               (2)

где W1+W0 –площадь, эквивалентная L’

      W2+W0 –площадь, эквивалентная L (см. рис.8).

Произведя все необходимые построения на индикаторной диаграмме, прилагаемой к руководству (в соответствии с рис. 9), находят площади W1 и W2 путём непосредственного измерения линейкой длин сторон соответствующих прямоугольников

,       см2;

,        см2;

,         см2;

Величину площади W0, внутри контура 0-1-2, находят с помощью планиметра.

Для большей точности определения площади, обвода контура производят два раза и берут среднюю по двум обводам разность отсчетов по измерительному колесу с нониусом.

Посчитав величины площадей W1, W2,W0 для кривой сжатия 1-2 и расширения 3-4, находят по формуле (2) среднее значение показателя соответствующей политропы.

Полученные величины заносят в табл. 3.

Таблица 3.

Кривые

Площади

W1, см2

W2, см2

W0, см2

1-2

3-4

3.4.Аналитический  метод

Кривую сжатия 1-2 индикаторной диаграммы компрессора или двигателя внутреннего сгорания (см. рис. 4,5,9) разбивают на пять-шесть приблизительно равных отрезков (совершенно нет надобности делить, кривую на равные части); точки деления отмечают на кривой и называют их, начиная от точки 1 по порядку а, в, с, …..,2.

Рис. 9.образец индикаторной диаграммы

Таблица 4.

Координаты

Точки

1

а

в

с

2

V, мм

P, мм

110

10

107

16

97

27

……..

……..

……..

……..

Для каждого отрезка политропы 1-а, а-в, и т. д. Находят значение показателя политропы, пользуясь известной формулой

 ,

откуда

  .                            (3)

Определив частные значения показателей полтропы сжатия на отдельных её участках (отрезках), т.е. n1-a , na-b , nb-c , …, подсчитывают среднее значение показателя полтропы для всей кривой сжатия по формуле

                       ,                     (4)

где r – число отрезков, на которые была разделена политропа сжатия. Все результаты заносят в табл. 5.

Таблица 5

Отрезки

1-а

a-в

в-с

с-d

d-2

N

…..

…..

 В конце работы следует сравнить значения показателей полтропы для кривой сжатия (n), полученные графическим и аналитическим методом.

Работа №4

Зависимость между температурой и давлением насыщенного водяного пара при давлении ниже атмосферного.

Цель работы. Опытное определение зависимости давления насыщенного водяного пара от температуры.

        Между температурой насыщенного пара и давлением существует жёсткая связь, определяемая зависимостью Клапейрона-Клаузиуса

                                              (1)

     Эта формула связывает температуру насыщения (температуру кипения) Тs c давлением насыщения Рs. Так как Тs>О и скрытая теплота парообразования r>о, знак изменения температуры насыщения с изменением давления определяется разностью удельных объёмов жидкости (V1) и пара (V2). Для всех известных веществ, включая воду, V2>V1, следовательно, с увеличением давления температура кипения возрастает и наоборот, чем меньше давление, тем меньше температура кипения.

       Для исследования кривой насыщения будем использовать метод точек кипения, который основан на том, что когда давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению, жидкость закипает.

      Схема установки показана рис.      В термостате 1, заполненным водой, находится сосуд 2, в котором налита вода, зависимость температуры, кипения которой от давления исследуется. Вода в термостате нагревается электронагревателем 3, её температура измеряется термометром 4. Для того чтобы температура была одинаковая во всём объёме термостата, вода перемешивается с помощью магнитной мешалки 5.

Скачать файл