Исследование объемной изобарной теплоемкости воздуха. Определение характеристик влажного пара

Министерство образования Российской Федерации

Сибирский государственный технологический университет

Факультет автоматизации и информационных технологий

Кафедра теплотехники

Лабораторная работа №4

Исследование объемной изобарной теплоемкости воздуха

Руководитель:

_______________А.А.Орлов

(подпись)

________________________

(оценка, дата)

Выполнил:

Студент группы 23-1

_______________Топоев А.Л.

(подпись)

Красноярск, 2006

Лабораторная работа №4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ВЛАЖНОГО ПАРА

Цель работы: получение практических навыков определения характеристик влажного пара

Экспериментальная установка:

1 – колба; 2,9 – термометр сопротивления; 3 – пробка; 4 – трубка; 5 – парогенератор;

6 – заливное отверстие; 7 – шаровой кран; 8 – манометр; 10 – датчик уровня;

11 – электронагреватель; 12,13 – кнопка; 14 – переключатель; 15 – лампочка;

16 – САУ-М7Е; 17 – 2ТРМ1; 18 – щит управления;

№ опыта	mк кг	mк1 кг	mк2 кг	t1 ˚C	t2 ˚C	Pи бар	В, мм. рт. ст	Ра кПа
1	0,43	2550	2750	14,6	61,3	0,4	762	141,6

Обработка результатов опыта:

Состояние влажного пара однозначно характеризуется давлением Р, либо T_s  и степенью сухости – х. Давление и температура связаны и легко определяются соответствующими приборами (манометр, термометр). Степень сухости х влажного пара определяется методом его конденсации. Пар пропускают через холодную воду калориметра. Он конденсируется и отдает воде количество теплоты Q, кДж, равное

Q= m_n(h_в –h_х),                                                                                                                     (1)

где      m_n – масса сконденсировавшегося пара, кг;

h_х – энтальпия влажного пара, кДж/кг;

h_в – энтальпия воды после пропуска пара, кДж/кг;

m_n=m_к2 –m_к1,                                                                                                                                  (2)

m_n=0,2 кг

Энтальпия влажного пара h_х, кДж/кг, зависит от степени сухости и определяется по формуле

h_х=h’–rx,                                                                                                                              (3)

h’=458,5 кДж/кг; r= 2232,5 кДж/кг;

h_х=2338,025 кДж/кг где      h’ – энтальпия жидкости при температуре кипения, кДж/кг

r – теплота парообразования, кДж/кг

Энтальпия воды в калориметре h_в, кДж/кг, определяется по выражению

h_в=c_вt₂,                                                                                                                                 (4)

h_в=256,35 кДж/(кг˚C)

где      c_в – теплоемкость воды, кДж/(кг˚C), c_в=4,19 кДж/(кг˚C);

t₂ – температура воды в калориметре после конденсации пара, ˚C

Количество теплоты, аккумулированной в калориметре, находиться из выражения

Q= m_вc_в(t₂ –t₁),                                                                                                                   (5)

Q=414,83 кДж где      m_в – масса воды в калориметре до конденсации пара, кг;

t₁ – температура воды в калориметре до конденсации пара, ˚C

m_в=m_к1 –m_к,                                                                                                                        (6)

m_в=2,12 кг      

Из уравнений  1-6 получим расчетную формулу для определения степени сухости влажного пара

                                                                                         (7)

0,84

Параметры	Размерность	Численная величина по h,s диаграмме	Численная величина по паровым  таблицам
Pa	кПа	141,6
t	˚C	115
T	˚К	388
x	м/кг	1,05	1,051
hx	кДж/кг	2338,02	2333,8
Sx	кДж/(кг˚К)	6,31	6,24
ux	кДж/кг	2189,34
rx	кДж/кг	2232,5
x	кДж/кг	0,84