Министерство образования и науки рф

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ивановский государственный энергетический университет имени В. И. Ленина»

Кафедра теоретических основ теплотехники

Исследование процесса смешения газов в потоке

Выполнила:

студентка гр. 2-1^х

Петухова А.Ю.

Проверил:

Чухин И. М.

Иваново 2012

1. Задание

1. Экспериментально определить температуру смеси двух изобарных потоков горячего и холодного воздуха, сравнить ее с температурой смеси, полученной расчетом процесса смешения без потерь теплоты в окружающую среду.

2. Определить потери теплоты воздуха в камере смешения в окружающую среду в расчете на 1 кг смеси.

3. Определить возрастание энтропии системы на 1 кг смеси за счет необратимости процесса смешения при отсутствии потерь теплоты в камере смешения в окружающую среду.

4. Определить возрастание энтропии системы на 1 кг смеси за счет необратимости теплообмена воздуха в камере смешения с внешней средой на участке между измерительными термопарами.

5. Определить полное увеличение энтропии системы на 1 кг смеси в процессе смешения двух изобарных потоков воздуха с учетом теплообмена воздуха в камере смешения с окружающей средой.

6. Изобразить процесс изобарного смешения двух потоков воздуха в Т,s- диаграмме, провести анализ изменения параметров воздуха и увеличения энтропии системы за счет необратимостей данного процесса.

2. Экспериментальная установка

Схема экспериментальной установки изображена на рис.1.

Вентиляторы 1,2 подают воздух в смеситель 3. Один из потоков воздуха нагревается электрическим нагревателем 4 .

Для замера расходов нагретого и холодного воздуха установлены диафрагмы 5,6 и микроманометры 7,8.

Для измерения температуры нагретого воздуха установлена термопара 9, для измерения температуры смеси нагретого и холодного воздуха - термопара 10 . Холодные спаи термопар 11 находятся в масляной «ванне» 13 при температуре окружающей среды, которую фиксирует термометр 12. Термопары подсоединены к потенциометру 15 через переключатель термопар 14. Таким образом потенциометр 10 измеряет разность ЭДС термопар в точке замера и холодного спая.

Для интенсификации процесса смешения в смесителе установлены

направляющие лопатки, вызывающие завихрение потоков холодного и

нагретого воздуха.

Для уменьшения теплообмена с окружающей средой смеситель имеет

двойные стенки с изолирующим воздушным зазором.

3. Порядок проведения опыта

1. Включить вентиляторы и лабораторными автотрансформаторами установить расходы воздуха (контролируется преподавателем).

2. Включить электронагреватель и установить автотрансформатором его мощность (контролируется преподавателем). Во время проведения опыта мощность нагревателя не изменять.

3. Через 5-7 минут проводить замеры величин, предусмотренных экспериментом, до установления стационарного режима, при котором показания всех приборов не изменяются в течении трех замеров подряд. Данные замеров заносятся в журнал наблюдений.

4. Данные замеров стационарного режима используются в расчетах процесса смешения.

Журнал наблюдений

Дата «3» апреля 201 2 г Подпись преподавателя

Подпись студента ____________________

_______________

Атмосферное давление В=733 мм рт. ст.,

Температура в лаборатории t_ос=28^oC

№ замера	L1	L2	t2		tсм		t1=tос
	мм в.ст.	мм в.ст.	mv	oC	mv	oC	oC
1	12	25	1,19	32	0,45	12,3	28
2	12	25	1,24	33	0,49	13,6	28
3	11	25	1,25	33,5	0,5	13,8	28

где L₁ - показания микроманометра холодного воздуха 7;

L₂ - показания микроманометра горячего воздуха 8;

t₂ - разность температур нагретого воздуха и окружающей среды;

t_см - разность температур смеси и окружающей среды (опытная) ;

t₁=t_ос - температура холодного воздуха, равная - окружающей среды.

Разность температур, измеряемая термопарами, определяется в милливольтах по паказаниям потенциометра. Милливольты по градуиро

вочным таблицам термопар переводятся в градусы Цельсия.

Абсолютные значения температур расчитываются по показаниям термопар и температуре окружающей среды:

,

.