Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ

Лабораторные работы проводятся на стендах, оборудованных с учетом следующих государственных стандартов: 12.1.0119-79 «ССБТ. Электробезопасность»; 12.0.003-74 «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы»; 12.1.010-76 «ССБТ. Взрывобезопасность» (см. инструкцию). А также Гуткин В.И. Безопасность жизнедеятельности при эксплуатации электроустановок до 10100 В. СЗТУ, 2004.

Перед началом работы студенты должны пройти инструктаж по технике безопасности и правилами внутреннего распорядка в лаборатории, расписаться в журнале инструктажа.

Перед проведением работы необходимо каждому студенту знать место расположения кнопки «Включатель», подающего питание на стенд, и кнопки «Выключатель», отключающей электроэнергию.

Во время проведения лабораторных работ запрещается:

- подавать электронапряжение на установку без разрешения преподавателя;

- включать и выключать установку лицам, не назначенным преподавателем для этой цели;

- ходить по помещению лаборатории без разрешения преподавателя, курить в неположенных местах.

По окончании лабораторных работ необходимо:

- обесточить лабораторную установку;

- привести рабочее место в порядок.

Лабораторная работа 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕПЛОЕМКОСТИ ВОЗДУХА ПРИ ПОСТОЯННОМ ДАВЛЕНИИ

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Определение средней массовой изобарной теплоемкости воздуха с_р методом протока.

2. ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Теплоемкость – это количество теплоты, необходимое для нагревания единицы вещества на один градус. Различают теплоемкости: массовую с кДж/(кг·К), объемную , кДж/(м³·К), мольную , кДж/(моль·К). Теплоемкость любого газа зависит от его химического состава, температуры и термодинамического процесса, в котором подводится или отводится теплота.

При постоянном объеме (в изохорном процессе) подведенная теплота расходуется только на увеличение внутренней энергии газа. При постоянном давлении (в изобарном процессе) подведенная теплота расходуется на увеличение внутренней энергии и на совершение работы расширения, поэтому теплоемкость при постоянном давлении с_р больше, чем при постоянном объеме с_v:

c_р = с_v + R, (1)

где R – газовая постоянная, для воздуха R=287 Дж/(кг·К).

Мощность нагревателя N, подводимая при постоянном давлении к протекающему газу, определяется выражением

, (2)

где G – массовый расход газа, кг/с;

Т₁, Т₂ – начальная и конечная температуры прокачиваемого через нагреватель воздуха.

3. Экспериментальная установка и методика опыта

Схема установки показана на рис. 1

Рис. 1

Атмосферный воздух с температурой t_л подается компрессором 1 через ротаметр 2 в трубу 3, покрытую слоем тепловой изоляции. На входе и выходе из трубы размещены спаи хромель-копелевых термопар для измерения температур t₁ и t₂. Провода от термопар выведены к двухканальному измерительному прибору 2ТРМО.

Внутри трубы размещен нихромовый нагреватель 4, к которому подводится постоянный ток от источника 5. Падение напряжения на нагревателе U_н измеряется вольтметром-мультиметром 6. Последовательно с нагревателем включено образцовое сопротивление R_о = 0,1 Ом.

Для исключения тепловых потерь рабочий участок трубы размещен в сосуде Дьюара 7, в котором во время опыта поддерживается постоянная температура t₂, воздух выходит из сосуда Дьюара в атмосферу.

В ходе опыта:

1. Включают питание установки тумблером «Сеть», компрессор (1), измеритель температуры (5) и мультиметр (6).

2. Устанавливают источником питания напряжение, подаваемое на нагреватель, для первого опыта в пределах 5…7 В. По прошествии 7…10 минут, необходимых для достижения стационарного теплового режима установки, приступают к измерениям.

3. Измеряют высоту витания поплавка ротаметра h и по тарировочной таблице прибора определяют массовый расход воздуха G, кг/с.

4. Измеряют температуры воздуха t₁ и t₂ на входе и на выходе из рабочего участка трубы нагревателя прибором 2ТРМО.

5. Измеряют падение напряжения на нихромовом нагревателе U_н и на R_o образцовом сопротивлении U_о, переключая тумблер в правой части лицевой панели установки.