Библиографический список к лаблраторному практимуму

1. Теплотехника: Учебник для вузов / В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Кампфер и др; Под ред. В.Н. Луканина. – 2-е изд. М:. Высшая школа, 2006.

2 Шелудько О.В. Тепломассообмен. Часть 1. Письменные лекции / О.В. Шелудько, А.И. Оноприенко. – СПб.: Изд-во СЗТУ, 2003.

3. Лабейш В.Г. Гидрогазодинамика: учеб. Пособие / В.Г. Лабейш. – Спб.: изд-во СЗТУ, 2006.

4. Кузнецов Н.М. Топливо. Материальный баланс процесса горения: учеб. пособие / Н.М. Кузнецов, Е.А. Блинов, А.Н. Кузнецов. – Л.: СЗПИ, 1989.

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 едини-цы 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

Вт, (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

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), измери-тель 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.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПЫТА

1. По измеренному падению напряжения U_о определяют силу тока I в цепи нагревателя:

А. (1)

2. По измеренному падению напряжения U_н определяют мощность, подведенную к нагревателю

, Вт. (2)

3. Вычисляют опытные значения средней изобарной массовой теплоемкости

Дж/(кг·К) (3)

и средней изохорной теплоемкости

, Дж/(кг·К). (4)

По завершении первого опыта повторяют его 2…3 раза при других значениях напряжения, подаваемого на нагреватель (от 7 до 14 В).

Полученные результаты с_рm и с_vm сравнивают с табличными. [П1]

Данные измерений и расчетов сводят в форму 1.