Опис експериментальної установки

Рис.4.3. Схема експериментальної установки:

1 - ємність; 2 - манометр; 3 - насос; 4, 5, 6 – крани

Експериментальна установка (рис.4.3) складається з металевої закритої ємності для повітря 1, обладнаної U-подібним манометром 2 для вимірювання тиску в ємності, компресора 3 для створення надлишкового тиску в ємності та шарових кранів 4, 5, 6.

Порядок виконання роботи

1. Ознайомитися з описом установки та переконатися в правильності складання і готовності її до дії.

2. Закрити кран 5, відкрити кран 4 та нагнітати повітря до тиску, вказаного в завданні, після цього закрити кран 4.

3. Після припинення змін показань манометра занести значення Δp₁ в таблицю.

4. Відкрити, а потім, після зниження тиску в посудині до атмосферного, закрити кран 5. Після припинення зміни показань манометра записати значення Δp₃ в таблицю.

5. Повторити досліди п'ять разів, і занести результати в таблицю 4.1.

Протокол експериментальних даних

Роботу виконав студент _______________ групи №__________

Таблиця 4.1Визначення показника політропи повітря

№ п/п	Δp1	Δp3	n
1
2
3
4
5

Методика обробки експериментальних даних

1. Використовуючи вираз (4.8), обчислити значення показника політропи в кожному досліді.

Використовуючи вираз розрахувати середнє арифметичне значення показника політропи , а потім за виразом середнє квадратичне відхилення значень показника політропи:

Звіт по роботі

1. Короткі відомості з теорії по політропному процесу.

2. Принципова схема установки із зазначенням її елементів.

3. Протокол досліджуваних даних.

4. Розрахунки з обробки результатів досліду.

5. Висновки.

Контрольні питання

1. Які процеси називаються політропними?

2. Вивести рівняння для визначення показника політропи.

3. У яких межах змінюється показник політропи?

Література [1],[3],[5]

Лабораторна робота

Дослідження роботи компресора

Мета роботи: експериментальне дослідження процесів, що протікають при стисненні повітря в одноступінчатому поршневому компресорі, ознайомлення з методами і технікою виконання експерименту та обробки експериментальних даних.

Короткі відомості з теорії

Робочий цикл будь-якого ідеального одноступінчатого компресора (рис. 5.1), здійснюваний з 1 кг робочого тіла, можна представити так, що він складається з трьох послідовних процесів.

Рис. 5.1. Робочий процес ідеального одноступінчатого компресора:

а - 1 - всмоктування; 1 - 2 - стиснення в компресорі; 2 - b – нагнітання

Перший процес - оборотний (без тертя і інших дисипативних ефектів) механічний процес всмоктування газу в компресор. Для поршневого компресора цей процес відповідає ходу поршня від верхнього мертвого положення (ВМП) до нижнього (НМП) при відкритому всмоктуючому клапані. Зміни термодинамічних параметрів газу при цьому не відбувається, але його кількість збільшується. У координатах P-V він умовно зображується штриховою лінією а - 1. Сили тиску Р₁, діючі на поверхню поршня компресора, при його переміщенні від ВМП до НМП здійснюють роботу. Робота газу при всмоктуванні виходить позитивною.

Її величина визначається через елементарну роботу газу в рівноважних і оборотних процесах у відповідності з виразом

(5.1)

Другий - оборотний термодинамічний процес 1 - 2 стиснення робочого тіла в компресорі з показником політропи n, визначеним при виконанні лабораторної роботи. Поршень рухається у напрямку до ВМП, обидва клапани закриті, маса робочого тіла залишається незмінною. Стиснення закінчується при досягненні в циліндрі тиску Р₂, рівного тиску споживача. Робота в цьому процесі є негативною, оскільки здійснюється над газом за рахунок зовнішнього привода

(5.2)

де - ступінь підвищення тиску в компресорі.

Показник політропи стиснення n визначається за виразом:

(5.3)

Третій - оборотний механічний процес 2 - b нагнітання газу в ресивер компресора. У цьому процесі параметри газу залишаються незмінними і рівними P₂, V₂, і T₂. Маса газу зменшується від 1 кг в стані 2 до 0 кг в стані b (при досягненні поршня ВМП). Робота нагнітання виходить негативною, оскільки спрямована на подолання опору сил тиску в ресивері компресора

(5.4)