5. Обработка результатов измерений
1.Значения давления и температуры в различных точках двух изохор найдены экспериментально, но значения удельных объемов для каждой из изохор неизвестны. Поэтому величину vх определяем опытным путем. Для этого по экспериментальным значениям давления и температуры в двух-трех состояниях с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара [4-6] на каждой изохоре находим величины удельных объемов, а искомый объем определяется как среднее их значение. Очевидно, что указанные состояния необходимо брать в области однофазного состояния, достаточно удаленного от области насыщения.
2.Пользуясь таблицами [4-6] нанести в координатах кривую насыщения (рекомендуемый масштаб для р: 0-24 Мпа, точки через каждый 4 МПа; для t:100-400 оС точки через каждые 100 оС). На этом же графике в рt-координатах нанести экспериментально найденные изохоры. Кривая насыщения будет иметь вид, представленный на рис.
По этим же таблицам на рt-диаграмме построить рv-диаграм-\му, которая имеет вид, подобный диаграмме, изображенной на рис. 4 (рекомендуемый масштаб для v: 0-0,05 м3/кг). От клонения экспериментальных изохор в области насыщения от кривой насыщения характеризуют ошибки измерения во время опыта, обусловленные, главным образом, отсутствием равновесного состояния и погрешностями измерительных приборов или наличием воздуха. 3. Воспользовавшись значением ранее найденных удельных объемов v, определить количество воды т, залитое в сосуд I и в сосуд II, считая объемы сосудов v1 и v2 известными:
. 4.
Для любой экспериментальной точки
исследованных изохор по уравнению (9)
определить начальную степень сухости
пара в этих сосудах:
5. По кривой насыщения рн
= f(tн)
в экспериментально найденных точках,
используя уравнение (8), графоаналитическим
методом найти теплоту парообразования
r,
причем производная
определяется по углу наклона касательной
к каждой точке кривой. Значения
и
необходимо взять из таблиц [4-6] при
соответствующей тературе. Пример расчета
подробно изложен в [8, с. 84].
По полученным данным построить кривую r = f(tн). Определить величину погрешности измеренной температуры tн и найденного значения r в сравнении с табличными. Для каждого сосуда результаты занести в таблицу.
6. Используя построенный график р = f(t) для одной из экспериментальных точек в области перегретого пара, рассчитать величину дополнительного внутреннего давления, обусловленного взаимодействием молекул рабочего тела
.
Величину
при выбранном значении измеренного Р
и Т
можно определить графически по построенной
рt-диаграмме,
заменив
на
.
7. Определить, какова была бы величина внутреннего давления, рассчитанного в п. 6, если бы вода подчинялась уравнению Ван-дер-Ваальса
,
где
.
Коэффициент а рассчитать из условия в критической точке К
,
где
,
ркр, Ткр – взять из таблиц [4-6] .
Полученное значение рн сравнить с экспериментальным.
Оценка точности экспериментальных данных
Точность проведенного эксперимента оценивают по величине максимально возможной ошибки. Ошибки принято делить на систематические, включающие погрешности приборов, методики измерения, обработки данных, чистоты рабочего тела и т.д., и случайные, которые проявляются в разбросе экспериментальных данных (например, из-за отсутствия равновесного состояния).
При наличии таблиц с достаточным приближением относительную величину расхождений можно оценить по величине
Полная относительная ошибка, например, для давления составляет
.