4. Методика эксперимента

1. Ознакомиться с экспериментальным стендом, снять показания приборов, установить погрешность показаний (класс точности приборов).

2. Заполнить емкость жидким азотом для захолаживания не менее, чем на 1/3. По мере выкипания азота добавлять необходимое количество.

3. После захолаживания емкости (уменьшения и стабилизации расхода паров азота) произвести замер уровня жидкости Но . Значения Но и время замера занести в протокол.

4. Закрыть выход паров атмосферу и направить пары на счетчик расхода.

5. Засекать время τ прохождения через счетчик заданного объема паров азота (значения объема паров задает преподаватель). Одновременно замерять температуру t поступающего на счетчик газа. Показания счетчика V, время τ и температуру t занести в таблицу. Произвести 8-10 замеров.

№	Показания счетчика V	Время τ, с	Температура t, ºС
0
1
2
….

6. По окончании опыта произвести замер уровня жидкости в емкости Нк .

7. По результатам замеров построить график V- τ (Показания счетчика во времени).

5. Обработка результатов эксперимента

1. Для известной формы емкости вычислить объем жидкости Vо и смоченную поверхность Sо в начале эксперимента ( по уровню жидкости Но).

2. По уровню Нк вычислить объем Vк и поверхность Sк в конце эксперимента.

3. По таблицам свойств жидкого азота определить плотность ρ' и скрытую теплоту испарения r .

4. Определить убыль массы М, количество тепла Q и средний теплоприток q к жидкому азоту

М = ( Vк – Vо )∙ρ'; Q = M∙r; q = Q / (τ_K – τ₀ ).

5. По таблице результатов эксперимента определить секундный расход паров на каждом интервале опыта (объемный расход пара v и массовый расход m). Для этого по таблице свойств газообразного азота определить плотность пара ρ_v для каждой средней температуры эксперимента t_i,CP = 0.5∙( t_i – t_i-1). Затем для каждого интервала замеров вычислить:

объемный расход .

массовый расход m_i =v_i∙ρ_v

6. По массовому расходу рассчитать теплоприток

q_i = m_i∙ r [ Bт ].

7. Рассчитать удельные теплопритоки через изоляцию (теплопроходимость )

.,

где Тос – температура окружающей среды

Тх - температура жидкого азота.

8. Рассчитать теплопритоки к жидкому азоту по несмоченной (верхней ) части сосуда q доп – по формулам (2.9) или (2.10).

9. Уточнить характеристики изоляции.

10. Сделать вывод о качестве изоляции.

11. Сделать вывод о точности результатов.

12. Оформить протокол лабораторной работы. Протокол оформляется индивидуально каждым студентом. Протокол должен содержать пояснения выполняемых действий.

Защита протокола выполняется индивидуально.

6. Приложения

Таблица 2.1. Свойства жидкого азота в состоянии насыщения

Давление Р, МПа	Температура Т, К	Плот ность ρ', кг/м3	Теплота испаре ния r, кДж/кг
0,01334	63,5	865,79	215,15
0,015	64,15	863,11	214,47
0,020	65,82	856,20	212,69
0,025	67,18	850,51	211,22
0,030	68,33	845,62	209,94
0,035	69,35	841,30	208,81
0,040	70,25	837,42	207,78
0,045	71,07	833,89	206,84
0,050	71,83	830,63	205,96
0,055	72,52	827,60	205,14
0,060	73,17	824,76	204,37
0,065	73,78	822,09	203,64
0,070	74,35	819,56	202,95
0,075	74,89	817,16	202,28
0,080	75,40	814,87	201,65
0,085	75,89	812,67	201,03
0,090	76,36	810,57	200,44
0,095	76,81	808,54	199,87
0,100	77,24	806,59	199,32
0,105	77,66	804,70	198,78
0,110	78,06	802,88	198,26
0,115	78,45	801,11	197,76
0,120	78,82	799,39	197,26

Таблица 2.2. Свойства газообразного азота при давлении Р = 0,1 МПа

Темпера тура Т, К	Плотность ρv, кг/м3	Теплоем кость Cp, кДж.кг.К
223.0	1.512946	1.042436
233.0	1.447652	1.042120
243.0	1.387785	1.041864
253.0	1.332693	1.041659
263.0	1.281824	1.041503
273.0	1.234708	1.041393
283.0	1.190944	1.041331
293.0	1.150184	1.041316
303.0	1.112130	1.041351
313.0	1.076519	1.041439
323.0	1.043123	1.041583