ТТд

I. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧІ

Метою роботи є поглиблення знань по властивостях реальних робочих тіл і, зокрема,за властивостями водяної пари, отримання навичок експериментального визначенняпараметрів стану робочих тіл, вироблення вміння у постановці та проведенніексперименту і обробці експериментальних даних

У роботі необхідно:

I. Провести досвід з визначення тиску і температури насичення в семи-восьми точкахкривої фазового рівноваги і побудувати цю криву в p, t - діаграмі. 2. За допомогою отриманих експериментальних даних розрахувати теплотупаротворення водяної пари. До виконання лабораторної роботи слід приступити після опрацювання пропонованоїінструкції і наступної літератури; 1. Зубарєв В.М., Александров А.А. Практикум з технічної термодинаміки .- М.: Енергія, 1971. с.5-17, с.121-142. 2. Вукаловіч М.П., ​​Новіков І.І. Термодинаміка .- М.: Машинобудування, 1972, с.127-134, с.139-145. 3. Кириллин В.А., Сичов В.В., Шейдлін А.Є. Технічна термодинаміка .- М.: Наука, 1979,с. 135-145. • Тривалість роботи - 2 год, домашня робота -2 ч.

2. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

П ід кривої пружності насиченої водяної пари розуміють криву залежності тиску РS від температури насичення ts, побудовану в p, t координатах (рис.1). Точки кривої РS = f(ts) представляють ті стану, в яких має місце рівновага двохфазної системивода-пар. Тому крива РS = f (ts) отримала також найменування кривої рівновагифаз, а сама p, t-діаграма - фазової діаграми. Точки, що лежать в p, t - діаграмі по обидві сторони від кривої рівноваги фаз РS = f(ts), відповідають однорідним станам тіла, тобто окремим фазам: над кривоюзнаходиться область жидко ¬ го стану, під кривою - область газоподібного стану. Крива фазового рівноваги рідкої і газоподібної фаз має кінцеву протяжність

ізакінчується в критичній точці К.

Фазовий перехід рідина-пар, тобто випаровування (конденсація), супроводжуєтьсяпоглинанням (виділенням) теплоти пароутворення r і є фазовим переходом першого роду. Нахил кривої фазового переходу в p, t - діаграмі однозначно пов'язується зпараметрами речовини на кордонах фазового переходу рівняннямКлапейрона-Клаузіуса

Вхідні в цю формулу: величина dps / dTs являє собою похідну від тиску з температури,взятої по кривій фазово ¬ го рівноваги, υ `` - υ `- різниця питомих обсягів сухого наси ¬щенного пара і киплячої води при даній температурі, Ts - темпі ¬ ратура фазовогопереходу.

3 . ОПИС ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ УСТАНОВКИ

Скляну посудину 7 (рис.2) заповнений водою приблизно на 9 / 10 обсягу. Воданагрівається до температури кипіння електрона нагрівачем 4,

Рис.2.Схема експериментальної установки

1-вимикач, 2-контрольна лампочка; 3-лабораторний автотрансформатор (ЛАТР);4-електронагрівач; 5-вакууметр; 6-термометр; 7-скляну посудину; 8-водоструминнийежектор; 9-вентиль водяний; 10-вентиль повітряний, 11 –дренаж потужність якого регулюється автотрансформатором 3. Паровоздушная сумішвідсмоктується з судини за допомогою водструйного ежектора 8, що працює приподачі води з водопроводу. Вакуум, що створюється при цьому в посудині 7,вимірюється вакуумметром 5. Для вимірювання температури в посудину поміщенийтермометр 6. Вентиль 10 дозволяє частково або повністю з'єднувати порожнинусудини 7 з атмосферою і тим самим змінювати тиск насичення водяної пари.Атмосферний тиск вимірюється лабораторним барометром.

4. ПУСК УСТАНОВКИ І ПРОВЕДЕННЯ ДОСВІДОМ

Через штуцер у верхній кришці посудини 7 залити дистильовану воду до позначки, нанесеної на бічній поверхні судини. Відкрити воду на ежектор 8 вентилем 9.Переконатися у працездатності ежектора, для чого закрити вентиль 10, при цьому в посудині повинен встановитися розрідження 70-80 кПа (0,7-0,8 кг/см2). Після того, як вентиль 10 знову буде відкритий, включенням тумблера I на установку подається напруга від мережі. Ручку-вказівник автотрансформатора 3 повернути за годинниковою стрілкою до упору. При досягненні розвиненого кипіння води в посудині перевести ручку-вказівник на позначку 150В.

Порядок проведення дослідів наступний.

Плавно обертаючи ручку вентиля 10 по годинниковою стрілкою, встановити розрідження в посудині 0,1 кг/см2. Коли температура, вимірювана термометром 6, встановиться, записати свідчення термометра, вакуумметра 5, барометра, продублювати вимірювання, середні значення і величини випадкових похибок абсолютних, тобто максимального відхилення від середнього значення всіх вимірюваних величин занести в журнал спостережень (табл.2). Установка наступних режимів і проведення дослідів здійснюються у вище зазначеній послідовності. Рекомендовані режими вказані в таблиці 1.

							Таблица 1
№ опытов	1	2	3	4	5	6	7	8
Вакуум Pв, кГ/см2	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7

Запис свідчень приладів вести в журналі спостережень за такою формою: Журнал показань приладів

								Таблица 2
№ опытов	Температура насыщения		Вакуум			Атмосферное давление
	Среднее значение ts, °C	Случайная абсолютная погрешность θ(ts), °C	Среднее значение Pв, кГ/см2	Случайная абсолютная погрешность, θ(Pв), кГ/см2	Среднее значение Pб, мм рт.ст.		Случайная абсолютная погрешность θ(Pб) мм рт.ст.
1
2
3
4
5
6
7
8

5. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДУ

При обробці експериментальних даних розрахувати для кожної точки абсолютний тиск. Занести результати в таблицю 3. У цю ж таблицю виписати з таблицьвластивостей води та водяної пари тиск насичення при відповідних температурах і визначити відносну погрішність досвідчених даних. За отриманими експериментальними даними побудувати на міліметрівці кривупружності насиченої водяної пари в РS = f (ts) і р, t - координатах. За формулою Клапейрона-Клаузіуса визначити значення теплоти пароутворення длявсіх експериментальних точок:

Значення похідної dps / dts на кривій насичення розрахувати за отриманими данимиабо визначити графічно з експериментальної кривої з урахуванням масштабу їїпобудови; величини υ `взяти з таблиць властивостей води та водяної пари привідповідній температурі. За отриманими і табличним даними побудувати криву r = f(ts). Визначити відносну похибку обчислених значень теплоти пароутворення в порівнянні з табличними даними. При оцінці точності, про яку отримано в досвіді значення тиску насичення

де Рб і Pв - середнє для даного досвіду значення показань барометра і вакуумметра, сумарна максимально можлива відносна похибка значень Ps може бути підрахованатак [I]:

									Таблица 3
№	Экспериментальная температура насыщения ts, °C	Абсолютное давление Ps, кПа				Теплота парообразования			r, кДж/кг
		По расчету, кПа	По таблицам	Относительная погрешность, %	По расчету		По таблицам	Относительная погрешность, %
1
2
3
4
5
6
7
8

Тут δ (Рб) = 400 Па - абсолютна похибка вимірювання атмосферного тискубарометром БР-52; δ (Pв) 0,01 кг/см2 ≈ 980 Па абсолютна похибка вимірюваннярозрідження вакуумметром 5 (рис.2) класу точності 1,0 ; δ (ts) = 0,1 ° С  абсолютнапохибка вимірювання температури насичення термометром 6.