ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

КЕМЕРОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Кафедра теплохладотехники

Термодинамика и тепломассоперенос

ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ

для студентов всех специальностей

Кемерово, 2005

Составители:

Л.М. Архипова, канд. техн. наук, доцент;

О.Н. Буянов, д.т.н., профессор;

Л.В. Лифенцева, канд. техн. наук, ст. препод.;

Н.Г. Третьякова, канд. техн. наук, доцент;

Л.А. Фукс, канд. техн. наук, доцент.

Рассмотрено и утверждено на заседании кафедры теплохладотехники

Протокол № от .06.05

Рекомендовано методической комиссией механического факультета

Протокол № от . .05

Лабораторный практикум имеет цель расширения и углубления знаний по основным процессам передачи теплоты и законам превращения энергии в термодинамических системах.

© КемТИПП, 2005

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 4

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ 6

ПОСТРОЕНИЕ УЧАСТКА НИЖНЕЙ ПОГРАНИЧНОЙ КРИВОЙ ДЛЯ ВОДЫ 15

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ СУХОСТИ ВЛАЖНОГО НАСЫЩЕННОГО ВОДЯНОГО ПАРА 20

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА 25

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 32

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МАТЕРИАЛА МЕТОДОМ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО СЛОЯ 38

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛООТДАЧИ ПРИ СВОБОДНОМ ДВИЖЕНИИ ВОЗДУХА 43

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ ТЕЛА МЕТОДОМ РЕГУЛЯРНОГО РЕЖИМА 50

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ЧЕРНОТЫ ТВЕРДОГО ТЕЛА 57

ПРИЛОЖЕНИЯ 66

Введение

На предприятиях пищевой промышленности расходуется большое количество тепла как на основные технологические нужды, связанные с переработкой сырья, так и на вспомогательные процессы. Существенное количество тепла расходуется также на отопление и вентиляцию производственных и служебных помещений.

Тепловые процессы в технологических линиях весьма разнообразны, характеризуются большой сложностью и сопровождаются, как правило, изменением физико-химических и биохимических свойств обрабатываемого сырья.

В целях сокращения расхода тепла на выработку единицы продукции необходимо совершенствовать схемы получения и транспортирования тепла, рационализировать технологические процессы, модернизировать или заменять неэффективное тепловое оборудование, увеличивать коэффициенты загрузки оборудования, а также всемерно использовать вторичные энергетические ресурсы.

В основе успешного осуществления организации высокоэффективного использования тепловой энергии является знание и умение применять на практике основные законы и положения термодинамики и тепломассопереноса.

Термодинамика является разделом теоретической физики. Она составляет обширную область современного естествознания и изучает законы превращения различных видов энергии в технологических процессах, сопровождающихся тепловыми эффектами. Эта наука рассматривает самые разнообразные явления природы и охватывает огромную область химических, механических и физико-химических явлений.

В частности, техническая термодинамика рассматривает закономерности взаимного превращения теплоты в работу и свойства тел, участвующих в этих превращениях. Вместе с теорией теплообмена она является теоретической платформой теплотехники. На ее основе осуществляют расчет и проектирование всех тепловых и холодильных машин, а также всевозможного технологического оборудования.

Термодинамическую систему составляют различные тела, в том числе реальные газы и пары, идеальные газы и т.д. Введение понятия идеального газа позволило получить простые математические зависимости (модели) между величинами, характеризующими состояние рабочих веществ, и, на основе законов идеальных газов, создать теорию термодинамических процессов.

В данном лабораторном практикуме рассматриваются различные процессы и превращения, происходящие с реальными веществами и рабочими телами, которые применяются в технологических операциях пищевой промышленности.

Тепломассоперенос рассматривает закономерности переноса энергии в виде теплоты и макроскопических объемов вещества, потоки которых присутствуют в различных технологических процессах.

Перенос теплоты может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Они различны по своей материальной природе и описываются различными законами.

В большинстве случаев, встречающихся в различных технологических процессах пищевой промышленности, перенос тепла осуществляется несколькими способами одновременно, хотя часто одним или даже двумя способами пренебрегают ввиду относительно малого их вклада в суммарный сложный теплообмен.

В лабораторном практикуме приведены краткие сведения, необходимые для выполнения каждой лабораторной работы, описание лабораторных установок и порядок выполнения эксперимента. В конце работ приведены контрольные вопросы для самооценки студентов и проведения защиты отчетов. Более глубокое понимание сущности происходящих процессов требует использования литературы, рекомендованной в лекционных курсах.