1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。重庆科技学院工程热力学实验指导书资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。热能与动力工程教学示范中心二八年九月目录实验一气体定压比热容测定实验1实验二二氧化碳p-v-t关系测定实验8实验三饱和蒸汽压力和温度关系实验15实验四喷管实验18资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。实验一气体定压比热容测定实验一、 实验目的1了解气体比热测定装置的基本原理和构思。2熟悉本实验中测温、测压、测热、测流量的方法。3掌握由基本数据计算出比热值和
2、比热公式的方法。4分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。二、 实验原理引用热力学第一定律解析式, 对可逆过程有 :dqdupdv和dqdhvdp( 1)定压时 dp0c pdqdh vdphdTdTTp( 2)此式直接由cp 的定义导出 , 故适用于一切工质。在没有对外界作功的气体的等压流动过程中:dh1mdQ p( 3)则气体的定压比热容能够表示为:t 2Q pcp t1m t 2t1 kJ/kg? 资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。( 4)式中 : m 气体的质量流量, kg/s;Q p 气体在等压流动过程中的吸热量, kJ/s。由于气体的实际定压比热是
3、随温度的升高而增大, 它是温度的复杂函数。实验表明, 理想气体的比热与温度之间的函数关系甚为复杂 , 但总可表示为 :c pabtet2( 5)式中 a 、 b 、 e 等是与气体性质有关的常数。例如空气的定压比热容的实验关系式:472103cp1.023191.76019 10T4.02402 10T4.87268 10T kJ/kg?K式中 : T 绝对温度 , K 。该式适用于 250600K, 平均偏差为 0.03%, 最大偏差为0.28%。由于比热随温度的升高而增大, 因此在给出比热的数值时, 必须同时指明是那个温度下的比热。根据定压比热的定义, 气体在 t 时的定压比热等于气体自温
4、度t 升高到 tdt 时所需热量 dq 除以 dt ,即 :dqc pdt当温度间隔 dt 为无限小时 , 即为某一温度 t 时气体的真实比热。如果已得出 c f t 的函数关系 , 温度由 t1 至 t 2 的过程中所需要的热量即可按下式求得 :资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。222qcp dta bt etdt11用逐项积分来求热量十分繁复。但在离开室温不很远的温度范围内 , 空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线形的, 即可近似表示为 :cpabt( 6)则温度由 t1 至 t2 的过程中所需要的热量可表示为:qt2bt dta( 7)t1由 t1 加热
5、到 t2 的平均定压比热容则可表示为:t2bt dtat1t 2t2t1acp t1t 2b2t1( 8)大气是含有水蒸气的湿空气。当湿空气气流由温度t1 加热到 t 2时,其中水蒸气的吸热量可用式( 8) 计算 ,其中 a1.833,b0.0003111, 则水蒸气的吸热量为 :t 2Qwmw t11.8330.0003111t dt= mw 1.833 t 2 t1 0.0001556t 22t12kJ/s( 9)式中 : mw 气流中水蒸气质量 , kg/s。则干空气的平均定压比热容由下式确定:t2Q pQ p Qwcpm t1(mmw ) t2 t1(m mw ) t 2 t1( 10
6、)式中 : Q p 为湿空气气流的吸热量。仪器中加热气流的热量( 例如用电加热器加热) , 不可避免地资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。因热辐射而有一部分散失于环境。这项散热量的大小决定于仪器的温度状况。只要加热器的温度状况相同, 散热量也相同。因此, 在保持气流加热前的温度仍为t1 和加热后温度仍为t 2 的条件下 , 当采用不同的质量流量和加热量进行重复测定时, 每次的散热量当是一样的。于是 , 可在测定结果中消除这项散热量的影响。设两次测定时的气体质量流量分别为 m1 和 m2 , 加热器的加热量分别为 Q1 和 Q2 , 辐射散热量为 Q , 则达到稳定状况后能够得到如下的热平衡关系Q1Q p1Qw1Q (m1mw1 )c pm t2t1Qw1QQ2Q p 2Qw2Q ( m2mw2 )c pm t 2t1Q w2Q两式相减消去Q 项 ,得到t2Q1Q2Qw1Qw2c pm tm1 m2mw1mw 2 t 2t11kJ/kg? ( 11)
