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  • 气体定压比热测定仪使用说明书


  • 发布者:信息资讯 发表时间:2020-04-10
  • 概述:气体定压比热发的测定是工程力学的基本实验之一。实验中涉及温度、压力、热量(电功)、流量等基本量的测量,计算中用到比热及混合气体(湿空气)方面的基本知识。本实验的目的是增加热物性实验研究方面的感性认识,促进理论联系实际,以利于培养分析问题和解决问题的能力。

    一、实验要求

    1、了解气体比热测定装置的基本原理和构思。
    2、熟悉本实验中的测温、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可能途径。

    二、实验装置和原理(见图1)


     
    装置由风机、流量计、比热仪主体、电控箱测量系统等组成(如图所示)。比热装置由多层杜瓦瓶、电热器、均流网、绝缘垫、旋流片、混流网、出口用PT100热电阻等组成。实验时,被测空气(也可以是其它气体)由风机经流量计送入比热仪主体,经加热、均流、旋流、混流后流出。在此过程中,分别测定:气体在流量计出口处的干、湿球温度(to,tw);气体流经比热仪主体的进出口温度(t1,t2);气体的体积流量(V);电热器的输入功率(W);以及实验时相应的大气压(B)和流量计出口处的表压(△h)。有了这些数据,并查用相应的物性参数,即可计算出被测气体的定压比热(Cpm)。

    气体的流量由节流阀控制,气体出口温度由输入电热器的功率来调节。

    本比热仪可测300℃以下气体的定压比热。

    三、实验步骤
    (1)接通电源及测量仪表,选择所需的出口用热电阻插入混流网的凹槽中。
    (2)摘下流量计上的温度计,开动风机,调节节流阀,使流量保持在额定值附近。测出流量计中出口空气干球温度(to)和湿球温度(tw)。
    (3)将温度计插回流量计,调节流量使它保持在额定值附近。逐渐提高电热器功率,使出口温度升高至预计温度[可以根据下式预先估计所需电功率:W≈12△t/t。式中:W为电热器输入电功率(瓦);△t为进出口温度差(℃);t为每流过10升空气所需时间(秒)]。
    (4)待出口温度稳定后(出口温度在10分钟之内无变化或有微小起伏,即可视为稳定),读出下列数据:每10升气体通过流量计所需时间(t,秒);比热仪进口温度(t1,℃)—即流量计的出口温度和出口湿度(t2,℃);当时相应的大气压力(B,毫米汞柱)和流量计出口处的表压(△h,毫米水柱);电热器的输入功率(W,瓦)。
    (5)根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度,从空气的干湿图查出含湿量(d,克/公斤干空气),并根据下式计算出水蒸气的容积成分:


    (11)计算举例
    某一稳定工况的实测参数如下:
    t0=8℃;tw =7.5℃;B=748.0毫米汞柱;t1=8℃;t2=240.3℃;t=69.96秒/10升;△h=16毫米水柱;W=41.84千瓦
    查干湿图得d=6.3克/公斤干空气(y=94%)
       


    (12)比热随温度的变化关系:
    假设在0—300℃之间,空气的真实定压比热与温度之间近似的有线性关系;则由t1到t2的平均经热为:



    四、注意事项

    1、切勿在无气流通过的情况下使电热器投入工作,以免引起局部过热而损坏比热仪主体。
    2、输入电热器的电压不得超过200伏。气体出口温度不得超过300℃
    3、加热和冷却要缓慢进行,防止温度计和比热仪主体温度骤升骤降而破裂。
    4、停止实验时,应先切断电热器,让风机继续运行十五分钟左右(温度较低时可适当缩短)。

    数据记录

    气体定压比热测定实验记录表


     

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