Часть1 – Изотермический процесс

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство образования Республики Беларусь

Гомельский государственный технический университет

имени П.О. Сухого

Кафедра: «Промышленная теплоэнергетика и экология»

Отчеты по лабораторным работам

по учебной дисциплине

«Техническая термодинамика»

Выполнил: слушатель ЗТЭ-18

________________________

Принял преподаватель:

к.т.н., доцент М.Н.Новиков

Гомель 2018

Лабораторная работа № 1

Исследование процессов идеальных газов

Цель работы:

часть 1: исследовать изотермический процесс. Проверить справедливость закона Бойля-Мариотта на примере воздуха.

часть 2: исследовать изохорный процесс. Проверить справедливость закона Шарля на примере воздуха.

Теоретическая часть

При изучении термодинамических процессов идеальных газов должны быть решены основные задачи:

1) Определение уравнения процесса f(p, v)=0, устанавливающего закономерность изменения состояния рабочего тела в процессе.

2). Выявление особенностей преобразования подведенной к рабочему телу количества теплоты, распределение ее между изменением внутренней энергии и совершаемой рабочим телом внешней работой. Основой решения задачи является уравнение первого начала термодинамики, записанное при соблюдении условий, присущих рассматриваемому процессу. Совокупность уравнений процесса и состояния идеального газа дают возможность получать соотношения различных параметров газа в виде функциональных зависимостей вида: p=f( v ); s=f(T) и др.

Основными процессами являются: изохорный, протекающий при постоянном объёме; изобарный, протекающий при постоянном давлении; изотермический, происходящий при постоянной температуре; адиабатный – процесс, при котором отсутствует теплообмен с окружающей средой, и политропный, удовлетворяющий уравнению .

Значение показателя политропы определяет расположение и характер протекания политропического процесса на р- v диаграмме (см. рис. 1).

n=1

n=k

Рисунок 1 - p - v диаграмма термодинамических процессов

Все процессы, исходящие из точки O и располагаемые левее изохоры n=±∞, имеют отрицательную работу, т.к. сопровождаются сжатием рабочего тела. Справа от изохоры – положительную работу, т.к. сопровождаются расширением рабочего тела. Процессы, начинающиеся в точке О и располагающиеся правее и выше адиабаты (n=k=const), в областях I-III и VIII (заштрихованы) протекают с подводом теплоты из вне, а в областях IV – VII –с отводом теплоты.

Описание опытной установки

Установка состоит из стенда и навесного устройства. Конструктивно стенд представляет собой следующее основное оборудованное:

1) навесное устройство (рисунок 2)

2) рабочую панель с органами управления и устройствами индикации (рисунок 3).

К стенду подключается внешний источник сжатого воздуха (компрессор).

Навесное устройство (см. рисунок 2) представляет собой пневматический цилиндр двустороннего действия, установленный на раме. На пневматическом цилиндре (параметры цилиндра приведены в таблице 1) смонтирована система подачи и сброса воздуха, а также бандажный нагревательный элемент.

Рисунок 2 – Навесное устройство

Таблица 1

Характеристики установки

Параметр	Единицы измерения	Значение параметра
тип цилиндра	-	двустороннего действия
внутренний диаметр цилиндра	м	0,08
ход штока	м	0,2
диаметр штока	м	0,025
максимальная допустимая температура	⁰С	100
начальный объем бесштоковой полости, V₀	м³	6,9*10^-5

Рисунок 3 – Панель стенда

Объем полости цилиндра при любом положении штока вычисляется как:

, (3.3)

– текущее положение штока, м;

– площадь цилиндра, м².

Рисунок 4 – Определение объема полости цилиндра

Порядок выполнения работы

Часть1 – Изотермический процесс

1. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»).

2. Включить компрессор. Создать в ресивере давление
0,5...0,8 МПа.

3. Открыть краны В2, В4.

4. Переместить шток цилиндра в крайнее левое положение.

5. Закрыть краны В2, В4.

6. Открыть кран В1. Установить в полости цилиндра требуемое давление.

7. Измерить положение штока, установившиеся значения температуры и давления в полости цилиндра занести в таблицу 2.

8. Открыть (приоткрыть) кран В3, так, чтобы шток цилиндра переместился на несколько сантиметров (исследуемый объем уменьшится).

9. Дождаться, пока температура в полости цилиндра установиться равной начальной. Измерить положение штока, установившиеся значения температуры и давления в полости цилиндра занести в таблицу 2.

10. Повторять пункты 12...14, до достижения штоком цилиндра крайнего положения.

11. Выключить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»).

12. Закрыть краны В1, В3. Оставить открытыми краны В2, В4. Сбросить давление из ресивера компрессора. Выключить компрессор.

Часть2 – Изохорный процесс

1. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть»).

2. Включить компрессор. Создать в ресивере давление
0,5...0,8 МПа.

3. Открыть краны В2, В4.

4. Переместить шток цилиндра в крайнее левое положение.

5. Закрыть краны В2, В4.

6. Открыть кран В1. Установить в полости цилиндра требуемое давление (0...0,5 МПа).

7. Закрыть кран В1.

8. Измерить установившиеся значения температуры и давления в полости цилиндра занести в таблицу 3.

9. Включить нагревательный элемент цилиндра тумблером SA1.

10. По мере нагрева воздуха в полости цилиндра, занести данные в таблицу 3.

11. Продолжить эксперимент до тех пор, пока давление в полости цилиндра перестанет расти.

12. Выключить нагрев тумблером SA1.

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 119; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!