Список рекомендуемой литературы
1. Нащёкин З.В. Техническая термодинамика и теплопередача:
Учеб. пособие для вузов. 3-е изд. испр. и доп. - М,: Высш. школа. 1980.- 490 с.,ил.
2.Теплотехника: Учебник для вузов А.П. Баскаков, Б.В. Берг, 0.К. Ватт и др. Под ред. А.П. Баскакова. - М,: Энергоиздат, 1982.-264 с., ил.
Лабораторная работа №4
«Исследование термодинамических процессов с воздухом»
ВВЕДЕНИЕ
Термодинамическим процессом называют совокупность последовательных состояний газа, через которые он проходит при взаимодействии с окружающей средой.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
В работе изучается методика исследования некоторых термодинамических процессов с воздухом, построение этих процессов в термодинамической диаграмме, расчет основных термодинамических параметров рабочего тела для опорных состояний процессов.
ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
Адиабатный процесс, процесс, происходящий в физической системе без теплообмена с окружающей средой. А. п. можно осуществить в системе, окруженной теплоизолирующей (адиабатной) оболочкой. Пример такого А. п. — рабочий такт тепловой машины, при котором газ (пар) расширяется в цилиндре с теплоизолирующими стенками и поршнем, при отсутствии необратимых превращений работы трения в теплоту.
Основным уравнением состояния идеального газа является:
p·V =μ·R·T/μ,
где μ - молекулярный вес газа;
R - универсальная газовая постоянная;
|
|
|
T1 и T2 - абсолютные температуры в начале и в конце процесса.
При адиабатном процессе идеального газа параметры изменяются таким образом, что произведение абсолютного давления р на удельный объем V в степени к (показатель адиабаты) остается постоянной величиной:
p·Vk = const
Показатель адиабаты является физической характеристикой процесса и определяется соотношением:
где 
и 
- теплоемкости газа при постоянном давлении и при постоянном объеме.
В адиабатном промессе связь между параметрами газа в начале и конце процесса имеет вид:
или 
,
а также:
где Р1 и Р2 – абсолютные давления газа в начале и в конце процесса;
V1, V2 – удельные объемы газа в тех же состояниях
T1 и T2 - абсолютные температуры в начале и в конце процесса.
ОПИСАНИЕ ОПЫТНОЙ УСТАНОВКИ
Лабораторная установка (рис. 5) содержит рабочий сосуд 1, давление в котором измеряется посредством дифманометра 2; вентиль 3 служит для выпуска воздуха из сосуда. Сосуд 1 через кран 4 связан со вспомогательным сосудом 5, который может поворачиваться вокруг оси 6 от горизонтального положения до вертикального. Сосуд 5 патрубком 7 сообщается с атмосферой.
|
|
|
Рисунок 5 - Схема установки
ВЫПОЛНЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА И ОБРАБОТКА ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
В рабочем состоянии сосуд 5, заполненный на 50 % водой находится в вертикальном положении, вентиль 3 и кран 4 закрыты, уровни воды в трубках дифманометра 2 находятся в положении «0».
Открыв кран 4, перепускают воду из сосуда 5 в сосуд 1 до тех пор, пока давление в последнем станет равным примерно 250 мм. вод. ст. Кран 4 закрывают, точно отмечая при этом перепад уровней воды в трубках дифманометра, Далее по дифманометру наблюдают за изменением положения уровней воды в трубках дифманометра (2 - 3 минуты).
Перепад давлений «сосуд - атмосфера» уменьшается, что свидетельствует об охлаждении воздуха в сосуде I после его нагревания при сжатии. Процесс сжатия (рис.6 ) воздуха «0 - 1» от давления атмосферного Р0 до P1=Р0 + h0 считаем адиабатным, а процесс охлаждения «1-2» с понижением давления от P1 до Р2=Р0+h1 - изохорным. h1 - перепад уровней в дифманометре, который установился при достижении равенства Т2=Т0 (Р0 и Т0 - параметры окружающей среды).
Далее открывают вентиль 3 и быстро закрывают его в тот момент, когда уровни воды в трубках дифманометра будут на отметке «0». Процесс выпуска «2 - 3» считаем как процесс его адиабатного расширения. При этом Р3=Р0, а Т3 оказывается ниже Т0, т. к. при адиабатном расширении воздуха происходит его охлаждение. После закрытия вентиля 3 происходит нагревание воздуха в сосуде 1 за счет его теплообмена с окружающей средой, т. е. температура воздуха в сосуде 1
|
|
|
повышается от Т3 до Т0. Этот изохорный процесс сопровождается повышением давления.
Рисунок 6 - Схема процесса
Окончание процесса фиксируется по прекращению изменения показаний дифманометра. Наступающее равновесное состояние характеризуется давлением Р4=Р0+ h2.
Эксперимент проводим, используя «адиабатный цикл». Результаты замеров заносят в таблицу 4 отчета по лабораторной работе. Далее производится обработка экспериментальных данных.
Таблица 4
| № | Р0, мм. вод. ст. | Р1, мм. вод. ст. | h1, мм. вод. ст. | Р2, мм. вод. ст. | T3, К | h2, мм. вод. ст. | P4, мм. вод. ст. |
| 1 | |||||||
| 2 | |||||||
| 3 |
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 187; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!