熱能動力基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書資料

1、熱能動力基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書能源與動力工程教研室編寫適用專業(yè)熱能與動力工程陜西理工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院2010年10月工程流體力學(xué)是力學(xué)的基本原理在液體和氣體中實(shí)際應(yīng)用的一門科學(xué)。本課程融合國內(nèi)外最新教材的特點(diǎn)，側(cè)重于基礎(chǔ)性和工程應(yīng)用性。主要介紹了流體靜 力學(xué)中流體靜止或相對靜止時流體內(nèi)壓力分布、 壓力測量、作用在平面和曲面上 的靜壓力；流體運(yùn)動學(xué)中流場、流線、速度分析、有旋與無旋流動、流函數(shù)、熱 函數(shù)和流網(wǎng)；流體動力學(xué)中不可壓縮流體與可壓縮流體的質(zhì)量、能量和動量守恒 定律，以及這些定律在管道內(nèi)部和物體外部流動中的實(shí)際應(yīng)用。本課程可作為能源動力工程、建筑環(huán)境與設(shè)備工程、環(huán)境工程、機(jī)械工程、石油和化學(xué)

2、工程、航空航天工程以及生物工程等專業(yè)和學(xué)生學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)課， 還可以作為人事與流體流動相關(guān)的研究和應(yīng)用的工程技術(shù)人員的參考資料。在工程流體力學(xué)課程中，為了培養(yǎng)學(xué)生的動手能力、觀察能力、分析問題能力 和解決問題的能力，特此設(shè)置了兩個專項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，一是雷諾實(shí)驗(yàn)（常規(guī)實(shí)驗(yàn)） ，另 一個是伯努力能量方程實(shí)驗(yàn)（綜合實(shí)驗(yàn)）。在雷諾實(shí)驗(yàn)中，主要讓學(xué)生觀察水流的流態(tài)，即層流和紊流現(xiàn)象，然后測定上、 下臨界雷諾數(shù)，最終使學(xué)生了解流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系。在伯努力能量方程實(shí)驗(yàn)中，主要是觀察流體流經(jīng)能量實(shí)驗(yàn)管時的情況，并對實(shí) 驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析，從而加深對能量方程的理解，并最終掌握測量流體流 速的原理。目 錄3.實(shí)驗(yàn)一綜

3、合傳熱性能實(shí)驗(yàn)4.實(shí)驗(yàn)二節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn) 9.實(shí)驗(yàn)三雷諾實(shí)驗(yàn)16實(shí)驗(yàn)四文丘里流量計實(shí)驗(yàn) 19實(shí)驗(yàn)五CO2臨界狀態(tài)觀測及P-V-T關(guān)系測定實(shí)驗(yàn)22實(shí)驗(yàn)六氣體定壓比熱測定實(shí)驗(yàn) 28實(shí)驗(yàn)七液壓泵性能實(shí)驗(yàn)34實(shí)驗(yàn)一綜合傳熱性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^測定不同表面狀態(tài)及氣流條件下管道的綜合傳熱系數(shù)，觀察和分析影響傳熱的各種因素。對傳熱過程有一個直觀的了解。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器綜合傳熱試驗(yàn)臺、溫度計、秒表。三、實(shí)驗(yàn)原理傳熱過程是指高溫流體通過固體壁面將熱量傳給低溫流體的過程。常見的傳 熱過程是管道中的高溫流體通過管壁將熱量傳給外界環(huán)境 （空氣作為低溫流體）tl -上2傳熱

4、過程可以分為三個階段，在第一階段，熱量由高溫流體傳給管內(nèi)壁，包括輻 射和對流（一般通過加大對流換熱系數(shù)將輻射折算在對流中）；第二階段，熱量 以導(dǎo)熱方式從管內(nèi)壁傳給管外壁； 第三階段，熱量由管外壁傳給周圍環(huán)境，包括 輻射和對流。在穩(wěn)定傳熱情況下，可得到熱流量為：(W)In 2In-iA2jdi：2A2：i二dj2 ldi： 2二d?l式中：AA分別為管內(nèi)、外側(cè)的傳熱面積;tp t2分別為高溫流體和低溫流體的溫度;a、d2分別為管內(nèi)、外徑；l為管道的有效傳熱長度；為管子材料的導(dǎo)熱系數(shù)；>1、2分別為內(nèi)、外壁的對流傳熱系數(shù)對管外側(cè)，令Q = KA2 (t1 -12) = K d2l (t t2

5、)由此可得以管外側(cè)面積為基準(zhǔn)的綜合傳熱系數(shù)為d2-1d1d2Ind1_：i2(W/(m2. C)將干飽和蒸汽通過一組試驗(yàn)銅管，管子在空氣中散熱而使蒸汽冷凝為水，由 于銅管的外表狀態(tài)及空氣的流動情況不同，管子的凝水量也不同，通過單位時間內(nèi)凝水量的多少，可計算每根管子的總傳熱系數(shù) K。試驗(yàn)裝置由電熱蒸汽發(fā)生器、一組表面狀態(tài)不同的六根銅管（巖棉管、鋸末 管、鍍鉻管、光管、涂黑管、翅片管）、配汽管、可計量的冷凝水蓄水器及支架 等組成。電熱蒸汽發(fā)生器的加熱開關(guān)有六個，分別控制六個加熱器。蒸汽發(fā)生器 帶有彈簧微啟式安全閥，以防蒸汽壓力和溫度過高而發(fā)生危險，另外蒸汽發(fā)生器 還配有電接點(diǎn)壓力表，也可以限制實(shí)驗(yàn)

6、壓力。試驗(yàn)臺可進(jìn)行自然對流和強(qiáng)迫對流的傳熱實(shí)驗(yàn)。強(qiáng)制通風(fēng)時，配有一組可移 動的風(fēng)機(jī)，用它對管子吹風(fēng)。通過試驗(yàn)，可對各種影響傳熱的因素進(jìn)行分析，從 而建立起影響傳熱因素的初步認(rèn)識和概念。四、試驗(yàn)臺參數(shù)試驗(yàn)銅管外徑：d=0.025m銅管計算長度：自然對流時l=0.65m強(qiáng)迫對流時 l=0.5m最大蒸汽壓力（表壓力）：0.04MPa五、實(shí)驗(yàn)方法與步驟1. 打開電熱蒸汽發(fā)生器上的供氣閥，然后從底部的給水閥門（兼排污）往蒸 汽發(fā)生器的鍋爐中加水，當(dāng)水面達(dá)到水位計的三分之二高處時，關(guān)閉給水閥門。2. 按需要用螺絲扳手調(diào)定電接點(diǎn)壓力表的限壓范圍，以控制飽和蒸汽的飽和 壓力，一般表壓力小于0.05MPa。3.

7、 打開蒸汽發(fā)生器上的電加熱器開關(guān)（手動、自動），指示燈亮，表明內(nèi)部的 電鍋爐加熱。待電接點(diǎn)壓力表達(dá)到調(diào)定壓力時， 電接點(diǎn)壓力表動作，通過繼電器 使自動加熱器斷電。此時，將手動電熱器關(guān)閉，由電接點(diǎn)壓力表控制繼電器，使 加熱器在一定壓力范圍內(nèi)進(jìn)行加熱，以保證實(shí)驗(yàn)所需的蒸汽量和飽和壓力。4. 打開配汽管上所有閥門（或按試驗(yàn)需要打開其中幾個閥門）和玻璃管蓄水 器下方的放水閥。然后打開供汽閥緩慢向被試管內(nèi)送汽(送汽壓力略高于試驗(yàn)壓 力)，預(yù)熱整個試驗(yàn)系統(tǒng)，并將系統(tǒng)內(nèi)的空氣排凈。5待蓄水器下部的放水閥向外排出蒸汽一段時間后關(guān)閉全部放水閥，以排除 在膠管內(nèi)和配汽管中的凝水，直到全部冒出蒸汽時再關(guān)閉，保證進(jìn)入

8、試管中的為 干飽和蒸汽，以確保試驗(yàn)精度。6按需要調(diào)節(jié)送汽壓力，即開始試驗(yàn)。為防止玻璃管蓄水器破壞，試驗(yàn)時的 表壓力一般取0.020.04 MPa,最大不超過0.05 MPa。7進(jìn)行自然對流試驗(yàn)時，將蓄水器下部的放水閥全部關(guān)閉，注視蓄水器內(nèi)水 位變化，待水位上升至玻璃管蓄水器的“ 0”位時開始計時(若水位已超過“ 0” 位，可打開蓄水器下部的放水閥放水，使水位剛好對準(zhǔn)“ 0”位時開始計時)，實(shí) 驗(yàn)正式開始，等玻璃蓄水器中凝水位達(dá)到一定高度時， 記下對應(yīng)的冷凝時間和凝 水量。一般讓各實(shí)驗(yàn)管冷凝相同高度的水量，而得到各試驗(yàn)管對應(yīng)的冷凝時間。注意：在試驗(yàn)過程中要觀察水蒸氣壓力表的讀數(shù)，使其壓力基本保持

9、在試驗(yàn) 所需壓力，若壓力降低可打開手動加熱器開關(guān)， 增加水蒸氣量，壓力回升后及時 關(guān)閉。另外，要定時打開配氣管底部的放水閥，排放在膠管內(nèi)和配汽管中的凝水， 保證進(jìn)入試驗(yàn)管中的為干飽和蒸汽，以確保實(shí)驗(yàn)精度。8. 如果進(jìn)行強(qiáng)迫對流實(shí)驗(yàn)，放掉積存在蓄水器及管路中的水，開動風(fēng)機(jī)對被 試驗(yàn)管進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng)。試驗(yàn)方法同上。9. 實(shí)驗(yàn)完畢，關(guān)閉電源，打開所有的放水閥、放汽閥，待蒸汽和水排凈后再 將所有閥門關(guān)閉，切斷電源和水源。六、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和綜合傳熱系數(shù)的計算所有被試管均以基管(銅管)表面為準(zhǔn)，則有傳熱面積為A =二dl(m2)傳熱量為Q二Gr(W)綜合傳熱系數(shù)為(W/(m2. C)Mt式中： d為銅管外

10、徑，d = 0.025ml為被試管的長度，自然對流時，l =0.65m強(qiáng)迫對流時，l =0.5mG為凝結(jié)水量'G=100r(kg/s)r為汽化潛熱，根據(jù)試驗(yàn)表壓力求得水蒸氣的飽和壓力， 再查飽和 蒸汽表，即可得到此壓力所對應(yīng)的汽化潛熱值。h為玻璃管蓄水器的水位高度（cm）gs為蓄水器的凝結(jié)水量系數(shù)，即每格（cm）的凝結(jié)水質(zhì)量（g/cm）.為試驗(yàn)管的冷凝時間（min）：t = ts -tfts為試驗(yàn)壓力（水蒸氣飽和壓力）所對應(yīng)的飽和溫度，同樣可查飽和蒸汽表。tf為試驗(yàn)時的室內(nèi)溫度，可由溫度計直接讀數(shù)。數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)類型管道水位高度10mL/格凝結(jié)水量（Kg/s）供熱時間（mi n）室溫(

11、°C)飽和溫度（°C）傳熱量（W）總傳熱系 數(shù)（w/m0c）自然對流實(shí)驗(yàn)d=0.025ml=0.65m玻璃絲109.5 °C鋸末管鍍鉻管涂黑管光管翅片管強(qiáng)迫對流實(shí)驗(yàn)d=0.025ml=0.50m玻璃絲鋸末管鍍鉻管涂黑管光管翅片管七、思考題1. 影響綜合傳熱的因素有哪些？2實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的誤差是由于什么原因造成的？如何避免?3. 對六根銅管的傳熱性能進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)二節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：4實(shí)驗(yàn)類型：（綜合）實(shí)驗(yàn)要求：（必修）一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓?jié)流調(diào)速回路是由定量泵、流量控制閥、壓力控制閥和執(zhí)行元件（液壓缸）等組成，它通過改變流量控制閥閥口的開度， 即通流截面積來調(diào)

12、節(jié)和控制流入或 流出執(zhí)行元件的流量，以達(dá)到調(diào)節(jié)其工作速度。節(jié)流調(diào)速回路按照其流量控制閥 安裝位置的不同，分為進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速、回油路節(jié)流調(diào)速和旁油路節(jié)流調(diào)速三種。 其中進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速、回油路節(jié)流調(diào)速稱為定壓式節(jié)流調(diào)速，旁油路節(jié)流調(diào)速為 變壓式節(jié)流調(diào)速。每種回路中流量控制閥采用節(jié)流閥或調(diào)速閥時，其回路性能各 有自己的特點(diǎn)。通過本實(shí)驗(yàn)要求達(dá)到如下目的：1、通過對采用節(jié)流閥的三種節(jié)流調(diào)速（進(jìn)、回、旁）回路的實(shí)驗(yàn)，得出它們的 調(diào)速回路特性（速度一負(fù)載特性和效率一負(fù)載特性）曲線，并分析比較它們的調(diào) 速性能；2、通過對采用節(jié)流閥和調(diào)速閥節(jié)流調(diào)速回路的對比實(shí)驗(yàn)，并分析比較它們的調(diào) 速性能（速度一負(fù)載特性和效率

13、一負(fù)載特性）；3、了解每種回路中流量控制閥通流截面積變化對回路調(diào)速性能影響的因素。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、測試節(jié)流閥進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能2、測試節(jié)流閥回油路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能3、測試節(jié)流閥旁油路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能4、測試調(diào)速閥進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路的調(diào)速性能三、實(shí)驗(yàn)原理（參看圖2-3 QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺的液壓系統(tǒng)原理圖）由課堂教學(xué)已 知，在節(jié)流閥進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中，通過節(jié)流閥5的流量，全部進(jìn)入液壓缸17的無桿腔。當(dāng)節(jié)流閥5的節(jié)流口面積調(diào)定后，活塞運(yùn)動速度是活塞桿上施加 負(fù)載的函數(shù)。負(fù)載越大，活塞桿運(yùn)動越慢；在調(diào)速閥進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路中，通 過調(diào)速閥4的流量，全部進(jìn)入液壓缸17的

14、無桿腔，當(dāng)調(diào)速閥4的節(jié)流口面積調(diào) 定后，由調(diào)速閥的工作原理可知，負(fù)載對活塞運(yùn)動速度影響很小。負(fù)載變化，活 塞桿運(yùn)動速度幾乎不變；在節(jié)流閥回油路節(jié)流調(diào)速回路中，液壓缸 17有桿腔排 出的流量（注意有桿腔排出的流量比無桿腔進(jìn)入的流量?。?，全部進(jìn)入節(jié)流閥6, 當(dāng)節(jié)流閥6的節(jié)流口面積調(diào)定后，活塞運(yùn)動速度是活塞桿上施加負(fù)載的函數(shù)。 負(fù) 載越大，活塞桿運(yùn)動越慢；在節(jié)流閥旁油路節(jié)流調(diào)速回路中， 通過節(jié)流閥7的流 量，直接回到油箱，其余的流量才進(jìn)入液壓缸17,因此，通過節(jié)流閥的流量越大，則液壓缸的運(yùn)動速度越慢。當(dāng)節(jié)流閥7的節(jié)流口面積調(diào)定后，活塞運(yùn)動速度 是活塞桿上施加負(fù)載的函數(shù)。負(fù)載越大，活塞桿運(yùn)動越慢。本實(shí)

15、驗(yàn)就是對不同的調(diào)速回路，將節(jié)流元件的節(jié)流口分別調(diào)定到不同開度， 對不同的開度，改變施加到液壓缸 17上的負(fù)載，得出該調(diào)速回路的速度一負(fù)載 特性。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出速度-負(fù)載特性曲線和效率-負(fù)載特性曲線。四、實(shí)驗(yàn)中的幾個注意事項(xiàng)1、加載方法本次實(shí)驗(yàn)，采用液壓缸對頂?shù)姆椒ńo工作缸加載。 載荷大小是由加載系統(tǒng)中 溢流閥9調(diào)節(jié)決定的。2、開口大小的調(diào)節(jié)節(jié)流口大小的調(diào)節(jié)是該實(shí)驗(yàn)的一個重要環(huán)節(jié)，如果調(diào)節(jié)的不合適，調(diào)速系統(tǒng) 就達(dá)不到調(diào)速的目的。工作缸在無負(fù)載時，全部伸出需要的時間大約為2秒，要 使系統(tǒng)工作在調(diào)速狀態(tài)，在定壓調(diào)速回路中，必須使溢流閥分流，以減少進(jìn)入工 作缸的流量。因此可以通過不斷的調(diào)節(jié)節(jié)流元

16、件的開口度，然后測量工作缸無負(fù) 載時的伸出時間，要保證該時間大于2秒，不同的開口度時間應(yīng)明顯不同；在變 壓式節(jié)流調(diào)速中，節(jié)流元件是分流元件，只有當(dāng)節(jié)流元件的開口打開，才能夠?qū)?現(xiàn)調(diào)速的目的。注意變壓式節(jié)流調(diào)速在負(fù)載為零時速度始終是最大值，因此調(diào)節(jié)節(jié)流元件開口度時要加一個固定大小的負(fù)載，才容易區(qū)別不同的開口度。3、讀取數(shù)據(jù)的時間液壓缸在靜止與運(yùn)動過程中各點(diǎn)壓力是不同的，應(yīng)該測量液壓缸運(yùn)動時的各 個數(shù)據(jù)。必須注意分工，不要將數(shù)據(jù)遺漏。4、系統(tǒng)壓力不要調(diào)節(jié)過大，Pi建議最好不要超過2.5Mpa。五、實(shí)驗(yàn)要求：1、按照給出的液壓綜合實(shí)驗(yàn)臺的液壓系統(tǒng)原理圖（見附錄圖 2-3），自己分別選 定三種基本回路

17、，擬訂實(shí)驗(yàn)方案。在擬定實(shí)驗(yàn)方案時，對不同的實(shí)驗(yàn)，例如作節(jié) 流閥進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速時，那些閥應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)，那些閥應(yīng)處于全開狀態(tài)，那些 閥是需要調(diào)節(jié)的，各壓力表開關(guān)應(yīng)轉(zhuǎn)換到那個位置。 上機(jī)前要寫出實(shí)驗(yàn)步驟，指 導(dǎo)教師檢查后方可做實(shí)驗(yàn)。2、 認(rèn)真填寫實(shí)驗(yàn)記錄表（附參考記錄表一份，其余自己設(shè)計記錄表格）；3、對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用坐標(biāo)紙繪制四種節(jié)流調(diào)速回路的速度一負(fù)載特性曲 線和效率一負(fù)載特性曲線；4、認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比較各種節(jié)流調(diào)速回路的特點(diǎn)。六、液壓元件參數(shù)：液壓泵：YB-6，溢流閥：Y-10B，節(jié)流閥L-10B，調(diào)速閥Q-10B,液壓缸無桿腔有效面積Ai=12.56cm2,液壓缸有桿腔有效面積A

18、=5.5cm2七、思考題：1、進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速時，節(jié)流閥開度改變對回路的速度負(fù)載特性有何影響？2、本實(shí)驗(yàn)裝置中工作缸為單出桿油缸，如果要獲得相同工作速度，進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速回路中節(jié)流閥開度誰大誰?。繛槭裁?？元件規(guī)格都相同時，哪種回路可獲得更低的穩(wěn)定速度？如果克服同樣大小的外負(fù)載，進(jìn)、回油路節(jié)流調(diào)速過程中工作缸無桿腔的壓力有何不同？3、采用調(diào)速閥的進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速回路，為什么速度負(fù)載特性變硬（速度剛度大）？ 而在最后，速度卻下降得很快？4、各種節(jié)流調(diào)速回路中工作缸最大承載能力各決定于什么參數(shù)？5、分析并觀察各種節(jié)流調(diào)速回路工作時泵出口壓力的變化規(guī)律，指出那種節(jié)流 調(diào)速回路效率較高？那種節(jié)流調(diào)速回路效

19、率較低？記錄數(shù)據(jù)參考表2-1:進(jìn)油路節(jié)流閥節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表實(shí)驗(yàn)條件：液壓油牌號 實(shí)驗(yàn)油溫系統(tǒng)壓力實(shí)驗(yàn)時間節(jié)流閥開度實(shí)驗(yàn)次數(shù)測算內(nèi)容P7(MPaF（ N）L (mm)T( S)Ymm/sF2(MPaF4(MPaP5 (MPa大12345678中12345678小12345678附錄：QCS003教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺結(jié)構(gòu)及工作原理液壓傳動實(shí)驗(yàn)是在液壓傳動實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，主要采用的設(shè)備是秦川機(jī)床廠生產(chǎn)的QCS003B 型和QCS003型，其中QCS003 型是臥式結(jié)構(gòu)，QCS003B 型是 它的改型產(chǎn)品。下面主要對 QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺作一簡單介紹。一、結(jié)構(gòu)介紹QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺共分五

20、部分。圖1為其外形，圖2為電器按鈕箱的面 板圖。1 動力部分：動力部分主要包括油箱、電動機(jī)、油泵和濾油器。電動機(jī)型號為Jo2- 224,額定功率1.5KW，滿載轉(zhuǎn)速1410rpm 。油泵為YBi 6定量葉片泵（件 號1，8），額定壓力為6.3MPa，排量為6ml/r。電動機(jī)和葉片泵安裝在油箱 蓋板上，油箱底部裝有輪子，可以移動，它安放在實(shí)驗(yàn)臺左后部。2 控制部分：控制部分主要包括溢流閥、電磁換向閥、節(jié)流閥、調(diào)速閥等。這些閥的額 定壓力全部為6.3MPa，額定流量為10L/min ，全部裝在實(shí)驗(yàn)臺的面板上。3 .執(zhí)行部分：工作缸（件號17 ）和加載缸（件號18 ）。缸徑二40mm，活塞桿直徑 =

21、30mm，行程L = 250mm。并排安裝在實(shí)驗(yàn)臺的臺面上。4 .電器部分：包括電器箱和電器按鈕操作箱。電器箱中主要有接觸器、熱繼電器、變壓 器、熔斷器等。它位于實(shí)驗(yàn)臺后部的右下角。電器按鈕操作箱主要包括各種控制 按鈕和旋鈕以及紅綠信號燈。它位于實(shí)驗(yàn)臺的右側(cè)。5 .測量部分：主要包括壓力表、功率表、流量計、溫度計，它們安裝在實(shí)驗(yàn)臺面板上。該實(shí)驗(yàn)臺功率表（件號19 ）的型號為44L1 5W，測量范圍3KW，精 度等級2.5 o用它來測量電動機(jī)的輸入功率。 將功率表接入電網(wǎng)與電動機(jī)定子線 圈之間，功率表所指示的數(shù)值即為電動機(jī)的輸入功率。 通過換算可求出電動機(jī)的 輸出功率（即液壓泵的輸入功率）。該實(shí)

22、驗(yàn)臺采用LC- 15橢圓齒輪流量計（件號20 ），它的進(jìn)口直徑為15mm , 測量范圍為330L/min ，積累誤差±0.5 %，工作壓力為1.6 MPa，壓力損失 < 0.02 MPa，工作溫度為-10 C+120 C。它的結(jié)構(gòu)主要由殼體、一對橢圓齒 輪和計數(shù)機(jī)構(gòu)組成。當(dāng)橢圓齒輪轉(zhuǎn)動一周時排出一定容積的油液，只要測出橢圓齒輪的轉(zhuǎn)數(shù)就可得到累積油液體積值。 該流量計的計數(shù)機(jī)構(gòu)是機(jī)械式的，它通過 齒輪傳動，棘爪機(jī)構(gòu)帶動指針轉(zhuǎn)動，表盤上標(biāo)有刻度。若用秒表測量指針旋轉(zhuǎn)若 干周所需的時間，就可求得平均流量。一、液壓系統(tǒng)原理及功能介紹圖3為QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺的液壓系統(tǒng)原理圖。該系

23、統(tǒng)分為左右兩個獨(dú)立的系統(tǒng)，左系統(tǒng)由于流量控制閥相對于工作缸所處位置不同可組成進(jìn)油路節(jié) 流調(diào)速回路、回油路節(jié)流調(diào)速回路和旁油路節(jié)流調(diào)速回路；右系統(tǒng)可進(jìn)行泵的性 能實(shí)驗(yàn)、溢流閥性能實(shí)驗(yàn)，在節(jié)流調(diào)速回路性能實(shí)驗(yàn)中可對工作缸進(jìn)行對頂加載， 由電磁換向閥12控制負(fù)載缸18活塞桿前進(jìn)或后退（空載時活塞桿不伸出）， 負(fù)載的大小決定于溢流閥9的調(diào)定壓力。PiQPi P3QP4 PSQP6 P7QPS Afl迴t回迴|迴can圖2-1 QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺的外形圖圖2-2 QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺控制面板圖圖2-3 QCS003B型液壓實(shí)驗(yàn)臺的液壓系統(tǒng)原理圖*晁岀慳卅5LInsH'TsA實(shí)驗(yàn)三雷

24、諾實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、觀察水流的流態(tài)：層流和紊流現(xiàn)象。2、測定上、下臨界雷諾數(shù)。3、了解流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)際液體有兩種不同的運(yùn)動型態(tài)，即層流和紊流。當(dāng)流速較小時，各流層的液 體質(zhì)點(diǎn)是有條不紊運(yùn)動，互不混雜，這種型態(tài)的流動叫做層流。當(dāng)流速較大時， 各流層的液體質(zhì)點(diǎn)形成渦體，在流動過程中，互相混摻，這種型態(tài)的流動叫做紊 流。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段水流的型態(tài)由其流動時的雷諾數(shù)決定,雷諾數(shù)r?= vdv式中，v管中平均流速，d管徑，u 運(yùn)動粘滯系數(shù)水溫)艮=2000。而上臨界雷諾數(shù)變化0.01775宀u =2 (T1 0.0337T0.0002

25、2T據(jù)前人實(shí)驗(yàn)資料得知，下臨界雷諾數(shù)比較穩(wěn)定，很大，約在500020000之間。因此一般認(rèn)為:艮<2000為層流Re>2000為紊流四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、要求和具體條件，采用“采用集中授課形式” 五、實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，由實(shí)驗(yàn)桌、供水系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)管道、流量量測系統(tǒng)、流線指示裝置和回水系統(tǒng)組成尾閥指示劑L顏色水流線（層流狀態(tài)下）六、實(shí)驗(yàn)步驟1. 熟悉實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書。2. 接通電源，開啟水泵給水箱供水。3. 到水箱里的水開始溢流后，輕輕打開尾閥，使管道通過小流量，再打開指示 劑開關(guān)，使顏色水流入管道。4. 反復(fù)緩慢增大（或減?。┝髁浚屑?xì)觀察層流和紊流現(xiàn)象。5. 從大

26、到小（或從小到大）緩慢調(diào)整流量，在臨界流速時（即流態(tài)開始轉(zhuǎn)換時）， 測定其雷諾數(shù)。6. 實(shí)驗(yàn)完畢后，先關(guān)閉指示劑開關(guān)，然后關(guān)閉水泵，拔掉電源。實(shí)驗(yàn)記錄表：管徑d= cm水溫T=°C測次量測水箱時間T(C)流量Q(cm3/s)流速v(cm/s)雷諾數(shù)狀態(tài)初高Hi (cm)終高Hz(cm)凈高 H(cm)體積(cm3)123測量水箱水平面積 A= cm245678910七、思考題1為什么調(diào)整流量時，一定要慢，且要單方向調(diào)整。2、要提高實(shí)驗(yàn)精度，應(yīng)該注意哪些問題？八、實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和相關(guān)實(shí)驗(yàn)章節(jié)，作好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄要求：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄應(yīng)準(zhǔn)確有力，且應(yīng)多記錄幾組數(shù)

27、據(jù)。 實(shí)驗(yàn)報告要求：1）字跡必須認(rèn)真工整。2 ）必須寫清楚實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時間、指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)課名稱以及實(shí)驗(yàn)執(zhí)行學(xué)期。3 ）實(shí)驗(yàn)報告的內(nèi)容必須包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和最后分析。九、其它說明1 調(diào)整流量時，一定要慢，且要單方向調(diào)整（即從大到小或從小到大），不能忽大忽小。2指示劑開關(guān)的開度要適當(dāng)，不要過大或過小。3 判斷臨界流速時，一定要準(zhǔn)確。4 不要震動水箱、水管，以免干擾水流。5 實(shí)驗(yàn)時一定要注意用電安全。實(shí)驗(yàn)四文丘里流量計實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過測定流量系數(shù)，掌握文丘里流量計測量管道流量的技術(shù)2. 驗(yàn)

28、證能量方程的正確性、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容了解文丘里流量計的原理；測定文丘里流量計的流量系數(shù)及對能量方程進(jìn)行驗(yàn)證。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段根據(jù)能量方程式和連續(xù)方程式，可得到不計阻力作用的文氏管過水能力關(guān)系式:2g_.zi 弋Z2M2也丿其中:二 d2 di k =4f 、d±-1式中:°h=r *苛廠h為兩斷面測壓管水頭差Z2Pg丿由于阻力的存在，實(shí)際通過的流量 Q恒小于Q'，弓I入無量綱數(shù)二（稱為Q文丘里流量修正系數(shù)）q = .iQ =2g h四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、要求和具體條件，采用“采用集中授課形式五、實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，由實(shí)驗(yàn)桌、供水系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)管道

29、、流量量測系統(tǒng)、流 線指示裝置和回水系統(tǒng)組成。指示劑六、實(shí)驗(yàn)步驟1測量并記下各相關(guān)常數(shù)。2打開水泵，調(diào)節(jié)進(jìn)水閥門，全開出水閥門，使壓差達(dá)到測壓計可測量的最 大高度。3測量并讀出壓差，同時用體積法測量流量。4. 逐次關(guān)小調(diào)節(jié)閥，改變流量 56次，注意調(diào)節(jié)閥門應(yīng)緩慢。5. 把測量值記錄在實(shí)驗(yàn)表格內(nèi)，并計算有關(guān)計算。6. 如果測管內(nèi)液面波動時，應(yīng)取平均值。七、思考題1為什么會出現(xiàn)管道液面不穩(wěn)的問題？2 .在測量兩只管道的液面高度差時，為什么會出現(xiàn)液柱消失的現(xiàn)象。八、實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和相關(guān)實(shí)驗(yàn)章節(jié)，作好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄要求：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄應(yīng)準(zhǔn)確有力，且應(yīng)多記錄幾組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)報告

30、要求：1）字跡必須認(rèn)真工整。）必須寫清楚實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時間、指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)課名稱以及實(shí)驗(yàn)執(zhí)行學(xué)期3 ）實(shí)驗(yàn)報告的內(nèi)容必須包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和最后分析。九、其它說明1 調(diào)整流量時，一定要慢，且要單方向調(diào)整（即從大到小或從小到大），不能忽大忽小。2. 測量數(shù)據(jù)在處理時，都必須化成以米，秒為最終處理單位3. 指示劑開關(guān)的開度要適當(dāng)，不要過大或過小。4 不要震動水箱、水管，以免干擾水流。5 實(shí)驗(yàn)時一定要注意用電安全。實(shí)驗(yàn)五CO2臨界狀態(tài)觀測及P-V-T關(guān)系測定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解C02臨界狀態(tài)的觀測

31、方法，增加對臨界狀態(tài)概念的感性認(rèn)識。2、增加對課堂所講的工質(zhì)熱力狀態(tài)、凝結(jié)、汽化、飽和狀態(tài)等基本概念的理 解。3、掌握C02的P-V-T關(guān)系的測定方法，學(xué)會用實(shí)驗(yàn)測定實(shí)際氣體狀態(tài)變化規(guī) 律的方法和技巧。4、學(xué)會活塞式壓力計，恒溫器等熱工儀器的正確使用方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、測定C02的P-V-T關(guān)系。在P-V坐標(biāo)系中繪出低于臨界溫度(T=20C)、 臨界溫度(T=31TC)和高于臨界溫度(T=50C)的三條等溫曲線，并與標(biāo) 準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)曲線及理論計算值相比較，并分析其差異原因。2、測定C02在低于臨界溫度(T=20C、27C )飽和溫度和飽和壓力之間的對 應(yīng)關(guān)系，并與圖四中的ts-ps曲線比較。3、觀

32、測臨界狀態(tài)(1) 臨界狀態(tài)附近氣液兩相模糊的現(xiàn)象。(2) 氣液整體相變現(xiàn)象。(3) 測定C02的pc、vc、tc等臨界參數(shù)，并將實(shí)驗(yàn)所得的 vc值與理想氣體狀態(tài)方程和范德瓦爾方程的理論值相比教，簡述其差異原因。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段對簡單可壓縮熱力系統(tǒng)，當(dāng)工質(zhì)處于平衡狀態(tài)時，其狀態(tài)參數(shù)P、V、T之間有：F(p,v,t)=0或 T=f(p,v)(1) 本實(shí)驗(yàn)就是根據(jù)式(1)，采用定溫方法來測定C02的P-V-T關(guān)系，從而找出C02的P-V-T關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，壓力臺油缸送來的壓力由壓力油傳入高壓容 器和玻璃杯上半部，迫使水銀進(jìn)入預(yù)先裝了 C02氣體的承壓玻璃管容器，C02 被壓縮，其壓力通過壓力臺

33、上的活塞桿的進(jìn)、退來調(diào)節(jié)。溫度由恒溫器供給的水 套里的水溫來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)工質(zhì)二氧化碳的壓力值，由裝在壓力臺上的壓力表讀出。 溫度由插在恒溫水套中的溫度計讀出。比容首先由承壓玻璃管內(nèi)二氧化碳柱的高 度來測量，而后再根據(jù)承壓玻璃管內(nèi)徑截面不變等條件來換算得出。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、要求和具體條件，采用采用集中授課形式”。五、實(shí)驗(yàn)條件整個實(shí)驗(yàn)裝置由壓力臺、恒溫器和實(shí)驗(yàn)臺本體及其防護(hù)罩等三大部分組成（如圖4.1所示）。圖4.1試驗(yàn)臺系統(tǒng)圖亠I1I-.力 xij圖4.2試驗(yàn)臺本體試驗(yàn)臺本體如圖4.2所示。其中1 咼壓容器；2玻璃杯；3 壓力機(jī)；4 水銀；5密封填料；6填料壓蓋；7恒溫水套；

34、8承壓玻璃杯；9 CO2 空間；10溫度計。、六、實(shí)驗(yàn)步驟1、 按圖一裝好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并開啟實(shí)驗(yàn)本體上的日光燈(目的是易于觀察)。2、恒溫器準(zhǔn)備及溫度調(diào)節(jié)：(1) 、把水注入恒溫器內(nèi)，至離蓋 3050mm。檢查并接通電路，啟動水泵，使水循環(huán)對流。(2) 、把溫度調(diào)節(jié)儀波段開關(guān)撥向調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)溫度旋扭設(shè)置所要調(diào)定的溫度，再將溫度調(diào)節(jié)儀波段開關(guān)撥向顯示。(3) 、視水溫情況，開、關(guān)加熱器，當(dāng)水溫未達(dá)到要調(diào)定的溫度時，恒溫器指示燈是亮的，當(dāng)指示燈時亮?xí)r滅閃動時，說明溫度已達(dá)到所需要恒溫。(4) 、觀察溫度，其讀數(shù)的溫度點(diǎn)溫度設(shè)定的溫度一致時(或基本一致)，則可(近似)認(rèn)為承壓玻璃管內(nèi)的 CO2的溫度處于

35、設(shè)定的溫度。(5) 、當(dāng)所需要改變實(shí)驗(yàn)溫度時，重復(fù)(2)(4)即可。注：當(dāng)初使水溫高于實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度時，應(yīng)加冰進(jìn)行調(diào)節(jié)。3、加壓前的準(zhǔn)備：因?yàn)閴毫ε_的油缸容量比容器容量小，需要多次從油杯里抽油，再向主容 器管充油，才能在壓力表顯示壓力讀數(shù)。壓力臺抽油、充油的操作過程非常 重要，若操作失誤，不但加不上壓力，還會損壞試驗(yàn)設(shè)備。所以，務(wù)必認(rèn)真 掌握，其步驟如下：(1) 關(guān)壓力表及其進(jìn)入本體油路的兩個閥門，開啟壓力臺油杯上的進(jìn)油閥。(2) 搖退壓力臺上的活塞螺桿，直至螺桿全部退出。這時，壓力臺油缸中抽滿了油。(3) 先關(guān)閉油杯閥門，然后開啟壓力表和進(jìn)入本體油路的兩個閥門。(4) 搖進(jìn)活塞螺桿，使本體充油

36、。如此交復(fù)，直至壓力表上有壓力讀數(shù)為止。(5) 再次檢查油杯閥門是否關(guān)好，壓力表及本體油路閥門是否開啟。若均已調(diào)定后，即可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4、作好實(shí)驗(yàn)的原始記錄：(1) 設(shè)備數(shù)據(jù)記錄：儀器、儀表名稱、型號、規(guī)格、量程、等。(2) 常規(guī)數(shù)據(jù)記錄：室溫、大氣壓、實(shí)驗(yàn)環(huán)境情況等。(3) 測定承壓玻璃管內(nèi)C02質(zhì)量不便測量，而玻璃管內(nèi)徑或截面積(A )又 不易測準(zhǔn)，因而實(shí)驗(yàn)中采用間接辦法來確定 C02的比容，認(rèn)為C02的比容 '與其高度是一種線性關(guān)系。具體方法如下：a) 已知 C02 液體在 20C, 9.8MPa 時的比容 (20C, 9.8Mpa) =0.00117M3 畑。b) 實(shí)際測定實(shí)驗(yàn)臺

37、在20C, 9.8Mpa時的C02液柱高度 h0(m)。(注意 玻璃管水套上刻度的標(biāo)記方法)血八=0.00117m3/kgc) (20C, 9.8Mpa) = mm _：h0A 一 0.001172= K(kg/m )其中：K即為玻璃管內(nèi)CO2的質(zhì)面比常數(shù)所以，任意溫度、壓力下 CO2的比容為： ：h ：hm/A K(m3/kg)式中， h=hh0h任意溫度、壓力下水銀柱高度。h0承壓玻璃管內(nèi)徑頂端刻度。5、測定低于臨界溫度t=20C時的等溫線。(1) 將恒溫器調(diào)定在t=20 C，并保持恒溫。(2) 壓力從4.41Mpa開始，當(dāng)玻璃管內(nèi)水銀柱升起來后，應(yīng)足夠緩慢地?fù)u進(jìn)活塞螺桿，以保證等溫條件。

38、否則，將來不及平衡，使讀數(shù)不準(zhǔn)。(3) 按照適當(dāng)?shù)膲毫﹂g隔取h值，直至壓力P=9.8MPa。(4) 注意加壓后CO2的變化，特別是注意飽和壓力和飽和溫度之間的對應(yīng)關(guān)系以及液化、汽化等現(xiàn)象。要將測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象一并填入表1（5）測定T=25C、27 C時其飽和溫度和飽和壓力的對應(yīng)關(guān)系。6、測定臨界參數(shù)，并觀察臨界現(xiàn)象。（1）按上述方法和步驟測出臨界等溫線，并在該曲線的拐點(diǎn)處找出臨界壓力pc和臨界比容c，并將數(shù)據(jù)填入表1。（2）觀察臨界現(xiàn)象。a）整體相變現(xiàn)象由于在臨界點(diǎn)時，汽化潛熱等于零，飽和汽線和飽和液線合于一點(diǎn)，所以這 時汽液的相互轉(zhuǎn)變不是象臨界溫度以下時那樣逐漸積累，需要一定的時

39、間， 表現(xiàn)為漸變過程，而這時當(dāng)壓力稍在變化時，汽、液是以突變的形式相互轉(zhuǎn) 化。b）汽、液兩相模糊不清的現(xiàn)象處于臨界點(diǎn)的C02具有共同參數(shù)（P,VT）,因而不能區(qū)別此時C02是氣 態(tài)還是液態(tài)。如果說它是氣體，那么，這個氣體是接近液態(tài)的氣體；如果說 它是液體，那么，這個液體又是接近氣態(tài)的液體。 下面就來用實(shí)驗(yàn)證明這個 結(jié)論。因?yàn)檫@時處于臨界溫度下，如果按等溫線過程進(jìn)行，使C02壓縮或膨脹，那么，管內(nèi)是什么也看不到的?，F(xiàn)在，我們按絕熱過程來進(jìn)行。首先 在壓力等于7.64Mpa附近，突然降壓C02狀態(tài)點(diǎn)由等溫線沿絕熱線降到液 區(qū)，管內(nèi)C02出現(xiàn)明顯的液面。這就是說，如果這時管內(nèi)的 C02是氣體的 話，

40、那么，這種氣體離液區(qū)很接近，可以說是接近液態(tài)的氣體；當(dāng)我們在膨 脹之后，突然壓縮C02時，這個液面又立即消失了。這就告訴我們，這時 C02液體離氣區(qū)也是非常接近的，可以說是接近氣態(tài)的液體。既然，此時 的C02既接近氣態(tài)，又接近液態(tài)，所以能處于臨界點(diǎn)附近?？梢赃@樣說： 臨界狀態(tài)究竟如何，就是飽和汽、液分不清。這就是臨界點(diǎn)附近，飽和汽、 液模糊不清的現(xiàn)象。7、測定高于臨界溫度T=50C時的定溫線。將數(shù)據(jù)填入原始記錄表 1。七、思考題1當(dāng)初使水溫高于實(shí)驗(yàn)設(shè)定溫度時，應(yīng)怎樣處理。2. 實(shí)驗(yàn)所得的vc值與理想氣體狀態(tài)方程和范德瓦爾方程的理論值相比教，為何會產(chǎn)生差異。表4.1 C02等溫實(shí)驗(yàn)原始記錄T=2

41、0 °CT=31.1C(臨界)T=50 CP(Mpa) hh/K現(xiàn) 象P(Mpa) hV = A h/K現(xiàn) 象P(Mpa) hV=A h/K現(xiàn) 象進(jìn)行等溫線實(shí)驗(yàn)所需時間分鐘分鐘分鐘八、實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和相關(guān)實(shí)驗(yàn)章節(jié)，作好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄要求：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄應(yīng)準(zhǔn)確有力，且應(yīng)多記錄幾組數(shù)據(jù)。 實(shí)驗(yàn)報告要求：1）字跡必須認(rèn)真工整。2）必須寫清楚實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時間、指導(dǎo)教師、 實(shí)驗(yàn)課名稱以及實(shí)驗(yàn)執(zhí)行學(xué)期。3）實(shí)驗(yàn)報告的內(nèi)容必須包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn) 原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和最后分析九、其它說明1、按表1的數(shù)據(jù)，在P-V坐標(biāo)系中畫出三條

42、等溫線。2、將實(shí)驗(yàn)測得等溫線與圖三所示的標(biāo)準(zhǔn)等溫線比較，并分析它們之間的差異 及原因。3、將實(shí)驗(yàn)測得的飽和溫度與壓力的對應(yīng)值與圖四給出的Ts-Ps曲線相比較實(shí)驗(yàn)六氣體定壓比熱測定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)學(xué)時：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解氣體比熱測定裝置的基本原理和構(gòu)思。2. 熟悉本實(shí)驗(yàn)中的測溫、測壓、測熱、測流量的方法。3. 掌握由基本數(shù)據(jù)計算出比熱值和求得比熱公式的方法。4. 分析本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容氣體定壓比熱的測定是工程熱力學(xué)的基本實(shí)驗(yàn)之一。實(shí)驗(yàn)中涉及溫度、壓力、 熱量（電功）、流量等基本量的測量；計算中用到比熱及混合氣體（混空氣）方 面的知識。

43、本實(shí)驗(yàn)的目的是增加熱物性研究方面的感性認(rèn)識， 促使理論聯(lián)系實(shí)際， 以利于培養(yǎng)同學(xué)分析問題和解決問題的能力。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段實(shí)驗(yàn)時，被測空氣（也可以時其它氣體）由風(fēng)機(jī)經(jīng)濕式氣體流量計送入比熱 儀主體，經(jīng)加熱、均流、旋流、混流后流出。在此過程中，分別測定：空氣在流 量計出口處的干、濕球溫度（to, tw由于是濕式氣體流量計，實(shí)際為飽和狀態(tài)）； 氣體經(jīng)比熱儀主體的進(jìn)出口溫度（tl, t2）；氣體的體積流量（V）；電熱器的輸入 功率（W）;以及實(shí)驗(yàn)時相應(yīng)的大氣壓（B）和流量計出口處的表壓（有了 這些數(shù)據(jù)，并查用相應(yīng)的物性參數(shù)，即可計算出被測氣體的定壓比熱（Com）。氣體的流量由節(jié)流閥控制，氣體

44、出口溫度由輸入電熱器的功率來調(diào)節(jié)。四、實(shí)驗(yàn)組織運(yùn)行要求根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)、要求和具體條件，采用采用集中授課形式五、實(shí)驗(yàn)條件裝置由風(fēng)機(jī)、流量計、比熱儀主體、電功率調(diào)節(jié)及測量系統(tǒng)等四部分組成如圖5.1所示。比熱儀主體如圖5.2所示。本比熱儀可測300C以下的定壓比熱。冷 空 氣調(diào)節(jié)_L 閥空、功 率 調(diào) 節(jié) 及 功 率 表圖5.1氣體定壓比熱測定儀溫度計熱二1空氣=1 1-=-導(dǎo)線U/ /II冷均流網(wǎng)電熱芯. 杜瓦瓶空 氣圖5.2比熱儀主體六、實(shí)驗(yàn)步驟1. 接通電源及測量儀表，選擇所需的出口溫度計插入混流網(wǎng)的凹槽中。2. 摘下流量計上的溫度計，開動風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使流量保持在額定值附 近。測出流量

45、計出口空氣的干球溫度（to ）。3. 將溫度計插回流量計，調(diào)節(jié)流量，使它保持在額定值附近。逐漸提高電熱 器功率，使出口溫度升高至預(yù)計溫度可以根據(jù)下式預(yù)先估計所需電功率：W : 12式中，W為電熱器輸入電功率（瓦）；為進(jìn)出口溫度差（°c）；T為每流過10升空氣所需的時間（秒）。4待出口溫度穩(wěn)定后（出口溫度在 10分鐘之內(nèi)無變化或有微小起伏，即可視為穩(wěn)定），讀出下列數(shù)據(jù)，每10升空氣通過流量計所需時間（T秒）；比熱儀 進(jìn)口溫度一一即流量計的出口溫度（ti,C）和出口溫度（t2C）;當(dāng)時相應(yīng)的 大氣壓力（B，毫米汞柱）和流量計出口處的表壓（Ah毫米水柱）；電熱器 的輸入功率（W，瓦）。5.

46、 根據(jù)流量計出口空氣的干球溫度和濕球溫度，從濕空氣的干濕圖查出含濕量（d克/公斤干空氣），并根據(jù)下式計算出水蒸氣的容積成分:d /6221 d /6226. 根據(jù)電熱器消耗的電功率，可算出電熱器單位時間放出的熱量:Q W 3千卡/秒4.1868 107. 干空氣流量（質(zhì)量流量）為：-PgV(1rw)(B+Ah/13.6)心04 / 735.56乂 10/1000eGgRgT029.27(t0 273.15)=4.6447 10”(1-rw)(Bh/13.6)公斤 /秒-i(t0 +273.15)8. 水蒸氣流量為:Gw_PV = rw(B：h/13.6) 104/735.56 10/1000R

47、WT047.06(t。273.15)2.8889 10花(B . ：h/13.6)公斤/秒 t (to +273.15)9. 水蒸氣吸收的熱量:-t2 (0.1101 +0.0001167t)dt22 十Qw = Gw- tj 0.00005835(t； - t；)千卡 /秒Gw0.4404(t210. 干空氣的定壓比熱為：0mt2t1 Qg _ Q - QwGg(t2 -1) Gg(t2 -切千卡/ （公斤C）11. 計算舉例假定某一穩(wěn)定工況的實(shí)測參數(shù)如下：to=8 C；tw=7.5 C；B=748.0 毫米汞柱ti=8C；t2=2403C；t =69.96秒/10 升; h=16毫米汞柱；

48、W=41.84瓦查干濕圖得d=6.3克/公斤干空氣（:=94%）rw6.3/62216.3/622= 0.010027Q 41.84 3 =9.9938 10 "千卡/秒4.1868 10Gg4.6447 10 "(1 0.010027)(748 16/13.6)69.96(8 273.15)= 175.14 10公斤/秒Gw2.8889 10 0.010027(748 16/13.6)69.96(8 + 273.15)-1.1033 10公斤/秒Qw =1.1033 10啟0.4404(240.3-8) 0.00005835(240.3-82) = 0.1166 10千卡

49、 /秒9.9938 10-0.1166 10 亠175.14 10(240.3-8)二 0.2428千卡/ （公斤C）實(shí)驗(yàn)記錄表：t0=Ctw=CB=毫米汞柱t1t2T hWrwQGgG wQ wC：1234567812. 比熱隨溫度的變化關(guān)系假定在0300C之間，空氣的真實(shí)定壓比熱與溫度之間近似地有線性關(guān)系,則由tl到t2的平均比熱為：t2t2 tlt （a bt）dtC0mtl七2 t1因此，若以t2于為橫坐標(biāo),C0mt2t1為縱坐標(biāo)（如圖5.3），則可根據(jù)不同的溫度范圍內(nèi)的平均比熱確定截距a和斜率b,從而得出比熱隨溫度變化的計算式。C°m-大卡/公斤1-0圖5.3比熱隨溫度的變

50、化關(guān)系七、思考題1. 為什么出口最高溫度不得超過 300 Eo2為什么當(dāng)加熱時間較少時，測量數(shù)據(jù)會不準(zhǔn)確。3. 當(dāng)輸入功率確定后，加熱一段時間后，為什么會自動跳到初識位置?八、實(shí)驗(yàn)報告實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求：認(rèn)真閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書和相關(guān)實(shí)驗(yàn)章節(jié)，作好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)紀(jì)錄要求：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)紀(jì)錄應(yīng)準(zhǔn)確有力，且應(yīng)多記錄幾組數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)報告要求：1）字跡必須認(rèn)真工整。2）必須寫清楚實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)時間、指導(dǎo)教師、 實(shí)驗(yàn)課名稱以及實(shí)驗(yàn)執(zhí)行學(xué)期。3）實(shí)驗(yàn)報告的內(nèi)容必須包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn) 原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和最后分析九、其它說明1. 切勿在無氣流通過的情況下使電熱器投入工作，以免引起局部過熱而損壞 比熱儀主體。2. 輸入電熱器的電壓不得超過 220伏。氣體出口最高溫度不得超過 300 Eo3. 加熱和冷卻要緩慢進(jìn)行，防止溫度