Порядок проведения опытов. Основные измерения




Определение изобарной теплоемкости воздуха

по дисциплине Теплотехника

Студент группы МАПП-91 Уперенко А.А.

 

Преподаватель Николаев А. М.

 

 

БАРНАУЛ 2012

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
Лабораторная работа №1
Разраб.
Уперенко А.А.
Провер.
Николаев А.М.
Реценз.
 
Н. Контр.
 
Утверд.
Николаев А.М.
  Определение теплоемкости воздуха
Лит.
Листов
 
АлтГТУ, ФПХП, гр. МАПП - 91
Лабораторная работа №1

«Определение теплоемкости воздуха»

Цель работы

Целью работы является экспериментальное определение изобарной теплоемкости воздуха при помощи проточного калорифера

 

Схема экспериментального стенда

 

Рисунок 1 – Схема экспериментальной установки

1 – калорифер; 2 – электрический нагреватель; 3 – сушильная камера; 4 – шибер; 5 – барометр; 6 – психрометр; 7 – U-образный манометр; 8 – переменное сопротивление; 9 – амперметр; 10 – вольтметр; 11 – термопара; 12 – потенциометр.

 

Главной частью стенда является воздушный канал, представляющий собой последовательное соединение калорифера 1 и сушильной камеры 3. Конструкция калорифера обеспечивает «лабиринтное» движение воздуха от поверхности калорифера к его центральной зоне, в которой установлен электрический нагреватель 2. Таким образом, организуется движение холодного воздуха навстречу теплому потоку, направленному от нагревателя в окружающую среду, и реализуется принцип «самоулавливания» тепловых потерь в калорифере.

Регулирование воздуха через установку осуществляется с помощью шибера 4, изменяющего проходное сечение воздушного канала.

Параметры воздуха, поступающего из лаборатории в установку, определяются с помощью барометра 5 и психрометра 6, которые показывают барометрическое давление Рб я температуры «сухого» (t с) и «мокрого» (t м) термометров.

 

 

Падение давления ∆Р на входе в установку определяется по U - образному манометру 7. Нагрев воздуха в калорифере регулируется с помощью переменного сопротивления

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
8, а мощность электронагревателя измеряется по показаниям амперметра 9 и вольтметра 10. Температура горячего воздуха tг.в. на выходе из калорифера измеряется с помощью термопары 11.

Термопара подключена к автоматическому электронному потенциометру 12, на ленте которого непосредственно идет запись температур. Термопара не имеет холодного спая, так как в автоматическом потенциометре имеется специальное компенсирующее устройство, заменяющее холодный спай термопары.

 

Порядок проведения опытов. Основные измерения

Так изменение кинетической и потенциальной энергий воздуха и потери тепла в окружающую среду в калорифере пренебрежительно малы, а располагаемая работа воздухом не совершается, выражение для определения средней массовой изобарной теплоемкости при стационарном режиме работы установки имеет вид:

C
p
N
эл
N
тп
-
m
t
гв
t
с
-
(
)
×
I
U
×
m
t
гв
t
c
-
(
)
×

 

 

где Nэл - тепло, выделяемое нагревателем за единицу времени (мощность нагревателя), Вт;

U - падение напряжение на нагревателе, В;

I - сила тока, протекающего через нагреватель, А;

т - массовый расход воздуха через установку, кг/с;

tг,в, tс - температура воздуха соответственно на выходе из калорифера и на входе в него, °С.

Формула записана в предположении, что количество тепла, идущее на нагрев воздуха в единицу времени равно мощности электронагревателя. Это предположение будет только при стационарном режиме, т.е. тогда, когда расход воздуха диерез установку, его параметры на входе и на выходе из нее, а также температуры всех частей установки будут оставаться постоянными.

В процессе нагрева установки количество тепла, получаемое воздухом в калорифере за единицу времени, будет меньше мощности электронагревателя, т.к. часть ее будет расходоваться на нагрев калорифера.

При охлаждении установки воздух будет получать все выделяемое тепло, а, кроме того часть тепла, ранее аккумулированного - калорифером. Итак, только при стационарном. режиме работы установки мы вправе считать количество тепла, полученное воздухом, в калорифере, равным электрической мощности электронагревателя (т.е. Nтп = 0).

 

Опыт провидится в следующей последовательности:

1. При полностью открытом шибере 4 включается вентилятор. Затем перемещением шибера устанавливается расход воздуха через установку, соответствующий указанному преподавателем значению перепада давления ∆Р на U - образном манометре.

2. Включается нагреватель и с помощью переменного сопротивления устанавливается заданное преподавателем значение напряжения.

3. Производится регистрация температуры воздуха на выходе из калорифера после достижения ею постоянного значения, что будет свидетельствовать об установлении стационарного режима работы установки.

4. На стационарном режиме в течении 6-8 минут производится периодически (не реже 1 раза в 2 минуты) регистрация значений I, U, tг.в., ∆Р, а также разовая запись значений tcи Рб. При незначительных циклических изменениях

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
 
какой-либо периодически регистрируемой величины ее значение усредняются. Если изменение носит монотонный характер, режим не является стационарным. В этом случае опыт должен быть повторен.

5. Опыт заканчивается выключением электронагревателя, а затем вентилятора.

Таблица измерений

I U tг.в. tc ∆P Pб
А В °С °С мм вод.ст. кПа
0,54         105,1


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2020-11-02 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: