一、目的:
1.增加对空气热物性的感性认识,掌握温度、大气压力、热功率的测量;
2.增强理论与实际的联系,学习气体比热的测定方法。
二、要求:
1.了解实验装置的基本原理与结构;
2.熟悉测温、测压、测热、测流量的方法;
3.掌握基本数据的处理方法,分析产生误差原因及减小误差的方法。
三、原理:
本实验测定的是干空气的定压质量比热Cp,而不是定压容积比热C'p。
Cp :P=const时,1kg气体温度升高1K时所吸收的热量;kJ/(kg•K)
C'p:P=const时,1Nm3气体温度升高1K时所吸收的热量;kJ/(Nm3•K)
根据定义,对于1kg工质,
四、实验装置:
整个装置由风系统和电系统两部分组成。
风系统包括:鼓风机、湿式流量计、U型管比压计、流量控制阀、比热仪内部空气流道、进口温度计、出口温度计、大气压力计组成。
电系统包括:电压调节器、电压表(伏特表)、电流表(安培表)、加热线路组成。
比热仪本体是由多层杜瓦瓶包裹,内部布置有加热线圈,在出口处设置有均流网、旋流片、混流网,是为了出口温度计测定的温度为最高的平均温度;同时设置绝缘垫,是为了避免温度计直接接触电加热丝,影响温度测定。
五、实验步骤:
(1)接通电源,开动风机。空气被鼓风机送入湿式流量计,然后经流量调节阀进入比热仪本体。调节流量控制阀,使得在比热仪本体出口有空气流出。
(2)接通电加热系统,调节电压调节器,使初始加热电压在35V左右,对比热仪本体中流过的空气进行加热。等待出口温度计温度稳定,读出湿式流量计转两圈所用时间 ,读出U型管比压计液面高度差 ,读出空气进口温度、出口温度,读出电压、电流、电流表内阻,读出大气压力,读出干球温度、湿球温度和相对湿度。
(3)调节电压调节器,使得电压升高5V左右,等待出口温度计稳定,重复(2)中读数过程。
(4)通过调节电压调节器,使得每次电压升高5V左右,可以一次获得4~6组实验数据,记录在数据表中。
(5)实验数据记录完后,电压调节器、电压表、电流表归零,关闭电系统电源,再关闭风机电源,实验结束。
六、注意事项:
(1) 切勿在无空气流过的情况下进行通电加热,以免引起过热烧损仪器;
(2) 输入电压不得超过220V,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本体因骤热骤冷损坏;
(4) 停止实验要先切断电加热器电源,风机继续运行15分钟后再切断风机电源。 |