Державний вищий навчальний заклад «український державний хіміко-технологічний університет» методичні вказівки

Скачати 0.55 Mb.

Назва	Державний вищий навчальний заклад «український державний хіміко-технологічний університет» методичні вказівки
Сторінка	1/4
Дата конвертації	12.02.2014
Розмір	0.55 Mb.
Тип	Документы

mir.zavantag.com > Математика > Документы

1 2 3 4

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ
УНІВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ З КУРСУ

«ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ТЕПЛОТЕХНІКИ»

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ІІ КУРСУ МЕХАНІЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ

ДЕННОЇ І ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ

СПЕЦІАЛЬНОСТІ 7.090220
Затверджено на засіданні

кафедри енергетики.

Протокол № 11 від 23.06.2009.

Дніпропетровськ УДХТУ 2010

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з курсу “Теоретичні основи теплотехніки” для студентів ІІ курсу механічного факультету денної і заочної форм навчання спеціальності 7.090220 / Укл.: Г.Т. Циганков, І.Л. Решетняк, О.І. Стоян. – Дніпропетровськ: ДВНЗ УДХТУ, 2010. – 29 c.

Укладачі: Г.Т. Циганков, д-р техн. наук

І.Л. Решетняк

О.І. Стоян

Відповідальний за випуск М.П. Сухий, канд. техн. наук

Навчальне видання
Методичні вказівки
^

до виконання лабораторних робіт з курсу “Теоретичні основи теплотехніки”

для студентів ІІ курсу механічного факультету денної і заочної форм навчання

спеціальності 7.090220
Укладачі: ЦИГАНКОВ Григорій Тимофійович

РЕШЕТНЯК Ірина Леонідівна

СТОЯН Олена Іванівна
Редактор Л.М. Тонкошкур

Коректор В.П. Синицька
Підписано до друку 17.08.10. Формат 6084¹/₁₆. Папір ксерокс. Друк різограф. Ум.-друк. акр. 1,32. Обл.-вид. арк. 1,51. Тираж 100 прим. Зам. № 194. Свідоцтво ДК № 303 від 27.12.2000.

Д

ВНЗ УДХТУ, 49005, м. Дніпропетровськ-5, просп. Гагаріна, 8.

В

идавничо-поліграфічний комплекс ІнКомЦентру

ЗМІСТ

Лабораторна робота № 1. ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ОБ’ЄМУ ГАЗУ МЕТОДОМ ВИТІКАННЯ 4
Лабораторна робота № 2. ВИМІР ТЕПЛОЄМНОСТІ ПОВІТРЯ 6
Лабораторна робота № 3. ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКА АДІАБАТИ „К”

^ ДЛЯ ПОВІТРЯ 9
Лабораторна робота № 4. ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ

ТЕМПЕРАТУРИ КИПІННЯ ВОДИ ВІД ТИСКУ В ПРОЦЕСІ ПАРОУТВОРЕННЯ 12
Лабораторна робота № 5. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ У ВОЛОГОМУ ПОВІТРІ 13
Лабораторна робота № 6. РОЗРАХУНОК ЦИКЛУ ПАРОВОЇ

^ КОМПРЕСОРНОЇ ХОЛОДИЛЬНОЇ УСТАНОВКИ 18
Лабораторна робота № 7. ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИТІКАННЯ

ПОВІТРЯ ІЗ СОПЛА, ЩО ЗВУЖУЄТЬСЯ 22
Лабораторна робота № 8. ДОСЛІДЖЕННЯ НАГРІВУ ЗРАЗКІВ І ТЕПЛООБМІНУ В ЕЛЕКТРИЧНІЙ МУФЕЛЬНІЙ ПЕЧІ 25
^ СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 29

Лабораторна робота № 1

ВИЗНАЧЕННЯ ПИТОМОГО ОБ’ЄМУ ГАЗУ МЕТОДОМ

ВИТІКАННЯ

При витіканні газу або пари через отвір за невеликої різниці тисків швидкість течії, м/с, може бути підрахована за тією же формулою, що й у випадку витікання нестисливої рідини:

, (1.1)

де  – коефіцієнт швидкості;

Р₁, Р₂ – тиск газу відповідно перед отвором і за отвором, Н/м²;

 – питомий об’єм газу, м³/кг.

У випадку витікання двох різних газів через один і той же отвір за того самого перепаду тиску можна записати:

. (1.2)

З цих рівнянь маємо, що

. (1.3)

Припускаючи, що через отвір перерізом f проходить в обох випадках один і той же об’єм , можна на основі рівняння нерозривності потоку скласти рівняння:

.

Звідки:

, (1.4)

де ₁ і ₂ – час витікання газів.

Порівнюючи вирази (1.3) і (1.4) , прийдемо до співвідношення:

,

з якого маємо:

, (1.5)

де ₁, ₂ – відповідно відомий і визначаємий питомі об’єми газів, м³/кг;

₁ – час витікання газу з питомим об’ємом ₁, с;

_{^ 2} – час витікання такого ж об’єму газу з питомим об’ємом ₂, c.

Методика визначення питомого об’єму газу

Питомий об’єм газу визначають за допомогою експериментальної установки (рис. 1.1), основними частинами якої є скляна посудина 1 і вмонтована в ній трубка 2, з'єднані між собою круговою скляною перемичкою 3. У порожнину 4 засмоктується випробуваний газ через трубку 5, або витискається з цієї порожнини, витікаючи через дуже малий отвір 6.

Порожнина 7 за допомогою посудини 10 заповнюється водою до граничного рівня, обмеженого патрубком 8. При цьому створюється тиск стовпа рідини, що витискає, відповідний об’єм газу з порожнини 4 через отвір 6 від нижньої позначки рівня газу до верхньої. Час виштовхування цього об’єму фіксується секундоміром. На кінці трубки 5 маємо триходовий кран 9, який з'єднує її з джерелом газу або атмосферою.

Рис. 1.1. Схема експериментальної установки для визначення питомого об’єму газів
В цій роботі виконують досліди з атмосферним повітрям і газом, питомий об’єм якого треба визначити.

Спостерігаючи за підвищенням рівня води в порожнині 4, вмикають секундомір у момент, коли рівень досягне нижньої позначки 11. Регулюючи положення посудини 10, не допускають зниження рівня води в порожнині 7 нижче граничного. У момент, коли рівень води в порожнині 4 досягне верхньої позначки, вимикають секундомір. Дослід повторюють 3 рази.

За допомогою триходового крана з’єднують порожнину 4 із джерелом газу 12, повторюють перераховані операції 3 рази. Результати заносять в журнал спостережень (табл. 1.1).

^ Обробка результатів досліду

Питомий об’єм атмосферного повітря за дійсних умов визначають за формулою:

, м³/кг (1.6)

де ^ Т – дійсна температура повітря, К;

Р_н – тиск за нормальних умов, дорівнює 1,01310⁵ Па;

Т_н – нормальна температура, значення якої дорівнює 273 К;

Р – дійсний тиск навколишнього повітря (барометричний), Па;

₁_н – питомий об’єм повітря за нормальних умов (вологістю повітря нехтуємо), рівний 0,775 м³/кг.

Питомий об’єм газу за дійсних умов розраховують за формулою (1.6). Знаючи питомий об’єм газу за дійсних умов ₂, визначають його питомий об’єм за нормальних умов:

, м³/кг.

Густина за нормальних умов (н.у.), кг/м³ ₂_н = 1/₂_н.

Дані заносять у журнал спостережень (табл. 1.1).
Таблиця 1.1

Журнал спостережень

№ досліду	Тиск повітря і газу (барометричний), Р, Па	Температура повітря і газу t,C	Час витікання, ₁, с	Питомий об’єм дійсний ₁, м^з/ кг	Час витікання, ₂, с	Питомий об’єм, м^з/кг		Густина за н.у., ₂_н, кг/м³
№ досліду	Тиск повітря і газу (барометричний), Р, Па	Температура повітря і газу t,C	Час витікання, ₁, с	Питомий об’єм дійсний ₁, м^з/ кг	Час витікання, ₂, с	дійсний, ₂	за н.у. ₂_н	Густина за н.у., ₂_н, кг/м³
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1
2
3

Контрольні питання

Якими рівняннями зв'язані параметри стану для ідеального і реального газів?
Як визначається питомий об’єм суміші газів?
Запишіть формули для визначення абсолютного тиску, якщо відомий Р_надл. і Р_вак?
Як обчислити об’єм газу за нормальних умов, якщо відомі його параметри за дійсних умов?
Як улаштована і працює експериментальна установка?

Лабораторна робота № 2

^ ВИМІР ТЕПЛОЄМНОСТІ ПОВІТРЯ

У роботі методом проточного калориметрування визначають середню масову теплоємність повітря за постійного тиску. Контроль параметрів для визначення теплоємності роблять у сталому режимі, тобто при постійних витратах повітря, його температурі на вході і виході з калориметру, кількості потужності, яку підводять до калориметра.

^ Опис установки

Установка для визначення теплоємності складається з проточного калориметра 1, у якому розміщений електричний нагрівач 2, що підводить теплоту до повітря, яке проходить через калориметр (рис. 2.1). Для теплової ізоляції від навколишнього середовища калориметр оточений оболонкою 3.

Повітря з простору між калориметром і оболонкою вилучено для зменшення втрат у навколишнє середовище. Температуру на вході і виході із калориметра вимірюють хромель-капелевими термопарами 4 і 5, які перемикачем 6 можуть по черзі підключатися до пірометричного мілівольтметра 7. Для виміру витрат повітря, яке проходить через калориметр, на вхідному патрубку встановлена діафрагма 8. Перепад тиску на діафрагмі вимірюють за допомогою дифманометра 9, електричний сигнал з якого передається на міліамперметр 10. Більшій швидкості потоку повітря через калориметр відповідає більший перепад тиску на діафрагмі. Градуювання приладу 10 виконане для температури повітря 18–20°С. Повітря з приміщення просмоктується через калориметр вакуум-насосом, для регулювання витрат повітря через калориметр служить кран 11. Величину струму, який підводиться до нагрівача калориметра, регулюють автотрансформатором 12, контроль сили струму і напруги виконується цифровим комбінованим приладом 13.

Рис. 2.1. Схема установки для визначення теплоємності

Порядок виконання роботи

1. Автоматичний вимикач на лівій стійці столу перевести у верхнє положення (загоряється сигнальна лампа "Мережа").

2. Увімкнути вакуум-насос.

3. Увімкнути блок витратоміра і, регулюючи краном 11, встановити потрібні витрати повітря через калориметр за показниками приладу 10.

4. Увімкнути кнопку "нагрів", поворотом ручки автотрансформатора 12 встановити напругу нагрівання спіралі по цифровому приладу 13 і визначити силу струму.

5. Увімкнути блок контролю температури і через 2–3 хвилини виміряти температуру повітря на вході і виході калориметра, перемикачем "Контроль точок" по черзі підключаючи до приладу 7 відповідні термопари 4 і 5.

6. За барометром визначити атмосферний тиск Р.

7. Виконати аналогічні виміри при інших витратах повітря через калориметр (2–3 досліди). Експериментальні дані заносять у табл. 2.1.

Обробка результатів експерименту

Середня об'ємна теплоємність повітря в інтервалі температур від t₁ до t₂ визначається за формулою:

, кДж/м³К,

де W = ІU – потужність, споживана нагрівачем, Вт;

І – сила струму, А;

U – напруга на спіралі, В;

t₁ та t₂ – температура повітря на вході і вході з калориметра, С.

Витрати повітря, яке протікає через калориметр, приведені до нормальних умов. ₀ знаходять з рівняння ідеального газу:

,

де в лівій частині маємо дійсні параметри повітря на вході в калориметр, а в правій – параметри за нормальних умов.

Середню масову теплоємність повітря знаходимо з виразу:

, кДж/кгК,

де 22,4 – об’єм 1 кмоля повітря за нормальних умов, м³/кмоль;

М – маса 1 кмоля повітря, кг/кмоль.

Розрахункові значення середньої масової теплоємності ізобарного процесу порівнюють з

, і оцінюють похибку експерименту визначення середньої масової теплоємності в кожному з дослідів:

.

При похибці більше 10%, даний дослід повторюють для уточнення експериментальних і розрахункових даних. Розрахункові дані зводять у табл. 2.1.
Таблиця 2.1

Журнал спостережень

№ досліду	Експериментальні дані						Розрахункові дані
№ досліду	t₁, ⁰C	t₂, °С	U, В	І, A	Р_б, Па	V, м³/с	W, Вт	V₀, м³/c	, кДж м³К	, кДж кгК	, кДж кгК	% похибки
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1
2
3

1 2 3 4

Схожі:

	Державний вищий навчальний заклад «український державний хіміко-технологічний... Методичні вказівки до виконання курсових робіт з дисципліни “Застосування еом в технології” для студентів IV курсу спеціальності...		Державний вищий навчальний заклад «національний гірничий університет»... Плани семінарських занять з дисципліни «Адміністративне право» для студентів спеціальності 030401 «Правознавство» / Упорядн.: В....
	«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»		«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»
	«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»		«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»
	«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»		«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»
	«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»		«Комітет дослідження історії та сучасності» Державний вищий навчальний заклад «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»

Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы