【正文】 hores and penny wise and pound foolish, not worth the candle. Some things to attract trouble and worry, pletely depends on how we look at and deal with it. Don39。 to implement , do not want to, dare not, not with disciplinary ruler to supervision。 注意事項 1，實驗前應(yīng)熟識實驗內(nèi)容和實驗方法 。這點在實驗前編寫實驗步驟時應(yīng)予充分考慮。 設(shè)想實驗系統(tǒng)的組裝過程。 5．待三次記錄數(shù)據(jù)均在穩(wěn)定工況要求范圍內(nèi)，該工況測試即告結(jié)束。（在實驗時，當(dāng)閥門全開時，氣罐內(nèi)壓力很小，因此出口氣體壓力也很小，為了獲得一定壓力的出口氣體，最好不要全開氣罐的出口閥門或者流量計前的氣體出口閥門。 實驗過程有關(guān)問題的提示 1．實驗前應(yīng)預(yù)習(xí)實驗指導(dǎo)書及安裝使用說明書，詳細了解實驗系統(tǒng)各部分的作用，掌握壓氣機系統(tǒng)的操作規(guī)程和調(diào)節(jié)方法，熟悉各測試儀表的安裝使用方法。 實驗系統(tǒng)設(shè)計時的設(shè)備條件 本實驗臺主要是測試單缸活塞式壓縮機的性能，包括壓氣機本體，電機，渦輪流量計以及測試系統(tǒng)。 壓縮機的定溫壓縮效率 cT? ： 按定溫壓縮效率的定義： eTCCTCcT Nm , ??? 實際消耗的軸功 功定溫壓縮過程所耗的軸? a、 質(zhì)量流量的計算：（ SmV /3為排 ） 排VTRPm g ?? 22 kg/s b、 定溫壓縮的軸功計算 030, ln PPTRw gTC ? kJ/kg 3P —— 壓氣機出口壓力 (Pa)； P0環(huán)境大氣壓力 (Pa) T0大氣溫度 (K)； c、 實際軸功的計算： 對于壓氣機的實際功率 sW39。另外，從理論角度看，可逆等溫壓縮過程耗功最少，而實際壓氣機壓縮過程即使采用了分級壓縮、中間冷卻等措施，也不可能達到可逆等溫壓縮過程的那種理想效果，因此定溫壓縮效率是評價活塞式壓氣機工作性能的重要參數(shù)之一。并掌握實驗誤差分析的一般方法。其實際流量為： ??? ?????? ? pm （ kg/s） 式中： Δp 仍為 U 型管差壓計的讀數(shù) (Pa)。因此，噴管入口壓力為： ppp a ??? （ 6） （ 3）、由式（ 5）、（ 6）可得到臨界壓力 ppc ? ，在真空表上的讀數(shù)（即用真空度表示）為： ppp avc ??? 4 7 )( （ 7） 計算時，式中各項必須用相同的壓力單位。；對比可稱 pbpd 的流動為超設(shè)計工況， pbpd 的流動為亞設(shè)計工況。改變調(diào)節(jié)閥的開度，逐漸降低背壓 pb，進而 18 測定質(zhì)量流量與背壓的關(guān)系曲線，并得到最大流量 mmax值。 實驗中有關(guān)問題的提示 詳細 檢查噴管實驗裝置各系統(tǒng)后，應(yīng)按操作規(guī)程啟動真空泵（打開真空泵冷卻水閥、機油潤滑閥，檢查電源，按起動電鈕）； 針對漸縮噴管的實驗如下： 把 X 輸入記錄儀的 X 軸， p 輸入 Y 軸。尤其要重點思考縮放噴管在 噴管實驗臺組成簡圖 形管壓差計 。 根據(jù)前文提供的實驗臺系統(tǒng)參考圖，確定實驗臺的組裝方法和安裝時的注意事項，并畫出 實驗系統(tǒng)組裝的分步示意圖。在進出口壓差達到一定值以后，兩種噴管內(nèi)的氣流都在此截面處剛好從亞音速達到音速，縮放噴管的氣流隨后變?yōu)槌羲俚?，因而喉部截面也叫臨界截面。 噴管型式不同，它們內(nèi)部的氣體流動規(guī)律也不同。 臨界比容 Vc[m3/Kg] 表 2 標(biāo)準值 實驗值 Vc=RTc/Pc Vc=3/8 RT/Pc 15 實驗三 噴管流動測試實驗 概述 噴管流動測試實驗是一個設(shè)計性實驗系統(tǒng)，它主要包括壓力、溫度等熱力參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計、流動系統(tǒng)及其工況穩(wěn)定系統(tǒng)的設(shè)計、以及實驗步驟和安全等方面的考慮。 實驗結(jié)果處理和分析 按表 1 的數(shù)據(jù)，如圖三在 pv 坐標(biāo)系中畫出三條等溫線。 2．一般壓力間隔可取 ~，接近飽和狀態(tài)和臨界狀態(tài)時壓力間隔適當(dāng)取小些。當(dāng)溫度高于 ℃ 時，無論怎么加壓也不會出現(xiàn)液化現(xiàn)象，當(dāng)然如果此時忽然卸壓會出現(xiàn)少許液化，這是因為突然降壓，絕熱降溫造成的。 （ 2）觀察臨界現(xiàn)象。要將測得的實驗數(shù)據(jù)及觀察到的現(xiàn)象一并填入表 1。 （ 2）壓力從 開始，當(dāng)玻璃管內(nèi)水銀柱升起來后，應(yīng)足夠緩慢地搖進活塞螺桿，以保證定溫條件。 所以，任意溫度、 壓力下 CO2的比容為： KhAm hV ???? / （ m3/kg） 式中， Δh=hh0 h—— 任意溫度、壓力下水銀柱高度。具體方法如下： a）已知 CO2液體在 20℃ ， 時的比容 V（ 20℃ ， ） =若均已調(diào)定后，即可進行實驗。 10 （ 4）搖進活塞螺桿，使本體充油。所以，務(wù)必認真掌握，其步驟如下： （ 1）關(guān)壓力表及其進入本體油路的兩個閥門，開啟壓力臺上油杯的進油閥。 （ 4）、觀察玻璃水套上的溫度計，若其讀數(shù)與恒溫器上的溫度計及電接點溫度計標(biāo)定的溫度一致時（或基本一致），則可（近似）認為承壓玻璃管內(nèi)的 CO2的溫度處于所標(biāo)定的溫度。 恒溫器準備及溫度調(diào)節(jié)： （ 1）、把水注入恒溫器內(nèi)，注至離蓋 30～ 50mm。 設(shè)想實驗系統(tǒng)的組裝過程（參照上面實驗系統(tǒng)圖）。方法如下： khhmAmVv ??? 上式中： A— 高壓玻璃管的內(nèi)腔面積； m— 高壓玻璃管內(nèi)的 CO2質(zhì)量； V— 高壓玻璃管內(nèi)的 CO2體積； 由于高壓玻璃管的內(nèi)腔面積（內(nèi)徑均勻） A 和其內(nèi)部的 CO2質(zhì)量 m 固定不變，所以上式中的 k 是個固定常數(shù)。由上面提供的有關(guān)設(shè)備可以知道：溫度和壓力是能夠直接從儀表上讀出的，而比容（體積）是不能直接讀取的。 恒溫器 恒溫器內(nèi)腔盛有凈水，接通電流后，溫控單元便自動調(diào)節(jié)水溫其值是由導(dǎo)電溫度計觸點控制，溫度值由水溫指示溫度計讀得?？纱_保 CO2定溫。 實驗系統(tǒng)設(shè)計時的設(shè)備條件 試驗臺系統(tǒng)圖 8 本實驗的實驗系統(tǒng)如上圖所示，其中在實驗儀器方面提供了以下設(shè)計條件： CO2 pVT 實驗儀 已充有 CO2 的、內(nèi)徑均勻的高壓玻璃管的下面與水銀槽相通。當(dāng)工質(zhì)的狀態(tài)距離液態(tài)較遠時，工質(zhì)接近理想氣體，基本遵守理想氣體狀態(tài)方程式，此時其等溫線是雙曲線。 7 實驗二 二氧化 碳熱力學(xué)性能測定實驗 概述 二氧化碳熱力學(xué)性能實驗系統(tǒng)是一個設(shè)計性實驗系統(tǒng)，它主要包括熱力學(xué)參數(shù)測量系統(tǒng)的設(shè)計、加熱和保溫系統(tǒng)的設(shè)計，加壓系統(tǒng)的設(shè)計、以及實驗安全和設(shè)備維護方面的考慮。 2. 輸入電熱器的電壓不得超過 220 伏?！?） 11. 計算舉例 假定某一穩(wěn)定工況的實測參數(shù)如下： t0=8℃ ； tw=℃ ； B= 毫米汞貢柱 ； t1=8℃ ； t2=℃ ； τ= 秒 /10 升； Δh=16 毫米汞柱 ； W= 千瓦 ； 查干濕圖得 d= 克 /公斤干空氣（ ? =94%） 010 02 ???wr 5 33 ?????Q? 千卡 /秒 63 )( ))(( ?? ??? ????? gG? 公斤 /秒 63 )( )( ?? ??? ????? wG? 公斤 /秒 326 101 1 6 )(0 0 0 0 5 8 3 )(4 4 0 [101 0 3 ?? ???????wQ ? 千卡 /秒 )( 6 330 21 ??? ???? ? ??ttmC 千卡 /（公斤 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。實驗結(jié)束之后，除了應(yīng)得到空 氣定壓比熱和溫度的關(guān)系曲線外，也要對空氣流量、加熱功率和定壓比熱（包括 Cp=a+bt 中的截距 a 和斜率 b）等實驗結(jié)果進行誤差分析。要重點實驗開啟和停止中設(shè)備啟動的先后順序，以及實驗中安全問題。 氣體定壓比熱測定實驗臺 冷空氣導(dǎo)線杜瓦瓶電熱芯熱空氣均流網(wǎng)溫度計 3 本實驗中的具體設(shè)計項目 預(yù)先確定實驗中所用溫度計、壓力表等測量儀器的量程和精度，考慮風(fēng)機輸入電壓和電加熱電壓的調(diào)節(jié)（輸入電熱器的電壓不得超過 220 伏。 風(fēng)機、流量計、調(diào)壓器、電流表、電壓表、溫度測量系統(tǒng)等也是本實驗系統(tǒng)重要組成部分，它們或為實驗提供和調(diào)節(jié)流動氣流，或為實驗提供了電加熱系統(tǒng)以及溫度測量系統(tǒng) 。本實驗接近在常壓下進行，溫度也在室溫至 300℃ 的范圍內(nèi)，此時空氣可視作理想氣體。然而，由于工程實際中針對較多的是定壓過程和定容過程（或近似可視為定壓過程和定容過程），因而除非特殊說明，人們所說的比熱往往指定壓比熱或定容比熱。根據(jù)物質(zhì)單位量的標(biāo)準不同，比熱有質(zhì)量比熱 c、體積比熱 C’和摩爾比熱 Cm三種計量方法。通過實驗觀察和定量測定不同溫度下空氣的定壓比熱值。本實驗的目的在于： 初步掌握熱力學(xué)實驗系統(tǒng)的一般設(shè)計方法，熟悉熱力學(xué)參數(shù)測量的儀器選擇、儀器使用方法及其注意事項，了解氣體比熱測定裝置的基本原理和構(gòu)思，利用已有設(shè)備設(shè)計搭建本實驗系統(tǒng)的實驗臺； 掌握比熱及其不同計量方法，熟悉定壓比熱和定容比熱的定義及其相互關(guān)系，復(fù)習(xí)鞏固理想氣體的有關(guān)知識，能夠用基本數(shù)據(jù)和基本公式計算各種比熱值。 本實驗的相關(guān)熱力學(xué)原理 比熱又稱比熱容，是指單位量的物質(zhì)溫度升高 1℃ （或 1K）時所吸收的熱量。 另外物質(zhì)吸熱的過程并非唯一確定的，因而從嚴格意義上講，比熱是與具體熱力過程有 關(guān)的過程量。 不同的物質(zhì)具有不同的比熱值，理想氣體的比熱是溫度的單值函數(shù)。 實驗系統(tǒng)設(shè)計時的設(shè)備條件 本實驗在實驗設(shè)置和氣體流程方面提供了以下設(shè)計條件： 比熱儀本體（如右圖所示） 此比熱儀是本實驗系統(tǒng)中的核心裝置，它可用于測量 300℃ 以下的氣體定壓比熱。氣體流量由調(diào)壓器調(diào)節(jié)風(fēng)機輸出電壓（即調(diào)節(jié)風(fēng)機轉(zhuǎn)速）控制，氣體出口溫度由輸入電熱器的電壓調(diào)節(jié)。 嘗試編寫實驗步驟，設(shè)想實驗中注意事項。 編制數(shù)據(jù)記錄表格和實驗報告的提綱。測出流量計出口空氣的干球溫度（ t0）。 4 5. 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： 622/1 622/ddrw ?? 6. 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： 31018 ?? WQ? 千卡 /秒 7. 干空氣流量（質(zhì)量流量）為： )())(1()(1000/))(1(03040????????????????thBtthBtTRVPGwwggg???? 公斤 /秒 8. 水蒸氣流量為： )( )()( 1000/)( 03040 ?????? ??????? ?t hBtthBtTR VPG wwwww ???? 公斤 /秒 9. 水蒸氣吸收的熱量： )](0 0 0 0 5 8 3 ((4 4 0 [))0 0 0 1 1 6 1 0 (21222121tttGtdttGQwttww??????? ??? 千卡 /秒 10. 干空氣的定壓比熱為： )()( 12120 21 ttGttGQCgwggttm ????? ????? 千卡 /（公斤 ℃ 圖 三 6 四、 實驗數(shù)據(jù)記錄 大氣壓力 : 環(huán)境溫度 : 實驗次數(shù) 1 2 3 4 5 電加熱功率 (W) 干球溫度 (℃ ) 濕球溫度 (℃ ) 進口氣 體溫度 (℃ ) 出口氣體溫度 (℃ ) 流量計前氣體壓差(mmH2O) 流量計流量 (20升 時間 ) (秒 ) 五、 注意事項 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。 4. 停止試驗時，應(yīng)切斷電熱器，讓風(fēng)機繼續(xù)運行十五分鐘左右（溫度較低時可適當(dāng)縮短）。由于分子力和分子體積的影響，在距離液態(tài)較近和較遠的二種情況下，同一工質(zhì)的熱力性質(zhì)是截然不同的。只要提供適當(dāng)?shù)膲毫ψ兓秶?，我?就能以 CO2 為例，通過實驗觀察和研究物質(zhì)在臨界點附近的狀態(tài)變化。二者間的空腔有來自恒溫器的水循環(huán)流通。另外、壓力不能驟變，免得水銀溢出和損壞儀器。 實驗中有關(guān)參數(shù)測定