Лабораторные работы по теплотехнике методические указания



страница3/3
Дата28.10.2012
Размер0.88 Mb.
ТипДокументы
1   2   3
(точка 3), соединить точку 2 с точкой 3.

Процессы протекающие во влажном воздухе в нашем опыте следующие:

-1-2- нагрев воздуха в калорифере (сушка материала) постоянном влагосодержании () с уменьшением относительной влажности () и | подводом тепла;

-2-3- процесс увлажнения воздуха (сушка материала) с увеличением влагосодержания () и относительной влажности ();

-3-4- процесс охлаждения воздуха при постоянном влагосодержании () и увеличением относительной влажности () ;

5. По построенным на id -диаграмме точкам 1,2,3 м 4 определить все параметры состояния влажного воздуха в состояниях, харак­теризуемых этими точками.

6. Определить кол-во испарений влаги за время опыта

кг

где mc.в. – количество воздуха, прошедшего через установку за время опыта, определяется по формуле

кг,

где, в свою очередь, В – барометрическое давление, Па;

Рп – парциональное давление пара в воздухе, определяемое по id –диаграмме, Па;

Vв.в. – количество воздуха прошедшего через установку за время опыта, м3;

R - удельная газовая постоянная сухого воздуха, Дж/кг·К;

Т1 - температура воздуха в точке I, К.

7. Определение количества тепла, воспринимаемое сушильным агентом (воздухом) в калорифере

кДж

8. Определить потели тепла в калорифере, как разность между теплом, действительно выделенным нагревателем W и величиной Qк

кДж

9. Определить потели тепла в сушильной камере

кДж

10. Определить действительное количество тепла, затраченное на 1кг испаренной влаги

Дж/кг исп. вл.
ТРЕБОВАНИЕ К ОТЧЕТУ
Отчет должен содержать схему установки и краткое ее описание протокол измерений, id –диаграмму с нанесенными процессами и все необходимые расчеты.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ


  1. Что называется влажным воздухом?

  2. Каким законам подчиняется влажный воздух и почему?

  3. В каких состояниях может находится влага в воздухе?

  4. Что называется насыщенным влажным воздухом?

  5. Что называется ненасыщенным влажным воздухом?

  6. В коком состоянии находится влага в насыщенном влажном воздухе?

  7. В каком состоянии находится влага в ненасыщенном влажном воздухе?

  8. Как довести ненасыщенный воздух до состояния насыщения при постоянной температуре?

  9. Как довести ненасыщенный воздух до состояния насыщения при постоянном давлении?

  10. Что называется температурой точки росы?

  11. Что называется абсолютной влажностью воздуха, как она может быть определена?

  12. Что называется относительной влажностью и как она может быть определена?

  13. Что называется влагосодержанием воздуха, и в каких единицах оно измеряется?

  14. Как изображается процессы нагрева и охлаждения воздуха в id –диаграмме?

  15. Как изображается процессы нагревания и охлаждения воздуха в id –диаграмме?

  16. Как изображается изотермические процессы воздуха в id –диаграмме?

  17. Как определить парциональное давление пара по id –диаграмме?

  18. Как определить температуру точки росы?


ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №6

Определение теплоты парообразования воды

и энтальпии сухого пара

Цель работы


Целью работы является расширение и углубление знаний студентов по термодинамике водяного пара, а также приобретение навыков экспериментального определения теплоты парообразования для водяного пара.

Литература

1.Лариков Н.Н. Теплотехника. М., Стройиздат,1985.

2. Швец И.Т., Толубинский В.И. Теплотехника. Киев, Вища школа, 1976.

3.Зубарев В.Н., Александров А.А. Практикум по технической термодинамике. М., Энергия, 1971.

Теоретические основы

Получение водяного пара в технике осуществляется по преимуществу в специальных устройствах - паровых котлах, в которых независимо от их назначения, величины и конструкции, водяной пар получается всегда принципиально одинаковым способом, а именно при постоянном давлении; величина же давления бывает различной: от 1-2 до 300 бар.

Процесс парообразования можно изобразить в pv-, Ts-, is- диаграммах состояния соответствующими линиями.

Рис.1 Диаграммы состояния водяного пара

Начальное состояние 1кг воды, принятое при произвольном давлении p и температуре t0 = 0, oC, имеет начальный объём v0 = 0,001. Принято считать при этом, что u0 = 0, i0 = 0 и s0 = 0. Это состояние в соответствующих диаграммах изобразится точкой «а».

В процессе изобарного подвода тепла к воде его температура, объём, энтальпия и энтропия будут возрастать до состояния кипения, изображаемого точкой «b». Параметры этого состояния: При дальнейшем изобарном подводе тепла идёт процесс парообразования «b-с». При этом температура воды не меняется и в результате образуется сухой насыщенный пар, изображаемый точкой «с». Параметры состояния сухого пара -

Если к сухому пару и дальше подводить тепло, то получится «перегретый пар», с параметрами , , состояние которого изобразится точкой «d».

Теплота, подведённая в процессе a b c d, состоит из теплоты подогрева , теплоты парообразования r и теплоты перегрева . Так как теплота, подводимая в изобарном процессе численно равна изменению энтальпии в этом процессе, то соответственно:

.

Так как теплота в диаграмме изображается площадью под процессом, то

, , .

Если рассматривать процессы парообразования при различных постоянных давлениях, то получится ряд аналогичных a b c d - линий, на которых точки b и c будут смещаться в сторону сближения при увеличивающемся давлении и наоборот. Проведя линии через множества точек, обозначающих характерные состояния:

а, а1, а2,…- состояния воды при 0 оС;

в, в1, в2,…-состояния кипящей жидкости;

с, с1, с2,…-состояния сухого пара,

получим линии:

А - нулевая изотерма, характеризующая состояния воды при 0 оС при различных давлениях;


В - нижняя пограничная кривая, характеризующая состояния кипящей жидкости при различных давлениях;

С - верхняя пограничная кривая, характеризующая состояния сухого пара при различных давлениях. Эти линии разграничивают диаграммы состояний на три области:

I - между нулевой изотермой А и нижней пограничной кривой В, область воды, недогретой до точки кипения;

II - между нижней В и верхней С пограничными линиями, область влажного насыщенного пара;

III - выше и правее верхней пограничной кривой С, область перегретого пара.

Из Ts - диаграммы видно, что с увеличением давления площадь под процессом парообразования сокращается, следовательно, теплота парообразования уменьшается и становится равной нулю при некотором давлении, называемым критическим. Для воды pкр= 221,145 бар, tкр= 374,116 оС, vкр= 0,003145 м3/кг, == 2094,8 кДж/кг; = 0.

Между точками b и c, характеризующими состояния кипящей жидкости и сухого насыщенного пара, располагаются множество точек ex , характеризующие состояния «влажного» насыщенного пара при том же давлении.

Влажным насыщенным паром называется смесь кипящей воды и «сухого» насыщенного пара, находящихся при одной и той же температуре, зависящей от давления. Массовая доля сухого насыщенного пара во влажном паре называется степенью сухости пара и обозначается буквой х. Если рассматривать 1 кг влажного пара, то х вместе с тем измеряет массу сухого пара, а (1-х) – массу кипящей воды в 1 кг влажного пара.

Процесс парообразования с подводом теплоты парообразования r является обратимым, т.е. при отводе тепла от насыщенного пара, начнётся конденсация пара, при этом теплота отводимая (теплота конденсации) будет равна теплоте парообразования. Это явление может быть использовано для определения величины r -теплоты парообразования.

Порядок проведения работы


  1. Изучение раздела «водяной пар» по лекционному материалу и рекомендуемой литературе.

  2. Ознакомление с методикой определения теплоты парообразования для воды.

  3. Ознакомление с устройством и работой экспериментальной установки.

  4. Проведение эксперимента.

  5. Обработка результатов эксперимента.

  6. Составление отчёта.
Методика определения теплоты парообразования

Методика определения теплоты парообразования для воды в данной работе основана на методе кипения воды при постоянном давлении.

Если к некоторому количеству воды, находящемуся в закрытом сосуде, подводить теплоту при постоянном давлении, то можно довести её до кипения. При установившемся процессе парообразования, количество тепла, подводимое к кипящей воде Qподв, идёт на образование некоторого количества пара mr и тепловые потери в окружающую среду Qотв от нагретых поверхностей установки:

(1)

Если известно , и , то можно найти теплоту парообразования r, измерив тем или иным способом количество конденсирующегося пара m, кг/с, по формуле
, . (2)

Осуществлению этой методики мешают трудности в определении зависящего от множества факторов: температуры поверхности, коэффициента теплоотдачи, величины поверхности и т.п.

Для преодоления этих трудностей можно провести два опыта, отличающиеся друг от друга только тепловой мощностью нагревателя, т.е. и количеством образующегося при этом водяного пара m в единицу времени при неизменном давлении и температуре кипения. В этом случае количество тепла, отводимое в единицу времени от поверхности установки в окружающую среду, , будет одинаковым, так как температура поверхности, коэффициент теплоотдачи и сама теплоотдающая поверхность останутся неизменными. Тогда можно написать уравнения теплового баланса для двух опытов:

(3)

(4)

Из решения системы уравнений (3) и (4) можно найти теплоту парообразования по формуле

, (5)

Остаётся лишь соблюсти условия опыта и измерить соответственно,, m1 и m2.

Экспериментальная установка

Эксперименты проводятся на той же установке, что и работа №4, дополненной устройством для конденсации образующегося пара (конденсатором) и мерным сосудом, для сбора и определения количества конденсата.
Проведения эксперимента

1. Предварительно включить установку и довести до кипения воду, признаком чего служит интенсивное выделение пара.

2. Включить в работу конденсатор, для чего пустить через него охлаждающую воду и пар.

3. Добившись стабильной работы установки, о чём будет свидетельствовать постоянство температуры и давления в паровом котле и постоянное количество образующегося конденсата, приступить к измерениям:

а) направить поток конденсата в сборный сосуд и включить секундомер;

б) записать значения тока и напряжения электронагревателя в таблицу;

в) по истечении определенного (заданного преподавателем) времени, прекратить сбор конденсата;

г) измерить количество образовавшегося конденсата и записать в таблицу

4.Изменив ток и напряжение электронагревателя, добиться нового стационарного режима и повторить опыт.

Всего провести 3 опыта в разных режимах.
1   2   3

Похожие:

Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconЛабораторные работы по физической химии
Методические указания предназначены студентам, обучающимся по всем специальностям мгуэи, при изучении дисциплины
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconУдк 539 Лабораторные работы по молекулярной физике №165, 166. Метод указания 1
Лабораторные работы по молекулярной физике №165, 166. Метод указания 1 Ходкевич Д. Д., Соколов В. П. М.: Ргу нефти и газа, 1998....
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические указания по изучению дисциплины и задания для контрольной работы
Радиохимия: Методические указания/Белорусская государствен­ная сельскохозяйственная академия; Сост. Г. А. Ч е р н у Х а. Горки, 2006....
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические указания по выполнению контрольной работы для студентов специальности 080109 всех форм обучения
Деньги, кредит, банки: методические указания / сост.: А. Н. Панютин. – Спб.: Спбглта, 2011. – 20 с
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические указания по выполнению выпускных (дипломных) работ Методические указания по организации самостоятельной работы слушателей в процессе учебы
Фгбоу впо «Ульяновская Государственная сельскохозяйственная Академия имени П. А. Столыпина»
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические указания к выполнению контрольной работы по физике для студентов инженерных специальностей заочного отделения
...
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы по курсу «Эконометрика»
Методические указания предназначены для студентов очной формы обучения специальности «Прикладная информатика (в менеджменте)», изучающих...
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов Планы семинарских (практических) занятий с методическими указаниями
Методические указания по самостоятельной работе: контрольные работы (вопросы и задания), тесты для самоконтроля, рефераты, курсовые...
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconЛабораторные работы по курсу "Введение в базы данных" (1-й семестр)
Лабораторные работы заключаются в изучении языка sql. Работы выполняются в sql plus под управлением системы Oracle
Лабораторные работы по теплотехнике методические указания iconМетодические указания лабораторные работы по дисциплине «Методы и средства защиты компьютерной информации» москва 2006
«Методы защиты информации с применением криптографии с открытым ключом». В разделе «Общие положения» указаны цель и задачи выполнения...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org