Лабораторная работа №1


НазваниеЛабораторная работа №1
страница5/8
Дата публикации16.03.2013
Размер0.84 Mb.
ТипЛабораторная работа
referatdb.ru > Математика > Лабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8
^

Отчёт о работе



Отчёт о работе должен содержать наименование и цель работы, краткое описание методики экспериментального определения , схему установки, таблицу, расчёт погрешности измерения теплоёмкости.

^

Контрольные вопросы





  1. Виды теплоёмкостей. Уравнение Майера. Показатель адиабаты k.

  2. Как в работе определяется массовый расход?

  3. Методика экспериментального определения .

  4. Истинная и средняя теплоёмкости.

  5. Расчёт теплоты в изохорном и изобарном процессах через средние теплоёмкости.

  6. Как рассчитывается внутренняя энергия идеального газа?

Лабораторная работа № 4
Исследование процессов во влажном воздухе
^ Цель работы: Исследование состояния влажного воздуха и процессов, протекающих в сушильной камере.
Вводная часть
Параметры влажного воздуха. В атмосферном воздухе (далее над пустынями) всегда содержится некоторое количество влаги в виде водяного пара. Такая смесь называется влажным воздухом. В большинстве случаев смесь воздуха и водяного пара может рассматриваться как смесь идеальных газов, для которых справедлив закон Дальтона: сумма парциальных давлений компонентов смеси равна давлению смеси.

рвл = ра = рс.в + рп (2.46)

где рвл давление влажного воздуха, равное атмосферному ра ;

Рс.в - парциальное давление сухого воздуха ;

Рп - парциальное давление водяного пара.

Смесь сухого воздуха и сyxoгo насыщенного водяного пара называется насыщенным влажным воздухом. Такой воздух насы­щён влагой и поэтому парциальное давление водяного чара и его плотность будут максимальны при данной температуре.

рн = рп,mах , ρн = ρп,mах

Давление и плотность насыщенного пара можно определить по табли­цам водяного пара для заданной температуры влажного воздуха.

Смесь сухого воздуха и перегретого водяного пара называется ненасыщенным влажным воздухом. Температура, до кото­рой необходимо изобарически охладить ненасыщенный влажный воздух, чтобы он стал насыщенным, называется температурой точки росы.

^ Абсолютной влажностью воздуха (парциальной плотностью водяного пара, массовой концентрацией водяного пара) называется отношение массы водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к объёму влажного воздуха

= mп /mвл п / (Rп * Твл),
где Rп = 461 Дж/(кг * К) – удельная газовая постоянная водяного пара.

^ Относительной влажностью воздуха φ называется отношение массы пара в воздухе к массе пара в насыщенном воздухе при той же температуре - отношение парциальной плотности пара к плотности насыщенного пара при той же температуре:
φ = mп /mвл = / ρн = рп / рн (2.47)
Относительную влажность выражают в долях согласно (2,47) или в процентах. Чтобы получить φ в процентах, выражение (2,47) следует умножить на 100 %. Величина φ характеризует степень удалённости данного состояния влажного воздуха от состояния, в котором вы­падают капельки воды φ =100 %.

Влaгосодержанием d, г/кг, называют отношение массы водяного пара, содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха:

d =mп / mс.в = * 103/ (2.48)

где mп – масса пара, г; mс.в – масса сухого воздуха, кг;

= (ра – рп)/(Rс.в.* Твл ) – парциальная плоскость сухого воздуха, кг/м3;

- парциальная плотность пара, кг/м3;
Влагосодержание d, г/кг, однозначно определяется парциаль­ным делением водяного пара

d = 622 рп / (рвл – рп) (2.49)

Все расчёты ведутся для удельных величин, отнесённых к I кг сухого воздуха. При протекании процессов во влажном воздухе масса сухого воздуха не меняется. Переменными величинами являются массы водяного пара и влажного воздуха. Связь между различными массами yстaнавливается следующими соотношениями:

mвл = mc.в + mп; mc.в = mвл / (1+ d); mп = (2.50)

Удельная энтальпия влажного воздуха определяется как сумма энтальпий сухого воздуха и водяного пара по формуле

iвл = ic.в + iп d / 1000 = cр. в t0 + d * 10-30 + cр. п t0) (2.51)
где cр. в = 1,00 кДж/(кг * К) – изобарная теплоёмкость воздуха;

г0 = 2501 кДж/кг – удельная теплота парообразования воды в тройной точке;

cр. п = 1,92 кДж/(кг * К) – изобарная теплоёмкость водяного пара.
Приведённые уравнения позволяют провести термодинамические расчеты процессов во влажном воздухе. Однако расчеты значительно упрощаются и становятся нагляднее, если использовать di –диаграмму, предложенную Л.К.Рамзиным в 1918 году.

По оси ординат диаграммы откладывают удельную энтальпию i влажного воздуха, отнесенную к I кг сухого воздуха, а по оси абсцисс - влагосодержание d в граммах на I кг сухого воздуха (рис.2.8)


Для лучшего использования площади диаграммы координатные оси рас­положены под углом 135° друг к другу. Вследствие этого линии i = const проходят под углом 45° к горизонтали: линии d = сonst представляют собой вертикальные прямые. Эти линии также изображают процессы на­гревания (снизу вверх - линии 1-2) и охлаждения (сверху вниз - прямая 3-4) влажного воздуха, энтальпия которого меняется, а влагосодержание остаётся неизменным.

На di-диаграмме нанесены также изотермы влажного воздуха и ли­нии постоянной относительной влажности воздуха φ . На кривой φ = 100 % парциальное давление пара и его плотность достигают макси­мально возможных значений при данной температуре. Поэтому выше граничной кривой φ = 100 % расположена oблaсть ненacыщеннoгo влажно­го воздуха, а ниже - область тумана, где во влажном воздухе одновременно присутствуют пар и мельчайшие капельки воды.

На di -диаграмме также нанесены пунктиром изотермы "мокрого" термометра (чувствительный элемент "мокрого" термометра смачивается водой и обдувается потоком влажного воздуха, поэтому температу­ра его получается ниже, чем "сухого" термометра), которые идут бо­лее полого, чем линии i • const, На граничной кривой φ = 100 % температуры "сухого" и "мокрого" термометров имеют одинаковые значения.

В нижней части диаграммы построена по уравнению (2.49) линия парциального давления пара с осью ординат, расположенной на диаграмме справа.

Процессами, протекающими во влажном воздухе, являются процессы сушки различных материалов, сжатия воздуха в компрессоре, кондиционирования и т.п.

Эти процессы наглядно изображаются в (di - диаграмме. Например, при нагревании влажного воздуха в калорифере его влагосодержание остается постоянным и прoцecс нагревания на di-диаграмме изображается, как уже отмечалось, вертикальной прямой 1-2 (см. рис. 2.8)

Если пренебречь энтальпией испаряющейся жидкости, то процесс сушки материала при отсутствии тепловых потерь происходит при постоянной энтальпии влажного воздуха. При наличии тепловых потерь процесс сушки можно условно изобразить линией 2-3. Количество вла­ги, испаряемой в процессе сушки, определяется разностью влагосодержания d в точках 3 и 2.
^ Описание лабораторной установки
Установка представляет собой модель сушильной установки, в которой сушильным агентом является воздух, а высушиваемым материа­лом - марля, смоченная водой. Схема установки показана на рис. 2,9. Основными её элементами являются калорифер I и сушильная камера 2. В кaлopифере воздух нагревается для повышения его способности испарять влагу. В сушильной камере за счет нагретого воздуха вода, содержащаяся в ткани, испаряется и уносится потоком воздуха.

Калорифер состоит на двух металлических труб и одной фарфоро­вой трубы, расположенных coоснo. Внутри фарфоровой трубы установлен электронагреватель 3. Мощность электронагревателя регулируется лабораторным автотрансформатором 4 и измеряется ваттметром 5.

Воздух в калорифер подается воздуходувкой 6. Расход воздуха определяется по перепаду давления на диафрагме 7, измеряемого с помощью U-образного манометра 8. Температура воздуха на выходе из калорифера (около 70 °С) измеряется с помощью термометра сопротив­ления 9 и лагометра 10.

В центре сушильной камеры помещена хлопчатобумажная ткань, подвергаемая сушке. Ткань разделена по высоте на четыре секции, и нижний конец каждой секции опущен в специальный стаканчик с во­дой, прикрепленный к центральной металлической трубке с отверстия­ми для поступления воды в стаканчики из емкости II. Во время опы­та происходит постоянное увлажнение высушиваемого материала, что обеспечивает стационарность процесса сушки.

Состояние воздуха на входе в калорифер определяется психро­метром 12. Температура воздуха после сушилки измеряется термомет­ром 13, а состояние воздуха в выходной трубке определяется по по­казаниям сухой 14 и мокрой 15 термопар.
^ Порядок выполнения работы
I. Залить воду в ёмкости 11,16 и 17 и увлажнить марлю внут­ри сушильной камеры и мокрых термометров 15 и 18(в процессе опыта кран 19 должен быть слегка приоткрыт, чтобы из трубки 20 вода вытекала слабой струйкой).

2. Вращая по часовой стрелке ручку регулятора оборотов воздуходувки 6, установить желаемый расход воздуха.

3. Вставить вилку электронагревателя в розетку и установить ручку выключателя 21 электрощита 22 в положение ''вкл'" (при этом загорается сигнальная лампочка). Вращая ручку ЛАТРа 4, установить по ваттметру мощность электронагревателя Рэл = 200 Вт.

4. Дождаться наступления стационарного процесса сушки (через 20 - 25 минут температуры термометров и перестают изменяться)

5. Завести пружину психрометра 12 (по 2 - 3 oборота в течение трех минут) и дождаться понижения температуры мокрого термометра до минимального значения.

6. Во время oпыта измерить:

а) температуры сухого и мокрого термометров психрометра;

б) температуры и на выходе воздуха из сушильной каме­ры (температуру сухого термометра принять на 2 0С чем )

в) температуру на выходе воздуха из калорифера ;

г) барометрическое давление (атмосферное) ра , мм рт. ст.. по барометру ;

д) перепад надиафрагме hдиаф по U – образному манометру.

7. На диаграмме d - i для влажного воздуха (имеется на стенде установки) по найденым температурам построить, согласно рис. 2.8. процессы во влажном воздухе и определить относительную влажность φ , влагосодержание d, парциальное давление пара рп энтальпию i в точках 1,2,3 и 4.

Состояние комнатного воздуха на входе в калорифер (точка 1 на рис. 2.8) определяется по показаниям психрометра.

Точка 2 определяет состояние воздуха после подогрева его в калорифере. Так как подогрев воздуха в калорифере происходит при постоянном влагосодержании, то положение точки 2 определяется пе­ресечением вертикали (d1 = d2 = const) с изотермой = const.

Положение точек 3 и 4 на di -диаграмме определяется так. Сна­чала находят точку 4 по показаниям сухого и мокрого термометров и на выходе из установки.

Процесс охлаждения воздуха в выходном патрубке также характеризуется постоянством влагосодержания, поэтому точка 3 определяется пo di - диаграмме как точка пересечения вертикали d4 = const с изотермой . Процесс сушки влажной ткани сопровождается увеличением влагосодержания воздуха, проходящего через сушильную камеру. На di-диграмме этот процесс условно изображается прямой линией 2-3.

8. По тарировочной кривой расходомера (имеется на стенде) по найденному перепаду hдиаф определить объёмный расход воздуха Vt .

9. При, обработке результатов опыта вычислить:

а) парциальную плотность сухого воздуха на входе в калорифер

‘ρс.в = рс.в /(R * Т1,с) , кг/м3

где рс.в = ра – рп - парциальное давление сухого воздуха на входа в калорифер;

б) массовый расход сухого воздуха =‘ρс.в * Vt;

в) массовый расход влаги, испаряемой в сушильной камере,

= (d3 - d2) / 100;

г) тепловой поток к воздуху в калорифере Фкал = (i2 - i1);

д) тепловые потери в калорифере Фпот = Рэл - Фкал;

в) действительный расход теплоты на испарение I кг воды

q = Pэл/

10. Результаты опыта и расчёта занести в таблицу 2.6.

Таблица 2.6

ра hдиаф Vt Рп φ1 φ2 φ4 d2 d3 i1 i2 q Фкал

мм мм м3/с Па % г/кг кДж/ кг Вт

рт.ст. вод.ст

1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие рефераты:

Лабораторная работа №1. Файлы. Виды файлов. Типизированные файлы 1-модуль
Лабораторная работа №4. Тeкстовые файлы, их описание и основные отличия от типизированных файлов
Система динамических презентаций power point лабораторная работа №
Лабораторная работа № Знакомство с приложением PowerPoint. Создание слайдов. Вставка в слайды различных объектов. Шрифтовое и графическое...
Лабораторная работа 03 "текстовые задачи 1"
Избранные вопросы элементарной математики Лабораторная работа 03 "текстовые задачи 1"
Лабораторная работа №2: Создание er-модели и ее нормализация. Создание...
Лабораторная работа №3: Проектирования бд на основе декомпозиции универсального отношения
Лабораторная работа №13. Изучение протоколов статической маршрутизации
Лабораторная работа №13. Изучение протоколов статической маршрутизации rip, ospf с использованием Packet Tracer XX
Лабораторная работа №4 Организация движения хозяйственных, восстановительных,...
Рецензент – заместитель начальника отдела перевозок Гомельского отделения Белорусской железной дороги С. В. Прокопенко
Лабораторная работа 06 "квадратный трехчлен и прогрессии"

Лабораторная работа 08 "основные понятия и формулы тригонометрии"

Лабораторная работа №6 Тема: «Формы, регистры и организация бухгалтерского учета»

Лабораторная работа Работа в среде nc. Общий вид, клавиши f 1- f 3 Цель работы
Цель работы: отработать основные навыки по работе в среде nc, познакомиться с общим видом окна и основными клавишами F1-F3

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
referatdb.ru
referatdb.ru
Рефераты ДатаБаза