气体定压比热实验指导书(给学生).docx

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1、空气定压比热测定试验报告班 级： 学 号： 姓 名： 气体定压比热仪RQB09本试验承受定流法测定空气的平均定压比热容，即让气体流过量热器时被加热，由量热器测定气体的吸热量。测试中涉及温度、压力、热量、流量等根本量的测量。计算中用到比热及混合气体(湿空气)方面的根本学问。一、试验目的1、了解气体比热容测定装置的根本原理；2、把握本试验中的测试方法；3、把握由试验原始数据，依据比热容公式计算出比热容值的方法；4、分析本试验产生误差的缘由及可能改进的措施。二、试验原理气体定压比热容定义为hC= ()(2-1)1PT P在没有对外界做功的气体的等压流淌过程中， dh =dQ ,则气体的定压比热容可以

2、表示为m- 1 -C= 1Pqm( h )T P(2-2)当气体在此等压过程中由温度 t1加热至温度 t2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容值可由下式确定Ct2 =Pm tqQ(t - t )KJ/(Kg )(2-3)1m21式中q 气体的质量流量，Kg/smQ 气体在等压流淌过程中的吸热量，KJ/s在离室温不很远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性，即可近似表示为C= a + bt(2-4)P三、试验装置测定空气定压比热容的试验装置如图 2-1 所示。风机将肯定量的空气连续不断地经湿式流量计送入比热仪本体，比热仪中设有电加热器，空气经加热后又由比热仪内排出。热电阻湿

3、式气体流量计调整阀门杜瓦瓶风机电控箱图 2-1定压比热容试验装置比热仪本体如图 2-2 所示。它是由内外壁镀银的真空杜瓦瓶 1、电加热器2、均流网 3、绝缘垫 4、施流片 5、混流网 6 等组成。当比热仪出口温度t2稳定时，则可认为电加热器放出的热量全部被流经的气体吸取。电加热器放热量的大小由直流稳压电源进展调整，功率由功率表进展测量 w。比热仪的进出口分别设有温度计与高精度测温传感器，以测量进口温度t1和出口温度t2。空气的流量由湿式流量计进展测量。进入比热仪气流的压力则由流量计出口U 型差压计进展测量。空气量则由节流阀进展调整。1多层杜瓦瓶2电加热器3均流网4绝缘垫5施流片6混流网7出口温

4、度计 图 2-2 比热仪本体四、试验步骤1、经辅导教师指导接好加热电路和空气流通管路。2、经辅导教师检查后，将调加热调整旋钮调制在零位，翻开风机开关，调整节流阀开度， 使空气流量达规定值四周。3、装上湿式流量计上的温度计和 U 型差压计。4、调整加热器的功率电压值和电流值，开头进展加热。5、待比热仪出口温度t稳定不变后出口温度在 6min 之内无变化或有微小起伏即可视为稳2定，记录此工况下的试验数据。6、转变加热器电压(即工况变化)待t再次稳定时，记录另一工况下的试验数据。27、比热仪出口温度t最高为 300。即可测300以下的气体定压比热。【注：试验时制止超2过 300否则会损坏杜瓦瓶】8、

5、试验完结，先将加热功率下降至零(即断开加热器电源)，让风机连续运行 1015 分钟， 待比热仪温度降低后再停顿风机运行。五、数据整理1、当系统到达稳定工况时，电加热器放出的热量可认为根本被空气所吸取，即气体在等压流淌过程中的吸热量为：Q = WW(2-5)2、每秒通过试验装置空气流量（1） 空气容积流量V = 10 10-3 /tm3 / s(2-6)（2） 标准状态下的空气容积流量V= pV 273.15m3 / s(2-7)0T1.01325 105式中p比热仪内气压， Pap = Pb+ Dh式中Pb大气压力， PaDh 流量计中气体压力Dh ， P ，aT比热仪入口气流的热力学温度，T

6、=t +273.15K1（3） 空气的质量流量q= r Vm0Kg/s(2-8)式中r 标准状态下空气密度，Kg/ m 3V 标准状态下的容积流量， m 3/S03、空气平均定压比热容C=QJ/(KgK)(2-9)Pmq (tm2- t )14、列表表示平均比热容与温度的关系。5、用作图法确定(2-4)式中的常数和值，其计算方程式则表示空气平均定压比热与温度的关1系。作图法是以为 t+ t2 横坐标，C2为纵坐标，则可依据不同温度范围内的平均比热确定截距a Pm和斜率b ，从而得到比热随温度的变化的计算式。六、留意事项1、切勿在无气流通过的状况下使电加热器投入工作，以免引起局部过热而损坏比热仪

7、本体。2、输入电加热器的电压不得超过 220V ，气体出口最高气温t 2 300。3、加热和冷却要缓慢进展，防止温度计和比热仪本体因温变过快而断裂。4、停顿试验时，应先切断电热器，让风机连续运行十五分钟左右温度较低时可适当缩短。七、试验测试数据包括实测值，计算过程，绘制曲线工况序号参数公式及符号单位123451加热器功率(吸取的热量)QW2大气压力PbKPa3流量计中气体压力DhmmH O24比热仪气流流过 10 公升的时间tS5比热仪气流入口温度t16比热仪气流出口温度t27空气定压比热CpJ/(kg.k)八、思考题1. 在本试验中，如何实现绝热？2. 气体被加热后，要经过均流、旋流和混流后才测量气体的出口温度，为什么？简述均流网、旋流片和混流网的作用？3. 本试验的误差存在什么地方?应如何削减误差呢？