氣體定壓比熱測(cè)定儀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
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中人教儀廠 氣體定壓比熱測(cè)量?jī)x實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
氣體定壓比熱的測(cè)量是工程熱力學(xué)的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)之一。實(shí)驗(yàn)中涉及溫度（℃）、壓力、熱量（電功）、流量等基礎(chǔ)量的測(cè)量；計(jì)算中用到比熱及混合氣體（混空氣）方面的知識(shí)。本實(shí)驗(yàn)的目的是多加熱物性研究方面的感性認(rèn)識(shí)，促使課程課程理論聯(lián)系實(shí)際，以利于培養(yǎng)同學(xué)解析問題和解決問題的能力。
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮鸵?/strong>
1. 理解氣體比熱測(cè)量裝置的基礎(chǔ)原理和構(gòu)思。
2. 熟悉本實(shí)驗(yàn)中的測(cè)溫、測(cè)壓、測(cè)熱、測(cè)流量的方法。
3. 掌控把握由基礎(chǔ)數(shù)值計(jì)算出比熱值和求得比熱公式的方法。
4. 解析本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。
二、實(shí)驗(yàn)裝置和原理
裝置由顯露屏、風(fēng)機(jī)、流量計(jì)、比熱儀主體、電功率（W）調(diào)動(dòng)及測(cè)量系統(tǒng)等五部分構(gòu)成。
比熱儀主體如圖一所示。
圖一 比熱儀主體
實(shí)驗(yàn)時(shí)，被測(cè)空氣（也可以時(shí)其它空氣）由風(fēng)機(jī)經(jīng)流量計(jì)送入比熱儀主體，經(jīng)加熱、均流、旋流、混流后流出。在此過程中，分別測(cè)量：空氣在流量計(jì)出口處的干、濕球溫度（℃）（t0，tw）；氣體經(jīng)比熱儀主體的進(jìn)出口溫度（℃）（t1，t2）；氣體的體積流量（V）；電熱器的寫入功率（W）（W）；以及實(shí)驗(yàn)時(shí)相應(yīng)的大氣壓（B）和流量計(jì)出口處的表壓（Δh）。有了這些數(shù)值，并查用相應(yīng)的物性功能數(shù)值，即可計(jì)算出被測(cè)氣體的定壓比熱（Cpm）。
氣體的流量由節(jié)流閥控制，氣體出口溫度（℃）由寫入電熱器的功率（W）來調(diào)動(dòng)。
本比熱儀可測(cè)300℃以下的定壓比熱。
圖二 顯露屏操作面板
三、顯露屏實(shí)操說明
1、操作面板按鈕說明（如圖二所示）
K1=開機(jī)/說明/設(shè)定
K2=存檔退出
K3=加濕器開關(guān)/加
K4=起動(dòng)停止/傳感器清零/減
K5=傳感器恢復(fù)/進(jìn)位
2、開機(jī)
打開電源后指示燈頻閃，按K1即可正常作業(yè)，此時(shí)K3作加濕器開關(guān)使用，K4作起動(dòng)/停止開關(guān)使用，此時(shí)按K1可變換說明頁(yè)，再按返回。
3、設(shè)定
在作業(yè)狀態(tài)下按K1不放（大于2秒）即可進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，此時(shí)按K1可選用傳感器清零，作業(yè)電壓（V）設(shè)定。
或時(shí)間設(shè)定，按K2存檔退出。
①傳感器清零
此時(shí)K4傳感器清零、K5恢復(fù)、K2存檔退出、K1功能變換（存檔）
②設(shè)定作業(yè)電壓（V）
此時(shí)K3是加、K4是減、K2存檔退出、K1功能變換（存檔）
③設(shè)定時(shí)間
此時(shí)K3是加、K4是減、K5是進(jìn)位、K2存檔退出、K1功能變換
四、實(shí)驗(yàn)步驟和數(shù)值處置整理
1. 接通電源及測(cè)量?jī)x表，選用所需的出口溫度（℃）計(jì)插入混流網(wǎng)的凹槽中。
2. 開動(dòng)風(fēng)機(jī)，調(diào)動(dòng)節(jié)流閥，使流量保持在規(guī)格限定值附近。測(cè)出流量計(jì)出口空氣的干球溫度（℃）（t0）和濕球溫度（℃）（tw）。
3.調(diào)動(dòng)流量，使它保持在規(guī)格限定值附近。逐漸提升電熱器功率（W），使出口溫度（℃）升高至預(yù)計(jì)溫度（℃）
[可以按照下式預(yù)先估計(jì)所需電功率（W）：
式中：W為電熱器寫入電功率（W）（瓦）；
Δt為進(jìn)出口溫度（℃）差（℃）；
τ為每流過10升空氣所需的時(shí)間（秒）。]
4. 待出口溫度（℃）平穩(wěn)后（出口溫度（℃）在10分鐘之內(nèi)無改變或有微小起伏，即可視為平穩(wěn)），讀出下列數(shù)值，每10升空氣經(jīng)過流量計(jì)所需時(shí)間（τ,秒）；比熱儀進(jìn)口溫度（℃）——即流量計(jì)的出口溫度（℃）（t1,℃）和出口溫度（℃）（t2℃）；當(dāng)時(shí)相應(yīng)的大氣壓力（B，毫米汞柱）和流量計(jì)出口處的表壓（Δh，毫米汞柱）；電熱器的寫入功率（W）（W，瓦）。
5. 按照流量計(jì)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)，并按照下式計(jì)算出水蒸氣的容積成分：
6. 按照電熱器消耗的電功率（W），可算出電熱器單位時(shí)間放出的熱量：
千卡/秒
7. 干空氣流量（質(zhì)理流量）為：
公斤/秒
8. 水蒸氣流量為：
公斤/秒
9. 水蒸氣吸收的熱量：
千卡/秒
10. 干空氣的定壓比熱為：
千卡/（公斤·℃）
11. 計(jì)算舉例
某一平穩(wěn)工況的實(shí)驗(yàn)測(cè)試功能數(shù)值如下：
t0=8℃； tw=7.5℃； B=748.0毫米汞貢柱
t1=8℃； t2=240.3℃； τ=69.96 秒/10升；
Δh=16 毫米水柱; W=41.84千瓦
查干濕圖得 d=6.3克/公斤干空氣（ψ=94%）
千卡/秒
公斤/秒
公斤/秒
千卡/秒
千卡/（公斤·℃）
12. 比熱隨溫度（℃）的改變關(guān)系
假定在0—300℃之間，空氣的真實(shí)定壓比熱與溫度（℃）之間近似地有線性關(guān)系，則由t1到t2的平均比熱為：
因此，若以 為橫坐標(biāo)， 為縱坐標(biāo)（如圖三），則可按照不一樣的溫度（℃）界限內(nèi)的平均比熱確定截距a和斜率b，從而得出比熱隨溫度（℃）改變的計(jì)算式。
圖 三
五、注意事項(xiàng)
1. 切勿在無氣流經(jīng)過的現(xiàn)象下使電熱器投入作業(yè)，以免引起局部過熱而損壞比熱儀主體。
2. 寫入電熱器的電壓（V）不得超過220伏。氣體出口最高溫度（℃）不得超過300℃。
3. 加熱和冷卻要緩慢實(shí)行，防止溫度（℃）計(jì)和比熱儀主體因溫度（℃）驟增驟降而破裂。
4. 停止試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)切斷電熱器，讓風(fēng)機(jī)繼續(xù)運(yùn)行十五分鐘左右（溫度（℃）教低時(shí)可適當(dāng)縮短）。
常見問題：
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