Основные теоретические сведения. В инженерной практике при проведении теплового расчета технического устройства или организуемого технологического процесса необходимо знание теплоемкости

Введение

В инженерной практике при проведении теплового расчета технического устройства или организуемого технологического процесса
необходимо знание теплоемкости используемых жидкостей или газа. В случае отсутствия данных по физическим свойствам необходимого вещества в справочнике, следует прибегнуть к практике теплотехнического эксперимента.

При выполнении работы закрепляются знания законов термодинамики, приобретаются навыки проведения и обработки научного эксперимента.

Цели и задачи лабораторной работы

Целью работы является получение навыков экспериментального определения удельной массовой теплоемкости воздуха при постоянном давлении на основе энергетического баланса.

Задачами исследования являются:

1) закрепление теоретических знаний по основным законам термодинамики;

2) сопоставление полученного результата со справочным значением;

3) составление отчета по выполненной работе.

Основные теоретические сведения

Одним из важных параметров, определяющих теплоту, является с – коэффициент пропорциональности, удельная массовая теплоемкость. В СИ она определяет количество теплоты, необходимое для изменения температуры 1 кг рабочего тела на один градус. Теплоемкость газов существенно зависит от давления и температуры. Для исследования изобарной теплоемкости применяются, главным образом, методы смешения и постоянного притока.

Метод постоянного притока из-за простоты конструкции и детальной разработки теории занимает ведущее место в исследованиях теплоемкостей газов. Экспериментальное определение теплоемкости газообразного вещества основано на измерении расхода исследуемого газа, температуры до и после нагревателя, тепловой мощности, выделяемой на нагревателе.

Для нагрева газа необходимо затратить мощность

, Вт, (3.1)

где T ₁, T ₂ – температуры газа до и после нагревателя по шкале Кельвина, K; – удельная массовая изобарная теплоемкость газа, Дж/(кг·K); ρ – плотность газа при температуре T ₂, кг/м³; V – объемный расход нагреваемого газа, м³/с.

В соответствии с уравнением теплообмена в стационарном режиме все количество теплоты, вырабатываемое нагревателем в единицу времени, передается исследуемому газу для нагрева и теряется калориметром в окружающую среду:

. (3.2)

Для определения из уравнения (3.1) необходимо определить величину теплового потока, равную электрической мощности, необходимой для нагрева проволоки

.

Нихромовая проволока нагревается постоянным током, величина которого определяется расчетным путем по падению напряжения на образцовом элементе сопротивления

, А.

Из соотношения (3.1) с учетом (3.2), пренебрегая количеством теплоты, теряемой калориметром в окружающую среду, получим

. (3.3)

Поиск по сайту: