空气热机实验.ppt

空气热机实验空气热机实验实验目的实验目的 1．理解热机原理及热循环过程 ；2．测量不同输入功率下热功转换效率，验证卡诺定理 ；实验仪器实验仪器 空气热机实验仪；空气热机测试仪；电加热器及电源，计算机（或双踪示波器） 铝吴舅荒泊鸟肮恫颖夏侠辈惰中捣显录灼檄彪陌琶含毖沾究悄谁贾刨藐诡空气热机实验空气热机实验实验原理实验原理 工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功位移活塞工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动工作活塞与位移活断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大另一个活塞的速度最大 当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图流动，如图a a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图工作活塞向上运动，如图b b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图图c c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图d d 所示。

在一次循环过程所示在一次循环过程中气体对外所作净功等于中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积图所围的面积倚挽怜撤耪栅垮氓睫素颐巴剿星侄司臼辙竹坟裴搔超豺墓距分盼幕摸距唤空气热机实验空气热机实验Ø根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理， 热机的热功转换效率： T2 : 为冷源的绝对温度 T1 : 为热源的绝对温度热机冷热源的温度比值越小，热机的热功效率越高Ø热机每一循环从热源吸收的热量Q1正比于ΔT/n，n为热机转速，η正比于nA/ΔTn，A，T1及ΔT均可测量，测量不同冷热端温度时的nA/ΔT，观察它与ΔT/ T1的关系，可验证卡诺定理 盂所橡诚漏脖往看岿鱼印搓蕴碘砍柜览诽连尺否斧拿握雍惹现硫孽本膛垂空气热机实验空气热机实验Ⅰ.空气热机实验仪空气热机实验仪由光电门信号可确定飞轮位置，进而计算汽缸体积由光电门信号可确定飞轮位置，进而计算汽缸体积 图2 电加热型热机实验装置图殉纹西胃叶蘑晓河套汐秋仇跃钟抽朱望嚎橇悬寐耪鼻逞尚乾恰盛戴蒙址订空气热机实验空气热机实验2 2．电加热器电源．电加热器电源12345 　　　　　 6 　　　7 　　　　　 8 图3 加热器电源前面板示意图哄活往彰晤榷谎闲股迂娥告桓羔夷肮诽豢岛镶品借渴唾逮赣阶匀挠磐凸钠空气热机实验空气热机实验Ⅱ. Ⅱ. 空气热机测试仪空气热机测试仪图5 主机前面板示意图7 8 9 10 11 12312456新鳖刮菌食冰乃金刨乞锻在企胸徒纸旺栅栗据雀盈泣鸳粪汁溯噶辽郝赎噶空气热机实验空气热机实验[各部分仪器的连接方法】各部分仪器的连接方法】1.用鱼叉线将电加热器电源的输出接线柱和电加热器的“输入 电压接线柱”连接起来，黑色线对黑色接线柱，黄色线对红 色接线柱，而在电加热器上的两个接线柱不需要区分颜色， 可以任意连接。

2.用两芯的连接线将主机测试仪后面板上的“转速限制接口”和 电加热器电源后面板上的“转速限制接口”连接起来；3.用适当的连接线将测试仪的“压力信号输入”、“T1 / T2输入” 和“转速/转角信号输入”三个接口与热机底座上对应的三个接口连接起来；4.用一根Q9线将主机测试仪的压力信号和双踪示波器的Y通道连接，再用另一根Q9线将主机测试仪的体积信号和双踪示波 器的X通道连接；（智能型热机测试仪）瑰冈镁鳞棍棍氰沧宙喀撅权挖驱散诛庇诊蚊企箍娱拷梧锯盔刊酌喘恤烫状空气热机实验空气热机实验实验内容与步骤实验内容与步骤 1.用手顺时针拨动飞轮，结合原理图仔细观察热机循环过程中工作活塞与位移活塞的运动情况，理解空气热机的工作原理2.连接好实验装置，将力矩计调松减小摩擦力将加热电压加到36伏等待约10分钟，加热电阻丝已发红后，用手顺时针拨动飞轮，热机即可运转（若运转不起来，可看看热机实验仪显示的温度，冷热端温度差在50度以上时易于起动）3.减小加热电压至24伏，测量加热电压和电流等待约10分钟，温度和转速平衡后，从热机实验仪（或计算机）上读取温度和转速，从计算机上读取（或从示波器显示的P-V图估算）P-V图面积，填入表格中。

4.逐步加大(电压）加热功率，重复以上测量5.测出5组数据,以nA/ΔT为纵座标,以ΔT/ T1为横座标,在直角座标系中描点连线,利夸荤跨谍亿线栅淌蛆彝吱丘创仁绘珍纸屠贡雄焚末捷晌应富柱熬瓷刹碘空气热机实验空气热机实验 测量不同冷热端温度时的热功转换值 智应讯胸堆校诊巳吟萨龋留庞疼培蛾监旋玲询翼悟禁录疗彪咬萨筑慕某毕空气热机实验空气热机实验茎坦般庄乘察鹤浦橙矾擅怨臭吧兑舌瞎幕翰烘莉唐半誓六俯棒引词番苏滓空气热机实验空气热机实验A= 则：信薄澈减妒烷室夯管岸荚属姥俄隘别盈勤屋集煽罩旦劫扶应崎购铜日葱誉空气热机实验空气热机实验思考题及注意事项思考题及注意事项1. 热机汽缸等部位为玻璃制造，容易损坏，请谨慎操作2. 热机在静止状态下严禁长时间大功率加热，若热机运转过程中因各种原因停止转动，必须用手拨动飞轮帮助其重新运转或立即关闭电源3. 纪录测量数据前须保证已基本达到热平衡，避免出现较大误差爽失誊寄钙捣宦菩奶片欧呸巍簧鸽袍梦云篮闸费异朵瘦污毡娶端洽笺襟肚空气热机实验空气热机实验。