实验报告 汤亦阳.docx
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工程热力学卖验掖告汤亦阳1252088车辆工程（汽车）同组成员：XXX,胡梦颖，姜帆，顾先闻, 周维夫，郭洪强指导老师：XXX参与实验：实验三观摩实验：实验一、二、四、六目录工程热力学卖殓憑告 1实验I :喷管中气体流动特性实验 3一、 实验目的 3二、 实验原理 3三、 实验装置 3四、 实验步骤 4五、 实验数据及Matlab拟合图像 4六、 注意事项 6实验II：空气定压比热容测定实验 6一. 实验目的 6二. 实验装置和原理 7三. 实验数据及处理 7四. 实验结论与分析 9实验川：真空条件下水蒸汽饱和蒸汽压及汽化潜热的测定实验 10一. 实验目的 10二. 实验原理 10三. 实验装置 10四. 实验步骤 11五. 数据记录及计算结果 11六. 注意事项 13七. 实验结论 13八. 实验心得 13实验IV：二氧化碳p-v-T关系的观察和测定 14一. 实验目的 14二. 实验原理 14三. 实验装置 15四. 实验步骤 17五. 实验数据及图表 17六. 实验结论及讨论 20实验VI：空气绝热指数测定实验 20—.实验目的 20二. 实验装置及测试原理 20三. 实验方法及实验步骤 21四. 实验数据处理 22五. 测试结果分析 23实验I:喷管中气体流动特性实验一、 实验目的1•通过演示渐缩、缩放形喷管，观察气流随背压变化而引起的压力和流量变化，绘制喷管各 截面压力一轴向位移曲线和流量一背压曲线。
2通过观察渐缩和缩放喷管中膨胀不足和过度膨胀现象，进一部了解工作条件对喷管流动过 程的影响3学习热工仪表的使用方法二、 实验原理本实验装置利用真空泵吸气，造成喷管内各个截而及其背压都具有一定的真空度，实现 空气在喷管中流动通过改变背压，引起喷管中气流的压力和流量发生变化，用函数记录仪绘制出实验曲线, 借以达到直观的效果三、 实验装置实验装置如图所示孔板流量 计U型管压 力计頁空泵支架图1-1实验装置示意图喷管各截面的压力和背压，由真空表测定，流量由U型压差计测定四、实验步骤1通过渐缩喷管试验台，绘制压力一位移曲线及流量一背压曲线1） 打开真空泵阀门，打开冷却水，转动手轮，使测压针位于喷管进口位置，开启真空泵2） 通过真空泵阀门调调节背压（该值由背压真空表读出），使其大于、等于及小于临界压 力3） 转动手轮，在不同工况下将探针从喷管进口逐步移到喷管之外一段距离4） 调节背压，使Pb/P{= 1开始逐渐降低，流量相应自零开始逐渐增大当人/p讦时，流量达最大值以后再继续降低时，流量保持不变这说明气流在喷管中达到了最大流 量2. 在缩放喷管试验台上，同样绘制上述两种曲线1） 调节背压，使其大于、等于及小于设计值。
2） 转动手轮，在不同工况下将探针从喷管进口逐步移到喷管之外一段距离在这组曲线中，可以看到气流在管内充分膨胀、膨胀不足以及膨胀过度的现象而且压力发 生突变的位置随背压的提髙向最小截面移动3） 重复1中（4）步骤，可得不同工况下缩放喷管的流量曲线这里也同样出现最大流量 现象，但其最高背压将不同于渐缩喷管的最高背压五、实验数据及Matlab拟合图像1、渐缩喷管Pc=0.533Mpa00.511.522.533.5Pb(0.0476Mpa)
2. 所有读数均为真空度读数，实际压力为大气压力减去真空度3. 由于控制背压读书会比较困难，宜在指针相对稳定转动的时候读取中间值实验II：空气定压比热容测定实验一・实验目的1了解空气定压比热容装置的工作原理2.掌握由基本数据计算出定压比热容值和求得定压比热容计算公式的方法3熟悉本实验中测温、测压、测相对湿度、以及测流量的方法4分析本实验产生的原因及减少误差的可能途径―实验装置和原理本装置由风机、流量计、比热仪主体、调压器及功率表等四部分组成，如图2-1所示 比热仪主体如图2・2所示：1—多层杜瓦瓶，2—电加热器，3—均流网，4—绝缘垫，5—旋 流片，6—混流网，7—出口温度计实验时，被测空气由风机经流量计送入比热仪主体，经加热、均流、旋流、混流后流出 在此过程中，分别测定气体在流量计出口处的干、湿球温度（ta,tQ （可利用大气干湿球温度 代替）；气体流经比热仪主体的进岀口温度（tlzt2）；气体的体积流量（V）；电热器的输入功 率（W）；以及实验时相应的大气压力（PG和流量计出口处表压力（Pg）°有了这些数摒, 并査用相应的物性参数，即可计算出被测气体的定压比热容（Cp）气体的流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电热器的功率来调节。
亠220V图2-1比热仪全套装置图三、实验数据及处理1. 实验数据记录 实验数据记录：121 341 567T(S)48. 147. 3531.331.350.55050进□温度tl1514.914_ 14151414岀口温度t225.635.343.859. 188.9107.8125.2大气压Pb (pa)99350993509960099600993009930099300表压Pg (nirfi20)44.54539.539.552L 5353表压Pg (pa)436. 3959441. 2993387. 3627387. 3627509. 9458519. 7525519.7525干球温度tl (匸) 17171717171817.5湿球温度tw(r)12.512.51212L 12— 131348%|1相对湿度W51%51%一 56XL 50X50%44%加热功率■ 3)4. 979. 4513.723.233.333. 1392. 实验数据处理: 根据以下公式：水蒸气的摩尔成分:6//622l + d/622干空气的摩尔成分为：ya=l-yv加热器单位吋间放出的热量：Q=W W干空气质量流量为:儿(“ +仇)xioxi(r'/7kg/s水蒸气质量流量为:kg/spy =儿(几 + “〃)xioxio % 丽一 461.5x7；,水蒸气定压比热容的经验公式：cp>v=1844+0.4886tv J/ (kg.K)水蒸气吸收的热量为：Qv=qm P (1844+0.4886/)〃 J/sJt\干空气的定压比热容为： Cp.ci = ——鸟—— =-°匚9 J/(kg K)- G 么心⑴一 4)空气的左压比热容为:c = 工 wici =waca+wvcvf=lJ/ (kg.K)计算得到:计算：1234567含湿量d7. 267. 266. 756. 756. 757. 367. 57水萃气摩尔成分yv0.0115370.0115370. 0107360.0107360.0107360.0116940.012024干空气摩尔成分*0. 9884630.9884630. 9892640. 9892640. 9892640. 9883060. 987976干空气质：t流量qma (kg/s) 0. 0002480.0002520. 0003830.0003830. 0002360. 0002390. 000239水蒸气质■流鬣qmv (kg/s)1. 8E-061.83E-062. 59E-062. 59E-061. 6E-061. 76E-061.81E-06水蒸气吸收热盡Qv (J/s)0. 035370.0692640.1432970.2173050. 2204250. 3096420. 378286干空气定压比热容Cp,a(J/ (kgK))1877. 4251824. 8351186. 3571328. 931893.3081460. 1461451. 191水萃气定压比热容Cp,v(J/(kgK))1852. 3061852. 3061852. 3061852. 3061852.3061852. 7951852. 551水萃气质量成分wv0. 0071690.0071690. 006670. 006670. 006670. 0072660. 007471;〜応应分wa0. 9928310.9928310. 993330. 993330. 993330. 9927340. 992529空气定压比热容Cp(J/(kgK))1877. 2451825. 0321190. 7991332. 4211893. 0341462. 9991454. 190.5* (tl+t2)20.325. 128.936. 5551.9560.969.6以sy为横座标，cpm I(为纵座标，做出平均比热随温度的变化关系如图:y«6.1426x* 1059.28010 20 30 40 50 60 700.5*(tl+t2) °C图中第1、2、5组数据偏离线性较大，可能是数据测量错误，故舍去。
以其他组数据计算得到平均比热随温度变化的计算式为：5加=1059.2 + 6.14262。
