Определение удельной теплоемкости воздуха при атмосферном давлении

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Петербургский государственный университет путей сообщения

Императора Александра I»

(ФГБОУ ВО ПГУПС)

Кафедра «Электротехника и теплоэнергетика»

Лабораторная работа № 1

Определение удельной теплоемкости воздуха

при атмосферном давлении

Выполнил:

Студент группы ПС-003

Смирнова Ю.А.

Проверил(а):

Митрофанова И. В.

Рыжова Е. Л.

Санкт – Петербург

2022

1. Цель работы:

Целью лабораторной работы является экспериментальное определение удельной теплоемкости воздуха при постоянном давлении и сравнение её с табличным значением.

2. Теоретическое определение изучаемого параметра / показателя / процесса:

Порядок выполнения работы:

1. Включить питание установки тумблером «Сеть» (1), включить измеритель температуры (5) тумблером (6), включить компрессор тумблером (2).

        2. Включить питание нагревателя кнопочным выключателем источника питания (3)  и установить первое значение напряжения Uн = 1,2…1,5 В.

        4.  Включить мультиметр и измерить точное значение Uн и Uо, переключая тумблер (7) в соответствующие положения.

        5. Через 4…5 минут (по достижении стационарного режима) произвести замеры температур t1 и t2 по измерителю ТРМ-200 и объёмного расхода воздуха G по ротаметру (4).

        6.  Пункты 3…5 повторить для значений напряжения на нагревателе в диапазоне: Uн = 1,5…5,0 В.

        7. Произвести измерения зафиксировав температуру воздуха на выходе из сосуда Дьюара в диапазоне 23 … 25 оС, изменяя значения расхода.

В процессе выполнения опыта необходимо зафиксировать следующие параметры:

t1 – температура воздуха на входе в сосуд Дьюара, оС;

t2 - температура нагретого воздуха на выходе из сосуда Дьюара, оС;

G – объёмный расход нагреваемого воздуха, м3/сек;

Uн – напряжение на нагревателе, В;

Uо - напряжение на образцовом сопротивлении, В;

Величина образцового сопротивления: R0 = 0,1 Ом.

Плотность воздуха: ρв = 1,293 кг/м3.

3. Экспериментальное определение изучаемого параметра / показателя / процесса:

Описание экспериментальной установки:

Схема установки представлена на рис. 1.1. Воздух нагнетается вентилятором 1 в металлическую трубу 2, в которой установлен нагреватель 3 для подогрева воздуха. Мощность нагревателя регулируется реостатом 4 и измеряется ваттметром 5. Температура воздуха до и после нагревателя определяется термометрами 9 и 6. Микроманометром 7 с присоединенной к нему пневмометрической трубкой 8 замеряется динамический напор воздуха h.

 [pic 1]

Расчёт основных величин производится по формулам:

Количество теплоты, воспринятой воздухом от нагревателя на 1°С, Вт:

[pic 2]

V0 – объёмный расход воздуха, приведённый к нормальным условиям, м3/с;

t1, t2 – температура воздуха до и после действия нагревателя, °С.

Объёмная изобарная теплоёмкость: