热工实验指导书(正文)

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1、实验一二氧化碳P、V、T关系的测定一、实验目的1．学习在准平衡状态下，测定气体三个基本状态参数关系的方法。2．观察在临界状态附近汽液两相互变的现象，测定CO2的临界参数。3．掌握活塞式压力计及恒温器等仪表的使用方法。二、实验原理在准平衡状态下，气体的绝对压力P、比容V和绝对温度T之间存在某种确定关系，即状态方程理想气体的状态方程具有最简单的形式：PV=RT实际气体的状态方程比较复杂，目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来，虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映P、V、T之间关系的实际气体的状态方程。因此，

2、具体测定某种气体的P、V、T关系，并将实测结果描绘在平面的坐标图上形成状态图，乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。因为在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系，所以具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值，本实验就是在保持绝对温度T不变的条件下进行的。三、实验设备本实验装置所测定的气体介质是二氧化碳。整套装置由试验台本体、测温仪表、活塞式压力计和恒温器四大部分所组成，其系统示意在图一中。42图一试验台系统图试验台本体的结构如图二所示。图二试验台本体其中1—高压容器；2—玻璃杯；3—压力油；4—水银；5—

3、填料压盖；6—密封填料；7—恒温水套；8—承压玻璃管；9—CO2空间；10—温度计。42它的工作情况可简述而下：由活塞式压力计送来的压力油首先进入高压容器，然后通过高压容器和玻璃杯之间的空隙，使玻璃杯中水银表面上的压力加大，迫使水银进入预先灌有CO2气体的承压玻璃管，使其中的CO2气体受到压缩。如果忽略中间环节的各种压力损失，可以认为CO2气体所受到的压力即活塞式压力计所输出的压力油的压力，其数值可在活塞式压力计台架上的压力表中读出。至于承压玻璃管中CO2气体的容积，则可由水银柱的高度间接测出（下面还将详细述及）。承压玻

4、璃管外还有一个玻璃套管，其上下各有一个接头，分别用橡皮管与恒温器联接。恒温器中的水温由加热器加热、由电接触式水银温度计控制，可以基本保持不变。恒温器中的电动泵装恒温水抽出，由玻璃套管的下端进入，上端流出，在玻璃套管和恒温器之中进行循环。这样，在稳定情况下，可以认为CO2气体的温度与循环水的温度相等。这就保证了CO2可在等温情况下进行状态的改变。活塞式压力计依靠带有活塞的螺杆的前进或后退，改变压力泵中低粘度压力油的压力，它有一个进油阀和两个控制阀，使用时必须严格遵守活塞式压力计的操作规律，以免发生意外，损坏试验台本体。四、

5、实验步骤1．熟悉各实验设备，对照图一搞清楚压力传递的路线及恒温器循环的流程。2．使用恒温器调节温度：（1）准备工作——在恒温器中加入蒸馏水，水面应离盖板3厘米左右。检查并接通电路，启动恒温器电动泵，使循环水对流。（2）调定温度——旋转接触式水银温度计顶部嵌有永久磁铁的胶木帽，到达选定温度后，将胶木帽上的螺钉旋紧。，重复以上（2）、（3）（4）各步骤42（1）加热升温——实验时应视工况调节加热器，当恒温器指示灯时明时灭时，说明温度已达到所需温度。（2）判断定温——观察与玻璃套管相连的温度显示仪，当它的值与恒温器上的温度计读

6、数基本相同并且保持不变时，可认为CO2的温度已恒定。（注意，此时而时的温度与接触式水银温度计的读数略有不同，应以前者为准。）（3）改变温度——需要改变温度时，重复以上（2）、（3）、（4）各步骤。3.加压准备（1）先关闭压力表控制阀及进入本体油路的控制阀，开启压力计油杯的进油阀。（2）倒退压力计活塞螺杆，至螺杆全部退出，此时抽油。（3）先关闭油杯进油阀，再开启压力表和油路的两控制阀。（4）向前推进活塞螺杆，向本体注油。如此反复，直至压力表上有读数时止，一般重复两三次即建立油压。特别应注意以下情况，如螺杆已推进到极限位置，

7、而压力尚未达到所需值，必须再一次抽油加压，此时要严格按以下程序操作，先关油路控制阀；再开油杯进油阀，使压力表压力降至0；关压力表控阀，倒退螺杆抽油至极限位置；然后关闭油杯进油阀，开压力表控制阀，推进螺杆逐渐加压直到刚才所建立的油压时才能开油路控制阀（在此以前油路控制阀决不能开！），进一步加压。（5）检查确定油杯进油阀关闭、油路及压力表的两个控制阀开启，温度恒定后，开始实验记录。1．实验记录缓慢加压，密切注意CO242在加压过程的状态变化。将实验过程中的原始数据和物理现象记录在实验报告上。实验数据包括：（1）设备数据：仪器

8、、仪表的名称、型号、规格、精度和量程。（2）常规数据：室温、当时大气压及实验环境条件。（3）技术数据：实验中实测的各种数据，可记录在表一中。五、注意事项1.除t=20℃时，须加压到绝对压力9.80MPa（表压9.70MPa）外，其余各等温线均在5～9MP间测出h值，表压不得超过9.70MPa，温度不应超过50℃。2．