热能专业专题实验

发布 2022-09-12 14:59:28 阅读 8807

实验名称:饱和蒸汽温度与压力的关系曲线测量实验。

班级:xx姓名:xx

学号:xx指导教师: xx

成绩:日期:

饱和蒸汽温度与压力的关系曲线测量实验。

一、实验目的。

1、通过观察饱和蒸汽压力和温度变化的关系,加深对饱和状态的理解,从而树立液体温度达到对应于液面压力的饱和温度时,沸腾便会发生的基本概念。

2、通过对实验数据的整理,掌握饱和蒸汽压力与温度的关系(p-t关系)图表的编制方法。

3、学会温度计、压力表、调压器和大气压力计等仪表的使用方法。

4、绘制并拟合各种与p-t关系有关的曲线,总结p-t关系经验公式。

5、直接观察小容积和金属表面很光滑条件下的泡态沸腾现象。

二、实验设备。

使用图1所示的“可视性饱和蒸汽压力和温度关系仪” 。

1. 电接点式压力表(-0.1~0~1.5mpa) 2.排气阀门(注水口) 3. 水银温度计(0~300℃)

4. 缓冲器 5. 测温管(铜管) 6. 蒸汽发生器 7. 蒸馏水 8. 可视玻璃

9. 保温棉 10. 电流表 11. 接触式电压调压器。

图1 可视性饱和蒸汽压力和温度关系仪。

三、实验方法与步骤。

1、实验装置及仪表的工作原理和使用方法。

1)电接点式压力表的使用方法。

本关系仪采用的是电接点式压力表,表面中心设有调节旋纽(黑胶木),用两指旋动旋纽外缘可以拨动红色指针,此针用于限定蒸汽发生器内压力上限,一般在使用时先拨至压力计表面的1mpa刻度处。用一字形螺丝刀旋转中心的旋钮拨动绿色指针,此指针用于设定某一压力值,当蒸汽发生器内压力(黑色指针指示)升至该设定的压力值时,两针相撞后进入保温状态,如此多次将绿色指针分别设置各点压力值,使加热后蒸汽发生器内压力(黑色指针)到达设定指针压力位置,再观察此时的压力读数所对应温度计读数值。

由于实验时温度和压力较高,当黑色指针或绿色指针与红色指针相撞时,仪器随即自动断开加热电源(处于保温状态),保证安全。

2)温度计的使用方法。

实验所用温度计采用0~300 ℃的水银温度计,使用时,将温度计插入压力表前面的铜管中即可。

2、实验步骤。

1) 将温度计插入铜管内;

2) 将电接点压力表上红色指针拨至1mpa;

3) 将电压调压器指针调至零位,然后接通电源;

4) 将电接点式压力表上绿色指针设定在某一压力值(例如开始时为0.1mpa);

5) 将电压调压器输出电压旋至(220~230)v,电加热器开始加热蒸馏水,蒸汽发生器内压力(黑色指针)开始缓慢上升;

6) 待蒸汽压力升至设定值时,即黑色指针与绿色指针相撞时,将电压调压器降至(20~50)v,使加热器处于保温或微加热状态,这时蒸汽发生器内压力(黑色指针)应基本保持不变;

7) 待蒸汽发生器内壁面出现微小气泡时,即进入饱和水状态(温度与饱和蒸汽状态相等),迅速记录此饱和蒸汽的压力(p’)和温度(t)。

8) 重复上述步骤(4)~(7)实验,在(0~1.0)mpa(表压)范围内实验不少于6次,且实验点应尽量分布均匀。

(9)将调压器指针旋回能零位,并断开电源,整理好实验仪器。

四、数据记录与整理:

1、记录与计算。

使用表1纪录实验原始数据。

表1 实验测量参数原始记录表。

实验中用于计算标准实验值的经验公式为:

t’=178.71)

其中,t’--饱和温度(℃)p --饱和压力(mpa)(绝对压力值)。

2、绘制p-t关系曲线。

用microsoft excel 2000(或xp、2003)绘制p-t关系曲线,以p为横坐标(单位mpa),t为纵坐标(单位℃),如图2所示。

图2 饱和水蒸气p-t 关系实验曲线。

3、作双对数坐标图,并作线性拟合。

将各组p,t分别取对数,用microsoft excel 2000(或xp、2003)绘制饱和水蒸气温度和压力的双对数曲线,以lnp/4为横坐标x轴,lnt为纵坐标y轴, 如图3所示。

图3 饱和水蒸气实验双对数坐标图。

作图同时用microsoft excel 2000(或xp、2003)的曲线拟合功能(选直线拟合,并选公式显示),将饱和水蒸气双对数坐标图拟合成直线,图中会自动显示拟合的直线方程。

将x=lnp/4,y=lnt代入y=kx+a可得形式为。

t=ea pk/42)

的经验公式。该经验公式与标准经验公式。

t=c3)对比,若k值越接近1.0,ea越接近c,则实验误差越小。但实际实验结果与标准经验公式计算结果会差别较大,试分析误差产生的原因。

4、误差分析。

通过比较发现,实验值与标准实验值存在一定的误差,引起误差的原因可能有以下几个方面:

1)读数误差;

2)测量仪表精度引起的误差;

3)利用测量管测温所导致的误差;

4)实验装置本身的误差等。

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