1-4二氧化碳临界状态观测及p-υ-t关系实验指导书.docx

1-4二氧化碳临界状态观测及p-υ-t关系实验指导书.docx实验1二氧化碳临界状态观测及p・久t关系实验一、 实验目的了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识。加深对课堂所讲的工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基木概念的理解。掌握CO?的u关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪表的正确使用方法。二、 实验内容测定CO?的关系。在p-u坐标图中绘出低于临界温度(t=20°C)、等于临界温度(t=°C)和高于临界温度(t=50°C)的三条等温曲线,并与标准实验曲线及理论计算值相比较,并分析差异原因。测定CO?在低于和高于临界温度时(t=25°C,5()°C)饱和温度与饱和压力之间对应关系并与图中绘出的t$~Ps曲线比较。观测临界状态。(1) 临界状态附近汽液两相模糊的现象。(2) 汽液整体相变现彖。(3) 测定C02的Zc,u°等临界参数并将实验所得的u°值与理想气体状态方程和范徳瓦尔方程的理论值相比较,简述其差异原因。三、 实验原理对简单可压缩热力系统,当工质处于平衡状态时,其状态参数p、U、rZ间有:F(p,v,t)=0或 t=f(p,u) (1)本实验就是根据式(1),采用定温方法來测定C02p-uZ间的关系。从而找出C02的"久/的关系。实验中山压力台送來的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部,迫使水银进入预先装TCO2气体的承压玻璃管。C02被压缩,其压力和容积通过压力台上的活塞杆的进、退来调节,温度由恒温器供给的水套里的水温来调节。实验工质二氧化碳的压力山装在压力台上的压力表读出,温度山插在恒温水套中的温度计读出。比容首先rti承压玻璃管内二氧化碳柱的高度來度量,而后再根据承压玻璃管内径均匀、截面积不变等条件换算得出。四、实验设备整个实验装置由压力台,恒温器和试验本体及其防护罩三大部分组成,如图14-1所示。试验台如图1所示,其中1■高压容器;2-玻璃杯;3■压力油;4冰银;5-密封填料;6■填料压盖;7-恒温水管;8■承压玻璃管;9-CO2空间;10-温度计。图1试验台系统图试验本体如图2所示。刺伞呂魏说Z囿i®s*一二匚亘亘三ITITI5ISIT-X-三ITITIT・irITnltlm三IT~一三二L,8回SsO9644專習01五、实验步骤按图装好实验设备C使用恒温器调定温度(1) 检查并接通电路,开启电动泵,使水循环对流。(2) 旋转电接点温度计顶端的帽形磁铁调动凸轮示标使凸轮上端面少所要调定的温度一-致,要将帽形磁铁用横向螺钉锁紧,以防转动。(3) 视水温情况,开、关加热器,当水温未达到要调定的温度时,恒温器指示灯是亮的,当指示灯时亮时灭闪动时,说明温度已达到所需恒温。(4) 观察玻璃水套上温度计,若其读数与怛温器上的温度计及电接点温度计标定的温度一致时(或基本一致)则可(近似)认为承压玻璃管内的CO?的温度处于所标定的温度。(5) 当需要改变试验温度时,重复(2)〜(4)即可。加压前的准备因为压力台的油缸容量比主容器容屋小,需耍多次从油杯里抽油,再向主容器充油,才能在压力表上显示压力读数。压力台抽油、充油的操作过程非常重耍,若操作失误,不但加不上压力还会损坏试验设备,所以务必认真掌握,其步骤如下:(1) 关压力表及其入本体油路的两个阀门,开启压力台上油杯的进油阀。(2) 摇退压力台上的活塞螺杆,玄至螺杆全部退出,这时压力台汕缸屮抽满了汕。(3) 先关闭油杯阀门,然后开启压力表和进入本体油路的阀门。(4) 摇进活塞螺杆,经本体充汕,如此交复,直至压力表上有压力读数为止。(5) 再次检查汕杯阀门是否关好,压力表及本体汕路阀门是否开启,若均已稳定即可进行实验。做好实验的原始记录(1) 常规数据记录:室温、大气压、实验环境情况等。(2) 测定承压玻璃管内C02的质而比常数k值。由于充进承压玻璃管内的CO?质量不便测量,而玻璃管内径或截而积(A)又不易测准,因而实验屮要采用间接办法来确定CO?的比容,认为CO?的比容与其高度是一种线性关系,具体如下:a) 已知CO?液体在20°C,(20°C, )=) 如前操作实地测出本试验台CO?在20°C,(m)(注意玻璃水管上刻度的标记方法)c) 由a)可知Tu(20°C,)== …,2、/•—= =k(kg/〃广),压力下CO2的比容为u=-^-=—(m3/kg)m/Ak式中△h=hh()h ■壬意温度,压力下水银柱高度h0—承压玻璃管内径顶端刻度测定低于临界温度t=20°C时的定温线(1) 使用恒温器调定t=20°C并要保持恒温。(2) ,当玻璃管內水银升起来后,应