KH-RG16气体定压比热测定仪

一、实验目的：

了解气体定压比热测定仪的基本原理及构造。

熟悉本实验中的温度、压力、流量、湿度的测量方法。

分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。

可测量300摄氏度以下空气的定压比热。

掌握由基本数据计算出比热值，并计算空气的比定压热容。

二、气体定压比热测定仪主要配置：

低噪音鼓风机，真空渡瓦瓶比热测定本体及支架，精度±0.2湿式气体流量计及差压计和干湿温度计，加热调节温度控制箱一台，内有：精密温度数显仪表（配有铠装热电偶），功率测量数显仪表，电子集成调压模块，可配套不锈钢实验台等。

三、技术参数：

1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率200W。

2、比热容测定仪本体由内壁镀银的多层杜瓦瓶、电加热器（100W）组成，本体加热最高温度：≦300℃。

3、湿式气体流量计：额定流量：0.5m3/h,容积：5L/r，配有U型压力计和温度计。

4、低噪声鼓风机：转速2800r/min ，功率120W，风量3.2m3/min ，风压490Pa。

5、温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。

6、外形尺寸：1000×400×800mm，外形为不锈钢支架。

气体定压比热发的测定是工程力学的基本实验之一。实验中涉及温度、压力、热量（电功）、流量等基本量的测量，计算中用到比热及混合气体（湿空气）方面的基本知识。本实验的目的是增加热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，以利于培养分析问题和解决问题的能力。

一、实验要求

1、了解气体比热测定装置的基本原理和构思。

2、熟悉本实验中的测温、测压、测热、测流量的方法。

3、掌握由基本数据计算出比热值和比热公式的方法。

4、分析本实验产生误差的原因及减小误差可能途径。

二、实验装置和原理：

 

气体定压比热实验流程图

装置由风机、湿式气体流量计、比热仪主体、电控箱测量系统等组成（如图所示）。比热装置由多层杜瓦瓶、电热器、均流网、绝缘垫、旋流片、混流网、出口用PT100热电阻等组成。实验时，被测空气（也可以是其它气体）由风机经湿式气体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：气体在湿式气体流量计出口处的干、湿球温度（to，tw）；气体流经比热仪主体的进出口温度（t1，t2）；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（B）和流量计出口处的表压（△h）。有了这些数据，并查用相应的物性参数，即可计算出被测气体的定压比热（Cpm）。

气体的流量由流量调节阀控制，气体出口温度由输入电热器的功率来调节。

本比热仪可测300℃以下气体的定压比热。

三、实验步骤

（1）接通电源及测量仪表，检查出口用热电阻是否插入杜瓦瓶顶部。

（2）摘下湿式气体流量计上的温度计，开动风机，调节节流阀，使流量保持在额定值附近。测出流量计出口空气的干球温度（to）和湿球温度（tw）。

（3）将温度计插回湿式气体流量计，调节流量使它保持在额定值附近。逐渐提高电热器功率，使出口温度升高至预计温度[可以根据下式预先估计所需电功率：W≈12△t/t。式中：W为电热器输入电功率（瓦）；△t为进出口温度差（℃）；t为每流过10升空气所需时间（秒）]。

（4）待出口温度稳定后（出口温度在3分钟之内无变化或有微小起伏，即可视为稳定），读出下列数据：每10升气体通过流量计所需时间（t，秒）；比热仪进口温度（t1，℃）—即湿式气体流量计的出口温度和出口湿度（t2，℃）；当时相应的大气压力（B，毫米汞柱）和湿式气体流量计出口处的表压（△h，毫米水柱）；电热器的输入功率（W，瓦）。

（5）根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度，从空气的干湿图查出含湿量（d，克/公斤干空气），并根据下式计算出水蒸气的容积成分：

（11）计算举例

某一稳定工况的实测参数如下：

t0=8℃；tw =7.5℃；B=748.0毫米汞柱；t1=8℃；t2=240.3℃；t=69.96秒/10升；△h=16毫米水柱；W=41.84千瓦

查干湿图得d=6.3克/公斤干空气（y=94%）

   

（12）比热随温度的变化关系：

假设在0—200℃之间，空气的真实定压比热与温度之间近似的有线性关系；则由t1到t2的平均比热为：

四、注意事项

1、切勿在无气流通过的情况下使电热器投入工作，以免引起局部过热而损坏比热仪主体。

2、输入电热器的电压不得超过200伏。气体出口温度不得超过250℃

3、加热和冷却要缓慢进行，防止温度计和比热仪主体温度骤升骤降而破裂。

4、停止实验时，应先切断电热器，让风机继续运行十五分钟左右（温度较低时可适当缩短）。

五、数据记录

气体定压比热测定实验记录表

实验次数	入口温度/℃	湿球温度/℃	出口温度/℃	时间 /s	/mmH2O	电功率P/W	干球温度/℃
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2
3
4
5
6

 

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