1、氣比定壓熱容的測定一、實驗目的(1) 了解比熱容測定裝置的設備組成及各設備的作用，掌握比熱容測定方法。(2) 掌握本實驗中的溫度、壓力、流量、熱量等的測定方法。(3) 掌握計算比熱值和求得比熱容公式的方法，并計算空氣的比定壓熱容。(4) 列表示平均比熱容與溫度的關系，并用方程表示。二、實驗原理實驗孑通過在定壓條件下加熱空氣，根據空氣溫度的變化和流量的大小測出空氣的定壓比熱容，即根據kJ/(kgK)確定，式中：加為氣體 ；| 億 -4)的質量流量，kg/s； 0,為氣體在等壓流動過程中的吸熱量，kJ/So在距室溫不很遠的溫度圍，空氣的比定壓熱容與溫度的關系可近似認為是線 性的，即可近似表示為cp

2、=a + bt,由心加熱到心的平均比熱容為p (a + bt)叮= Q +因此，若以心為橫坐標，勺為縱坐標，則可s /廠/|22;根據不同溫度圍的平均比熱容確定截距和斜率從而得出比熱容隨溫度變化 的近似關系式。(1) 空氣中水蒸氣容積成分的確定。大氣是含有水蒸氣的濕空氣，當濕空氣的溫度由人加熱到時，根據布置在流量計出口的干濕球溫度計讀數 從干濕球溫度計的濕度表中查的空氣的相對濕度0,再由0和干球溫度/從濕空氣的焙濕圖查岀含濕量d,則可用下式計算出空氣中水蒸氣的容積成分(也稱為 體積分數)J/6221 + J/622xlOO%式中：d為含濕量，g (水蒸氣)/kg (干空氣)。(2) 濕空氣的吸

3、熱量0,的確定。當比熱議出口空氣溫度穩定時，濕空氣吸 收的熱量即為電熱器消耗的電功率。功率的測定方法有兩種，一種是根據測量的 電壓和電流計算；另一種由功率表直接測量。吸熱量的單位為kJ/So(3) 干空氣質量流量m的確定山 _ 幾匕 _ (”o+9.8A/7)x(l-0iv)xlO/lOOO It 叫287.05x(r + 273.15)式中：幾為當地的大氣壓力,Pa；幾為干空氣的壓力,Pa； V為干空氣的體積, m3；心為干空氣的氣體常數，J/ (kgK)；從為流量計出口處的表壓力，mmH.O； /為流量計出口處的溫度，C; 1為每10L氣體通過流量計所需的時間，So(4) 水蒸氣質量流量m

4、的確定_ PVv _(Po +98AA)x% x 10/1000 It R、T461.5x(r + 2735)式中：幾為當地的大氣壓力，Pa； V、.為水蒸氣的體積，nf；心為水蒸氣的氣體 常數,J/(kg.K)0(5) 水蒸氣吸熱量2的確定Q、, =1.844(/2 -/,) + 0.0002443 -“) (kJ/s)式中：心、4為氣體流經比熱儀主體的進、出口溫度，C。(6) 干空氣的比定壓熱容計算U； =kJ /(kg *K) 叫-八)叫-/J式中：2為干空氣的熱流量，kJ/s。由以上計算過程可以看出，要計算干空氣的比定壓熱容，需要測定的相關 量分別是仏、./,。, pM，d,Qp。三、

5、實驗裝置及其規實驗裝置由風機、濕式氣體流量計(含溫度計、U行壓差計)、比熱儀主 體、電功率調節及測量系統等四部分組成，如圖1所示。附屬測量儀表有大氣壓 力表、干濕球溫度計、秒表，圖2為比熱儀主體結構示意圖。圖1比定壓熱容實驗裝置去3 5冷.口空.fX. 1圖2比熱儀主體實驗時，被測空氣(也可是其他氣體)有風機經流量計送進比熱儀主體，經 加熱、均流、旋流、混流后流出。氣體流量有節流閥控制，氣體出口溫度由輸入 電加熱器的功率來調節。該比熱儀可測300度以下氣體的定壓比熱容。規：(1)切勿在無氣流通過的情況下將加熱器投入工作，以免引起局部過熱 而損壞比熱儀主體。(2) 輸入加熱器的電壓不得超過200

6、V,氣體出口最髙溫度不得超過2001。(3) 加熱和冷卻要緩慢進行，防止比熱儀主體因為溫度驟變而破裂。(4) 測度表壓力叢時，因液面上下波動，應讀取其平均值。(5) 不許隨意調整數控溫度表的溫度設定值。(6) 不要在靠近風機處方紙屑，以免將纟氏屑吸入系統或堵塞管道。(7) 試驗結束后，應先關加熱器，等2降至3(rc左右再停風機，最后關掉總 電源。四、實驗步驟(1) 檢查調壓器的輸岀電壓是否在零位狀態，不再時，調至零位狀態。加熱 器和風機開關全部出于關閉狀態(向下)，節流閥全開。(2) 接通總電源，啟動風機，摘下流量計出口溫度計活塞，調節節流閥直至 流量達到儀器上標注的額定值附近。流出的空氣流吹

7、過干濕球溫度計的濕紗布表 面，直至濕球溫度計的讀值恒定不變，記錄濕球溫度(3) 將溫度計活塞插回流量計，調大流量，使它仍保持在額定值附近。當指 針轉動均勻時，用秒表測量流過流量計10L空氣所需時間r。打開加熱器開關, 逐漸提髙加熱器功率，使出口溫度升高至預計溫度(最髙不超過200C)o可根 據式P12預先估計所需功率，式中：P為電功率川；/為進岀口溫度差/C；r為每流過10L空氣所需時間，So（4）帶出口溫度穩定后（出口溫度2在lOmin之無變化或有微小起伏，即可 視為穩定），讀出并記錄相關數據，填入數據記錄表中。（5）改變加熱器功率使出口溫度發生變化，帶出口溫度穩定后，再讀取數據， 如此重復不少于3次，以便進行數據整理及誤差分析。（6）測試結束后，將調壓旋鈕旋至輸出電壓零位，并切斷加熱器電源，但風 機應繼續運轉，直至出口溫度將至3CTC以下后再停運，然后關閉總電源，結束 實驗。五、數據記錄與處理1.常規數據記錄室溫S=27C趙J瘧用M血.i木雖冬積軀習齟h沖魁峑郎M林嚴級渤更則3嘆（2舒昭Q二如鬧（嶺人2S廠邯 _（酎飆JX% 乂”W用Q%二畢L二（附7訕” I卜忖小冋說1心（旳