Опис установки
Встановлення експериментальної залежності (4.8) виконується на спеціальній установці, принципова схема якої показана на рис.4.2.
Рис. 4.2. Принципова схема установки
Робочою ділянкою установки є парогенератор, який являє собою товстостінну посудину 4, в яку налито визначену кількість води. Робоча речовина нагрівається електричним нагрівачем 5, намотаним на посудину 4 через електроізоляцію. Зовні забезпечена теплова ізоляція 6 і металевий кожух 7.
Автотрансформатор 13 забезпечує плавне регулювання потужності (швидкості нагрівання води). Контроль за роботою нагрівача ведеться за допомогою приладу 14. Температура фазової рівноваги вимірюється хромель-копелевою термопарою 3 і потенціометром 9. Передбачено посудину Дьюара 8 з льодом, який тане, для холодного спаю. Якщо він знаходиться при температурі навколишнього середовища, до показів потенціометра слід ввести поправку. Тиск насиченої пари вимірюється зразковим манометром 2.
Для захисту посудини від надмірного тиску передбачено електроконтактний манометр 1, керуюче реле 12, яке вимикає за допомогою контактору 10 живлення електронагрівача при досягненні в посудині допустимого максимального тиску. Загальне підключення до мережі здійснюється рубильником 11.
Проведення вимірювань
Підготувати установку до проведення дослідів. Ознайомитись з основними характеристиками вимірювальних приладів.
Підготувати таблицю (протокол) для запису усіх експериментальних величин. Записати характеристики усіх вимірювальних приладів установки.
Визначити діапазон дослідження, користуючись вказівками викладача (лаборанта).
З дозволу викладача або лаборанта увімкнути електронагрівач парогенератора і за умов повільного підвищення тиску занести до таблиці парні значення
.
Після запису даних останнього досліду
необхідно вимкнути обігрівання
парогенератора.
П р и м і т к а. Слід пам’ятати: чим повільніше змінюються параметри рідини і пари при дослідах, тим точніше будуть результати експерименту.
Протокол експериментальних даних № 4
Група ________________ Студент __________________
Но-мер дослі-ду |
Тиск насичення |
Виміря-на ЕРС
|
Темпе-ратура холод-ного спаю |
По-пра-вка
на
|
|
tн |
Tн |
Питомі об’єми, м3/кг |
|||||||||
под. |
кг/см2 |
мВ |
оС |
мВ |
мВ |
оС |
К |
|
|
||||||||
1 2 3 . . . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Ціна поділки манометра: 1 поділка =
Барометричний тиск B =
Підпис викладача_________ Дата ______________
Обробка дослідних даних
Обробка
результатів вимірювань починається з
побудови експериментального графіка
функції
.
Слід мати на увазі, що тут
– абсолютний тиск, Па;
– експериментальні значення температури
пари, оС.
Тому експериментальні значення треба перерахувати в абсолютні значення. Після цього на міліметровому папері в зручному для використання масштабі будується крива , щоб експериментальні точки розташовувались майже рівномірно по обидві її сторони.
Аналітично для всього інтервалу тисків в дослідах характер цієї залежності достатньо точно може бути описаний рівнянням виду
|
(4.15) |
де C і m – експериментальні дані, які підлягають встановленню. Для знаходження їх числових значень функцію виду (4.15) лінеаризують пред’явленням її в логарифмічному вигляді. Для цього будується допоміжний графік lgtн=φ(lgpн) (рис. 4.3), в якому дослідні точки апроксимують прямою лінією.
Рис.4.3. Лінеарізація експериментальних даних
Зазначивши дві точки на графіку, складається лінійна система двох рівнянь з двома невідомими. Рішення цієї системи дає значення С і m.
lgC=…; C=….
m=….
Значення сталих C і m можна також визначити аналітично, наприклад за методом найменших квадратів.
Після встановлення експериментальної залежності (4.15) необхідно виконати перевірку, обчисливши за нею і за формулою (4.9) декілька значень та порівняти їх з експериментальними даними. У випадку їх суттєвої відмінності необхідно знайти і позбутися помилок в обробці експериментальних даних.
Далі необхідно за формулою (4.14) розрахувати величину теплоти пароутворення для п’яти значень тиску, рівномірно охоплюючи весь інтервал експериментального дослідження.
Результати
обчислення теплоти пароутворення
необхідно представити на графіку
і
показати збіжність результатів з
табличними даними.