化工热力学实验.课件.ppt
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- 化工 热力学 实验 课件
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1、化工热力学实验实验一实验一二氧化碳临界状态观测及二氧化碳临界状态观测及p-v-t关系测定关系测定一、实验目的一、实验目的1. 了解了解CO2临界状态的观测方法,增加对临界状态的观测方法,增加对临界状态概念的感性认识。临界状态概念的感性认识。2. 加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。汽化、饱和状态等基本概念的理解。n3. 掌握掌握CO2的的p-v-t关系的测定方法,关系的测定方法,学会用实验测定实际气体状态变化规律学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。的方法和技巧。n4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热学会活塞式压力
2、计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。工仪器的正确使用方法。二、实验内容二、实验内容n1. 测定测定CO2的的p-v-t关系。在关系。在p-v坐标图坐标图中绘出低于临界温度中绘出低于临界温度(t=20)、临界温、临界温度度(t=31.1)和高于临界温度和高于临界温度(t=40)的三条等温曲线,并与标准实验曲线及的三条等温曲线,并与标准实验曲线及理论计算值相比较,并分析差异原因。理论计算值相比较,并分析差异原因。n2. 测定测定CO2在低于临界温度时,饱和温在低于临界温度时,饱和温度与饱和压力之间的对应关系。度与饱和压力之间的对应关系。3. 观测临界状态观测临界状态n(1) 临界状态时近汽液两
3、相模糊的现象。临界状态时近汽液两相模糊的现象。n(2) 汽液整体相变现象。汽液整体相变现象。n(3) 测定的测定的CO2的的tc,pc,vc等临界参数,等临界参数,并将实验所得的并将实验所得的vc值与理想气体状态方程值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比较,简述其和范德瓦尔方程的理论值相比较,简述其差异原因差异原因。n三、实验设备及原理三、实验设备及原理n对简单可压缩热力系统,当工质处于平对简单可压缩热力系统,当工质处于平衡状态时,其状态参效衡状态时,其状态参效p、v、t之间有:之间有:nF(p,v,t)=0或或t=f(p,v)(1)n本试验就是根据式(本试验就是根据式(1),采用定温
4、方法),采用定温方法来测定来测定CO2 p-v之间的关系,从而找出之间的关系,从而找出CO2的的p-v-t的关系。的关系。四、实验步骤四、实验步骤n1. 装好实验设备,开启试验台本体上的日光灯装好实验设备,开启试验台本体上的日光灯n2. 使用恒温器调定温度使用恒温器调定温度n3. 加压前的准备加压前的准备n4. 做好实验的原始记录做好实验的原始记录n5. 测定低于临界温度测定低于临界温度t=20时的定温线时的定温线n6. 测定临界等温线测定临界等温线t=31.1和临界参数,观和临界参数,观察临界现象察临界现象n7. 测定高于临界温度测定高于临界温度t=40时的等温线时的等温线五、数据处理五、数
5、据处理n1 计算仪器常数计算仪器常数n 由于充进承压玻璃管内的由于充进承压玻璃管内的CO2质量不便测质量不便测量,而玻璃管内径或界面(量,而玻璃管内径或界面(A)又不易测)又不易测准,因而实验中采用间接办法来确定准,因而实验中采用间接办法来确定CO2的比容,认为的比容,认为CO2的比容的比容与其高度是一与其高度是一种线性关系。具体如下:种线性关系。具体如下:n1)已知已知CO2液体在液体在20,9.8MPa时的比时的比容容(20,9.8MPa )=0.00117m3/kg2)如前操作实地测出本试验台)如前操作实地测出本试验台CO2在在20,9.8MPa时的时的CO2液柱高度液柱高度h*(m),
6、(注意玻璃水套上刻度的标记,(注意玻璃水套上刻度的标记方法)方法)3)由)由1)可知可知(20,9.8MPa)= =0.00117m3/kghAm *2()0.00117mhk kg mA 那么任意温度,压力下那么任意温度,压力下CO2的比容为的比容为式中式中 ,将测得的数据整理,将测得的数据整理成表,并在成表,并在p-v图上作出等温线图上作出等温线hhvm hkfhhh n2 应用应用RK方程进行体积数据推算,并与方程进行体积数据推算,并与相应的实验值比较相应的实验值比较n 临界温度以下取气相与液相各一值,其临界温度以下取气相与液相各一值,其它每个温度一值它每个温度一值六、实验报告六、实验报
7、告n1. 简述实验原理及过程。简述实验原理及过程。n2. 各种数据的原始记录。各种数据的原始记录。n3. 计算及在计算及在p-v图上画出等温线。图上画出等温线。n4. 将实验测得的饱和温度与饱和压力的将实验测得的饱和温度与饱和压力的对应与有关资料上数据进行比较对应与有关资料上数据进行比较n5. 将实验测得的临界比容将实验测得的临界比容vc与理论计算与理论计算值比较其差异及原因。值比较其差异及原因。RK方程比较。方程比较。n6. 实验讨论。实验讨论。实验二二元汽液平衡数据的测定汽液平衡数据的测定 循环釜原理示意图循环釜原理示意图A蒸馏瓶蒸馏瓶 B接收瓶接收瓶一、一、 原理原理n 达到平衡状态时,
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