IV. Порядок выполнения работы. III. Описание лабораторной установки

III. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка (рис. 32) состоит из калориметра 1 с установленными на нем электроконтактным ртутным термометром 2, служащим для регулирования температуры воды в калориметре, ртутным термометром 3 для контроля температуры воды в оболочке калориметра, метастатическим термометром 6, служащим для измерения разности температур в калориметрическом сосуде, и стойкой 7, служащей для крепления термометра 6 и перемещения вдоль вертикальной оси термометра 6 оптического устройства 4 и вибратора 5. Навеска топлива изготавливается при помощи пресса 8, затем помещается в калориметрическую бомбу 9, заполняемую кислородом из баллона 14. Кислород к бомбе подается через понижающий редуктор 13 и контрольный редуктор 11 при помощи трубок 12. Контроль над давлением в системе осуществляется манометрами 10.

Рис. 32. Калориметрическая установка

1. Ознакомиться с устройством калориметра, бомбы, пресса и лабораторной установкой в целом.

2. Записать технические характеристики оборудования и метрологические характеристики средств измерений, используемых в работе.

3. Изготовить навеску испытуемого топлива при помощи пресса 8 (рис. 32). Порядок изготовления − по указанию преподавателя.

4. Взвесить полученный брикет топлива на аналитических весах. Масса брикета должна быть равна [(0,800…1,500) ±0,001) г].

5. Взвесить запальную проволоку из заранее известного материала с точностью ±0,001 г.

6. Подготовить к опыту калориметрическую бомбу (см. рис. 29); для этого:

а) установить тигелек и кольцо держателя на крышке бомбы;

б) навесить брикет на проволоку, концы которой закрепить на электродах крышки так, чтобы брикет свободно висел над тигельком, проволока не должна касаться его стенок;

в) налить с помощью пипетки 1 мл дистиллированной воды в канавку крышки бомбы;

г) проверить сопротивление цепи зажигания в бомбе; сопротивление цепи зажигания должно быть равно (1,0±0,1 Ом);

д) надеть на крышку бомбы последовательно резиновую прокладку и косым срезом к ней металлическое кольцо, вставить крышку в корпус бомбы и завинтить рукой накидную гайку, установить бомбу в переносную подставку.

7. Заполнить бомбу кислородом, для этого:

а) открыть входной клапан «1» и выходной клапан «2» на внешней стороне крышки бомбы на половину оборота, снять резьбовые колпачки с клапанов;

б) подсоединить к клапану «1» кислородопроводящую трубку 12 (рис. 32) от контрольного редуктора 11. При завинчивании накидной гайки трубки 12 следует удерживать клапан «1» ключом, чтобы он не закрывался;

в) открыть вентиль на баллоне 14 до установления на выходе редуктора 13 давления 3,1 МПа, плавно открыть клапан контрольного редуктора 11 до установления на его манометре давления 0,49 МПа, продуть бомбу при этом давлении в течение (2,0±0,1 мин).

г) закрыть ключом выходной клапан «2» и медленно за (1,5±0,5 мин) наполнить бомбу кислородом до давления 2,84 МПа. Закрыть клапан контрольного редуктора 11, завернуть ключом до упора входной клапан «1» бомбы;

д) отсоединить от входного клапана «1» кислородопроводящую трубку 12, завинтить рукой до упора контргайку 1 (рис. 29).

8. Подготовить к опыту калориметр, для этого:

а) присоединить к токовым выводам бомбы проводники, другие концы которых подсоединить к клеммам крышки 6 (рис. 30) калориметрического сосуда; навинтить на клапаны «1» и «2» бомбы резьбовые колпачки;

б) установить бомбу в калориметрический сосуд (рис. 30).

в) заполнить калориметрический сосуд дистиллированной водой так, чтобы она полностью покрывала бомбу, температура воды не должна быть более 24,5 °С, закрыть сосуд крышкой 6 (рис. 30);

г) установить сосуд в гнезда калориметра на подставку 11 (рис. 30), закрыть крышкой 6, подсоединить контакты цепи зажигания и разъем нагревателя к гнездам на крышке 6, проверить исправность цепи зажигания, подсоединив омметр к гнезду «Зажигание» на передней панели калориметра;

д) установить метастатический термометр 6 (рис. 32) в специальное гнездо, плавно опуская его таким образом, чтобы его нижний ртутный резервуар находился на уровне середины бомбы;

е) проверить положение ударника вибратора - (1...2 мм) от корпуса метастатического термометра;

ж) вставить вилку шнура с кнопкой зажигания в гнезда «Зажигание», подать питание 220 В, 50 Гц на калориметр, включить последовательно кнопки «Сеть», «Мешалка», «Осветитель термометра», «Вибратор», «Зуммер»; зуммер должен быть хорошо слышен, а вибратор слегка ударять по термометру;

з) включить кнопки «Нагреватели сосуда, оболочки», установить температуру воды: внутренней полости 1 (рис. 30) 27,5 °С, в калориметрическом сосуде 24,9 °С; при установлении показаний 1,1 деления по шкале метастатического термометра (достигается предварительной его настройкой) отключить кнопку «Нагреватель сосуда».

9. Провести эксперимент по определению удельной теплоты сгорания топлива, для этого:

а) выждать 10 мин для выравнивания температуры всех частей калориметра:

б) провести начальный период эксперимента, для этого следует отсчитать 10 показаний по шкале метастатического термометра, каждое показание считывать по третьему сигналу зуммера (или по третьему загоранию сигнальной лампы «Отсчет»); результаты данного и последующих периодов опыта занести в таблицу по форме 4;

в) провести главный период эксперимента, для этого на одиннадцатом отсчете (считая его первым отсчетом главного периода) нажать кнопку цепи зажигания; отсчитать 15 показаний по шкале метастатического термометра в том же темпе, как в п. б);

г) провести конечный период эксперимента, для этого, считая последний отсчет главного периода первым отсчетом конечного периода, отсчитать в нем 11 показаний в том же темпе, что и в п. б).

Примечание. Погрешность считывания по шкале метастатического термометра в начальном, главном (с четвертого отсчета) и в конечном периодах не должна превышать 0,1 наименьшего деления шкалы, в главном периоде погрешность первых трех отсчетов после зажигания не должна превышать двух наименьших делений шкалы.

10. Отключить питание калориметра, выключить все кнопки, извлечь и отвести в сторону метастатический термометр, снять крышку калориметра, отсоединить все провода от крышки калориметрического сосуда, извлечь сосуд из гнезда, а бомбу − из сосуда.

11. Снять колпачки с клапанов бомбы, установить бомбу на подставку, отвинтить контргайку 1 (рис. 29), открыть ключом выходной клапан и постепенно в течение 4...5 мин выпустить газ; разобрать бомбу.

12. Осмотреть бомбу и если внутри имеются сажистые вкрапления или недогоревшее топливо, эксперимент повторить с самого начала. При отсутствии их тщательно отмыть горячей дистиллированной водой все внутренние части бомбы, включая тигелек, крышку и ее каналы, особенно выпускной. Всю промывную воду (300...350 мл) собирают вместе с содержанем тигелька в стакан. Смыв бомбы подвергают анализу в соответствии с указаниями к работе 5.

13. Собрать остатки запальной проволоки и взвесить их с погрешностью ±0,001 г.

14. Рассчитать значения Q_б^а; Q_в^a; Q_в^P; Q_н^Р и погрешности расчета; сравнить полученные значения со справочными данными (приложение ЛР 1).

Примечание. Работу с регистратором смотри в приложении ЛР 4.

Дата добавления: 2014-11-29