Лабораторная работа №41

Изохорный процесс для воды и водяного пара

Выполнила:

Студентка гр. Эт-07

Хаперская Елена

Принял: Куземко Р.Д.

Мариуполь 2008 г.

Цель работы:

На примере изменения термодинамических свойств водяного пара изучить свойства реальных рабочих тел и процессов, совершающихся с ними.

Экспериментальная установка состоит из двух толстостенных сосудов высоко давления. Вследствие их идентичности опишем один сосуд. В одном из них налита вода в количестве, соответствующему удельному объему рабочего тела , во втором сосуде . Снаружи на сосуд один навит нихромовый электронагреватель, при включении которого теплота сообщается рабочему телу, находящемуся в сосуде. Нагреватель и сосуд покрыты слоем тепловой изоляции и помещены в металлический кожух. В сосуд вварена гильза, в которой размещается горячий спай хромель-алюмелевой термопары. ЭДС термопары измеряется потенциометром. В крышку сосуда введен штуцер, к которому присоединен манометр для измерения давление в сосуде.

Ход работы:

1. Объем обоих сосудов V=300 см³

В левом

В правом ,

Где

Таблица 1

№ точки	Эксперимент	Расчет
Температура, tэ	Давление	Температура	Теплота парообразования, r, кДж / кг
mV	^оС	избыточное Ризб, ати	атмосферное Ратм, кПа	абсолютное Рн, МПа	Насыщения по табл., tн, ^оС	Относительная погрешность, ,%	По расчету	По таблице	Относительная погрешность, ,%
1 сосуд V = 300 см^3
	7,89 8,53 8,73 8,93 9,62 10,9 10,35 10,72 10,89 11,05 11,18 11,46 11,72			100,15	1,57 2,06 2,55 3,04 3,53 4,02 4,51 5,00 5,49 5,98 6,47 6,96 7,45	201,37 213,62 224,99 233,84 242,54 250,33 257,41 263,92 269,94 275,56 280,83 285,80 290,51	0,03 3,65 1,69 4,44 5,91 6,40 0,26 0,93 0,03 0,71 1,29 2,07 0,86	1718,5 1749,8 1751,1 1338,9 1702,3 1683,7 1658,1 1593,2 1554,7 1500,6 1482,7 1472,7	1933,6 1883,6 1834,1 1793,5 1751,5 1711,9 1674,3 1638,2 1603,3 1569,4 1536,6 1503,7 1471,7	15,7 8,8 4,6 2,4 0,6 0,6 1,21 0,6 0,94 2,32 1,4 0,07
2 сосуд V = 300 см^3
	6,49 6,57 6,93 7,49 8,09 8,61 9,05 9,34 9,66	171,5 183,5 192,5 206,5 221,5 234,5 245,5 252,5 260,5		100,15	1,08 1,57 2,06 2,55 3,04 3,53 4,02 4,51 5,00	184,06 201,37 213,62 224,99 233,84 242,54 250,33 257,41 263,92	6,82 8,87 9,88 8,21 5,27 3,31 1,92 1,90 1,29	1899,9 1829,8 1759,6 1742,8 1718,1 1693,4 1686,4 1568,7 1519,0	1999,3 1933,6 1883,6 1834,1 1793,5 1751,5 1711,9 1674,3 1638,2	4,97 5,37 6,58 4,98 4,20 3,33 1,49 6,31 7,28

2. Строим - диаграмму воды и водяного пара по таблице 2.

Критические значения:

Таблица 2

Р, МПа
	0,0012521 0,001343 0,0015267 0,0017101 0,002038	0,04974 0,02349 0,01425 0,00933 0,005873	250,33 294,98 324,64 347,32 365,71

3. Расчет количества воды в сосудах:

а) Масса воды в первом сосуде

, кг, где средний удельный объем пара

Удельные объемы находим в таблице воды и водяного пара.

При Р=1,57 МПа, =0,03396

Р=2,06 МПа =0,0011725

Р=2,55 МПа

Тогда

=0,0121044 > .

б) Масса воды во втором сосуде:

Аналогично:

При Р=4,02 МПа, =0,0012396

Р=4,51 МПа =0,0012503

Р=5,00 МПа

=0,001255 > .

в) Определение начальной степени сухости:

При P=1,57 МПа

I сосуд

II сосуд

4. Представим процессы в I и II сосудах в диаграмме.

5. Определение молекулярного давления:

Рассчитать величину дополнительного внутреннего давления, обусловленного взаимодействия молекул рабочего тела.

Необходимо выбрать точку в области перегретого пара, заменяя .

Но т.к эксперимент в области перегретого пара не был проведен, то и рассчитать невозможно.

Если бы вода подчинялась уравнению Ван-дер-Ваальса где , то такова была бы величина внутреннего давления. Коэффициент рассчитываем из условия в критической точке .

, где

Вывод: на примере изменения термодинамических свойств водяного пара изучили свойства реальных рабочих тел и процессов, совершающихся с ними.

Дата добавления: 2015-06-27