二氧化碳pvt关系-实验指导书..docx

二氧化碳P-V-T关系测试实验装置实验指导书 姓名： 班级： 学号： 教师： 时间： 郑州航空工业管理学院航空工程学院二零一六年目录第一章 实验装置说明1第一节 系统概述 1一、概述1二、装置特点1第二节 实验装置介绍 1一、对象组成1二、控制系统1第二章 实验内容2第一节 二氧化碳P-V-T关系测试实验装置 2一、实验目的2二、实验原理2三、实验内容2四、实验设备简介2五、实验步骤4六、注意事项6七、实验结果处理和分析7附图8附图一： 8附图二： 9附表10附表一： 10附表二： 10第一章 实验装置说明第一节 系统概述一、概述本装置主要用于测定二氧化碳的P-V-T关系。观察临界现象，测定其临界参数P、V、T；测定二氧化碳在不同压力下饱和蒸汽和饱和液体的比容；测定二氧化碳饱和温度和饱和压力的对应关系。可使学生增加对临界状态概念的感性认识，加深对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解，掌握二氧化碳的P-V-T关系的测定方法和实验测定实际气体状态变化规律的方法、技巧。二、装置特点实验装置配置电镀本体、玻璃阻容器管和有机玻璃水套、可制冷又能加热的恒温水箱、500mm长节能灯和有机玻璃保护罩、专用工作台（配有万向轮，移动方便）等；设计思路新颖，结构安全可靠。测量系统配置有高精度压力校验仪、智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.5℃）、高精度PID调压模块电路，实验结果准确。设有电流型漏电保护、过载保护、接地保护，可对人身及设备进行有效保护。第二节 实验装置介绍一、对象组成由实验台本体、有机玻璃保护罩、恒温水箱、压力校验仪、风冷冷凝器、水泵、加热棒、热电偶、管道及阀门等组成。1. 实验台本体：实验台本体由高压容器、玻璃杯、压力油、水银、密封填料、填料压盖、恒温水套、承压玻璃管、二氧化碳和热电偶等组成。2. 有机玻璃保护罩：采用透明有机玻璃材料制成，不仅可以观测实验的整个流程，而且美观大方。3. 恒温水箱：不锈钢304材质制成。外形尺寸为：长×宽×高=330mm×220mm×320mm。4. 压力校验仪：压力校验仪是用于检验一般压力表的压力源，检验压力范围：0-60MPa，工作温度范围：10-30℃。 5. 风冷冷凝器：采用风冷型冷凝器，电源：220V，功率：50W6. 水泵：磁力驱动循环泵，电源：220V，扬程：1.5m，功率：10W二、控制系统由对象控制箱、漏电保护器、温控仪、指示灯、控制开关等组成。第二章 实验内容第一节 二氧化碳P-V-T关系测试实验装置一、实验目的1．掌握CO2的P-V-T关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。2．增加对课堂所讲的工质热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。3．掌握工质饱和温度与饱和压力关系的测定方法。学会活塞式压力计、恒温器等热工仪器的正确使用方法。4．了解工质临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。5．通过实验理解饱和状态与临界状态的区别。二、实验原理在准平衡状态下，工质的压力P、比容V和温度ｔ之间存在某种确定关系，即状态方程F（P，V，t）=0理想气体的状态方程具有最简单的形式：PV=RT实际气体的状态方程比较复杂，目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来（虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映P、V、ｔ之间关系的实际气体的状态方程。）因此，具体测定某种气体的P、V、ｔ关系，并将实测结果表示在坐标图上形成状态图，乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系，故具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值，本实验就是在保持温度ｔ不变的条件下进行的。三、实验内容设计数据记录及整理计算用的表格；测定工质（CO2）的p-v-t关系。在p-v坐标系中绘出低于临界温度（t=20℃）、临界温度（t=31.1℃）和高于临界温度（t=50℃）的三条等温曲线，并与标准实验曲线及理论计算值相比较，并分析其差异原因。测定工质（CO2）的饱和温度与饱和压力关系，在p-ｔ坐标系中绘出饱和温度与饱和压力关系曲线。观测工质临界状态（1）临界状态附近汽液两相模糊的现象。（2）汽液整体相变现象。（3）测定CO2的、、等临界参数，并将实验所得的值与理想气体状态方程和范德瓦尔方程的理论值相比较，简述其差异原因。四、实验设备简介整个实验装置由压力系统、恒温系统和实验台本体及其防护罩等组成（如图一所示）。实验台本体结构如图二所示。图三 二氧化碳P-V-T关系测试实验装置示意图对简单可压缩热力系统，当工质处于平衡状态时，其状态参数p、v、t之间有： F(p,v,t)=0或t=f(p,v) （1）本实验根据式（1），采用定温方法来测定CO2的p-v-t关系，从而找出CO2的p-v-t关系。当工质