ZFN03 空气定压比热实验装置
型号:ZFN03
本实验装置基于稳定流动过程的热力学第一定律与电热法原理设计。当气体由鼓风机驱动,以稳定的流量连续流经一个绝热良好的加热管道时,处于恒定加热功率的加热丝会对气体进行加热。在系统达到热平衡状态后(即进出口温度保持稳定不变),假设系统与外界完全绝热,则电加热器所释放的焦耳热将全部被空气吸收,转化为气体的焓增。根据能量守恒公式:Q=W=U×I=m⋅cp⋅(Tout−Tin)通过精确测量加热丝的电压(U)、电流(I)、气体的质量流量(m)以及加热器进出口的温升ΔT=Tout−Tin,即可直接计算出气体在该温度范围内的定压比热容cp。结合数据采集系统的温度-时间曲线分析,可进一步修正散热误差,提高测量精度。
本装置主要由气源流道系统、高绝热实验段、电加热控制系统与数据采集系统四大模块组成。服务对象为能源与动力工程、机械工程、建筑环境与能源应用工程(暖通)、化工工艺、航空航天等相关专业的学生。
本实验装置基于稳定流动过程的热力学第一定律与电热法原理设计。当气体由鼓风机驱动,以稳定的流量连续流经一个绝热良好的加热管道时,处于恒定加热功率的加热丝会对气体进行加热。在系统达到热平衡状态后(即进出口温度保持稳定不变),假设系统与外界完全绝热,则电加热器所释放的焦耳热将全部被空气吸收,转化为气体的焓增。根据能量守恒公式:Q=W=U×I=m⋅cp⋅(Tout−Tin)通过精确测量加热丝的电压(U)、电流(I)、气体的质量流量(m)以及加热器进出口的温升ΔT=Tout−Tin,即可直接计算出气体在该温度范围内的定压比热容cp。结合数据采集系统的温度-时间曲线分析,可进一步修正散热误差,提高测量精度。
本装置主要由气源流道系统、高绝热实验段、电加热控制系统与数据采集系统四大模块组成。服务对象为能源与动力工程、机械工程、建筑环境与能源应用工程(暖通)、化工工艺、航空航天等相关专业的学生。
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一.主要功能
本设备可开展的核心实验:
1. 核心测量:空气/二氧化碳定压比热容的定量测定(常温至中低温工况)。
2. 热工过程认知:观察并绘制气体受热过程的“温度-时间”曲线,直观理解系统热平衡的建立过程。
3. 误差分析与修正:学习如何通过停风/降功率等辅助实验方法,分析系统漏热/散热损失,掌握消除热量散失误差的工程实验方法。
二.技术指标
1.工作环境:常温、常压;
2.工作电源:AC220V、50Hz;
3.装置可完成空气定压比热测定实验和二氧化碳定压比热测定实验,可承受最大压力1Mpa,最高温度200℃,可产生负压。
4.配套实验计算分析软件,软件计算过程显示水蒸气和干气体的质量流量以及分压力的计算公式和结果,绘制P-T关系曲线全流程。
5.外形尺寸(长×宽×高):1000×600×840mm。
三.交付配置