Лабораторна робота № 4

ВИЗНАЧЕННЯ ЗАЛЕЖНОСТІ ТЕМПЕРАТУРИ

КИПІННЯ ВОДИ ВІД ТИСКУ В ПРОЦЕСІ ПАРОУТВОРЕННЯ

Процес перетворення речовини з рідини в газоподібний стан називається пароутворенням. Для перетворення рідини в пару необхідно за рахунок підводу теплоти її температуру довести до температури кипіння (насичення) – t_н при даному тиску. Температура насичення і тиск знаходяться між собою у функціональній залежності t_н = f(P), тобто, певному тиску відповідає конкретна величина t_н.

Метод визначення залежності t_н = f(P) заснований на експериментальному визначенні температури кипіння за різних тисків. Для дослідження використовується установка, яка показана на рис. 4.1.

Установка складається з посудини 1, в якій встановлений електронагрівач 2. У корпусі посудини маються вікна 3, через які ведеться спостереження за процесом кипіння. Необхідний тиск у посудині підтримується вакуум-насосом 4. Температура киплячої рідини вимірюється ртутним термометром або термопарою 5, тиск вимірюється вакуумметром 6. За допомогою крана 7 посудина 1 може від’єднуватись від вакуум-насоса 4.

 

Рис. 4.1. Схема установки

 

Методика визначення залежності температури насичення від тиску

При від’єднаному шлангу вода підігрівається в посудині 1 до температури 80 – 90°С, після чого електричний нагрівач відключають. Потім до штуцера приєднують вакуум-насос і ним в посудині 1 створюють розрідження, яке дорівнює тиску насичення при даній температурі, і вода закипає при виключеному нагрівачі. В момент кипіння води в посудині закривають кран 7. Записують покази приладів. Внаслідок теплових втрат температура води в посудині знизиться і стане менше t_н, кипіння рідини припиниться. Для створення умов для закипання води створюється інше розрідження вакуум-насосом.

Усі виміри заносяться в журнал спостережень (табл. 4.1).

Таблиця 4.1

Журнал спостережень

 

№ досліду	Експериментальне значення величин		Розрахункове значення Рабс, МПа	Табличне значення tн при Рабс, оС	Примітки
	tн, °С	Р, МПа
1	2	3	4	5	6
1
2
3

Обробка результатів досліду

Абсолютний тиск киплячої рідини визначають за формулою:

Р_абс = В – Р_вак,

де В – барометричний тиск, МПа;

Р_вак – розрідження в посудині, МПа.

За таблицею водяної пари будують графічну залежність температури кипіння від тиску. На отриманий графік наносять точки, визначені в результаті досліду. На основі отриманих даних роблять висновки і пояснюють причини відхилення дослідних даних від табличних величин залежності температури кипіння від тиску. Потім визначають ентальпію і питомий об’єм вологої насиченої пари для трьох значень температур (за вказівкою викладача) для Х = 0,8; 0,85; 0,9.

Контрольні питання

1. Що розуміють під вологою насиченою, сухою насиченою і перегрітою парою?

2. Структура таблиць водяної пари.

3. Визначте повну теплоту і ентальпію рідини.

4. Визначте ентальпію та ентропію вологої насиченої пари.

5. Визначте внутрішню енергію сухої насиченої пари.

6. Визначте кількість тепла, що підводиться до пари, при ізобарному та ізотермічному її розширенні.

Лабораторна робота № 5

ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ У ВОЛОГОМУ ПОВІТРІ

У даній роботі досліджується процес нагрівання вологого повітря і сушки вологої тканини. У результаті досліджень визначають кількість випареної вологи на 1 кг сухого повітря, витрати теплоти на 1 кг випареної вологи, кількість теплоти, витраченої установкою в навколишнє середовище, і економічність установки.

 

Методика визначення і розрахунку параметрів