Материал: 1827
Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
СибАДИИОСНОВЫ ТЕРМО ИНАМИКИ
И ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ
Учебно-методическое пособие
Составители:
А.Л. Иванов, В.Д. Червенчук, П.В. Литвинов
Омск-2017
УДК 621.317.7 ББК 31.312
О-75
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция маркировке не подлежит.
Рецензент
д-р техн. наук, проф. В.Р. Ведрученко (ОмГУПС)
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве учебно-методического пособия.
Основы термодинамики и теплопередачи [Электронный ресурс] :
O-75 учебно-методическое пособие / сост. : А.Л. Иванов, В.Д. ЧервенчукЛитвинов, . –П.В.
Омск : СибАДИ, 2017. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r_plus/cgiirbis_64_ft.exe. -
Режим доступа: для авторизованных пользователей. ISBN 978-5-00113-021-5.
Приведены лабораторные работы, направленные на закрепление знаний по базовым разделам дисциплин, в основе которых лежит «Теплотехника».
Содержат материал с основными способами определения параметров состояния термодинамических систем, принцип работы приборов для измерения температуры, давления, расхода и скорости жидкостей и газов, рассматриваются теоретические основы работы поршневого компрессора.
Работа рекомендована в качестве учебно-методического пособия по дисциплинам «Термодинамика», «Термодинамика и теплопередача», «Теплотехника», «Транспортная энергетика».
Имеет интерактивное оглавление в виде закладок. Содержит видеофрагменты обучающего и демонстрационного характера, которые воспроизводятся с помощью проигрывателя Windows Media.
Рекомендуется обучающимся всех форм направлений «Энергетическое машиностроение», «Технология транспортных процессов», «Наземные транспортно-технологические средства», «Эксплуатация транспортнотехнологических машин и комплексов», «Наземные транспортно-технологические комплексы», «Профессиональное обучение».
Издание подготовлено на кафедре «Тепловые двигатели и автотракторное электрооборудование».
Текстовое (символьное) издание (2 МБ ).
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-
файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Редактор Н.В. Павлова
Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова Издание первое. Дата подписания к использованию 10.11.17
Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2017
Ссылки на видео и иллюстрации внутри работы кликабельны
ВВЕДЕНИЕ
При выполнении лабораторных работ обучающиеся знакомятся |
||
С |
|
|
с понятиями температура, тепловое равновесие, с теоретическими |
||
основами определения температуры, принципом построения |
||
температурной шкалы, основными способами измерения скорости и |
||
расхода ж дк х |
газообразных тел. |
|
и |
|
|
В ходе работ изучаются устройство |
и принцип работы |
|
разл чных пр оров для измерения температуры, давления, расхода |
||
газов, а также |
устройство и принцип |
работы поршневого |
компрессораб, основные термодинамические процессы, происходящие в поршневом компрессоре.
В практ ческой части выполняют работы по проверке термометров, манометра, делают тарировку датчика давления, определяют расходАвоздуха в трубопроводе, производительность, коэффициент подачи, коэффициент полезного действия и удельный расход энергии поршневого компрессора, а также коэффициент теплопроводности плоской стенки.
ТРЕБОВ НИЯДК СО ЕРЖАН Ю ОТЧЁТА ПО Л БОР ТОРНЫМ РАБОТАМ
Отчет должен содержать:
1)цель, задачи, оборудование и оснащение лабораторной работы;
2)краткое изложение теоретических положений;
3)принципиальную схему лабораторного стенда или экспериментальной установки;
4)протокол эксперимента;
5)обработку результатов эксперимента с проведением необходимых расчётов и построением графиков полученных зависимостей;
6)вывод, содержащий анализ результатов работы, а также ответ на поставленный преподавателем вопрос.ИИ
3
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Цель лабораторной работы: изучение способов определения температуры, устройства и принципа работы приборов для измерения температуры.
Задачи: |
|
- ознаком ться с понятиями «термометрическое свойство» и |
|
С |
|
«термометр ческое тело», с принципами построения температурной |
|
шкалы |
правильности показаний термометра; |
- зуч ть устройство и принцип действия различных типов
термометр ; |
|
|
проверки |
||
- науч ться выполнять проверку правильности показаний раз- |
||
личных т пов термометров. |
||
|
|
оснащение: |
Оборудование1) стенд для градуировки термометров; |
||
2) |
термометры |
расширения: жидкостный, механический |
|
(биметаллический); |
|
3) |
манометрический термометр; |
|
4) |
А |
|
термометры сопротивления; |
||
5) |
термоэлектрические термометры; |
|
6) |
барометр. |
Д |
|
1. |
|
|
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ |
|
С точки зрения молекулярной физики температура есть мера интенсивности теплового движения молекул. Значение температуры прямо пропорционально средней кинетической энергии Ek поступа-
1.1. Понятие температуры |
|
Температуру часто называют величинойИ, характеризующей меру |
|
нагретости тела [1,2,3]. |
И |
|
|
тельного движения молекул, т. е скорости молекул:
T |
2 |
E |
|
|
2 |
|
mv |
2 |
, |
(1) |
|
k |
|
|
|
||||||
|
3k |
|
3k |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||
где k – универсальная постоянная Больцмана.
4
Термодинамика рассматривает температуру как характеристику равновесного состояния термодинамической системы.
Стремление к тепловому равновесию сформулировано в нулевом законе термодинамики: изолированная система, независимо от теплового состояния входящих в неё тел, с течением времени приходит в состояние, когда все тела становятся "одинаково тёплыми", вследствие передачи теплоты от более нагретых частей системы менее нагретым, с стема переходит в устойчивое состояние, называе-
мое состоян ем теплового равновесия.
Параметром, который характеризует данное равновесное со- |
|
С |
|
стоян е будет од наковым для каждой точки данной системы, явля- |
|
ется температура. |
|
Температура (от лат. temperatura – соразмерность, нормальное |
|
состоян е) – од н |
основных параметров состояния термодинами- |
из |
|
ческой с стемы, находящейся в состоянии теплового равновесия, ха- |
|
рактер зующ й её тепловое состояние и одинаковый у всех тел, вхо- |
|
дящих в данную систему. |
|
б |
|
|
1.2. Измерение температуры |
1.2.1. Термометрические свойства и термометрическое тело |
|
А |
|
|
Д |
Непосредственное измерение температуры тела затруднительно по причине того, что температура является интенсивной величиной,
объекту, равно сумме значений величинИ, соответствующих его частям при любом разбиении объекта на части. Примерами величин, обладающих свойством аддитивности, являются: массаИ, объём, длина. Например, аддитивность массы означает, что масса всего тела равна
т.е. величиной, не обладающей свойством аддитивности [2,4].
Аддитивность (от лат. additivus – прибавляемый) – свойство, состоящее в том, что численное значение, соответствующее целому
сумме масс составляющих его частей.
Поэтому количественную оценку температуры можно производить только косвенным путем, основываясь на особенных физических свойствах различных тел, которые называют термометрическими.
Термометрическим свойством называют физическое свойство тела, которое значительно зависит от температуры этого тела.
5