Коммерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Жылуэнергетика қондырғыларының кафедрасы
ТЕХНИКАЛЫҚ ЖЫЛУҚОЗҒАЛЫМ
5В071700 – Жылуэнергетика
мамандықтарының барлық оқу түрінің студенттері үшін зерттеу
(зертханалық) жұмыстарын орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар
Алматы 2010
ӘЗІРЛЕУШІЛЕР: Д.Ж.Темірбаев, В.О.Байбекова. Техникалық жылуқоз-ғалым (Техническая термодинамика). 5В071700 – Жылуэнергетика маман-дықтарының барлық оқу түрінің студенттері үшін зерттеу (зертханалық) жұмыстарын орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар. – Алматы: АЭжБУ, 2010. – 36 б.
Оқу жоспары бойынша 5В071700 – «Жылуэнергетика» мамандық бакалавриат студенттері «Техникалық жылуқозғалым» пәнін 3-ші семестрде (4 несие, 2\2\1, 4 ЕСЖ) өтеді. Әдістемелікте студенттердің «Техникалық жылуқозғалымға» дейін оқу үрдісінің ірге тасы: «Жоғары математика», «Физика», «Химия», «Экология», «Информатика» пәндерін, ал бұлардан кейін «Сұйық пен газ механикасы» мен «Жылумаңызалмасу» және арнайы пәндерін өтетіні ескерілген.
Кіріспе 1. Зерттеу жұмыстарынның талаптары мен әдістемелігі
Жылутәсілдік теория негізі - жылуқозғалым мен сұйықгазқозғалым және жылумаңызалмасу құбылыстары мен олардың заңдарын және заңдылықтарын білу тәсілдік қондырғылары мен аспаптарының ісін тиімді ұйымдастыруға және құрылымын құрастыруға зор маңызды. Бұлардың ілімі физика мен математикалық физиканың және ғылыми тәжірибе жетістіктеріне негізделген.
Зерттеу жұмыстары теориялық негіздерді тексеруге, ғылыми әдістерін іс жүзінде тануға, қондырғылар мен аспаптар жұмыстарының қағидалы негіздерін игеруге, дәрістерде берілген теориялық білімді тереңдетіп игеріп нықтауға, аспаптарды ойластырып жасау мен пайдаланып жаттығуға және дағдыландырып олардың ісіне үйренуге мүмкіндік береді.
Сондықтан студенттер зерттеу жұмыстарына ғылыми және жағдайлы ынталы болып, оқу сызбағын уақытында орындаумен қатар ізденулік және түсініксіз сұрақтар мен есептерге және теориялық әдістерге алдын ала көңіл бөліп, зерттеу жұмыстарының алдында оқытушымен кеңеседі.
Студенттер тәсілдік пен өрт қауіпсіздіктерінің жалпы және жергілікті жұмыс тәртіптері мен зерттеуханаға жасалған ішкі ережелерінен нұсқаулар алмай зерттеу жұмыстарына кірістірілмейді.
Бұларды студенттер міндетті орындауға тиіс. Әрине, құнды заттардың сақтылығын қадағылау мен мекенділік пен жұмыс жерінің тазалығын сақтау, ғұмыр бойы кең даласын қорғай білген, таза ұстаған қазаққа таңсық емес. Өзімшілдіктен аулақ, сабырлы, кішіпейілді ер қазақ қоғамдық тәртіпті де сақтай білген, даналығымен танылып, өрлегені бізге де зор өнеге, мақтаныш.
Студент әрбір зерттеу жұмысының теориясы мен зерттеу әдісін және өлшеу аспаптарын алдын ала танып, қажеттілігі мен жасау ретін жазып алып, қондырғысы мен өлшеу сүлбелерін және есептік кейіптемелері мен мәліметтік және оларды өңдеулік кестелерін дайындап, сызбалық пен есептік және жазулық жабдықтарымен қамтылып зерттеу жұмысына уақытында келеді.
Берілген сабақ уақытында студент зерттеу қондырғысы және өлшеу аспап-әдістерімен танысып, оқытушымен сұқпақ тасып, дайындығын білдіріп, зерттеп, мәліметтерін өңдеп, қорытынды жасап, оны қорғап үлгеруге тиіс.
Студент өзінің есептігінде зерттеу жұмысының нөмірі мен атын, өзі мен оқытушының аты жөндерін, оқу тобының белгісін, зерттеген күнін көрсетеді.
Онда алдын ала дайындалған қолжазбасы мен санды және сызбалы зерттеу қорытындылары, анықталған шамаларының дәлділігі және олардың ілімдік пен істік маңыздылығы көрсетіліп, қорытынды жасалады.
Студенттің зерттеу ынталығы мен өзіндік жасауы және белсенділігі мен талаптылығы және ықшам қорытындылауы аса бағаланады.
Ыстықтық (дәлдігі 2,5 0С, 0,1 мВ) мультиметрмен не (дәлдігі 0,25 0С, 0,01 мВ) Щ4316 аспабымен тікелей өлшенбей, милливольтті хромель-алюмель жұптарымен анықталса, көрсетуі (ε - ЭҚК – электр қозғаушы күші) 0С-ге келесі теңесынау кейіптемесімен (0 ÷ 320 0С аралығында) аударылады t = 24,7(0С/мВ)ε(мВ) + t1 = 24,7ε + t1 , 0С. (К1)
№ 1 Зерттеу жұмысы Ауаның меншікті жылусыйымдылығын ағынды калориметр әдісімен анықтау
Жұмыстың мақсаты. Атмосфералық қысымдағы ауаның меншікті жы-лусыйымдылығын тәжірибелік анықтау мен ағынды калориметр әдісін игеру.
Тапсырмалар: 1) ағынды калориметр әдісімен 3÷5 тәртіпте ауаның с’р - көлемдік меншікті жылусыйымдылығын (кДж/(м3К)) тәжірибелік анықтау;
2) ауаның t = 0 0C-дегі меншікті маңыздық ср мен cv (кДж/(кгК)), көлемдік c’v (кДж/(м3К)) және мольдік μср мен μcv (кДж/(кмольК)) жылусыйымдылық мәндерін тәжірибелік анықталған с’р (кДж/(м3К)) арқылы ((1.2)-мен) есептеп, әдебиеттік мәндерімен салыстыру ([1, 2], [7], 20 ÷ 26 c.).
3) өлшеу қателіктерін анықтап, зерттеу нәтижелерін талдау.
1.1 Зерттеуге қажетті теориялық кіріспе
Берілген х теңесулі құбылысындағы дененің 1 К (Кельвин) ыстықтыққа қыздыруына қажетті жылуын жылусыйымдылық дейміз
(1.1)
Дененің m, кг не μ, кг/кмоль маңызына, не физикалық қалыпты (tқ = 0 0C, рқ = 101 325 Па) күйдегі Vқ, қм3 көлеміне келтірілген жылусыйымдылықты меншікті маңыздық (сх = Cx/m, Дж/(кгК), қалыпты көлемдік (сх’ = Cx/Vқ, Дж/(қм3К) не мольдік (схμ = Cxμ/m, Дж/(кмольК) жылусыйымдылық дейміз.
Бұл меншікті жылусыйымдылықтардың арақатынасы келесі болады
(1.2)
Бұлардағы Qτ - жұмыс денеге берілетін (не одан алынатын) жылу, Дж;
q = Qτ/m - жылуқозғалымдық жүйедегі жұмыс дененің 1 кг маңызына келтірілген жылылық, Дж/кг;
m - жұмыс дененің маңызы, кг;
Т - жұмыс дененің ыстықтығы, К;
∂Т = ∂t – дербес туынды ыстықтық, К, 0С;
сх – х = p, v, T = тұрақты құбылыстардағы меншікті (ауаға t = 0 0C-де) маңыздық (ср = 1,0036, cv = 0,7164 кДж/(кгК)), көлемдік (с’р = cpρ = 1,0036∙1,293 = 1,2971, c’v = 0,9261 кДж/(қм3К)), мольдік (μср = 28,96∙1,0036 = 29,073, μcv = 20,758 кДж/(кмольК), мұндағы 1,293 кг/м3 = ρ – тығыздық, μ = 28,96 кг/кмоль – ауаның мольдік маңызы (массасы)) жылусыйымдылық.
Жылусыйымдылықтың кванттық теориясы күрделі. Сондықтан ол іс жүзінде көпмүшелік бернемен сипатталып, aумаққылық (интегралды) орта (үстіндегі сызықшалы) мәні пайдалынады
(1.3)
(1.4)
Мүлтіксіз газдардың Майер теңдеуі
(1.5)
Мұндағы R – газ тұрақтысы (ауаға R = Rμ/μ = 8314Дж/(кмольК)/28,96 (кг/ кмоль) = 287,0 Дж/(кгК)).
1.2 Тәжірибелік қондырғы және жұмысты орындау тәртібі
Жылусыйымдылығы
анықталатын ауа (1.1 суретті қараңыз) жылулық
оқшауланған ағынды калориметр 1-ден электрлі 2-де
қыздырылып, сорғы 3-пен ағындалады. Қыздырғыш 2
мен сорғы 3-тің қуаттары зертханалық өзгерткіш
ЛАТР-1, ЛАТР-2-лермен реттеліп отырады.
1 - ағынды калориметр, 2 - электрлі қыздырғыш,
3 - ауа сорғысы, 4 - тарылтқыш, 5 - U- тәрізді қысымөлшер.
1.1 Сурет - Тәжірибелік қондырғының сүлбесі
Бөлме t1 ыстықтығындағы ауаның шығысын өлшейтін тарылтқыш 4 пен U-тәрізді қысымөлшер 5-тің көмегімен өлшенетін қысым айрымы h, мм су бағанасымен анықталады. Калориметрдің шығысы мен кірісіндегі ауаның t2 - t1 = ∆t ыстықтық айырымы ХА-хромель-алюмель ыстықжұптармен өлшенеді.
Назар аударыңыз! Қондырғыларды қосу не ажырату және басқа тәртіпке өткізу тек оқытушының бақылауымен жүргізіледі!
1.3 Жұмыс келесі тәртіп пен рет бойынша орындалады
1) Сорғыны электрлік желіге қосу.
2) ЛАТР-1-дің көмегімен қысымөлшердегі қысым айрымын h = 160 ÷ 180 мм су бағанасына қойып, нақты мәнін 1.1 кестеде келтіру.
3) ЛАТР- 2 көмегімен ұсынылған кернеуге келтіріп, қыздырғышты қосу.
4) Калориметрдегі ауаның t2 - t1 = ∆t ыстықтық айырымы тұрақталысымен оның мәнін 1.1 кестеде келтіру.
5) Осы қалыптасқан тәртіпте қыздырғыштың электрлік ағыны (тоғы) I (А) мен кернеуі U-ды (В) сонымен бірге барометрлік р1 қысымды және бөлменің t1 (0С) ауа ыстықтығын өлшеп, мәндерін 1.1 кестеде келтіру.
6) Осы секілді қалыптасқан әртүрлі тәжірибелік тәртіптерді жүргізу арқылы жылусыйымдылықтың ыстықтыққа тәуелділігі қосымша зерттелуі мүмкін.
1.1 К е с т е - Мәліметті бақылау және өңдеу. р1 = Па, t1 = 0C.
|
Тәртіп реті |
h, мм су бағ. |
I,А |
U, В |
t2-t1 =Δt, мВ / 0C |
V1, м3/с |
Vқ, қм3/с
|
W, Вт |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
1.4 Тәжірибенің нәтижесін өңдеу және қателігін бағалау
Калориметрдің келесі жылулық теңестігінен ауаның q’ (мұндағы өлшем бірлігі кДж/қм3) жылылығын (1.4)-ке қойып
(1.6)
анықталатын жылусыйымдылығының есептік кейіптемесін келесідей табамыз
(1.7)
Мұндағы IU = W – қыздырғыштың қуаты, кВт;
I мен U – электр ағын күші (тоғы, А) мен электр кернеуі, В;
А = 0,46∙10-3 – калориметрдің жылулық ысырабын ескеретін тұрақтысы, кДж/К;
∆t = t2 – t1 - калориметрдегі ауаның ыстықтық айырымы, К, 0С;
Vқ = p1V1Tқ/(рқT1) – физикалық қалыпты (Тқ = 273,15 К, рқ = 101 325 Па) күйдегі (ФҚК) ауаның көлемдік шығысы, қм3/с;
V1(h) – ауаның (барометрлік р1 (Па) мен Т1 = 273,15 + t1-дегі (К)) h өлшенетін нүктедегі (V1(h) теңесынау (тарировка) сызбағынан h-тың мәнімен анықталатын) көлемдік шығысы, м3/с.
Ыстықтық (дәлдігі 2,5 0С, 0,1 мВ) мультиметрмен не (дәлдігі 0,25 0С, 0,01 мВ) Щ4316 аспабымен тікелей өлшенбей, милливольтті хромель-алюмель жұптарымен анықталса, көрсетуі (ε - ЭҚК – электр қозғаушы күші) 0С-ге келесі теңесынау кейіптемесімен (0 ÷ 320 0С аралығында) аударылады
t = 24,7(0С/мВ)ε(мВ) + t1 = 24,7ε + t1 , 0С. (К1)
Жылусыйымдылықты анықтаудың салыстырмалы қателігі аспаптардың өлшеу дәлділіктерінің қосындысымен (суммой классов точностей, указанных на измерительных приборах) жуықты, төмендегідей, (1.7)-ге сәйкесті анықталады
(1.8)
1.5 Бақылау сұрақтары
1 Жылусыйымдылығы дегеніміз не және оның маңызы неде?
2 Меншікті жылусыйымдылықтың (1.2) анықтамасы жылуқозға-лымның бірінші заңымен қалай келіседі және толықтырылады?
3 Ауаның көлемдік шығысы V1(h) теңесынау сызбағынан (өлшенген h-тың мәнімен) анықталады. Егер бұл сызбақ болмай қалса, осы зерттеу жұмысы қалай орындалмақ? Не екінші тапсырма бойынша анықталған жылусыйымдылықтың тәжірибелік мәндері әдебиеттік мәндерімен келіспей жатса не істеуге болады?
Жауабы. ∆р = ρw2/2, ∆р = ρgh, w = (2gh)0,5, V = wπd2/4 = wf = f(2gh)0,5 = Ch0,5 (*) және с’р = 1,2971 кДж/(м3К) деп, (1.7) бойынша Vқ-ны анықтап, оған сәйкесті өлшенген h-тың мәні арқылы (*)-тан U- тәрізді қысымөлшердің С тұрақтысын анықтауға болады.
4 Теңесынау (К1) кейіптемесінде бөлменің t1 ыстықтығы неге қосылған?
5 Зерттеу дәлділігінің (1.8) кейіптемесі қалай жуықты жазылған?
6 Жылусыйымдылық пен меншікті жылусыйымдылықтың айырмашы-лығы неде?
7 Ағынды калориметр әдісін түсіндіріңіз.
8 Мұнда газдарға тиімді (срm >> Ск шартты) ағынды калориметр (к) әдісі пайдаланады. Іске асырылған осы Qауа >> Qк шартын түсіндіріңіз.
9 Теңесынау (тарировка) сызбағы қалай жасалады ?
10 Клапейрон теңдеуі мұнда қайда пайдаланады?
11 Газ тұрақтысы мен әмбебап газ тұрақтысы қандай байланыста?
12 Газ тұрақтысы мен әмбебап газ тұрақтысының өлшем бірліктері қандай?
№ 2 Зерттеу жұмысы
Судың меншікті жылусыйымдылығын
ағынсыз калориметр әдісімен анықтау
Жұмыстың мақсаты. Судың меншікті тұрақты қысымдық ср жылусый-ымдылығын тәжірибелік ағынсыз калориметр әдісімен анықтап, оны игеру және жылутәсілдік тәжірибелерді жүргізуге дағдылану ([1, 2], [7], 27 ÷ 34 c.).
Тапсырмалар: 1) судың тұрақты қысымдық маңыздық меншікті ср жылусыйымдылығын тәжірибелік анықтау;
2) судың меншікті сv, көлемдік с’р, мольдік μср жылусыйымдылықтары мен меншікті h қажырды және ішкі u қайратты тәжірибелік ср арқылы есептеу;
3) тәжірибенің қателіктерін есептеп, мәліметтерді салыстыру.
2.1 Теориялық кіріспе. Зерттеу әдісі мен жүргізу және өңдеу реті
Жылусыйымдылықтың басты ұғымдары мен
мүлтіксіз газдық мәндерінің ағынды калориметр
анықтау әдісі № 1 зерттеу жұмыстың сипаттамасында
қарастырылды. Мұндағы су секілді тамшылы сұйықтар
нақты 
газдарға
жатады.
Жылусыйымдылық пен қажыр секілді нақты газдардың калориялық қасиеттері жылуқозғалымның шаққы теңдеулері мен күштік күй теңдеуі арқылы есептелуі (дәрістерде көрсетілетіндей) мүмкін. Бірақ, бұл секілді белгілі есептеу әдістері күрделі, көлемді және дәлділіктері аса жоғары емес.
Сондықтан жылусыйымдылық пен қажырды калориметрлік тікелей тәжірибелік анықтайды. Маңызы m = 0,5 ÷ 0.7 кг зерттелетін зат (су) калориметрлік 1,0 л шыны ыдысына құйылады. Оның ішінде ыстықтық өлшер (ыстықжұп) пен электр қыздырғыш және араластырғыш болады (2.1 суретті қараңыз).
1. Электр қыздырғышының τ (с) уақытында берген жылуы электр W = IU (кВт) қуаты арқылы келесідей анықталады
(2.1)
Мұндағы I мен U – электр ағын күші (тоғы, А) мен электр кернеуі, В.
Бұл жылу су (Qcу) мен калориметрді бөлшектерімен (Qкб) қыздыруға және сыртқа (Qск ) кетеді, яғни ол келесі жылулық теңестігін құрады
(2.2)
Калориметрдің (жылусыйымдылықтары сі мен маңыздары mі және саны n) бөлшектерімен қыздыруына кететін жылу келесіге тең
(2.3)
Зерттелетін заттың
жылусыйымдылығы оңай анықталады, егер Qкб = 0, Qск
= 0, Qсу = Qэл (*) болса. Бірақ бұл (*)
шартты орындау өте қиын. Бұған тәжірибені
жақындату үшін Qсу >> Qкб мен Qсу
>> Qск шарттары іске асырылады. Мысалы, жылулық
оқшауланған, «жылуалмасусыз (адиабатный) калориметр» әдісінде
жылусыйымдылықтың мәнін анықтаудың
дәлділігін бағалау да оңай емес.
Әдебиет жүзінде Qск = 0(0) қылатын өте жақсы («жанама» дейік) зерттеу әдісі бар. Оның мазмұны бойынша (қысқаша «жедел қыздырылатын зат (ЖҚЗ)» әдісі дейік) зат τ0 = 0-дегі ∆t0 = (tkc – t0)0 = (tжқз – tқб)-ке (2.2 суретті қараңыз) жедел қыздырыла қоюға тиіс. Сонда калориметр сыртпен жылу алмасып үлгермей (2.2)-дегі Qск = 0 болады (тәжірибелік дәлдікпен).
Бұл есептік (tжқз – tқб) = ∆tжқз – ЖҚЗ ыстықтық айрымы тәжірибелік келесідей анықталады. Ол үшін τ0 = 0 мезгілінде заттың tқб ыстықтығын жазып, еске алып, калориметрдін қыздырғышы электр желісіне қосылып, әр бір жеткілікті (∆τі = 1 ÷ 3 мин) уақыт айрымында заттың ыстықтығы жазылып, tқб-ден tқс-ға (мысалы, ∆tқ = tқс - tқб = 30 ÷ 40 0С-ге (τ = τқс)) жеткенде электр қыздырғышы өшіріліп, зат (су, ∆tс = tс – tқб = 5 ÷ 10 0С-ге дейін (τ = τс)) суытылады (мұндағы қб мен қс – қыздырудың басы мен соңы).
Сонан соң t(τ) тәуелділігі, 2.2 суреттегі АВС-дай, өлшемдік (масштабты) салынады. Салқындалу CD сызығы t мекендігінің (ординатаның) Е нүктесіне дейін (D нүктеден) жанамалы жалғастырылып, ЖҚЗ-ның есептік жоғарғы ыстықтығы tжқз мен есептік (tжқз – tқб) = ∆tжқз – ЖҚЗ ыстықтық тегеуріні (айрымы) тәжірибелік анықталады.
Сонымен (2.2)-дегі Qск = 0 деп, су (Ср = срm) мен калориметрдің (Ск) белгісіз екі жылусыйымдылықтарына (2.2)-ні судың екі түрлі m1 мен m2 маңыздарына екі рет жазып, Ск мен ср-лерді келесідей айрықша (қос теңдеу әдісімен) анықтаймыз
(2.4)
(2.5)
(2.6)
(2.7)
(2.8)
Мұндағы 
кДж, (tжқз1 – tқб1)
= ∆tжқз1, (tжқз2 – tқб2)
= ∆tжқз2, 0С, К, Ск – калориметр
тұрақтысы.
2. Меншікті жылусыйымдылықтардың арақатынасы келесідей анықталады
(2.9)
Судың ср жылусыйымдылығы 20 ÷ 70 ˚С ыстықтық аралығында тұрақты, ал (ср - сv) айырымы су ыстықтығына 2.1 кестедегідей тәуелді, кДж/(кгК).
2.1 К е с т е
|
t,0С |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
||||||
|
(ср- сv) |
0 |
0,004 |
0,030 |
0,058 |
0,100 |
0,151 |
0,201 |
0,260 |
0,318 |
||||||
3. Жылусыйымдылықтың p, v = тұрақты теңесулі құбылыстық меншікті мәндері жылуқозғалымның бірінші заңы теңдеулері арқылы келесідей болады
(2.10)
(2.11)
Судың меншікті қажыры мен ішкі қайрат өзгерістері (2.10) ÷ (2.11) және 2.1 кесте мәліметтері бойынша келесідей анықталады
(2.12)
Жылусыйымдылықты анықтаудың салыстырмалы қателігі аспаптардың өлшеу дәлділіктерінің қосындысымен (суммой классов точностей, указанных на измерительных приборах) жуықты, төмендегідей, (2.8)-ге сәйкесті анықталады
(2.13)
2.2 Бәсеңдеу әдісі (қосымша тапсырма ретінде)
Меншікті жылусыйымдылық ср-ның мәнін келесідей бағалауға болады. Зерттелетін заттың 2.2 суреттегі салқындалу DC бөлігіндегі бәсеңдеу құбылысы екенін ескерсек, келесідей сипаттай аламыз
(2.14)
(2.15)
Мұндағы k еселеуіші (2.15)-ті 2.2 суреттің бәсеңдеу DC сызығымен салыстыру арқылы анықталады.
2.3 Жұмыс тәртібі мен орындау реті
1) Маңызы (мысалы) m1 = 0,5 кг суды ыдыс 1-ге құйып, бастапқы tқб ыстықтығын өлшеу (τ = 0).
2) Электр желіге қыздырғышты қосуымен бірге сағатта іске қосылады.
3) ЛАТР көмегімен қыздырғыш қуатын 150 ÷ 170 Вт-қа келтіру, сонымен бірге уақыт τ мен су t ыстықтығын 2 минут сайын өлшеу.
4) Судың ыстықтығы 30 ÷ 50 0С-ге жеткенде қыздырғышты ажыратып, судың t ыстықтығын 2 минут сайын өлшей беру керек.
5) Судың ыстықтығы 30 ÷ 35 0С-ге төмендегенде, tc ыстықтық пен τc уақыттың бірге өлшенуімен тәжірибе аяқталады.
6) Маңызы (мысалы) m2 = 0,7 кг сумен тәжірибе осы ретпен орындалып, мәліметтері 2.2 кестеге жазылып, өңделеді.
2.2 К е с т е - Мәліметті бақылау және өңдеу. рбөлме = Па, tбөлме = 0C.
|
τi, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ti, 0C |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
δcp= % |
tқбi, 0С |
Ii, A |
Ui, B |
τқсі, с |
mi, кг |
∆tжқзі, 0С |
Ск, кДж/кг |
ср, кДж/ /(кгК)* |
∆h, кДж/кг |
cv, * |
∆u, кДж/кг |
|
i = 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i = 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ыстықтық (дәлдігі 2,5 0С, 0,1 мВ) мультиметрмен не (дәлдігі 0,25 0С, 0,01 мВ) Щ4316 аспабымен тікелей өлшенбей, милливольтті хромель-алюмель жұптарымен анықталса, көрсетуі (ε - ЭҚК – электр қозғаушы күші) 0С-ге келесі теңесынау кейіптемесімен (0 ÷ 320 0С аралығында) аударылады t = 24,7(0С/мВ)ε(мВ) + t1 = 24,7ε + t1 , 0С. (К1)
Назар аударыңыз! Қондырғыларды қосу, ажырату және басқа тәртіпке өткізу тек оқытушының рұқсатымен және бақылауымен жүргізіледі!
Ескерту. Калориметр тұрақтысы Ск (2.6) өзгермегендей калориметр
біреу болу керек.
2.4 Бақылау сұрақтары
1. Меншікті жылусыйымдылықты анықтаудың маңыздылығы мен әдісі.
2. Меншікті қажыр мен ішкі қайрат өзгерістерін анықтау әдісі.
3. Жедел қыздырылатын зат (ЖҚЗ) әдісі.
4. ЖҚЗ ∆tжқз ыстықтық тегеуріні тәжірибелік қалай анықталады?
5. Қос теңдеу әдісі дегеніміз не және оның маңызы неде?
6. Жылусыйымдылық сv неліктен 2.1 кесте бойынша анықталмақ?
7. Бәсеңдеу әдісінің маңыздылығы мен мүмкіндігі.
8. Есептеу ретін 2.2 кесте бойынша түсіндіру.
9. Меншікті жылусыйымдылықты анықтау дәлділігінің (2.13) кейіптемесін түсіндіру.
10. Мүлтіксіз (идеальный) және нақты (реальный) газ дегеніміз не? Олардың негізгі айырмашылығы неде?
№ 3 Зерттеу жұмысы
Судың текті күй өзгерісінің меншікті жылылығын анықтау
Жұмыстың мақсаты. Текті күй өзгеріснің меншікті жылылығының басты ұғымдарын танып, жылутәсілдік тәжірибелерді жүргізуге дағдылану.
Тапсырма: Судың текті күй өзгерісінің меншікті жылылығын анықтау мен оның әдебиеттік мәнімен салыстыру және зерттеу қондырғының жобалау негізімен танысу ([1, 2], [7], 62 ÷ 66 c.).
3.1 Зерттеу қондырғысының сүлбесі мен тәжірибенің жүргізу реті
Қайнаудағы 1 кг судың 1 кг құрғақ қаныққан буға айналуына қажетті жылылығын орыс тілінде бу пайда болуының меншікті жылылығы (удельная теплота парообразования) дейді. Берілген ыстықтықта (не оған сәйкесті қысымда) су қайнап, буланып жатса, сол жылуқозғалымдық күйде бу, керісінше, щықтанып жатады. Мұны (бірыңғай) текті күй өзгерісінің меншікті жылылығы (удельная теплота парообразования не конденсации деп жатпай) дейміз. Мұндай жылуқозғалымдық күйді қаныққан текті күй өзгерісі дейміз. Бұл күйдегі су да, бу да қаныққан деп аталады. Ал олардың қоспасын қаныққан ылғалды бу (насыщенный влажный пар) дейміз. Сол күйде сутегі (х = 0) толығымен буға айнала қалса, яғни будың құрғақтық дәрежсі х = mбу/(mбу + mбу) = 1 болса, мұндай буды құрғақ қаныққан (сухой насыщенный) бу дейді. Егер бұл будың ыстықтығын қанығу ыстықтығынан асырсақ, не оның қысымын қанығу мәнінен төмендетсек, құрғақ қаныққан бу аса қызған (перегретый) болады.
Ыстықтық (дәлдігі 2,5 0С, 0,1 мВ) мультиметрмен не (дәлдігі 0,25 0С, 0,01 мВ) Щ4316 аспабымен тікелей өлшенбей, милливольтті хромель-алюмель жұптарымен анықталса, көрсетуі (ε - ЭҚК – электр қозғаушы күші) 0С-ге келесі теңесынау кейіптемесімен (0 ÷ 320 0С аралығында) аударылады (1 - бөлме)
t = 24,7(0С/мВ)ε(мВ) + t1 = 24,7ε + t1 , 0С. (К1)
Тәжірибе
келесідей жүргізіледі. 3.1 суреттегі 1-бу қазанының
¼ бөлігіндей 
көлеміне
0,5 литрдей су құйылып, 2-электрлі қыздырғышпен
қайнатылады. Егер 8-бу шүмегінен шығатын бу
ағыншасының екпіні өте жоғары болса,
қыздырғыштың электрлік кернеуі төмендеттіріліп, буды
салқындатушы су ыдысының (багінің) краны ашылады.
Бу шығы 3 мен су 4 мензуркаларға түседі. Олардың ыстықтықтары 40÷50 мен 50÷60 0С-лерге сәйкесті болғандай зерттеу тәртібі қалыптастыры-лады. Осы тәртіпте мензуркалардағы бу шығы мен су төгіліп, орындарына қойыла, уақыт қадағыланып, 10 шақты минуттан кейін, жиналған шықтың мөлшері 50÷60 миллилитр болғанда, электр қыздырғышы ажыратылып, мензуркалардағы шық пен су (1 литрге жуық) ыстықтықтары мен маңыздары өлшеніп, мәндері 3.1 кестеде жазылады.
3.1 К е с т е – Зерттеу және өңдеу мәндері
|
τ, с |
mсу, кг |
mш, кг |
tб, 0С |
tсушүмек, 0С |
tш, 0С |
r, кДж/кг |
δr, % |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
(3.3) |
(3.5) |
3.2 Судың текті күй өзгерісінің меншікті жылылық кейіптемесі
Будың шықтану жылуы
(3.1)
Буды салқындатушы судың алған жылуы
(3.2)
Су мен бу шығының жылусыйымдылығын срсу = 4,18 Дж/(кгК) және (3.1) мен (3.2)-ні (жылулық ысырабы ескерілместей азда) тең деп алып, судың текті күй өзгерісінің меншікті r жылылығы мен маңыздық шығысын келесідей анықтаймыз (м – мензурка, б – бак)
(3.3)
(3.4)
Зерттеліп анықталған судың текті күй өзгерісінің меншікті r жылылығы әдебиеттік rэ = 2256,8 кДж/кг мәнімен келесідей салыстырылады
(3.5)
3.3 Жылуалмастырғыштың мөлшері
Жылуалмастырғыш пен су шығысының тәжірибелік қолайлы мөлшерлерін бағалайық. Ол үшін судың текті күй өзгерісінің меншікті rэ = 2256,8 кДж/кг жылылық мәніне қоса, шық шығысы Gш = 6 г/мин = 0,1 г/с пен бу шығы және су ыстықтық айрымдарын tқ – tш = 50 0С мен tқм – tшб = 30 0С деп алып, судың шығысын (3.4) бойынша бағалайық
(3.6)
Бұған сәйкесті бактың көлемін 5 литрлік, ал жылуалмастырғышты құбыр ішінде құбыр орналастырып, қосөрелері d2 =26 мм, d2 = 20 мм шеңберлі арналы жасасақ, судың сол арнадағы жылдамдығы келесі болады
(3.7)
Бұл құбырлардың қосөрелері бұдан 2 еседей аз және ұзындықтары 20 ÷ 30 см болулары мүмкін.
3.4 Бақылау сұрақтары
1 Текті күй өзгеріснің меншікті жылылығы дегеніміз не?
2 r(pқ) тәуелділігінің сызығын көрсетіңіз.
3 r(Тқ) тәуелділігінің сызығын көрсетіңіз.
4 Қаныққан ылғалды будың рТ-сызбағын көрсетіңіз.
5 Бұл зерттеу жұмысында жылулық ысырабы ескерілместей аз деп алынуы неліктен мүмкін болды?
№ 4 Зерттеу жұмысы
Судың қайнау ыстықтығының қысымға тәуелділігін анықтау
Жұмыстың мақсаты. Судың текті күй өзгеріс рТ-сызбағының басты ұғымдарын танып, жылутәсілдік тәжірибелерді жүргізуге дағдылану.
Тапсырма: Судың қайнау ыстықтығының қысымға тәуелділігін зерттеу ([1, 2], [7], 50 ÷ 54 c.).
4.1 Теориялық кіріспе
Қыздырылушы
сұйықтың барлық көлемінде көпіршіктену
құбылысын қайнау дейміз. Қайнаулы
сұйық пен жылуқозғалымдық теңесулі болатын
оның буын қаныққан бу дейміз. Қанығу
күйіндегі сұйық пен будың өзара алмасуын текті күй
өзгерісі дейміз. Тектікүй өзгерістері қанығу
күй көрсеткіштерімен сипатталады. Қанығу күй
көрсеткіштерінің байланысы Клапейрон – Клаузиус теңдеуімен
анықталады [1]
(4.1)
Мұндағы s, v, r – меншікті энтропия (кДж/(кгК)), меншікті көлем (м3/кг) және текті күй өзгерісінің меншікті жылылығы, кДж/кг;
1 мен 2 – сұйық пен бу текті күйлердің таңбалары.
4.1
суретте су мен су буының рТ-тектікүй сызбағы
көрсетілген. Мұндағы 0А – қанығу сызығы
(линия насыщения), судың І – сұйық пен ІІ – бу текті күй
бөліктері, А – аумалы нүкте (критическая точка К).
Қанығу күй көрсеткіштерінің аумалы мәндерінде сұйықтың бет тарту күштері нөл болатындықтан сұйық пен газ қасиеттерінің айырмашылығы (v1ay = v2ay) болмайды (сұйық пен газ А нүктені айнала, бір біріне біртелеп өтеді).
4.2 Тәжірибелік қондырғының сүлбесі
мен жұмыстың орындау реті
Тәжірибелік қондырғы 4.2 суретте көрсетілген. Оның құрамында: 1 – су ыдысы, 2 – электр қыздырғышы, 3 – екі жолды кран, 4 – сиретулікті өлшер (вакуумметр), 5 – хромель-алюмель ыстық жұптары, 6 – милливольтметр, 7 – салқындатқыш.
Алдымен кран 4 атмосферамен қосылады. Су ыдысының ¼-не дейін құйылып, электрлі қайнатылып, буымен ауасы сыртқа 1÷2 минут шығарылады. Енді милливольтметрді қосып, кранмен атмосфераны ажыратып, вакуумметрді қосамыз. Іле электр қыздырғышын ажыратып, желі 7 суын ең кіші шығысына қойып, ыстықжұптар ε мен вакуумметрдің рв көрсетулерін 4.1 кестеге жазамыз.
Су мен бірге буы суый келе, будың рв сиретулігі молайып, жүйенің қанығу ыстықтығы мен рқ = рб - рв қысымы азаяды (рб – барометрлік қысым).
Зерттелуші жүйенің ыстықтары 10÷20 0С-ге азая келе, қанығу көрсеткіштерін осы секілді 4.1 кестеге жазып алып, ҚА (СИ) жүйеде өңдейміз.
4.1 К е с т е - Мәліметті бақылау және өңдеу. рбөлме = Па, tбөлме = 0C.
|
Шама |
Өлшем бірлігі |
Тәжірибе нөмірі |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||
|
Су ыстықтығы |
мВ |
°С |
|
|
|
|
|
|
Бу ыстықтығы |
мВ |
°С |
|
|
|
|
|
|
Бу-су сиретулігі, рв |
кгс/см2 |
Па |
|
|
|
|
|
|
Бу-су толық қысымы |
р=В-рвак |
Па |
|
|
|
|
|
Тәжірибелік қорытындылар 4.1 суреттегідей сызбақты келтіріліп, Тқ(рқ) тәжірибелік тәуелділігі белгілі [3] мәндерімен салыстырылады.
Тәжірибенің аспаптық қателігін келесі формуламен бағалауға болады
(4.2)
Мұндағы Кр –вакуумметрдің дәлдік классы;
Ар – вакуумметрдің ең үлкен өлшеу шегі;
Dε – ыстықжұппен өлшенген ыстықтықтың ең үлкен толық қателігі.
Ыстықтық (дәлдігі 2,5 0С, 0,1 мВ) мультиметрмен не (дәлдігі 0,25 0С, 0,01 мВ) Щ4316 аспабымен тікелей өлшенбей, милливольтті хромель-алюмель жұптарымен анықталса, көрсетуі (ε - ЭҚК – электр қозғаушы күші) 0С-ге келесі теңесынау кейіптемесімен (0 ÷ 320 0С аралығында) аударылады t = 24,7(0С/мВ)ε(мВ) + t1 = 24,7ε + t1 , 0С. (К1)
Назар аударыңыз! Қондырғыларды қосу, ажырату және басқа тәртіпке өткізу тек оқытушының рұқсатымен және бақылауымен жүргізіледі!
4.3 Есептіктің мазмұны
Есептіктің мазмұнында сипаттаманың конспегі, тәжірибелік Тқ(рқ)-нің кестелі мәліметтері мен белгілі [3] мәндерімен салыстырылған рТ-тектікүй сызбағы және жұмыс бойынша қысқаша қорытынды келтіріледі.
№ 5 Зерттеу жұмысы
Тарылғы саптамасының ауа ағысын зерттеу
Жұмыстың мақсаты. Ағынды жылуқозғалымның басты ұғымдарымен тарылғы саптамасының ауа ағысын зерттеу арқылы танысып, жылутәсілдік тәжірибелерді жүргізуге дағдылану ([1, 2], [7], 76 ÷ 81 c.).
Тапсырмалар: 1) Тарыла келген саптаманың (тарылғының) шығысы мен кірісіндегі қысымдардың β = р2/р1 қатынасына тәуелді ауа ағысының маңыздық G шығынын және бұл қатынастың аумалы βау мәнін тәжірибелік анықтау;
2) Ауаның маңыздық G(β) шығынының тәжірибелік және теориялық (5.2 суретті қараңыз) мәндерін салыстырып, қорытынды жасау.
5.1 Тарылғы ағынының теңдеулері
Жылуқозғалымның бірінші бастамасының қажыр арқылы жазылған
(5.1)
ағындық теңдеуін тарылғының (конфузор) қысқалығынан gdz = 0 және dln жұмысы жоқ деп алып, келесідей жазуға болады (5.1 суретті қараңыз)
(5.2)
Іс жүзінде ағынның
жылдамдығы жеткілікті жоғары болатындықтан, ол саптамамен
айтарлықтай жылуалмаспайды. Сондықтан бұл ағысты
жылуалма-сусыз құбылыс (dq = 0) деп (5.2)-ні келесідей жазып
(5.3)
(5.4)
аумаққысынан aғыншаның жылдамдығын анықтаймыз
(5.5)
Мұнда w12 ≈ 0 деп алуға болады, өйткені w12 << ∆h.
Жылуалмасулы (dq ≠ 0) қайтымды ағыстарға (5.2)-ні келесідей жазып
(5.6)
мүлтіксіз газдың тарылғының шығысындағы жылдамдығы жылуалмасусыз құбылыстың pvk=p1v1k күй теңдеуі арқылы (5.6)-мен келесідей есептеледі
(5.7)
Мұны ескере, тарылғы aғыншасының маңыздық шығысын табамыз
(5.8)
Мұндағы β = p2/p1
– ағыншаның салыстырмалы қысымы 1-ден 0-ге (р2 = р1-ден
р2 = 0-ге) дейін төмендегенде G = 0-ден G = Gеңү-ге
көтеріліп, қайтадан G = 0-ге төмендейді (5.2 суретті
қараңыз).
Аумалы күйде G ≠ 0. Сондықтан G = Gеңү = ρ2f2wa мәніне сәйкес (5.8)-дегі
(5.9)
Ағыншаның салыстырмалы βа қысымының (5.9)-бен есептелген аумалы мәндері 5.1 кестеде келтірілген.
5.1 К е с т е - Ағыншаның салыстырмалы қысымының аумалы мәндері
|
Газ затшаларының атом саны |
1 |
2 |
≥3 |
Қаныққан құрғақ су буы |
|
Жылуалмасусыздық k дәреже |
1,67 |
1,40 |
1,30 |
1,135 |
|
βа (5.9) |
0,49 |
0,528 |
0,546 |
0,577 |
Аумалы күй көрсеткіштерін (5.7)-де ескеріп, тарылғы шығысындағы ең үлкен маңыздық шығысты aғынша жылдамдығын келесідей табамыз
(5.10)
Бұл тарылғы ағыншаның ең үлкен маңыздық шығысын беретін дыбыстық жылдамдыққа тең ең үлкен жылдамдығы болды. Сондықтан р2 тек ра-ға дейін ғана төмендейді, өйткені сыртқы қысым рс < pа-дан төмен болса да, ∆р = pa – pc–ның әсер толқыны w2 = a ағын жылдамдығына қарсы таралмайды. Сонымен, тарылғы ағыншаның жылдамдығы оның дыбыстық жылдамдығынан аспайды (w2 ≤ a) және β ≤ βа (рс ≤ р2 = ра)-да маңыз шығысы ең үлкен мәнінен төмен болмайды (5.2 суретті қараңыз).
5.2 Тәжірибелік қондырғының сүлбесі мен жұмыстың орындау реті
Жұмыс келесі ретпен орындалады
Сығымдағыштың жетегіне электр беріп, оның ажырасуын тосу.
1) Газсанауыштың nб көрсетуін жазып алу, шегергіште 3-те 1,2 бар қысым қою, ысырма 4-ті аша, секундомерді қосу.
2) 1 минуттен кейін газсанауыштың nс көрсетуін және τ уақытын жазып, ысырма 4-ті жабу. Мәліметтерді 5.2 кестеде келтіру.
3) Осы секілді тәжірибені тыныштандырғыштағы 1,6 ; 2,0 ; 2,5 ; 3,0 бар
қысымдарда жүргізу (5.3 суретті қараңыз).
Назар аударыңыз!
Қондырғыларды қосу, ажырату және басқа
тәртіпке өткізу тек оқытушының рұқсатымен
және бақылауымен жүргізіледі!
Тарылғының шығысындағы ауданы f = 2,355 мм2.
5.3 Тәжірибенің нәтижесін өңдеу және қателігін бағалау
Ауаның көлемдік және маңыздық шығындарын келесідей анықтаймыз
(5.11)
(5.12)
Мұндағы v, ρ, R = 287,0 Дж/(кгК) – ауаның меншікті көлемі, м3/кг; тығыздығы, кг/м3 және газ тұрақтысы.
5.2 К е с т е – Тәжірибелік мәліметтер. р2 = бар, t2 = 0С.
|
Рет №
|
р1, бар |
с |
Газсанауыш |
|
V, м3/с |
G, кг/с |
|
|
nб, м3 |
nс, м3 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5.3 Бақылау сұрақтары
1 Неліктен тарылғының шығысындағы ауаның жылдамдығы жергілікті дыбыс жылдамдығынан аспайды?
2 Тарылғының шығысындағы ауа жылдамдығының (5.5) пен (5.7) кейіптемелерінің айырмашылығы неде?
3 Неліктен (5.8) кейіптеме β = 0 ÷ βа аралығында «істемейді»?
4 Жылдамдық пен маңыздық шығыстың (5.7)÷(5.8)-дерін шығарыңыз.
5 Мах саны дейтініміз не?
№ 6 Зерттеу жұмысы
Піспекті сығымдағыштың пайдалы жұмыс еселеуіштерін анықтау
Жұмыстың мақсаты. Газдың сығылу құбылыстары мен теориясын игеріп, зерттелген сығымдағыштың пайдалы жұмыс еселеуіштерін (ПЖЕ) тәжірибелік анықтау және жылутәсілдік тәжірибелерді жүргізуге дағдылану ([1, 2, 10], [7], 40 ÷ 44 c.)
Тапсырма: жылуалмасусыз құбылысты сығымдағыштың ηсkіс (6.8) бен ηсkж (6.17) және ηсkм (6.20) ПЖЕ-н тәжірибелік анықтап өзара салыстыру.
6.1 Зерттеуге қажетті теориялық мәліметтер
Сығымдағыштар газдардың қысымын көтеріп тұтынушыларға жеткізуге арналған. Олардың газды соруға арналғандары - сиретулік сорғылар (вакуум-насосы). Мұндағы газдың қысымы атмосфераға дейін не одан сәл жоғары болады. Газдар, жұмыс дене ретінде, желдеткіш (вентилятор) пен үрлегіш (газодувка) және сығымдағыштармен (компрессоры) қысымдары көтеріліп, тұтынушыларға беріледі.
Сығымдағыштар
әрекетті көлемдік пен қалақшалы және
ағыншалы, ал құрылымды піспекті, айналғы мен белді не
ортадан тепкішті болады. Олар газ берісі (подача, V, м3/мин)
және қысымы не қысымының көтерілу дәрежесі
ε = р2/р1-мен және айналу жиілігі n мен
қуаты арқылы сипатталады. Мысалы, желдеткіш (V=50÷10000, ε=1÷1,04, n=300÷10000) пен
үрлегіш (V=0÷5000, ε=1,1÷4, n=300÷15000) және
сығымдағыштарға (V=0÷15000, ε=2÷1000, n=100÷ 45000). Үрлегіштердегі газдар
әдиі суытылмайды, ал сығымдағыштардағы газдар әдеі
суытылады.
Газдың сығылу жұмысы жалпы түрде келесі кейіптемемен анықталады
(6.1)
Мұндағы р – газдың қысымы (Па), p1 - сору мен p2 – сығу қысымдары;
V = mv – айналымдағы газдың көлемі (м3), m – маңызы (кг), v – меншікті көлемі (м3/кг).
Сығылу құбылысы (нақты іске асырылуы мүмкін) тұрақты ыстықтықты (изотермді (Т = тұрақты), көп жолды құбылыс (политропты (n) көрсеткіші n = 1) және жылуалмасусыз (k, адиабата) көрсеткіші (n = k = ср/сv = 1,41) құбылыстарының арасындағы (1 < n < k) көп жолды (нақты, н, n,) құбылыс болады.
Маңызы m = 1 кг мүлтіксіз (идеальный) газдың тұрақты ыстықтықты құбылысындағы кеңею (к) мен сығылу (с) және пайдалы (п, тәсілдік (m)) теориялық (t) жұмыстары
(6.2)
Маңызы m = 1 кг мүлтіксіз газдың жылуалмасусыз бен көп жолды құбылыстарындағы сығылу (с) жұмыстары
(6.3)
(6.4)
Бұлардағы R = 287 - ауаның газ тұрақтысы, Дж/(кгК);
Т1 – ауаның сығымдағыш алдындағы (бастапқы) толық ыстықтығы, К.
Газдың тұрақты ыстықтықты құбылысындағы сығылу (6.2) жұмысы ең (жылуалмасусыз (6.3) жұмысынан да) аз болады, өйткені (6.2)-дегі ε = р2/р1 – газ қысымының көтерілу дәрежесі (газдың сығылу құбылысында алған мүмкіндігі – потенциалы), (6.3) пен (6.4)-терге қарағаннан, қажыры (ср(Т2–Т1)=0) өзгермей (азаймай, сақтала) өтеді.
Сондықтан және жұмыс дененің Т2 ыстықтығын төмендету үшін нақты (істегі) сығылу жұмысын көп сатылы қылып, көп жолды 1а-в2n құбылысын ыстықтығы тұрақты 1в2т құбылысына жақындатады (6.1 суретті қараңыз).
Дегенмен, сығымдағышқа, жетегі мен шегергіші және автоматика жүйесіне, зиянды көлемі мен әртүрлі түзгілеріндегі үйкелістік пен басқадай кедергілерге кететін қайраты секілді қозғалтқыш шығындары өндірулігін төмендетеуінен жетектің
(6.5)
жұмысы газдың сығылу жұмысынан үлкен болады.
Мұндағы W- электр қозғалтқыштың тұтынған қуаты, Вт;
I мен U – электр ағын күші (тоғы, А) мен электр кернеуі, В;
τ - сығымдағыштың жұмыс істеу уақыты, с.
Сығымдағыштың тиімділігін газдың сығылу құбылысы Lc қайратының жетегінің Lж қайратына Lсn/Lж қатынасы деп әдетті қайраттық пайдалы жұмыс еселеуішінің келесі түрінде анықтауға болмайды
(6.6)
өйткені қайраттық ПЖЕ-лердің алымындағы пайдалы жұмыс мөлшері (бөліміндегі оған шығарылған қайратымен) салыстырмалы мүмкіндігінше мол болуға, ал сығымдағыштардағы газдың сығылу жұмысы, керісінше, салыстырмалы аз болуға тиіс.
Кеңею (+) мен сығылу (-) жұмыстардың қарама қарсылығынан әдебиет жүзінде сығымдағыштардың тиімділігін (жетілдірілуін) көрсететін ішкі салыстырмалы (іс) ПЖЕ-і келесідей анықталады:
а) қарқынды (сумен) суытылатын (көлемдік) сығымдағыштардың ПЖЕ-ін тұрақты ыстықтықты ltcT cығылу жұмысының көп жолды ltcn жұмысына келтірілген келесі қатынасымен
(6.7)
б) саябыр суытылатын (не суытылмайтын, ортадан тепкіш, белдік) сығымдағыштардың ПЖЕ-ін тұрақты энтропиялық lcs = ltck cығылу жұмысының көп жолды ltcn жұмысына келтірілген келесі қатынасымен
(6.8)
Мұндағы G – газдың маңыздық шығысы, кг/с;
Ntck мен Ntcn - жылуалмасусыз бен көп жолды құбылыстарындағы газдың сығылу теориялық қуаттары;
n - көп жолды газ сығылу құбылысының (политропаның) көрсеткіші (оның күй теңдеуінен) келесідей анықталады
(6.9)
Сығымдағыштың механикалық ысырапсыз (теориялық) қуаттары
(6.10)
(6.11)
Сығымдағыш жетегінің (приводының) есепті қуаттары (жеқ)
(6.12)
(6.13)
Мұндағы сығымдағыш жетегінің тұрақты ыстықтықты ηжсТ және ηжсk - жылуалмасусыз құбылыстарындағы ПЖЕ-лері механикалық (ысырапты) ηмсТ мен ηмсk ПЖЕ-лерімен келесідей байланысты
(6.14)
(6.15)
Сығымдағыш жетегінің тұрақты ыстықтықты ηжсТ және ηжсk - жылуалмасусыз құбылыстарындағы ПЖЕ-лерін тәжірибелік (6.5) пен (6.12) және (6.13) арқылы келесідей анықтауға болады
(6.16)
(6.17)
Зерттелетін сығымдағыштың V2 = 24∙10-3 м3 көлеміндегі ауаның (3.6) мен (6.16) және (6.17)-лердегі маңызы келесіге тең
(6.18)
Сығымдағыштың механикалық ηмсТ мен ηмсk ПЖЕ-лерін (6.14) ÷ (6.17)-лер мен (6.7) ÷ (6.8) арқылы келесідей табамыз
(6.19)
(6.20)
6.2 Сығымдағыштың газ берісін есептеу әдісі (тапсырылмайды)
Зиянды көлемі [9] мен сору көлемінің еселеуіші [2] сырықтың (цилиндр) жұмыс көлеміммен салыстырылып анықталады (6.1 суретті қараңыз)
(6.21)
(6.22)
Көп жолды күй бернесі және (6.21) бойынша (к – кеңею)
(6.23)
Сору көлемі 6.1 сурет бойынша
(6.24)
(6.25)
(6.26)
Бірақ, нақты сору көлемі бұдан аздау болады, өйткені сорылатын газ ыстық клапан мен сырыққа түйісе қыздырылып, көлемі өсуінен λт=0,90÷0,95 еселеуішіндей және клапан мен піспектің сырықпен саңлаусыздығынан газдың λг=0,95÷0,98 еселеуішіндей кемуі болады.
Сондықтан сығымдағышпен сорылатын нақты көлем келесідей болады
(6.27)
Сонымен бір сырықты және бір бағытты әрекетті сығымдағыштың берісі піспектің (поршень) әр минуттағы қос жүрістерінің z санына көбейтіліп, анықталады
(6.28)
Мұнан сырықтың (піспек ауданының S жүрісіне көбейтілген) Vж = πD2S/4 – жұмыс көлемі сығымдағыш берісінің басты негізгі ықпалы (факторы) екенін көреміз.
Зиянды көлемді салыстырмалы ұлғайтып, (6.28)-дегі а(ε1/n-1)=1 қылсақ, Vб=0 болып, яғни 6.1 суреттегі сығу мен кеңею (1-3, 3-1 үзілікті) сызықтары сай келіп (совпадает), сығымдағыштың соруы мен берісі болмайды. Қысым өскенде берістің азаюы да (6.28)-ден және 6.1 суреттен де (өйткені р2 өсе 3-2-нің арасы азаяды) көрінеді.
6.3 Екі сатылы бір ағынды шыққылы піспекті сығымдағыштың
құрылысы мен pv-сызбағы
Көп сатылы сығымдағыш
негізінде екі түрлі болады: а) бірнеше сатылы (қосөрелі)
шаққылы піспекті бір сырықта; б) сатылы қысымды
әр сырықта. Мысалы, зерттелетін сығымдағыштың 6.2
суреттегі екі сатылы бір ағынды (прямоточного типа) шаққылы
піспекті қысымдық сатылары шаққылы піспектің екі
жағында орналасқан. Оның жұмыс әдісі қатар
істейтін екі сатысына сызбақты 6.3 суретте [9] көрсетілген. Онда
піспектің оңға қарай жылжуымен ауа сырттан сорылады
десек, бірінші (І) сатыдағы сору сызығы 4’1 атмосфералық р1
қысымынан сәл төмен өтеді. Мұнымен
қатар (бірге) екінші (ІІ) сатыда газ 3’2” cызығымен
сығылып, 2”3” сызығында итеріліп шығарылады.
Піспек солға жылжи бастағанда, бірінші сатыда газ 1-2’ бойымен сығылады, ал екінші сатыда газ 3”4” бойымен кеңейіп, 4” нүктеде аралық р2’ қысымына р2-ден төмендейді. Бұл кезде екінші сатының сору клапаны ашылып, піспек солға жылжи беріп, газ тұйық салқындатқыштан сорылады. Сонымен, қысым төмендей, піспек 2’ нүктеге жеткенде, бірінші сатының итеру (напорный) клапаны ашылып, газ одан салқындатқышты өтіп, екінші сатыда 2’3’ бойымен сорылады.
Піспектің оңға қарай жылжуымен, газ бірінші сатыда 3’4’ бойымен көп жолды (политропно) кеңейеді де, сатылардағы, айтылғандай айналымдар басталады.
Қаралған екі сатыда қысымның сорылу мен сығылу құбылыстары піспектің қарама-қарсы жылжуларында өтетіндіктен жұмыс жүктемесі біркелкі болады [9].
Мұнда біз инженерлі өнерлі шешімнің тек қарапайым түрін ғана көрдік.
6.4 Тәжірибелік қондырғының сүлбесі мен жұмыстың орындау реті
Тәжірибелік қуаты 1,5 кВт қондырғы 220 В айнымалы электр ағынды жетегімен екі сатылы піспекті сығымдағыштан көлемі 24 л жинау ыдысынан (ресивер) және оның шығысында берілген қысымды орнататын шегергіштен тұрады. Жинау ыдысындағы ауаның қысымын өлшеу үшін қысымөлшермен, сонымен қатар, сығылған ауа ыстықтығын өлшеу үшін хромель-алюмель (ХА) ыстықжұппен қамтылған. Айналым саны n = 2900 айналым/минут болған кезде, сығымдағыштың да бір минуттағы айналым саны (сору, сығу, жинау ыдысындағы қысымдау) сол санға тең болады (6.4 суретті қараңыз).
Назар аударыңыз! Қондырғыларды қосу, ажырату және басқа тәртіпке өткізу тек оқытушының рұқсатымен және бақылауымен жүргізіледі!
6.5 Жұмыстың орындауы мен тәжірибе нәтижесін өңдеу реті
1) Қысымды жылдам азайту қақпақшасының көмегімен жинау ыдысында (ресивер, тыныштандырғышта) атмосфералық р1 қысымын орнату.
2) Тыныштандырғыштағы бастапқы t1 ыстықтықты өлшеу.
3) Шегергіштің (редуктордың) шығыс реттегішін жабу және электр қозғалтқышты қосу. Мұнымен бірге секундомерді қосу.
4) Тыныштандырғыштағы
қысым р2 = 8 бар болған кезде, сығымдағыш
өздігінен ажыратылады. Сығымдағыштың жұмыс істеу
τ, с уақытын, ыстықжұптың ε2, мВ
(t2, 0С) мен электр ағын I, А және кернеу U,
В мәндерін 6.1 кестеге жазып алу керек.
Әрбір 10÷15 минут аралығымен тәжірибе 3 рет жүргізіліп, есепке орташа қорытынды мәндері алынады.
5) Ыстықтық (дәлдігі 2,5 0С, 0,1 мВ) мультиметрмен не (дәлдігі 0,25 0С, 0,01 мВ) Щ4316 аспабымен тікелей өлшенбей, милливольтті хромель-алюмель жұптарымен анықталса, көрсетуі (ε - ЭҚК – электр қозғаушы күші) 0С-ге келесі теңесынау кейіптемесімен (0 ÷ 320 0С аралығында) аударылады (1 - бөлме)
t = 24,7(0С/мВ)ε(мВ) + t1 = 24,7ε + t1 , 0С. (6.29)
Тәжірибе нәтижесі тапсырма және 3.1 кесте бойынша өңделеді.
Тұрақты ыстықтықты құбылысты сығымдағыштың ηсТіс (6.7) бен ηсТж (6.16) және ηсТм (6.19) ПЖЕ-н тәжірибелік анықтап өзара салыстыру.
6.1 К е с т е - Мәліметті бақылау және өңдеу. р1 = Па, t1 = 0C, V2= 24 л
|
№
|
W, Вт |
р2, бар |
τ, с |
t2, 0С |
n (6.9) |
m (6.18) |
ηсkic (6.8) |
lсkt (6.3) |
ηсkж (6.17) |
ηсТж (6.16) |
ηсkм (6.20) |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мысалы, (6.5) жетек жұмысын анықтаудың салыстырмалы қателігі
(6.30)
6.6 Бақылау сұрақтары
1. Екі сатылы көп жолды сығылу құбылысы pv-сызбағында қалай өтеді?
2. Екі сатылы көп жолды сығылу құбылысы Ts-сызбағында қалай өтеді?
3. Мәліметтерді өңдеуге қатысты кейіптемелерді түсіндіре біліңіз.
4. Зерттелетін қондырғының қағидалы сүлбесі (схемасы) қандай?
5. Cығымдағыш ПЖЕ-лерінің ұғымы қандай?
6. Мүлтіксіз газдардың көп жолдық күй теңдеуі қалай жазылады?
7. Осы жұмыстың жасалу реті қандай?
8. Теңесынау (6.29) кейіптемесін түсіндіру.
9. Мәліметтердің өңдеу ретін 6.1 кесте бойынша түсіндіру.
№ 7 Зерттеу жұмысы
Бу сығулы тоңазытқыштың айналымын зерттеу
Жұмыстың мақсаты. Істегі тоңазытқыштың құрылымы және жұмысымен танысу, жылуқозғалымдық айналымын игеру, оның тоңазыту еселеуіші мен салқын өнімін анықтау, зерттеу жұмысына дағдылану.
Тапсырма: Бу сығулы тоңазытқыштың тоңазыту ε еселеуіші мен салқын q2 өнімін анықтау, ε-ді Карноның қайтымды кері айналымының тоңазыту εк еселеуішімен салыстыру ([1, 2], [7], 82 ÷ 89 c.).
7.1 Тоңазытқыштың айналымын зерттеу сипаттамасы
Денелердің ыстықтығын
қоршаған ортаның ыстықтығынан төмендетіп
ұстайтын қондырғыларды тоңазытқыштар дейді
(7.1 суретті қараңыз). Олар бу сығулы, бу ілестіргішті,
ауалы, бойына сіңірулі (аб-сорбция) түрлі бо-лады.
Тоңазытқыштың жылуқозғалымдық айналымы сағат ті-лінің жүрісіне кері бағытты болады.
Жылуқозғалымның екінші заңы
бойын-ша кері айналымға сырттан l жұмысы берілу арқылы
сал-қын көзінен (құ-тыдан) q2 жылылығы
алынып, қоршаған ортаға q1 = l + q2 жылылығы
беріледі. Сонда тоңазытқыш-тың тоңазыту ε есе-леуіші
(холодильный коэффициент) мен жылулық сорғының жылыту
χ еселеуіші келесілер болады
(7.1)
(7.2)
Зерттеулі қондырғы ретінде тұрмыстық тоңазытқыш алынған. Оның жылулық сүлбесі мен жылуқозғалымдық айналымы 7.2 суретте көрсетілген.
Тоңазытқыштың жұмыс денесі жеңіл қайнайтын фреон-12-нің буы 1-2 жылуалмасусыз құбылысында әдетті құрғақ қанығу күйіне дейін сығымдағыш 5-те сығылып, жылуалмастырғыш 6-да q1 жылылығы қоршаған ортаға (ал жылулық сорғыда тұтынушыға) беріліп, қысымы мен ыстықтығы тұрақы 2-3 құбылысында фреон-12 шықтанады.
Фреон-12 қайнаған күйінде дроссель 7-де кедергіленп, h3 = h4 = тұрақты қажырлы 3-4 құбылысында қанығу ыстықтығы мен қысымы төмендеп, ыстық-тығы құтыдағы ауаның ыстықтығынан кем болып, ауаның q2 жылылығын алып, 4-1 тұрақты ыстықтық пен қысым құбылысында фреон буланады. Бұл 8 жылуалмастырғыш сондықтан буландырғыш деп те аталады.
Сығымдағыштың алдында және одан кейін фреонның қысымы 10 мен 11 манометрлермен қадағалануы мүмкін. Фреонның қажырын айналымның түйінді нүктелеріндегі ыстықтары арқылы (Д қосымша кестесі бойынша) алып, тоңазыту (7.1) мен жылулық сорғының жылыту (7.2) еселеуіштерін келесідей анықтауға болады
(7.3)
(7.4)
Шекаралық сызықтардағы мұндағы құрғақтық дәрежелері x2 = 1-дегі h2 = h2” мен x2 = 0-дегі h3 = h3’ және h4 = h3 қажырлардың мәндері фреон-12-нің [8]-дің (347÷349 б.) 25-ші кестесінен тікелей анықталады. Ал, фреон-12-нің қаныққан ылғалды бу көлемінің 1-ші түйінді нүктесіндегі h1 қажырдың мәні Т1 ыстықтығы мен жергілікті құрғақтық дәрежесі x1-ге тәуелді. Бұл екі белгісіз h1 мен x1-ді келесі екі теңдеулерден табамыз (7.2б суретті қараңыз)
(7.5)
(7.6)
(7.7)
(7.8)
Сонымен, тоңазыту (7.3) мен жылулық сорғының жылыту (7.4) еселеу-іштер құраушылары түгел белгілі болады. Бұлар арқылы тоңазытқышта өндірілген салқынның меншікті мәні де келесідей анықталады
(7.9)
Тоңазытқыш айналымы ыстықтықтарының аралығындағы Карноның қайтымды кері айналымының тоңазыту еселеуіші (7.1) келесідей анықталады (7.2 суретті қараңыз)
(7.10)
Мұндағы T1 = t1 + 273 – толық ыстықтық, К.
Зерттеу мәліметтері мен олардың өңдеу кестелерін және істелген жұмыстың есептігін студенттер өздігінен жасайды.
№ 8 Зерттеу жұмысы
Бу сығулы жылулық сорғының айналымын зерттеу
Жұмыстың мақсаты. Істегі тоңазытқыштың құрылымы арқылы жылулық сорғының жұмысымен танысу, жылуқозғалымдық айналымын игеру, жылыту еселеуіші мен жылу өнімін анықтау, зерттеуге дағдылану.
Тапсырма: Бу сығулы жылулық сорғының жылыту χ еселеуіші мен q1 меншікті жылу өнімін анықтау, χ-ны Карноның қайтымды кері айналымының жылыту χк еселеуішімен салыстыру ([1, 2], [7], 82 ÷ 89 c.).
8.1 Жылулық сорғының айналымын зерттеу сипаттамасы
Тоңазытқышты баспананы жылытуға 1852 жылы (28 жастағы) Вильям Томсон (Кельвин) ұсынған екен. Көлемді жылытуға пайдаланатын тоңазытқышты жылулық сорғы дейміз. Тоңазытқыштың жылуқозғалымдық айналымы сағат ті-лінің жүрісіне кері бағытты болады.
Жылуқозғалымның екінші заңы
бойын-ша кері айналымға сырттан l жұмысы берілу арқылы
сал-қын көзінен (құ-тыдан) q2 жылылығы
алынып, қоршаған ортаға q1 = l + q2 жылылығы
беріледі. Сонда тоңазытқыш-тың тоңазыту ε есе-леуіші
мен жылулық сорғының жылыту χ еселеуіші (отопительный
коэффициент) келесілер болады
(8.1)
(8.2)
Зерттеулі қондырғы ретінде тұрмыстық тоңазытқыш алынған. Оның жылулық сүлбесі мен жылуқозғалымдық айналымы 8.1 суретте көрсетілген.
Тоңазытқыштың жұмыс денесі жеңіл қайнайтын фреон-12-нің буы 1-2 жылуалмасусыз құбылысында әдетті құрғақ қанығу күйіне дейін сығымдағыш 5-те сығылып, жылуалмастырғыш 6-да q1 жылылығы жылулық сорғыда тұтынушыға (ал тоңазытқышта қоршаған ортаға) беріліп, қысымы мен ыстықтығы тұрақы 2-3 құбылысында фреон-12 шықтанады.
Фреон-12 қайнаған күйінде дроссель 7-де кедергіленп, h3 = h4 = тұрақты қажырлы 3-4 құбылысында қанығу ыстықтығы мен қысымы төмендеп, ыстық-тығы құтыдағы ауаның ыстықтығынан кем болып, ауаның q2 жылылығын алып, 4-1 тұрақты ыстықтық пен қысым құбылысында фреон буланады. Бұл 8 жылуалмастырғыш сондықтан буландырғыш деп те аталады.
Сығымдағыштың алдында және одан кейін фреонның қысымы 10 мен 11 манометрлермен қадағалануы мүмкін. Фреонның қажырын айналымның түйінді нүктелеріндегі ыстықтары арқылы (Д қосымша кестесі бойынша) алып, жылулық сорғының жылыту (8.2) еселеуішін келесідей анықтаймыз
(8.3)
(8.4)
Шекаралық сызықтардағы мұндағы құрғақтық дәрежелері x2 = 1-дегі h2 = h2” мен x2 = 0-дегі h3 = h3’ және h4 = h3 қажырлардың мәндері фреон-12-нің [8]-дің (347÷349 б.) 25-ші кестесінен тікелей анықталады. Ал, фреон-12-нің қаныққан ылғалды бу көлемінің 1-ші түйінді нүктесіндегі h1 қажырдың мәні Т1 ыстықтығы мен жергілікті құрғақтық дәрежесі x1-ге тәуелді. Бұл екі белгісіз h1 мен x1-ді келесі екі теңдеулерден табамыз (8.1б суретті қараңыз)
(8.5)
(8.6)
(8.7)
(8.8)
Жылулық сорғының меншікті өнімі мен жылулық сорғы айналымы ыстықтықтарының аралығындағы Карноның қайтымды кері айналымының жылыту еселеуіші (8.2) келесідей анықталады (8.1 суретті қараңыз)
(8.9)
(8.10)
Мұндағы T2 = t2 + 273 – толық ыстықтық, К.
Зерттеу мәліметтері мен олардың өңдеу кестелерін және істелген жұмыстың есептігін студенттер өздігінен жасайды.
А Қосымшасы
- Құрғақ ауаның физикалық қасиеттері
(В =760 мм сынап бағанасы = 1,01 105 Па, [6]-ның 9 кестесі)
|
t, °С |
ρ, кг/м3 |
ср, кДж/(кг∙К) |
λ∙102, Вт/(м∙К) |
|
μ∙ 106, Па∙с |
ν∙106, м2/с |
Рr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-50 |
1,584 |
1,013 |
2,04 |
12,7 |
14,6 |
9,23 |
0,728 |
|
-40 |
1,515 |
1,013 |
2,12 |
13,8 |
15,2 |
10,04 |
0,728 |
|
-30 |
1,453 |
1,013 |
2,20 |
14,9 |
15,7 |
10,80 |
0,723] |
|
-20 |
1,395 |
1,009 |
2,28 |
16,2 |
16,2 |
12,79 |
0,716 |
|
- 10 |
1,342 |
1,009 |
2,33 |
17,4 |
16,7 |
12,43 |
0,712 |
|
0 |
1,293 |
1,005 |
2,44 |
18,8 |
17,2 |
13,28 |
0,707 |
|
10 |
1,247 |
1,005 |
2,51 |
20,0 |
17,6 |
14,16 |
0,705 |
|
20 |
1,205 |
1,005 |
2,59 |
21,4 |
18,1 |
15,06 |
0,703 |
-106, м2/с|
0 |
|
~— 4hi |
|||||||
|
30 |
1,165 |
1,005 |
2,67 |
22,9 |
18,6 |
16,00 |
0,701 |
|
40 |
1,128 |
1,005 |
2,76 |
24,3 |
19,1 |
16,98 |
0,699 |
|
50 |
1,093 |
1,005 |
2,83 |
25,7 |
19,6 |
17,95 |
0,698 |
|
60 |
1,060 |
1,006 |
2,93 |
26,2 |
20,1 |
18,97 |
0.696 |
|
70 |
1,029 02Я |
1,007 |
2,96 |
28,6 |
20,6 |
20,02 |
0,694 |
|
80 |
1,000 |
1,009 |
3,05 |
30,2 |
21 ,1 |
21,09 ,УУ |
0, 692 |
|
90 |
0,972 |
1,009 |
3,13 |
31,9 |
21,5 |
22,10 |
0,690 |
|
100 |
0, 946 |
1,009 |
3,21 |
33,6 |
21,9 |
23,13 |
0,688 |
|
120 |
0,898 |
1,009 |
3,34 |
36,8 |
22,8 |
25,45 |
0,686 |
|
140 |
0,854 |
1,013 |
3,49 |
40,3 |
23,7 |
27.80 |
0,684 |
|
160 |
0,815 |
1,017 |
3,64 . |
43,9 443,9 43,9 |
24,5 |
30,0'J |
0,682 |
|
180 |
0 779 |
1,022 |
3,78 |
47,5 |
25,3 |
32,49 |
0,681 |
|
200 |
0,746 |
1,026 |
3,93 |
51,4 |
26,0 |
34,85 |
0,680 |
|
250 |
0,674 |
1,038 |
4,27 |
61,0 |
27,4 |
40,61 |
0,677 |
|
300 |
0,615 |
1,047' |
4,60 |
71,6 |
29,7 |
48,33 |
0,674 |
|
350 |
0,566 |
1,059 |
4,91 |
81,9 |
31,4 |
55,46 |
0,676 |
|
400 |
0,524 |
1,068 |
5,21 |
93,1 |
33,0 |
63,03 |
0,678 |
|
500 |
0,456 |
1,093 |
5,74 |
115,3 |
36,2 |
79,38 |
0,687 |
|
600 |
0,404 |
1,114 |
6,22 |
138,3 |
39,1 |
96,89 |
0,699 |
|
700 |
0,362 |
1,135 |
6,71 |
163,4 |
41,8 |
115,4 |
0,706 |
|
800 |
0,329 |
1,156 |
7,18 |
188,8 |
44,3 |
134,8 |
0,713 |
|
900 |
0,301 |
1,172 |
7,63 |
216,2 |
46,7 |
155,1 |
0,717 |
|
1000 |
0,277 |
1,185 |
8,07 |
245,9 |
49,0 |
177,1 |
0,719 |
|
1100 |
0,257 |
1,197 |
8,50 |
276,2 |
51,2 |
199,3 |
0,722 |
|
1200 |
0,239 |
1,210 |
9,15 |
316,5 |
53,5 |
233,7 |
0,724 |
Б Қосымшасы – Судың канығу күйіндегі физикалық қасиеттері ([6], 11 кесте)
|
t, °С |
р∙10-5, Па
|
ρ, кг м3 |
і', кДж кг |
ср, кДж кг∙К |
λ∙102 Вт м∙К |
a∙106, м2 с |
μ∙ 106, Па∙с
|
ν∙106, м2 с |
β∙104, К-1
|
σ∙104, Н м
|
Рг |
|
0 |
1,013 |
993,9 |
0 |
4,212 |
55,1 |
13,1 |
1788 |
1,789 |
-0,63 |
756,4 |
13,67 |
|
10 |
1,013 |
999,7 |
42,04 |
4,191 |
57,4 |
13,7 |
1306 |
1,306 |
+0,70 |
741,6 |
9,52 |
|
20 |
1,013 |
998,2 |
83,91 |
4,183 |
59,9 |
14,3 |
1004 |
1 ,006 |
1,82 |
726,9 |
7,02 |
|
30 |
1,013 |
995,7 |
125,7 |
4,174 |
61,8 |
14,9 |
801,5 |
0,805 |
3,21 |
712,2 |
5,42 |
|
40 |
1,013 |
992,2 |
167,5 |
4,174 |
63,5 |
15,3 |
653,3 |
0,659 |
3,87 |
693,5 |
4,31 |
|
50 |
1,013 |
988,1 |
209,3 |
4,174 |
64,8 |
15,7 |
549,4 |
0,556 |
4,49 |
676,9 |
3,54 |
|
60 |
1,013 |
983,2 |
251,1 |
4,179 |
65,9 |
16,0 |
469,9 |
0,478 |
5,11 |
632,2 |
2,98 |
|
70 |
1,013 |
977,8 |
293.0 |
4,187 |
66,8 |
16,3 |
406,1 |
0,415 |
5,70 |
643,5 |
2,55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
1,013 |
971,8 |
335,0 |
4,195 |
67,4 |
16,6 |
355,1 |
0,365 |
6,32 |
625,9 |
2,21 |
|
90 |
1,013 |
965,3 |
377,0 |
4.208 |
68,0 |
16,8 |
314,9 |
0,326 |
6,95 |
607,2 |
1,95 |
|
100 |
1,013 |
958,4 |
419,1 |
4,220 |
68,3 |
16,9 |
282,5 |
0,295 |
7,52 |
588,6 |
1,75 |
|
110 |
1,43 |
951,0 |
461,4 |
4,233 |
68,5 |
17,0 |
259,0 |
0,272 |
8.08 |
569,0 |
1,60 |
|
120 |
1,98 |
943,1 |
503,7 |
4,250 |
68,6 |
17,1 |
237,4 |
0,252 |
8.64 |
5484 |
1,47 |
|
130 |
2,70 |
934,8 |
546,4 |
4,266 |
68,6 |
17,2 |
217,8 |
0.233 |
9,19 |
528,8 |
1,36 |
|
140 |
3,61 |
926,1 |
589,1 |
4,287 |
68,5 |
17,2 |
201,1 |
0,217 |
9,72 |
507,2 |
1,26 |
|
150 |
4,76 |
917,0 |
632,2 |
4,313 |
68,4 |
17,3 |
186,4 |
0,203 |
10,3 |
486,6 |
1,17 |
|
160 |
6,18 |
907,4 |
675,4 |
4,346 |
68,3 |
17,3 |
173,6 |
0,191 |
10,7 |
436,0 |
1,10 |
|
170 |
7,92 |
897,3 |
719,3 |
4,380 |
67,9 |
17,3 |
162,8 |
0,181 |
11,3 |
443,4 |
1,05 |
|
180 |
10,03 |
886,9 |
763,3 |
4,417 |
67,4 |
17,2 |
153,0 |
0,173 |
11,9 |
422,8 |
1,00 |
|
190 |
12,55 |
876,0 |
807,8 |
4,459 |
67,0 |
17,1 |
144,2 |
0,165 |
12,6 |
400,2 |
0,96 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 |
15,55 |
863,0 |
852,5 |
4,505 |
66,3 |
17,0 |
136,4 |
0,158 |
13,3 |
376,7 |
0,93 |
|
210 |
19,08 |
852,8 |
837,7 |
4,555 |
65,5 |
16,9 |
130,5 |
0.153 |
14,1 |
354,1 |
0,91 |
|
220 |
23,20 |
840,3 |
943,7 |
4,614 |
64,5 |
16,6 |
124,6 |
0,148 |
14,8 |
331,6 |
0,89 |
|
230 |
27,98 |
827,3 |
990,2 |
4,681 |
63,7 |
16,4 |
119,7 |
0,145 |
15.9 |
310,0 |
0,88 |
|
240 |
33,48 |
813,6 |
1037,5 |
4,756 |
62,8 |
16.2 |
114,8 |
0,141 |
16,8 |
285,5 |
0,87 |
|
250 |
39,78 |
799,0 |
1085,7 |
4,844 |
6l,8 |
15,9 |
109,9 |
0,137 |
l8,l |
261,9 |
0,86 |
|
260 |
46,94 |
784,0 |
1135,1 |
4,949 |
60,5 |
15,6 |
105,9 |
0,135 |
19,7 |
237,4 |
0,87 |
|
270 |
55,05 |
767,9 |
1185,3 |
5,070 |
59,0 |
15,1 |
102,0 |
0,133 |
2l,6 |
214,8 |
0,88 |
|
280 |
64,19 |
750,7 |
1236,8 |
5,230 |
57,4 |
14,6 |
98,1 |
0,131 |
23.7 |
191,3 |
0,90 |
|
290 |
74,45 |
732,3 |
1290,0 |
5,485 |
55,8 |
13,9 |
94,2 |
0,129 |
26-2 |
168,7 |
0,93 |
|
300 |
85,92 |
712,5 |
1344.9 |
5,736 |
54,0 |
13,2 |
91,2 |
0,128 |
29,2 |
144,2 |
0,97 |
|
310 |
98,70 |
691,1 |
1402,2 |
6,071 |
52,3 |
12,5 |
88,3 |
0,128 |
32,9 |
120,7 |
1,03 |
|
320 |
112,90 |
667,1 |
1462,1 |
6,574 |
50,6 |
11,5 |
85,3 |
0,128 |
38,2 |
98,10 |
1,11 |
|
330 |
128165 |
640,2 |
1526,2 |
7,244 |
48,4 |
10,4 |
81,4 |
0,127 |
43,3 |
76,71 |
1,22 |
|
340 |
146,08 |
610,1 |
1594,8 |
8,165 |
45,7 |
9,17 |
77,5 |
0,127 |
53,4 |
56,70 |
1,39 |
|
350 |
165,37 |
574,4 |
1671,4 |
9,504 |
43,0 |
7,88 |
72,6 |
0,125 |
66,8 |
38,16 |
1,60 |
|
360 |
186,74 |
528,0 |
1761,5 |
13,984 |
39,5 |
5,36 |
66,7 |
0,126 |
109 |
20,21 |
2,35 |
|
370 |
210,53 |
450,5 |
1892,5 |
40,321 |
33,7 |
1,86 |
56,9 |
0,126 |
264 |
4,709 |
6,79 |
В Қосымшасы
- Су буының қанығу күйіндегі физикалық қасиеттері
([6]-ның 12 кестесі)
|
t, °С |
р10-5, Па |
ρ", кг м3 |
і" , кДж кг |
r, кДж кг |
ср, кДж кг∙К |
λ∙102, Вт м∙К |
а∙106, м2 с |
μ∙106, Па∙с |
ν∙106, м2 с |
Рr |
|
100 |
1,013 |
0,598 |
2675,9 |
2256,8 |
2,135 |
2,372
|
18,58 |
11,97 |
20,02 |
1,08 |
|
110 |
1,43 |
0,826 |
2691,4 |
2230,0 |
2,177 |
2,489 |
13,83 |
12,46 |
15,07 |
1,09 |
|
120 |
1,98 |
1,121 |
2706,5 |
2202,8 |
2,206 |
2,593 |
10,50 |
12,85 |
11,46 |
1,09 |
|
130 |
2,70 |
1,496 |
2720,7 |
2174,3 |
2,257 |
2,686 |
7,972 |
13,24 |
8,85 |
1,11 |
|
140 |
3,61 |
4,966 |
2734,1 |
2145,0 |
2,315 |
2,791 |
6,130 |
13,54 |
6,89 |
1,12 |
|
150 |
4,76 |
2,547 |
2746,7 |
2114,4 |
2,395 |
2,884 |
4,728 |
13,93 |
5,47 |
1,16 |
|
160 |
6,18 |
3,258 |
2758.0 |
2082,6 |
2,479 |
3,012 |
3,722 |
14,32 |
4,39 |
1,18 |
|
170 |
7,92 |
4,122 |
2768,9 |
2049,5 |
2,583 |
3,128 |
2,939 |
14,72 |
3,57 |
1,22 |
|
180 |
10,03 |
5,157 |
2778,5 |
2015,2 |
2,709 |
3,268 |
2,339 |
15,11 |
2,93 |
1,25 |
|
190 |
12,55 |
6,394 |
2786,4 |
1978,8 |
2,856 |
3,419 |
1,872 |
15,60 |
2,44 |
1,30 |
|
200 |
15,55 |
7,862 |
2793,1 |
1940.7 |
3,023 |
3,547 |
1,492 |
15,99 |
2,03 |
1,36 |
|
210 |
19.08 |
9,588 |
2798,2 |
1900.5 |
3,199 |
3,722 |
1,214 |
16,38 |
1,71 |
1,41 |
|
220 |
23,20 |
11,62 |
2801,5 |
1857,8 |
3,408 |
3,896 |
0,983 |
16,87 |
1,45 |
1,47 |
|
230 |
27,98 |
13,99 |
2803,2 |
1813,0 |
3,634 |
4,094 |
0,806 |
17,36 |
1,24 |
1,54 |
|
240 |
33,48 |
16,76 |
2803,2 |
1765,6 |
3,881 |
4,291 |
0,658 |
17,76 |
1,06 |
1,61 |
|
250 |
39,78 |
19,98 |
2801,1 |
1715,8 |
4,158 |
4,512 |
0,544 |
18,25 |
0,913 |
1,68 |
|
260 |
46,94 |
23,72 |
2796,5 |
1661,4 |
4,468 |
4,803 |
0,453 |
18,84 |
0,794 |
1,75 |
|
270 |
55,05 |
28,09 |
2789,8 |
1604,4 |
4,815 |
5,106 |
0,378 |
19,32 |
0,688 |
1,82 |
|
280 |
64,19 |
33,19 |
2779,7 |
1542,9 |
5,234 |
5,489 |
0,317 |
19,91 |
0,600 |
1,90 |
|
290 |
74,45 |
39,15 |
2766,4 |
1476,3 |
5,694 |
5,827 |
0,261 |
20,60 |
0,526 |
2,01 |
|
300 |
85,92 |
46,21 |
2749,2 |
1404,3 |
6,280 |
6,268 |
0,216 |
21,29 |
0,461 |
2,13 |
|
310 |
98,70 |
54,58 |
2727,4 |
1325,2 |
7,118 |
6,808 |
0,176 |
21,97 |
0,403 |
2,29 |
|
320 |
112,90 |
64,72 |
2700,2 |
1238,1 |
8,206 |
7,513 |
0,141 |
22,86 |
0,353 |
2,50 |
|
330 |
128,65 |
77,10 |
2685,9 |
1139,7 |
9,881 |
8,257 |
0,108 |
23,94 |
0,310 |
2,86 |
|
340 |
146,08 |
92,76 |
2621,9 |
1027,0 |
12,35 |
9,304 |
0,0811 |
25,21 |
0,272 |
3,35 |
|
350 |
165,37 |
113,6 |
2564,5 |
893,1 |
16,24 |
10,70 |
0,0580 |
26,58 |
0,234 |
4,03 |
|
360 |
186,74 |
144,0 |
2481,2 |
719,7 |
23,03 |
12,79 |
0,0386 |
29,14 |
0,202 |
5,23 |
|
370 |
210,53 |
203,0 |
2330,9 |
438,4 |
56,52 |
17,10 |
0,0150 |
33,75 |
0,166 |
11,10 |
Г Қосымшасы
- Түтіннің физикалық қасиеттері
р0 ═ 760 мм сн. б. ═ 1,01325∙105 Па, рСО2 ═ 0,13,
рН2О ═ 0,11, рN2 ═ 0,76, [6]-ның 16 кестесі
|
t, 0C |
ρ, кг/м3 |
ср, кДж/(кг∙К) |
λ∙102, Вт/(м∙К) |
a∙106, м2/с |
μ∙106, Па∙с |
ν∙106, м2/с |
Рr |
|
0 |
1,295 |
1,042 |
2,28 |
16,9 |
15,8 |
12,20 |
0,72 |
|
100 |
0,950 |
1,068 |
3,13 |
30,8 |
20,4 |
21,54 |
0,69 |
|
200 |
0,748 |
1,097 |
4,01 |
48,9 |
24,5 |
32,80 |
0,67 |
|
300 |
0,617 |
1,122 |
4,84 |
69,9 |
28,2 |
45,81 |
0,65 |
|
400 |
0,525 |
1,151 |
5,70 |
94,3 |
31,7 |
60,38 |
0,64 |
|
500 |
0,457 |
1,185 |
6,56 |
121,1 |
34,8 |
76,30 |
0,63 |
|
600 |
0,405 |
1,214 |
7,42 |
150,9 |
37,9 |
93,61 |
0,62 |
|
700 |
0,363 |
1,239 |
8,27 |
183,8 |
40,7 |
112,1 |
0,61 |
|
800 |
0,330 |
1,264 |
9,15 |
219,7 |
43,4 |
131,8 |
0,60 |
|
900 |
0,301 |
1,290 |
10,0 |
258,0 |
45,9 |
152,5 |
0,59 |
|
1000 |
0,275 |
1,306 |
10,90 |
303,4 |
48,4 |
174,3 |
0,58 |
|
1100 |
0,257 |
1,323 |
11,75 |
345,5 |
50,7 |
197,1 |
0,57 |
|
1200 |
0,240 |
1,340 |
12,62 |
392,4 |
53,0 |
221,0 |
0,56 |
Әдебиеттер тізімі
1. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е. Техническая термодинамика. - М.: Энергоатомиздат, 1983. – 416 с.
2. Зубарев В. Н., Александров А. А., Охотин В. С. Практикум по технической термодинамике. - М.: Энергоатомиздат, 1986. – 304 с.
3. Александров А.А., Григорьев Б.А. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Сравочник. – М.: Издательство МЭИ, 1998. – 160 с.
4. Темірбаев Д.Ж. Жылутехника негіздері: Дәрістер жинағы. – Алматы: АЭжБИ, 2010. – 72 б.
5. Темірбаев Д.Ж. Жылумаңызалмасу: Оқу құралы. - Алматы: «TST – company», 2009. – 240 б.
6. Краснощеков Е.А., Сукомел А.С. Задачник по теплопередаче. Изд. 3-е, перераб. и доп. – М.: Энергия, 1975. – 280 с.
7. Лабораторный практикум по технической термодинамике. - 2-е изд. перераб. / Ермекбаев К.Б., Пак М.И., Темирбаев Д.Ж. - Алма-Ата: АЭИ, 1976. – 96 с.
8. Лабораторный практикум по теплопередаче. - 2-е изд. перераб. и доп. / Ермекбаев К.Б., Пак М.И., Темирбаев Д.Ж. // Под ред. Д.Ж.Темирбаева. - Алма-Ата: АЭИ, 1976. - 143 с.
9. Черкасский В.М. Насосы, вентиляторы, компрессоры: Учебник для теплоэнергетических специальностей вузов. – 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1984. – 416 с.
10. Пак М.И., Ем Т.М., Дубовик В.П. Техническая термодинамика: МУ к лабораторным занятиям (электронная версия, 2010 г.).
Мазмұны
Кіріспе 1. Зерттеу жұмыстарынның талаптары мен әдістемелігі 3
№ 1 Зерттеу жұмысы. Ауаның меншікті жылусыйымдылығын
ағынды калориметр әдісімен анықтау 4
№ 2 Зерттеу жұмысы. Судың меншікті жылусыйымдылығын
ағынсыз калориметр әдісімен анықтау 8
№ 3 Зерттеу жұмысы. Судың текті күй өзгерісінің
меншікті жылылығын анықтау 12
№ 4 Зерттеу жұмысы. Судың қайнау ыстықтығының
қысымға тәуелділігін анықтау 15
№ 5 Зерттеу жұмысы. Тарылғы саптамасының ауа ағысын зерттеу 17
№ 6 Зерттеу жұмысы. Піспекті сығымдағыштың пайдалы
жұмыс еселеуіштерін анықтау 20
№ 7 Зерттеу жұмысы. Бу сығулы тоңазытқыштың айналымын зерттеу 26
№ 8 Зерттеу жұмысы. Бу сығулы жылулық
сорғының айналымын зерттеу 29
А Қосымшасы - Құрғақ ауаның физикалық қасиеттері 31
Б Қосымшасы – Судың канығу күйіндегі физикалық қасиеттері 32
В Қосымшасы - Су буының қанығу күйіндегі физикалық қасиеттері 33
Г Қосымшасы - Түтіннің физикалық қасиеттері 34
Әдебиеттер тізімі 34