二氧化碳P-V-t关系仪指导书

3兰州交通大学二氧化碳P－V－t试验指导书指导教师：环境与市政工程学院暖通试验室二Ｏ一Ｏ年六月试验一P－V－t一、试验目的了解CO临界状态观测方法，增加对临界状态概念的感性生疏。2加深对课堂所讲的公质热力状态、分散、汽化、饱和状态等根本概念的理解。把握CO的P-V-T2学会活塞式压力计，恒温器等热工仪器的正确使用方法。二、试验内容测定CO的P-V-T关系。在P-V坐标系中绘出低于临界温度t=2℃，临界温度t=31.℃〕和高2〔t=50℃〕3测定CO〔t=2527℃〕4中的ts-Ps2曲线比较。观测临界状态(1)临界状态四周气液两相模糊的现象(2)汽液整体相变现象(3)测定的COtc、c、vc等临界参数，并将试验所得的Vc2程理论值相比较，简述其差异缘由。三、试验设备及原理整个试验装置由压力台、恒温器和试验台本体及其防护罩等三局部组成(图1)。2对简洁可压缩热力系统，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 (１〕或 T=f(P,V)本试验依据公式(1)，承受定温方法测定CO2P-V之间的关系，从而找出CO2P-V-T试验中，由压力台送来的压力油进入高压容器和玻璃杯上半部，迫使水银进入预先装了CO2气体的承压玻璃管，CO2调整。试验工质二氧化碳的压力，由装在压力台上的压力表读出〔如要提高精度，可由加在活塞转盘上的平衡砝码读出，并考虑水银高度的修正。温度由插在恒温水套中的温度计读出。比容首先由承压玻璃管二氧化谈碳柱的高度来测量，而后得依据承压玻璃管内径均匀、截面不变等条件换算得出。上密封橡胶塞上定位压环上密封橡胶塞上定位压环玻璃套件承支管二氧化碳压缩管水套水出热电偶橡胶塞上定位橡胶塞压板水进压紧帽定位套O型密封圈?7O型密封圈?20纤维布垫料油缸盖铜垫片油缸体压力管汞油座圈水温测点恒温水槽压力计图一 试验台系统图图二试验装置简图四、试验步骤(一)恒温器预备及温度调整1装好试验设备，并开启试验台本体上的白色灯。将蒸馏水注入恒温器内，留意离盖30－50mm，检查并接通电路，开动水泵，使水循环流淌。设定调温器掌握温度。旋转电接点温度计顶端帽形磁铁,并用横向螺钉紧锁，以防转动。视水温状况，开、关加热器，当水温未到达预先调定的温度时，恒温器的指示灯是亮的，当指示灯时亮时灭时，说明温度已到达所需恒温。观看玻璃水套上的温度计，假设其读数与恒温器上的温度计及电接点温度计标定的温度全都时〔或基本全都，则可〔近似〕认为承压玻璃管内的CO的温度处于所标定的温度。2当需要转变试验温度时，重复〔3〕－〔6〕步骤即可。(二)加压前的预备由于压力台的油缸容量比主容器容量小，需要屡次从油杯里抽油，再向主容器充油，才能在压力表上显示压力读数。压力台抽油，充油的操作过程格外重要，假设操作失调，不但加不上压力，还会损坏试验设备。所以，务必认真把握，其步骤如下：关压力表及其进入本体油路的两个阀门，开启压力台上的油杯的进油阀。摇退压力台上的活塞螺杆，直至螺杆全部退出，此时，压力台油缸中抽满了油。先关闭油杯阀门，然后开启压力表和进入本体油路的两个阀门。摇动活塞螺杆，使本体充油，如此反复，直至压力表上有压力读数为止。再次检查抽油杯阀门是否关好，压力表及本体油路阀门是否开启。假设均已调定后即可进展试验。(三)记录试验数据记录试验所用仪器、仪表名称、型号、规格、量程、精度。记录室温、大气压、试验环境状况等。测定承压玻璃管内CO的质面比常数k2由于充进承压玻璃管内的CO质量不便测量，而玻璃管内径或截面积〔A〕又不易测定，因而试验中承受间2接方法来确定CO的比容，认为COhv与其高度是始终线性关系。具体方法如下：c)∵2

0.00117m3/KgmCO2

液体在20℃，9.8MPa时的比容v〔20℃，9.8MPa〕=0.00117m3/kg20℃，9.8MPa时的CO2ho(m〔留意玻璃水套上刻度的标记方法〕m △ho2v〔29.8M=h·A/m=./g2∴m/A△h/0.001/)K 即为玻璃管内CO2所以，任意温度、压力下CO2v

(m/Kg)m K 3A式中：△h=h-hoho—承压玻璃管内径顶端刻度测定低于临界温度t=20℃时的定温线将恒温器调定在t=20℃，并保持恒温压力从4.41MPa开头，当玻璃管内水银升起来后，将足够缓慢地进活塞螺杆，以保证定温条件。否则，将来不及平衡，使读数不准。依据适当地压力间隔取h值，直至压力P＝9.8MPa。留意加压后CO2的变化，特别是留意饱和压力和饱和温度之间的对应关系以及液化、汽化等现象。要将测得的试验数据及观看到的试验现象一并填入表1。测定t=25℃,t=27℃时其饱和温度和饱和压力的对应关系。6、测定临界等温线和临界参数，并观看临界现象。按上述方法和步骤测出临界等温线，并在该曲线的拐点处找出临界压力PcVc1。观看临界现象整体相变现象互转变不是象临界温度以下时那样渐渐积存，需要肯定的时间，表现为渐变过程，而这时当压力稍在变化时，汽、液是以突变的形式相互转化。汽、液两相模糊不清现象CO2〔P，V，t〕CO2说它是气体，那么，这个气体是接近液态的气体；假设说它是液体,那么,这个液体又是接近气态的液体。下面，就来用试验证明这个结论。由于这时是处于临界温度下，假设按等温CO27.64Mpa，CO2CO2CO2CO2CO2CO27、测定高于临界温度t=50℃时的等温线。将数据填入原始记录表1。t=20℃t=31.1℃〔临界〕t=50℃t=20℃t=31.1℃〔临界〕t=50℃P〔Mpa〕△hV=现象P〔Mpa〕△hV=现象P〔Mpa〕△hV=现象进展等温线试验所需时间分钟分钟分钟五、试验结果处理与分析1的数据，在P-V将试验测得到的等温线与图3的标准等温线比较，并分析它们之间的差异及缘由。将试验测得的饱和温度与饱和压力的对应值与图4ts-Ps标准值0.00216试验值Vc＝RT/PcVc=3/8RT/Pc将试验测定的临界比容vc与理论计算值均填入表2，并分析它们之间的差异及缘由。表标准值0.00216试验值Vc＝RT/PcVc=3/8RT/Pc液C液C汽27℃20℃汽液并存510℃力

8.827.846.865.884.903.922.940 0.0010.00216 0.