工程熱力學與傳熱學

1、工程熱力學與傳熱學實驗指導書熱工實驗2013年3月實驗一 非穩(wěn)態(tài)（準穩(wěn)態(tài)）法測材料的導熱性能實驗一、實驗目的1. 快速測量絕熱材料（不良導體）的導熱系數(shù)和比熱。掌握其測試原理和方法。2. 掌握使用熱電偶測量溫差的方法。二、實驗原理圖1 第二類邊界條件無限大平板導熱的物理模型本實驗是根據(jù)第二類邊界條件，無限大平板的導熱問題來設(shè)計的。設(shè)平板厚度為2，初始溫度為t0，平板兩面受恒定的熱流密度qc均勻加熱（見圖1）。求任何瞬間沿平板厚度方向的溫度分布t (x，)。導熱微分方程式、初始條件和第二類邊界條件如下：方程的解為： (1-1)式中： 時間； 平板的導熱系數(shù)； 平板的導溫系數(shù)； ， = 1，2，3

2、，； F0 傅里葉準則； 初始溫度； 沿x方向從端面向平面加熱的恒定熱流密度。隨著時間的延長，F(xiàn)0數(shù)變大，式(1-1)中級數(shù)和項愈小，當F0> 0.5時，級數(shù)和項變得很小，可以忽略，式(1-1)變成 (1-2)由此可見，當F0> 0.5后，平板各處溫度和時間成線性關(guān)系，溫度隨時間變化的速率是常數(shù)，并且到處相同。這種狀態(tài)稱為準穩(wěn)態(tài)。在準穩(wěn)態(tài)時，平板中心面x=0處的溫度為： 平板加熱面x =處為： 此兩面的溫差為： (1-3)如已知和，再測出，就可以由式(1-3)求出導熱系數(shù)： (1-4)實際上，無限大平板是無法實現(xiàn)的，實驗總是用有限尺寸的試件，一般可認為，試件的橫向尺寸為厚度的6倍以

3、上時，兩側(cè)散熱對試件中心的溫度影響可以忽略不計。試件兩端面中心處的溫度差就等于無限大平板時兩端面的溫度差。根據(jù)熱平衡原理，在準穩(wěn)態(tài)時，有下列關(guān)系： 式中：F為試件的橫截面；C為試件的比熱；為其密度；為準穩(wěn)態(tài)時的溫升速率。由上式可得比熱： (1-5)實驗時，以試件中心處為準。三、實驗裝置按上述理論及物理模型設(shè)計的實驗裝置如圖2所示，說明如下1. 試件試件尺寸為199×199×共四塊，尺寸完全相同，。每塊試件上下面要平行，表面要平整。2. 加熱器采用高電阻康銅箔平面加熱器，康銅箔厚度僅為20，加上保護箔的絕緣簿膜，總共只有70。其電阻值穩(wěn)定，在0100范圍內(nèi)幾乎不變。加熱器的面

4、積和試件的端面積相同，也是199×199的正方形。兩個加熱器電阻值應盡量相同，相差應在0.1%以內(nèi)。3. 絕熱層用導熱系數(shù)比試件小得多的材料作絕熱層，力求減少熱量通過，使試件1、4與絕熱層的接觸面接近絕熱。這樣，可假定式(1-4)中的熱量等于加熱器發(fā)出熱量的1/2。4. 熱電偶利用熱電偶測量試件2兩面的溫差及試件2、3接觸面中心處的溫升速率。熱電偶由0.1的銅康銅絲制成，其接線如圖3所示。熱電偶的冷端放在冰瓶中，保持零度。實驗時，將四個試件齊迭放在一起，分別在試件1和2及試件3和4之間放入加熱器1和2，試件和加熱器要對齊。熱電偶的放置如圖3，熱電偶測溫頭要放在試件中心部位。放好絕熱層

5、后，適當加以壓力，以保持各試件之間接觸良好。圖2 實驗裝置示意圖四、實驗步驟1. 用卡尺測量試件的尺寸：面積F和厚度。2. 按圖2和圖3放好試件、加熱器和熱電偶，接好電源，接通穩(wěn)壓器，并將穩(wěn)壓器預熱10分鐘（注：此時開關(guān)K是打開的）。接好熱電偶與電位差計及轉(zhuǎn)換開關(guān)的導線。圖3 實驗裝置圖3. 校對電位差計的工作電流。然后，將測量轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至“1”測出試件在加熱前的溫度，此溫度應等于室溫。再將轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到“2”，測出試件兩面的溫差，此時，應指示為零熱電勢，測量出的示值差最大不得超過0.004，即相應初始溫度差不得超過0.1。4. 接通加熱器開關(guān)，給加熱器通以恒電流（試驗過程時，電流不允許變化。此

6、數(shù)值事先經(jīng)實驗確定）。同時，啟動秒表，每隔一分鐘測讀一個數(shù)值，奇數(shù)值時刻（1 分，3分，5分 ）測“2”端熱電勢的毫伏數(shù)，偶數(shù)值時刻（2分，4分，6分 ），測“1”端熱電勢的毫伏數(shù)。這樣，經(jīng)過一段時間后（隨所測材料而不同，一般為10 20分鐘），系統(tǒng)進入準穩(wěn)態(tài)，“2” 端熱電勢的數(shù)值（即式（4）中的溫差）幾乎保持不變。并記下加熱器的電流值。5. 第一次實驗結(jié)束，將加熱器開關(guān)K切斷，取下試件及加熱器，用電扇將加熱器吹涼，待其和室溫平衡后，才能繼續(xù)做下一次實驗。但試件不能連續(xù)做實驗，必須經(jīng)過四小時以上的放置，使其冷卻至與室溫平衡后，才能再做下一次實驗。6. 實驗全部結(jié)束后，必須斷開電源，一切恢復原

7、狀。五、實驗數(shù)據(jù)記錄及處理室溫： () 加熱器電流I： (A)加熱器電阻（兩個加熱器電阻的并聯(lián)值）R： ()試件截面尺寸F：0.1992()； 試件厚度：0.01 ()試件材料密度：1165.5()； 熱流密度： ()時間（分）012345678溫度“1”mV溫差“2”mV91011121314151617181920求出：熱流密度準穩(wěn)態(tài)時的溫差（平均值）準穩(wěn)態(tài)時的溫升速率/小時然后，根據(jù)式（4）計算出試件的導熱；根據(jù)式(1-5)計算試件的比熱。實驗二 對流換熱實驗一、實驗目的1. 實驗法測定空氣受迫橫向流過單管時的換熱系數(shù)。2. 運用相似理論，將實驗數(shù)據(jù)整理成準則方程式，并與有關(guān)教材中推薦的

8、相應的準則方程式相比較。二、實驗原理1. 當空氣受迫橫向流過單管時，按牛頓公式，換熱系數(shù) (2-1)Q為單管與空氣流之間的對流換熱量；實驗采用單管為被加熱管；單管內(nèi)表面用電熱絲均勻裹纏通電加熱單管表面。電熱絲所消耗的電功率N變?yōu)闊崮芡ㄟ^單管表面向空氣流散。當單管表面溫度不變時，這時電功率N為對流換熱量Q。F為單管（直徑D = 12，長= 300）在空氣流中的表面積。 (2-2)為風道氣流平均溫度，為單管表面溫度。 所以，對一定尺寸的單管，內(nèi)表面用電熱絲加熱，置于風洞中處于穩(wěn)定狀態(tài)后，只需測量電熱絲電功率N，單管和氣流溫度、，即可計算出此種實驗條件下的換熱系數(shù)。2. 根據(jù)相似理論的分析，流體受迫

9、運動的準則方程式為： (2-3)其中努謝爾特準則，雷若準則，普朗特數(shù)。為定型尺寸，取單管外徑D；Cp、為流體在定性溫度時的定壓比熱、導熱系數(shù)、粘度、動力粘度，V為流體流過最窄截面處的流速。對于空氣，物理參數(shù)Cp、近似為常數(shù)，所以數(shù)為一常數(shù)，原準則方程簡化為 (2-4)式(2-4)中系數(shù)C，指數(shù)為常數(shù)，可由實驗得出，通過空氣不同的流速情況下，單管和空氣流之間的換熱系數(shù)的測定，可以得到一組和相應的數(shù)，把它們表示在雙對數(shù)坐標圖上(圖1)，則可求得C和值。圖1 確定準則間函數(shù)關(guān)系的對數(shù)坐標圖2 風洞裝置三、實驗設(shè)備1. 氣流的形成和氣流速度的調(diào)節(jié)如圖2所示，產(chǎn)生氣流的設(shè)備有直流電機和離心通風機、若干節(jié)

10、管道串連組成風洞，電機啟動后空氣吸入風洞流進風機，在風洞里形成空氣流。為使空氣平穩(wěn)不受進風口初始所影響，第一節(jié)風洞里有整流柵板，由于風洞截面一定（300×300），空氣流速大小只要控制直流電機轉(zhuǎn)速量即可。一般通過改變電機轉(zhuǎn)速來改變流量。1皮托管；2補嘗式微壓計；3水銀溫度計；4單管及電熱絲；5電位差計；6熱電偶；7調(diào)壓變壓器圖3 空氣橫掠單管換熱系數(shù)測定試驗段裝置圖2. 單管對流換熱試驗段的組成為了便于幾個組同時試驗，風洞分為四個試驗段，每一段安置相同的一組設(shè)備。如圖3所示單管4是用12的銅管制成，豎放在風洞中，空氣流橫掠而過。其加熱裝置用處套瓷管的電熱絲均勻纏在銅管內(nèi)面，電熱絲用0

11、220V可調(diào)交流電源加熱，所消耗的電功率由電流表和電壓表測出，自耦調(diào)壓器7用來調(diào)節(jié)單管加熱的電功率 ?？諝饬鞯臏囟扔伤y溫度計3測出。皮托管1和微壓計2為測量空氣速度的儀表。熱電偶6的熱端結(jié)點焊接在銅管處表面，銅管表面溫度在熱電偶6中產(chǎn)生的熱電勢，由電位差計5讀出。3. 測試儀表實驗中除水銀溫度計和皮托管的測頭在風洞裝置上，其余各儀表都集中放置在實驗臺上，以便控制使用。(1) 皮托管用來測量空氣流的總壓（中心滯止壓力）和靜壓，此二壓力之差氣流動壓用微壓計測出。值正比于空氣流速V的平方和密度()米/秒(2) 補償式微壓計YJB1500型（圖4、圖5）補償式微壓計原理是水匣和總壓管用橡皮管連通。組

12、成U形連通器。兩邊水面高度差形成所測兩邊氣體的微壓差，用轉(zhuǎn)動微調(diào)盤，升降水匣，保持總壓管中水準頭和水面一致，水匣升降高度為兩邊的壓差。補償式微壓計由水匣升降微調(diào)部分，水準觀測部分，反光鏡部分，外殼部分組成。圖4 補償式微壓計原理圖圖5 補償式微壓計(3) 熱電偶及電位差計熱電偶為兩種不同金屬絲焊接成一熱端結(jié)點，當熱端和冷端有溫度差時，冷端就有熱電勢產(chǎn)生。不同的金屬，其溫差與熱電勢的關(guān)系是不同的。其熱電勢大小由直流電位差計測出。UJ型直流電位差計(圖7、圖8)是采用補償法原理，使被測量熱電勢與恒定的標準電勢相互比較，在測量平衡時，能不消耗被測電源的電流，故是一種高精度測量熱電勢的方法。圖6 銅康

13、銅熱電偶1.未知測量接線柱Ex；2.倍率開關(guān)；3.步進盤（規(guī)盤）；4.電鍵開關(guān)K；5.檢流計G；6.檢流計電氣調(diào)零RN；7.工作電流調(diào)節(jié)阻器R；8.滑線盤Q圖7 UJ型電位差計面板排列圖圖8 UJ型電位差計原理圖四、實驗步驟1. 認真預習實驗指導書，根據(jù)實驗指導書要求接好全部電器線路、管道、儀表；并經(jīng)實驗指導教師檢查。2. 微壓計位置水平調(diào)整；調(diào)整調(diào)節(jié)螺釘，觀察水準泡的氣泡在底坐的小圓圈中間。微壓計調(diào)零，將微調(diào)盤和度板上的示度準塊均調(diào)到“0”點后，調(diào)動總壓管調(diào)節(jié)螺母，從反光鏡上觀察水準頭與液面情況使水準頭尖棱與其倒影的尖棱相接，完全達到液面與針尖相切。從此，總壓管調(diào)節(jié)螺母再也不要動它。3. 電

14、位差計調(diào)節(jié)檢流計指零，將電鍵開關(guān)扳向“標準”，調(diào)節(jié)圖8工作電流調(diào)節(jié)變阻器7，使檢流計指零。注意，在連續(xù)測量時，要求經(jīng)常核對電位差計工作電流。如上所述，使檢流計指零。4. 所有準備工作就緒，啟動風機，調(diào)整通風流量達到某一穩(wěn)定工況（此項工作由實驗指導老師完成）。5. 調(diào)節(jié)電熱絲的加熱溫度，由調(diào)壓變壓器控制電壓，使通電電流不超過4安，使銅管表面熱電偶產(chǎn)生的熱電勢在34mV左右，注意銅管溫度不超過120，以免損壞電熱絲。6. 待流動情況、管子溫度穩(wěn)定后，測定各參數(shù)：(1) 測銅管表面溫度，把電位差計電鍵開關(guān)扳向“未知”（熱電勢值在34毫伏左右），調(diào)節(jié)步進讀數(shù)盤3和滑線盤8，使檢流計再次指零，其溫差電勢

15、為Ex=（步進盤讀數(shù) + 滑線盤讀數(shù)）×倍率，再由實驗室的銅康銅熱電偶（毫伏溫度）換算表查出表面溫度。(2) 電熱絲加熱功率：由電流表、電壓表分別讀出電流I、電壓V。(3) 風道空氣流溫度：由水銀溫度計讀出。(4) 空氣流總壓與靜壓差：由微壓計讀出，由于空氣流總壓大于空氣流靜壓，微壓計觀察筒上反光鏡面上原來調(diào)整好的水準頭影與倒影已不相接，調(diào)動微調(diào)盤，使得水準頭影與重新相接。此時度板上讀數(shù)（整數(shù)值）加微調(diào)盤上讀數(shù)（小數(shù)值）為壓差的水耗高度值（毫米）。7. 完成一種流動工況，各待測數(shù)據(jù)測定后，變動空氣流量（由實驗指導教師進行），重復上述5、6。注意：流量應由小到大進行調(diào)節(jié)，電熱絲電壓可逐

16、步加大。若風量由大到小進行調(diào)節(jié)，一定先減少電熱絲電壓再減少風量。總共每組同學完成十種風量下各試驗數(shù)據(jù)的測量記錄。8. 實驗完成后，必須首先斷開電熱絲電源，待銅管管壁溫度下降到室溫左右，再停風機。切勿先停風機，以免燒壞電熱絲，然后清理實驗所用儀器物品，做好保管工作。清理實驗場所，同學各自進行記錄整理計算和實驗報告。五、記錄與計算1. 記錄表和計算表序號相對應；2. 空氣參數(shù)根據(jù)風道氣流平均溫度查教科書附錄表；3. V為空氣在風洞中平均流速，準則中V定義為單管形成風洞截面減少為最窄面的流速。六、實驗報告要求1. 實驗目的、實驗主要原理及設(shè)備、實驗記錄及計算。2. 根據(jù)本組十個實驗點所得、數(shù)值。用雙

17、對數(shù)坐標紙描繪出關(guān)系由線。3. 根據(jù)由對數(shù)關(guān)系的曲線，求出、n值。將此實驗結(jié)果與有關(guān)參考書中推薦的相應的準則方程比較，求出c和n的誤差。4. 誤差分析。實驗數(shù)據(jù)記錄表見下頁第33頁單管換熱系數(shù)及準則數(shù)實 驗 數(shù) 據(jù) 記 錄室溫 ，大氣壓力P 單管尺寸：直徑D = 12mm 長l = 300mm風洞尺寸：L×L = 300×300序號空 氣 參 數(shù)換熱系數(shù)努謝爾特準則雷諾準則(kg /)(W/m·)（）F =dl（）Q = N（W）（）（W /）12345678910銅管表面溫度電熱絲功率W風道平均氣流溫度流體動壓熱電勢(mV)溫度()電流I (A)電壓V (V)功

18、率N = I·V (W)12345678910 實驗三 氣體定壓比熱測定實驗一、實驗目的1. 了解氣體比熱測定裝置的基本原理；2. 熟悉實驗中的測溫、測壓及測流量的方法；3. 掌握由基本數(shù)據(jù)計算出比熱值和求得比熱公式的方法；4. 分析實驗產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。二、實驗原理根據(jù)定壓比熱的定義 (4-1)式中，h是氣體的比焓，T是氣體的熱力學溫度。由熱力學第一定律知，在氣體等壓流動中，如果氣體不對外作功，且位能和動能的變化可以忽略不計，那么氣體焓值的變化就等于它從外界吸收的熱量，即 (4-2)這樣，氣體的定壓比熱可表示為 (4-3)將(3)式兩邊積分得， (4-4)式中,為

19、之間的平均定壓比熱，即 (4-5)式中，是氣體在定壓流動過程中由溫度被加熱到時所吸收的熱量()，是氣體的質(zhì)量流量()，是氣體定壓流動過程中的溫升()。這樣，如果能準確的測出氣體的定壓流動過程的溫升、質(zhì)量流量和加熱量，即可求得氣體在溫度范圍內(nèi)的平均定壓比熱。在溫度變化范圍不大的條件下，氣體定壓比熱可以表示為溫度的線性函數(shù)， (4-6)此時，不難證明，溫度至之間的平均比熱在數(shù)值上就等于平均溫度下氣體的真實比熱，即 (4-7)據(jù)此，改變和，就可以測出不同平均溫度下的真實比熱，從而求得比熱與溫度的關(guān)系。三、實驗裝置該裝置由風機、流量計、比熱儀。電功率調(diào)節(jié)及測量系統(tǒng)等四部分組成，如圖1所示，比熱儀主體如

20、圖2所示。實驗時，被測空氣由風機經(jīng)濕式氣體流量計送入比熱儀主體，經(jīng)加熱、均流、旋流，混流后流出。在此過程中，分別測量空氣在流量計出口處的干球溫度、濕球溫度tw(由于是濕式氣體流量計，實際為飽和狀態(tài))、氣體經(jīng)比熱儀主體的進口溫度t1、出口溫度t2、氣體的體積流量(V)、電熱器的輸出功率(W)、實驗時的大氣壓力Pb和流量計出口處的表壓h (毫米水柱)。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，并查得相應的物性參數(shù)，即可計算出被測氣體的定壓比熱Cpm。氣體的流量由節(jié)流閥控制，氣體的出口溫度由輸入電熱器的功率來調(diào)節(jié)。圖1 實驗裝置示意圖導線溫度計均流網(wǎng)電熱芯熱空氣杜瓦瓶冷空氣圖2 比熱儀主體結(jié)構(gòu)示意圖四、實驗步驟實驗中需要測量干

21、空氣的質(zhì)量流量m、水蒸汽的質(zhì)量流量mw、電加熱器的加熱量(即氣體的吸熱量)Qp和氣體溫度等。具體的實驗步驟如下：1. 調(diào)流量計水平2. 接通電源及測量儀表，開動風機，調(diào)節(jié)節(jié)流閥，使流量保持在額定值附近。測出濕式氣體流量計出口空氣的干球溫度()和濕球溫度()。3. 調(diào)節(jié)濕式氣體流量計，使它工作在額定值附近。逐漸提高電熱器功率，使出口溫度升高至預計溫度?？梢愿鶕?jù)下式預先估計所需電功率：式中：為電熱器輸入功率()； 為進出口溫度差()； 為每流過10升空氣所需的時間(). 4. 待出口溫度穩(wěn)定后(出口溫度在10分鐘之內(nèi)無變化或有微小起伏，即可視為穩(wěn)定)，讀出下列數(shù)據(jù)，并將實驗數(shù)據(jù)記錄至表1中：(1)

22、 每10升空氣通過流量計所需時間(，s)；(2) 比熱儀進口溫度即流量計的出口溫度(,)；(3) 比熱儀的出口溫度(,)；(4) 大氣壓力(，kPa)和流量計出口處的表壓(Pg，)；(5) 電熱器的輸出功率() 表1 實驗數(shù)據(jù)記錄表 大氣壓力： pa 測量值組號干球溫度濕球溫度比熱儀進口溫度比熱儀出口溫度輸入功率流量計出口表壓 123455. 完成上述步驟后，改變加熱器功率，重復步驟14，測得不同出口溫度下的實驗數(shù)據(jù)（至少4組以上）。然后先后切斷加熱器及風機電源，使儀器恢復原樣?？煞謩e設(shè)定為：40、60、80、100或100、120、140和160等。五、數(shù)據(jù)處理對于上述實驗結(jié)果，相應的數(shù)據(jù)處

23、理方法如下：1. 根據(jù)流量計出口空氣的干球溫度和濕球溫度，確定空氣的相對濕度，根據(jù)和干球溫度從濕空氣的焓-濕圖(工程熱力學附圖)中查出含濕量(干空氣)，并根據(jù)下式計算出水蒸氣的容積成分：2. 電熱器消耗的電功率即為電熱器單位時間放出的熱量，則： 3. 干空氣流量(質(zhì)量流量)為： 4. 水蒸氣流量為： 5. 水蒸汽吸收的熱量： 6. 干空氣的定壓比熱為： ·7. 將上述實驗的計算結(jié)果記錄在表2中。表2 實驗結(jié)果計算表 計算值組號123458. 確定比熱隨溫度的變化關(guān)系假定在0250之間，空氣的真實定壓比熱與溫度之間近似地有線性關(guān)系，則由到的平均比熱為：因此，若以(t1+t2)/2為橫坐

24、標，為縱坐標，則可根據(jù)不同的溫度范圍內(nèi)的平均比熱確定截距和斜率，從而得出比熱隨溫度變化的計算式。如圖3所示。圖3 氣體定壓比熱與溫度的關(guān)系六、注意事項1. 切勿在無氣流通過的情況下使電熱器投入工作，以免引起局部過熱而損壞比熱儀主體；2. 輸入電熱器的電壓不得超過220伏，氣體出口最高溫度不得超過300；3. 加熱和冷卻要緩慢進行，防止溫度計和比熱儀主體因溫度驟增降而破裂；4. 停止實驗時，應切斷電熱器，讓風機繼續(xù)運行十五分鐘左右(溫度較低時可適當縮短)；5. 實驗測定時，必須確信氣流和測定儀的溫度狀況穩(wěn)定后才能讀數(shù)。七、實驗報告要求1. 實驗目的2. 實驗主要原理及設(shè)備3. 實驗記錄及計算結(jié)果

25、實驗四 可視性飽和蒸汽壓力和溫度關(guān)系一、實驗目的和要求1. 通過實驗要測得一系列對應于飽和壓力下的飽和蒸汽溫度，由此可以繪制出它們之間的關(guān)系曲線，并可與飽和水蒸汽熱力性質(zhì)表中相應數(shù)值相比較。2. 學會溫度計、壓力表、調(diào)壓器和大氣壓力計等儀表的使用方法。3. 在測試中，能觀察到水在小容積容器金屬表面的泡態(tài)沸騰現(xiàn)象。4. 通過試驗數(shù)據(jù)的整理，掌握飽和蒸汽關(guān)系圖表的編制方法。二、實驗原理本實驗裝置通過利用電加熱器給密閉容器中的蒸餾水加熱，使密閉容器水面以上空間產(chǎn)生具有一定壓力的飽和蒸氣。利用調(diào)壓器改變電加熱器的電壓，使其加熱量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生不同壓力下的飽和蒸氣。三、實驗設(shè)備本裝置由電加熱密封容器

26、(產(chǎn)生飽和蒸汽)、壓力表、溫控儀表等組成(見剖面圖1和面板圖2)。蒸餾水溫度計壓力表保溫棉密封容器機殼觀察窗電加熱器調(diào)壓器圖1 實驗設(shè)備剖面圖1.電接點真空壓力表（0.101.5MPa）；2.排氣閥； 3.緩沖器；4.可視玻璃及蒸汽發(fā)生器；5.電源開關(guān)；6.電功率調(diào)節(jié)；7.溫度計（100250）；8.可控數(shù)顯溫度儀；9.電流表；10.溫控調(diào)節(jié)器圖2 實驗設(shè)備簡圖四、實驗方法與步驟1. 熟悉實驗裝置及使用儀表的工作原理和性能；2. 將電功率調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)至電流表零位，然后接通電源；3. 將溫控調(diào)節(jié)器(10)的溫度起始值設(shè)定為100，順時針調(diào)節(jié)電功率調(diào)節(jié)器(6)，將電流表(9)的電流調(diào)到1A，待水蒸氣

27、的溫度升至100，工況穩(wěn)定后，記錄下水蒸汽的壓力和溫度。重復上述實驗，溫度每增加5，溫度測一組數(shù)據(jù)，在00.6(表壓)范圍內(nèi)實驗不少于10次，并將實驗結(jié)果記錄到表1。4. 實驗完畢后，將調(diào)壓指針旋回零位，斷開電源。五、實驗記錄和整理1. 記錄和計算(1) 實驗裝置接通后要注意安全，不要隨意動電源和真空表。(2) 實驗裝置工作壓力小于0.7 MPa（表壓），切不可超壓操作。(3) 實驗最大工作壓力為8個大氣壓，所以實驗中一定要注意安全，不要隨意動壓力表和排氣閥。其記錄表格如下：表1 可視性飽和蒸氣關(guān)系測量記錄 室溫：實驗次數(shù)飽和壓力（）飽和溫度（）相對誤差壓力表讀數(shù)P 大氣壓力 絕對壓力P=P+

28、B溫度計讀值理論值123456789102. 繪制P-t關(guān)系曲線：(1) 將實驗數(shù)據(jù)繪制在普通坐標上，清除偏離點，繪制曲線。圖3 飽和水蒸氣壓力和溫度的關(guān)系曲線(2) 將實驗數(shù)據(jù)繪制在對數(shù)坐標紙上，則基本呈一直線。圖4 飽和蒸汽壓力和溫度的關(guān)系對數(shù)曲線表2 對數(shù)曲線 壓力六、實驗報告要求 1. 簡述實驗目的和步驟； 2. 說明實驗設(shè)備； 3. 實驗記錄及計算； 4. 將實驗數(shù)據(jù)繪制在普通坐標和對數(shù)坐標紙上。實驗五 用球體法測量導熱系數(shù)實驗一、實驗目的1. 學習用球體法測定粒狀材料導熱系數(shù)的方法。2. 了解溫度測量過程及溫度傳感元件。二、實驗原理 球體法適用于測定顆粒狀(或粉末)材料的導熱系數(shù)。球體導熱裝置是按通過球壁一維穩(wěn)定導熱原理設(shè)計的。其原理是：在兩直徑不同的同心圓球可組成的空腔內(nèi)，充滿被測試材，使試材形成為一定厚度的環(huán)球殼層。實驗時，由于內(nèi)球被加熱，因此，其溫度大于外球，熱量由內(nèi)向外傳遞。 由于內(nèi)外球是完全同心的，被測試材是均質(zhì)的，且內(nèi)外兩球壁表面溫度是均勻的(忽略試材與壁面之間間隙對導熱的影響)，因此，通過試材的導熱可視為一維導熱，其熱流量可用下式計算。 (1)式中：由內(nèi)球通過試材導