I и напряжении U_эл на электронагревателе возможна ошибка (приведенная погрешность) 1,5 %, а погрешность определения теплового потока δQ_Эл=

Измерение температур t₁ и t₂ осуществлялось по показаниям милливольтметра, подключенного в цепь термопар, с использованием градуировочного графика. Класс точности этого прибора неизвестен. В этом случае относительная погрешность показания милливольтметра определяется:

,

где  абсолютная погрешность  принимается равной половине цены деления шкалы прибора, в нашем случае с учетом чувствительности прибора составляет 5 мВ;

е  замеренные показания прибора, предположим е = 200 мВ;

тогда .

Затем по показанию милливольтметра по градуировочному графику определяется . При этом допускается появление еще двух погрешностей:

по оси х ,

по оси y ,

где на миллиметрованной бумаге x = 0,5 мм, y = 0,5 мм.

В данном примере на е = 200 мВ приходится х = 75 мм, а соответственно y = 57,5 мм.

Тогда , .

Таким образом, только при измерении разности температур возможная погрешность измерения составила

.

Аналогично рассчитывается погрешность измерения объемного расхода:

,

где  показания ротаметра.

Пусть

---

=16 делениям, цена деления шкалы ротаметра =0,5, тогда =1,56%.

По градуировочному графику при =16 величина V_x = 160 мм и V_y= 84 мм, тогда = 0,31% и = 0,60%.

Таким образом погрешность определения объемного расхода будет равна =E1,70%.

Массовый расход воздуха рассчитывается по уравнению Клапейрона-Менделеева:

, кг/с,

куда кроме объемного расхода воздуха еще входят измеряемые в опыте давление р (принимается равным барометрическому В, цена деления шкалы барометра 0,5 мм рт. ст.) и температура Т, определяемая по ртутному термометру с ценой деления 0,2 С. Измеренные значения давления и температуры: B=755 мм.рт.ст., Т = 293 К. Тогда

= 0,033%; =0,034%.

Следовательно, погрешность измерения массового расхода составит:

%.

Таким образом, с учетом всех ошибок при измерениях относительная среднеквадратическая погрешность определения теплоемкости составляет:

%.
Подробнее эти вопросы рассмотрены в/1/.

---

Лабораторная работа № 21
Исследование параметров влажного воздуха
в процессах сушки
Цель работы: ознакомиться с основными характеристиками влажного воздуха и Hd-диаграммой; освоить методику экспериментального исследования процесса нагревания влажного воздуха и сушки материалов.
Задание

1. 
   Исследовать процессы нагревания влажного воздуха и сушки материалов (мокрые фарфоровые бусинки – кольца Рашига) нагретым воздухом:
   

1. 
   Измерить параметры влажного воздуха на входе воздуха в установку и на выходе из нее;
   
2. 
   Рассчитать тепловой поток, полученный воздухом в электронагревателе Q, Вт (1 Вт = 1 Дж/с);
   
3. 
   Рассчитать массу влаги М_п, г влаги/ч, получаемую нагретым воздухом от высушиваемого материала за единицу времени;
   

2. 
   Составить отчет о выполненной работе, который должен содержать: задание, основы теории (кратко), схему экспериментальной установки, результаты измерений (в виде таблиц и расчетов). Представить процессы нагревания и сушки в Hd-диаграмме.
   

Основы теории
Влажным воздухом называют смесь сухого воздуха с водяным паром. В качестве рабочего тела влажный воздух используется в сушилках, компрессорах и т.п.

Процессы во влажном воздухе часто протекают при давлениях, близких к атмосферному, когда свойства сухого воздуха и водяного пара близки к свойствам идеального газа. Поэтому далее будет рассматриваться влажный воздух при атмосферном давлении и температуре не выше 100 ^оС. Такой воздух можно рассматривать как смесь идеальных газов, однако с существенной особенностью, что водяной пар во влажном воздухе при определенных условиях может конденсироваться, т.е. вести себя как истинно реальный газ.

Согласно закону Дальтона, каждый газ, входящий в смесь, находится под своим парциальным давлением, а сумма парциальных давлений компонентов равна давлению смеси:

(1)

тогда при

, (2)

где р_см  давление влажного воздуха; р_св  парциальное давление сухого воздуха

---

; р_п  парциальное давление водяного пара; В – атмосферное давление.

Чем больше водяного пара содержится во влажном воздухе, тем больше его парциальное давление. Однако р_п во влажном воздухе не может быть выше давления насыщения р_нас при данной температуре влажного воздуха, т.е. р_п  р_нас.

В лажный воздух, в котором р_п < р_нас, называется ненасыщенным, а влажный воздух, в котором р_п равно р_нас – насыщенным.

Р
2

p

Рис.1. pv- диаграмма водяного пара

v

К

1

3
ассмотрим pv-диаграмму водяного пара (рис. 1). В точке 1 водяной пар, содержащийся в ненасыщенном влажном воздухе, находится в перегретом состоянии. Если понижать температуру этого воздуха, сохраняя его давление постоянным, то можно достигнуть состояния насыщения, точка 2. При этом перегретый водяной пар, имеющий начальную температуру

t₁ = t_см, охладится до температуры t₂= t_нас, при которой парциальное давление пара станет равным давлению насыщения.

При дальнейшем охлаждении насыщенного влажного воздуха водяной пар начнет конденсироваться, образуется туман и выпадет роса. Таким образом, водяной пар во влажном воздухе может находиться в трех различных состояниях: в точке 1 – перегретый пар; в точке 2  сухой насыщенный пар; в точке 3 – влажный насыщенный пар.

Температура t₂, при которой парциальное давление водяного пара становится равным давлению насыщения, называется температурой точки росы, t_росы. Учитывать температуру точки росы t_росы важно при проведении процессов с влажном воздухом или другими влажными газами, например, продуктами горения. Высокая влажность после начала конденсации водяных паров создает благоприятные условия для интенсивной коррозии материалов, из которых изготовлены каналы, камеры или установки, и ускоряет их разрушение.

Рассмотрим некоторые характеристики влажного воздуха.

Абсолютной влажностью воздуха называется масса водяного пара, содержащегося в 1 м³ влажного воздуха. Численно она равна плотности водяного пара при своем парциальном давлении и температуре смеси:

---

, кг/м³, (3)

где m_п – масса водяного пара во влажном воздухе, кг;

V_см – объем влажного воздуха, м³.

Относительной влажностью воздуха φ называется отношение абсолютной влажности к максимально возможной абсолютной влажности при р_п = р_нас:

. ⁽⁴⁾

Поскольку для идеальных газов плотности компонентов смеси пропорциональны своим парциальным давлениям, то

. ⁽⁵⁾

Таким образом, для ненасыщенного (р_п < р_нас) влажного воздуха , для насыщенного (р_п = р_нас) относительная влажность становится максимальной, .

Влагосодержанием воздуха называется отношение массы водяного пара m_п во влажном воздухе к массе сухого воздуха m_в:

, ^{г влаги/кг сух. возд. (6)}

Величину влагосодержания можно выразить через парциальные давления водяного пара и сухого воздуха (В  р_п):

^{, г влаги/кг сух. возд. (7)}

Плотность влажного воздуха можно определить так же, как и плотность смеси газов из уравнения Клапейрона-Менделеева:

, кг/м³, (8)

^{где v}_см <sup>– удельный объем влажного воздуха;

</sup>_см^{– молекулярная масса влажного воздуха, кг/кмоль;}

---

Смотрите также файлы

• Фармакология.docx

• Практическое задание 2 по дисциплине Студент в среде электронного обучения Номер раздела.docx

• Методические рекомендации по организации выполнения и защиты выпускной квалификационной работы по специальностям.doc

• Прибыль предприятия сущность, виды и методика определения.rtf

• Природноклиматические и географические факторы и их влияние на характер исторического развития России. Геополитические цели и интересы России в первой мировой войне.docx