К. Т. Тулеуов, С. А. Абдукаримов. Термодинамика и основы теплотехники методические указания к лабораторным работам (для студентов специальностей 050724, 050729, 050708) Издание третье, переработанное а лматы 2010 удк 621. 536. 016(18)
Скачать 0.69 Mb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН Казахский национальный технический университет имени К.И. Сатпаева Кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности» К.Т. Тулеуов, С.А. Абдукаримов. ТЕРМОДИНАМИКА И ОСНОВЫ ТЕПЛОТЕХНИКИ Методические указания к лабораторным работам (для студентов специальностей 050724, 050729, 050708) Издание третье, переработанное А  лматы 2010УДК 621.536.016(18) СОСТАВИТЕЛИ: К.Т. Тулеуов, С.А. Абдукаримов. Термодинамика и основы теплотехники. Издание третье, переработанное. Методические указания к лабораторным работам. – Алматы: КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2010, с.1–46 Методические указания составлены согласно типовой учебной программе в соответствии с требованиями ГОСО специальностей, учебно-методических комплексов, государственных стандартов, педагогико-психологических основ организации и проведения лабораторных занятий. Они направляют студентов на самостоятельную активизацию учебного процесса и содержит описание пяти лабораторных работ, общие методические указания к лабораторным занятиям, оформлению и защите отчетов. Описание каждой лабораторной работы включает цель работы, задание, основные краткие теоретические сведения, описание и принцип работы экспериментальной установки, методику и порядок выполнения работы и обработки опытных данных и перечень контрольных вопросов. Методические указания предназначены для студентов специальностей 050724, 050729, 050708. Они могут быть использованы студентами других специальностей, изучающих курс теплотехники. Ил.6. Табл.9. Прилож.3. Список лит. – 9 назв. Рецензент А.Г. Танирбергенов, канд. физ.-мат. наук, доцент Печатается по типовой учебной программе утвержденной Министерством образования и науки Республики Казахстан – 2010 год. ©  КазНТУ имени К.И. Сатпаева, 2010 г.ВВЕДЕНИЕ Настоящий сборник содержит методические указания по проведению пяти лабораторных работ по дисциплине «Термодинамика и основы теплотехники» Выполнение студентами этих лабораторных работ позволит углубить теоретические знания по теплотехнике, усвоить основы эксперимента по исследованию термодинамических свойств веществ, параметров состояния, термодинамических процессов и физических основ переноса теплоты, а также соответствующие методики. Цель настоящих методических указаний – дать студенту необходимые методические указания по организации и выполнению лабораторных занятий в период учебного процесса. Проведению каждой лабораторной работы предшествует контроль и подготовка к ней. Для этого по рекомендуемым учебным пособиям [1-9], лекциям и настоящему сборнику следует разобраться в содержании заданной лабораторной работы, усвоить основные положения, необходимые для ее выполнения. Студенты должны проявлять научный и практический интерес к лабораторным занятиям, строго выполнять учебный график, ставить поисковые вопросы и задачи. Кроме того, студент должен самостоятельно работать с литературой и УМК, а также кратко и четко выражать свои мысли при защите отчета. Методические указания по выполнению лабораторных работ составлены по единой схеме и содержат: цель работы; задание; краткие теоретические сведения; методика проведения работы и описание экспериментальной установки включая схему измерений и общий вид установки с указанием характеристик используемых средств измерения и контроля; порядок проведения опыта и обработки результатов измерений; оценку погрешностей измерений и контрольные вопросы Настоящие методические указания переработаны и написаны заново Тулеуовым К.Т., Абдукаримовым С.А. ^ На первом лабораторном занятии студенты должны знакомиться с лабораторной базой и пройти инструктаж по технике безопасности. Студенты обязаны строго соблюдать требования техники безопасности и правила внутреннего распорядка, установленные в лаборатории. Получив от преподавателя задание на выполнение лабораторной работы, студент обязан самостоятельно ознакомиться с описанием в настоящем сборнике и подготовиться к коллоквиуму, которому отводиться 10….15 минут перед выполнением работы. Проведению лабораторной работы предшествует контроль и подготовка к ней. Для этого каждый студент должен к началу лабораторного занятия по рекомендуемым учебным пособиям [1-9], лекциям и настоящему сборнику изучить теоретическую предпосылку, целью, заданию, методику и порядок выполнения эксперимента предстоящей лабораторной работы и составить краткий конспект, включающий все необходимые расчетно-графические и табличные материалы для выполнения и защиты отчета по выполняемой работе, т.е. следует разобраться в содержании данной лабораторной работы, усвоить основные положения, необходимые для выполнения. В течение аудиторного времени студент должен успеть получить допуск, провести опыт, обработать его результаты и защитить отчет по ранее выполненной работе. Для получения допуска к работе необходимо знать краткие теории, целью работы, заданию, методику опыта, порядок выполнения и обработки данных эксперимента. По окончании работы студенту необходимо обсудить с преподавателем полученные экспериментальные данные, занести их в таблицу наблюдений, произвести необходимые расчеты, т.ч. построить, если это требуется, графики и сделать выводы по работе. Результаты лабораторной работы представляются в виде письменного отчета и защищаются студентом до начала выполнения следующей работы. Отчет по выполненной работе составляется индивидуально в форме пояснительной записки на одной стороне листа бумаги формата А4 (210*297), и титульный лист оформляется по СТ РГП 38944979-09-2009 (см. приложение В) с указанием темы (названия) и номер работы, индекс группы и специальности, фамилии и инициалов студента и преподавателя, названия города и даты выполнения, названия учебного заведения кафедры. Отчет по каждой выполненной лабораторной работе включает:
Результаты обработки экспериментальных данных должны быть представлены в системе СИ. На защиту отчета выносится основные теоретические положения, методика, порядок и результаты экспериментального исследования, выводы студенты по работе. Кроме того, каждый студент при защите лабораторной работе должен ответить на все приведенные контрольные вопросы, содержащиеся в конце лабораторной работы. Графики, таблицы, рисунки, диаграммы и т.п. оформляются по государственным стандартам или по стандартам организации (КазНТУ имени К.И, Сатпаева) СТ РГП 38944979-09-2009 При неправильных оформлениях и результатах работы преподаватель бракует лабораторную работу и она подлежит повторному выполнению студентами во внеучебное время. К экзамену по изучаемому курсу допускаются лишь те студенты, которые выполнили и защитили предусмотренные лабораторные работы. ^ 1.1 Цель работы Цель работы – экспериментальное определение газовой постоянной воздуха, получение навыков проведения эксперимента по определению параметров состояния идеального газа (воздуха) 1.2 Задание 1) Экспериментальным путем найти значение газовой постоянной воздуха. 2) Расчетным путем по формуле (1.6) найти расчетное значение газовой постоянной воздуха. 3) Сравнить экспериментальное значение газовой постоянной воздуха  (1.12) с его расчетным  по формуле (1.14) и литературным  =287Дж/(кг*К) значениями по формуле (1.15).4) Определить погрешность эксперимента по формуле (1.16). 5) Составить и защитить отчет по выполненной работе. ^ Воздух представляет собой газовую смесь, состоящую из кислорода  , азота  , углекислого газа  , аргона  , водяных паров и одноатомных газов. Объемные доли r этих газов в воздухе соответственно равны:  =0,7803;  =0,21;  =0,0003;  = 0,0093.При давлениях, близких к атмосферному, и комнатной температуре воздух обладает свойствами идеального газа. Под идеальным газом понимают воображаемый газ, в котором отсутствуют силы взаимодействия между молекулами, а объемом самих молекул можно пренебречь по сравнению с объемом газом. Все реальные газы при высоких температурах и малых давлениях по своим свойствам практически не отличаются от идеального газа. Характеристическое уравнение или уравнение состояния идеального газа связывает между собой основные параметры состояния – давление, объем и температуру – и может бать представлено уравнением Клапейрона (для 1 кг идеального газа) P  =RT или P=ρRT, (1.1)где Р,Т – абсолютные давления, Па, и температура, К; ρ=1/ =m/V – плотность газа  ; =V/m – удельный объем,  ; R – (индивидуальная) газовая постоянная для 1 кг газа, Дж/(кг*К); V,m – объем,  и масса воздуха, кг.Для произвольной массы (m, кг) газа уравнение состояния идеального газа можно получить путем умножения обеих частей (1.1) на массу m: P m=mRT или PV=mRT. (1.2)Для 1 кмоль газа уравнение состояния (уравнение Клапейрона-Менделеева) можно получить путем умножения обеих частей (1.1) на молярную массу газа μ P μ= μRT или P =μRT= T , (1.3)где =μ – объем 1 кмоля газа,  . При нормальных условиях физических условиях ( =1,01325* Па;  =273,15 К) для всех газов =22,41 ; =μR 8314,2 Дж/(кмоль*К) – универсальная газовая постоянная для 1 кмоль газа, одинаковая для всех газов; μ – молярная масса газа, кг/кмоль.Численное значение можно получить из уравнения (1.3), записав его, например, для нормальных условий:= / =1,01325**22,41/273,15=8314,2 Дж/(кмоль*К) (1.4) Универсальное уравнение состояния, отнесенное к 1 кмоль газа (1.3) может быть переписано в виде P =8314,2*Т. (1.5)Индивидуальная газовая постоянная (R) есть работа 1 кг идеального газа в процессе при постоянном давлении и при изменении температуры на один градус (°С или К). Газовую постоянную (воздуха) смеси идеальных газов, если заданы массовые доли  -x компонентов смеси  можно определить по формуле  . (1.6)Среднюю молярную массу смеси можно выразить через молекулярные массы компонентов и их объемные доли формулой  . (1.7)Согласно закону Амага для идеального газа молярная доля  равна объемной доле  -й компоненты газа. Молярные массы газов берут из приложения А.Если абсолютное давление  в сосуде больше барометрического (атмосферного)  , то  определяется по формуле =+ , (1.8) а если меньше, то по формуле =– . (1.9)В уравнениях (1.8) и (1.9) и – избыточное (манометрическое) и вакуумметрическое (разрежение) давления, Па, измеряемые соответственно манометром и вакуумметром. |
Похожие:
 | К. Т. Тулеуов, С. А. Абдукаримов. Термодинамика и основы теплотехники... Методические указания предназначены для студентов специальностей 050724, 050729, 050708. Они могут быть использованы студентами других... | | Методические указания к лабораторным работам предназначены для студентов... Теория электрических цепей Методические указания к лабораторным работам для студентов специальностей 5В071900, 5В070400, 5В070300,... |
| Методические указания к лабораторным работам по курсу «информационные системы в экономике» Методические указания к лабораторным работам по курсу «информационные системы в экономике» для студентов специальности 080105. 65... | | Методические указания к лабораторным работам «Основы метрологии и... Методичні вказівки до лабораторних робіт «Основи метрології та вимірювальної техніки» для студентів електротехнічних спеціальностей... |
| Поппер К. Открытое общество и его враги. Т. 1: Чары Платона. Пер... Первое издание — 1945. Второе издание (переработанное) — 1952. Третье издание (переработанное) — 1957. Четвертое издание (переработанное)... | | Методические указания к лабораторным работам по изучению операционной... Методические указания рекомендуется использовать для проведения лабораторного практикума в объеме 4 – 6 работ |
| Методические указания к лабораторным работам и самостоятельным по... «Информатика» и к учебной практике «Вычислительная техника» для студентов всех специальностей | | Методические указания к индивидуальному домашнему заданию по курсу... Методические указания предназначены для студентов всех форм обучения специальностей: 14050265 «Котло-и реакторостроение», 14010165... |
| Методические указания по курсу «Математика» для студентов В данной работе приводятся тексты контрольных задач, соответствующих программе и методические указания по их выполнению. Издание... | | Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Информационные... Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования |