2.6 Контрольні запитання

1. Що таке вимірювання?

2. Який існує зв’язок між вимірюваною величиною та її числовим значенням?

3. Як проводяться прямі та непрямі вимірювання?

4. Навести приклади прямих та непрямих вимірювання?

5. Які методи вимірювання використовуються при виконанні теплотехнічних замірів?

6. Як класифікуються методи вимірювань?

7. Що таке точність вимірювання?

8. Як класифікуються похибки вимірювання?

9. Що таке абсолютна похибка?

10. Що таке відносна похибка?

11. Що таке клас точності приладу?

12. Що таке температура і які існують температурні шкали?

13. Які існують типи термометрів?

14. Який принцип дії приладів для витмірювання темпера-тури?

15. Наведіть умови правильності вимірювання темпера-тури.

16. Що таке тиск? Наведіть основні одиниці тиску.

17. Які існують пристрої для вимірювання тиску? Який їх принцип дії.

18. Що таке витрата речовини? Наведіть одиниці вимірювання витрати речовини.

19. Наведіть засоби вимірювання витрати і розкажіть їх прин-цип дії.

20. Які умови точності вимірювання витрати?

21. Як визначається абсолютна середньоквадратична похибка вимірювання?

22. Як визначається середньоарифметичне значення вимірю-ваної величини?

23. Як визначається абсолютна похибка вимірювання?

24. Як визначається максимально можлива похибка вимірю-вання?

3 Лабораторна робота № 2 Дослідження термодинамічних процесів

3.1 Мета і задачі роботи

Мета - засвоєння та поглиблення теоретичного матеріалу з розділу „Термодинамічні процеси газів”.

Задачі:

– експериментальне визначення показника адіабати повітря;

– набуття навиків виконання теплотехнічного експерименту і обробки одержаних резулътатів;

– використання результатів експерименту в інженерних розрахунках.

3.2 Теоретичні положення

Процеси передачі, використання і перетворення енергії супровожується зміною стану тіл, що приймають участь в цих процесах.

Робота теплоенергетичних машин (теплових двигунів, компpecopів, холодильних машин, термотрансформаторів, тощо), теплоенергетичного і технологічного устаткування (парогенераторів, теплообмінників, абсорберів, печей, тощо) характеризується значною кількістю різноманітних термодинамiчниx процесів, переважну частину котрих можна з неістотною для виробництва похибкою розрахувати як відповідні політропні процеси.

Дуже часто процес нагрівання (охолодження) газу в закритому металевому резервуарі розраховують за формулами ізохорного про­цесу, тобто нехтують зміною об’єму газу в резервуарі. Це можливо то­му, що для переважної більшості конструкційних металів та їх сплавів коефіцієнт лінійного розширення  коливається в межах (5…30)10^-6K^-1.

Наприклад, при зміні середньої температури стінок резервуара з алюмінієвого сплаву (= 3010^-6К^-1)на 100 К об’єм в цьому резервуарі зміниться на 0.9%. Для більшості технічних розрахунків така похибка допустима.

Часто нехтують при розрахунках теплових процесів зміною тиску газів, пари та рідин в трубах і каналах парогенераторів, теплообмінників, в камерах згоряння газових турбін, двигунів і такі процеси розраховують як ізобарні.

При стисканні газів в циліндрах поршневих машин, при розширенні робочого тіла в циліндрах двигунів внутрішнього згоряння, в газових турбінах, в соплах машин зміна стану газу відбувається так швидко, що в першому наближенні впливом теплообміну між газом і навколишнім середовищем можна знехтувати, тобто вважати ці процеси адіабатними.

Однією з важливих характеристик адіабатного процесу є показник адіабати k ( коефіцієнт Пуассона). Він визначається як відношення ізобарної теплоємності до ізохорної, тобто:

, (3.1)

де С_p , С_p , С_p - середня ізобарна, відповідно, питома (масова), об’ємна та мольна теплоємності; С_v , C_v , C_v - середня ізохорна, відповідно, питома (масова), об’ємна та мольна теплоємності.

Kpім розрахунку адіабатного процесу, значення показника адіабати використовується при розрахунках теплоємності та теплоти політропного процесу, теоретичної швидкості витікання газу, тощо.

Показник адіабати ідеальних газів залежить в основному від числа атомів в молекулі газу. Згідно молекулярно-кінетичної тeopії газів k=1,67 для одноатомних газів (He, Ne, Ar, Kr, Xe, тощо), k=1,4 для двоатомних газів (H₂, N₂, CO, O₂), k=1,3 для газів, молекули яких складаються з трьох і більше атомів (H₂O, CO₂, NH₃,CH₄, тощо).

Із рівняння випливає, що показник адіабати зменшується із підвищенням температури.