Устройство для исследования термодинамических процессов

 

Использование: при проведении лабораторных работ по теплотехнике или физике. Цель: упрощение конструкции. Сущность изобретения: в устройстве, содержащем два сосуда, частично заполненные жидкостью, сосуд меньшего диаметра помещен в сосуд большего диаметра вверх дном, а к нижней части последнего присоединен пьезометр. Положительный эффект: устройство имеет простую конструкцию, так как отсутствуют вентили, и компактно. 2 ил.

Изобретение относится к лабораторной технике и может быть использовано при постановке лабораторного практикума по термодинамике или физике.

Известно устройство для исследования термодинамических процессов, содержащее два сосуда и дифференциальный манометр с вентилем (авт. св. СССР N 1030836).

Недостаток этого устройства - большая инерционность протекающих в нем процессов, связанная с тем, что повышение давления газа здесь достигается подогревом газа. Вследствие этого - низкая точность получаемых результатов (трудно точно установить момент, когда заканчивается тот или иной процесс).

Известно также устройство для исследования термодинамических процессов, содержащее два сосуда, частично заполненные жидкостью, дифференциальный манометр с вентилем и приспособление для вертикального перемещения одного из сосудов (авт. св. N 1509978).

Недостаток этого устройства - относительная сложность конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Для достижения этой цели в устройстве для исследования термодинамических процессов, содержащем два сосуда, частично заполненные жидкостью, сосуд меньшего диаметра помещен с зазором в сосуд большего диаметра вверх дном, а к нижней части последнего подсоединен пьезометр.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство в исходном положении; на фиг. 2 - то же, при нижнем положении верхнего сосуда.

Устройство содержит сосуд 1, частично заполненный жидкостью, с подсоединенным к нему в нижней части пьезометром 2 и сосуд 3, помещенный в сосуд 1 вверх дном. К нижней части сосуда 3 прикреплен поплавок 4. На верхней кромке сосуда 1 закреплено направляющее кольцо 5. Снаружи на дно сосуда 3 в процессе проведения работы устанавливается груз 6.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении в сосуд 1 заливают столько воды, чтобы ее уровень в пьезометре 2 был на отметке 0. При плавающем в этом случае на воде сосуде 3 это означает, что в этом сосуде начальное давление равно атмосферному.

Далее нагружают сосуд 3 грузом 6 такого веса, чтобы давление по пьезометру оказалось равным 200-250 мм вод. ст. Это будет процесс адиабатического сжатия. При сжатии воздуха происходит повышение его температуры. Поэтому следующий процесс - охлаждение воздуха до температуры окружающей среды. Можно считать этот процесс протекающим при постоянном объеме, т. е. изохорным. Затем снимают груз 6 и сосуд 3 всплывает. При этом происходит расширение адиабатического воздуха в сосуде 3 с понижением его температуры. Поэтому четвертым процессом будет процесс подогрева воздуха до температуры окружающей среды.

По замеренным значениям давлений в указанных процессах с использованием известных термодинамических соотношений можно определить значение показателя адиабаты воздуха, а также все термодинамические параметры в узловых точках процессов и количества подводимого и отводимого тепла.

Устройство это значительно проще устройства по прототипу (авт. св. N 1509978) и это является одним из положительных его свойств. Кроме того, в нем меньше мест соединения деталей, поэтому меньше вероятность разгерметизации рабочей зоны, т. е. выше надежность.

Это устройство также значительно компактнее, что является немаловажным обстоятельством для любой исследовательской лаборатории.

Указанные факторы обеспечивают соответствующий положительный эффект при реализации заявляемого устройства. (56) Авторское свидетельство СССР N 1509978, кл. G 09 B 23/16, 1988.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, содержащее два сосуда, частично заполненных жидкостью, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и достижения большей компактности, сосуд меньшего диаметра помещен в сосуд большего диаметра вверх дном, а к нижней часта последнего подсоединен пьезометр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2