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范文一：绝热指数
绝热指数
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絕熱指數（英语：adiabatic index）是指等壓熱容（C P ）和等容（等體積）熱容（C V ）的比值，也稱為熱容比（英语：heat capacity ratio）或絕熱膨脹係數（英语：isentropic expansion factor），常用符號γ或κ表示。後者常在化學工程領域中使用，在機械工程領域中，會使用字母k 表示絕熱指數[1]：
其中，C 是氣體的熱容或比熱容，而下標P 及V 分別表示在等壓條件及等體積條件下的結果。 絕熱指數也是理想氣體在等熵過程（準靜態、可逆的絕熱過程）下的多方指數，即以下體積和壓強關係式中體積的次方：
pV γ = 常數 其中 p 是壓強而 V 是體積。
目录
?
????
1 理想氣體的绝热指數
?1.1 和自由度的關係 2 熱力學的關係
3 各種氣體的绝热指数 4 參照 5 參考
理想氣體的绝热指數
理想氣體的熱容不隨溫度變化。焓及內能分別為H = C P T 及U = C V T 。因此绝热指數也可以視為是焓及內能的比值：
理想氣體的熱容也可以用绝热指數（γ）及氣體常數（R ）表示：
和自由度的關係
理想氣體的绝热指數（γ）和分子的自由度之間，有以下的關係：
理想氣體分子的原子數和等容熱容（C V ）、等壓熱容（C p ）及绝热指数
κ
之間的關係
C V
C p
單原子氣體的自由度是3，因此绝热指數為：
,
單原子氣體雙原子氣體
雙原子氣體，在室溫下的自由度為5（平移自由度3
，旋轉自由度2，室溫下不考慮振動自由度），因此绝热指數
三原子氣體為：
.
空氣主要由雙原子氣體組成，包括約78%的氮氣（N 2）及約21%的氧氣（O 2），室溫下的乾燥空氣可視為理想氣體，因此其绝热指數為：
.
以上數據和實際量測而得的數據1.403相當接近。
熱力學的關係
在一些特定的工程應用中（如計算氣體經過導管或閥的流速），C p ? C v = R 的關係不夠準確，因些定
體積熱容C v 需要由實測求得，若依下式計算定體積熱容C v ，即得求得精確的绝热指數：
其中C p 的數值可以由查表求得。
上述的定義可由來推導嚴謹的狀態方程式（例如Peng-Robinson 狀態方程式），這些方程式所求得的值和實測值非常接近，因此定體積熱容或绝热指數可直接用方程式計算，不需查表。也可以利用有限差分法（finite difference method）來計算其數值。
各種氣體的绝热指数
各種氣體的绝热指数[2][3]
溫度氣體溫度氣體溫度γγ?181°C 1.597200°C 1.39820°C ?76°C 20°C 100°C 400°C 1000°C 2000°C 20°C
H 2
1.453
400°C
1.4101000°C 1.404 2000°C 1.3871.3581.3181.660
0°C 20°C 100°C 400°C
CO 2乾空氣
1.393
20°C
氣體γNO 1.400N 2O 1.310
1.365?181°C 1.470
N 2
1.088 15°C 1.404
Cl 21.3401.31020°C 1.300
1.2811.235
?115°C 1.410?74°C CH 41.35020°C 1.320
He
20°C 100°C H 2O 200°C ?180°C
Ar
20°C 0°C 20°C 100°C
1.3301.3241.3101.7601.6701.403
濕空氣1.400
1.401
1000°C 20°C ?181°C ?76°C 20°C 100°C 200°C 400°C
CO
1.1951.4001.4501.4151.4001.3991.3971.394
15°C 19°C 19°C 19°C 15°C 360°C 15°C 16°C
NH 31.310Ne Xe Kr SO 2
1.6401.6601.6801.290
O 2
Hg 1.670C 2H 61.220C 3H 81.130
參照
??????
热容 比熱容 音速
熱力學方程式（Thermodynamic equations） 熱力學 容積熱容
參考
1. ^ Robert W. Fox, Philip J. Pritchard and Alan T. McDonald. Introduction to Fluid Mechanics. 6th.
Wiley. 2008. ISBN 9780471202318.
2. ^ White, Frank M.: Fluid Mechanics 4th ed. McGraw Hill 3. ^ Lange's Handbook of Chemistry, 10th ed. page 1524
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范文二：气体绝热指数
气体绝热指数
若流体工质在状态变化的某一过程中不与外界发生热交换，则该过程就称为绝热过程．用节流孔板测量气体流量时，流体流过节流孔板时发生的状态变化，可近似地认为是一绝热过程．为了在测量中能求出气体膨胀系数，就需要知道表征被测气体为绝热过程的绝热指数．若该气体可认为是理想气体，则其绝热指数K 就是定压比热容与定容比热容之比，即
K＝Cp / Cv （1－25） 对于实际气体来说，绝热指数与气体的种类、所受压力、温度有关．一般地说，单原子气体的绝热指数K 为1. 66，双原子气体的绝热指数K 为1．41．表l －5给出各种不同气体绝热指数较精确的数值．
二、 空气的基本物理特性
在很多情况下，增加压力可以使气体液化。但是，压力增加使饱和温度提高不是无止境的。当温度超过某一值时，即使再提高压力也无法使气体液化，只有温度低于该值时，液化才有可能。这个温度叫“临界温度”。相应于临界温度下的液化压力叫临界压力。对一定的物质、临界温度与临界压力有确定的数值。对一般气体有下表数据：
安全阀系压力容器在运行中实现超压泄放的安全附件之一，也是在线压力容器定期检验中必检项目。它包括防超压和防真空两大系列，即一为排泄容器内部超压介质防止容器失效，另一方面则为吸入外部介质以防止容器刚度失效。凡符合《容规》适用范围的压力容器按设计图样的要求装设安全阀。
一．安全阀的选用方法
a ）根据计算确定安全阀. 公称直径. 必须使安全阀的排放能力≥压力容器的安全泄放量 b ）根据压力容器的设计压力和设计温度确定安全阀的压力等级;
c ）对于开启压力大于3MPa 蒸汽用的安全阀或介质温度超过320℃的气体用的安全阀, 应选用带散热器(翅片) 的形式;
d ）对于易燃、毒性为极度或高度危害介质必须采用封闭式安全阀, 如需采用带有提升机构的, 则应采用封闭式带板手安全阀;
e ）当安全阀有可能承受背压是变动的且变动量超过10%开启压力时, 应选用带波纹管的安全阀;
f ）对空气、60℃以上热水或蒸汽等非危害介质, 则应采用带板手安全阀 g ）液化槽(罐) 车, 应采用内置式安全阀.
h ）根据介质特性选合适的安全阀材料:如含氨介质不能选用铜或含铜的安全阀; 乙炔不能选用含铜70%或紫铜制的安全阀.
i ）对于泄放量大的工况, 应选用全启式; 对于工作压力稳定, 泄放量小的工况, 宜选用微启式; 对于高压、泄放量大的工况, 宜选用非直接起动式, 如脉冲式安全阀. 对于容器长度超过6m 的应设置两个或两个以上安全阀.
j ）工作压力Pw 低的固定式容器, 可采用静重式（高压锅）或杠杆重锤式安全阀. 移动式设备应采用弹簧式安全阀.
k ）对于介质较稠且易堵塞的, 宜选用安全阀与爆破片的串联组合式的泄放装置.
l ）根据安全阀公称压力大小来选择的弹簧工作压力等级. 安全阀公称压力与弹簧工作压力关系, 见表1
m ）
安全阀公称压力PN 与弹簧工作压力关系表
表1
安全阀应动作灵敏可靠, 当到达开启压力时, 阀瓣应及时开启和完全上升, 以顺利排放; 同时应具有良好的密封性能, 不仅正常工作时保持不漏, 而且要求阀瓣在开启复位后及时关闭且保持密封; 在排气压力下阀瓣应达到全开位置, 无震荡现象, 并保证排出规定的气量。
二．安全阀计算实例
我们在压力容器设计和定期检验中均要求对安全阀的安全排放能力进行选型或校验计算。基于以往资料不齐全, 往往以大代小, 造成不必要的浪费。现拟以GB150附录B-B5.1 b) 为依据，用不同介质、压力、温度对安全阀的安全排放量进行选型计算。
例1：有一空气储罐,DN1000㎜，容积V=5m最高工作压力为0.8MPa ，工作温度为30℃进口管为φ57X3.5, 确定安全阀尺寸.
解1) 确定气体的状态条件 设Po —安全
3
解：在压力容器中，绝大多数安全阀的出口侧压力与它的泄放压力之比即Po/pd都小于理论值0.528。（此值由空气作试验介质求得Po/pd=0.528）属于临界状态。
Pd ——安全阀的泄放压力（绝压）
Pd=1.1×P＋0.1MPa=1.1×1.1Pw＋0.1=1.21×0.8＋0.1=1.068MPa 查得ρ=5.388Kg/m. K=455°(t=182℃)
∴WS=2.83×10ρνd =2.83×10×5.388×25×50=953Kg 最小排放面积A
-3
2
-3
2
3
A=
其中蒸汽在工作温度和压力下的压缩系数Z 。可根据高鸿华主编《压力容器安全技术问题》第71问中的公式进行计算：（注1）
Z= = =0.93
式中：R ——848Kg·m/Kmol·K T ——蒸汽绝对温度K ν——蒸汽比容
M ——分子量。 蒸汽k=1.135
∴A=
2
=245.7mm
do= = =17.7㎜
取DN=32的安全阀。（do=20㎜）
注1、介质压缩系数可按GB150附录B 章进行计算，一些常用介质的临界特性，由表4查得
某些气体的主要物理特性
表4
上述的工况。同样可以用（B7）式进行计算。该式在计算时略去繁锁系数Z 的计算，当Pd≤10Mpa时
A= = =242.8mm
2
do= = =17.6㎜
众所周知，压缩系数Z 是反映了真实气体在压力、温度和比容之间的关系上和理想气体的差异。在常温及压力不太高的情况下，真实气体与理想气体的差异不大。即压缩系数
Z≈1，而一
阀出口侧压力（绝压）0.103MPa （近似为0.1MPa ）
则Pd —安全阀泄放压力（绝压）为
Pd=1.1Pw+0.1+10%P=1.068MPa（GB150附录B4.2.1） 当安全阀出口侧为大气时: Po/Pd=0.103/1.068=0.0936 而（2/(k+1)）
k/(k-1)
=（2/(1.4+1)）
k/(k-1)
1.4/(1.4-1)
=0.53
∴ Po/Pd＜（2/(k+1)） 是属于临界状态条件, 安全阀排放面积A 按（B5）计算
A≥ mm （B5）
(k+1)/(k-1)
式中: C气体特性系数, 查表B1或C=520√k（2/(k+1)）
K —安全阀额定泄放系数,K=0.9倍的泄放系数(泄放系数由制造厂提供, 一般为0.75); 或按《容规》附件五第二节有关规定中选取.
2) 容器安全泄放量的计算:
盛装压缩气体或水蒸汽的容器安全泄放量, 按下列规定来确定
a. 对压缩机贮罐或水蒸汽的容器, 分别取压缩机和水蒸汽发生器的最大产气量; b. 气体储罐等的安全泄放量按(B1)式计算 Ws=2.83×10ρυd ㎏/h (B1) 式中 ρ为排放压力下的气体密度.
ρ=M（分子量）×Pw’(排放绝对压力)×273/(22.4×(273+t)) 空气M=28.95
排放绝对压力Pw’=10.68㎏/㎝
代入上式得 ρ=28.95×10.68×273/22.4×303=12.44㎏/m
υ—容器在工作压力下的进口管的气体流速m/s;查表2得υ=10～15m/s
一些常用气体流速范围
表2
3
2
-3
2
取υ=10m/s.
将上述ρ、ν、d 代入得
Ws=2.83×10×12.44×15×50 =1320.2㎏/h
-3
2
则A= =205.4mm
2
若采用带板手全启式安全阀
A=0.785d0=205.4mm d0=(205.4/0.785)=16.2㎜
根据统计概算, 全启式安全阀的喉径d0与公称直径DN 之比约为0.625, 而微启式安全阀的喉径d0与公称直径DN 之比约为0.8.
∴选用公称直径DN32
的全启式带板手安全阀.
安全阀公称直径与喉径关系
表3
2
2
1/2
范文三：空气绝热指数测定
空气绝热指数测定
一、实验目的
cc1、测定空气的绝热指数及空气的比热及。 kpv
2、熟悉以绝热膨胀、定容加热基本热力过程为工作原理的测定绝热指数实验方法。
二、实验装置及测试原理
空气绝热指数测定装置见图示。利用气囊往有机玻璃容器内充气，通过U型压力计测出容器内的压力P;压力稳定后，突然打开阀门5并迅速关闭，在此过1
计上显示出膨胀后容器内的空气压力P;然后，程中，空气绝热膨胀，在U型压力2持续一小时左右，使容器中的空气与实验环境的空气进行热交换，最后达到热平衡，即容器中的空气温度与环境温度相等，此时，U型压力计显示出温度相等后，容器中空气压力P。 3
k,,pv21,根据过程方程:,, (1) pv12,,
又根据状态方程:
pvRT, (2) 111
pvRT, (3) 222
pvRT, (4) 333
vv,TT,其中:， 3231
解上述方程组可得:
k,,pp32, ,,pp11,,
所以绝热指数K为:
cppp32k,k,lg/lg cpp11v
空气绝热指数测定装置示意图
1,有机玻璃容器;2,进气及测压三通;
3,型压力计;4,气囊;5,放气阀门。
ccR,，又由 pv
RkR
c,c,vp可得: 与 k,11k,
式中:V—比容;
R—空气常数;
T—热力学温度。
三、实验方法及步骤
1、测试前的准备
1)将阀门5的锥形塞拔出，抹上一些真空油，以改善阀门的密封性能，(
抹油后安装就位，并把螺帽拧紧。
(2)在阀门与开启的情况下(即容器与大气相通)，用医用注射器将蒸馏水
注入U型压力计至一定高度。水柱内不能含有气泡，如有气泡，要设法排除。 (3)调整装置的水平位置，使U型压力计两水管中的水柱高在一个水平线。 2、记录U型压力计初始读数h。(即容器与大气相通时，压力计中水柱高度)。 3、关闭阀门口5，把螺帽拧紧。
4、用气囊往有机玻璃容器内缓慢充气，至一定值时，待压力稳定后，记录
此时的水柱高度差?h。 1
5、突然打开阀门5，并迅速关闭。空气绝热膨胀后，在U型管内显示出膨胀后容器内的气压，记录此时的水柱高度差?h。 2
6、持续1,2小时，待容器内空气的温度与测试现场的大气温度一致时，记录此时的水柱高度差?h。 3
7、一般要求重复三次试验，取其结果的平均值作为实验最终结果。
四、实验数据处理
测试项
? h ?h h?h0123
目 备 注
mm mm mm mm
测试次数
1 2 3
P大气压力= mmHO 2a
t大气温度= ? a
PPh,，, mmHO 211a
PPh,，, mmHO 222a
PPh,，, mmHO 213a
空气绝热指数:
pp32k,lg/lg pp11
空气定容比热:
R
c,v 1k,
空气定压比热:
kR
c,p k,1
五、测试结果分析
1、分析影响测试结果的因素。
2、讨论测试方法存在的问题。
六、注意事项
1、气囊往往漏气，充气后必须用夹子将胶管夹紧。 2、在试验过程中，测试现场的温度要求基本恒定，不然，很难测出可靠的数据。
范文四：空气绝热指数测定
空气绝热指数测定
一、实验目的
cck1、测定空气的绝热指数及空气的比热及。 pv
2、熟悉以绝热膨胀、定容加热基本热力过程为工作原理的测定绝热指数实验方法。
二、实验装置及测试原理
空气绝热指数测定装置见图示。利用气囊往有机玻璃容器内充气，通过U型压力计测出容器内的压力P;压力稳定后，突然打开阀门5并迅速关闭，在此过1
程中，空气绝热膨胀，在U型压力计上显示出膨胀后容器内的空气压力P;然后，2持续一小时左右，使容器中的空气与实验环境的空气进行热交换，最后达到热平衡，即容器中的空气温度与环境温度相等，此时，U型压力计显示出温度相等后，容器中空气压力P。 3
k
,,pv21,根据过程方程: (1) ,,pv12,,
又根据状态方程:
pvRT, (2) 111
pvRT, (3) 222
pvRT, (4) 333
vv,TT,其中:， 3231
解上述方程组可得:
k,,pp32, ,,pp11,,
所以绝热指数K为:
cppp32k,k,lg/lg cppv11
空气绝热指数测定装置示意图
1,有机玻璃容器;2,进气及测压三通;
3,型压力计;4,气囊;5,放气阀门。
ccR,，又由 pv
RkR
c,c,vp可得: 与 11k,k,
式中:V—比容;
R—空气常数;
T—热力学温度。
三、实验方法及步骤
1、测试前的准备
1)将阀门5的锥形塞拔出，抹上一些真空油，以改善阀门的密封性能，(
抹油后安装就位，并把螺帽拧紧。
(2)在阀门与开启的情况下(即容器与大气相通)，用医用注射器将蒸馏水
注入U型压力计至一定高度。水柱内不能含有气泡，如有气泡，要设法排除。 (3)调整装置的水平位置，使U型压力计两水管中的水柱高在一个水平线。 2、记录U型压力计初始读数h。(即容器与大气相通时，压力计中水柱高度)。 3、关闭阀门口5，把螺帽拧紧。
4、用气囊往有机玻璃容器内缓慢充气，至一定值时，待压力稳定后，记录
此时的水柱高度差?h。 1
5、突然打开阀门5，并迅速关闭。空气绝热膨胀后，在U型管内显示出膨胀后容器内的气压，记录此时的水柱高度差?h。 2
6、持续1,2小时，待容器内空气的温度与测试现场的大气温度一致时，记录此时的水柱高度差?h。 3
7、一般要求重复三次试验，取其结果的平均值作为实验最终结果。
四、实验数据处理
测试项
h ?h ?h ?h 0123目 备 注
mm mm mm mm 测试次数
1 2 3
P大气压力= mmHO 2a
t大气温度= ? a
PPh,，, mmHO 211a
PPh,，, mmHO 222a
PPh,，, mmHO 213a
空气绝热指数:
pp32k,lg/lg pp11
空气定容比热:
R
c,v 1k,
空气定压比热:
kR
c,p 1k,
五、测试结果分析
1、分析影响测试结果的因素。
2、讨论测试方法存在的问题。
六、注意事项
1、气囊往往漏气，充气后必须用夹子将胶管夹紧。 2、在试验过程中，测试现场的温度要求基本恒定，不然，很难测出可靠的数据。
范文五：空气绝热指数测定
空气绝热指数测定
一、实验目的
1、测定空气的绝热指数k 及空气的比热c p 及c v 。
2、熟悉以绝热膨胀、定容加热基本热力过程为工作原理的测定绝热指数实验方法。
二、实验装置及测试原理
空气绝热指数测定装置见图示。利用气囊往有机玻璃容器内充气，通过U 型压力计测出容器内的压力P 1；压力稳定后，突然打开阀门5并迅速关闭，在此过程中，空气绝热膨胀，在U 型压力计上显示出膨胀后容器内的空气压力P 2；然后，持续一小时左右，使容器中的空气与实验环境的空气进行热交换，最后达到热平衡，即容器中的空气温度与环境温度相等，此时，U 型压力计显示出温度相等后，容器中空气压力P 3。
p 2?v 1?
= ? （1） 根据过程方程：
p 1?v 2?
又根据状态方程：
其中：v 3
k
p 1v 1=RT 1
p 2v 2=RT 2
（2） （3） （4）
p 3v 3=RT 3 =v 2，T 3=T 1
p 2?p 3?= ? p 1?p 1?
k
解上述方程组可得：
所以绝热指数K 为：
c p
p 3p 2
/lg k = k =lg c v p 1p 1
空气绝热指数测定装置示意图 1－有机玻璃容器；2－进气及测压三通； 3－型压力计；4－气囊；5－放气阀门。
又由c p
=c v +R
R
可得：c v =k -1
式中：V —比容；
kR
与c p =k -1
R—空气常数； T—热力学温度。 三、实验方法及步骤 1、测试前的准备
（1）将阀门5的锥形塞拔出，抹上一些真空油，以改善阀门的密封性能，抹油后安装就位，并把螺帽拧紧。
（2）在阀门与开启的情况下（即容器与大气相通），用医用注射器将蒸馏水注入U 型压力计至一定高度。水柱内不能含有气泡，如有气泡，要设法排除。
（3）调整装置的水平位置，使U 型压力计两水管中的水柱高在一个水平线。 2、记录U 型压力计初始读数h 。（即容器与大气相通时，压力计中水柱高度）。 3、关闭阀门口5，把螺帽拧紧。
4
、用气囊往有机玻璃容器内缓慢充气，至一定值时，待压力稳定后，记录
此时的水柱高度差△h 1。
5、突然打开阀门5，并迅速关闭。空气绝热膨胀后，在U 型管内显示出膨胀后容器内的气压，记录此时的水柱高度差△h 2。
6、持续1～2小时，待容器内空气的温度与测试现场的大气温度一致时，记录此时的水柱高度差△h 3。
7、一般要求重复三次试验，取其结果的平均值作为实验最终结果。
四、实验数据处理
大气压力P a = mmH2O 大气温度t a = ℃
P 1=P a +?h 1
mmH2O
P 2=P a +?h 2
mmH2O
mmH2O
P 1=P a +?h 3
空气绝热指数：
k =lg
p p 2
/lg 3 p 1p 1
空气定容比热：
R c v =
k -1
空气定压比热：
kR c p =
k -1
五、测试结果分析
1、分析影响测试结果的因素。 2、讨论测试方法存在的问题。 六、注意事项
1、气囊往往漏气，充气后必须用夹子将胶管夹紧。
2、在试验过程中，测试现场的温度要求基本恒定，不然，很难测出可靠的数据。
