热工基础实验指导书

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热工基础实验指导书-完整版

机电与能源实验中心
能源与环境工程实验室
实验一、空气绝热指数的测定
一、实验目的
1.学习测量空气绝热指数的方法。 2.通过实验，培养运用热力学基本理论处理实际问题的能力。 3.通过实验，进一步加深对刚性容器充气、放气现象的认识。
二、实验原理
在热力学中，气体的定压比热容 c p 和定容比热容 cv 之比被定义为该气体的绝热指数，并以 k 表示，即 k c p / cv 。本实验利用定量气体在绝热膨胀过程和定容加热过程中的变化规律来测定空气绝热指数 k 。该实验过程的 P－V 图，如图 1 所示。图中 A B 为绝热膨胀过程；B C 为定容加热过程。因为 A B 为绝热过程，所以
三、实验设备
本实验的实验设备如图 2 所示。实验时，通过充气阀对刚性容器进行充气，至状态 A，由 U 形管差压计测得状态 A 的表压 h A ( mmH2O )，如图 3 状态 A，我们选取容器内一分气体作为研究对象，其体积为 VA，压力为 PA，温度为 TA，假设通过排气阀放气，使其压力与大气压被力相平衡，恰好此时的气体膨胀至整个容器（体积为 VB），立即关闭排气阀，膨胀过程
所以，按照近似的方法，（5）式可简化为
k
hA / pa hA (h A hC ) /( p a hC ) h A hC
（6）
本实验装置即可以利用这个简化（近似）的计算公式测定空气绝热指数 k。
六、实验数据记录和整理
室温 ta ＝序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ∑ki/10
4 a T3a Tf T1b T34 b 4 4 4 b T3b T f T1a T3a
（6）
当 b 为黑体时，ε b≈1，（6）式可写成：

201204 热工综合实验-实验指导书

《热工综合实验指导书》何涛编刘建华审机械工程实验教学中心目录实验一、气体定压比热的测定 (2)实验二、稳态平板法测定绝热材料导热系数 (7)实验三、强迫对流单管管外放热系数测定.............................................. (11)实验四、大容器沸腾换热系数测定 (18)实验五、换热器综合实验 (21)实验一气体定压比热的测定一、实验目的1.熟悉测定气体比热过程中测温、测压、测热量、测流量的方法。

2.了解气体比热测定装置的基本原理和构思。

3.分析实验系统中产生误差的原因及减少误差的可能途径。

从而增加热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，以利于培养分析问题和解决问题的能力。

4.综合运用湿空气、定压比热等方面的知识，验证空气的定压比热在0—300℃温度条件下与温度近似呈线性关系，培养综合应用能力。

二、实验设备风机、LML—1型湿式气体流量计、秒表、比热仪本体、功率调节器、功率表、干湿球温度计、U型玻璃管压力计、水银气压计、玻璃管水银温度计、电源。

整套装置由风机、流量计、比热仪本体、电功率调节器及测量系统组成。

如图一示，为一开口系统。

比热仪本体如图二所示。

空气由风机经流量计送入比热仪本体，经过加热、均流、混流、测温后流出。

出口温度由输入电加热器的电压调节。

本装置可以测300℃以下气体的定压比热。

三、参数测量1. 用胶管将比热仪本体与流量计、节流阀、风机连通。

2. 连接功率表和调压器。

3. 选择合适的温度计插入混流网的凹槽中。

4. 接通电源，开动风机，调节流量达最大值。

5. 在加热器没工作的情况下，调节节流阀使流量保持每10升气体通过流量计所需时间在55～60秒之间。

6. 启动电热器开始工作，缓慢提高电压，使出口温度上升。

7. 待系统工况稳定后（出口温度在10分钟之内无变化或有微小起伏，即可视为稳定）测量下列数据：每10升气体通过流量计所需时间（秒）；比热仪进口温度和出口温度；当场大气压；流量计出口处的气体表压；电热器的加热功率；8. 提高电热器功率，使出口温度上升，系统达到新的平衡后，重复步骤7的工作。

热工实验指导书集控、热动

热工学理论基础实验指导书（集控、热动专业）前言本实验指导书是为电厂集控运行专业及电厂热能动力装置专业开设的专业课程的实验教学指导。

通过实验帮助广大学生加强对书本知识的理解，并在实验的进行过程中锻炼基本的操作技能与动手能力。

本实验指导书由于编写时间、水平有限，难免会有疏漏谬误之处，热切期望实验指导老师与学生们能够提出宝贵的意见，谢谢。

实验要求及方法热工实验包括预习，讲解与实际操作，实验总结与考核等，为保证实验正常进行，应遵守如下规则：1.明确实验目的，端正学习态度，认真参加实际操作，并在指定岗位上进行实操，服从实验指导教师的指导。

2.注重操作技能，认真听取实验指导教师讲解，仔细观察示范操作，将理论联系实际。

3.掌握基本的专业技能，能严格按实验要求计算，整理实验数据，并认真完成实验报告。

4.注意节约实验材料，爱护设备，并应正确使用与妥善保管，因使用不当等原因造成设备损坏应照价赔偿。

5.遵守实验规则和安全操作规程，保持实验岗位的干净，整洁。

实验考核方式以实验的各项实际操作过程考核为主，结合实验报告及学习态度评定。

实验一：换热器综合实验一.实验目的1.熟悉换热器性能的测试方法；2.了解套管式换热器，螺旋板式换热器和列管式换热器的结构特点及其性能的差别；3．加深对顺流和逆流两种流动方式换热器换热能力差别的认识；二．实验装置；换热器性能测试试验，主要对应用较广得间壁式换热器中的三种换热：套管式换热器螺旋板式换热器和列管式换热器进行其性能的测试。

其中，对套管式换热器和螺旋板式换热器可以进行顺流和逆流两种流动方式的性能测试，而列管式换热器只能作一种流动方式的性能测试。

1．热水流量调节阀 2.热水螺旋板、套管、列管启闭阀门组 3.冷水流量计4.换热器进口压力表5.数显温度计6.琴键转换开关7.电压表8.电流表9.开关组10.冷水出口压力计11.冷水螺旋板、套管、列管启闭阀门组12.逆顺流转换阀门组13.冷水流量调节阀换热器性能试验的内容主要未测定换热器的总传热系数，对传热温差和热平衡误差等，并就不同换热器，不同两种流动方式，不同工况的传热情况和性能进行比较和分析。

热工实验指导书

实验一燃烧热的测定一、实验目的1．学习煤的燃烧热的测定原理和测定方法，掌握绝热式热量计的使用方法。

2．掌握燃料实际燃烧温度的计算方法，并讨论燃料热值是否达到使用要求。

二、实验原理本实验用数字式全自动量热计测定不同煤样的燃烧热。

这是一种绝热式量热计，实验过程中外筒温度自动跟踪内筒温度，即内外筒在实验过程中“绝热”。

测量燃烧热所依据的基本原理是能量守恒定律。

样品在氧弹中燃烧放出的热，引火丝燃烧放出的热及氧气中少量氮气氧化成硝酸的生成热，全部被量热体系所吸收，其温度升高，测得了温度升高值，即可求出算该样品的燃烧热。

发热量：Gcqb h T h T KH Q f DT 43.1)]()[(1122----+=（1）式中：fDT Q ——被测试样的发热量G ——被测试样的重量（克） K ——热量计水当量（克） q ——引火线的燃烧热（卡/克） b ——实际消耗的引火线重量（g ） H ——1.000℃T 1、T 2——直接观察的内筒初始及终了平衡点温度（℃） h 1、h 2——温度为T 1、T 2时对温度计的校正C ——滴定洗弹液所消耗的1ml1/10N NaOH 溶液体积（ml ）三、实验步骤1. 精确称取燃料煤样1g ±0.1g 。

2．安装点火丝。

3．氧弹中加入10ml 蒸馏水，拧紧氧弹盖，放在充氧仪上充氧，充至压力2.8~3.0MPa ，并保持30秒钟。

4．内筒加水2100ml 左右，将氧弹放入内筒，水应淹没氧弹盖的顶面10~20mm.(注意每次用水量应一致，相差1g 以内)，观察氧弹的气密性，氧弹应无气泡漏出。

5．把氧弹放在内筒支架上，盖上顶盖。

6．按[测量]键，输入编号、样重，选择测定煤炭或生料，搅拌器形如搅拌，测试开始。

注意：液晶显示器显示内筒温度和试验时间，5min 后显示内筒温度t0和外筒温度tj ，并通电点火，仪器中“嘟嘟”报讯四声，开始重新记时。

如果点火一分钟后，温升小于0.05℃，则点火失败，仪器“嘟嘟”报警10声，显示点火失败试验终止。

热工基础实验指导书-流体力学实验

《热工基础》课程课程编号：438121实验指导书主撰人：李艳黎娇爨璋瑜审核人：刘海力物理与信息工程系热能与动力工程专业教研室二○一二年四月前言实验总体目标: 掌握热工基本知识、热工实验方法和热工实验技能适用专业年级: 热能与动力工程；第三学期、第四学期实验课时分配: 36学时序号实验项目要求类型每组人数实验学时1 常用热工仪表的使用必验证2 22 空气定压比热测定实验必验证 2 23 二氮化碳PVT关系研究实验必验证 2 24 喷管特性实验必综合 2 45 雷诺和伯努利方程综合实验必验证 2 26 孔口与管嘴流量系数实验必综合 2 27 文丘里流量计及孔板流量计测定实验必综合 2 28 稳态法导热系数测量实验必研究 2 29 恒热流准稳态平板法测定材料热物性必研究 2 210 中温法向辐射时物体黑度测定实验必综合 2 211 空气横掠圆柱体时局部换热系数的测定实验必研究 2 413 换热器综合实验必综合 2 414 热电偶校验必研究 2 4 15毕托管测速实验必综合 2 2实验5 雷偌和伯努利方程综合实验A 雷诺实验一、实验目的1、观察流体在不同流动状态时流动质点的运动规律。

2、观察流体由层流变为紊流及由紊流变为层流的过渡过程。

3、测定液体（水）在圆管中流动的临界雷诺数即下临界雷诺数，学会其测定的方法。

二、实验设备及要求本实验主要使用设备为：LBZ-1雷偌和伯努利方程综合实验台。

实验装置如图5-1所示。

放气阀回水管水箱及水泵调节器颜色罐恒定水箱测压板调节阀佰努力管雷诺管供水调节阀图1雷偌和伯努利方程综合实验装置示意图三、实验原理流体在管道中流动，有层流和紊流两种不同的流动状态，其阻力性质也不同。

在实验过程中，保持水箱的水位恒定，即水头H 不变。

如果管路中出水阀门开启较小，在管路中就有稳定的平均流速V ，微启红颜色水阀门，这时红色水与自来水同步在管路中沿轴线向前流动，红颜色水呈一条红色直线，其流体质点没有垂直于主流方向的横向运动，红色直线没有与周围的液体混杂，层次分明地在管路中流动。

热工实验指导书

热工实验指导书篇一：热工实验指导书(正文)实验一二氧化碳p、v、t关系的测定一、实验目的1．学习在准平衡状态下，测定气体三个基本状态参数关系的方法。

2．观察在临界状态附近汽液两相互变的现象，测定co2的临界参数。

3．掌握活塞式压力计及恒温器等仪表的使用方法。

二、实验原理在准平衡状态下，气体的绝对压力p、比容v和绝对温度t之间存在某种确定关系，即状态方程f(p,v,t)?0理想气体的状态方程具有最简单的形式：pv=rt实际气体的状态方程比较复杂，目前尚不能将各种气体的状态方程用一个统一的形式表示出来，虽然已经有了许多在某种条件下能较好反映p、v、t之间关系的实际气体的状态方程。

因此，具体测定某种气体的p、v、t关系，并将实测结果描绘在平面的坐标图上形成状态图，乃是一种重要而有效的研究气体工质热力性质的方法。

因为在平面的状态图上只能表达两个参数之间的函数关系，所以具体测定时有必要保持某一个状态参数为定值，本实验就是在保持绝对温度t不变的条件下进行的。

三、实验设备本实验装置所测定的气体介质是二氧化碳。

整套装置由试验台本体、测温仪表、活塞式压力计和恒温器四大部分所组成，其系统示意在图一中。

图一试验台系统图试验台本体的结构如图二所示。

图二试验台本体其中1—高压容器；2—玻璃杯；3—压力油；4—水银；5—填料压盖；6—密封填料；7—恒温水套；8—承压玻璃管；9—co2空间；10—温度计。

它的工作情况可简述而下：由活塞式压力计送来的压力油首先进入高压容器，然后通过高压容器和玻璃杯之间的空隙，使玻璃杯中水银表面上的压力加大，迫使水银进入预先灌有co2气体的承压玻璃管，使其中的co2气体受到压缩。

如果忽略中间环节的各种压力损失，可以认为co2气体所受到的压力即活塞式压力计所输出的压力油的压力，其数值可在活塞式压力计台架上的压力表中读出。

至于承压玻璃管中co2 气体的容积，则可由水银柱的高度间接测出（下面还将详细述及）。

《热工基础及设备A》实验指导书

《热工基础及设备A》实验指导书《热工基础及设备A》课程实验指导书目录1．煤的燃料热测定 (1)2．火焰温度测定 (4)3．稳态法测导热系数 (7)4．工业烟气的成分分析及漏风量的测定 (11)实验1 煤的燃烧热测定一、实验目的1、了解氧弹式量热计的结构和工作原理，掌握氧弹法测定媒的发热量的方法。

2．了解恒压反应热与恒容反应热的差别及相互关系。

二、实验原理煤的发热量是燃煤的一项重要质量指标，它是以恒温条件下单位质量的煤完全燃烧时所产生的热量来表示的，单位为kJ/kg 或J/g 。

目前测定煤的发热量最常用的方法是氧弹法。

该法是把一定量的媒样放在充有高压纯氧的密闭弹筒（即氧弹）中完全燃烧，并使煤燃烧放出的热量通过弹筒传递给水及仪器系统，再根据水温的变化计算出煤的发热量。

用氧弹法测得的媒的发热量称为弹筒发热量。

事实上，试样完全燃烧放出的热量不仅被水吸收，亦被弹筒本身、内筒、搅拌器和温度计等实验装置吸收，故上述实验装置统称为量热系统。

该量热系统本身具有的热容量（亦称水当量），事先已用已知标准发热量的物质（如苯甲酸）进行标定，作为仪器常数给出。

由于生产中可利用的是煤的低发热量，故将各种发热量的概念及换算关系简介如下：1. 弹筒发热量在密闭的弹筒中充高压纯氧至2.8~3.0MPa ，终了时燃烧产物为25℃，燃烧单位质量试样所产生的热量称为弹筒发热量，J/g, 记作Q DT 。

煤的燃烧产物为：CO 2、H 2SO 4、HNO 3、水和固态的灰分。

Q DT ＝GGT E d∑-Ｅ——仪器热容量，J/g ；在仪器使用前用基准物质（如苯甲酸等）进行标定得到。

ΔT ——修正后的温升，℃；∑G d ——添加物（如点火丝等）产生的总热量，Ｊ；Ｇ——煤试样质量，ｇ；２．恒容高位发热量弹筒发热量Q DT 减去稀硫酸和二氧化硫生成热之差以及稀硝酸生成热即为恒容高位发热量J/g, 记作Q GT ．Ｖ。

实质上Q GT 。

V 等于在测定弹筒发热量相同条件下燃烧单位质量试样所产生的热量，不同的是燃烧产物中硫以二氧化硫状态、氮以游离状态存在。

热工基础实验指导书与实验报告(中英文版)

目录1.热工基础实验指导书 (2)2.热工基础实验报告 (26)热工基础实验指导书Thermodynamics and Heat transfer Basic Experiment Instructor（工程热力学实验）实验一气体定压比热容测定实验一、实验目的1、增强热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，了解气体比热容测定的基本原理和构思。

2、学习本实验中所涉及的各种参数的测量方法，掌握由实验数据计算出比热容数值和比热容关系式的方法。

3、学会实验中所用各种仪表的正确使用方法。

二、实验原理由工程热力学所知，气体定压比热容的定义式为：p ThC )(0∂∂= （1）在没有对外界作功的气体定压流动过程中，MdQ dh p =，此时气体的定压比热容可表示为：p p TQM C )(1∂∂=（2）当气体在此定压过程中由温度t 1被加热至t 2时，气体在此温度范围内的平均定压比热容可由下式确定：)(1221t t M Q Cp t t pm -=（kJ/kg ℃）（3）式中：M ――气体的质量流量，kg/s ；Q p ――气体在定压流动过程中吸收的热量，kJ/s 。

大气是含有水蒸汽的湿空气，当湿空气由温度t 1被加热至t 2时，其中的水蒸汽也要吸收热量，这部分热量要根据湿空气的相对湿度来确定。

如果计算干空气的比热容，必须从加热给湿空气的热量中扣除这部分热量，剩余的才是干空气的吸热量。

在距室温不远的温度范围内，空气的定压比热容与温度的关系可近似认为是线性的，即可近似的表示为：Cp=A+Bt （4）由t 1加热到t 2的平均定压比热容则为：mt t pmBt A t t B A dt t t BtA C +=++=-+=⎰221122121（5）这说明，此时气体的平均比热容等于平均温度t m =(t 1+t 2)/2时的定压比热容，因此，可以对某一气体在n 个不同的平均温度t mi 下测出其定压比热容C pmi ，然后根据最小二乘法原理。

《热工学基础》实验教学大纲

《热工基础》实验教学大纲课程编号：课程名称：热工基础热工基础//pyrology 实验总学时数：2一、实验教学的目的和任务1.1.实验教学的目的实验教学的目的实验教学的目的本实验针对《热工学》课程，对该课程所学内容进一步巩固，培养学生的实际动手能力。

际动手能力。

2.2.实验教学的任务实验教学的任务实验教学的任务实验的目的是了解热传导及传热过程的物理现象和测量原理，掌握相关测试设备、仪器的使用方法。

设备、仪器的使用方法。

二、实验项目及学时分配序号实验项目名称实验学时实验类型开出要求 1球壁导热系数测定球壁导热系数测定 1 单项单项必做必做 2 传热系数测定传热系数测定1 单项单项必做必做三、每项实验的内容和要求1.1.球壁导热系数实验球壁导热系数实验球壁导热系数实验目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的基础上，本实验的目的是了解热传导现象的物理过程，学习用稳态法测量导体的导热系数；测量多孔性材料、量多孔性材料、保温材料、保温材料、保温材料、建筑材料随温度变化时导热系数的变化。

建筑材料随温度变化时导热系数的变化。

掌握对热电掌握对热电偶的标定及使用。

偶的标定及使用。

2．传热系数的测定．传热系数的测定掌握对流传热系数α及总传热系数K 的测定方法；; 加深对对流传热系数α和总传热系数K的概念及影响因素的理解；掌握测定换热器传热系数k的实验原理。

了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量的方法,掌握测量仪器仪表的使用方法。

四、实验改革与特色通过实验理论联系实际，提高学生对导热、对流、辐射、传热等知识点的认识，使其易于理解、加深和巩固课堂所学的知识，为后续课程的学习打下基础。

热工学实验指导书

《热工学》实验指导书高寿云编南京工业大学城建学院2011年10月5日实验一、气体定压比热测定实验气体定压比热的测定是工程热力学的基本实验之一。

实验中涉及温度、压力、热量(电功)、流量等基本量的测量；计算中用到比热及混合气体(湿空气)方面的基本知识。

本实验的目的是增加热物性实验研究方面的感性认识，促进理论联系实际，以利于培养分析问题和解决问题的能力。

一、实验目的1)了解气体比热测定基本原理和构思。

2)熟悉本实验中的测温、测压、测热、测流量的方法。

3)掌握由基本数据计算出比热值和比热公式的方法。

4)分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。

二、实验装置1)整个装置由风机、流量计、比热仪本体、电功率调节及测量系统共四部分组成，如图一所示。

2)比热仪本体如图二所示。

其中1一进口温度计；2一多层杜瓦瓶；3一电热器；4一均流网；5一绝缘垫；6一旋流片；7一混流网；8一出口温度计。

3)空气(也可以是其它气体)由风机经流量计送人比热仪本体，经加热、均流、旋流、混流、测温后流出。

气体流量由节流阀控制，气体出口温度由输入电热器的电压调节。

4)该比热仪可测300℃以下气体的定压比热。

三、测量与计算1)接通电源及测量仪表，选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。

2)摘下流量计上的温度计，开动风机，调节节流阀，使流量保持在额定值附近。

测出流量计出口空气的干球温度(ot)和湿球温度(w t)。

3)将温度计插回流量计，调节流量，使它保持在额定值附近。

逐渐提高电压，使出口温度升高至予计温度C可以根据下式予先估计所需电功率：τtE∆≈12。

式中W为电功率(瓦)；t∆为进出口温度差(℃)；τ为每流过10升空气所需时间(秒))。

4)待出口温度稳定后(出口温度在10分钟之内无变化或有微小起伏，即可视为稳定)，读出下列数据：每10升气体通过流量计所需时间(τ，秒)；比热仪进口温度(t1，℃)和出口温度(t。

，℃)；当时应大气压力(B，毫米汞柱)和流量计出口处的表压(h∆，毫米水柱)。

热工基础实验指导书(导热系数测定)

实验二物质导热系数测定实验一、实验目的1．学习在稳定热流条件下测定物质导热系数的原理、方法； 2．确定所测物质导热系数随温度变化的关系；3．学习、掌握相关热工测量仪表的结构与使用方法。

二、实验原理测定物质导热系数的方法有很多，如稳态平板法、球体法、常功率平面热源法等，本实验采用的是稳态多层圆筒壁同心法，如图1－1所示。

图1－1 稳态多层圆筒壁同心原理示意图被测试样装满于试样筒内，则被测试样成一圆筒型。

设试样筒的内外两侧表面温度分别为t h 和t l 。

为防止试样在筒内产生热对流，采用二个很薄的金属套管将其分隔开来，保证热量在试样筒内以导热方式径向传递。

套管壁的热阻很小，可以忽略。

当试样内维持一维稳态温度场时，则有)()()/ln(212l h l h l t t Bt t r r l Q -=-=λπλ （1－1）其中：λ为试样的导热系数，单位W/m ·℃；lr r B π2)/ln(12=为仪器几何常数，本实验所用仪器为DTI －811型导热系数测定仪，其结构简图见图1－2。

图1－2 DTI －811型导热系数测定仪结构简图考虑到测定仪端部的热损失为Q n ，装在试样筒内且与之同心的加热器所提供的热流Q ＝IV ，只有Q l 是由径向经待测试样传出，故Q=Q l +Q n =IV （1－2）仪器端部特性用热阻R （℃/W ）表示，有：)(1l h n t t RQ -=（1－3）把式（1－1）、（1－3）代入式（1－2），并令B/R=C ，得C tBIV-∆=λ W/（m ·℃）（1－4）式中：△t ＝（t h －t l ），单位℃；I 、V ——电加热丝的电流（A ），电压（V ）； C ——热损失修正常数，C=B/R 。

因此，只要维持试样筒内、外侧的温度稳定，测出导热量Q l 以及试样筒内外两侧表面的温度t h 、t l ，即可由式（1－4）求得在温度t m ＝（t h +t l ）/2下试样的导热系数。

工程热力学实验指导书[1]上交稿

“热工学基础”实验指导书天津大学机械工程学院编著二零一零年十二月前言热工学基础实验包括：“工程热力学”和“传热学”两部分实验内容，共有9个基础实验。

实验教学的目的是验证巩固和补充课堂讲授的理论知识，通过实验使学生初步掌握热能有效利用以及热能和其他能量转换规律的基本知识，以及热量传递的基本规律。

使学生能正确运用热力学的基本原理进行热工和热力循环的分析；培养学生运用所学的理论解决实际问题的能力以及对实验结果进行综合分析并撰写实验报告的能力，通过实验使学生能辨识热工设备、学会热工仪器仪表的使用方法。

《热工学基础实验指导书》是根据高等教育自学测试课程“热工学基础”实践教学大纲的教学计划编写的。

在编写过程中参考了《热工实验基础》（1986年高等教育出版社）、《工程热力学实验指导书》、《传热学实验指导书》(1996年工程热物理教研室、热工实验室编著)及教材《热工基础和使用》（机械工业出版社2009年第二版），并结合热工实验室的实际设备，吸收了多年来实验室设备的改进和科研工作的成果而编著的。

根据学生在实验过程中的表现及实验报告的质量对学生进行考核。

考核内容包括实验前预习、实验过程、实验方法和步骤以及实验结果的数据处理、分析等内容，进行综合考核。

本指导书由郑宗和、刘靖主持编整。

目录实验1 热电偶温度计的刻度和校验 (4)实验2 压力表校验 (8)附录1 压力表的常见故障机器发生原因和排除方法 (11)实验3 二氧化碳气体P-V-T关系的测定 (12)实验4 喷管中气体流动基本特性试验 (16).实验5 压气机性能试验 (23).实验6 蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验 (27)..实验7 用球体法测量导热系数实验 (31)实验8 空气横掠单管强迫对流换热系数测定实验 (34)附录2 空气横掠单管强迫对流换热系数测定实验的简要说明 (39)实验9 套管式换热器性能测试试验 (40)实验1 热电偶温度计的刻度和校验温度是热力学中一个基本状态参数，在各种热工实验中都离不开温度。

热工学实验指导书

工程热力学与传热学实验指导书工程技术学院热工教研组编2009年12月实验一传热学的先导实验电位差计的原理与使用用热电偶测温时需测量热电偶的热电势差，此电势差很小，一般都在毫伏级。

该电势可用动圈仪表（毫伏计）测量，但测量误差较大；也可用高灵敏度的数字电压表测量，虽使用方便，但该仪表价格太高。

另外一种测量仪表为电位差计，其测量精密度较高。

电位差计的工作原理是以一个已知的标准电势与被测电势相比较，使这两个电势差相等，则被测电势即为已知的标准电势。

这方法相当于用电桥法测量电阻值，更形象地说如同用天平来称物体的质量，当给定的法码与被测物体平衡时，被测物体的质量就是法码的质量。

图1-1 电位差计的工作原理图1-2 UJ-36型电位差计的盘面图1-1所示是电位差计的工作原理图。

图中由E、R p、R、R N组成工作电路。

E为工作电源，当R为一定值且通过它的电流I也为一定值是时其两端电势差也为一定值。

由于工作电源E在工作时有消耗电源电压会变动，因而引起I变化。

为了保证I不变，可以调整电阻R P使I不变。

如何知道I能保持设计值不变呢？这时可用标准电池E N来进行检验。

在电路中R N为标准电阻值，当工作电流为设计值时，R N两端的电势差等于标准电池的电势E N，E N等于1.01896 V。

因此，在测量前首先用标准电池校正电路的工作电流，用检流计来检查标准电路是否平衡。

如果不平衡则调整电阻R P直至平衡，这时工作电路电流I为设计值。

测量时将检流计接至测量电路，调整电阻R上的滑动触点Q的位置，直至检流计再次指零，R Q上的势即为测电势。

图1-2所示为常用的UJ-36型电位差计，其盖子背面有操使用说明。

使用步骤如下：（1）先将热电偶两电极接在有“未知”字样的两个接线柱上（注意极性），再将倍率开关旋向所需的位置上（×1或×0.2），这时已接通电位差计的工作电源，同时也接通了检流计的工作电源，检流计会发生偏转。

2021年热工基础课程设计指导书

热工基础课程设计指导书《热工基础》课程设计指导书无机非金属材料工程201*（1）一、课程设计的性质、目的热工基础课程设计是在学生学完《无机材料热工基础》课程后，进行的一次实践性教学环节，是对学生在校期间进行的一次较全面的工程师能力训练。

课程设计的目的是将本门课所学知识运用到实际生产工艺过程中，将理论知识与生产工艺结合起来，为毕业设计和将来走上工作岗位打下良好的基础。

课程设计结束后学生要能够分析水泥工业以及陶瓷工业中的热平衡，并会计算热平衡。

二、课程设计基本要求1．课程设计选题硅酸盐工业中的热平衡计算大同小异，计算的过程基本相同，由于本课程设计的时间比较短，仅为一周，因此选择硅酸盐工业生产过程的热平衡计算作为课程设计的题目，热平衡计算涉及燃烧、传热、干燥以及流体力学的知识，能很好的把理论知识与工艺过程结合起来。

2．课程设计调研课程涉及之前，要求结合专业实践，了解并熟悉硅酸盐生产的工艺过程。

硅酸盐的生产过程（1）水泥生产的工艺过程原料制备→预热→入回转窑烧成;(2)陶瓷生产的工艺过程原料制备→成型→干燥→烧成（隧道窑）。

窑炉是工业生产重要的热工设备，对它进行热平衡计算是工艺生产的基本计算。

3．课程设计的方案制定本次设计选择硅酸盐生产过程的一部分作为热平衡计算的对象，要求针对选择的窑炉或干燥设备部位进行热平衡分析，确定其热收入项和热支出项，进行热平衡计算，编制热平衡表，分析热量的来源与去向。

三、课程设计报告书1．内容（1）设计方案简介对给定或选定的工艺流程、主要设备的型式进行简要的论述。

（2）热平衡分析包括热收入项与热支出项，每一项的具体计算参看《硅酸盐工业热工基础》；（3）燃料燃烧计算包括空气量的计算，废气量及废气组成的计算；（4）编制热平衡表分析热量的分配；（5）工艺流程简图以单线图的形式绘制，标出主体设备和辅助设备的物料流向、物料量以及热流量。

（6）主体设备结构简图，并标出主要尺寸。

格式完整的课程设计报告由说明书和图纸两部分组成。

热工实验指导书(网络)

热工自动控制系统实验讲义胡德双许洪华编承德石油高等专科学校热能工程教研室实验须知一、实验前充分准备，认真做好预习，否则不得进行实验。

二、实验室内不得喧哗、打闹。

三、与本次实验无关的仪器设备不得乱动。

四、仪表装置的启动必须征得指导教师的许可。

五、实验完毕，必须清理好现场仪表盘面，切断水、电、气源，并征得老师同意,方可离开现场。

六、实验报告每人提交一份，若同时几人一组，原始记录曲线自行描绘。

七、实验中的操作技能，实验过程中的纪律性以及报告完成的情况等均作为实验成绩评定内容。

八、实验中属于人为造成仪表故障的，应按价赔偿。

目录一、实验装置介绍二、调节器Ⅰ使用说明三、调节器Ⅱ使用说明四、调节器Ⅲ使用说明五、实验前的准备工作实验一热工对象动态特性测试——阶跃测试法实验二单回路自动调节系统——调节系统的投运、整定和质量的研究实验三串级自动调节系统——调节系统的投运、整定和质量的研究实验四比值自动调节系统——调节系统的投运、整定和质量的研究实验五双冲量自动调节系统——调节系统的投运、整定和质量的研究实验六单级三冲量自动调节系统——调节系统的投运、整定和质量的研究实验七串级三冲量自动调节系统——调节系统的投运、整定和质量的研究一热工自动控制系统实验装置介绍该控制系统为汽包锅炉给水自动调节系统的模拟装置，汽包用水箱代替，蒸汽流量用出口流量代替，通过调节入口流量即给水量可维持水位的恒定。

用它也可以完成其它的实验项目，达到其它的实验目的。

所以，用这套装置也可以来模拟过热蒸汽温度自动调节系统、燃烧过程自动调节系统的各种实施方案。

本实验装置可分为两大部分：模拟装置和仪表操作控制盘。

模拟装置是由控制系统的工艺设备（泵、管线、水箱等）、一次仪表和执行器组成的。

控制系统所用的二次仪表都安装在仪表盘上。

各控制方案的实现，只要改变模拟装置的有关工艺阀门和启动相应的机泵，同时改变操作盘上排题板的联接线路，即可构成不同的控制方案，达到不同的实验目的。

《热工基础实验》课程实验教学大纲

《热工基础实验》课程实验教学大纲课程名称：热工基础实验英文名称：：Fundamental experiments of thermodynamics and heat transfer是否独立设课：是实验类别：专业基础实验课程性质：必修实验项目数：8个必做实验项目数：8个选做实验项目数：0开放实验项目数：8个综合性、设计性实验数：7个一、学时、学分课程总学时：16实验学时：2/个课程总学分： 1 实验学分：1二、实验教学目的与基本要求在本科生实验教学工作中，不断更新实验教学观念，改革实验教学内容和方法，探索一种可发掘学生个性和特长的多层次实验教学方法。

学生应集中时间，独立、系统、详细、全面的研究和实践，在知识、能力、素质等方面协调发展。

三、主要仪器设备四、实验课程内容与学时分配注：适用专业、年级：1、能动大三本科生土木学院大二本科生2、3、4、五、考核方式1、实验报告：本门课程对实验报告的要求（应包括对报告内容、格式的要求）。

1）学习目的；2）实验原理；3）实验数据采集；4）实验数据处理；5）结论分析6）统一的作业册2、考核方式：（1）实验课的考核方式；1）预习回答问题和实验操作； 2）实验报告（2）实验课考核成绩确定，实验课成绩占课程总成绩的比例等。

预习回答问题和实验操作占40%实验报告占60%六、使用教材、主要参考书1、使用教材：热工基础实验讲义（1）编者．书名．出版地：出版社, 出版年李河.《热工基础实验讲义》.大连理工大学.大工印刷厂.20082、主要参考书：编者．书名．出版地：出版社, 出版年（1）施明恒.《热工实验的原理和技术》. 东南大学出版社（2）《量热技术和热物性测定》. 中国科学技术大学出版社实验教学大纲制订者：李河审定者：能源与动力工程学院学院（系、部）实验中心（实验室）。

热工实验指导书-2

实验一理想气体比热比的测定一、实验装置图图1实验装置图1．测压计2．气体容器3．洗耳球4．连接软管5．阀门二、实验原理刚性容器中的理想气体在绝热放气过程中，容器内剩余气体经历的过程可视为定熵过程。

原因说明如下：理想气体状态方程:R TPV=mg其微分方程可以表示为:dp dV dm dT+=+p V m T对于刚性容器dV=0，故上式变形为:dm dp dT=-（1）m p T由开口系统能量方程e Q=dU+h e i i s m h m W δδδδ-+对于实验装置Q δ=0 s W δ=0 i m δ=0上式中： dU=d(mu)=mdu+udme m δ＝－dm e T T =因此: e mdu=h dm-u dmTdm c Tdm c dT mc v p v 000-=0001()1v p v c dT dm dTm c c T k T==-- (2) 将(2)带入(1):1(1)11dp dT dT k p T k T k =+=-- 积分有:1k kT C p-= (3)将理想气体状态方程:Pv=g R T 带入(3)式消去T ，可以得到k pv C = (4)(4)式其实就是理想气体定熵过程的过程方程式，故刚性容器绝热放气时，剩余气体经历的是定熵过程:2112()k p vp v = (5) 若气体再经历一个闭口系统中的定容吸热过程2-3，并使31T T = 由于 111g p v R T = 333g p v R T =可以得到3113p v p v = (6) 考虑到23v v =，(5)(6)式联立后有：32111231()()()k k k p p v vp v v p === 故2131lnln p p k p p = (7)通过以上分析可以看出让刚性容器中的理想气体先经历一个绝热放气过程，再让剩下的气体经历一个质量不变的定容过程，并让气体末状态的温度与实验开始时气体的温度相同，那么只需要分别测定实验开始时、放气之后、实验末状态三个状态的压力即可得到理想气体比热比k 的值.三、实验方法与步骤1．测定并记录环境温度t 0，环境压力p 0；2．用洗耳球3向容器2中充入气体，观察测压计1使容器中的压力p 1略高于p 0，温度t 1等于t 0，为使两个温度达到相同，进行该操作后需等待3分钟再记录p 1； 3．打开阀门5，慢慢放出一些气体，当容器中压力p 2等于p 0后关闭阀门5； 4．等待5分钟使容器中气体温度升高到t 0，记录此时压力p 2； 5．重复以上步骤，再做一次。