《热工测试》实验教学大纲必威体育精装版 .pdfVIP

《热工测试》实验教学大纲

实验课程编码：I0272634

学时数：16

学分数：1

适用专业：无机非金属材料工程

先修课程：《热工过程及基础》、《流体力学风机与泵》

考核方式：考查

一、实验课程的性质与任务

本课程是培养学生解决实际工程测量问题能力的专业实践课，是材料工程类学生的一门

重要的专业实践课。本课程涉及硅酸盐工业生产热工过程的主要参数，如温度、压力、流量、

炉烟成分的测量方法及测量仪表。本课程实验注重归纳共性的测量技术的基本理论和测量变

换元件的物理方法和概念。通过典型参数测量示例，举一反三，使学生初步掌握热工测量及

仪表的基本理论、基本技术和基本方法。

通过本实验课程的学习，学生应熟悉工业生产过程中主要热工参数的检测理论和方法，

在工程实践中能正确选择相适应的监测方法和组成适宜的检测系统，准确、及时地获取热工

生产过程中的相关信息，能初步掌握信息提取、信息转换以及信息处理的理论和方法。

二、实验项目

实验一新型干法水泥窑热工测试模拟实验（2学时）

1．实验的目的和要求

（1）了解热工测试对回转窑的测试作用，如何根据测试数据调整窑的操作；掌握热工

测试的测量方法。

（2）了解热工测试的国家标准内容，如何编写测试报告。

（3）了解测试的系统划分以及确定测试点。

2．实验内容或原理

通过水泥生产线仿真教学系统，模拟新型干法水泥窑的整个生产过程，讲解窑的具体操

作及主要技术参数要求，并结合热工测量说明在生产中如何选定测试点，来监控这些技术参

数，以保证它们处于规定范围之内。

实验二气体压力及流量测定实验（4学时）

1．实验的目的和要求

（1）正确理解表压力、绝对压力、正压、负压等专业术语的意义；

（2）了解倾斜式微压计、手持式数字压力计的测压原理、结构、特点和使用场合；

（3）熟悉常用压力（差压）传感器和变送器的工作原理、结构、特点；

（4）熟悉压力和差压测量仪表的校验方法；

（5）深刻理解安装、使用中的注意事项。

2．实验内容或原理

（1）绝对压力、表压力、正压、负压；

（2）U型管压力计、倾斜式压力计、手持式数字压力计；

（3）微压压力变送器。

根据工作原理的不同，测量压力的仪表主要有以下几类：

（1）液柱式压力计：利用管内一定高度液柱所产生的压力与被测压力平衡的原理实现测

压的压力计。

（2）弹性压力计：利用弹性材料在压力的作用下产生弹性变形的原理实现测压的压力

计。根据虎克定律，弹性物体在弹性极限内，其弹性变形与所受外力呈一定关系，即受外

力越大，弹性物体的弹性变形也越大。

（3）电气式压力计：将被测压力转换为电信号实现测压的压力计。

（4）活塞式压力计：利用活塞及标准质量重物(砝码)的重力在单位底面积上所产生的压

力，通过密封液的传递与被测压力平衡的原理实现测压的压力计。这种测压原理与上述液柱

式压力计测压原理的不同之处是以固体重力代替液体重力。

数字压力计是采用数字显示被测压力量值的压力计，可用于测量表压、差压和绝压。其

工作原理如图1所示，被测压力经传压介质作用于压力传感器上，压力传感器输出相应的电

信号或数字信号，由信号处理单元处理后在显示器上直接显示出被测压力的量值。它属于电

气式压力计。其中主要的组成部件就是压力变送器。

压力变送器原理是基于陶瓷膜片的压阻式传感器，特殊的正比压阻效应材料通过厚膜技

术被印刷在陶瓷膜片上，通过特殊的工艺，该材料能达到高灵敏度、高稳定和宽工作温度范

围的要求。传感器具有极好的线性，当受到外力作用时产生微应变，电阻率发生变化，使桥

臂电阻发生变化，经过放大电路输出线性信号。

在测量微小压力时，由于读数等因素引起的相对误差会较大，为提高测量精度，可做成

斜管式微压计。

实验二风杯式风向风速仪测定风速实验（2学时）

1．实验的目的和要求

（1）了解风杯式风向风速仪的结构和工作原理；

（2）掌握如何正确使用风杯式风向风速仪测定风速。

2．实验内容或原理

风向、风速仪用于测量瞬时风速风向，具有自动显示功能。主要由支杆，风标，风杯，

风速风向感应器组成，风标的指向即为来风方向，根据风杯的转速来计算出风速。所以也叫

风杯式风向风速仪。

利用风杯式风向风速