《传热学》实验指导书.doc

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XX学院

实验指导书

课程编号：

课程名称：传热学

实验学时：6

适用专业：能源与动力工程

制定人：

制（修）订时间：2020年8月

专业负责人审核：

专业建设工作组审核：

2020年8月

实验纪律要求

1.请按照时间安排准时进入实验室。

2.请不要带入与实验无关的各类用具及杂物。请保持安静、整洁的实验环境。

3.请自觉遵守实验室的各项规章制度，听从实验室管理人员和教师的安排。

4.实验过程中设备出现故障时，请不要擅自处理，并请立即报告实验室管理人员。

5.实验完毕时，请按指定位置摆放实验物品，把工作凳排列整齐，有序地离开实验室。

6.学生操作实验过程中，请不要随意更换实验配置，坚决杜绝盗取配件等行为。

7.请爱护实验室的各种设备。

第一部分实验大纲

一、实验教学目的与基本要求

通过《传热学》实验，使学生掌握基本操作技能，增强感性认识，加深对基本概念的理解、学会整理、分析实验数据的方法，为今后专业学习和从事科学研究奠定良好基础。要求：

(1）了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量方法，掌握测试仪器、仪表的使用方法；

(2）掌握实验基本原理、实验装置结构，学会使用实验仪器与设备；

(3）通过测定空气横掠单管时的表面传热系数，掌握将实验数据整理成准则方程式的方法。

(4）掌握对数据进行处理和误差分析的方法。

二、实验课程内容与学时分配

序号

实验项目名称

内容提要

学时分配

实验

类型

备注

1

稳态平板法测定粒状材料导热系数

在稳定状态下，利用平板法测定粒状材料的导热系数

2

验证

2

非稳态法测量材料的导热性能实验

根据第二类边界条件，测量无限大平板的导热系数。

2

验证

3

套管式换热器性能测定实验

测定套管式换热器的性能

2

验证

三、主要仪器设备

序号

实验设备名称

对应实验项目

备注

1

NKⅢ-200J型导热率测试装置

稳态平板法测定粒状材料导热系数

2

SEI-3型非稳态法热物性测定仪

非稳态法测量材料的导热性能实验

3

套管式换热器

套管式换热器性能测定实验

四、实验报告与考核方式

1．实验报告

每个实验均撰写实验报告，实验报告按统一格式，采用统一的报告纸、统一的原始数据记录纸。报告内容包括：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及简要步骤、数据处理、讨论与小结、原始记录单。学生要认真书写，字迹整洁、清晰。

2．考核方式

（1）实验课程的考核方式：考试以笔试或操作等形式进行；

（2）实验课考核成绩按百分制评定，实验考核由实验出勤、实验操作和实验报告组成。某个实验未出勤则不得分。在实验出勤的前提下，单个实验得分=实验操作得分×50%+实验报告得分×50%。实验考核总得分等于所有单个实验得分的算术平均分。

五、使用教材及实验指导书、主要参考书

1.自编《传热学》实验指导书。

2.陶文铨主编，《传热学》，北京：高等教育出版社，2018

第二部分单元实验

实验（项目）一稳态平板法测定绝热材料导热系数实验

一、实验目的

1.巩固和深化稳定导热过程的基本理论，学习用平板法测定绝热材料导热系数的试验方法和技能。

2.测定试验材料的导热系数。

3.确定试验材料导热系数与温度的关系。

二、实验原理

导热系数是表征材料导热能力的物理量。对于不同的材料，导热系数是各不相同的，对同一材料，导热系数还会随着温度、压力、湿度、物质的结构和重度等因素而变异。各种材料的导热系数都用试验方法来测定，如果要分别考虑不同因素的影响，就需要针对各种因素加以试验，往往不能只在一种实验设备上进行。稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定试验，测定材料的导热系数及其和温度的关系。

实验设备是根据在一维稳态情况下通过平板的到热量Q和平板两面的温差成正比，和平板的厚度h成反比，以及和导热系数成反比的关系来设计的。

我们知道，通过薄壁平板（壁厚小于十分之一壁长和壁宽）的稳定导热量为：

（1）

其中：为传到平板的热量，w；

为导热系数，w/m℃；

h为平板厚度，m；

为平板两面温差，℃；

S为平板表面积；m2；

测试时，如