本書是面向能源動力類相關專業(yè)“熱工基礎”“工程熱力學”和“傳熱學”課程的實驗指導教材。全書共分為四章,包括熱工基礎創(chuàng)新實驗緒論、熱工實驗測量儀表及原理、工程熱力學創(chuàng)新實驗、傳熱學創(chuàng)新實驗。本書的特色是結合創(chuàng)新實驗教學思路進行實驗內(nèi)容的安排,每個實驗都包括理論部分、實驗部分、拓展部分,內(nèi)容按照課前“興趣引導、知識鞏固、原理掌握”,課中“實驗設計、分組研討、自主實驗”,課后“實驗拓展、知識拓展”的創(chuàng)新實驗教學體系進行設計和編寫。
本書可作為能源動力類相關專業(yè)本科生的基礎實驗指導教材及創(chuàng)新實驗指導教材,也可為從事能源動力類相關專業(yè)的教學、科研及技術人員提供參考。
本書是面向能源動力類相關專業(yè)及機械、建環(huán)、核電、自動化等專業(yè)本科生“熱工基礎”“工程熱力學”和“傳熱學”課程的實驗指導教材。
全書包括四章,即熱工基礎創(chuàng)新實驗緒論、熱工實驗測量儀表及原理、工程熱力學創(chuàng)新實驗、傳熱學創(chuàng)新實驗。創(chuàng)新實驗體現(xiàn)在三個方面:一是實驗內(nèi)容創(chuàng)新,在“工程熱力學”和“傳熱學”基礎實驗的基礎上,增加了多個探究性實驗,如飽和蒸氣p-t關系測定及超臨界相態(tài)實驗、活塞式壓氣機性能測定實驗、朗肯循環(huán)(含發(fā)電機)綜合實驗、導熱系數(shù)及熱擴散率實驗、沸騰換熱模塊實驗、輻射換熱模塊實驗等;二是實驗體系創(chuàng)新,對所有實驗進行精心設計和編寫,形成完整的創(chuàng)新實驗內(nèi)容體系,每個實驗包括基礎理論部分、創(chuàng)新實驗設計、自主實驗操作、實驗拓展部分、知識拓展部分等內(nèi)容;三是實驗模式創(chuàng)新,將實驗的各個環(huán)節(jié)分為課前、課中、課后三個階段,每個階段有不同的目標和任務,通過課前“興趣引導、知識鞏固、原理掌握”,課中“實驗設計、分組研討、自主實驗”,課后“實驗拓展、知識拓展”的實驗教學模式,實現(xiàn)學生“理論—實踐—創(chuàng)新”的認知鍛煉。
本書可滿足能源動力類相關專業(yè)本科生“熱工基礎”“工程熱力學”和“傳熱學”課程的基礎實驗教學需求,開展實驗教師指導下的驗證性實驗;還可滿足更高層次的創(chuàng)新實驗教學需求,開展以學生為中心的探究性實驗。期望通過在創(chuàng)新實驗教學方面積極的探索和嘗試,鍛煉學生的自主設計和獨立實驗能力,為提高學生的創(chuàng)新思維和科學實驗素質(zhì),鋪墊科學研究之路奠定堅實的基礎。
本書由李季編寫第1章至第3章,胡剛剛編寫第4章(傳熱學實驗部分),其他部分內(nèi)容及全書統(tǒng)稿工作由李季負責。本書的出版得到“北京市高等教育本科教學改革創(chuàng)新項目”和“華北電力大學本科教材建設項目”的支持,在此表示衷心感謝。同時感謝王儲、胡自坤、趙仁杰同學參與的校稿和繪圖等工作。
本書在編寫過程中參考了部分文獻資料,在此對其作者一并表示感謝。
由于編者水平有限,書中難免有錯誤和不足之處,敬請廣大讀者批評指正。
編者
前言
符號表
第1章熱工基礎創(chuàng)新實驗緒論1
1.1創(chuàng)新實驗背景1
1.2創(chuàng)新實驗體系2
1.3創(chuàng)新實驗環(huán)節(jié)4
1.4創(chuàng)新實驗要求6
1.5創(chuàng)新實驗內(nèi)容6
1.6創(chuàng)新實驗安排13
第2章熱工實驗測量儀表及原理15
2.1熱工實驗測量概述15
2.2溫度測量儀表及原理16
2.3壓力測量儀表及原理32
2.4流量測量儀表及原理48
2.5實驗中使用的測量儀表64
第3章工程熱力學創(chuàng)新實驗67
3.1空氣定壓比熱容測定實驗67
3.2空氣定熵指數(shù)測定實驗73
3.3二氧化碳p-v-T關系測定實驗81
3.4噴管流動特性測定實驗88
3.5飽和蒸汽壓力和溫度關系實驗97
3.6飽和蒸氣p-t關系測定及超臨界相態(tài)實驗102
3.7空氣絕熱節(jié)流效應測定實驗109
3.8活塞式壓氣機性能測定實驗117
3.9凝汽器的綜合性能測定實驗126
3.10朗肯循環(huán)(含發(fā)電機)綜合實驗134
第4章傳熱學創(chuàng)新實驗157
4.1線性導熱實驗157
4.2徑向?qū)釋嶒?62
4.3非穩(wěn)態(tài)導熱實驗166
4.4導熱系數(shù)及熱擴散率實驗172
4.5自然和強制對流換熱實驗175
4.6沸騰換熱模塊實驗180
4.7輻射換熱模塊實驗185
4.8擴展表面?zhèn)鳠釋嶒?93
4.9對流和輻射綜合傳熱實驗198
附錄熱工測量儀表性能及熱工實驗相關參數(shù)表204
參考文獻205