工程热物理实验电子版讲义..doc

中国科学技术大学 工程热物理实验指导书 热科学与能源工程系 2008-8-21 内容简介 本书是根据高等院校热能与动力工程专业（四年制本科）的工程热力学、传热学、流体力学、燃烧学、空调制冷等专业课程对教学实验的基本要求编写的。 本书编写了以上五门功课共计 教学实验，详细的给出了这些实验的原理、仪器设备、实验步骤、数据记录及数据处理等内容。对巩固学生已学的基本理论，提高学生的动手能力和创新能力有着较强的指导作用，本书可做为高等院校热能与动力工程专业的教学实验教材，亦可供石油、化工、冶金等专业和有关的职工大学使用，同时也可做为本专业科学实验研究工作中的参考书。 前　　言 教学实验是一个重要的教学环节，对巩固学生已学的基础理论知识，提高学生的动手能力与创新能力有着重要作用。我国以面向21世纪的教学内容和课程体系改革为重点的教学改革工作已全面展开，教学实验也应与时俱进。改革实验课程体系、注重学生综合素质教育、拓宽专业口径，首先应从编写优秀教材入手。编写此书的目的就在于此。根据中国科技大学的热能与动力工程专业的要求和办学的宗旨、特点以及对教学实验在深度和广度的具体要求，并参照其他工科院校同类专业对本专业教学实验的要求，结合本专业多年来的教学实践经验，我们建立了本系的教学实验体系。根据体系的要求，我们把基础知识教育和学生的悟性潜能的发觉相结合，转化为学生的科学和文化素质。在学校的经费支持下，通过进行教学实验室老师们的努力，购置和自制了大批的仪器、设备，利用现代化的教学实验仪器和设备，为学生开出了较多的教学实验。通过教学实验的过程，逐步形成了完善的教学体系。教学实验不但可以巩固学生已学的基本理论和基本概念，同时也是培养学生的动手能力和创新能力的一个重要场所，使学生初步学习到怎样把学到的理论知识应用到实践中去、怎样进行科学实验、怎样记录实验数据、怎样整理数据、怎样分析问题，从而掌握获取知识的技能，训练了学生进行科学思维的能力。 本书是在总结本专业的教学实验项目的基础上，结合其他高校同类专业教学实验的项目内容编写出来的，力求简洁，内容丰富全面，体现实用性和系统性。本书不仅强调介绍实验理论基础，而且重点突出实验的操作方法和过程，同时也强调要正确的使用仪器设备。 本书共收编了五门专业课程的若干教学实验，每门功课的实验内容都很丰富，不同的学校可根据自己的特点选择相应的实验教学内容，应当积极鼓励学生在实验中着重培养自己的动手能力和创新能力。各校也可根据各实验的要求将实验项目分为原理性实验、基础实验、选修实验、系统性实验，根据学生的学习成绩和能力的不同，选择不同类型的实验进行教学，充分发挥学生的想象力和创造思维，以达到不同的培养目的。 目 录 第一章　工程热力学 6 §1-1 空气绝热指数的测定实验 6 §1-2 饱和蒸汽压力和温度关系实验 8 §1-3 气体定压比热的测定 11 §1-4 二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系测定实验 13 §1-5 喷管特性实验 19 §1-6 小型压缩机性能实验 27 §1-7 绝热节流效应的测定 29 §1-8 气体温度计的标定实验 33 §1-9　差热分析实验 37 第二章 传热学 47 §2-1　气体和液体导热系数的测定 47 §2-2　用圆柱法测定粉末状物体的导热系数 51 §2-3　准稳态法测定材料的导热性能 56 §2-4　热流计标定实验 60 §2-5　空气横掠单管时平均换热系数的测定 64 §2-6 水平与垂直圆管在空气中的自然对流放热 68 §2-7　空气纵掠平板时对流换热实验 73 §2-8 空气纵掠平板时局部换热系数的测定 73 §2-9 空气纵掠平板时流动边界层和热边界层测量 78 §2-10 空气横掠圆柱体时局部换热系数的测定 82 §2-11 微元表面到有限表面的角系数测定 87 §2-12 大容器内水自然对流换热系数定 90 §2-13 具有对流换热条件的伸展体传热特性试验 98 §2-14 热管换热器实验 102 §2-15 用瞬态法在常压下测定金属和涂层的半球向全发射率 107 §2-16 同心管热交换器实验（H100A） 110 §2-17 平板式热交换器实验 121 §2-18 套管式热交换器实验（H100C） 132 §2-19 带螺旋管与搅拌器的套箱式热交换器实验 144 §2-20 最大临界热负荷及烧毁现象演示实验 155 §2-21 膜态沸腾现象演示实验 156 附：热电偶测温 157 第三章 流体力学 163 §3-1不可压缩流体恒定流动的能量方程（伯诺里方程）实验 163 §3-2 雷诺实验 166 §3-3 局部阻力损失实验 168 §3-4