教學設(shè)備

一、方案論證
（一）建設(shè)意義
在學院高水平、應(yīng)用型的辦學目標引領(lǐng)下，按照新修訂的“能源與動力工程”本科專業(yè)教學大綱的要求，在開設(shè)其專業(yè)基礎(chǔ)課“傳熱學”課堂理論講授時，需要在“傳熱學實驗室”完成傳熱學相關(guān)實驗。另外，本實驗室也可滿足工學系“機械工程”專業(yè)教學大綱中“熱流體基礎(chǔ)”課程的實驗要求，是工學系能源與動力工程專業(yè)保障基本教學質(zhì)量，開展實踐教學的基本手段和途徑。
（二）設(shè)備清單
 

NO	產(chǎn)品名稱	數(shù)量	技術(shù)參數(shù)及功能要求
1	大容器內(nèi)水沸騰放熱試驗臺	2臺	詳見3.1
2	導熱系數(shù)測試儀	2臺	詳見3.2
3	導熱系數(shù)儀	2臺	詳見3.3
4	非[準]穩(wěn)態(tài)導熱儀	2臺	詳見3.4
5	空氣橫掠單管強迫對流的換熱實驗臺	1臺	詳見3.5
6	強迫對流單管管外放熱系數(shù)測試裝置	1臺	詳見3.6
7	溫度、濕度、壓力、流量示教板	1臺	詳見3.7
8	穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導熱系數(shù)實驗臺	1臺	詳見3.8
9	液體導熱系數(shù)測試裝置	2臺	詳見3.9
10	球體法測粒狀材料的導熱系數(shù)實驗臺	2臺	詳見3.10
11	自由對流橫管管外放熱系數(shù)測試裝置	2臺	詳見3.11
12	伸展體的導熱特性實驗臺	2臺	詳見3.12

 
（三）傳熱學實驗室項目技術(shù)要求
3.1大容器內(nèi)水沸騰放熱試驗臺（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-DFR）技術(shù)要求
（1）用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
（2）設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 觀察水在大容器內(nèi)沸騰的現(xiàn)象。
建立水泡狀沸騰的感性認識。
通過改變試件熱負荷，測定不同工況的電加熱功率及表面溫度，求出沸騰換熱系數(shù)。
繪制大容器內(nèi)水泡狀沸騰區(qū)的沸騰曲線。
主要配置：
可上下移動的試件本體，可控硅低電壓大電流可調(diào)穩(wěn)壓整流器，標準電阻，分壓箱，轉(zhuǎn)換開關(guān)，熱電偶熱端，熱電偶冷端，輔助電加熱器，冷卻管，不銹鋼臺架及控制屏。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率2.0KW。
2、不銹鋼薄壁試件：直徑：φ3mm。
3、玻璃容器：容積：5000mL，輔助電加熱器功率1.5KW。
4、高頻低壓直流電源，規(guī)格：電流：0-100A，電壓：0-12V，輸出方式：穩(wěn)流限壓、穩(wěn)壓限流可切換。
5、顯示方式：電壓、電流表顯示，冷卻方式：風冷。
6、溫度測量：測量系統(tǒng)配置有智能溫度控制儀表（PID調(diào)節(jié)控溫，精度 ±0.2℃），高精度PID調(diào)壓模塊電路。
7、外形尺寸：1200×500×1500mm，外形為不銹鋼可移動支架，帶雙剎車輪。
 
3.2導熱系數(shù)測試儀（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-DRH）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）一、 概述：
材料的熱導率是研究材料熱物理性能的一個重要參數(shù)指標。該儀器采用護熱平板法的原理，滿足了材料檢測研究部門對材料導熱系數(shù)的高精度測試要求。儀器參考標準：GB/T3399《塑料導熱系數(shù)試驗方法，護熱平板法》、GB/T3139-2005（纖維增強塑料導熱系數(shù)試驗方法）（玻璃鋼導熱系數(shù)試驗方法）、GB/10294（絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定 防護熱板法）等。主要測試塑料、玻璃、纖維、泡沫、粉狀料等。廣泛應(yīng)用在大中院校，科研單位，質(zhì)檢和生產(chǎn)企業(yè)等部門。
二、主要技術(shù)性能
1、導熱系數(shù)范圍：0.02～2w/m·k
2、測試精度：≤±3%
3、熱面溫度范圍：室溫～95℃，分辯率0.01℃。
4、冷面溫度范圍：室溫～30℃，分辯率0.01℃，采用半導體制冷。
5、電源：220V/50HZ；功率≤1KW。
6、量熱電源：電壓0-36V，分辯0.01V；電流0-3A，分辯率0.01A。
7、計算機自動測試，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)打印輸出。
8、試樣尺寸要求：200×200×（5-20）（mm）
3.3導熱系數(shù)儀（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-DRM）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）儀器概述：
   材料的熱導率是研究材料物理性能的一個重要參數(shù)指標，在科研，教學，生產(chǎn)等部門都要求對材料的熱導率進行預(yù)測或?qū)崪y。該儀器可測量各種金屬材料、非金屬材料的導熱系數(shù)，測試范圍廣。
 
技術(shù)參數(shù)：
1、電源：AC 220V; 50Hz 。
2、熱源：加熱銅塊，采用36V安全電壓加熱。
3、測試材料：塊狀或圓柱狀的金屬、非金屬材料，加圍框可測試粉狀、膠狀、顆粒狀材料。
4、測量溫度范圍：室溫～250℃，最高可達550℃，精度±1℃。
5、計時部分：范圍0～999.9s；分辨率0.1s。
6、 導熱系數(shù)測量精度：≤10%。
7、試樣尺寸：Φ130×（1-100）mm 。
8、導熱系數(shù)測試范圍：0.1～300w/m·k
3.4非[準]穩(wěn)態(tài)導熱儀（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-FWD）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 測定絕緣材料的導熱系數(shù)和比熱。
掌握使用熱電偶測量溫差的方法。
主要配置：
  有機玻璃框架，電鍍螺拴連接，苯板保溫，有機玻璃試件，0—50V高精度穩(wěn)壓直流電源供電，八路溫度巡檢儀，儀器帶直流電位差計接口（直流電位差計用戶自配），可配不銹鋼操作臺。
 
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率100W。
2、0-50V 0-5A高精度穩(wěn)壓直流電源供電。
3、八路溫度巡檢儀數(shù)顯各點溫度。
4、試件厚度10mm；試件面積200 × 200 mm2，實驗溫度：0～50℃。
5、外形尺寸：1000×400×600mm，外形為不銹鋼支架。
3.5空氣橫掠單管強迫對流的換熱實驗臺（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-DG）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 1、了解對流放熱的實驗研究方法。
2、測定空氣橫向流過單管表面時的平均放熱系數(shù)α，并將實驗數(shù)據(jù)整理成準則方程式。
主要配置：
    工頻離心風機、組合式有機玻璃風洞、實驗管及其加熱器、固態(tài)調(diào)壓模塊配電位器調(diào)節(jié)加熱功率、控制箱、萬能信號輸入巡檢儀、功率表、調(diào)壓器、畢托管、傾斜式微壓計、電位差計、不銹鋼可移動實驗臺。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率500W。
2、離心風機：電壓220V，功率：85W，風量：1000 m3/h；有機玻璃實驗本體。
3、被加熱金屬管（304不銹鋼）：Ф3-6mm之間任選，每臺3種不同尺寸規(guī)格。
4、硅整流器：輸入220V,輸出:電壓0—12V，電流0--100A。
5、電位差計：UJ36a直流電位差計。
6、畢托管流量計配斜管微壓計測流速：量程-10-700pa。
7、溫度測量：測量系統(tǒng)配置有智能溫度控制儀表（PID調(diào)節(jié)控溫，精度 ±0.2℃），高精度PID調(diào)壓模塊電路。手動風門調(diào)節(jié)風量。
8、外形尺寸：600×400×1200mm，外形為不銹鋼可移動支架，帶雙剎車輪。
3.6強迫對流單管管外放熱系數(shù)測試裝置（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-RG731）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 1、了解對流放熱的實驗研究方法。
2、測定空氣橫向流過單管表面時的平均放熱系數(shù)α，并將實驗數(shù)據(jù)整理成準則方程式。
 
主要配置：
 
    工頻離心風機、組合式有機玻璃風洞、實驗管及其加熱器、固態(tài)調(diào)壓模塊配電位器調(diào)節(jié)加熱功率、控制箱、萬能信號輸入巡檢儀、功率表、調(diào)壓器、畢托管、傾斜式微壓計、電位差計、不銹鋼可移動實驗臺。

技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率500W。
2、離心風機：電壓220V，功率：85W，風量：1000 m3/h；有機玻璃實驗本體。
3、被加熱金屬管（304不銹鋼）：Ф3-6mm之間任選，每臺3種不同尺寸規(guī)格。
4、硅整流器：輸入220V,輸出:電壓0—12V，電流0--100A。
5、電位差計：UJ36a直流電位差計。
6、畢托管流量計配斜管微壓計測流速：量程-10-700pa。
7、溫度測量：測量系統(tǒng)配置有智能溫度控制儀表（PID調(diào)節(jié)控溫，精度 ±0.2℃），高精度PID調(diào)壓模塊電路。手動風門調(diào)節(jié)風量。
8、外形尺寸：600×400×1200mm，外形為不銹鋼可移動支架，帶雙剎車輪。
3.7溫度、濕度、壓力、流量示教板（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-577Y）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）設(shè)備功能：
熱工類測量儀器示教板，分為溫度測量示教板；壓力測量示教板；相對濕度測量示教板；流量測量示教板。
各測量掛板均以實物加某些傳感器的放大剖面制作而成。因為測量儀器眾多，掛板只是選擇了具有代表性的、典型的、常用的儀表及傳感儀器。
主要配置：
流量測量儀表示教板
  1、流量測量儀表有畢托管、差壓式流量計、轉(zhuǎn)子流量計、蝸輪流量計和其他計量器具等多種類型。
  2、本示教板由畢托管、孔板、噴嘴、文丘里管流量計、轉(zhuǎn)子流量計、渦輪流量計和量杯、天平等實物模型組成，各種儀表的結(jié)構(gòu)和原理均清晰可見。
溫度測量儀示教板
  1、溫度測量儀表有膨脹式溫度計、熱電偶溫度計和電阻溫度計等多種類型。
  2、本示教板由液體玻璃管溫度計、雙金屬片溫度計、熱能電敏溫度計、銅電阻溫度計和 多種熱電偶等實物或模型組成，并在每類儀表下面畫有材質(zhì)和適用溫度范圍的表格和彩色有機玻璃制作的工作原理圖。
濕度測量儀示教板
  1、相對濕度測量計儀表主要有干濕球溫度計和毛發(fā)濕度計等類型。
  2、本示教板由普通干濕溫度計、通風干濕球溫度計、熱電偶干濕球溫度計和指針式毛發(fā)濕度計、自記式
    毛發(fā)溫度計等實物或模型組成，有些儀表和模型還可動態(tài)演示。
壓力測量儀表示教板
  1、壓力測量儀表有彈性壓力計、液柱壓力計和電氣壓力計等多種類型。
  2、本示教板由彈簧管壓力表、U型管壓差計、傾斜式微壓計（單管壓差計）和電阻式壓 力計發(fā)送器等
     實物或模型組成，部分儀器還配有彩色有機玻璃制作的工作原理圖。
3.8穩(wěn)態(tài)平板法測定絕熱材料導熱系數(shù)實驗臺（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-JRDR）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 穩(wěn)態(tài)平板法是一種應(yīng)用一維穩(wěn)態(tài)導熱過程的基本原理來測定材料導熱系數(shù)的方法，可以用來進行導熱系數(shù)的測定試驗，測定材料的導熱系數(shù)及其與溫度的關(guān)系；可測導熱系數(shù)在0.02～400 w/(m.k)的200×200×20mm范圍內(nèi)的任何材料。
主要配置：
雙面水冷卻實驗臺本體，薄膜加熱器本體，A級Pt100(0.1℃)鉑薄膜熱電阻，主加熱可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯示電流表、電壓表，輔加熱可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯示電流表、電壓表，低噪音循環(huán)水泵，PVC板水箱；8路萬能信號變送輸出巡檢儀，不銹鋼支架。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率300W。
2、本裝置可測定導熱系數(shù)在0.02～400 w/(m·k)試件尺寸為200×200×20mm范圍內(nèi)的任何材料，銅板：230mm×230mm×4mm，其上銑有凹槽。
主加熱可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯示電流表、電壓表，電壓：0~50V，電流：0~5A；輔加熱可調(diào)節(jié)直流穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯示電流表、電壓表，電壓：0~50V，電流：0~5A。
4、低噪音循環(huán)水泵參數(shù)： 流量：20L/min ，揚程：12m，功率：120W。
5、溫度測量：測量系統(tǒng)配置有智能溫度控制儀表（PID調(diào)節(jié)控溫，精度 ±0.2℃），高精度PID調(diào)壓模塊電路。
6、外形尺寸：1000×500×1600mm，外形為不銹鋼可移動支架，帶雙剎車輪。
3.9液體導熱系數(shù)測試裝置（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-YD）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 1、用穩(wěn)態(tài)法測量液體的導熱系數(shù)。
2、了解實驗裝置的結(jié)構(gòu)和原理，掌握液體導熱系數(shù)的測試方法。
3、可測試200度以下的液體導熱系數(shù)。
 
主要配置：
   不銹鋼上加熱殼體，紫銅板傳熱媒體，不銹鋼下自來水冷卻器主體，數(shù)顯溫控儀、溫度測量儀表，電位器調(diào)節(jié)加熱功率，電流表、電壓表，測試液膜高度1、2、3毫米墊片及調(diào)平螺拴，可配不銹鋼操作臺。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率1.5KW。
2、本裝置主要由循環(huán)冷卻水槽、上下均熱板、測溫熱電偶及其溫度顯示部分、液槽等組成。
3、加熱器為紫銅板，功率500W，底部設(shè)均熱板。
4、 溫度測量：測量系統(tǒng)配置有智能溫度控制儀表（PID調(diào)節(jié)控溫，精度 ±0.2℃），高精度PID調(diào)壓模塊電路。
5、規(guī)格：φ400×400mm，外形為不銹鋼結(jié)構(gòu)。
 
3.10球體法測粒狀材料的導熱系數(shù)實驗臺（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-QKD）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 本臺裝置應(yīng)用圓球法測物質(zhì)的導熱系數(shù)，是應(yīng)用沿球壁半徑方向三向度穩(wěn)定導熱的基本原理進行對顆粒及粉末狀材料導熱系數(shù)的試驗測定，改變加熱器熱量工況，整理實驗數(shù)據(jù)從而繪制出材料的導熱系數(shù)及溫度關(guān)系曲線。
主要配置：
熱源球（Φ80不銹鋼）、保溫球（Φ150不銹鋼）、測溫熱電偶、調(diào)溫加熱裝置（100W）、球體保溫箱（保溫材料）、數(shù)顯測溫儀表直流穩(wěn)壓可調(diào)電源供電加熱，數(shù)顯電壓表和電流表顯示加熱功率，加熱球體和冷卻球體各有4對溫度傳感器測試平均溫度，溫度由8路萬能信號輸入巡檢儀循環(huán)顯示，不銹鋼臺架及控制屏等。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率100W。
2、熱源球為Φ80不銹鋼球體，內(nèi)置100W直流加熱器。
3、0-50V 0-5A高精度穩(wěn)壓直流電源供電。
4、八路溫度巡檢儀數(shù)顯各點溫度。
5、外形尺寸：1000×400×500mm，外形為不銹鋼支架。
3.11自由對流橫管管外放熱系數(shù)測試裝置（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-ZDH）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 1、測定水平單管的自由運動放熱系數(shù)。
2、根據(jù)對自由運動散熱的相似分析，整理出準則方程式。
主要配置：
  不同長度和直徑的電鍍紫銅管四根，管內(nèi)設(shè)置加熱器，固態(tài)調(diào)壓模塊無極調(diào)節(jié)加熱，測溫傳感器，電功率測試數(shù)顯儀表，萬能信號輸入巡檢儀顯示溫度，各管配有溫度控制儀表，不銹鋼臺架及控制屏等。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率3.0KW。
2、電鍍紫銅管規(guī)格：Φ80mm×1600mm，Φ60mm×1400mm，Φ40mm×1200mm，Φ25mm×1000mm。
3、溫度由高精度溫度傳感器測量，高精度16路萬能信號輸入巡檢儀顯示。
4、外形尺寸：1700×800×1600mm，外形為不銹鋼可移動支架，帶雙剎車輪。
 
3.12伸展體的導熱特性實驗臺（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海頂邦教育設(shè)備制造有限公司/DB-SZD）技術(shù)要求
(1)用途要求：
滿足本科能源動力工程專業(yè)《傳熱學》課程的放熱試驗等要求。
(2)設(shè)備性能參數(shù)
★1）實驗?zāi)康模?br /> 1、求解具有對流換熱條件的伸展體導熱的特性（如溫度沿軸線分布規(guī)律、對流換熱系數(shù) 、最小過余溫度的位置Xmin等）。
2、了解熱電偶測溫的方法。
 
主要配置：
有機玻璃風管，加熱器，高溫電壓表，加熱管（試件），位移尺，引風機，熱電偶， 電位差計，不銹鋼臺架及控制屏等。
技術(shù)參數(shù)：
1、輸入電源：單相AC220V±10% 50Hz，功率1.5KW。
2、試件是一根直徑φ20mm，長度300mm的紫銅管，放置在風道中。風機功率150W，風量 500 m3/h。
3、管兩端裝有加熱器，通過調(diào)壓器控制其功率，在管內(nèi)安裝有可移動熱電偶測溫頭，使其測量銅管沿管長的溫度的分布。
4、溫度測量：測量系統(tǒng)配置有智能溫度控制儀表（PID調(diào)節(jié)控溫，精度 ±0.2℃），高精度PID調(diào)壓模塊電路。
5、外形尺寸：500×400×600mm，外形為不銹鋼支架。