课程代码:UMEC1003 课程学分:4学分 课程名称(中/英):传热学/Fundamental of Heat Transfer 课程学时:72学时 实验学时:6学时 适用专业:建筑环境与能源应用 实验室名称:建筑环境实验室 一、课程简介: 配合《传热学》课程的理论教学,培养学生运用传热学的基本理论和公式,熟练使用各种仪器和装置,解决 实际问题的能力。通过实验结果的分析和讨论,掌握实验数据的处理方法,加深对传热学基本概念的理解。重点掌 握导热系数、换热系数等传热学基本量的测量原理与方法。通过对实验原理的了解和对实验操作的实践,使学生能 在动手过程中达到深化知识,促进思考和培养技能的目的。对带有设计特点的实验,可启发和指导学生通过开放实 验室的方式进行选做。 二、实验项目及学时分配 序号 项目名称 实验类型学时分配 每组人数必修/选修 稳态平板法测定绝热材 验证性 1学时 料导执系数实哈 3人 必修 具有对流换热表面的伸 综合性 1学时 3人 必修 据体传执特性试验 空气绕水平圆管自然对 流换热实验 综合性 1学时 3人 必修 角系数测定实验 验证性 1学时 3人 必修 5 液体导热系数测量 验证性 1学时 3人 必修 空气描掠单管时平均换 6 热系数的测定 综合性 1学时 3人 必修 三、实验内容及教学要求 实验项目1:稳态平板法测定绝热材料导热系数实验 1.教学内容 巩周导热理论知识,并通过本实验掌握平板状工程材料导热系数测定技术。 2.教学目标 (1)了解稳态平板法测量板状固体材料的导热系数的基本原理。 (2)熟悉恒温水浴温度调节,电加热器功率调节以及热电偶测温数据读取。 (3)掌握平板状工程材料导热系数测定方法。 实验项目2:具有对流换热表面的伸展体传热特性试验 1.教学内容 通过实验手段测出沿伸展体表面的过余温度分布,并通过对实验数据的处理,求出换热系数的分布规律
课程代码:UMEC1003 课程学分:4学分 课程名称(中/英):传热学/Fundamental of Heat Transfer 课程学时:72学时 实验学时:6学时 适用专业:建筑环境与能源应用 实验室名称:建筑环境实验室 一、课程简介: 配合《传热学》课程的理论教学,培养学生运用传热学的基本理论和公式,熟练使用各种仪器和装置,解决 实际问题的能力。通过实验结果的分析和讨论,掌握实验数据的处理方法,加深对传热学基本概念的理解。重点掌 握导热系数、换热系数等传热学基本量的测量原理与方法。通过对实验原理的了解和对实验操作的实践,使学生能 在动手过程中达到深化知识,促进思考和培养技能的目的。对带有设计特点的实验,可启发和指导学生通过开放实 验室的方式进行选做。 二、实验项目及学时分配 序号 项目名称 实验类型 学时分配 每组人数 必修/选修 1 稳态平板法测定绝热材 料导热系数实验 验证性 1学时 3人 必修 2 具有对流换热表面的伸 展体传热特性试验 综合性 1学时 3人 必修 3 空气绕水平圆管自然对 流换热实验 综合性 1学时 3人 必修 4 角系数测定实验 验证性 1学时 3人 必修 5 液体导热系数测量 验证性 1学时 3人 必修 6 空气横掠单管时平均换 热系数的测定 综合性 1学时 3人 必修 三、实验内容及教学要求 实验项目1:稳态平板法测定绝热材料导热系数实验 1.教学内容 巩固导热理论知识,并通过本实验掌握平板状工程材料导热系数测定技术。 2.教学目标 (1)了解稳态平板法测量板状固体材料的导热系数的基本原理。 (2)熟悉恒温水浴温度调节,电加热器功率调节以及热电偶测温数据读取。 (3)掌握平板状工程材料导热系数测定方法。 实验项目2:具有对流换热表面的伸展体传热特性试验。 1.教学内容 通过实验手段测出沿伸展体表面的过余温度分布,并通过对实验数据的处理,求出换热系数的分布规律
2.教学目标 (1)了解伸展体表面过余温度分布特性。 (2)熟悉风机风速调整,热电偶测温数据读取与分析。 (3)掌握伸展体表面换热系数的分布规律。 实盼项目3:空气绕水平圆管白然对流换热实验 1.教学内容 选定合适的电流,分别给四根直径不同的水平圆管加热,达到热稳定以后,测出圆管的壁温同时记录密封房 内空气的温度,将实验数据通过图解法或平均值或线性回归法,整理成关于圆管的自然对流换热系数准则方程。 2.教学目标 (1)了解自然对流换热系数测量的基本原理。 (2)熟悉电加热功率调整,热电偶测温数据读取与处理,以及准则方程的拟合。 (3)掌握空气绕水平圆管自然对流换热系数的测量方法 实验项目4:角系数测定实验 1.教学内容 将角系数测量仪按定位环定位,并水平放置在底板上。通过镜筒仔细瞄准被测表面的轮廓线,使记录笔在底 面方格纸上画出封闭图形。计算方格纸上图形的面积。量出镜筒长度,即半径,比值即为角系数。对每一种图形测 量5次,求平均值及方差。测量被测表面的几何尺寸及相对于仪器的位置,按理论公式计算角系数,并与实测值相 比较。 2.教学目标 (1)了解角系数的物理意义。 (2)熟悉角系数测量仪(机械积分仪)的原理及操作使用方法。 (3)掌握角系数的测量方法。 实验项目5:液体导热系数测量 1.教学内容 将被测液体缓慢地注入液棺中,直至淹没垫片约0.5m为止。将上热面加热器轻轻放在垫片上,连接热电偶插 头及电位差计。接通循环冷却水槽上的进出水管,并调节水量。接通电源,调整输入电压(V1)达到其预定值(注 意热面温度不得高于被测液体的闪点温度)。按下电流转换开关,并记录测量部位电压V及通过的电流I。每隔5分 钟左右从温度读数显示器记下被测液体冷、热面的温度值(℃)。将它们记入记录表中,并标出各次的温差△T=T1 一2。最后经由傅里叶公式得出液体导热系数。 2.教学目标 (1)了解稳态法测量液体导热系数的原理 (2)孰采申加热器功率调整、热申偶温度数据读取和分析
2.教学目标 (1)了解伸展体表面过余温度分布特性。 (2)熟悉风机风速调整,热电偶测温数据读取与分析。 (3)掌握伸展体表面换热系数的分布规律。 实验项目3:空气绕水平圆管自然对流换热实验 1.教学内容 选定合适的电流,分别给四根直径不同的水平圆管加热,达到热稳定以后,测出圆管的壁温同时记录密封房 内空气的温度,将实验数据通过图解法或平均值或线性回归法,整理成关于圆管的自然对流换热系数准则方程。 2.教学目标 (1)了解自然对流换热系数测量的基本原理。 (2)熟悉电加热功率调整,热电偶测温数据读取与处理,以及准则方程的拟合。 (3)掌握空气绕水平圆管自然对流换热系数的测量方法。 实验项目4:角系数测定实验 1.教学内容 将角系数测量仪按定位环定位,并水平放置在底板上。通过镜筒仔细瞄准被测表面的轮廓线,使记录笔在底 面方格纸上画出封闭图形。计算方格纸上图形的面积。量出镜筒长度,即半径,比值即为角系数。对每—种图形测 量5次,求平均值及方差。测量被测表面的几何尺寸及相对于仪器的位置,按理论公式计算角系数,并与实测值相 比较。 2.教学目标 (1)了解角系数的物理意义。 (2)熟悉角系数测量仪(机械积分仪)的原理及操作使用方法。 (3)掌握角系数的测量方法。 实验项目5:液体导热系数测量 1.教学内容 将被测液体缓慢地注入液槽中,直至淹没垫片约0.5㎜为止。将上热面加热器轻轻放在垫片上,连接热电偶插 头及电位差计。接通循环冷却水槽上的进出水管,并调节水量。接通电源,调整输入电压(V1)达到其预定值(注 意热面温度不得高于被测液体的闪点温度)。按下电流转换开关,并记录测量部位电压V及通过的电流I。每隔5分 钟左右从温度读数显示器记下被测液体冷、热面的温度值(℃)。将它们记入记录表中,并标出各次的温差ΔT=T1 -T2。最后经由傅里叶公式得出液体导热系数。 2.教学目标 (1)了解稳态法测量液体导热系数的原理。 (2)熟悉电加热器功率调整、热电偶温度数据读取和分析
(3)掌握液体导热系数的测量方法。 实验项目6:空气横掠单管时平均换热系数的测定 1.教学内容 将不同管径的试件分别置于风道中,以合适的电流加热,改变空气流速,测出试件的电流,电压,壁温以及 空气的动压和环境温度。对获得的数据进行计算处理,求出反映空气横掠单管时换热规律的准则方程。 2.教学日标 (1)了解空气横掠单管时平均换热系数的测定的基本原理。 (2)熟悉实验装置的使用。 (3)掌握测量空气流速和管壁温度的方法,通过对数据的处理获得反映空气横掠单管时换热规律的准则方 程。 四、考核方式及要求 1.实验报告:实验报告要求规范,清楚。报告内容:(1)实验目的(2)原理简述(3)仪器设备(4)实验 步骤(5)原始数据记录(6)数据计算与处理(包括表格与曲线)(7)问题讨论。 2.考核方式 (1)实验课的考核方式:根据实验预习、实验态度、实验能力、实验结果、实验报告质量等各方面情况进行 考核。 (2)实验课考核成绩确定:本实验课程分数为百分制,其中实验报告占60%,实验操作考核占40%。 五、主要仪器设备及现有台套数 1稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台 3套 2液体导热系数测试装置 3套 3强迫对流单管外放热系数测试装置 2套 4强迫对流空气横掠平板放热系数测试装置 2套 5自由对流横管管外放热系数测试装置 3套 6伸展体的导热特性实验台 3套 7换热器综合实验台 2套 8角系数测定仪 3套 9中温法向幅射率测量仪 3套 六、教材及参考书 1.教材:杨世铭、陶文铨,《传热学》(第四版),高等教育出版社,2006年8月. 2.参考书:《传热学实验指导书》,哈尔滨努谢尔特教学实验设备有限公司,2014年6
(3)掌握液体导热系数的测量方法。 实验项目6:空气横掠单管时平均换热系数的测定 1.教学内容 将不同管径的试件分别置于风道中,以合适的电流加热,改变空气流速,测出试件的电流,电压,壁温以及 空气的动压和环境温度。对获得的数据进行计算处理,求出反映空气横掠单管时换热规律的准则方程。 2.教学目标 (1)了解空气横掠单管时平均换热系数的测定的基本原理。 (2)熟悉实验装置的使用。 (3)掌握测量空气流速和管壁温度的方法,通过对数据的处理获得反映空气横掠单管时换热规律的准则方 程。 四、考核方式及要求 1.实验报告:实验报告要求规范,清楚。报告内容:(1)实验目的(2)原理简述(3)仪器设备(4)实验 步骤(5)原始数据记录(6)数据计算与处理(包括表格与曲线)(7)问题讨论。 2.考核方式 (1)实验课的考核方式:根据实验预习、实验态度、实验能力、实验结果、实验报告质量等各方面情况进行 考核。 (2)实验课考核成绩确定:本实验课程分数为百分制,其中实验报告占60%,实验操作考核占40%。 五、主要仪器设备及现有台套数 1 稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台 3套 2 液体导热系数测试装置 3套 3 强迫对流单管外放热系数测试装置 2套 4 强迫对流空气横掠平板放热系数测试装置 2套 5 自由对流横管管外放热系数测试装置 3套 6 伸展体的导热特性实验台 3套 7 换热器综合实验台 2套 8 角系数测定仪 3套 9 中温法向幅射率测量仪 3套 六、教材及参考书 1.教材:杨世铭、陶文铨,《传热学》(第四版),高等教育出版社,2006年8月. 2.参考书:《传热学实验指导书》,哈尔滨努谢尔特教学实验设备有限公司,2014年6