工程热力学实验指导书[1]上交稿

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1、“热工学基础”实验指导书天津大学机械工程学院编著二零一零年十二月46前言热工学基础实验包括：“工程热力学”和“传热学”两部分实验内容，共有9个基础实验。实验教学的目的是验证巩固和补充课堂讲授的理论知识，通过实验使学生初步掌握热能有效利用以及热能和其他能量转换规律的基本知识，以及热量传递的基本规律。使学生能正确运用热力学的基本原理进行热工和热力循环的分析；培养学生运用所学的理论解决实际问题的能力以及对实验结果进行综合分析并撰写实验报告的能力，通过实验使学生能辨识热工设备、学会热工仪器仪表的使用方法。《热工学基础实验指导书》是根据高等教育自学考试课程“热工学基础”实践教学大纲的教学计划编写

2、的。在编写过程中参考了《热工实验基础》（1986年高等教育出版社）、《工程热力学实验指导书》、《传热学实验指导书》(1996年工程热物理教研室、热工实验室编著)及教材《热工基础与应用》（机械工业出版社2009年第二版），并结合热工实验室的实际设备，吸收了多年来实验室设备的改进和科研工作的成果而编著的。根据学生在实验过程中的表现及实验报告的质量对学生进行考核。考核内容包括实验前预习、实验过程、实验方法和步骤以及实验结果的数据处理、分析等内容，进行综合考核。本指导书由郑宗和、刘靖主持编整。46目录实验1热电偶温度计的刻度与校验………………….………………..………(4)实验2压力表校验……

3、…………………………………………………….…………(8)附录1压力表的常见故障机器发生原因和排除方法………….….…….....................(11)实验3二氧化碳气体P-V-T关系的测定………………………………….….….….(12)实验4喷管中气体流动基本特性试验…………………….……….….……..….…...(16).实验5压气机性能试验………………………………………………..……..........….(23).实验6蒸汽压缩制冷（热泵）装置性能实验………………………………...…....…(27)..实验7用球体法测量导热系数实验………...…………………

4、……………….….…..(31)实验8空气横掠单管强迫对流换热系数测定实验…………………………..…...…..(34)附录2空气横掠单管强迫对流换热系数测定实验的简要说明…………………...…(39)实验9套管式换热器性能测试试验…………………….…………….…………….…(40)46实验1热电偶温度计的刻度与校验温度是热力学中一个基本状态参数，在各种热工实验中都离不开温度。所以，温度测量是最重要的热工测量。热电偶温度计广泛用于科研院校，电力、化工、石油、炼钢、玻璃、陶瓷、模具热处理及塑料、橡胶、印染、包装和食品机械等行业的温度测量、温度控制。热电偶温度计由热电偶和电位计组成。测量范

5、围宽（－27℃～2500℃）、精度高，一般在使用前及使用过程中必须对其进行校验。有时还要自己制作热电偶，并进行刻度。所以掌握热电偶温度计的制作与刻度（校验）方法是最基本的热工试验之一。一、实验目的1.掌握热电偶制作技术；2.掌握热电偶刻度（校验）及数据整理方法；3.熟悉电位计、恒温水浴等仪器的原理、性能及使用方法。二、实验原理1.热电偶温度计原理热电温度计是由热电偶、补偿导线及测量仪表构成的。其中热电偶是敏感元件,它由两种不同的导体A和B连接在一起,构成一个闭合回路,当它的两个接点1、2的温度t和t0不同时，在通路内将产生热电势，此电势的大小与温差（t-t0）有一定的关系，热电效应在回

6、路中就会产生零点几到几十毫伏的热电动势,记为EAB。接点1在测量时被置于测场所,故称为测量端或工作端。接点2则要求恒定在某一温度下,称为参考端或自由端,如图1-1所示。如冷接点温度保持不变（放在冰水混合物的保温瓶中使其保持0℃），则热电偶所产生的热电势只和热接点温度t有关，这时就可用电测仪表测出热电势值，可得到相应的温度t的数值。热电偶电势与温度的关系在恒温器电炉内用标准温度计标定，作出毫伏-温度曲线，实验时根据毫伏数即可由此曲线查得温度。图1-1热电偶原理及接线法在标定时应根据测量的温度选取恒温器，在10℃到100℃的范围内，标定是在盛水的恒温器内进行（此时：标准温度计和被刻度的热电

7、偶都要插在纯净油类的玻璃试管内，然后放入恒温水浴内）；理论上，任何两种不同的金属均可组成热电偶，而实用上为了满足一些要求：如电势大便于测量、性质稳定、能耐高温等等。因此往往只用某些金属或合金。常用的热电偶有如下几种（＋、－号代表电极）；46铂銠（＋）---铂（－）测温范围：-20℃～1300℃铜（＋）--康铜（－）测温范围：-20℃～350℃镍铬（＋）---镍硅（－）测温范围：-50℃～1300℃若用热电偶测量物体的壁面温度，应将热电偶镶入壁面