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热工实验报告

热工过程控制实验报告——姜栽沙

热工过程控制工程实验报告专业班级：新能源1402班学生姓名：姜栽沙学号：1004140220 中南大学能源学院 2017年1月

实验一热工过程控制系统认识与MCGS应用组号______ 同组成员李博、许克伟、成绩__________ 实验时间__________ 指导教师(签名)___________ 一、实验目的通过实验了解几种控制系统（基于智能仪表、基于计算机）的组成、工作原理、控制过程特点；了解计算机与智能仪表的通讯方式。了解组态软件的功能和特点，熟悉MCGS组态软件实现自动控制系统的整个过程。掌握MCGS组态软件提供的一些基本功能，如基本画面图素的绘制、动画连接的使用、控制程序的编写、构造实时数据库。二、实验装置 1、计算机一台 2、MCGS组态软件一套 3、对象：SK-1-9型管状电阻炉一台；测温热电偶一支（K型）。 4、AI818/宇电519/LU-906K智能调节仪组成的温控器一台。 5、THKGK-1型过程控制实验装置（含智能仪表、PLC、变频器、控制阀）一套 6、CST4001-6H电阻炉检定炉（含电阻炉、温度控制器、测温元件、接口）一套 7、电阻炉温度控制系统接线图和方框图如图1-1、1-2所示。三、实验内容 1、电阻炉温度控制系统（液位、流量、压力）被控过程: 电阻炉被控变量: 电阻炉温度操纵变量: 电阻炉的功率主要扰动：环境温度变化，电压值，电流值2、带检测控制点的流程图 3、控制系统方框图

4、控制系统中所用的仪表名称、型号（检测仪表、控制器、执行器、显示仪表）。检测仪表：CST4001-6H电阻炉检定炉控制器：AI818/宇电519/LU-906K智能调节仪组成的温控器执行器：THKGK-1型过程控制实验装置（含智能仪表、PLC、变频器、控制阀）显示仪表：计算机 5、智能仪表与计算机是怎样进行通讯？有哪几种方式？智能仪表与计算机通讯一般有三种方式，分别为USB接口，485接口，232接口，通过这些接口进行信号传输，计算机得以对仪表进行温控。 6、什么是组态软件？组态软件是指对系统的各种资源进行配置，达到系统按照预定设置，自动执行特定任务，满足使用者要求的目的的应用软件。四、MCGS组态界面提供电阻炉温度控制系统一套完整组态界面图（共6个图），包括主界面、运行界面、设备工况、存盘数据、实时曲线、历史数据。

热工测试课后练习答案

热工测试作业第一章 1-1、测量方法有哪几类，直接测量与间接测量的主要区别是什么？(P1-2) 答：测量的方法有：1、直接测量；2、间接测量；3、组合测量。直接测量与间接测量的主要区别是直接测量中被测量的数值可以直接从测量仪器上读得，而间接测量种被测量的数值不能直接从测量仪器上读得，需要通过直接测得与被测量有一定函数关系的量，然后经过运算得到被测量的数值。 1-2、简述测量仪器的组成与各组成部分的作用。(P3-4) 答：测量仪器由感受器、中间器和效用件三个部分组成。 1、感受器或传感器：直接与被测对象发生联系（但不一定直接接触），感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号； 2、中间器或传递件：最简单的中间件是单纯起“传递”作用的元件，它将传感器的输出信号原封不动地传递给效用件； 3、效用件或显示元件：把被测量信号显示出来，按显示原理与方法的不同，又可分模拟显示和数字显示两种。 1-3、测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么？（P5-6）答：测量仪器的主要性能指标有：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。 1、精确度：表示测量结果与真值一致的程度，它是系统误差与随机误差的综合反映； 2、恒定度：仪器多次重复测试时，其指示值的稳定程度，通常以读数的变差来表示； 3、灵敏度：以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例来表示。 4、灵敏度阻滞：又称感量，是以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的变化值。 5、指示滞后时间：从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间。 1-4、说明计算机测控系统基本组成部分及其功能。（P6-7）答：计算机测控系统基本组成部分有：传感器、信号调理器、多路转换开关、模/数（A/D）和数/模（D/A）转换及微机。 1、信号调理器：完成由传感器输出信号的放大、整形、滤波等，以保证传感器输出信号成为A/D转换器能接受的信号； 2、实现多路信号测量，并由它完成轮流切换被测量与模/数转换器的连接； 3、采样保持器：保证采样信号在A/D转换过程中不发生变化以提高测量精度； 4、A/D转换器：将输入的模拟信号换成计算机能接受的数字信号； 5、D/A转换器：将输入的数字信号换成计算机能接受的模拟信号。 1-5、试述现代测试技术及仪器的发展方向。(P6、P9) 答：计算机、微电子等技术迅速发展，推动了测试技术的进步，相继出现了智能测试仪、总线仪器、PC仪器、虚拟仪器、网络化仪器等微机化仪器及自动化测试系统。随着计算机网络技术、多媒体技术、分布式技术等手段的迅速发展，测试技术与计算机相结合已成为当前测试技术的主流，测试技术的虚拟化和网络化的时代已经不远了。第二章 2-1、试述测量仪器的动态特性的含意和主要研究内容，它在瞬变参数测量中的重要意义。(P11、P16) 答：测量仪器或测量系统的动态特性的分析就是研究动态测量时所产生的动态误差，它主要用以描述在动态测量过程中输入量与输出量之间的关系，或是反映系统对于随机时间变化的输入量响应特性。从而能够选择合适的测量系统并于所测参数相匹配，使测量的动态误差限制在试验要求的允许范围内，这便是动态测量技术中的重要研究课题。在瞬变参数动态测量中，要求通过测量系统所获得的输出信号能准确地重现输入信号的全部信息，而测量系统的动态响应正是用来评价系统正确传递和显示输入信号的重要指标。

热工实验报告剖析

目录常功率平面热源法同时测定绝热 (1) 数据处理： (1) [1]原始数据整理：（原始数据表格见附录） (1) [2]关于高斯误差补函数的方程编写 (2) 高斯误差补函数的一次积分 (2) 高斯误差补函数的一次积分的反函数 (2) [3]数据处理脚本 (2) [4]结果表格 (3) 曲线绘制 (3) [1]热源温度t1和距热源x1处温度t2随时间τ的变化关系 (3) [2]导热系数lamda随时间的变化 (4) [3]导热系数a随时间的变化 (4) 理解分析 (5) [1]改变导热系数lamda对温升曲线的影响 (5) [2]改变导温系数a对温升曲线的影响 (6) 空气横掠单圆管时强迫对流换热实验 (6) 数据处理 (6) [1]原始数据整理：（原始数据表格见附录） (6) [2]结果表格 (7) [3]曲线拟合 (7) 总结讨论 (9) [1]实验偏差讨论 (9) [2]为什么忽略Pr (9) [3]截面小的地方流速大，测量相对误差值小。 (9) 常功率平面热源法同时测定绝热材料的导热系数λ和导温系数a 数据处理：

高斯误差补函数的一次积分高斯误差补函数的一次积分的反函数 [3]数据处理脚本

[4] [1]热源温度t1和距热源x1处温度t2随时间τ的变化关系

[2]导热系数lamda随时间的变化 [3]导热系数a随时间的变化

可以看出λ和a均随时间先降低后升高。因为导热初期，温差小，恒定热流，所以传热快，随着时间的增加，导热变慢。当温度增加到一定程度，温差缩小，导热又逐渐变快。理解分析 [1]改变导热系数lamda对温升曲线的影响

工热热力学实验报告1

工程热力学实验报告学院年级专业学生姓名学号 2016年12月21日

实验一：气体定压比热的测定一、实验目的和要求 1. 了解气体比热测定装置的基本原理和构思。 2. 熟悉本实验中的测温、测压、测热、测流量的方法。 3. 掌握由基本数据计算出比热值和求得比热公式的方法。 4. 分析本实验产生误差的原因及减小误差的可能途径。二、实验内容通过测定空气的温度、压力流量，掌握计算热量的方法，从而求得比热值和求得比热公式的方法。三、数据记录四、实验方法、步骤及测试数据处理 1.接通电源及测量仪表，选择所需的出口温度计插入混流网的凹槽中。 2.摘下流量计上的温度计，开动风机，调节节流阀，使流量保持在额定值附近。测出流量计出口空气的干球温度（t0）。 3.将温度计插回流量计，调节流量，使它保持在额定值附近。逐渐提高电热器功率，使出口温度升高至预计温度。可以根据下式预先估计所需电功率： τt W ?≈12 式中：W为电热器输入电功率（瓦）；

Δt 为进出口温度差（℃）； τ为每流过10升空气所需的时间（秒）。估算过程：W=m ×Cp ×（T2-T1）=ρ×V ×Cp ×（T2-T1） =ρ×(10/1000τ) ×Cp ×Δt=1.169×(10/1000τ) ×1.004×Δt =11.7/1000×Δt/τ(kW)=11.7Δt/τ(w) 式中ρ—kg/m3; Cp—kJ/kg ·k; 4. 待出口温度稳定后（出口温度在10分钟之内无变化或有微小起伏，即可视为稳定），读出下列数据，每10升空气通过流量计所需时间（τ,秒）；比热仪进口温度——即流量计的出口温度（t 1,℃）和出口温度（t 2℃）；当时相应的大气压力（B ，毫米汞柱）和流量计出口处的表压（Δh ，毫米水柱）；电热器的输入功率（W ，瓦）。 5. 根据流量计出口空气的干球温度和湿球温度,从湿空气的干湿图查出含湿量(d,克/公斤干空气)，并根据下式计算出水蒸气的容积成分： 622 /1622 /d d r w += 推导：对于理想气体混合物，摩尔比等于体积比，由分压力定律可知，理想气体摩尔比等于压力比，因此体积比等于压力比。根据含湿量定义d=m v /m a =n v M v /n a M a =0.622 (v v /v a )。因此：r w =v a /v=v v /(v v +v a )=1/(1+0.622/d)=d/0.622/(1+ d/0.622) 6. 根据电热器消耗的电功率，可算出电热器单位时间放出的热量： 3 10 1868.4?=W Q & （kcal/s ）[1w=1J/s=1/1000kJ/s=1/4186.6kcal/s] 7. 干空气流量（质量流量）为： ) 15.273(2871000/103.133)6.13/)(1(00+???+-== t h B r T R V P G w g g g τ&& ) 15.273()6.13/)(1(106447.403+?+-?= -t h B t w τ （kg/s ） 8. 水蒸气流量为： ) 15.273(5.4611000/103.133)6.13/(00+???+== t h B r T R V P G w w w w τ&&

散热器热工性能实验报告 (1)

实验二散热器性能实验班级：姓名：学号：一、实验目的 1、通过实验了解散热器热工性能测定方法及低温水散热器热工实验装置的结构。 2、测定散热器的散热量Q ，计算分析散热器的散热量与热媒流量G 和温差T 的关系。二、实验装置 1.水位指示管 2.左散热器 3. 左转子流量计 4. 水泵开关及加热开关组 5. 温度压差巡检仪 6.温度控制仪表 7. 右转子流量计 8. 上水调节阀 9.右散热器 10. 压差传感器 11.温度测点T1、T2、T3、T4 图1散热器性能实验装置示意图三、实验原理本实验的实验原理是在稳定的条件下测定出散热器的散热量： Q=GC P （t g -t h ） [kJ/h] 式中：G ——热媒流量， kg/h ； C P ——水的比热， kJ/Kg.℃； t g 、t h ——供回水温度， ℃。散热片共两组:一组散热面积为：1m 2 二组散热面积为：0.975 m 2 上式计算所得散热量除以3.6即可换算成[W]。低位水箱内的水由循环水泵打入高位水箱，被电加热器加热，并由温控器控制其温度在某一固定温度波动范围，由管道通过转子流量计流入散热器中，经其传热将一部分热量散入房间，降低温度后的回水流入低位水箱。流量计计量出流经每个散热器在温度为t g 时的体积流量。循环泵打入高位水箱的水量大于散热器回路所需的流量时，多余的水量经溢流管流回低位水箱。

四、实验步骤 1、测量散热器面积。 2、系统充水，注意充水的同时要排除系统内的空气。 3、打开总开关，启动循环水泵,使水正常循环。 4、将温控器调到所需温度（热媒温度）。打开电加热器开关，加热系统循环水。 5、根据散热量的大小调节每个流量计入口处的阀门，使之流量、温差达到一个相对稳定的值，如不稳定则须找出原因，系统内有气应及时排除，否则实验结果不准确。 6、系统稳定后进行记录并开始测定：当确认散热器供、回水温度和流量基本稳定后，即可进行测定。散热器供回水温度 t g 与t h 及室内温度t均采用pt100.1热电阻作传感器，配数显巡检测试仪直接测量，流量用转子流量计测量。温度和流量均为每10分钟测读一次。 G t =L/1000=L·10-3 m3/h 式中：L——转子流量计读值； l/h； G t ——温度为t g 时水的体积流量；m3/h G=G t ·ρ t （kg/h）式中：G——热媒流量，（kg/h）； ρt——温度为t g时的水的密度，（kg/ m3）。 7、改变工况进行实验： a、改变供回水温度，保持水量不变。 b、改变流量，保持散热器平均温度不变。即保持 2h g p t t t + =恒定8、求散热器的传热系数K 根据Q=KA（t p -t ）其中：Q——为散热器的散热量，W K——散热器的传热系数，W/m2.℃ A ——散热器的面积，一种为0.975 m2，另一种为1 m2 t p ——供回水平均温度，℃ t ——室内温度，℃ 9、实验测定完毕： a、关闭电加热器； b、停止运行循环水泵； c、检查水、电等有无异常现象，整理测试仪器。五、注意事项 1、测温点应加入少量机油，以保持温度稳定； 2、上水箱内的电热管应淹没在水面下时，才能打开，本实验台有自控装置；但亦应经常检查。

Pt100 型铂热电阻分度表_百度文库.

Pt100 型铂热电阻分度表 Pt100 型铂热电阻分度表编制：蒋跃温度℃电阻值（Ω）（JJG 229-87）R0=100.00Ω 0123456789 -20018.49--------- - 19022.8022.3721.9421.5121.0820.6520.2219.7919.3618.93 - 18027.0826.6526.2325.8025.3724.9424.5224.0923.6623.23 - 17031.3230.9030.4730.0529.6329.2028.7828.3527.9327.50 - 16035.5335.1134.6934.2733.8533.4333.0132.5932.1631.74 - 15039.7139.3038.8838.4638.0437.6337.2136.7936.3735.95 - 14043.8743.4543.0442.6342.2141.7941.3840.9640.5540.13 - 13048.0047.5947.1846.7646.3545.9445.5245.1144.7044.28 - 12052.1151.7051.2050.8850.4750.0649.6449.2348.8248.41 - 11056.1955.7855.3854.9754.5654.1553.7453.3352.9252.52 - 10060.2559.8559.4459.0458.6358.2257.8257.4157.0056.60 - 9064.3063.9063.4963.0962.6862.2861.8761.4761.0660.66 - 8068.3367.9267.5267.1266.7266.3165.9165.5165.1164.70 - 7072.3371.9371.5371.1370.7370.3369.9369.5369.1368.73 - 6076.3375.9375.5375.1374.7374.3373.9373.5373.1372.73 - 5080.3179.9179.5179.1178.7278.3277.9277.5277.1376.73 - 4084.2783.8883.4883.0882.6982.2981.8981.5081.1080.70 - 3088.2287.8387.4387.0486.6486.2585.8585.4685.0684.67 - 2092.1691.7791.3790.9890.5990.1989.8089.4089.0188.62 - 1096.0995.6995.3094.9194.5294.1293.7593.3492.9592.55 - 0100.0099.6199.2298.8398.4498.0497.6597.2696.8796.48 温度℃0123456789 0100.00100.39100.78101.17101.56101.95102.34102.73103.12103.51 10103.90104.29104.68105.07105.46105.85106.24106.63107.02107.40 20107.79108.18108.57108.96109.35109.73110.12110.51110.90111.28 30111.67112.06112.45112.83113.22113.61113.99114.38114.77115.15 40115.54115.93116.31116.70117.08117.47117.85118.24118.62119.01 50119.40119.78120.16120.55120.93121.32121.70122.09122.47122.86

热工基础报告

热工基础在工业中的应用姓名：学号：班级：

目录一：热工基础的发展历史 (1) 1、热力学发展 (1) 2、传热学发展 (1) 二、工业中的应用概述 (3) 1、传热学在传统工业机械领域和农业机械领域中的应用 (3) 2、在机械高新技术领域中的应用 (3) 三、真空井式退火炉 (5) 型号简介 (5) 结构简介 (5)

一：热工基础的发展历史3 1、热力学发展古代人类早就学会了取火和用火，不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末，人们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下，人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709～1714年华氏温标和1742～1745年摄氏温标的建立，才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术，为科学地观测热现象提供了测试手段，使热学走上了近代实验科学的道路。 1798年，朗福德观察到用钻头钻炮筒时，消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年，英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化，这显然无法由“热质说”得到解释。1842年，迈尔提出了能量守恒理论，认定热是能的一种形式，可与机械能互相转化，并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念，1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年，焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就是以他的名字命名的。热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年，法国人卡诺提出著名的卡诺定理，指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限，这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响，他的证明方法还有错误。1848年，英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年，德国的克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律，并在此基础上重新证明了卡诺定理。 1850～1854年，克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律和第二定律的确认，对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论，正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学，它成为研究热机工作原理的理论基础，使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。与此同时，在应用热力学理论研究物质性质的过程中，还发展了热力学的数学理论，找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数，研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律。1906年，德国的能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理；1912年，这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。二十世纪初以来，对超高压、超高温水蒸汽等物性，和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视，人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。

流体静力学+热工1003+14+

中国石油大学（华东）工程流体力学实验报告实验日期：2012年3月14日成绩：班级：热工10-3班学号：10123314 姓名：张有福教师：王连英同组者：毛欢、白申杰实验一、流体静力学实验一、实验目的：填空 1．掌握用液式测压计测量流体静压强的技能； 2．验证不可压缩流体静力学基本方程，加深对位置水头、压力水头和测压管水头的理解； 3. 观察真空度（负压）的产生过程，进一步加深对真空度的理解； 4．测定油的相对密度； 5．通过对诸多流体静力学现象的实验分析，进一步提高解决解决静力学实际问题的能力。二、实验装置 1、在图1-1-1下方的横线上正确填写实验装置各部分的名称本实验的装置如图所示。 1.测压管； 2.带标尺的测压管； 3.连通管； 4.通气阀； 5.加压打气球； 6.真空测压管； 7.截止阀；8. U形测压管；9.油柱； 10. 水柱；11.减压放水阀图1-1-1 流体静力学实验装置图

2、说明 1．所有测管液面标高均以标尺（测压管2）零读数为基准； 2．仪器铭牌所注B ?、C ?、D ?系测点B 、C 、D 标高；若同时取标尺零点作为静力学基本方程的基准，则B ?、C ?、D ?亦为B z 、C z 、D z ； 3．本仪器中所有阀门旋柄均顺管轴线为开。三、实验原理在横线上正确写出以下公式 1．在重力作用下不可压缩流体静力学基本方程形式之一： const p z =+ γ （1-1-1a ）形式之二： h p p γ+=0 （1-1b ）式中 z ——被测点在基准面以上的位置高度； p ——被测点的静水压强，用相对压强表示，以下同； 0p ——水箱中液面的表面压强； γ——液体重度； h ——被测点的液体深度。 2. 油密度测量原理当U 型管中水面与油水界面齐平（图1-1-2），取其顶面为等压面，有 01w 1o p h H γγ== （1-1-2）另当U 型管中水面和油面齐平（图1-1-3），取其油水界面为等压面，则有 02w o p H H γγ+= 即 02w 2o w p h H H γγγ=-=- （1-1-3）

热工学实践实验报告

2016年热工学实践实验内容实验3 二氧化碳气体P-V-T 关系的测定一、实验目的 1. 了解CO 2临界状态的观测方法，增强对临界状态概念的感性认识。 2. 巩固课堂讲授的实际气体状态变化规律的理论知识，加深对饱和状态、临界状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO 2的P-V-T 间关系测定方法。观察二氧化碳气体的液化过程的状态变化，及经过临界状态时的气液突变现象，测定等温线和临界状态的参数。二、实验任务 1．测定CO 2气体基本状态参数P-V-T 之间的关系，在P —V 图上绘制出t 为20℃、31.1 ℃、40℃三条等温曲线。 2．观察饱和状态，找出t 为20℃时，饱和液体的比容与饱和压力的对应关系。 3．观察临界状态，在临界点附近出现气液分界模糊的现象，测定临界状态参数。 4．根据实验数据结果，画出实际气体P-V-t 的关系图。三、实验原理 1. 理想气体状态方程：PV = RT 实际气体：因为气体分子体积和分子之间存在相互的作用力，状态参数（压力、温度、比容）之间的关系不再遵循理想气体方程式了。考虑上述两方面的影响，1873年范德瓦尔对理想气体状态方程式进行了修正，提出如下修正方程： ()RT b v v a p =-??? ? ?+2 （3-1）式中: a / v 2 是分子力的修正项； b 是分子体积的修正项。修正方程也可写成 : 0)(23 =-++-ab av v RT bp pv （3-2）它是V 的三次方程。随着P 和T 的不同，V 可以有三种解：三个不等的实根；三个相等的实根；一个实根、两个虚根。 1869年安德鲁用CO 2做试验说明了这个现象，他在各种温度下定温压缩CO 2并测定p 与v ，得到了P —V 图上一些等温线，如图2—1所示。从图中可见，当t >31.1℃时，对应每一个p ，可有一个v 值，相应于（1）方程具有一个实根、两个虚根；当t =31.1℃时，而p = p c 时，使曲线出现一个转折点C 即临界点，相应于方程解的三个相等的实根；当t <31.1℃时，实验测得的等温线中间有一段是水平线（气体凝结过程），这段曲线与按方程式描出的曲线不能完全吻合。这表明范德瓦尔方程不够完善之处，但是它反映了物质汽液两相的性质和两相转变的连续性。 2．简单可压缩系统工质处于平衡状态时，状态参数压力、温度和比容之间有确定的关系，可表示为： F （P ，V ，T ）= 0

对流传热实验实验报告

实验三对流传热实验一、实验目的 1.掌握套管对流传热系数i α的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解，应用线性回归法，确定关联式4.0Pr Re m A Nu =中常数A 、m 的值； 2.掌握对流传热系数i α随雷诺准数的变化规律； 3．掌握列管传热系数Ko 的测定方法。二、实验原理㈠套管换热器传热系数及其准数关联式的测定 ⒈ 对流传热系数i α的测定在该传热实验中，冷水走内管，热水走外管。对流传热系数i α可以根据牛顿冷却定律，用实验来测定 i i i S t Q ??= α （1）式中：i α—管内流体对流传热系数，W/(m 2?℃)； Q i —管内传热速率，W ； S i —管内换热面积，m 2； t ?—内壁面与流体间的温差，℃。 t ?由下式确定： 2 2 1t t T t w +- =? （2）式中：t 1，t 2 —冷流体的入口、出口温度，℃； T w —壁面平均温度，℃；因为换热器内管为紫铜管，其导热系数很大，且管壁很薄，故认为内壁温度、外壁温度和壁面平均温度近似相等，用t w 来表示。管内换热面积： i i i L d S π= （3）式中：d i —内管管内径，m ； L i —传热管测量段的实际长度，m 。

由热量衡算式： )(12t t Cp W Q m m i -= （4）其中质量流量由下式求得： 3600 m m m V W ρ= （5）式中：m V —冷流体在套管内的平均体积流量，m 3 / h ； m Cp —冷流体的定压比热，kJ / (kg ·℃)； m ρ—冷流体的密度，kg /m 3。 m Cp 和m ρ可根据定性温度t m 查得，2 2 1t t t m +=为冷流体进出口平均温度。t 1，t 2， T w ， m V 可采取一定的测量手段得到。 ⒉ 对流传热系数准数关联式的实验确定流体在管内作强制湍流，被加热状态，准数关联式的形式为 n m A Nu Pr Re =. （6）其中： i i i d Nu λα= ， m m i m d u μρ=Re ， m m m Cp λμ=Pr 物性数据m λ、m Cp 、m ρ、m μ可根据定性温度t m 查得。经过计算可知，对于管内被加热的空气，普兰特准数Pr 变化不大，可以认为是常数，则关联式的形式简化为： 4.0Pr Re m A Nu = （7）这样通过实验确定不同流量下的Re 与Nu ，然后用线性回归方法确定A 和m 的值。㈡列管换热器传热系数的测定管壳式换热器又称列管式换热器。是以封闭在壳体中管束的壁面作为传热面的间壁式换热器。这种换热器结构较简单，操作可靠，可用各种结构材料（主要是金属材料）制造，能在高温、高压下使用，是目前应用最广的类型。由壳体、传热管束、管板、折流板（挡板）和管箱等部件组成。壳体多为圆筒形，

热工基础报告

热工基础在工业中的应用姓名: 学号: 班级: 目录一:热工基础的发展历史 (1) 1、热力学发展 (1) 2、传热学发展 (1) 二、工业中的应用概述 (3) 1、传热学在传统工业机械领域与农业机械领域中的应用 (3) 2、在机械高新技术领域中的应用 (3) 三、真空井式退火炉 (5) 型号简介 (5) 结构简介 (5) 一:热工基础的发展历史1 1、热力学发展古代人类早就学会了取火与用火,不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末,人们还不能正确区分温度与热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下,人们误认为物体的温度高就是由于储存的“热质”数量多。1709～1714年华氏温标与1742～1745年摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。 1798年,朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗机械功的结果使钻头与筒身都升温。1799年,英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由“热质说”得到解释。1842年,迈尔提出了能量守恒理论,认定热就是能的一种形式,可与机械能互相转化,并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。

英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就就是以她的名字命名的。热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年,法国人卡诺提出著名的卡诺定理,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响,她的证明方法还有错误。1848年,英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年与1851年,德国的克劳修斯与开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。 1850～1854年,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律与第二定律的确认,对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使内燃机、汽轮机、燃气轮机与喷气推进机等相继取得迅速进展。与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数,研究了物质在相变、化学反应与溶液特性方面所遵循的各种规律。1906年,德国的能斯脱在观察低温现象与化学反应中发现热定理;1912年,这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。二十世纪初以来,对超高压、超高温水蒸汽等物性,与极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视,人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。 2、传热学发展传热学作为学科形成于19世纪。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。对流换热的真正发展就是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论与1915年努塞尔的因次分析,为从理论与实验上正确理解与定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果就是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。热辐射方面的理论比较复杂。1860年,基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体,论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大,并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等,被后人称为基尔霍夫定律。 1878年,斯忒藩由实验发现辐射率与绝对温度四次方成正比的事实,1884年又为玻耳兹曼在理论上所证明,称为斯忒藩-玻耳兹曼定律,俗称四次方定律。1900年,普朗克在研究空腔黑体辐射时,得出了普朗克热辐射定律。这个定律不仅描述了黑体辐射与温度、频率的关系,还论证了维恩提出的黑体能量分布的位移定律。 20世纪以前,传热学就是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪

热工课后题答案

习题及部分解答第一篇工程热力学第一章基本概念 1. 指出下列各物理量中哪些是状态量，哪些是过程量：答：压力，温度，位能，热能，热量，功量，密度。 2. 指出下列物理量中哪些是强度量：答：体积，速度，比体积，位能，热能，热量，功量，密度。 3. 用水银差压计测量容器中气体的压力，为防止有毒的水银蒸汽产生，在水银柱上加一段水。若水柱高mm 200，水银柱高mm 800，如图2-26所示。已知大气压力为mm 735Hg ，试求容器中气体的绝对压力为多少kPa ？解：根据压力单位换算 4. 锅炉烟道中的烟气常用上部开口的斜管测量，如图2-27所示。若已知斜管倾角ο30=α ，压力计中使用3 /8.0cm g =ρ的煤油，斜管液体长度mm L 200=，当地大气压力 MPa p b 1.0=，求烟气的绝对压力（用MPa 表示）解： 5.一容器被刚性壁分成两部分，并在各部装有测压表计，如图2-28所示，其中C 为压力表，读数为kPa 110，B 为真空表，读数为kPa 45。若当地大气压kPa p b 97=，求压力表A 的读数（用kPa 表示）kPa p gA 155= 6.试述按下列三种方式去系统时，系统与外界见换的能量形式是什么。（1）.取水为系统；（2）.取电阻丝、容器和水为系统；（3）.取图中虚线内空间为系统。答案略。 7.某电厂汽轮机进出处的蒸汽用压力表测量，起读数为MPa 4.13；冷凝器内的蒸汽压力用真空表测量，其读数为mmHg 706。若大气压力为MPa 098.0，试求汽轮机进出处和冷凝器内的蒸汽的绝对压力（用MPa 表示）MPa p MPa p 0039.0;0247.021== 8.测得容器的真空度mmHg p v 550=，大气压力MPa p b 098.0=，求容器内的绝对压力。若大气压变为MPa p b 102.0='，求此时真空表上的读数为多少mmMPa ？MPa p MPa p v 8.579,0247.0='= 9.如果气压计压力为kPa 83，试完成以下计算：（1）.绝对压力为11.0MPa 时的表压力；（2）.真空计上的读数为kPa 70时气体的绝对压力；（3）.绝对压力为kPa 50时的相应真空度（kPa ）；（4）.表压力为MPa 25.0时的绝对压力（kPa ）。

建筑物理实验报告

建筑物理实验报告班级：建筑112 姓名：刘伟学号： 01111218 指导教师：周洪涛建筑物理实验室 2014年10月15日小组成员：张思俣；郭祉良；李照南；刘伟；王可为；

第三篇建筑热工实验一、实验一建筑热工参数测定实验二、实验目的 1、了解热工参数测试仪器的工作原理； 2、掌握温度、湿度、风速的测试方法，达到独立操作水平； 3、利用仪器测量建筑墙体内外表面温度场分布，检验保温设计效果； 4、测定建筑室内外地面温度场分布； 5、可通过对室外环境的观测，针对住宅小区或校园内地形、地貌、生物生活对气候的影响，进而研究在这个区域内的建筑如何应用有力的气候因素和避免不利的气候影响。三、实验仪器概述 I．WNY —150 数字温度仪 ●用途：用于对各种气体、液体和固体的温度测量。 ●特点：采用先进的半导体材料为感温元件，体积小，灵敏度高，稳定性好。温度值数字显示，清晰易读，测温范围：-50℃～150℃，分辨力：0.1℃。 ●测试方法及注意事项： 1.取下电池盖将6F22，9V叠层电池装入电池仓。 2.按ON键接通电源，显示屏应有数字显示。 3.插上传感器，显示屏应显示被测温度的数值。 4.显示屏左上方显示LOBAT时，应更换电池。 5.仪器长期不用时，应将电池取出，以免损坏仪表。 II．EY3-2A型电子微风仪 ●用途：本产品是集成电子化的精密仪器，适用于工厂企业通风空调，环境污染监测，空气动力学试验，土木建筑，农林气象观测及其它科研等部门的风速测量，用途十分广泛。 ●特点： 1.测量范围宽，微风速灵敏度高，最小分度值为0.01m/s。 2.高精度，高稳定度，使用时可连续测量，不须频繁校准 3.仪器热敏感部件，最高工作温度低于200℃，使用安全可靠，在环境温度为 -10℃～40℃内可自动温度补偿。 4.电源电压适用范围宽：4.5V～10V功耗低。 ●主要技术参数： 1.测量范围：0.05～１ｍ/s 1～30m/s(A型) 2.准确度：≤±2﹪F.S。 3.工作环境条件：温度－10℃～＋40℃相对湿度≤85%RH。 4.电源：R14型（2#）电池4节 ●工作原理：本仪器根据加热物体在气流中被冷却，其工作温度为风速函数这一原理设计。仪器由风速探头及测量指示仪表两部分组成。 ●测试方法及注意事项：

热工流体

第一章核燃料、包壳材料、冷却剂及其热物性 1、固体核燃料按物理化学形态不同分为哪三种？压水堆常使用哪两种燃料？金属型、陶瓷型和弥散体型。常使用金属型和陶瓷型。 2、压水堆常使用哪两种包壳材料？在稳态热工设计中，包壳外表面最高限制温度是多少？锆2、锆4。外表面最高限制温度是350℃。 3、氧-铀原子比为2的二氧化铀的熔点是多少？二氧化铀的热导率随温度的变化规律怎样？2800℃。变化规律：以1600℃为界限，先下降后上升。 4、随着辐照和燃耗的加深，二氧化铀的熔点下降和热导率减小。第二章反应堆内的释热 1、反应堆的热源主要来自核裂变过程和堆内材料与中子的辐射俘获（n，γ）反应中释放出来的能量，每次核裂变在反应堆内总计产生200兆电子伏的能量，其中大约90%是在燃料元件内转化成热能的。在现代大型压水堆设计中，往往取燃料元件的释热量占堆总释热量的97.4%。 2、堆芯体积释热率q v，c的定义？与哪几个参量有关？定义：堆芯内单位时间和单位体积堆芯体积内由裂变反应释放的能量称为堆芯体积释热率。与堆芯释热量占反应堆总释热量的份额、一次裂变释放的能量、可裂变核子的密度、有效微观裂变截面和中子注量率有关。 3、对于有限圆柱体的均匀裸堆，堆芯热中子注量率沿径向呈零阶贝塞尔函数分布，沿轴向呈余弦函数分布。影响堆芯功率分布的主要因素：燃料装载、控制棒、水隙和空泡率和结构材料。 4、径向核热通道因子的定义是：热通道的平均热流密度/ 堆芯平均通道的平均热流密度

轴向核热通道因子的定义：热通道的最大热流密度/ 热通道的平均热流密度热流密度核热通道因子的定义: 以上两项乘积。即为：热通道的最大热流密度/ 堆芯平均通道的平均热流密度 5、慢化剂中热量的三个主要来源是裂变中子的动能、吸收裂变产物放出的β粒子的能量和吸收γ射线的能量。压力容器或壁厚构件中γ射线能量的三个来源是裂变时瞬发γ射线、裂变产物衰变时放出的γ射线和中子俘获产物放出的γ射线。 6、停堆后释热包括剩余中子、裂变产物衰变和中子俘获产物衰变三个来源。采用主冷却剂系统排出、安注系统排出、增加主循环泵的转动惯量和自然循环流动四个措施带出停堆后的释热。第三章反应堆传热 1、堆芯内燃料芯块核反应释热传输到反应堆外经过三个过程： a）燃料元件的导热：q，公式是傅立叶定律，单位W/m.K b）包壳外表面与冷却剂之间的传热：q，牛顿冷却定律，单位W/m2 c）冷却剂的输热：P th，t，热能守恒方程，单位W。 2、单相水在圆管内作强迫对流定型湍流传热时，其热边界层的厚度怎样影响其对流传热系数h？在紧贴管壁附近，有一层流体薄层作层流流动，大部分径向温差降落在此层内，即为热边界层。水的流速越高，热边界层的厚度越小，对传热系数h越大。公式：h约等于流体热导率/ 热边界层厚度 3、沸腾分成哪两类？标出池式沸腾曲线上各区传热工况？影响池式泡核沸腾的主要因素有那些？流动沸腾和池式沸腾。图为波浪上升状态。依次各点的工况为：A点前，单相液体自然对流传热；AB区，泡核沸腾和自然对流混合传

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