傳熱學實驗室建設參考

傳熱學實驗室建造設計參考 一、方案論證
（一）建造設計意義
在學院高水平、應用型的辦學目標引領下，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，在開設其專業(yè)基礎課"傳熱學"課堂課程課程理論講授時，需要在"傳熱學實驗室"完成傳熱學相關實驗。另外，本實驗室也可適用工學系"機械工程"專業(yè)教學大綱中"熱流體基礎"課程的實驗要求，是工學系能源與動力工程專業(yè)保障基礎教學重量，開展實踐教學的基礎手段和途徑。
（二）設備表單

NO	設備名稱	數(shù)量	技術功能數(shù)值及功能要求
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)測量試驗儀	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)測量試驗裝置	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)平操作面板法測量絕熱材料導熱系數(shù)實驗臺	1臺	詳見3.8
9	液體導熱系數(shù)測量試驗裝置	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)測量試驗裝置	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-教育設備制造有限公司/--DFR）技術要求
（1）用途要求：
適用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）設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
查看水在大容器內(nèi)沸騰的現(xiàn)象。
建立水泡狀沸騰的感性認識。
經(jīng)過改變試件熱負荷，測量不一樣工況的電加熱功率（W）及表面溫度（℃），求出沸騰換熱系數(shù)。
測繪制作大容器內(nèi)水泡狀沸騰區(qū)的沸騰彎彎曲線。
主要配備：
可上下位移的試件本體，可控硅低電壓（V）大電流（A）可調(diào)穩(wěn)壓整流器，標準電阻，分壓箱，變換開關，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。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）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（W）1.5KW。
4、高頻低壓直線DC電源，規(guī)格：電流（A）：0-100A，電壓（V）：0-12V，輸出方法：穩(wěn)流限壓、穩(wěn)壓限流可變換。
5、顯露方法：電壓（V）、電流（A）表顯露，冷卻方法：風冷。
6、溫度（℃）測量：測量系統(tǒng)配備有智能溫度（℃）控制儀表（PID調(diào)動控溫，精確度 ±0.2℃），高精確度PID調(diào)壓模型塊電子回路。
7、外觀尺寸：1200×500×1500mm，外觀為不銹鋼可位移支撐架，帶雙剎車輪。

3.2導熱系數(shù)測量試驗儀（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海-教育設備制造有限公司/--DRH）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）一、 基礎簡介：
材料的熱導率是研究材料熱物理功能的一個重要功能數(shù)值指標。該儀表器具應用護熱平操作面板法的原理，適用了材料檢驗測試研究部門對材料導熱系數(shù)的高精確度測量試驗要求。儀表器具參考標準：GB/T3399《塑料導熱系數(shù)試驗方法，護熱平操作面板法》、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)熱阻及有關特性的測量 防護熱板法）等。主要測量試驗塑料、玻璃、纖維、泡沫、粉狀料等。廣泛應用在大中院校，科研單位，質(zhì)檢和生產(chǎn)企業(yè)等部門。
二、主要技術功能
1、導熱系數(shù)界限：0.02～2w/m·k
2、測量試驗精確度：≤±3%
3、熱面溫度（℃）界限：室溫～95℃，分辯率0.01℃。
4、冷面溫度（℃）界限：室溫～30℃，分辯率0.01℃，應用半導體制冷。
5、電源：220V/50HZ；功率（W）≤1KW。
6、量熱電源：電壓（V）0-36V，分辯0.01V；電流（A）0-3A，分辯率0.01A。
7、計算機數(shù)值數(shù)值自動測量試驗，并完成數(shù)值打印輸出。
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-教育設備制造有限公司/--DRM）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）儀表器具基礎簡介：
材料的熱導率是研究材料物理功能的一個重要功能數(shù)值指標，在科研，教學，生產(chǎn)等部門全部要求對材料的熱導率實行預測或?qū)嶒灉y試。該儀表器具可測量各種金屬材料、非金屬材料的導熱系數(shù)，測量試驗界限廣。

技術功能數(shù)值：
1、電源：AC 220V; 50Hz 。
2、熱源：加熱銅塊，應用36V安全電壓（V）加熱。
3、測量試驗材料：塊狀或圓柱狀的金屬、非金屬材料，加圍框可測量試驗粉狀、膠狀、顆粒狀材料。
4、測量溫度（℃）界限：室溫～250℃，最高可達550℃，精確度±1℃。
5、計時部分：界限0～999.9s；分辨率0.1s。
6、 導熱系數(shù)測量精確度：≤10%。
7、試樣尺寸：Φ130×（1-100）mm 。
8、導熱系數(shù)測量試驗界限：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-教育設備制造有限公司/--FWD）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
測量絕緣材料的導熱系數(shù)和比熱。
掌控把握使用熱電偶測量溫差的方法。
主要配備：
有機玻璃框體結構，電鍍螺拴連接，苯板保溫，有機玻璃試件，0—50V高精確度穩(wěn)壓直線DC電源供電，八路溫度（℃）巡檢儀，儀表器具帶直線DC電位差計連接口（直線DC電位差計用戶自配），可配不銹鋼實操臺。

技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）100W。
2、0-50V 0-5A高精確度穩(wěn)壓直線DC電源供電。
3、八路溫度（℃）巡檢儀數(shù)字顯露各點溫度（℃）。
4、試件厚度10mm；試件面積200 × 200 mm2，實驗溫度（℃）：0～50℃。
5、外觀尺寸：1000×400×600mm，外觀為不銹鋼支撐架。
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-教育設備制造有限公司/--DG）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
1、理解對流放熱的實驗研究方法。
2、測量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)值整理成準則方程式。
主要配備：
工頻離心風機、結合式有機玻璃風洞、實驗管及其加熱器、固態(tài)調(diào)壓模型塊配電位器調(diào)動加熱功率（W）、控制箱式模型塊、萬能信號寫入巡檢儀、功率（W）表、調(diào)壓器、畢托管、傾斜式微壓計、電位差計、不銹鋼可位移實驗臺。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）500W。
2、離心風機：電壓（V）220V，功率（W）：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種不一樣尺寸規(guī)格。
4、硅整流器：寫入220V,輸出:電壓（V）0—12V，電流（A）0--100A。
5、電位差計：UJ36a直線DC電位差計。
6、畢托管流量計配斜管微壓計測流速：測量范圍-10-700pa。
7、溫度（℃）測量：測量系統(tǒng)配備有智能溫度（℃）控制儀表（PID調(diào)動控溫，精確度 ±0.2℃），高精確度PID調(diào)壓模型塊電子回路。手動風門調(diào)動風量。
8、外觀尺寸：600×400×1200mm，外觀為不銹鋼可位移支撐架，帶雙剎車輪。
3.6強迫對流單管管外放熱系數(shù)測量試驗裝置（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海-教育設備制造有限公司/--RG731）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
1、理解對流放熱的實驗研究方法。
2、測量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)值整理成準則方程式。

主要配備：

工頻離心風機、結合式有機玻璃風洞、實驗管及其加熱器、固態(tài)調(diào)壓模型塊配電位器調(diào)動加熱功率（W）、控制箱式模型塊、萬能信號寫入巡檢儀、功率（W）表、調(diào)壓器、畢托管、傾斜式微壓計、電位差計、不銹鋼可位移實驗臺。

技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）500W。
2、離心風機：電壓（V）220V，功率（W）：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種不一樣尺寸規(guī)格。
4、硅整流器：寫入220V,輸出:電壓（V）0—12V，電流（A）0--100A。
5、電位差計：UJ36a直線DC電位差計。
6、畢托管流量計配斜管微壓計測流速：測量范圍-10-700pa。
7、溫度（℃）測量：測量系統(tǒng)配備有智能溫度（℃）控制儀表（PID調(diào)動控溫，精確度 ±0.2℃），高精確度PID調(diào)壓模型塊電子回路。手動風門調(diào)動風量。
8、外觀尺寸：600×400×1200mm，外觀為不銹鋼可位移支撐架，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-教育設備制造有限公司/--577Y）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）設備功能：
熱工類測量儀表器具示教板，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。因為測量儀表器具眾多，掛板只是選用了設定有代表性的、經(jīng)經(jīng)典型的、常用的儀表及傳感儀表器具。
主要配備：
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、天平等實物模型構成，各種儀表的構造和原理均清晰可見。
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構成，可以在每類儀表下面畫有材料和適用溫度（℃）界限的表格和彩色有機玻璃制作的作業(yè)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（℃）計等實物或模型構成，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
實物或模型構成，部分儀表器具還配備有彩色有機玻璃制作的作業(yè)原理圖。
3.8穩(wěn)態(tài)平操作面板法測量絕熱材料導熱系數(shù)實驗臺（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海-教育設備制造有限公司/--JRDR）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
穩(wěn)態(tài)平操作面板法是一種應用一維穩(wěn)態(tài)導熱過程的基礎原理來測量材料導熱系數(shù)的方法，可以用來實行導熱系數(shù)的測量試驗，測量材料的導熱系數(shù)及其與溫度（℃）的關系；可測導熱系數(shù)在0.02～400 w/(m.k)的200×200×20mm界限內(nèi)的任何材料。
主要配備：
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)動直線DC穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯露電流（A）表、電壓（V）表，輔加熱可調(diào)動直線DC穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯露電流（A）表、電壓（V）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，不銹鋼支撐架。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）300W。
2、本裝置可測量導熱系數(shù)在0.02～400 w/(m·k)試件尺寸為200×200×20mm界限內(nèi)的任何材料，銅板：230mm×230mm×4mm，其上銑有凹槽。
主加熱可調(diào)動直線DC穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯露電流（A）表、電壓（V）表，電壓（V）：0~50V，電流（A）：0~5A；輔加熱可調(diào)動直線DC穩(wěn)壓電源及數(shù)字顯露電流（A）表、電壓（V）表，電壓（V）：0~50V，電流（A）：0~5A。
4、低噪音循環(huán)水泵功能數(shù)值： 流量：20L/min ，揚程：12m，功率（W）：120W。
5、溫度（℃）測量：測量系統(tǒng)配備有智能溫度（℃）控制儀表（PID調(diào)動控溫，精確度 ±0.2℃），高精確度PID調(diào)壓模型塊電子回路。
6、外觀尺寸：1000×500×1600mm，外觀為不銹鋼可位移支撐架，帶雙剎車輪。
3.9液體導熱系數(shù)測量試驗裝置（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海-教育設備制造有限公司/--YD）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
1、用穩(wěn)態(tài)法測量液體的導熱系數(shù)。
2、理解實驗裝置的構造和原理，掌控把握液體導熱系數(shù)的測量試驗方法。
3、可測量試驗200度以下的液體導熱系數(shù)。

主要配備：
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)字顯露溫控儀、溫度（℃）測量儀表，電位器調(diào)動加熱功率（W），電流（A）表、電壓（V）表，測量試驗液膜高度1、2、3毫米墊片及調(diào)平螺拴，可配不銹鋼實操臺。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）1.5KW。
2、本裝置主要采用循環(huán)冷卻水槽、上下均熱板、測溫熱電偶及其溫度（℃）顯露部分、液槽等構成。
3、加熱器為紫銅板，功率（W）500W，下部設均熱板。
4、 溫度（℃）測量：測量系統(tǒng)配備有智能溫度（℃）控制儀表（PID調(diào)動控溫，精確度 ±0.2℃），高精確度PID調(diào)壓模型塊電子回路。
5、規(guī)格：φ400×400mm，外觀為不銹鋼構造。

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-教育設備制造有限公司/--QKD）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
本臺裝置應用圓球法測物質(zhì)的導熱系數(shù)，是應用沿球壁半徑方向三向度平穩(wěn)導熱的基礎原理實行對顆粒及粉末狀材料導熱系數(shù)的試驗測量，改變加熱器熱量工況，整理實驗數(shù)值從而測繪制作出材料的導熱系數(shù)及溫度（℃）關系彎彎曲線。
主要配備：
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)字顯露測溫儀表直線DC穩(wěn)壓可調(diào)電源供電加熱，數(shù)字顯露電壓（V）表和電流（A）表顯露加熱功率（W），加熱球體和冷卻球體各有4對溫度（℃）傳感器測量試驗平均溫度（℃），溫度（℃）由8路萬能信號寫入巡檢儀循環(huán)顯露，不銹鋼臺架及控制屏等。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）100W。
2、熱源球為Φ80不銹鋼球體，內(nèi)置100W直線DC加熱器。
3、0-50V 0-5A高精確度穩(wěn)壓直線DC電源供電。
4、八路溫度（℃）巡檢儀數(shù)字顯露各點溫度（℃）。
5、外觀尺寸：1000×400×500mm，外觀為不銹鋼支撐架。
3.11自由對流橫管管外放熱系數(shù)測量試驗裝置（參考生產(chǎn)廠家/型號：上海-教育設備制造有限公司/--ZDH）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
1、測量水平單管的自由動作放熱系數(shù)。
2、按照對自由動作散熱的相似解析，整理出準則方程式。
主要配備：
不一樣長度和直徑的電鍍紫銅管四根，管內(nèi)設定加熱器，固態(tài)調(diào)壓模型塊無極調(diào)動加熱，測溫傳感器，電功率（W）測量試驗數(shù)字顯露儀表，萬能信號寫入巡檢儀顯露溫度（℃），各管配備有溫度（℃）控制儀表，不銹鋼臺架及控制屏等。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）3.0KW。
2、電鍍紫銅管規(guī)格：Φ80mm×1600mm，Φ60mm×1400mm，Φ40mm×1200mm，Φ25mm×1000mm。
3、溫度（℃）由高精確度溫度（℃）傳感器測量，高精確度16路萬能信號寫入巡檢儀顯露。
4、外觀尺寸：1700×800×1600mm，外觀為不銹鋼可位移支撐架，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-教育設備制造有限公司/--SZD）技術要求
(1)用途要求：
適用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)設備功能功能數(shù)值
★1）實驗目的：
1、求解設定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、理解熱電偶測溫的方法。

主要配備：
有機玻璃風管，加熱器，高溫電壓（V）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。
技術功能數(shù)值：
1、寫入電源：一相AC220V±10% 50Hz，功率（W）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（W）150W，風量 500 m3/h。
3、管兩端裝備有加熱器，經(jīng)過調(diào)壓器控制其功率（W），在管內(nèi)裝配備有可位移熱電偶測溫頭，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)配備有智能溫度（℃）控制儀表（PID調(diào)動控溫，精確度 ±0.2℃），高精確度PID調(diào)壓模型塊電子回路。
5、外觀尺寸：500×400×600mm，外觀為不銹鋼支撐架。