教学设备

一、方案论证
（一）建设意义
在学院高水平、应用型的办学目标引领下，按照新修订的“能源与动力工程”本科专业教学大纲的要求，在开设其专业基础课“传热学”课堂理论讲授时，需要在“传热学实验室”完成传热学相关实验。另外，本实验室也可满足工学系“机械工程”专业教学大纲中“热流体基础”课程的实验要求，是工学系能源与动力工程专业保障基本教学质量，开展实践教学的基本手段和途径。
（二）设备清单
 

NO	产品名称	数量	技术参数及功能要求
1	大容器内水沸腾放热试验台	2台	详见3.1
2	导热系数测试仪	2台	详见3.2
3	导热系数仪	2台	详见3.3
4	非[准]稳态导热仪	2台	详见3.4
5	空气横掠单管强迫对流的换热实验台	1台	详见3.5
6	强迫对流单管管外放热系数测试装置	1台	详见3.6
7	温度、湿度、压力、流量示教板	1台	详见3.7
8	稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台	1台	详见3.8
9	液体导热系数测试装置	2台	详见3.9
10	球体法测粒状材料的导热系数实验台	2台	详见3.10
11	自由对流横管管外放热系数测试装置	2台	详见3.11
12	伸展体的导热特性实验台	2台	详见3.12

 
（三）传热学实验室项目技术要求
3.1大容器内水沸腾放热试验台（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-DFR）技术要求
（1）用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
（2）设备性能参数
★1）实验目的：
观察水在大容器内沸腾的现象。
建立水泡状沸腾的感性认识。
通过改变试件热负荷，测定不同工况的电加热功率及表面温度，求出沸腾换热系数。
绘制大容器内水泡状沸腾区的沸腾曲线。
主要配置：
可上下移动的试件本体，可控硅低电压大电流可调稳压整流器，标准电阻，分压箱，转换开关，热电偶热端，热电偶冷端，辅助电加热器，冷却管，不锈钢台架及控制屏。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率2.0KW。
2、不锈钢薄壁试件：直径：φ3mm。
3、玻璃容器：容积：5000mL，辅助电加热器功率1.5KW。
4、高频低压直流电源，规格：电流：0-100A，电压：0-12V，输出方式：稳流限压、稳压限流可切换。
5、显示方式：电压、电流表显示，冷却方式：风冷。
6、温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。
7、外形尺寸：1200×500×1500mm，外形为不锈钢可移动支架，带双刹车轮。
 
3.2导热系数测试仪（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-DRH）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）一、 概述：
材料的热导率是研究材料热物理性能的一个重要参数指标。该仪器采用护热平板法的原理，满足了材料检测研究部门对材料导热系数的高精度测试要求。仪器参考标准：GB/T3399《塑料导热系数试验方法，护热平板法》、GB/T3139-2005（纤维增强塑料导热系数试验方法）（玻璃钢导热系数试验方法）、GB/10294（绝热材料稳态热阻及有关特性的测定 防护热板法）等。主要测试塑料、玻璃、纤维、泡沫、粉状料等。广泛应用在大中院校，科研单位，质检和生产企业等部门。
二、主要技术性能
1、导热系数范围：0.02～2w/m·k
2、测试精度：≤±3%
3、热面温度范围：室温～95℃，分辩率0.01℃。
4、冷面温度范围：室温～30℃，分辩率0.01℃，采用半导体制冷。
5、电源：220V/50HZ；功率≤1KW。
6、量热电源：电压0-36V，分辩0.01V；电流0-3A，分辩率0.01A。
7、计算机自动测试，并实现数据打印输出。
8、试样尺寸要求：200×200×（5-20）（mm）
3.3导热系数仪（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-DRM）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）仪器概述：
   材料的热导率是研究材料物理性能的一个重要参数指标，在科研，教学，生产等部门都要求对材料的热导率进行预测或实测。该仪器可测量各种金属材料、非金属材料的导热系数，测试范围广。
 
技术参数：
1、电源：AC 220V; 50Hz 。
2、热源：加热铜块，采用36V安全电压加热。
3、测试材料：块状或圆柱状的金属、非金属材料，加围框可测试粉状、胶状、颗粒状材料。
4、测量温度范围：室温～250℃，最高可达550℃，精度±1℃。
5、计时部分：范围0～999.9s；分辨率0.1s。
6、 导热系数测量精度：≤10%。
7、试样尺寸：Φ130×（1-100）mm 。
8、导热系数测试范围：0.1～300w/m·k
3.4非[准]稳态导热仪（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-FWD）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
测定绝缘材料的导热系数和比热。
掌握使用热电偶测量温差的方法。
主要配置：
  有机玻璃框架，电镀螺拴连接，苯板保温，有机玻璃试件，0—50V高精度稳压直流电源供电，八路温度巡检仪，仪器带直流电位差计接口（直流电位差计用户自配），可配不锈钢操作台。
 
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率100W。
2、0-50V 0-5A高精度稳压直流电源供电。
3、八路温度巡检仪数显各点温度。
4、试件厚度10mm；试件面积200 × 200 mm2，实验温度：0～50℃。
5、外形尺寸：1000×400×600mm，外形为不锈钢支架。
3.5空气横掠单管强迫对流的换热实验台（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-DG）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
1、了解对流放热的实验研究方法。
2、测定空气横向流过单管表面时的平均放热系数α，并将实验数据整理成准则方程式。
主要配置：
    工频离心风机、组合式有机玻璃风洞、实验管及其加热器、固态调压模块配电位器调节加热功率、控制箱、万能信号输入巡检仪、功率表、调压器、毕托管、倾斜式微压计、电位差计、不锈钢可移动实验台。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率500W。
2、离心风机：电压220V，功率：85W，风量：1000 m3/h；有机玻璃实验本体。
3、被加热金属管（304不锈钢）：Ф3-6mm之间任选，每台3种不同尺寸规格。
4、硅整流器：输入220V,输出:电压0—12V，电流0--100A。
5、电位差计：UJ36a直流电位差计。
6、毕托管流量计配斜管微压计测流速：量程-10-700pa。
7、温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。手动风门调节风量。
8、外形尺寸：600×400×1200mm，外形为不锈钢可移动支架，带双刹车轮。
3.6强迫对流单管管外放热系数测试装置（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-RG731）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
1、了解对流放热的实验研究方法。
2、测定空气横向流过单管表面时的平均放热系数α，并将实验数据整理成准则方程式。
 
主要配置：
 
    工频离心风机、组合式有机玻璃风洞、实验管及其加热器、固态调压模块配电位器调节加热功率、控制箱、万能信号输入巡检仪、功率表、调压器、毕托管、倾斜式微压计、电位差计、不锈钢可移动实验台。

技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率500W。
2、离心风机：电压220V，功率：85W，风量：1000 m3/h；有机玻璃实验本体。
3、被加热金属管（304不锈钢）：Ф3-6mm之间任选，每台3种不同尺寸规格。
4、硅整流器：输入220V,输出:电压0—12V，电流0--100A。
5、电位差计：UJ36a直流电位差计。
6、毕托管流量计配斜管微压计测流速：量程-10-700pa。
7、温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。手动风门调节风量。
8、外形尺寸：600×400×1200mm，外形为不锈钢可移动支架，带双刹车轮。
3.7温度、湿度、压力、流量示教板（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-577Y）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）设备功能：
热工类测量仪器示教板，分为温度测量示教板；压力测量示教板；相对湿度测量示教板；流量测量示教板。
各测量挂板均以实物加某些传感器的放大剖面制作而成。因为测量仪器众多，挂板只是选择了具有代表性的、典型的、常用的仪表及传感仪器。
主要配置：
流量测量仪表示教板
  1、流量测量仪表有毕托管、差压式流量计、转子流量计、蜗轮流量计和其他计量器具等多种类型。
  2、本示教板由毕托管、孔板、喷嘴、文丘里管流量计、转子流量计、涡轮流量计和量杯、天平等实物模型组成，各种仪表的结构和原理均清晰可见。
温度测量仪示教板
  1、温度测量仪表有膨胀式温度计、热电偶温度计和电阻温度计等多种类型。
  2、本示教板由液体玻璃管温度计、双金属片温度计、热能电敏温度计、铜电阻温度计和 多种热电偶等实物或模型组成，并在每类仪表下面画有材质和适用温度范围的表格和彩色有机玻璃制作的工作原理图。
湿度测量仪示教板
  1、相对湿度测量计仪表主要有干湿球温度计和毛发湿度计等类型。
  2、本示教板由普通干湿温度计、通风干湿球温度计、热电偶干湿球温度计和指针式毛发湿度计、自记式
    毛发温度计等实物或模型组成，有些仪表和模型还可动态演示。
压力测量仪表示教板
  1、压力测量仪表有弹性压力计、液柱压力计和电气压力计等多种类型。
  2、本示教板由弹簧管压力表、U型管压差计、倾斜式微压计（单管压差计）和电阻式压 力计发送器等
     实物或模型组成，部分仪器还配有彩色有机玻璃制作的工作原理图。
3.8稳态平板法测定绝热材料导热系数实验台（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-JRDR）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
稳态平板法是一种应用一维稳态导热过程的基本原理来测定材料导热系数的方法，可以用来进行导热系数的测定试验，测定材料的导热系数及其与温度的关系；可测导热系数在0.02～400 w/(m.k)的200×200×20mm范围内的任何材料。
主要配置：
双面水冷却实验台本体，薄膜加热器本体，A级Pt100(0.1℃)铂薄膜热电阻，主加热可调节直流稳压电源及数字显示电流表、电压表，辅加热可调节直流稳压电源及数字显示电流表、电压表，低噪音循环水泵，PVC板水箱；8路万能信号变送输出巡检仪，不锈钢支架。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率300W。
2、本装置可测定导热系数在0.02～400 w/(m·k)试件尺寸为200×200×20mm范围内的任何材料，铜板：230mm×230mm×4mm，其上铣有凹槽。
主加热可调节直流稳压电源及数字显示电流表、电压表，电压：0~50V，电流：0~5A；辅加热可调节直流稳压电源及数字显示电流表、电压表，电压：0~50V，电流：0~5A。
4、低噪音循环水泵参数： 流量：20L/min ，扬程：12m，功率：120W。
5、温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。
6、外形尺寸：1000×500×1600mm，外形为不锈钢可移动支架，带双刹车轮。
3.9液体导热系数测试装置（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-YD）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
1、用稳态法测量液体的导热系数。
2、了解实验装置的结构和原理，掌握液体导热系数的测试方法。
3、可测试200度以下的液体导热系数。
 
主要配置：
   不锈钢上加热壳体，紫铜板传热媒体，不锈钢下自来水冷却器主体，数显温控仪、温度测量仪表，电位器调节加热功率，电流表、电压表，测试液膜高度1、2、3毫米垫片及调平螺拴，可配不锈钢操作台。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率1.5KW。
2、本装置主要由循环冷却水槽、上下均热板、测温热电偶及其温度显示部分、液槽等组成。
3、加热器为紫铜板，功率500W，底部设均热板。
4、 温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。
5、规格：φ400×400mm，外形为不锈钢结构。
 
3.10球体法测粒状材料的导热系数实验台（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-QKD）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
本台装置应用圆球法测物质的导热系数，是应用沿球壁半径方向三向度稳定导热的基本原理进行对颗粒及粉末状材料导热系数的试验测定，改变加热器热量工况，整理实验数据从而绘制出材料的导热系数及温度关系曲线。
主要配置：
热源球（Φ80不锈钢）、保温球（Φ150不锈钢）、测温热电偶、调温加热装置（100W）、球体保温箱（保温材料）、数显测温仪表直流稳压可调电源供电加热，数显电压表和电流表显示加热功率，加热球体和冷却球体各有4对温度传感器测试平均温度，温度由8路万能信号输入巡检仪循环显示，不锈钢台架及控制屏等。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率100W。
2、热源球为Φ80不锈钢球体，内置100W直流加热器。
3、0-50V 0-5A高精度稳压直流电源供电。
4、八路温度巡检仪数显各点温度。
5、外形尺寸：1000×400×500mm，外形为不锈钢支架。
3.11自由对流横管管外放热系数测试装置（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-ZDH）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
1、测定水平单管的自由运动放热系数。
2、根据对自由运动散热的相似分析，整理出准则方程式。
主要配置：
  不同长度和直径的电镀紫铜管四根，管内设置加热器，固态调压模块无极调节加热，测温传感器，电功率测试数显仪表，万能信号输入巡检仪显示温度，各管配有温度控制仪表，不锈钢台架及控制屏等。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率3.0KW。
2、电镀紫铜管规格：Φ80mm×1600mm，Φ60mm×1400mm，Φ40mm×1200mm，Φ25mm×1000mm。
3、温度由高精度温度传感器测量，高精度16路万能信号输入巡检仪显示。
4、外形尺寸：1700×800×1600mm，外形为不锈钢可移动支架，带双刹车轮。
 
3.12伸展体的导热特性实验台（参考生产厂家/型号：上海顶邦教育设备制造有限公司/DB-SZD）技术要求
(1)用途要求：
满足本科能源动力工程专业《传热学》课程的放热试验等要求。
(2)设备性能参数
★1）实验目的：
1、求解具有对流换热条件的伸展体导热的特性（如温度沿轴线分布规律、对流换热系数 、最小过余温度的位置Xmin等）。
2、了解热电偶测温的方法。
 
主要配置：
有机玻璃风管，加热器，高温电压表，加热管（试件），位移尺，引风机，热电偶， 电位差计，不锈钢台架及控制屏等。
技术参数：
1、输入电源：单相AC220V±10% 50Hz，功率1.5KW。
2、试件是一根直径φ20mm，长度300mm的紫铜管，放置在风道中。风机功率150W，风量 500 m3/h。
3、管两端装有加热器，通过调压器控制其功率，在管内安装有可移动热电偶测温头，使其测量铜管沿管长的温度的分布。
4、温度测量：测量系统配置有智能温度控制仪表（PID调节控温，精度 ±0.2℃），高精度PID调压模块电路。
5、外形尺寸：500×400×600mm，外形为不锈钢支架。