1、目錄1.22.26熱工基礎實驗指導書Thermodynamics and Heat transfer Basic ExperimentInstructor（工程熱力學實驗）實驗一氣體定壓比熱容測定實驗一、實驗目的1、增強熱物性實驗研究方面的感性認識，促進理論聯系實際，了解氣體比熱容測定的基本原理和構思。2、學習本實驗中所涉及的各種參數的測量方法，掌握由實驗數據計算出比熱容數值和比熱容關系式的方法。3、學會實驗中所用各種儀表的正確使用方法。二、實驗原理由工程熱力學所知，氣體定壓比熱容的定義式為：C 0( h ) p（ 1）TdQ p在沒有對外界作功的氣體定壓流動過程中，dh，此時氣體的定壓M比熱

2、容可表示為：1QC pM (T ) p（ 2）當氣體在此定壓過程中由溫度 t1 被加熱至 t2 時，氣體在此溫度范圍內的平均定壓比熱容可由下式確定：t2Qp（ 3）C pm t1（ kJ/kg ）M (t 2 t1 )式中： M氣體的質量流量， kg/s ；Q p氣體在定壓流動過程中吸收的熱量，kJ/s。大氣是含有水蒸汽的濕空氣，當濕空氣由溫度t1 被加熱至 t2 時，其中的水蒸汽也要吸收熱量，這部分熱量要根據濕空氣的相對濕度來確定。如果計算干空氣的比熱容，必須從加熱給濕空氣的熱量中扣除這部分熱量，剩余的才是干空氣的吸熱量。在距室溫不遠的溫度范圍內，空氣的定壓比熱容與溫度的關系可近似認為是線性

3、的，即可近似的表示為：Cp=A+Bt由 t1 加熱到（ 4）t2 的平均定壓比熱容則為：t22A Btdtt1t 2ABt mC pm t11t2t1A B2（ 5）這說明，此時氣體的平均比熱容等于平均溫度t m=(t 1+t 2 )/2 時的定壓比熱容， 因此，可以對某一氣體在n 個不同的平均溫度tmi 下測出其定壓比熱容 Cpmi ，然后根據最小二乘法原理。確定A、B：At mi C pmit miC pmitmi2（ 6）(tmi ) 2ntmi2Bt miC mintmi C pmi（ 7）(tmi ) 2nt mi2從而便可得到比熱容的實驗關系式。三、實驗設備1、空氣（或其它氣體）由

4、風機經流量計送入比熱容儀本體，經加熱、均流、旋流、混流、測溫后流出。氣體流量由節流閥控制，氣體出口溫度由輸入電加熱器的電壓調節。2、該比熱容儀可測量300以下氣體的定壓比熱容四、實驗步驟1、按圖 1 所示接好電源線和測量儀表。經指導教師認可后接通電源，將選擇所需的出口溫度計插入混流網的凹槽中。2、小心取下流量計上的溫度計。開動風機，調節流閥，使流量保持在預定值附近，測出流量計出口處的干球溫度ta 和濕球溫度t w。3、將溫度計入回原位，調節流量，使它保持在預定值附近。調節電壓，開始加熱（加熱功率的大小取決于氣體流量和氣流進出口溫度差，可依據關系式 Q=12 t/ 進行估算，式中 Q 為加熱功率

5、， W； t 為比熱容儀本體進出口溫度差，；為每流過 10 升空氣所需要的時間， S）。4、待出口溫度穩定后（出口溫度在 10 分鐘內無變化或有微小變化，即可視為穩定） ，即可采集實驗數據，需采集的數據有：（ 1）每 10 升氣體通過流量計時所需的時間（ S）；（ 2）比熱容儀進口溫度 t1 與出口溫度 t2（）；（ 3）當時大氣壓力 B（ mmHg ）和流量計出口處的表壓力h（ mmH 2O）；（ 4）電加熱器的電壓 U（ V ）和電流 I （ A ）。5、改變電壓，使出口溫度改變并達到新的預定值，重復步驟4，在允許的時間內可多做幾次實驗。將上述實驗數據填入所列的原始數據表中。五、計算公式1

6、、根據流量計出口處空氣的干球溫度ta 和濕球溫度tw，在干濕球溫度計上讀出空氣的相對濕度， 再從濕空氣的焓濕圖上查出濕空氣的含濕量 d （ g 水蒸汽 /kg 干空氣），計算出水蒸汽的容積成分 rwrwd / 6221d / 6222、電加熱器消耗的功率可由電壓和電流的乘積計算。3、干空氣流量為：PRVM RRg Ta(1 rw )( Bh /13.6)133.32 0.01/kg / s287(t a 273.15)4.645 103 (1 rw )( Bh / 13.6)(ta 273.15)4、水蒸汽流量為：M wPwVRwTa(1rw )( Bh /13.6) 133.32 0.01/

7、461.5(ta273.15)kg / s2.889 10 3 ( Bh /13.6)(t a273.15)5、水蒸汽吸熱量為：2QwM w 1(1.8440.0004886t )dtkJ / sM w 1.884(t2 t1 )0.0002443(t 22t12 )6、干空氣吸熱量為：Q pQ Qw六、實驗報告要求1、簡述實驗原理，簡介實驗裝置和測量系統并畫出簡圖。2、報告中要有實驗原始數據記錄表，計算過程及計算結果。3、將實驗結果表示在Cpm tm 的坐標圖上，用（6）和（ 7）式確定A 、 B，確定平均定壓比熱容與平均溫度的關系式（ 5）和定壓比熱容與溫度的關系式（ 4）。4、對實驗結果

8、進行分析和討論。七、注意事項1、切勿在無氣流通過的情況下使加熱器投入工作，以免引起局部過熱而損壞比熱容儀本體。2、輸入加熱器的電壓不得超過220 伏，氣體出口最高溫度不得超過300。3、加熱和冷卻要緩慢進行，防止比熱容儀本體和溫度計因溫度聚升或聚降而損壞。4、停止實驗時，應先切斷電加熱器，讓風機繼續工作十五分鐘左右。實驗二空氣絕熱指數的測定一、實驗目的1、學習測量空氣絕熱指數的方法。2、通過實驗，培養運用熱力學基本理論處理實際問題的能力。3、通過實驗，進一步加深對剛性容器充氣、放氣現象的認識。二、實驗原理在熱力學中，氣體的定壓比熱容Cp 和定容比熱壓Cv，之比被定義為該氣體的絕熱指數，并以k

9、表示，即k=Cp/Cv 。本實驗利用定量氣體在絕熱膨脹過程和定容加熱過程中的變化規律來測定空氣絕熱指數k。該實驗過程的P-v 圖，如圖 1 所示。圖中AB 為絕熱膨脹過程， BC 為定容加熱過程。因為AB 為絕熱過程，所以:ACBP V KP VK（1）A ABVBC 為定容過程，所以V B =V C。假設狀態A 與 C 所處的溫度相同，對于狀態PAVA =PCV C將（ 2）式兩邊k 次方得：（ PA VA ） k= （PCV C） k比較（ 1）、（ 3）兩式，可得：A、 C 可得：（ 2）（ 3）PAKPCKPA ( PA )kPAPBPBPC將上式兩邊取對數，可得：kIn (PA /

10、PB )（4）In (PA / PC )因此，只要測出A、 B、C 三個狀態下的壓力PA 、PB、 PC，且將其代入（ 4）式，即可求得空氣的絕熱指數k。三、實驗設備本實驗的實驗設備如圖2 所示。實驗時，通過充氣閥對剛性容器進行充氣，至狀態A ，由 U 形管差壓測得狀態A 的表壓 hA (mmH 2O) ，如圖 3 狀態 A，我們選取容器內一分氣體作為研究對象，其體積為V A ，壓力為PA ，溫度為TA ，假設通過排氣閥放氣，使其壓力與大氣壓被力相平衡，恰好此時的氣體膨脹至整個容器（體積為 V B），立即關閉排氣閥，膨脹過程結束。因為PB=P a（大氣壓力），由于此過程進行得十分迅速，可忽略過

11、程的熱交換，因此可認為此過程為定量氣體的絕熱膨脹過程， 即由狀態 A（ PA、V A、T A ）絕熱膨脹至狀態 B（ PB、 V B、 TB ），處于狀態 B 的氣體，由于其溫度低于環境溫度，則剛性容器內的氣體通過容器壁與環境交換熱量，當容器內的氣體溫度與環境溫度相等時，系統處于新的平衡狀態C（ PC、VC、TC）。若忽視剛性容器的體積變化，此過程可認為是定容加熱過程，此時容器內氣體的壓力可由U 形差壓計測得 hc(mmH 2O)。至此，被選為研究對象的氣體，從A 經過絕熱膨脹過程至B，又經過定容加熱過程至 C，且狀態 A 、C 所處的溫度同為環境溫度，實現了圖 1 中所示的過程。研究對象絕熱

12、膨脹定容加熱PA VA TAPB VB TBPC VC TC狀態 A狀態 B狀態 C四、實驗步驟1、實驗前，認真閱讀實驗指導書，了解實驗原理。2、進入實驗室后，參考實驗指導書，對照實物熟悉實驗設備。3、實驗中，由于對裝置的氣密性要求較高，因此實驗開始時，首先應檢查裝置的氣密性。方法是：通過充氣閥對剛性容器充氣至狀態A ，使hA =200(mmH 2O)左右，過幾分鐘后觀察水柱的變化，若不變化，說明氣密性滿足要求，若有變化，則說明漏氣。此步驟一定要認真，否則將給實驗結果帶來較大的誤差，同時讀出hA 的值。4、右手轉動排氣閥，在氣流流出的聲音“拍”消失的同時關上排氣閥（此時，恰到好處，實驗操作者在

13、實驗正式開始前要多練習幾次）。5、等 U 型管差壓計的讀數穩定后，讀出hc（大約需5 分鐘左右的時間）。6、重復上述步驟， 多做幾遍， 將實驗中采集的數據填在實驗數據表格中，并求 k 值。五、計算公式如果將前述的 （ 4）式直接用于實驗計算的話，那是比較麻煩的。因此，針對我們的實驗條件，現將（4）式進行適當的簡化。設 U 型管差壓計的封液（水）的重度為r=9.81× 103（ N/m3），實驗時3PA =Pa+h A，大氣壓力則為 Pa 10（mmH 2O ）。因此，狀態 A 的壓力可表示為狀態 B 的壓力可表示為 PB=p a，狀態 C 的壓力可表示為 pc=p a+h c。將其代

14、入（ 4）式得：In PahAIn(1hA )kPaPa（ 5）hc )In PahAIn(1hAPahcPahc實驗中由于剛性容器的限制，一般取hA 200(mmH 2O) ，且 hc<h A ，因此有 hc+p a pa， hA /P a 1,(hA -hc)/(p a+h A ) 1。所以，按照近似的方法，（ 5）式可簡化為：hA / PahA（ 6）khA hc(hA hc ) /(Pa hc )這即為利用本實驗裝置測定空氣絕熱指數k 的簡化（近似）計算公式。實驗一 粉末或散裝絕熱材料導熱系數測定實驗一、實驗目的1、學習圓球法測定粉末或散裝材料導熱系數的實驗方法；2、測定試驗材料

15、(膨脹珍珠巖或空心微珠的粉末)在試驗溫度下的導熱系數；3、熟悉熱電偶測溫、直流電位差計測熱電勢的原理和方法。二、實驗原理實驗時將粉末或散裝試驗材料均勻地填滿在圓球導熱儀的大球和小球之間。小球內芯裝有電加熱器，電加熱器放出的熱量傳給小球，然后通過試驗材料傳向大球，再由大球傳給空氣。實驗中可保證大、小球壁的溫度均勻一致，因此在經過一段時間加熱后，自小球向大球的傳熱可視為球坐標系（三個坐標方向為：半徑r 方向，球的經度方向及球的緯度方向）中的沿半徑方向的一維穩態導熱。導熱量可由傅立葉定律算出：QAdt2dt4 r(1 1)drdr移項后為dtQdr24r從小球到大球積分（小球半徑為r1，直徑為 d1

16、，壁溫為 tw1；大球半徑為 r2 ， 直 徑 為 d2 ， 壁 溫 為 tw2 ） 有2 (tw1tw2 )Q11d1d 2（ 12）式中： d1、 d2 單位為 mtw1、 tw2 單位為Q 的單位為 w的單位為 w/m. 11Q()由上式得d1d2（13）2 (tw1tw2 )實驗中測出電加熱器的功率或測出電加熱器的電壓V （伏特）和電流1（安培）就可得到傳熱量Q；大、小球的壁面溫度tw1、 tw2 可由埋在大、小球壁面上的各三對銅 -康銅熱電偶測出；大球直徑d2=160 × 10-3m，小球直徑 d1=80 ×10-3m。測出這些數據后就可根據（1 3）式算出導熱系

17、數值。把 d1、 d2 數值代入（ 1 3）式整理后可得的簡單算式：Q（1 4）0.9952tw1tw2三、實驗裝置實驗裝置由圓球導熱儀、試驗材料、電加熱器、熱電偶及冰瓶、多點切換開關、電位差計、功率表或電壓表與電流表、交流穩壓電源、自偶變壓器、整流器等組成。圓球導熱儀由大、小兩個空心的球壁組成，小球同心地裝在大球內，試驗材料填滿在大小球壁之間。大球內壁和小球外壁上埋設的三對熱電偶的冷端接冰瓶，熱端和多點切換開關相連接，以便通過電位差計測出六個熱電勢（大球壁三個、小球壁三個），然后查熱電偶分度表得到大、小球壁面的平均溫度。小球壁內的電加熱器由交流穩壓電源、自偶變壓器、整流器供電，功率由電壓表與

18、電流表測出或由功率直接讀出。電加熱器的輸入功率大小可由自偶變壓器調節，以改變大、小球壁的溫度。四、實驗步驟1、熟悉實驗裝置圖，并了解各部分的作用，然后接上測量儀表和全部線路，經指導教師檢查后，接通電源，并調整電加熱器的輸入功率為指定值（該值由指導教師臨時告知）。2、加熱若干時間后，當內、外壁溫度不再改變時（可由熱電偶的熱電勢不變示出）導熱儀中導熱已進入穩態，可以正式測量與記錄數據。3、順序掀按琴鍵式切換開關，通過電位差計分別讀出六個熱電勢（小球為 1、 2、 3，大球為4、 5、 6），在實驗報告上記錄下這六個熱電勢值，并記錄實驗中功率表讀數或電流與電壓表讀數。4、切斷電源，結束實驗。實驗二空

19、氣橫掠單管時平均對流換熱系數及準則方程式測定實驗一、實驗目的1、學習測定空氣槽掠單管時平均換熱系數的方法；2、測定空氣槽掠單管時的準則方程式；3、熟悉空氣流速及管壁溫度的測量方法。二、實驗原理1、空氣槽掠單管的平均對流換熱系數的測定根據牛頓冷卻公式 : QA(t wt f )QA(tw(4-1)t f )式中單管沿周平均對流換熱系數w/ m 2。Q 單管與空氣間的對流換熱量，它等于裝在管子上的電加熱器的功率，單位為 WA 單管的外表面積，m2 ；A DL ，D 為管子外徑（單位為m，可選不同 D 的管子實驗），L 為加熱部分的管長，L=0.1mt w ,管外壁溫度，t f ,空氣溫度，實驗中只

20、要測出電加熱器功率及管外壁溫度t w 及空氣溫度t f 即可按（ 41）式算出空氣槽掠單管時的平均對流換熱系數。2、空氣橫掠單管時準則方程式測定根據傳熱學教科書，強迫對流換熱準則方程的一般形式為Nu f1 (Re, Pr)(4-2)對本實驗來講，流體為空氣，實驗中空氣溫度變化不大，因此（4 2）中的 Pr 可視為一個常數，這樣（42）式變為Nu f 2 (Re)(4-3)經驗表明（ 43）式可以寫成指數形式，即Nu C Re n(4-4)實驗中只要測出常數 C 及指數 n，就得到了空氣槽掠單管的準則方程具體形式。 C、 n 的測定方法是：對（ 4 4）式兩邊取對數，得ln Nu ln C n

21、ln Re(4-5)（ 4 5）式在 ln Nu-lnRe 的坐標圖上是一條直線。該直線的斜率即為 n 值，截距即為 lnC 值，從而得以 C、 n 值。具體做法是：實驗中改變單管外徑D 值或改變空氣流速u 值，每改變一次得到一個雷諾數ReuD空氣運動黏度v為常數 ，同時得到一個值 （按前述vD方法測定），可算出一個Nu 值 Nu，空氣導熱系數值實驗中為常數）。這樣每改變一次D 值或 v 值，就得到一組 （ Re、Nu ），把它描在lnNu lnRe 圖上就得到一個點，改變若干次就在圖上得到若干點，連接這些點得到一條直線，然后求出這條直線的斜率和截距就得到n、C 值。C、 n 值的具體計算可有

22、多種方法，本實驗要求用最小二乘方法確定。三、實驗裝置空氣橫掠單管對流換熱實驗裝置實驗時，在風機的抽吸下，室內空氣經進風口（可調節進風口面積以改變空氣流速） ，風機、風箱、有機玻璃風道流向室內，單管試件就安裝在有機玻璃風道內，這樣就造成了空氣槽掠單管的流動。試件為一薄壁不銹鋼圓管。試件上有電加熱器對試件低電壓大電流（直流）加熱，此熱量被橫掠試件的空氣帶走。加熱段ab 長度為L=0.1m ，試件外徑 D 對每組實驗來講是固定不變的，但空氣流速可以通過進風口進風截面大小來調節。試件的低壓大電流由奎直流電源供緞帶。加熱功率在不同風速下是相同的。為確定試件壁溫tw，在試件中埋有銅康銅熱電偶的測量端（熱端

23、），熱電偶的冷端就置于空氣流中。由空氣流的溫度（就等于室溫）可從熱電偶分度表中查得E (t f ,0) 值，而由電位差計可測得熱電勢E (t w , t f ) 值，E(t w ,0) 值按下式算出：E(t w ,0) E (t w , t f ) E (t f,0)最后根據 E(tw ,0) 值查熱電偶分度表得到t w 值。（因為試件很薄，僅0.20.3mm，且內壁絕熱，故查出的溫度值就是單管外壁溫度t w ）橫掠單管的空氣流速由畢托管和傾斜傾壓計測出。pd132L 3d（ 8 10） d畢托靜壓管pp 0對畢托管的全壓孔1 中駐點（圖中2 點，參數用下角標“ 0”表示）和靜壓孔（圖中3 點

24、）列伯努利方程（見圖4 2），有p0u02pu2Z 02gZ2ggg由于 z0 =Z ， u0 =0 ，故有p0 pp1u22u 2 p （式中 為空氣密度）p 由傾斜微壓計讀出。 測量中讀出的是傾斜微壓計的傾斜管液柱長H（ mm）。考慮到斜管的傾斜角以及將液柱密度 （傾斜微壓計中液體是煤油）折合成水柱密度等因素， 讀出的 H 值應當乘以斜壓計的倍率。本實驗中斜壓計倍率為0.2，故實際壓差高度為h =0.2H 。壓差（為水的密度）。這樣空氣流速計算式變為2 gh / 1000u取水的密度=1000 kg / m3，則上式最后變為2 g h(4-6)u式中h ,為 mmH 2O.為空氣密度（由空

25、氣溫度查表）為了使一臺電位差計能測出試件工作電壓、工作電流及熱電偶熱電勢，實驗裝置中設置了轉換開關。四、實驗步驟1、閱讀實驗指導書，熟悉本實驗的實驗裝置與測試儀表。2、將單管試件安裝在風道中（每實驗小組單管直徑不變，Re 的改變通過改變進風口的流通面積大小實驗，實驗中進風口面積改變五次，也即可調五個空氣流速） 。3、啟動風機（即接通電源），將風機進風口面積調節至適當大小，待工況穩定后進行測量。4、用電位差計（通過轉換開關）測出試件的電壓降（讀數為mV ）。5、用電位差計（通過轉換開關）測出試件的工作電流（讀數為mV ）。6、用電位差計 （通過轉換開關）測出試件表面熱電偶的熱電勢單位7、讀出傾斜

26、微壓計的斜管液面長度H （mm）。8、調節進風口進風面積，調好后重復4 7 的操作步驟。9、實驗結束，關閉電源。五、最小二乘方法求C、 n為書寫方便起見，令（4 5）式中ln Nuy, ln Rex, ln Cb ,（ 4 5）式變為ynXb(4-7)實驗得到 N 組（ Re、 Nu ）就有 N 組（ y、 x）。將每一組 y、x 記為 yi , xi (i=1N)設 每 一 次 實 驗 得 到 的 yi 值 與 按 ynxib 算 出 的 y 值 之 差 為i .( iyiy)iyi yyinxib2( yinxib)2iNN22ii在 i10, i 10時求出的 n、b 值可使誤差最小。n

27、b由上面二個偏導數等于零可得到N2NNnXbXiX Yii ii1i 1i1(4-8)NNnX iNbyii1i 1NNNN因此只要算出X 2, Xi,X Y,y,四個值，并代入（4 8）ii iii 1i 1i1i1式就可解出 n、 b 值，然后由 bln C求出 C 值，這樣就求出了準則方程的具體形式。說明： 1）由于每個實驗小組只測出五組（Re、 Nu ）數據，實驗數據的組數不夠，因此必需把本班另一實驗小組的五組數據取來，然后由最小二乘方法求出 C、 n 值。2） C、 n 值的參考數值為：Re=440C=0.821n=0.385Re=404000C=0.615n=0.466Re=400

28、040000C=0.174n=0.618Re=40000250000C=0.0239n=0.805實驗三微元表面 dA1 到有限表面 A2 的角系數測量實驗一、實驗目的1、加深對角系數物理意義的理解，學習圖解法求角系數的原理和方法；2、掌握角系數測量儀(即機械式積分儀)的原理和使用方法；3、用角系數測量儀測定微元表面dA 1(水平放置 )到有限表面A 2(A 2 為矩形、垂直放置)的角系數 FdA1 A2 。二、圖解法求角系數原理角系數 FdAA 是 dA 1 發射的輻射能落到A 2 上的能量的份額。設 dA112為黑體，則dA 1 發射的輻射能為dQb=dA 1Eb1（E b1 為 dA 1

29、 的輻射力）；若落到 A 2 上的 dQb, dA1 A2 , 則有dQb ,dA1A2FdA1A2dA1 Eb1（ 1）根據定向輻射強度定義，dQb, dA1 A2 可表示為dQb, dAA2I b? Cos 1 dA1 ? d 111(2)式中： Ib1 dA 1 的定向輻射強度，Eb1I b1d 1 A 2 上的微元面積dA2 對 dA1 所張的立體角dA1Cos 1 dA 2 上所看到的發射面積(可見發射面積)1 dA 1 與 dA2 的連線與dA 1 的法線間夾角(2)式中有關符號的意義見圖1。圖解法求角系數的具體方法是：以dA 1 為球心，作一個半徑為R 的半球面 (見圖 1)，再

30、從 dA 1 中心向 dA2 的周線上各點引直線，這些直線與球面的交點形成的面積記為dA s，顯然 dA s 對 dA 1 所張的立體角也是 d1 ，于是d 1，可用球面上的dAs 來計算，結果是d 1dAs , 代入 (2)式得R2dQb ,dAAEb1? Cos 1dA1 ? dASEbCos 1dA1 dAS12R21R2（ 3）圖 1 角系數 FdA1-A 2 圖解原理從 dA1 中心到 A2 的周線上各點作直線， 這些直線在球面上截出的面積記為 As，則有dQb,dA1 A2Eb1Cos 1dA1dASEb1 dA1Cos 1dAsR2AsR2ds（ 4）(4)式中 Cos 1 dA

31、s 正好是球面上的面積dAs 在水平面上投影面積dA sp，于是 (4)式可改為dAspAspdQb,dA1A2Eb1 dA1 Asp R2Eb1 dA1 R2（ 5）式中： A sp 為球面上面積As 在水平面上投影面積。把 (5)式代入 (1)式可得FdAAspAR212（ 6）(6)式便是圖解法求角系數的原理式。根據(6)式，圖解法求角系數FdA1A2時，只要以dA 1 為球心作一個半徑為R 的半球面，再從dA 1 中心向A 2 周線上各點引直線，各直線在球面上截出的面積為As，最后將As 投影到半球底面上得投影面積Asp，測量出Asp 大小，就可按(6)式求出角系數FdA1 A2 。上

32、述推導中曾假定 dA1 為黑體，實際上在一定的假定條件下（ 6）式對灰體也成立。三、角系數測量儀結構和測角系數FdA1A2 的原理及方法角系數測量儀是根據圖解法原理測微元表面到有限表面角系數的機械式積分儀。 本實驗中用的是SM 1 型機械式積分儀， 它的基本結構見圖2。主要有立柱、滑桿、平行連桿、鏡筒、記錄筆、平衡塊、鏡筒上的瞄準鏡、底座、方位角旋鈕、高變角旋鈕等組成。圖 2SM-1 型角系數測量儀結構圖圖 3 為 SM-1 角系數測量儀示意圖。立桿 1 垂直于水平面MN 于 B 點。立桿可繞其軸線旋轉，以帶動滑桿2 旋轉。滑桿2 通過兩根長度皆為R 的平行連桿a、b 保持與 MN 垂直。 連

33、桿 a 即是測量儀的鏡筒，A 點為假想的球心 (dA1 )。滑桿 2 的下部為記錄筆3。當鏡筒上的C 點對準 A2 周線掃瞄時，滑桿 2 可以旋轉和上、下移動 (對 A 2 的水平周線部分掃瞄時，滑桿轉動；對 A 2 的垂直周線部分掃瞄時，滑桿上、下移動，這時山立桿、滑桿、連桿a、 b 組成的四邊形發塵變形，從而使記錄筆沿半徑方向移動。)圖 3SM-1 角系數測量儀示意圖測量時儀器放置見圖4。瞄準鏡是面積。在測量儀底座下放一張大白紙dA1 ， A2 為垂直放置的a× b 的矩形(或方格紙 )，手握平衡塊使鏡筒放到水平位置（即將連桿放到最低位置），然后手握平衡塊使立柱旋轉360，這時記

34、錄筆在白紙上黑出一個半徑為R 的圓。再手握平衡塊，通過瞄準鏡瞄準 A 2 的周線掃瞄一周(瞄準時瞄準鏡圓孔中心、十字中心與A 2 周線上的點要連成一線 )，這時記錄筆在白紙上畫出的面積就是 Asp，測量出 A sp 和圓的面積， 兩者之比就是角系數 FdA1-A2 (對 A2 周線掃瞄時， 也可通過調整方位角和高度角進行 )。四、實驗步驟1、將測量儀蓋板卸下，并水平地放在桌面上，放置時要把有定位銅圈的一面朝上。在蓋板上貼上白紙，注意在蓋板的定位銅圈處白紙要開一小孔以使定位銅圈露出。2、將測量儀放在蓋板上， 這時要使測量儀底坐上的孔對準蓋板上的定位銅圈。3、將儀器箱體靠蓋板垂直放置(注意蓋板上的

35、箭頭與箱體上箭頭對準 )。這時箱體上的a× b 的矩形就是 A2。4、將鏡筒放到水平位置 (即連桿放到最低位置 )，鎖緊連桿，放下記錄筆，旋轉立桿 (通過平衡塊來旋轉)，使記錄筆在白紙上畫出半徑為R 的圓。5、將記錄筆抬起，放松鎖緊旋鈕，調整方位角和高低角，瞄準A2 的周線進行掃瞄操作練習(掃瞄練習也可不通過調整方位角，高低角進行， 而是直接手握平衡塊進行)，練習到描瞄動作熟練、準確時方可正式測定。6、放下記錄筆，細心地掃描A2 的周線一圈，記錄筆這時在白紙上畫出的面積即是 Asp。7、用求積儀測出A sp 面積大小，并測量白紙上圓的半徑R 的尺寸，然后按 FdAAAsp 系數。注意

36、，對同一個A 2 一般要測量若干次，以求得12R2平均角系數。8、測量 A 2 的尺寸 a、b 及圖 4 中的尺寸C，按下列理論公式計算出角系數 FdA1 A2 ，并與測量的角系數值進行比較。FdA A21(tg 1 1ytg 11)12yx2y2x2y2五、注意事項1、鎖緊旋鈕通常應處于放松狀態，當鎖緊旋鈕處于鎖緊狀態時，不得改變儀器的高度角，否則將損壞齒輪。2、每次描瞄結束時應立即抬起記錄筆，以免弄臟記錄紙。圖 4實驗操作時儀器放置構圖Thermodynamics and Heat transfer Experiment Report熱工基礎實驗報告(Belong to Pyrology

37、Staff Room)Speciality_Class _Order numbe r_Name_.實驗一粉末或散裝材料導熱系數測定實驗報告.To record the measuring（測量數據data記錄）.1. the thermo emf of the thermo（熱電偶熱couple電勢）The outer wallThe measuring point ofsurfaceof thethe thermo couple 123The mean valuesmall ball熱電偶測點平均值The thermo emf (mV)小球外壁面熱電勢 (mV)The inner wallT

38、he measuring pointsurfaceof theof the thermo couple 456The mean valuebig ball熱電偶測點平均值The thermo emf (mV)大球內壁面熱電勢 (mV)2.the power of the electric heater (it is the heat transfer quantity)電加熱器功率（亦即傳熱量）the current（電流）：Ithe voltageV（電壓降）：（ A）（ V）3.the material of the experiment（實驗材料）：. Data reduction（數據

39、整理）.The temperature of the outer wall of the small balltw1 =oC（小球外壁溫度） ：The temperature of the inner wall of the big ball（大球內壁溫度） ： tw 2 =oCThe heat transfer （quantity傳熱量）： QIVw. The result of the experiment（計算結果）0.9952Qw / m oCt w1tw22. when compare it with the thecomparingreticalvalue,resultheis:與

40、理論值相比較結果是：實驗二空氣橫掠單管時平均對流換熱系數及準則方程式測定實驗報告.To record the measuring（測量數據記data錄）.1.the size of the：（試model件尺寸）the outer diameter（外徑）： D =m,.quantity Q.the effective （length有效長度） ： L= 0.1m.the area of dissipation（散熱面積） ： A DLm2.2.the atmospheric temperatureoC,（大氣溫度）： fthe corresponding thermo（大氣溫度對應emf熱電勢） ： E (t f ,0) =mV,t