传热学综合实验指导书李长仁富丽新编写
沈阳航空工业学院
动力工程系
2004．01
实验一空气纵掠平板时参数的测定
流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题，总是被优先选作教学中对流换热的对象，是可以分析求解的最简单情况，可以籍此阐明对流换热的原理和基本概念。
本实验应用空气纵掠平板对流换热装置完成以下三个实验：
1.空气纵掠平板时局部换热系数的测定；
2.空气纵掠平板时流动边界层内的速度分布；
3.空气纵掠平板时热边界层内的温度分布。
一空气纵掠平板时局部换热系数的测定
1.实验目的
1)流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题之一，通过空气纵掠平板时局部换热系数的测
定，加深对对流换热基本概念和规律的理解。
2)通过对实测数据的整理，了解局部换热系数沿平板的变化规律，分析讨论其变化原因。
3)了解实验装置的原理，学习对流换热实验研究方法和测试技术。
2.实验原理
恒热流密度
下，沿板长局部换
热系数改变，联系
着壁温沿板长也
变化，因此就存在
纵向导热。同时壁
温不同向外界辐
射散热也不同。为
了确定对流换热
系数，必须考虑纵
向导热和辐射的
影响。
图1微元片热平衡分析
对平板上不
锈钢片进行热分析，取其微元长度dx，如图1所示，在稳定情况下的热平衡：
电流流过微左侧导入右侧导对流传给辐射散对板体
元片的发热 + 热量 = 出的热 + 空气的热 + 失的热 + 的散热
量Qδ/Q g Q cdin量Q cdout量Q cv量Q R量Q cd
各项可分别写为：
dx L VI dx b q Q v g ??
?
??=???=2δ
x s cdin dx
dT b Q |?
??-=δλ ??
??????? ??+??-=?
??-=+dx dx dT dx d dx dT b dx dT b Q s dx x s cdout δλδλ| ()bdx T T Q f x cv -=α
()bdx T T Q f b R 44-=εσ
0=cd Q
式中： b ─片宽,m δ─片厚,m L ─平板长度,m V ─不锈片两端电压降,V I ─流过不锈钢片的电流量,I
q v ─电流产生的体积发热值
λs ─不锈钢片的导热系数,w/(m ?℃)
T ─不锈钢片壁温,K T f ─空气来流温度,K
αx ─离板前缘x 处的局部换热系数,w/(m 2?℃) ε─不锈钢片黑度
σb ─斯蒂芬波尔兹曼常数=5.67×10-8,w/(m 2·K 4) 代入微元片热平衡式后得出局部换热系数的表达式：
()
f
f b s x T T T T dx T
d bL VI ---+=44222εσδλα (1) 上式中V 、I 、T 、T f 均可由测试得到，但由于壁温T 随x 变化，只能用作图法求d 2
T /dx 值。先根据测得T ─x 的对应值，给出T ─x 变化曲线，然后用作图法求出不同x 处曲线的一阶导数dT /dx ，
并绘出dT /dx ─x 曲线，再用作图法求该曲线的导数既d 2T /dx 2
值，然后代入(a)式计算不同x 处的局部换热系数αx 。
用αx ─x 图可直观地表示出αx 的变化规律。
亦可用局部努谢尔特数Nu x 与雷诺数Re x 的关系来表示平板对流换热的变化规律：
λ
αx
Nu x x ?=——努谢尔特准则 ν
x
u x ?=
∞Re ——雷诺准则
其中：x —— 在流动方向上距平板前沿的距离；m ；
λ——空气的导热系数，w/（m ?℃）；
ν——空气的运动粘性系数，m 2
/s u ∞——空气主流速度，m/s 用空气主流温度与壁温的平均值作为定性温度，既
2
f
w t t +,平均温度2
min
max t t t w +=
。
分析局部换热系数αx 计算式(1)分子中三项，由于采用很薄的不锈钢片，工作温度也不高，后两项占很小比例。因此对于一般性教学实验可以不考虑辐射热和纵向导热的影响，直接按下式计算αx 值：
f
wx x
x t t q -=
α W/（m 2
?℃） （2）
式中：ｑx ——物体表面ｘ处的热流密度 ｗ／ｍ２
t wx ——ｘ处的表面温度 ℃ t f ——流体的主流温度 ℃
因此，通过实验测定了平板ｘ处的表面温度t wx ，表面热流密度q x 和空气主流温度t f 。便可确定该处的局部换热系数αx 。
3. 实验设备
见附录一
4. 实验步骤
连接并检查所有线路和设备。将直流电源电压调节旋钮转至零位，调正电位差计。然后打开风机，调节风门，并将平板放在适当位置上，再接通整流电源，并逐步升高输出电压，对平板缓慢加热。为保证不致损伤试件，又能达到足够的测温准确度，片温控制在80℃以下。
待温度稳定后开始测量，从平板前缘开始按热电偶编号，用电位差计逐点测出其温差热电势E x （t wx -t f ）。测量中加热电流、电压及气流动压变动较小，可选测几组。
5. 基本参数及有关计算公式
平板试件参数：
平板长 l = 0.33 m
平板宽 B = 80×10-3 m 不锈钢片宽 b = 65×10-3 m 不锈钢片厚 δ= 1×10-4 m 不锈钢片总长 L ＝2l =0.66 m 热电偶布置位置如下表：
热电偶编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 离板前缘距离 x （mm ） 0 0 2.5 5 7.5 10 15 20 25 32.5 40 热电偶编号 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22
离板前缘距离 x （mm ） 50 60 75 90 110 130 160 190 220 260 300
① 不锈钢片壁温 t w
所用测温热电偶为铜—康铜热电偶，以主流温度作为参考温度时，热端温度在50℃—80℃范围内变化，冷端热端每一度温差的热电势输出可近似取0.043mv/℃，这对本实验已足够准确。因此，测得反映温差t wx -t f 的热电势E x （t wx -t f ）即可求得：
t wx -t f =E x （t wx -t f ）/0.043℃ 即 t wx= E x （t wx -t f ）/0.043+t f
② 流过不锈钢片的电流I ：
标准电阻为150A/75mv=2000Ω，所以测得标准电阻上每1mv 电压降等于2A 电流流过，既
I =2×U 1 （A ） 或 I =2×mv ×K 1 （A ） 其中：U 1——标准电阻两端的电压降；mv K 1——电位差计的倍率
③ 不锈钢片两端的电压降U ：
U =K ×U 2×103 （A ） 或 U =0.201×mv ×K 1 （A ）
其中：K ——分压箱倍率（201）
U 2——经分压箱后测得的电压降：mv K 1——电位差计的倍率
④ 空气掠过平板的速度u ∞
ρ
h
g u ?=
∞2
m/s
其中：ρ——空气密度；kg/m 3， 由气流温度查表确定（用插值法求得） Δh ——由倾斜式微压计读得的水柱高度 mmH 2O
⑤ 局部对流换热系数αx ： 在下列假设下：
a ）电热功率均布在整个不锈钢片表面，即恒热流密度；
b ）不计不锈钢片向外界辐射散热的影响；
c ）忽略不锈钢片纵向导热的影响。
局部对流换热系数αx 可按下式计算：
()
f wx x T T Lb UI
-=α w/（m 2?℃）
⑥ 局部努谢尔特准则Nu x 和雷诺准则Re x
λαx Nu x x ?=
ν
x
u x ?=∞Re 其中: x —— x 处在流动方向上距平板前沿的距离，m
λ——空气的导热系数；w/（m ?℃）,用定性温度查表确定(用插值法求得)；
ν——空气的运动粘度；m 2
/s,用定性温度查表确定(用插值法求得) 用来流温度与壁面温度的平均值作为定性温度,既
2
f
w t t +。
6. 实验要求
1) 预习实验指导书，绘制数据记录与计算用表格；
2) 用最小二乘法或绘图法分别求出层流和紊流状态的准则方程n C Nu
Re =；
3) 在直角坐标纸上绘制LgNu x ——LgRe x 关系曲线；
4) 分析沿平板对流换热的变化规律，并将实验结果与有关参考书上给出的准则方程进行比较。
5)
确定流场的流动状态，为层流还是紊流？
7. 注意事项
1) 实验前首先要了解实验装置各部件和熟悉仪器，特别注意电位差计的使用步骤，以避免
损坏仪器；
2) 为确保壁温不超出允许使用范围，启动和停止工作时必须注意操作顺序，启动时必须先
开风机，后逐步加热。实验结束时，先关加热电源，后关风机。
8. 思考题
1) 讨论在计算αx 的公式中所作假设的合理性及其条件。能否在实验数据处理时考虑这些影
响。
2)
在壁温测量中测得的仅是不锈钢薄片的内表面温度，而在计算对流换热系数时却将其视为不锈钢薄片的外表面温度。请讨论这样处理的合理性及应有的修正值。
实验数据参考表格:
电流： I = A 电压：U = V 来流温度：t f = ℃
来流动压：Δh = mmH 2O 来流速度： u ∞ = m/s 定性温度：
2
f
w t t ℃
空气导热系数：λ2
二 空气纵掠平板时流动边界层内的速度分布实验
1. 实验目的
1) 通过实验证实附面层的存在，进一步加深对附面层基本特征的理解； 2) 测定空气纵掠平板时流动附面层内的速度分布； 3) 测定平板附面层的厚度和沿流动方向的变化。
2. 实验原理
由实验证实，当实际粘性流体绕物体表面流动而雷诺数较大时，直接与物体表面接触的流体的流速为零。速度梯度较大的一层很薄的流体层，即流体的速度u 从零增加到层外势流的速度u ∞，这一流体层称为附面层。
气流绕平直的光滑板作定常流动时，附面层沿流动方向在平板上的变化如图2所示。附面层沿平板逐渐增厚，开始是层流，经过一段距离后，层流变为紊流。表示转变的特征参数是临界雷诺数，即
ν
x
u c ?=
∞Re
式中；X ——从平板前缘点算起的距离
λ——空气的导热系数；w/（m ?℃）,用定性温度查表确定(用插值法求得)；
ν——空气的运动粘度；m 2
/s,用定性温度查表确定(用插值法求得)。
在本实验中，当流体纵向流过平板时，测定离平板前缘距离为x 的某一位置处，沿平板壁面垂直方向的速度分布。通过倾斜式微压计和毕托管测量空气纵掠平板时的流速。其空气流速用下式计算：
ρ
h
g u ?=
∞2 m/s
式中：
ρ——空气密度，由室温查空气物 理性质表确定（kg/m 3）
g ——重力加速度（m/S 2）
Δh ——微压计水柱垂直高度mmH 2O
3. 实验设备
见附录一
4. 实验步骤
1) 在测量平板局部换热系数
后，装好位移测量机构，调整好毕托管探头接触面的初始位置，（见指示灯微亮并时暗时亮
图2平板上的附面层
即可）再将百分表指针转至零位；
2) 将风洞的风门调整在所需要的位置，使空气在实验段中流过实验平板壁面；
3) 开始测量。从毕托管探头触及壁面开始，每移动0.25mm 读一次倾斜式微压计读数，同时
记录下由百分表读出的位移值和倾斜式微压计读数，直至倾斜式微压计读数不再升高为止；
4) 在空气流速高、低时各测一组数据，以便进行比较。
5. 实验报告要求
1) 记录实验原始数据如室温、大气压力、倾斜式微压计常数等； 2) 记录实验数据如百分表读数、微压计读数等；
3) 根据原始数据和实验数据确定附面层厚度δ和计算出u /u ∞、y /δ； 4)
绘制附面层内速度分布曲线y /δ—u /u ∞。
6. 思考题
1) 如何确定附面层的厚度δ?分析附面层内速度分布的规律。 2) 分析空气来流速度的大小对δ的影 实验数据参考表格:
电流： I = A 电压：U = V 来流温度：t f = ℃ 来流动压：Δh = mmH 2O 来流速度：u ∞ = m/s 定性温度：2
f
w t t = ℃
雷诺数：Re = 附面层厚度：δ= mm
三空气纵掠平板时热边界层内的温度分布实验
1.实验目的
1)通过实验了解热边界层内的温度分布规律，进一步加深对基本概念理解；
2)测定空气纵掠平板时热边界层内的温度分布；
3)测定平板热边界层的厚度和沿流动方向的变化。
2.实验原理
参考空气纵掠平板时流动边界层内的速度分布实验。
3.实验设备
见附录一
4.实验步骤
1)在测量平板局部换热系数后，装好位移测量机构，调整好测温探头接触面的初始位置，（见
指示灯微亮并时暗时亮即可）再将百分表指针转至零位；
2)将风洞的风门调整在所需要的位置，使空气在实验段中流过实验平板壁面；
3)开始测量。从测温探头触及壁面开始，每移动0.25mm读一次倾斜式微压计读数，同时记
录下由百分表读出的位移值和倾斜式微压计读数，直至电位差计的热电势不再升高为止；
4)在空气流速高、低时各测一组数据，以便进行比较。
5.实验报告要求
1)记录实验原始数据如室温、大气压力、倾斜式微压计常数等；
2)记录实验数据如百分表读数、微压计读数等；
3)根据原始数据和实验数据确定热边界层厚度δt和计算出(t-t w)/(t f-t w), y/δt；
4)绘制热边界层内温度分布曲线y/δt—(t-t w)/(t f-t w)。
6.思考题
1．界层厚度δ与热边界层厚度δt之间符合什么样的关系式？
实验数据参考表格
电流： I= A 电压：U= V 来流温度：tf= ℃ 来流动压：Δh= mmH2O 来流速度：u ∞ = m/s 定性温度：2
f
w t t = ℃
实验二 空气横掠圆柱体时局部换热系数的测定
1． 实验目的
1) 了解实验装置的原理、测量系统及测试方法；
2) 通过对实验数据的整理，了解局部换热系数的变化规律；
3) 分析讨论局部换热系数的变化原因，以加深对对流换热的认识。 2. 基本原理
局部换热系数是对流换热中的重要概念。特别是流体外掠物体时体表面各部位的局部换热系数变化很大，本实验通过测量空气横掠恒热流密度的圆柱体时的局部换热系数来认识这一现象。
按定义，局部换热系数αφ由下式定义：
)t t (q
f -=φφφα W/m 2
式中： q φ——物体表面某处的热流密度，w/m 2
；
t φ——对应于某一圆周角的点之表面温度，℃； t f ——流体的主流温度，℃；
当恒热流密度的圆柱表面被恒温空气横掠时，圆柱表面温度沿圆周角的变化可直接反映出表面换热系数沿圆周角的变化。
3. 实验设备
见附录一
4. 实验步骤
1) 打开风机，调节风门在适当位置，用毕托管测定空气流速； 2) 旋转圆柱体，使其测温点处在来流前驻点位置；
3) 将整流电源电压调节旋钮转至输出电压为零的位置，然后接通电源；
4) 逐步提高整流电源的输出电压，对不锈钢片缓慢加热，使其达到预定温度。为了保证不至于损坏试件，又能达到足够的测温准确度，不锈钢片表面温度大约控制在80以下。 5) 待热稳定后，用电位差计测量前驻点位置的温差热电势E 0（t 0-t f ）；
6) 从前驻点（φ=0o）到后驻点(φ=180o)，每隔5o作为一测试点。每旋转一角度须待热稳定后再测量。测量可沿一半圆柱面进行。但待一半测量完毕后，对另一半选测几点，作为对称性检验。
7) 改变风门位置，在另一空气流速下进行αφ的测定。
5. 基本参数及有关公式 圆柱形试件参数：
风道流通截面尺寸 0.08m ×0.61m 圆柱试件直径 D =48×10-3m 不锈钢片厚度 δ=1×10-3m 不锈钢片宽度 b =40×10-3m ； 不锈钢片总长 L =0.147 m ① 不锈钢片壁温t φ
所用测温热电偶为铜—康铜热电偶，以主流温度为参考温度时，热端温度在50℃—80℃范围内变化，冷端热端每1度温差的热电势输出可近似取0.043mv/℃，这对本实验已足够准确。
因此，测得反映温差t φ-t f 的热电势E φ（t φ-t f ）即可求得：
t φ-t f = E φ（t φ-t f ）/0.043℃ 即 t φ= E φ（t φ-t f ）/0.043℃+t f
② 流过不锈钢片的电流I ：
标准电阻为150A/75mv=2000Ω，所以标准电阻上每1mv 的电压降相当于2A 电流通过，
即：
I =2×U 1 （A ） 或 I =2×mv ×K 1 （A ）
式中：U 1——标准电阻两端的电压降，mv K 1——电位差计的倍率 ③ 不锈钢片两端的电压降U ：
U =K ×U 2×10-3 或 U =0.201×mv ×K 1 其中：K ——分压箱倍率；（201）
U 2——经分压箱后测得的电压降，mv K 1——电位差计的倍率
④ 空气来流速度u ∞
ρ
?h
g 2u =
∞ m/s
其中：ρ——空气密度，kg/m 3，由气流温度t f 查表确定；
Δh ——由毕托管测得的来流动压头，mmH 2O ⑤ 局部对流换热系数αφ
在下列假设中：
a ）电热功率均布在整个片表面；
b ）不计不锈钢片向外界辐射散热的影响；
c ）忽略不锈钢片周向导热的影响。 局部对流换热系数αφ可按下式计算：
()
f t t Lb UI
-=
φφα W/（m 2?℃）
⑥ 奴谢尔特准则Nu φ
λα?φD Nu ?= ν
D
u ?=∞Re
其中： D ——圆柱试件外直径；
λ——空气的导热系数，w/（m ?℃）,由定性温度查表确定(用插值法求得)；
ν——空气运动粘度，m 2
/s,由定性温度查表确定(用插值法求得)；
定性温度取（t φ+t f ）/2
6. 实验要求
1) 认真预习实验指导书,熟悉实验原理和实验方法,绘制数据记录与计算用表格； 2) 计算u ∞及Re ；
3) 根据实验数据和计算结果绘制t φ—φ和Nu φ—φ曲线以及P φ-P 0，根据Nu φ—φ变化关系
求出在该Re下的平均Nu，对不同Re数下的Nuφ进行比较，对涉及实验的问题进行分析、讨论。
7.注意事项
1)实验前首先要了解实验装置各部件和熟悉仪器，特别注意电位差计的使用步骤，以避免损
坏仪器；
2)为确保壁温不超出允许使用范围，启动和停止工作时必须注意操作顺序，启动时必须先开
风机，后逐步加热。实验结束时，先关加热电源，后关风机。
8.思考题
1)实验数据处理时忽略了那些传热？为什么可以忽略这些传热？如果不能忽略这些传热时，
应如何计算局部对流换热系数
2)φ=0o—180o间的αφ应该和φ=180o—360o间的αφ完全对称。你的实验结果是这样的
吗？如不是的话，请分析原因。
3)由于加工和装配上的偏差，使得当刻度盘指示=0o时而测温热电偶不恰好在圆柱体的前驻
点。如何用实验方法确定热电偶在前驻点的刻度盘指示值φ？
实验数据参考表格:
电流：I= A 电压：U= V 来流温度：t f= ℃
来流动压：Δh= mmH2O 来流速度：u∞= m/s 定性温度：（tφ+t f）/2= ℃
雷诺数：Re=
实验三 空气横掠单管时平均换热系数的测定
1. 实验目的
1) 各种管子是换热器中广泛使用的传热元件，其外侧通常为被流体横掠的强制对流换热。通过实验测定空气横掠单管时平均换热系数，了解其变化规律；
2) 了解实验装置，熟悉空气流速及管壁温度的测量方法，掌握测试仪器的使用方法； 3)
通过实验数据的整理、综合，掌握强制对流换热实验数据的整理方法。
2. 实验原理
根据对流换热的分析，稳定强制对流的换热规律可用下列准则关系来表示：
Nu=f （Re ，Pr ） （1）
对于空气，温度变化范围不大时，上式中普朗特数Pr 变化很小，可作常数看待。故（1）式简化为
Nu=f （Re ） （2） 式中: λ
αD
Nu ?=
——努谢尔特准则 ν
D
u ?=
∞Re ——雷诺准则
其中： α——空气横掠单管时的平均换热系数，ｗ／（ｍ２
?℃） u ∞——空气的来流速度，ｍ／ｓ Ｄ——定型尺寸，取管子外径，ｍ
λ——空气的导热系数，ｗ／（ｍ?℃）
ν——空气的运动粘度，ｍ２
／ｓ
要通过实验确定空气横掠单管时Nu 与Ｒｅ间的关系，就需要测定不同流速u ∞及不同管子直径Ｄ时换热系数α的变化。因此，本实验中要测量的基本量为管外的空气流速、空气温度、管子表面的温度和管子表面散出的热量，以及管子的几何尺寸。
3. 实验设备
见附录一
4. 测试方法及实验步骤
在实验管所处的风道中装有毕托管，通过倾斜式微压计测出实验段中空气来流的动压头Δh ，然后计算空气来流速度u ∞。
为了准确测定实验管上的加热功率，并排除管子两端的散热影响，分别在离管端一定距离处焊有电压测点ａ、ｂ，经过分压箱和转换开关，用电位差计准确测定实验段上这两电压测点间的电压降U 。
实验管的电路中串联了一标准电阻，电流流过标准电阻时的电压降经转换开关和电位差计测
量，然后确定流过实验管的工作电流Ｉ。
空气流的温度t f 用水银温度计测量。
为了确定实验管壁的温度t w 在实验管内埋设了一对铜—康铜热电偶。热电偶冷端置于空气流中，以便使测量系统简化。也就是说，热电偶热端所处温度为管内壁温度t w ˊ，冷端所处的为空气流温度t f 。实验管为一有内热源的圆桶壁，且内壁绝热，因此内壁温度t w ˊ大于外壁温度t w 。由于管壁很薄，仅0.2—0.3ｍｍ，可足够准确地认为t w ＝t w ˊ。
实验时，对每种直径的管子，空气流速可调4—5个工况，加热电流可根据管子直径及风速大小适当调整，保持管壁与空气间有适当的温差。每调整一个工况，须待微压计和热电偶读数稳定后方能测量各有关数据。
5. 计算公式
① 空气的来流速度u ∞
ρ
h
g u ?=
∞2 m/s
式中：ρ——空气密度，kg/m 3
，由气流温度t f 查表确定；
Δh ——毕托管所测得的气流动压头，mmh 2o ② 实验管在二电压测点间的发热量
Q= I ?U W
式中：I=2U 1；流过实验管的电流，A 。其中U 1为标准电阻上的电压mv ；
U=K ×U 2×10-3 实验管二电压测点间的电压降，V 其中K =201 为分压箱倍率，U 2为实验管二电压测点间的电压降经分压箱后的测量值mv 。
③ 管子的平均换热系数α
()
f w t t F Q
-=α W/（m 2
?℃）
式中：F 为二电压测点间实验管的外表面积，m 2 ④ 换热准则方程式
用最小二乘法或绘图法求出换热准则方程
6. 实验要求
1) 预习实验指导书，了解实验原理和方法，拟定实验方案，设计实验数录表和计表； 2) 在双对数坐标纸上绘出各实验点，并用最小二乘法或绘图法求出换热准则方程；
3) 将实验结果与有关参考书上给出的空气横掠单管时换热的准则方程和曲线图进行比较； 4)
书写实验报告，其内容除上述几点外，还应包括实验目的、实验原理、实验方法简述、实验装置简介、实验结果和对有关问题的分析、讨论。
7. 注意事项
1)
了解实验装置各个部件，熟悉仪器的使用方法，尤其是电位差计必须按步骤使用，以免损坏仪器；
2) 为了确保管壁温度不致超过允许范围，在启动和停止工作时必须注意操作顺序，启动时必
须先开风机，后逐步加热。实验结束时，先关加热电源，后关风机。
8. 思考题
1)实验管内仅设置一对铜—康铜热电偶，它测得的温度是管内表面温度还是轴向平均温度还
是周向平均温度？为什么？
2)试分析本实验中实验管的边界条件是常热流还是常壁温的边界条件？
实验数据参考表格：
试验原始数据记录表格
附录一
实验设备简介
实验设备由风源和实验段组成。风源是一个箱式风洞，风机、稳压箱、收缩口都在箱体内。入口处有一个调节风门，用来调节风速的大小。风箱顶部的中央是箱式风洞的出口，从中流出的空气形成一股均匀流速的空气射流，实验段便放在这出风口上，如附图1所示。
实验段的结构简图如附图2、附图3、附图4所示。
附图2为测定空气纵掠平板时对流换热系数、速度分布、温度分布的实验段，风道１由有机玻璃制作的，迎流动方向在风道中间插入一块可以滑动的绝缘板２，沿纵向在绝缘板中部包覆一层不锈钢片３，形成了一块很薄的楔形板，两侧对称，在形板中沿纵向（x 方向）不均匀地设置了22对热电偶４。它们通过转换开关与电位差计相联。不锈钢片３的两端经电源导板５与直流电源连接。
附图3为测定空气横掠圆柱体时局部换热系数的实验段，风道１由有机玻璃制作的，中间横置一可旋转的，由绝缘体材料制作的圆柱体2，其中段包覆一不锈钢片3，其内表面放置了热电偶4。为了能了解热电偶相同角度处圆柱表面空气流的情况，在圆柱体上开有一测压孔5。不锈钢片两端与电源导板6连接。
将圆柱体转到不同φ角位置，就可以测出不同角度处的表面温度和空气压力。
附图4为测定空气横掠单管时平均换热系数的实验段，风道１也是由有机玻璃制作的，为了保证在风道实验段中有均匀的空气流速，试验用管子为一不同直径可更换的不锈钢薄壁管2，横向安置在风道实验段中。为了保证管壁温度测量及管子加热量的准确性，试件系采用低压直流电直接通电加热的方式，而且将测温热电偶3设置在管内，在绝热条件下测量管内壁温度，然后确定管外壁温度的方法。
实验时雷诺准则Re 应有较大范围的变化，以保证求得空气横掠单管时换热准则方程式的准确性。Re 取决于管子所处空气流速u ∞及管子直径D 。空气流速可以通过装在风机入口处的调风门6来改变。而u ∞的变化范围受到风机压头的限制，如果采用不同直径的管子作试验管，就可以达到较
附图2 平板实验段简图 1.─ 风道 2.─ 平板 3.─ 不锈钢片 4.─ 热电偶 5.─ 电源导板 6.─ 转换件
大的Re 变化范围。
因此实验时可用
不同直径的管子在不
同空气流速的条件下进行，然后将实验结
果整理，以求得 换热准则方程式的具体表达式。
在图1中，整流电源１供给低压直流大电流，电流量通过串联在电路中的标准电阻５上的电压降来
测量。为了简化测量
系统，测量平板壁温
t w 时，热电偶的参考端
温度不用摄氏零度，
而用空气流的温度t f ，
即其热端６设在板内，冷端７则放在风道气流
中。所以热电偶反映的为温差t wx -t f 的热电势 E x （t wx -t f ）。片两端的电压降亦用电位差计测量。为了能用一台电位差计测量热电偶的毫伏值、标准电阻上的电压降及不锈钢片两端的电压降，设有一转换开关９再接入电位差计。在测量不锈钢片两端的电压降时，受电位差计量程限制，电路中接入一分压箱８。用毕托管12通过倾斜式微压计11测量掠过平板的气流动压，以确定空气流速。空气来流温度用水银温度计测量。这是测定空气纵掠平板时对流换热系数的原理，其它两个参数的测量原理和平板类似。
附图3 圆柱体实验段简图
1.─ 风道
2.─圆柱体
3.─不锈钢片
4.─热电偶
5.─电源导板
附图4 单管实验段
1.─风道
2.─实验管
3.──热电偶
4.──电源接线柱
机械设计综合实验指导书 及实验报告 班级 学号 姓名 机械基础实验中心雷代明 2017年3月 第一部分机械设计
实验一机械零件认知与分析实验 一、实验目的 1、熟悉常用的机械零件的基本结构，以便对所学理论知识产生一定的感性认识。 2、分析常用机械零件的基本构造及制造原理。 3、了解常用机械零件的实际使用情况。 二、实验内容 通过观察，掌握常用的机械零件的基本结构及应用场合。 三、实验简介 机械零件陈列观摩，共包括： (1)螺纹联接与应用 (2)键、花键、销、铆、焊、铰接 (3)带传动 (4)链传动 (5)齿轮传动 (6)蜗杆传动 (7)滑动轴承与润滑密封 (8)滚动轴承与装置设计 (9)轴的分析与设计 (10)联轴器与离合器。 共10个陈列柜，罗列了机械设计内容中大多数常用的基本零件与标准件，并对相应的零件进行了结构和基本受力分析，联接和安装的基本方法的说明，有些常用的零件还给出了简单的应用举例。 通过本实验的观摩，学生可以对照书本所学的基本内容，初步领会机械设计的一些常用零部件的基本设计与应用原理，从而达到举一反三的教学目的，对其所学的课本理论知识进一步巩固和深化。 四、实验要求 1、学生必须带上课本，以便于与书本内容进行对照观察。 2、进入实验室必须保持安静，不得大声喧哗，以免影响其他同学。 3、不得私自打开陈列柜，不得用手触摸各种机械零件模型。 4、服从实验人员的安排，认真领会机械零件的构造原理。 五、思考题 1、常用螺纹联接的方法有哪些? 2、说明无键联结的优缺点． 3、在带传动中，带张紧的方法有哪些?
4、轴上零件轴向常用的定位方法有哪些?举例说明。 第二章滑动轴承实验 实验二滑动轴承基本性能实验 一、概述 滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。根据轴承的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。 根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。 流体动压润滑轴承其工作原理是通过轴颈旋转，借助流体粘性将润滑油带入轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端入口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图2-1)，在油膜压力作用下，轴颈由图2-1(a)所示的位置被推向图2-1(b)所示的位置。 当动压油膜的压力p在载荷F方向分力的合力与载荷F平衡时，轴颈中心处于某一相应稳定的平衡位置O1，O1位置的坐标为O1(e，φ)。其中e=OO1，称为偏心距；φ为偏位角(轴承中心0与轴颈中心0l连线与外载荷F作用线间的夹角)。 随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间隙)的不同，轴颈中心的位置也随之发生变化。对处于工况参数随时间变化下工作的非
[实验一]用球体法测定粒状材料的导热系数 一、实验目的 1、巩固和深化稳态导热的基本理论，学习测定粒状材料的热导率的方法。 2、确定热导率和温度之间的函数关系。 二、实验原理 热导率是表征材料导热能力的物理量，其单位为W/(m ·K)，对于不同的材料，热导率是不同的。对于同一种材料，热导率还取决于它的化学纯度，物理状态（温度、压力、成分、容积、重量和吸湿性等）和结构情况。各种材料的热导率都是专门实验测定出来的，然后汇成图表，工程计算时，可以直接从图表中查取。 球体法就是应用沿球半径方向一维稳态导热的基本原理测定粒状和纤维状材料导热系数的实验方法。 设有一空心球体，若内外表面的温度各为t 1和t 2并维持不变，根据傅立叶导热定律： dr dt r dr dt A λπλφ24-=-= （1） 边界条件221 1t t r r t t r r ====时时 （2） 1、若λ= 常数，则由（1）（2）式求得 1 22121122121)(2)(4d d t t d d r r t t r r --=--=πλπλφ[W] ) (2)(212112t t d d d d --=πφλ [W/(m ·K)] (3) 2、若λ≠ 常数，（1）式变为 dr dt t r ) (42λπφ-= （4） 由（4）式，得 dt t r dr t t r r ??-=21 21)(42 λπφ 将上式右侧分子分母同乘以（t 2－t 1），得 )()(4121222 12 1t t t t dt t r dr t t r r ---=??λπφ (5)
式中 122 1)(t t dt t t t -?λ项显然就是λ在t 1和t 2范围内的积分平均值，用m λ表示即 1 221)(t t dt t t t m -=?λλ，工程计算中，材料的热导率对温度的依变关系一般按线性关系处理，即)1(0bt +=λλ。因此， )](21[)1(210 1202 1 t t b t t dt bt t t m ++=-+=?λλλ。这时，(5)式变为 ) (2) (4)(21211222121t t d d d d r dr t t r r m --= -=?πφπφλ [W/(m ·K)] （6） 式中，m λ为实验材料在平均温度)(21 21t t t m +=下的热导率， φ为稳态时球体壁面的导热量， 21t t 、分别为内外球壁的温度， 21d d 、分别为球壁的内外直径。 实验时，应测出21t t 、和φ，并测出21d d 、，然后由（3）或（6）得出m λ。 如果需要求得λ和t 之间的变化关系，则必须测定不同m t 下的m λ值，由 ) 1() 1(202101m m m m bt bt +=+=λλλλ （ 7） 可求的b 、0λ值，得出λ和t 之间的关系式)1(0bt +=λλ。 三、实验设备 导热仪本体结构和测量系统如图1-1所示。
实验一信号放大电路实验 一、实验目的 1．研究由集成运算放大器组成的基本放大电路的功能。 2．了解运算放大器在实际应用时应考虑的一些问题。 二、实验设备 1．测控电路（一）实验挂箱 2．虚拟示波器 3．函数信号发生器 4．直流电压表 四、实验内容及步骤 实验前熟悉相应的实验单元，认清实验单元的信号输入及输出端口，把±15V直流稳压电源接入“测控电路（一）”实验挂箱。（注：切忌正负电源极性接反和输出端短路，否则将会损坏集成块）。 1．反向比例放大器 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，输入端U i接地，用万用表测量输出端U O，调节本单元的电位器，使输出为零。 （2）调节功率信号发生器，使之输出f=1KHz的正弦信号，接入本单元的输入端，实验时要注意输入的信号幅度以确保集成运放工作在线性区，用示波器观测U i及输出电压U O 2．同相比例放大器 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。 3．电压跟随器 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。
4．同相交流放大电路 （1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元。 （2）实验步骤同内容1，将结果记入表下表中。 5．自举组合电路 1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。 2）实验步骤同内容1，将结果记入表下表中。 6．双运放高共模抑制比放大电路 1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，信号输入端接地，进行调零。 2）在U i1及U i2的两端输入正弦波信号，测量相应的U0，并用示波器观测U0与U i的幅 7．三运放高共模抑制比放大电路 1）在“测控电路（一）”实验挂箱上找到相应的实验单元，两信号输入端均接地，调节本单元的电位器W2，使输出端U0电压为零。 2）在U i1及U i2的两端输入正弦波信号，并用示波器观测U0与U i的幅值及相位关系， 五、实验注意事项 实验挂箱中的直流电源正负极切忌接反。 六、思考题 1．自举组合电路一般应用于那种场合？ 2．对测量放大电路的基本要求是什么？ 3．按照图2-7给定的电路参数，假设已调零，试计算当R D1=5KΩ时，放大器的差模增益？
《网络综合实训》 任务书 指导书 适用专业：计算机网络技术 实训班级：网络121 设计时间：第15、16周 江西工业工程职业技术学院计算机工程系 2014年 11 月
一、课程的地位、作用和目的 网络综合实训是高等职业院校计算机网络技术类专业一项重要的集中基本技能训练，是理论和知识的综合与应用。 技能训练是高职高专院校一个重要的实践教学环节，它与实验、生产实训、毕业实训构成实践性教学体系，高职高专学生较强的动手能力，依赖实践性教学体系对学生的培养。 二、实训教学目标 本实训教学总学时为56学时，主要目标是考察学生对所学计算机网络专业知识的综合应用能力，通过模拟实际工程项目，使学生掌握网络工程的设计方法、网络设备安装调试等技能，提高学生的网络实战能力。 三、实训设计原则 目前对网络技术人员人才的职业要求是，能够根据应用部门的要求进行网络系统的规划、设计和网络设备的软硬件安装、调试工作，能进行网络系统的运行、维护和管理。 本实训教学设计思想是从社会对人才的实际需求出发，以岗位群的工作为依据，突出学生的能力培养，通过循序渐进的实训教学，充分体现了以项目需求为导向，以职业能力和应用能力培养为中心的教学思路。整个课程学习过程模拟了实际网络工程从无到有的构建并进行管理的完整工作过程，做到了学习过程和工作过程的高度一致。 四、实训教学设计 本实训课程为一个综合性的网络工程项目，根据项目实际又将其分为2个子项目，每一子项目都从本专业技能结构的某一个需求开始，制定一个具体的任务（项目），讲解具体的操作过程；在操作过程补充需要的理论知识。 (1) 项目一：基本技能强化实训（26课时） 本项目是综合性强化练习，项目涵盖网络设备调试基本技能的几个重要部分，本项目的完成有助于巩固和加强网络设备调试与优化的基本功和技能。 (2) 项目二：校园网网络总体系统方案设计（30课时） 本项目以实际需求，分析网络流量、提出新网络系统的建设思路以及新系统的网络设计目标和范围，再根据对现在网络技术的分析以及能够提供的费用和网络运行给学校带来的社会经济效益，为学校提供是否可行的决策依据。 四．实训考核及成绩评定方法 1．优秀：按实训任务书要求圆满完成规定任务，有创新性。严格遵守实训管理制 度与实训纪律，实训态度认真、积极。具有良好的团队协作精神；能自我进行资料收集 并引用合理。实训过程完整、规范；设计报告结构完善、格式规范、条理清晰、论述充 分、图表准确，文字描述准确流畅。
基本原理： 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： (4-1) 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （4-2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，再两边取对数，即得到直线方程： （4-3） 在双对数坐标中作图，找出直线斜率，即为方程的指数m。在直线上任取一点的函数值代入方程中，则可得到系数A，即： （4-4） 用图解法，根据实验点确定直线位置有一定的人为性。而用最小二乘法回归，可以得到最佳关联结果。应用微机，对多变量方程进行一次回归，就能同时得到A、m、n。 对于方程的关联，首先要有Nu、Re、Pr的数据组。其准数定义式分别为： 实验中改变冷却水的流量以改变Re准数的值。根据定性温度（冷空气进、出口温度的算术平均值）计算对应的Pr准数值。同时，由牛顿冷却定律，求出不同流速下的传热膜系数α值。进而算得Nu准数值。 牛顿冷却定律： （4-5） 式中： α—传热膜系数，[W/m2·℃]； Ｑ—传热量，［Ｗ］； Ａ—总传热面积，[m2]； △t m—管壁温度与管内流体温度的对数平均温差，[℃]。 传热量Q可由下式求得： （4-6）式中：
W—质量流量，[kg/h]； Cp—流体定压比热，[J/kg·℃]； t1、t2—流体进、出口温度，[℃]； ρ—定性温度下流体密度，[kg/m3]； V—流体体积流量，[m3/s]。 设备参数： 孔板流量计： 流量计算关联式：V=4.49*R0.5 O），V——空气流量 (m3 /h) 式中：R——孔板压差（mmH 2 换热套管： 套管外管为玻璃管，内管为黄铜管。 套管有效长度：1.25m，内管内径：0.022m 计算方法、原理、公式： 对流传热的核心问题是求算传热膜系数α，当流体无相变时对流传热准数关联式的一般形式为： (4-1) 对于强制湍流而言，Gr准数可以忽略，故 （4-2） 本实验中，可用图解法和最小二乘法计算上述准数关联式中的指数m、n和系数 A。 用图解法对多变量方程进行关联时，要对不同变量Re和Pr分别回归。本实验可简化上式，即取n=0.4（流体被加热）。这样，上式即变为单变量方程，再两边 取对数，即得到直线议程： （4-3）
传热学综合实验指导书李长仁富丽新编写 沈阳航空工业学院 动力工程系 2004．01
实验一空气纵掠平板时参数的测定 流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题，总是被优先选作教学中对流换热的对象，是可以分析求解的最简单情况，可以籍此阐明对流换热的原理和基本概念。 本实验应用空气纵掠平板对流换热装置完成以下三个实验： 1.空气纵掠平板时局部换热系数的测定； 2.空气纵掠平板时流动边界层内的速度分布； 3.空气纵掠平板时热边界层内的温度分布。 一空气纵掠平板时局部换热系数的测定 1.实验目的 1)流体纵掠平板是对流换热中最典型的问题之一，通过空气纵掠平板时局部换热系数的测 定，加深对对流换热基本概念和规律的理解。 2)通过对实测数据的整理，了解局部换热系数沿平板的变化规律，分析讨论其变化原因。 3)了解实验装置的原理，学习对流换热实验研究方法和测试技术。 2.实验原理 恒热流密度 下，沿板长局部换 热系数改变，联系 着壁温沿板长也 变化，因此就存在 纵向导热。同时壁 温不同向外界辐 射散热也不同。为 了确定对流换热 系数，必须考虑纵 向导热和辐射的 影响。 图1微元片热平衡分析 对平板上不 锈钢片进行热分析，取其微元长度dx，如图1所示，在稳定情况下的热平衡： 电流流过微左侧导入右侧导对流传给辐射散对板体 元片的发热 + 热量 = 出的热 + 空气的热 + 失的热 + 的散热 量Qδ/Q g Q cdin量Q cdout量Q cv量Q R量Q cd
各项可分别写为： dx L VI dx b q Q v g ?? ? ??=???=2δ x s cdin dx dT b Q |? ??-=δλ ?? ??????? ??+??-=? ??-=+dx dx dT dx d dx dT b dx dT b Q s dx x s cdout δλδλ| ()bdx T T Q f x cv -=α ()bdx T T Q f b R 44-=εσ 0=cd Q 式中： b ─片宽,m δ─片厚,m L ─平板长度,m V ─不锈片两端电压降,V I ─流过不锈钢片的电流量,I q v ─电流产生的体积发热值 λs ─不锈钢片的导热系数,w/(m ?℃) T ─不锈钢片壁温,K T f ─空气来流温度,K αx ─离板前缘x 处的局部换热系数,w/(m 2?℃) ε─不锈钢片黑度 σb ─斯蒂芬波尔兹曼常数=5.67×10-8,w/(m 2·K 4) 代入微元片热平衡式后得出局部换热系数的表达式： () f f b s x T T T T dx T d bL VI ---+=44222εσδλα (1) 上式中V 、I 、T 、T f 均可由测试得到，但由于壁温T 随x 变化，只能用作图法求d 2 T /dx 值。先根据测得T ─x 的对应值，给出T ─x 变化曲线，然后用作图法求出不同x 处曲线的一阶导数dT /dx ，
测控电路实验教学大纲 一、制定本大纲的依据 根据级测控技术与仪器专业培养计划和测控电路课程教学大纲制定本实验教学大纲。 二、本实验课程的具体安排 三、本实验课在该课程体系中的地位与作用 测控电路实验是测控电路课程体系的一个重要环节。通过实验，让学生完成相关电路设计与制作的全过程，着重培养学生的实践能力，使学生学会如何运用所学的单元电路，实现电路的总体思想，围绕具体测控任务设计、调试电路。还要了解各种电子器件和集成电路的工作原理、构成，最终实现设计要求，并完成相应的电路。 学生应具有电路分析、模拟电子技术基础、数字电子技术基础相关知识。 四、学生应达到的实验能力与标准 测控电路是一门实践性很强的课程，在理论学习之后，要求学生通过实验课程学会选择电子器件和使用常用的电子仪器，调试电路时，还要会分析电路、测试电路性能，并锻炼排除故障的能力。做到理论联系实际，加深对理论知识的进一步理解，增强学生动手实践能力。 五、讲授实验的基本理论与实验技术知识 实验一相敏检波电路 .实验的基本内容 （）在熟悉和掌握相敏检波器的工作原理基础上，设计并连接相敏检波电路。 （）验证相敏检波器的检幅特性和鉴相特性。 .实验的基本要求
（）画出该相敏检波器的电路图，并说明该电路的工作原理。 （）检测参考电压与相敏检波器的输入信号同相、反相时() ～()点的波形及低通滤波器的输出 波形。 （）检测参考电压通过移相器后（差时），相敏检波器() ～()点及低通滤波器的输出波形。 （）分别纪录当参考电压与输入信号同相时、反向时，相敏检波器经低通滤波器输出对应输入信号的电压值。 .实验的基本仪器设备 示波器，多路直流稳压电源，万用表，信号发生器，计算机，面包板，元器件，调试工具等。实验二二阶有源滤波器 .实验的基本内容 （）熟悉和掌握波形发生器的工作原理，设计并连接三角波及方波发生电路。 （）验证二阶有源滤波器特性。 .实验的基本要求 （）掌握滤波器的工作原理，设计方法及应注意问题。 （）画出所设计的低通滤波器、高通滤波器的电路图。并注明元件参数。 （）画出幅频特性与相频特性测试原理图，说明测试方法与步骤。 （）以表格形式分别给出低通滤波器与高通滤波器的幅频特性与相频特性测试数据，并画出其特性曲线。 .实验的基本仪器设备 示波器，多路直流稳压电源，万用表，信号发生器，计算机，面包板，元器件，调试工具等。实验三波形发生器 .实验的基本内容 （）熟悉和掌握波形发生器的工作原理，设计并连接三角波及方波发生电路。 （）验证波形发生电路的特性 .实验的基本要求 （）掌握波形发生器的工作原理，三角波及方波发生电路设计方法。 （）正确地观察和分析相关电阻、电容变化对波形幅值与频率的影响。 .实验的基本仪器设备 示波器，多路直流稳压电源，万用表，信号发生器，计算机，面包板，元器件，调试工具等。 六、实验的考核与成绩评定 以实验报告和学生实际操作能力为主，参考提问和出勤情况等，综合评定给出成绩。 七、主要参考书
第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。
图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验
综合实验实验指导书 福建工程学院土木工程学院 2013年12月
学生实验守则 1、实验前应认真按教师布置进行预习，明确实验目的、要求，掌握实验内容、方法和步骤。 2、实验前的准备工作，经指导教师或实验技术人员检查，合格后方可进行实验。实验过程中认真观察各种现象，记录实验数据，不能马虎的抄袭。实验完毕必须整理好本组实验仪器，并经指导教师或实验技术人员验收后，方可离开。实验后，认真分析实验结果，正确处理数据，细心制作图表，做好实验报告。不符合要求者，应重做。 3、实验室内必须保持安静，不准高声喧哗打闹，不准抽烟，随地吐痰，乱抛纸屑杂物，不准做与实验无关的事。不准穿背心、裤衩、拖鞋（除规定须换专业拖鞋外)或赤脚进入实验室。 4、必须严格遵守实验制订的各项规章制度，认真执行操作规程。注意人身和设备安全。 5、爱护国家财物。节约水电和药品器材，不得动用他组的仪器、工具材料。凡损坏仪器、工具者应检查原因，填写报损单，并依照管理办法赔偿损失。 前言
为了达到预期目的，试验课必须注意以下几方面问题： 1、试验前认真预习指导书和课本有关内容，同时应复习其它已学有关课程的有关章节，充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤，并进行一些必要的理论计算。一些控制值的计算工作，试验前必须做好。 2、较大的小组试验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个试验过程，直至全组试验报告都上交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确分工，协调工作，不得擅离各自的岗位。 3、试验开始前。必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，荷载是否为零，安全措施是否有效，各项准备工作是否完成，要经指导教师检查通过后，试验才能开始。 4、试验时应严肃认真，密切注意观察试验现象，及时加以分析和记录，要以严谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。 5、严格遵守实验室的规章制度，非试验用仪器设备不要乱动；试验用仪器、仪表、设备，要严格按规程进行操作，遇有问题及时向指导教师报告。 6、试验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 7、试验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，以后小心卸下仪器、仪表，擦净、放妥、清点归还，经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。 8、试验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原始数据外，严禁抄袭。 9、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚。 10、经教师认可，试验也允许采用另外方案进行。 试验一量测仪器的参观与操作练习
传热学实验指导书 XX大学 XX学院XX系 二〇一X年X月
一、导热系数的测量 导热系数是反映测量热性能的物理量，导热是热交换三种基本形式之一，是工程热物理、材料科学、固体物理及能源、环保等各研究领域的课题之一。要认识导热的本质特征，需要了解粒子物理特性，而目前对导热机理的理解大多数来自固体物理实验。材料的导热机理在很大程度上取决于它的微观结构，热量的传递依靠原子、分子围绕平衡位置的振动以及电子的迁移，在金属中电子流起支配作用，在绝缘体和大部分半导体中则以晶格振动起主导作用。因此，材料的导热系数不仅与构成材料的物质种类有关，而且与它的微观结构、温度、压力及杂质含量相联系。在科学实验和工程设计中所采用材料导热系数都需要用实验方法测定。 1882年法国科学家J ·傅里叶奠定了热传导理论，目前各种测量导热系数的方法都是建立在傅里叶热传导定律的基础上，从测量方法来说，可分为两大类：稳态法和动态法，本实验是稳态平板法测量材料的导热系数。 【实验目的】 1、了解热传导现象的物理过程 2、学习用稳态平板法测量材料的导热系数 3、学习用作图法求冷却速率 4、掌握一种用热电转换方式进行温度测量的方法 【实验仪器】 1、YBF-3导热系数测试仪 一台 2、冰点补偿装置 一台 3、测试样品（硬铝、硅橡胶、胶木板） 一组 4、塞尺 一把 5、游标卡尺（量程200mm ） 一把 6、天平（量程1kg ，分辨率0.1g ） 一台 【实验原理】 为了测定才材料的导热系数，首先从热导率的定义和它的物理意义入手。热传导定律指出：如果热量是沿着Z 方向传导，那么在Z 轴上任一位置Z 0，处取一个垂直截面A （如图1）以dt/dz 表示Z 处的温度梯度，以dQ/d τ表示该处的传热速率（单位时间通过截面积A 的热量），那么传导定律可表示为： ()0z z dz dt d dQ A =-==Φλτ 1-1 式中的负号表示热量从高温向低温区传导（即热传导的方向与温度梯度的方向相反）。式中的λ即为导热系数，可见热导率的物理意义：在温度梯度为一个单位的情况下，单位时间内通过单位截面面积的热量。 利用1-1式测量测量的导热系数，需解决的关键问题有两个：一个是在材料中造成的温度梯度dt/dz ，并确定其数值；另一个是测量材料内由高温区向低温区的传热速率dQ/d τ。 1、温度梯度dt/dz 的测量
成绩 仪器与电子学院实验报告 （软件仿真性实验） 班级：14060142 学号：26 学生姓名：殷超宇 实验题目：信号运算电路设计 一、实验目的 1.通过实验，熟悉电桥放大电路的类型 2?理解电桥放大电路的原理 3.掌握电桥放大电路的设计方法 二、实验器材 MultiSim实验仿真软件 三、实验说明 1.设计信号运算电路，并在MultiSim 环境下搭建仿真电路。 2?把信号发生器接入输入端。 3?用示波器测量信号观测与理论计算是否相符。 四、实验内容和步骤 1?仿真分析P26中图2-5（a）、（b）单端输入电桥放大电路，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、 1.04R、1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线） 2.仿真分析P27中图2-6差动输入电桥放大电路，，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学 关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、 1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线）
3?仿真分析P27中图2-7线性电桥放大电路，，并列写输出电压与电阻变化量、电桥电压的数学关系式。（仿真要求：改变某桥臂的电阻值：0.90R、0.92R、0.94R、0.96R、0.98R、R、1.02R、1.04R、 1.06R、1.08R、1.1R，记录相应输出电压，并绘制电阻-输出电压曲线） 五、电路图实验结果 1.1
高频电路（仿真）实验指导书 电子信息系 2016年3月
实验一、共射级单级交流放大器性能分析 一、实验目的 1、学习单级共射电压放大器静态工作点的设置与调试方法。 2、学习放大器的放大倍数（A u）、输入电阻（R i）、输出电阻（R o）的测试方法。 3、观察基本放大电路参数对放大器的静态工作点、电压放大倍数及输出波形的影响。 4、熟悉函数信号发生器、示波器、数字万用表和直流稳压电源等常用仪器的使用方法。 二、实验原理 如图所示的电路是一个分压式单级放大电路。该电路设计时需保证U B>5～10U BE， I1≈I2>5～10I B，则该电路能够稳定静态工作点，即当温度变化时或三级管的参数变化时，电路的静态工作点不会发生变化。 U B=V CC I C I E 由上式可知，静态工作时，U B是由R1和R2共同决定的，而U BE一般是恒定的，在0.6到0.7之间，所以I C、I E只和有关。 当温度变化时或管子的参数改变时（深究来看，三极管的特性并非是完全线性的，在很多的情况下，必须计入考虑），例如，管子的受到激发而I C欲要变大时，由于R E的反馈作用，使得U BE节压降减小，从而I B减小，I C减小，电路自动回到原来的静态工作点附近。所以该电路不仅有较好的温度稳定性，还可以适应一定非线性的三极管，只要电路设计得当。 调整电阻R1、R2，可以调节静态工作点高低。若工作点过高，使三极管进入饱和区，则会引起饱和失真；反之，三极管进入截止区，引起截止失真。 图1-1 分压式单级放大电路 如图1-1，C1、C2为耦合电容，将使电路只将交流信号传输到负载端，而略去不必要的直流信号。发射极旁路电容C E一般选用较大的电容，以保证对于交流信号完全是短路的，即相当于交流接地。也是防止交流反馈对电路的放大性能造成影响。电路的放大倍数 A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥r be，输出电阻R O=R L’，空载时R O=R C。 当发射极电容断开时，在发射极电容上产生交流负反馈，电压的放大倍数为A U=，输入电阻R i=R1∥R2∥[]。输出电阻仍近似等于集电极负载电阻。
《制药工艺综合实验》实验指导书 适用专业:制药工程 课程代码: 6013169 总学时: 2.5周总学分: 2.5 编写单位:生物工程学院 编写人:何宇新 审核人:李玲 审批人:袁永俊 批准时间:2015年12月21日
目录 实验一学习查阅中国药典的方法（实验代码1） (3) 实验二硬胶囊剂的制备（实验代码2） (5) 实验三感冒颗粒的制备（实验代码3） (8) 实验四鼻渊糖浆的制备（实验代码4） (11) 实验五输液剂的制备（实验代码5） (13) 实验六抗氧剂抗氧化作用的观察（实验代码6） (16) 实验七浸出制剂的制备（实验代码7） (19) 实验八对乙酰氨基酚片的质量检查（实验代码8） (23) 实验九黄连解毒汤提取工艺优选（实验代码9） (26)
前言 制药工艺综合实验选编了具有代表性的常用剂型的制备及质量评定、质量检查方法，介绍了药学实验中常用仪器和设备的应用。 实验时要求学生做到以下各项： 1．实验前充分做好预习，明确本次实验的目的和操作要点。 2．进入实验室必须穿好实验服，准备好实验仪器药品，并保持实验室的整洁安静，以利实验进行。 3．严格遵守操作规程，特别是称取或量取药品，在拿取、称量、放回时应进行三次认真核对，以免发生差错。称量任何药品，在操作完毕后应立即盖好瓶塞，放回原处，凡已取出的药品不能任意倒回原瓶。 4．要以严肃认真的科学态度进行操作，如实验失败时，先要找出失败的原因，考虑如何改正，再征询指导老师意见，是否重做。 5．实验中要认真观察，联系所学理论，对实验中出现的问题进行分析讨论，如实记录实验结果，写好实验报告。 6．严格遵守实验室的规章制度，包括：报损制度、赔偿制度、清洁卫生制度、安全操作规则以及课堂纪律等。 7．要重视制品质量，实验成品须按规定检查合格后，再由指导老师验收。 8．注意节约，爱护公物，尽力避免破损。实验室的药品、器材、用具以及实验成品，一律不准擅自携出室外。 9．实验结束后，须将所用器材洗涤清洁，妥善安放保存。值日生负责实验室的清洁、卫生、安全检查工作，将水、电、门、窗关好，经指导老师允许后，方得离开实验室。
工程热力学与传热学实验指导书 热工实验 2013年3月
实验一 非稳态（准稳态）法测材料的导热性能 实验 一、实验目的 1. 快速测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热。掌握其测试原理和方法。 2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。 二、实验原理 图1 第二类边界条件无限大平板导热的物理模型 本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。设平板厚度为2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t (x ，τ)。导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下： 0) ,0( 0),( )0,( ) ,( ),( 0 22=??=+??=??=??x t q x t t x t x x t a x t c τλτδτττ 方程的解为：
???+--=-δδδτλτ63),( 220x a q t x t c ?? ?-??? ??-∑∞ =+102 2 1)( exp cos 2)1(n n n n n F x μδμμδ (1-1) 式中：τ — 时间；λ — 平板的导热系数； a — 平板的导温系数；n μ— πn ，n = 1，2，3，………； F 0 — 2δτa 傅里叶准则；0t — 初始温度； c q — 沿x 方向从端面向平面加热的恒定热流密度。 随着时间τ的延长，F 0数变大，式(1-1)中级数和项愈小，当F 0> 0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，式(1-1)变成 ??? ? ??-+=-612),( 2220δδτλδτx a q t x t c (1-2) 由此可见，当F 0> 0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。这种状态称为准稳态。 在准稳态时，平板中心面x =0处的温度为： ?? ? ??-= -61),0( 20δτλδτa q t t 平板加热面x =δ处为： ??? ??+= -31),( 20δτλδτδa q t t c 此两面的温差为： λ δ ττδc q t t t ?= -=?21),0( ),( (1-3) 如已知c q 和δ，再测出t ?，就可以由式(1-3)求出导热系数： t q c ?= 2δ λ (1-4) 实际上，无限大平板是无法实现的，实验总是用有限尺寸的试件，一般可认为，试件的横向尺寸为厚度的6倍以上时，两侧散热对试件中心的温度影响可以忽略不计。试件两端面中心处的温度差就等于无限大平板时两端面的温度差。 根据热平衡原理，在准稳态时，有下列关系：
系统仿真综合实验指导书 电气与自动化工程学院 自动化系 2011年6月
前言 电气与自动化工程学院为自动化专业本科生开设了控制系统仿真课程，为了使学生深入掌握MATLAB语言基本程序设计方法，运用MATLAB语言进行控制系统仿真和综合设计，同时开设了控制系统仿真综合实验，30学时。为了配合实验教学，我们编写了综合实验指导书，主要参考控制系统仿真课程的教材《自动控制系统计算机仿真》、《控制系统数字仿真与CAD》、《反馈控制系统设计与分析——MATLAB语言应用》及《基于MATLAB/Simulink的系统仿真技术与应用》。
实验一MATLAB基本操作 实验目的 1．熟悉MATLAB实验环境，练习MATLAB命令、m文件、Simulink的基本操作。 2．利用MATLAB编写程序进行矩阵运算、图形绘制、数据处理等。 3．利用Simulink建立系统的数学模型并仿真求解。 实验原理 MATLAB环境是一种为数值计算、数据分析和图形显示服务的交互式的环境。MATLAB有3种窗口，即：命令窗口（The Command Window）、m-文件编辑窗口（The Edit Window）和图形窗口（The Figure Window），而Simulink另外又有Simulink模型编辑窗口。 1．命令窗口（The Command Window） 当MATLAB启动后，出现的最大的窗口就是命令窗口。用户可以在提示符“>>”后面输入交互的命令，这些命令就立即被执行。 在MATLAB中，一连串命令可以放置在一个文件中，不必把它们直接在命令窗口内输入。在命令窗口中输入该文件名，这一连串命令就被执行了。因为这样的文件都是以“.m”为后缀，所以称为m-文件。 2．m-文件编辑窗口（The Edit Window） 我们可以用m-文件编辑窗口来产生新的m-文件，或者编辑已经存在的m-文件。在MATLAB 主界面上选择菜单“File/New/M-file”就打开了一个新的m-文件编辑窗口；选择菜单“File/Open”就可以打开一个已经存在的m-文件，并且可以在这个窗口中编辑这个m-文件。 3．图形窗口（The Figure Window） 图形窗口用来显示MATLAB程序产生的图形。图形可以是2维的、3维的数据图形，也可以是照片等。 MATLAB中矩阵运算、绘图、数据处理等内容参见教材《自动控制系统计算机仿真》的相关章节。 Simulink是MATLAB的一个部件，它为MATLAB用户提供了一种有效的对反馈控制系统进行建模、仿真和分析的方式。 有两种方式启动Simulink:
《传热学》实验指导书 建筑环境与设备工程教研室
实验一 强迫对流换热实验 一、实验目的 1、了解热工实验的基本方法和特点； 2、学会翅片管束管外放热和阻力的实验研究方法； 3、巩固和运用传热学课堂讲授的基本概念和基本知识； 4、培养学生独立进行科研实验的能力。 二、实验原理 1、翅片管是换热器中常用的一种传热元件，由于扩展了管外传热面积，故可使光管的传热热阻大大下降，特别适用于气体侧换热的场合。 2、空气（气体）横向流过翅片管束时的对流换热系数除了与空气流速及物性有关以外，还与翅片管束的一系列几何因素有关，其无因次函数关系可表示如下： N u =f(R e 、P r 、、 、、、、o l o t o o o D P D P D B D D H /δn) (1) 式中：N u = γ D h ?为努谢尔特数； R e = γm o u D ?= η m o G D ? 为雷诺数； P r = h ν=λ μ?C 为普朗特数； H 、δ、B 分别为翅片高度、厚度、和翅片间距； P t 、P l 为翅片管的横向管间距和纵向管间距；n 为流动方向的管排数； D o 为光管外径，u m 、G m 为最窄流通截面处的空气流速（m/s ）和质量流量 （kg/m 2s ）， 且G m =u m ?ρ。λ、ρ、μ、γ、α为气体的特性值。 此外，换热系数还与管束的排列方式有关，有两种排列方式，顺排和叉排，由于在叉排管束中流体的紊流度较大，故其管外换热系数会高于顺流的情况。 对于特定的翅片管束，其几何因素都是固定不变的，这时，式（1）可简化为： N u =f （R e 、P r ） （2） 对于空气，P r 数可看作常数，故 N u =f （R e ） （3） 式（3）可表示成指数方程的形式 N u =CR e n （4） 式中，C 、n 为实验关联式的系数和指数。这一形式的公式只适用于特定几何条件下的管束，为了在实验公式中能反映翅片管和翅片管束的几何变量的影响，需要分别改变几何参数进行实验并对实验数据进行综合整理。 3、对于翅片管，管外换热系数可以有不同的定义公式，可以以光管外表面为基准定义换热系数，也可以以翅片管外表面积为基准定义。为了研究方便，此处采用光管外表面积作为基准，即： ) (wo a o T T L D n Q h -???= π （5）
测控电路实验报告 班级： 学号： 姓名：
实验一运算电路的仿真 一、实验目的 通过使用仿真软件和实验箱，学习并掌握各种运算电路的仿真，并且调试出各种电路的输入输出波形。 二、实验内容 1、积分电路 2 、微分电路 3 、运算放大器积分电路 R1=16K，C1=100nF 4 、运算放大器微分电路 R1=16K， C1=100nF 5、反相加法器 6 、同相加法器 7、减法器电路
三、实验结果 1、积分电路 2、微分电路 3、运算放大器积分电路 4、运算放大器微分电路
5、反向加法器 6、同向加法器 7、减法器电路
实验二A/D 、D/A 转换实验 一、实验目的 1、掌握D/A和A/D转换器的基本工作原理和基本结构； 2、掌握大规模集成D/A和A/D转换器的功能及其典型应用。 二、实验内容 1、A/D转换实验 2、D/A转换实验 图1 所示电路是4 位数字—模拟转换电路。它可将4 位二进制数字信号转换为模拟信号。 R f=26kΩ，R=4kΩ，求当[u1u2u3u4]=[1110]和[u1u2u3u4]=[0010]时，输出电压u0。 三、实验结果 1、A/D转换实验
2、D/A转换实验 被选模拟通道输入 模拟 量 地址输出数字量 IN V1(V) A2A1 A0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 十进制IN0 4.5 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 115 IN1 4.0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 102 IN2 3.5 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 89 IN3 3.0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 76 IN4 2.5 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 63 IN5 2.0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 51 IN6 1.5 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 38 IN7 1.0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 25
CAD/CAM 及数控技术综合型 实验指导书 武汉理工大学机电工程学院 机械工程及自动化系 2014．12
目录 1.实验目的 (1) 2.综合设计实验的指导思想 (1) 3.实验设备 (1) 4.实验进度安排 (1) 5.实验项目和实验流程 (2) 6.CAD 实验过程指导 (3) 7.CAM 实验过程指导 (9) 8.实际加工实验过程指导 (19) 8.1 数控车床 (19) 8.2 数控铣床 (19) 9.参考文献 (21)
1. 实验目的 通过该综合型设计性实验，使学生在掌握 CAD/CAM 、数控技术、模具设计及制造、计算机仿真、现代设计技术、机械制造技术基础、机械制造装备设计、精密加工和特种加工等 课程的理论基础上，初步掌握 Solidworks 、Pro/E 、MasterCAM 、Cark 、Daphne 等软件的使用，掌握产品设计、产品分析、工艺设计、数控加工仿真、产品数据管理、实际数控加工、产品快速成形加工方法的产品整个开发过程，培养学生专业技能，培养综合与创新能。 该实验要求学生已经完成 CAD/CAM 、数控技术、模具设计及制造、计算机仿真、现代设计技术、机械制造技术基础、机械制造装备设计、精密加工和特种加工等课程和数控技术课程设计的学习和实践环节。 2. 综合设计实验的指导思想 综合设计性实验是根据选题的需要，将各个孤立的实验贯穿起来组织与安排实验，这样既丰富了课题内容，又克服由单纯验证性试验或测试性实验的孤立进行而造成理论与实际联系不够紧密的现象。通过课题内容的需求，将相关方面的基本知识有机地联系起来，既加深了对知识的系统理解，又拓宽了解决问题的思路和能力。 让学生进行综合设计实验，就是在教师指导下让学生根据实验题目、实验任务，独立完成确定实验方案、拟定实验程序，选择实验仪器、设备并进行安装、调试，观察实验现象，作好实验记录，进行数据处理，写出实验报告等。 综合设计型实验有一定难度，要圆满完成综合设计型实验，不仅需要一定的较宽的理论知识，还需要灵活多种的实验技能。为此，要求学生要有学习的主动性和高度的自觉性，在实施任务的过程中需查阅大量的科技文献资料，进行综合分析、推理判断，自行处理实验过程中的一切问题，在完成实验的过程中进一步开发智力，全面培养和发挥实验能力。所从事的设计型实验如果成功，则加强学生或实验技术人员动手能力，培养学生分析问题与解决问题的能力，开拓学生视野，提高学习的自信心和努力进取的精神，最大限度地培养和造就独立进行科学实验的本领。 3. 实验设备 该设计性综合型实验涉及的设备包括以下软硬件： ? 数控车床 ? 数控铣床 ? 加工中心 ? CAD/CAM 软件系统：SolidWorks 、Pro/E 、MasterCAM 等软件。 4. 实验进度安排 该设计综合实验时间为 2 周，具体时间分配如下： 时间 任务安排 第 1 周第 1 天 分组，下发设计任务书，查阅相关参考文献