《熱工實(shí)驗(yàn)1》課程教學(xué)大綱

《熱工實(shí)驗(yàn)1》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱熱工實(shí)驗(yàn)（2-1）ThermalEngineeringExperiment(2-1)課程編碼CNE211212100開課院部石大山能新能源學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)熱工實(shí)驗(yàn)學(xué)分0.5課內(nèi)學(xué)時(shí)12講授0實(shí)驗(yàn)12上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專業(yè)能源與動(dòng)力工程授課語言中文先修課程大學(xué)物理（2-1）、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（2-1）、大學(xué)物理（2-2）、大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)（2-2）、工程熱力學(xué)、工程流體力學(xué)課程簡(jiǎn)介（必修）《熱工實(shí)驗(yàn)(2-1)》是能源與動(dòng)力工程專業(yè)的必修學(xué)科基礎(chǔ)課程。該課程主要依托《工程熱力學(xué)》及其它相關(guān)課程，結(jié)合能源與動(dòng)力工程專業(yè)的特點(diǎn)而設(shè)置的一門以綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)為主的實(shí)踐類課程。通過《熱工實(shí)驗(yàn)（2-1）》課程的學(xué)習(xí)，鞏固《工程熱力學(xué)》的理論知識(shí)，深化理解能量轉(zhuǎn)換規(guī)律及熱量傳遞方法，掌握壓力、濕度和流量等熱工參數(shù)測(cè)試的基本知識(shí)和基本技能；熟悉相關(guān)熱工儀表的基本原理、主要結(jié)構(gòu)和使用方法；掌握數(shù)據(jù)處理的基本方法和誤差分析計(jì)算等相關(guān)知識(shí)；學(xué)會(huì)運(yùn)用理論知識(shí)分析在熱工測(cè)量中的實(shí)際應(yīng)用；逐步培養(yǎng)學(xué)生完成從實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)、設(shè)備的調(diào)試，到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集與處理，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和總結(jié)等全過程；提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、獨(dú)立思考能力和實(shí)踐能力，為工作后進(jìn)行該類實(shí)驗(yàn)研究打下良好基礎(chǔ)。"ThermalEngineeringExperiment(2-1)"isacompulsorybasiccourseforenergyandpowerengineeringmajors.Thiscoursemainlyrelieson"engineeringthermodynamics"andotherrelatedcourses,andcombinesthecharacteristicsofenergyandpowerengineeringspecialtytosetupapracticalcoursefocusingoncomprehensiveexperimentsanddesignexperiments.Throughthestudyof"thermalengineeringexperiment(2-1)"course,consolidatethetheoreticalknowledgeof"engineeringthermodynamics",deepentheunderstandingofenergyconversionlawsandheattransfermethods,masterpressure,basicknowledgeandskillsofTestingThermalparameterssuchashumidityandflowrate;Familiarwiththebasicprinciples,mainstructuresandusagemethodsofrelevantthermalinstruments;masterthebasicmethodsofdataprocessing,erroranalysisandcalculationandotherrelatedknowledge;Learntousetheoreticalknowledgetoanalyzethepracticalapplicationinthermalmeasurement;Graduallytrainstudentstocompletethedesignofexperimentalschemeanddebuggingofequipment,tothecollectionandprocessingofexperimentaldata,aswellastheanalysisandsummaryofexperimentalresults,etc.Toimprovestudents'innovationability,independentthinkingabilityandpracticalability,itlaysagoodfoundationforthiskindofexperimentalresearchafterwork.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人郭龍江審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：了解《工程熱力學(xué)》相關(guān)實(shí)驗(yàn)的儀表構(gòu)成和性能，掌握壓力、流量和濕度的測(cè)量方法及測(cè)量?jī)x表的工作原理，學(xué)會(huì)正確地選擇、安裝和使用測(cè)量?jī)x表是5.22M2目標(biāo)2：熟練掌握測(cè)量誤差等基本概念，掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和實(shí)驗(yàn)誤差的分析計(jì)算，能夠?qū)δ茉磩?dòng)力領(lǐng)域復(fù)雜工程問題的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合理地分析與解釋，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、分析問題和解決問題的能力。是4.33M3目標(biāo)3：全面提高學(xué)生實(shí)際操作能力和動(dòng)手能力，能夠制定可行的實(shí)驗(yàn)方案、合理地搭建實(shí)驗(yàn)臺(tái)、完成設(shè)備調(diào)試并保證設(shè)備安全運(yùn)行，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度。是4.24M4目標(biāo)4：通過熱工實(shí)驗(yàn)更好地理解和鞏固《工程熱力學(xué)》的理論知識(shí)，學(xué)會(huì)運(yùn)用理論知識(shí)分析簡(jiǎn)化實(shí)際問題，能夠?qū)δ茉磩?dòng)力領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問題進(jìn)行預(yù)測(cè)和實(shí)驗(yàn)分析。是5.35M5目標(biāo)5：通過實(shí)驗(yàn)分組，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，通過組內(nèi)協(xié)作溝通，提高學(xué)生以個(gè)體和團(tuán)隊(duì)成員不同身份完成任務(wù)的能力。是9.26M6目標(biāo)6：通過與小組成員開展討論、撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告和總結(jié)報(bào)告，學(xué)會(huì)用不同方式描述簡(jiǎn)化復(fù)雜工程問題，總結(jié)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)缺點(diǎn)，提出進(jìn)一步研究的方向和可能的方法。是10.1三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)11熱工測(cè)量技術(shù)理論（上）課程性質(zhì)：理論講授重點(diǎn)難點(diǎn)：壓力、流量和濕度的測(cè)量方法及測(cè)量?jī)x表的工作原理（1）壓力的表示方法，壓力表分類，重點(diǎn)講解液柱式和彈性式；（2）流量的表示方法，差壓式流量計(jì)基本原理、基本組成和流量公式；（3）空氣濕度主要概念和主要參數(shù)，干濕球溫度計(jì)測(cè)量原理和使用方法。M12講授1自學(xué)2實(shí)驗(yàn)1熱力設(shè)備認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：演示性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：熱功轉(zhuǎn)換規(guī)律；熱力學(xué)中涉及的各循環(huán)；內(nèi)燃機(jī)的工作原理；蒸汽輪機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的機(jī)構(gòu)、組成及工作原理。（1）內(nèi)燃機(jī)、蒸汽輪機(jī)、鍋爐、燃?xì)廨啓C(jī)、噴管和制冷循環(huán)等裝置的組成、工作原理及各部件用途；（2）結(jié)合熱工設(shè)備的工作過程和構(gòu)造特點(diǎn)來分析熱力學(xué)中涉及的各循環(huán)的組成M42模型展示和講授2實(shí)驗(yàn)報(bào)告3實(shí)驗(yàn)2氣體定壓比熱的測(cè)定實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：氣體比熱容的測(cè)試方法；濕度的測(cè)試方法；壓力的測(cè)量方法。（1）濕度測(cè)量基本知識(shí)空氣濕度的表示方法；干濕球濕度計(jì)的測(cè)量原理；（2）壓力測(cè)量基本知識(shí)壓力檢測(cè)方法分類、測(cè)量?jī)x表的分類；液柱式壓力測(cè)量設(shè)備；機(jī)械式壓力傳感器；壓力變送器（3）掌握氣體比熱容的測(cè)試方法；擬合干空氣比熱容與溫度的關(guān)系曲線；了解表壓、濕式氣體流量計(jì)和干濕球溫度計(jì)的使用方法；掌握空氣濕度、氣體壓力和含濕量的測(cè)試方法；分析實(shí)驗(yàn)誤差產(chǎn)生的因素。M1,M2,M4,M5,M64實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)報(bào)告4實(shí)驗(yàn)3噴管特性實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：流量的測(cè)量方法；漸縮噴管及縮放噴管內(nèi)流動(dòng)特性曲線。（1）流量測(cè)量基本知識(shí)流量基本概念；流體的物理性質(zhì)與管流基礎(chǔ)知識(shí)；（2）流量檢測(cè)及儀表差壓式流量計(jì)；速度式流量計(jì)；質(zhì)量流量計(jì)；（3）掌握漸縮噴管及縮放噴管內(nèi)流動(dòng)特性曲線；加深臨界流速、臨界壓力、超音速流動(dòng)、最大流量的概念；了解板孔式流量計(jì)的測(cè)量原理及方法；了解彈簧管式壓力表的工作原理。M1,M2,M4,M5,M62實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)報(bào)告5實(shí)驗(yàn)4CO2氣體PVT關(guān)系測(cè)定實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：設(shè)計(jì)合適的等溫曲線進(jìn)行測(cè)量，觀察氣液轉(zhuǎn)變臨界點(diǎn)，比較測(cè)得數(shù)據(jù)與理想氣體狀態(tài)方程計(jì)算理論值差別并分析（1）測(cè)定CO2的P-V-T關(guān)系（2）測(cè)定臨界溫度下CO2飽和溫度和飽和壓力關(guān)系曲線；（3）觀察臨界狀態(tài)附近氣液兩相模糊的現(xiàn)象，測(cè)定臨界壓力和臨界溫度。M1,M2,M3,M5,M62實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)報(bào)告6實(shí)驗(yàn)5飽和水/水蒸氣的壓力與溫度關(guān)系的測(cè)量實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：理解并掌握飽和水和水蒸氣狀態(tài)參數(shù)變化規(guī)律（1）過冷水的溫度壓力關(guān)系測(cè)量（2）飽和水和水蒸氣溫度壓力關(guān)系曲線測(cè)量（3）掌握真空壓力的測(cè)試方法；對(duì)比測(cè)定數(shù)據(jù)與水及水蒸氣熱力性質(zhì)表中數(shù)據(jù)，確定不同參數(shù)下水蒸氣狀態(tài)。M1,M2,M3,M4,M62實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)報(bào)告7實(shí)驗(yàn)6制冷壓縮機(jī)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)性質(zhì)：綜合性實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)難點(diǎn)：制冷量的測(cè)量方法；學(xué)會(huì)分析制冷過程中能量轉(zhuǎn)換。（1）壓縮制冷循環(huán)基本知識(shí)制冷量基本概念；制冷系數(shù)計(jì)算；（2）壓縮制冷循環(huán)系統(tǒng)掌握壓縮制冷循環(huán)組成及系統(tǒng)流程，分析影響制冷量的因素；（3）能夠改變壓縮機(jī)工況，并能分析判斷實(shí)驗(yàn)平衡狀態(tài)。M1,M2,M3,M4,M5,M64實(shí)驗(yàn)4設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告8實(shí)驗(yàn)7微型蒸汽熱力循環(huán)性能綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：表證熱力學(xué)循環(huán)、質(zhì)量與能量守恒及熱功轉(zhuǎn)換過程。M1,M2,M3,M4,M5,M62講授、討論、實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)報(bào)告四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1預(yù)習(xí)報(bào)告1、預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟；2、考核學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)內(nèi)容掌握情況。20%2實(shí)驗(yàn)操作1.組內(nèi)學(xué)生討論每個(gè)人對(duì)實(shí)驗(yàn)貢獻(xiàn)度評(píng)分2.學(xué)生操作規(guī)范性、操作時(shí)間、實(shí)驗(yàn)方案合理性、自助處理問題能力等40%3實(shí)驗(yàn)報(bào)告1.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及不確定度分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性；2.實(shí)驗(yàn)問題的分析和實(shí)驗(yàn)總結(jié)30%4結(jié)課報(bào)告1.對(duì)本次課程所用到和所講的熱工測(cè)量技術(shù)進(jìn)行總結(jié)，闡述分類、原理及應(yīng)用范圍；2.對(duì)實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)等各方面評(píng)述，提出自己的意見和建議。10%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1預(yù)習(xí)報(bào)告15%A-預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)步驟全面，有必要附圖，預(yù)習(xí)內(nèi)容掌握好B-預(yù)習(xí)報(bào)告內(nèi)容齊全，預(yù)習(xí)內(nèi)容熟悉；C-預(yù)習(xí)報(bào)告缺少項(xiàng)目，內(nèi)容不熟悉。2M1實(shí)驗(yàn)操作50%A-組內(nèi)主動(dòng)提出解決問題方法或負(fù)責(zé)主要操作，操作規(guī)范、實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，實(shí)驗(yàn)方案正確，自己能解決大多數(shù)問題；B-組內(nèi)能夠提出解決問題方法或負(fù)責(zé)部分操作，操作較規(guī)范、實(shí)驗(yàn)時(shí)間中，實(shí)驗(yàn)方案合理，自己能解決部分問題；C-組內(nèi)不提出解決問題方法也不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，操作違規(guī)、實(shí)驗(yàn)時(shí)間超時(shí)，照搬別人實(shí)驗(yàn)，自己不能解決小的問題；3M1實(shí)驗(yàn)報(bào)告15%A-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法正確，不確定度分析完整規(guī)范，實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確；實(shí)驗(yàn)中能觀察到特殊現(xiàn)象并正確解釋，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、儀器等有個(gè)人合理建議，能總結(jié)發(fā)現(xiàn)自己實(shí)驗(yàn)存在的問題。B-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法合理，不確定度分析正確，實(shí)驗(yàn)結(jié)果合理；實(shí)驗(yàn)中不能觀察到特殊現(xiàn)象，對(duì)實(shí)驗(yàn)方法、儀器等有個(gè)人建議，能總結(jié)自己實(shí)驗(yàn)。C-實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法錯(cuò)誤，不確定度分析錯(cuò)誤或無，實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差過大；實(shí)驗(yàn)中能觀察到特殊現(xiàn)象并正確解釋。4M1結(jié)課報(bào)告20%A-對(duì)熱工測(cè)量技術(shù)分類、原理及應(yīng)用范圍描寫正確完整，正確全面地對(duì)實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)述，提出自己合理的建議；B-對(duì)熱工測(cè)量技術(shù)分類、原理及應(yīng)用范圍描寫正確，能夠?qū)?shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)述，能提出自己的建議；C-對(duì)熱工測(cè)量技術(shù)分類、原理及應(yīng)用范圍描寫錯(cuò)誤且非常簡(jiǎn)略，不能對(duì)實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)評(píng)述，沒有自己的建議；5M2實(shí)驗(yàn)報(bào)告70%（見實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）6M2結(jié)課報(bào)告30%（見結(jié)課報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）7M3實(shí)驗(yàn)操作100%（見實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）8M4實(shí)驗(yàn)操作40%（見實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）9M4實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%（見實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）10M4結(jié)課報(bào)告20%（見結(jié)課報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）11M5實(shí)驗(yàn)操作100%（見實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）12M6實(shí)驗(yàn)操作20%（見實(shí)驗(yàn)操作評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）13M6實(shí)驗(yàn)報(bào)告40%（見實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）14M6結(jié)課報(bào)告40%（見結(jié)課報(bào)告評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）評(píng)分等級(jí)說明：[A,B,C]=[85-100,60-85,0-59];六、教材與參考資料序號(hào)教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|熱工參數(shù)測(cè)量,易維明,中國農(nóng)業(yè)出版社,2017.03,ISBN:978-7-109-17999-8.（*主教材）2圖書|工程熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書,熱能與動(dòng)力工程實(shí)驗(yàn)室編,（校內(nèi)膠?。?2005.（*主教材）3圖書|工程熱力學(xué)（第四版）,童鈞耕,高等教育出版社,2007.06,ISBN:7-04-021447-4.七、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目信息序號(hào)項(xiàng)目名稱實(shí)驗(yàn)室名稱門牌號(hào)組人數(shù)學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)類別