热工学综合实验设备：理论与实践教学的结合

随着科学技术的不断发展，热工学在工业生产、能源开发和环境保护等领域发挥着越来越重要的作用。热工学综合实验设备作为热工学研究的重要工具，不仅有助于培养学生的理论知识和实践能力，还能为科研人员提供宝贵的数据支持。本文将从热工学综合实验设备的种类、功能及应用等方面进行阐述，以期对热工学研究产生积极的推动作用。

一、热工学综合实验设备的种类
热工学综合实验设备主要包括以下几类：
1. 热力学参数测量设备：如温度计、压力计、流量计等，用于测量温度、压力和流量等热力学参量。
2. 传热设备：如恒温槽、加热炉、冷却器等，用于模拟传热过程，研究传热规律。
3. 流体力学设备：如流变仪、液压系统、气动系统等，用于模拟流体流动现象，研究流体力学特性。
4. 热分析设备：如热重仪、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射仪(XRD)等，用于分析物质的热性质和结构。
5. 燃烧设备：如燃烧试验台、气体扩散器等，用于研究燃烧过程及其影响因素。
6. 制冷设备：如制冷机、冷凝器、蒸发器等，用于模拟制冷过程，研究制冷原理。
7. 换热设备：如板式换热器、螺旋管换热器等，用于研究换热器的设计和性能。
8. 热处理设备：如淬火炉、回火炉、退火炉等，用于研究金属材料的热处理工艺。
9. 环境实验设备：如空气调节器、水质分析仪器等，用于研究环境热效应和污染物处理。
二、热工学综合实验设备的功能
热工学综合实验设备具有以下主要功能：
1. 教学功能：通过实验教学，使学生掌握热工学的基本理论知识，培养实际操作能力和创新思维。
2. 科研功能：为科研人员提供实验条件和数据支持，推动热工学领域的研究成果。
3. 工程设计功能：帮助工程师优化设计方案，提高工程性能，降低能耗。
4. 技术开发功能：为新产品的研发和新技术的应用提供实验验证和技术支持。
三、热工学综合实验设备的应用领域
热工学综合实验设备在以下领域得到了广泛应用：
1. 工业生产：用于优化生产工艺，提高产品性能，降低能耗。
2. 能源开发：用于研究新能源的开发利用，提高能源利用效率。
3. 环境保护：用于研究污染物的处理和减排技术，改善生态环境。
4. 建筑材料：用于研究建筑节能技术和新型建筑材料的性能。
5. 交通运输：用于研究汽车尾气排放控制技术和高速列车的气动性能。

DB-ZL12 热工学综合实验设备

一、简介
热工学综合实验设备是根据相关课程教学大纲要求而研制。热工学综合实验设备能开设热力学基本定律、工质基本热力性质及能量有效转换等实验项目，通过实验使学生掌握相关热工参数的测试方法。热工学综合实验设备适合动力、机械类相关专业《工程热力学》、《传热学》、《热工学》等课程的实验教学设备。

二、技术性能
1.输入电压：三相五线AC380V±10% 50Hz
2.工作环境：温度-5℃～+40℃　相对湿度＜85%（25℃）　海拔＜4000m
3.设备容量：＜10kVA

三、系统组成
实验设备主要由实验操作系统、信号采集与测控系统、电气控制系统三大部分组成。
1、数据系统

2、四种测试模式

3、实验操作系统
主要包括压缩机制冷循环系统、冷凝管特性测试系统、蒸发管特性测试系统、冷却塔及冷却水循环系统等。实验操作系统配备谷轮3HP闭水冷机组一套，中央空调室内风机盘管一套，模拟锅炉热水循环系统一套。
4、信号采集与测控系统
1）绝压传感器：测量检测量热器内部以及压缩机吸气口与排气口的压力
2）涡轮流量计：用来测量系统中冷却水以及冷冻水的流量
3）制冷剂流量计：观测制冷系统制冷剂的流量。4-20MA
4）温度变送器：观测系统压缩机吸/排气、冷却塔进/出水口、冷凝器制冷剂出口等中各点温度
功率控制器：控制实验系统中电加热丝的加热功率，得到实验所需要的恒温热水
温度显示仪：显示系统中热水箱及量热器内部的温度，同时输出控制信号控制功率变送器的输出功率。
电动调节阀：调节系统中冷却水和冷冻水的流量
功率测量仪：测量压缩机、量热器加热管及热水箱加热管的实时功率。
实验目的
5、制冷/空调系统操作软件：（单机版）
是为学习、实验、实训、而设计的制冷教学、管理、应用软件，软件支持在线选型，轻松的进行各种组件制冷量、特性、制冷剂的计算，还可以详细的分析计算出各系统、压缩机、冷凝器、蒸发器的性能分析报告，是不可多得的制冷系实训应用软件，软件可有效计算分析制冷系统中的特性，是工作学习的好帮手。PC版本软件支持在PC上进行制冷系统各组件模拟运行，模拟效果非常之逼真，可以获取详细的参数并进行计算，还可以绘图。
主要功能
1）制冷剂性能的数据获得（物热力学与热物理据运行据数时，制冷剂的比较）、组件计算、组件效率的计算。
2）瞬间动态仿真对象的冷却：如：其冷却期间的评估。
3）周期分析：例如一个和两个阶段的周期比较。
4）系统尺寸：获得组件的大小与一般的尺寸标准。
5）过冷温度的设定、过热度加载选择计算
6）提供便捷的制冷系统使用方法，支持在PC上模拟制冷的效果，可以制作压焓图，可以测试制冷系统是否可以正常运行，非常广泛应用于高校学习、实训。
7）软件把可数据获得应用制冷管道管径选型、制冷剂物性组件、计算制冷剂物性、计算制冷剂管道压降。您就相当于有了个助手和顾问，可以计算所有制冷剂和一些CFC的热力物质数据和运输特性。含有计算不同的一级和多级步循环制冷模型和计算制冷剂管尺寸的模型。
8）软件可获得几个不同的单步和双步制冷机械加工模数。第4步中也可计算制冷管子定径的新模数。可以在项目中了解如何选择和计算这些过程：
9）计算热力性质和各点：可以在气体或液体饱和状态下计算热力性质和各状态点
10）获得制冷状态图：为所有制冷剂提供了相关的压力焓和温度-焓图(p,h- 和T,s-图)；甚至还可以按按扭将计算过的循环过程顺序插到图
11）8种选择循环图标，可以根据自己的参数来设定制冷循环，单级循环和多级循环均可以实现，不仅有各种制冷剂的物性参数表。如进入5号压缩参数设定界面，等待参数设定完毕，点击计算按钮；当参数计算完成，可查看各压力点参数以及性能系数、质量流率，配管尺寸等参数
12）压焓图，PC系统模拟计算运行条件与已知组件的系统评估操作，系统效率和建议，评价降低能耗。
四、实验项目
1、制冷系数测量
2、换热器温差传热作功能力损失测定
3、冷却塔性能实验
4、蒸发器性能测试
5、冷凝器性能测试
6、风机盘管空调器制冷量的测试
7、学会使用软件辅助计算，轻松的制冷剂性能的计算（物热力学与热物理据运行据数据，制冷剂的比较）、组件计算、组件效率的计算。
8、学会使用软件计算各种制冷循环中，系统中组件参数以及性能系数、质量流率，配管尺寸等参数

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