TW-RG726強迫對流空氣橫掠平板放熱系數(shù)測試裝置

探索熱工奧秘：TW-RG726強迫對流空氣橫掠平板放熱系數(shù)測試裝置教學實踐

在職業(yè)教育的熱工實驗室里，有一臺能讓學生“看見”熱量傳遞的神奇設(shè)備。

在熱工實驗室中，TW-RG726強迫對流空氣橫掠平板放熱系數(shù)測試裝置作為我們職業(yè)院校熱工類課程的重要教學設(shè)備，始終占據(jù)著核心地位。這套裝置不僅能夠幫助學生直觀理解對流換熱原理，還能培養(yǎng)他們的實驗操作能力和數(shù)據(jù)分析能力。

作為從事熱工教學多年的教師，我深刻體會到理論與實踐結(jié)合在職業(yè)教育中的重要性，今天我就為大家詳細介紹這款裝置的教學應(yīng)用。

01 設(shè)備功能與教學價值

TW-RG726強迫對流空氣橫掠平板放熱系數(shù)測試裝置是專為職業(yè)院校熱工實驗教學而設(shè)計的設(shè)備，其在教學中的主要功能體現(xiàn)在兩個方面：

一是測定空氣橫向流過平板壁面時的平均放熱系數(shù)，二是根據(jù)對強迫對流放熱的相似分析，將實驗數(shù)據(jù)整理成準則方程式。

與簡單的演示儀器不同，這款裝置能夠讓學生通過親手操作、數(shù)據(jù)采集和分析過程，深入理解對流換熱機理。

在職業(yè)技術(shù)教育中，我們注重學生實踐能力的培養(yǎng)，而這類測試裝置正好能夠讓學生將書本上的理論知識與實際現(xiàn)象聯(lián)系起來，加深對熱工原理的理解。

02 設(shè)備結(jié)構(gòu)與技術(shù)特點

該裝置主要由有機玻璃風洞、電加熱紫銅平板試件、風機系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成。

其核心部件是一個電鍍紫銅平板試件，規(guī)格為δ=0.1mm，長度280mm，寬度190mm，表面黑度ε=0.2，導熱系數(shù)λ=15（W/m℃）。

平板內(nèi)部裝有云母片纏繞加熱絲組成的加熱器，加熱功率可達500W。平板試件上裝有6-8支溫度傳感器，以測定其表面平均溫度。

裝置采用多翼式低噪音風機，全壓450-350Pa，風量1300-3300m3/h，功率750W，確保產(chǎn)生穩(wěn)定的橫掠氣流。

有機玻璃風洞的設(shè)計使得學生能夠清晰觀察整個實驗過程，增強了教學的直觀性。

測量系統(tǒng)包括數(shù)顯電壓表、電流表、空氣差壓傳感器和溫度測量儀表，所有測試數(shù)據(jù)由7寸嵌入式一體化觸摸屏同屏顯示，便于學生觀察和分析數(shù)據(jù)變化。

03 實驗操作與教學方法

在教學過程中，我通常將實驗分為四個階段：

第一階段是實驗前準備。學生需要檢查設(shè)備各部件是否完好，連接線路是否正確，確保風門處于關(guān)閉狀態(tài)。這一環(huán)節(jié)培養(yǎng)了學生嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和實驗安全意識。

第二階段是參數(shù)測量。啟動風機和加熱系統(tǒng)后，學生需要調(diào)節(jié)風門開度，在不同風速下測量平板內(nèi)電加熱器的電流、電壓，平板壁面周圍空氣溫度以及平板表面溫度。

第三階段是數(shù)據(jù)記錄與處理。學生記錄不同工況下的測量數(shù)據(jù)，根據(jù)公式計算放熱系數(shù)，并整理出準則方程式。這一過程訓練了學生的數(shù)據(jù)分析和處理能力。

第四階段是結(jié)果分析與討論。引導學生比較實驗結(jié)果與理論值的差異，分析產(chǎn)生差異的原因，加深對強迫對流換熱機理的理解。

04 教學注意事項

根據(jù)多年教學經(jīng)驗，我總結(jié)出以下教學注意事項：

安全永遠是第一位的。必須提醒學生設(shè)備使用AC220V電源，功率較大，操作時需特別注意用電安全。加熱后的平板表面溫度較高，避免直接觸摸以防燙傷。

數(shù)據(jù)測量的準確性直接影響實驗結(jié)果。要指導學生正確使用畢托管和差壓傳感器測量風速，以及正確讀取溫度數(shù)據(jù)。

為了幫助學生更好地理解實驗原理，我會讓學生先觀察現(xiàn)象，再分析數(shù)據(jù)，最后總結(jié)規(guī)律。這種歸納式的教學方法在實踐中效果顯著。

團隊協(xié)作在實驗過程中也至關(guān)重要，我會將學生分組，讓每位成員都參與操作、記錄和分析等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)他們的協(xié)作精神。

05 拓展實驗與創(chuàng)新應(yīng)用

在完成基礎(chǔ)實驗后，TW-RG726裝置還可用于開展拓展性實驗，如：

不同風速對放熱系數(shù)影響的研究，通過調(diào)節(jié)風門開度，改變橫掠平板的氣流速度，探究放熱系數(shù)的變化規(guī)律。

平板表面狀況對換熱效果的影響，通過改變平板表面特性（如增加粗糙度），研究其對放熱系數(shù)的影響。

這些拓展實驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學生的創(chuàng)新思維和科研興趣，為有志于深造的學生提供更多的實踐機會。

在實際教學中，我常?？吹綄W生們在成功完成實驗后眼中閃爍的興奮光芒。那一刻，他們不僅理解了“努塞爾特數(shù)”、“雷諾數(shù)”這些抽象概念，更親手觸摸到了科學原理的真實存在。

這種理論與實踐的結(jié)合，正是我們職業(yè)教育的精髓所在。

未來，我將繼續(xù)探索更多基于TW-RG726測試裝置的創(chuàng)新教學方法，讓熱工課程變得更加生動有趣，更有成效。

因為我知道，今天在這些實驗設(shè)備前忙碌的年輕身影，明天將成為我國能源動力行業(yè)的技術(shù)骨干。

您只要致電：021-55884001（袁經(jīng)理）

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