TW-RG764空氣縱掠平板時(shí)局部換熱系數(shù)的測定裝置


探索空氣縱掠平板換熱奧秘：TW-RG764測定裝置教學(xué)實(shí)踐

在傳熱學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，TW-RG764空氣縱掠平板局部換熱系數(shù)測定裝置為學(xué)生打開了對流換熱研究的大門。

作為一名職業(yè)院校的能源與動(dòng)力工程專業(yè)教師，我深知實(shí)驗(yàn)設(shè)備在學(xué)生理解傳熱學(xué)原理中的關(guān)鍵作用。

今天，我將為大家詳細(xì)介紹我們實(shí)驗(yàn)室新引進(jìn)的TW-RG764空氣縱掠平板時(shí)局部換熱系數(shù)測定裝置，這套設(shè)備在現(xiàn)代職業(yè)教育中正發(fā)揮著越來越重要的作用。

01 設(shè)備構(gòu)成與功能

TW-RG764測定裝置是一款設(shè)計(jì)精巧、功能全面的教學(xué)設(shè)備，它主要由電鍍紫銅平板試件、風(fēng)洞系統(tǒng)、測量系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等組成。

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(dǎo)熱系數(shù)λ=15（W/m℃）。

平板內(nèi)部設(shè)置有電加熱器，功率≤500W，通過電子集成固體調(diào)壓模塊實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)節(jié)。

整個(gè)系統(tǒng)安裝在不銹鋼實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上，帶移動(dòng)輪方便在實(shí)驗(yàn)室中靈活布置。輸入電源為單相AC220V，非常適合實(shí)驗(yàn)室環(huán)境使用。

測量系統(tǒng)是這套設(shè)備的一大亮點(diǎn)，配備了多路溫度傳感器、空氣差壓傳感器和畢托管流量計(jì)。

溫度測量采用高精度DS18B20傳感器，測量范圍-55～+127℃，精度高達(dá)±0.2℃。

這些配置使學(xué)生能夠精確測定空氣縱掠平板邊界層內(nèi)部的溫度和速度分布，為理解對流換熱機(jī)理提供了可靠數(shù)據(jù)支持。

02 教學(xué)價(jià)值與目標(biāo)

通過TW-RG764實(shí)驗(yàn)臺(tái)，我們主要實(shí)現(xiàn)三個(gè)層面的教學(xué)目標(biāo)：

結(jié)構(gòu)認(rèn)知層面，學(xué)生可以直觀了解空氣縱掠平板實(shí)驗(yàn)裝置的構(gòu)造，熟悉各組成部分的位置、功能及連接關(guān)系。

原理掌握層面，幫助學(xué)生深入掌握對流換熱系數(shù)的測定原理及方法，將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。

技能提升層面，學(xué)生能夠親手測定平板不同位置的局部換熱系數(shù)，計(jì)算并分析換熱系數(shù)與空氣流速和溫度的關(guān)系。

這些實(shí)踐環(huán)節(jié)對于職業(yè)院校學(xué)生至關(guān)重要，為他們未來從事能源動(dòng)力、航空航天、船舶海洋等領(lǐng)域的工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

03 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法

在實(shí)驗(yàn)課上，我們通常安排學(xué)生進(jìn)行以下實(shí)踐活動(dòng)：

邊界層參數(shù)測定實(shí)驗(yàn)：通過調(diào)節(jié)風(fēng)門改變空氣流速，觀察平板邊界層的發(fā)展變化。學(xué)生需要記錄不同位置的速度分布、溫度分布等參數(shù)，計(jì)算邊界層厚度和局部換熱系數(shù)。

流速影響探究實(shí)驗(yàn)：學(xué)生調(diào)節(jié)空氣的流速，分析這一參數(shù)對局部換熱系數(shù)的影響規(guī)律。這一實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生理解對流換熱在實(shí)際工程中的運(yùn)行特性。

準(zhǔn)則關(guān)系式建立：引導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理成無量綱的努謝爾特?cái)?shù)Nu和雷諾數(shù)Re的關(guān)系式，加深對相似理論的理解。

通過這一系列實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅掌握了測量技術(shù)，更重要的是培養(yǎng)了工程思維和數(shù)據(jù)分析能力。

04 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢

TW-RG764測定裝置具有多項(xiàng)令人印象深刻的技術(shù)特點(diǎn)：

測量精度高：采用進(jìn)口DS18B20溫度傳感器和精度0.25級(jí)的空氣差壓傳感器，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

可視化程度好：所有測試數(shù)據(jù)由7寸液晶顯示屏同屏顯示，直觀展示測量結(jié)果，方便學(xué)生記錄和分析。

模塊化設(shè)計(jì)：各組件采用模塊化設(shè)計(jì)，便于學(xué)生理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也方便設(shè)備的維護(hù)和升級(jí)。

貼近工程實(shí)際：實(shí)驗(yàn)涉及的邊界層理論在能源動(dòng)力、航空航天等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用，使學(xué)生所學(xué)知識(shí)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合。

對于有更高科研需求的師生，實(shí)驗(yàn)室還配備了升級(jí)版本，增加數(shù)據(jù)采集和自動(dòng)數(shù)據(jù)分析處理功能的軟件，滿足不同層次的教學(xué)和科研需求。

05 教學(xué)應(yīng)用心得

在使用TW-RG764裝置進(jìn)行教學(xué)的過程中，我積累了一些寶貴經(jīng)驗(yàn)：

注重循序漸進(jìn)：先讓學(xué)生熟悉設(shè)備結(jié)構(gòu)，再指導(dǎo)進(jìn)行基礎(chǔ)測量，最后進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)，層層遞進(jìn)。

強(qiáng)調(diào)動(dòng)手實(shí)踐：鼓勵(lì)學(xué)生親手操作，調(diào)節(jié)不同參數(shù)，觀察變化規(guī)律，培養(yǎng)工程實(shí)踐能力。

關(guān)聯(lián)理論教學(xué)：將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與傳熱學(xué)理論對照，幫助學(xué)生深入理解邊界層理論和對流換熱機(jī)理。

培養(yǎng)數(shù)據(jù)分析能力：引導(dǎo)學(xué)生正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析誤差來源，提高科學(xué)素養(yǎng)。

這套設(shè)備不僅滿足了基礎(chǔ)教學(xué)需求，還可用于學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)和畢業(yè)設(shè)計(jì)，全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

在我院暖通專業(yè)課堂上，TW-RG764已不僅僅是冰冷的實(shí)驗(yàn)設(shè)備——當(dāng)學(xué)生調(diào)節(jié)風(fēng)速，觀察到邊界層厚度的變化時(shí)眼中閃現(xiàn)的領(lǐng)悟；當(dāng)一組組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)被整理成規(guī)律性的曲線時(shí)那滿意的笑容。

這些瞬間正是職業(yè)教育的價(jià)值所在。

希望同學(xué)們能充分利用這一實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，親手操作，深入探究，真正掌握對流換熱的核心知識(shí)，為未來職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

您只要致電：021-55884001（袁經(jīng)理）

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