傳熱學(xué)三級(jí)項(xiàng)目

1、機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 作者：楊樂(lè)樂(lè) 柳斌，王超 褚宏鵬 張澤強(qiáng) 指導(dǎo)老師：陳革辛 燕山大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院1.摘要： 本項(xiàng)目結(jié)合本項(xiàng)目結(jié)合機(jī)械裝備專(zhuān)業(yè)及傳熱學(xué)課程特點(diǎn)，以表面黑度的測(cè)試為目標(biāo)，熟悉物體表面黑度的測(cè)試原理，熟練應(yīng)用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)采取試件測(cè)量與圖紙繪制，試件的組裝以及表面黑度測(cè)試,通過(guò)分析所得數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，分析影響物體表面黑度的因素，最后撰寫(xiě)研究報(bào)告，通過(guò)PPT講演稿的形式進(jìn)行答辯。2.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕卷?xiàng)目結(jié)合機(jī)械裝備專(zhuān)業(yè)及傳熱學(xué)課程特點(diǎn)，以表面黑度的測(cè)試為目標(biāo)，通過(guò)理論學(xué)習(xí)和項(xiàng)目實(shí)踐，使機(jī)械裝備專(zhuān)業(yè)學(xué)生：(1)熟悉物體表面黑度的測(cè)試原理；(2)熟練應(yīng)用三

2、維設(shè)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)；機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?3)分析影響物體表面黑度的因素；(4)了解實(shí)驗(yàn)原理，并對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行拆裝，學(xué)會(huì)使用各種測(cè)試儀表進(jìn)行測(cè)試；(5)提高學(xué)生的動(dòng)手能力、理論聯(lián)系實(shí)際能力和團(tuán)隊(duì)的協(xié)作能力；（6）得到查閱文獻(xiàn)、閱讀相關(guān)技術(shù)資料和調(diào)查研究能力的訓(xùn)煉；（7）通過(guò)研究報(bào)告的撰寫(xiě)使學(xué)生在科技文獻(xiàn)寫(xiě)作方面獲得訓(xùn)練；（8）通過(guò)PPT講演稿的撰寫(xiě)和實(shí)際答辯過(guò)程，使學(xué)生在PPT文稿撰寫(xiě)和演講技術(shù)方面獲得訓(xùn)練。3.項(xiàng)目報(bào)告：3.1實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹及實(shí)驗(yàn)原理分析：3.1.1實(shí)驗(yàn)原理分析：如圖1，當(dāng)一物體放在另一物體的空腔內(nèi)，且空腔內(nèi)不存在吸收熱輻射的介質(zhì)時(shí)（如空氣）

3、，彼此以輻射換熱方式進(jìn)行熱交換，其輻射換熱量為：機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)441201121122100100111TTC FQFF實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理(1) 式中 F1試件外表面積（m2）；F2外殼內(nèi)表面積（m2）；C0黑體輻射系數(shù)，C0=5.67W/m2K4； T1、T2分別為試件外表面和外殼內(nèi)表面的絕對(duì)溫度，K；1、2分別為試件外表面和外殼內(nèi)表面的黑度。如果F1、F2已知，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)量Q12、T1、T2，根據(jù)式（1）試件外表面黑度1可由下式算出： 圖1 兩表面間的輻射換熱機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)F2F1實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 機(jī)械原

4、理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)44120 1111222100100111TTCFFQF實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理(2)由于實(shí)際物體的輻射情況較為復(fù)雜，各種因素對(duì)物體表面黑度都會(huì)產(chǎn)生影響。要求分析有哪些影響因素，并設(shè)自行計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量驗(yàn)證。 3.1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹： 實(shí)驗(yàn)設(shè)備由黑度測(cè)定儀本體及三個(gè)系統(tǒng)組成。三個(gè)系統(tǒng)分別為1) 加熱系統(tǒng)：包括電加熱器、電流表、電壓表、調(diào)壓器、穩(wěn)壓集成塊。2) 真空系統(tǒng)：包括真空泵、真空保持閥、真空表、大氣閥以及密封裝置。3) 熱電偶測(cè)溫系統(tǒng)：包括外殼及試件上的熱電偶、數(shù)顯溫度表。 本體是由空心圓柱管的試件套在加熱棒上，放置于不銹鋼外殼中間，本體是由空心圓柱管的試件套在加熱

5、棒上，放置于不銹鋼外殼中間，兩端密封而成。具體量原理及裝置如下圖兩端密封而成。具體量原理及裝置如下圖2所示。所示。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)備介紹 輻射傳熱實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖輻射傳熱實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì) 外殼試件熱電偶數(shù)顯溫度計(jì)電子調(diào)壓器真空泵真空閥大氣閥AV真空表圖2 輻射傳熱實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)圖實(shí)驗(yàn)試件繪制的三維圖實(shí)驗(yàn)試件繪制的三維圖 機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)圖3實(shí)驗(yàn)試件繪制的三維圖實(shí)驗(yàn)步驟介紹實(shí)驗(yàn)步驟介紹3.3實(shí)驗(yàn)步驟介紹：實(shí)驗(yàn)步驟介紹：1)選擇材料并加工成待測(cè)試件。用游標(biāo)卡尺等工具測(cè)定尺寸參數(shù)：試件外徑為d1，管長(zhǎng)L1，外殼內(nèi)徑為d2，管長(zhǎng)L2

6、。2) 熟悉實(shí)驗(yàn)原理后，選擇某一試件，進(jìn)行設(shè)備拆裝，用扳手將左側(cè)密封蓋打開(kāi)，將熱電偶測(cè)溫點(diǎn)固定在試件表面某一點(diǎn)，然后將試件穿過(guò)加熱棒固定，最后用密封蓋密封。將所用的儀表及測(cè)量?jī)x器按圖4-1連接好，經(jīng)指導(dǎo)老師同意，開(kāi)啟總電源。3) 開(kāi)啟真空泵，打開(kāi)真空保持閥，使系統(tǒng)中形成真空。觀(guān)察真空表，系統(tǒng)中形成真空后可以關(guān)閉真空泵。開(kāi)啟加熱電源，調(diào)整調(diào)壓旋鈕，將電壓調(diào)到預(yù)設(shè)初值。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，觀(guān)察溫度表，待溫度基本不再變化時(shí)，記錄溫度及電加熱器的電流電壓等數(shù)據(jù)。4) 關(guān)閉加熱電源，打開(kāi)通大氣閥，使空腔內(nèi)通大氣散熱。5) 根據(jù)初始設(shè)定的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行其他數(shù)據(jù)的測(cè)定。例如分析溫度對(duì)黑度的影響，需改變加熱器的電壓

7、，重復(fù)第3）項(xiàng)，待各點(diǎn)溫度達(dá)到新的穩(wěn)定狀態(tài)后，記錄第二組數(shù)據(jù)。根據(jù)需要依次記錄第三組、第四組等。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作圖片團(tuán)隊(duì)合作圖片機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄 6) 最后實(shí)驗(yàn)完畢，切斷電源，整理好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。7) 根據(jù)初始設(shè)定項(xiàng)目目的，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、整理和歸納，做曲線(xiàn)圖找出規(guī)律。 3.4實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果（見(jiàn)下表）： Q235無(wú)處理 黑度5.0 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)黑度與溫度關(guān)系圖黑度與溫度關(guān)系圖機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 通過(guò)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，可得出以下結(jié)論：

8、固體表面黑度值隨著溫度的升高而逐漸減少，最后逐漸穩(wěn)定。4.總結(jié)總結(jié)4.1主要結(jié)果 同一試件在不同溫度下它表面黑度是不同的，并且隨著溫度的增加黑度漸漸減小最后趨向一穩(wěn)定值。同其它組所得數(shù)據(jù)比較知道試件表面黑度還與試件表面粗糙度和表面處理有關(guān)。4.2工作總結(jié) 通過(guò)完成此次試件黑度測(cè)量，我們小組收獲很多。從試件測(cè)量、過(guò)程中的機(jī)械裝配、試驗(yàn)完后的數(shù)據(jù)處理（楊樂(lè)樂(lè)）、書(shū)寫(xiě)項(xiàng)目報(bào)告（王超）、試件的三維圖二維圖繪制（楊樂(lè)樂(lè)）、準(zhǔn)備PPT答辯（柳斌）等每一環(huán)節(jié)，我們更加明白了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的重要性，增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力，加深了我們對(duì)課本知識(shí)的理解。機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1.潘峰,宋傳學(xué).熱管熱回收裝置在直流式空調(diào)中的應(yīng)用J.暖通空調(diào),2007,37（1）:80822.梁勇,朱曉虎,張風(fēng)雷.熱管換熱器在游泳館空調(diào)系統(tǒng)中的能量回收J(rèn).能源研究與利用，2006,4:42-44.3.陶文詮.數(shù)值傳熱學(xué).西安:西安交通大學(xué)出版社,1988.322-330.2.梁勇,朱曉虎,張風(fēng)雷.熱管換熱器在游泳館空調(diào)系統(tǒng)中的能量回收J(rèn).能源研究與利用，2006,4:42-44.3.陶文詮.數(shù)值傳熱學(xué).西安:西安交通大學(xué)出版社,1988.322-330.4.任華華,馮勝紅. 分離式熱管在空調(diào)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景分析. J.節(jié)能，2003,22（9）:9-12.5中