熱工測(cè)試技術(shù)課程教學(xué)大綱

《熱工測(cè)試技術(shù)》課程教學(xué)大綱課程名稱(chēng)：熱工測(cè)試技術(shù)EnergyandPowerEngineeringTesting課程編號(hào)：041956100課程性質(zhì)：□必修R選修課程類(lèi)別：□通識(shí)課程R專(zhuān)業(yè)課程￡實(shí)踐教學(xué)適用專(zhuān)業(yè)：新能源科學(xué)與工程課程學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32，其中：理論28、實(shí)驗(yàn)4課程學(xué)分：2應(yīng)開(kāi)課學(xué)期：第五學(xué)期先修課程：傳熱學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)任課學(xué)院、系部：能源科學(xué)與工程學(xué)院新能源科學(xué)與工程系一、課程簡(jiǎn)介熱工測(cè)試技術(shù)是新能源科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課程。本課程在傳熱學(xué)、流體力學(xué)、工程熱力學(xué)等理論的基礎(chǔ)上，介紹熱能與動(dòng)力機(jī)械主要參數(shù)的測(cè)量方法、測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)量?jī)x器的工作原理等內(nèi)容。主要內(nèi)容包括測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)、溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、功率、流速、流量、振動(dòng)、噪聲、氣體組分等的測(cè)試方法和測(cè)試系統(tǒng)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備熱工主要參數(shù)的測(cè)試、試驗(yàn)、分析能力，初步具備解決熱工測(cè)試相關(guān)工程實(shí)際問(wèn)題的能力。二、課程教學(xué)的目標(biāo)及與畢業(yè)要求的關(guān)系（一）課程目標(biāo)課程總目標(biāo)：掌握熱工測(cè)試技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，掌握測(cè)量方法、測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試儀器的工作原理和使用方法，培養(yǎng)學(xué)生具備熱工測(cè)試主要參數(shù)的試驗(yàn)?zāi)芰头治瞿芰?。課程目標(biāo)1：掌握熱工測(cè)試技術(shù)的基本理論和特性；聯(lián)系熱工測(cè)試?yán)碚撆c實(shí)際測(cè)試技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)邏輯思考、注重實(shí)踐的意識(shí)；課程目標(biāo)2：掌握熱工測(cè)試主要參數(shù)的測(cè)量方法、測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試儀器的工作原理，具備熱工測(cè)試主要參數(shù)的試驗(yàn)和分析能力；從測(cè)試過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，樹(shù)立正確的科研意識(shí)和認(rèn)真的工作態(tài)度。（二）課程目標(biāo)與畢業(yè)要求的對(duì)應(yīng)關(guān)系本課程目標(biāo)支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標(biāo)畢業(yè)要求1.掌握熱工測(cè)試技術(shù)的基本理論和特性；聯(lián)系熱工測(cè)試?yán)碚撆c實(shí)際測(cè)試技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)邏輯思考、注重實(shí)踐的意識(shí)畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)踐，分析、解決新能源勘查和開(kāi)發(fā)利用中的技術(shù)問(wèn)題。能夠正確認(rèn)識(shí)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，具備文獻(xiàn)信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問(wèn)題的關(guān)鍵理論問(wèn)題和技術(shù)難題，善于利用文獻(xiàn)資料及團(tuán)隊(duì)技能開(kāi)展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。2.掌握熱工測(cè)試主要參數(shù)的測(cè)量方法、測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試儀器的工作原理，具備熱工測(cè)試主要參數(shù)的試驗(yàn)和分析能力；從測(cè)試過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生建立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度，樹(shù)立正確的科研意識(shí)和認(rèn)真的工作態(tài)度畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學(xué)原理與方法，結(jié)合具體生產(chǎn)實(shí)踐，分析、解決新能源勘查和開(kāi)發(fā)利用中的技術(shù)問(wèn)題。能夠正確認(rèn)識(shí)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，具備文獻(xiàn)信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問(wèn)題的關(guān)鍵理論問(wèn)題和技術(shù)難題，善于利用文獻(xiàn)資料及團(tuán)隊(duì)技能開(kāi)展初步科學(xué)研究與技術(shù)攻關(guān)。三、課程教學(xué)的基本內(nèi)容及教學(xué)安排（一）課程教學(xué)的內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排知識(shí)單元知識(shí)點(diǎn)學(xué)時(shí)數(shù)課程目標(biāo)線(xiàn)下授課線(xiàn)上授課實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐1.緒論知識(shí)點(diǎn)1.1：測(cè)試工作的內(nèi)涵及其作用；知識(shí)點(diǎn)1.2：測(cè)試系統(tǒng)的基本組成；知識(shí)點(diǎn)1.3：測(cè)量的基本類(lèi)別；知識(shí)點(diǎn)1.4：熱工測(cè)試技術(shù)的發(fā)展及其在地?zé)犷I(lǐng)域的應(yīng)用概況；知識(shí)點(diǎn)1.5：熱工測(cè)試技術(shù)課程學(xué)習(xí)要求。2課程目標(biāo)12.測(cè)量系統(tǒng)的基本特性知識(shí)點(diǎn)2.1：概述；知識(shí)點(diǎn)2.2：理想測(cè)量系統(tǒng)及其主要性質(zhì)；知識(shí)點(diǎn)2.3：測(cè)量系統(tǒng)的靜態(tài)特性；知識(shí)點(diǎn)2.4：測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。2課程目標(biāo)13.測(cè)量誤差分析及數(shù)據(jù)處理知識(shí)點(diǎn)3.1：測(cè)量誤差的基本概念；知識(shí)點(diǎn)3.2：隨機(jī)誤差分析與表達(dá)；知識(shí)點(diǎn)3.3：系統(tǒng)誤差分析與處理；知識(shí)點(diǎn)3.4：疏失誤差的消除；知識(shí)點(diǎn)3.5：測(cè)量誤差的計(jì)算；知識(shí)點(diǎn)3.6：測(cè)試數(shù)據(jù)的處理方法。21課程目標(biāo)14.溫度測(cè)量知識(shí)點(diǎn)4.1：概述；知識(shí)點(diǎn)4.2：接觸式測(cè)溫計(jì)；知識(shí)點(diǎn)4.3：動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量。31課程目標(biāo)25.力與壓力測(cè)量知識(shí)點(diǎn)5.1：概述；知識(shí)點(diǎn)5.2：常用力與壓力傳感器；知識(shí)點(diǎn)5.3：能源供應(yīng)預(yù)測(cè)；知識(shí)點(diǎn)5.4：能源綜合預(yù)測(cè)模型。3課程目標(biāo)26.流速測(cè)量知識(shí)點(diǎn)6.1：皮托管測(cè)速技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)6.2：熱線(xiàn)（熱膜）測(cè)速技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)6.3：激光多普勒測(cè)速技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)6.4：粒子圖像測(cè)速技術(shù)。31課程目標(biāo)2流量測(cè)量知識(shí)點(diǎn)7.1：概述；知識(shí)點(diǎn)7.2：節(jié)流式流量計(jì)；知識(shí)點(diǎn)7.3：渦輪流量計(jì)；知識(shí)點(diǎn)7.4：光纖流量計(jì)；知識(shí)點(diǎn)7.5：超聲波流量計(jì)；知識(shí)點(diǎn)7.6：電磁流量計(jì)；知識(shí)點(diǎn)7.7：質(zhì)量型流量計(jì)。31課程目標(biāo)2液位測(cè)量知識(shí)點(diǎn)8.1：差壓式液位計(jì)；知識(shí)點(diǎn)8.2：電容式液位計(jì)；知識(shí)點(diǎn)8.3：電阻式液位測(cè)量方法；知識(shí)點(diǎn)8.4：光纖液位計(jì)；知識(shí)點(diǎn)8.5：超聲波液位計(jì)。2課程目標(biāo)29.轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率測(cè)量知識(shí)點(diǎn)9.1：轉(zhuǎn)速測(cè)量；知識(shí)點(diǎn)9.2：轉(zhuǎn)矩測(cè)量；知識(shí)點(diǎn)9.3：功率測(cè)量。2課程目標(biāo)210.排放測(cè)量知識(shí)點(diǎn)10.1：概述；知識(shí)點(diǎn)10.2：色譜分析儀；知識(shí)點(diǎn)10.3：紅外氣體分析技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)10.4：常用組分濃度測(cè)量技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)10.5：微粒物排放測(cè)量技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)10.6：排放測(cè)量采樣方法。2課程目標(biāo)211.振動(dòng)測(cè)量知識(shí)點(diǎn)11.1：概述；知識(shí)點(diǎn)11.2：振動(dòng)測(cè)量的基本原理；知識(shí)點(diǎn)11.3：振動(dòng)系統(tǒng)概述；知識(shí)點(diǎn)11.4：經(jīng)典振動(dòng)參數(shù)測(cè)量；知識(shí)點(diǎn)11.5：模態(tài)測(cè)量；知識(shí)點(diǎn)11.6：振動(dòng)測(cè)量實(shí)例。2課程目標(biāo)212.噪聲測(cè)量知識(shí)點(diǎn)12.1：噪聲測(cè)量中的基本聲學(xué)概念；知識(shí)點(diǎn)12.2：聲級(jí)計(jì)算；知識(shí)點(diǎn)12.3：噪聲評(píng)定值；知識(shí)點(diǎn)12.4：噪聲測(cè)量技術(shù)；知識(shí)點(diǎn)12.5：噪聲測(cè)量?jī)x器。2課程目標(biāo)2合計(jì)284課堂實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容及要求序號(hào)項(xiàng)目名稱(chēng)內(nèi)容、要求學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)別實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)型每組人數(shù)必做/選做課程目標(biāo)1溫度測(cè)量和熱電偶校正實(shí)驗(yàn)1.了解熱電阻測(cè)溫原理，練習(xí)熱電阻二三線(xiàn)制接法；2.做出被校熱電阻與標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)之間的曲線(xiàn)關(guān)系，通過(guò)查標(biāo)準(zhǔn)熱電阻溫度與阻值關(guān)系進(jìn)行分析；3.了解熱電偶的測(cè)溫原理、溫度補(bǔ)償方法，練習(xí)熱電偶連線(xiàn)與測(cè)溫；4.做出被校熱電偶溫度與電勢(shì)曲線(xiàn)，通過(guò)查標(biāo)準(zhǔn)熱電偶與電勢(shì)關(guān)系進(jìn)行分析；5.練習(xí)電位差計(jì)測(cè)量電勢(shì)方法，了解校驗(yàn)實(shí)驗(yàn)臺(tái)自動(dòng)采集原理。2專(zhuān)業(yè)綜合6必做課程目標(biāo)1和22流速、流量測(cè)量實(shí)驗(yàn)1.熟悉L型和S型皮托管的組成結(jié)構(gòu)、安裝方法和使用條件；2.選用合適的儀表組成皮托管測(cè)量系統(tǒng)；3.對(duì)管道中某截面上不同位置的被測(cè)介質(zhì)流速進(jìn)行測(cè)量，繪出管道內(nèi)介質(zhì)流速分布曲線(xiàn)；4.按照常用特征速度點(diǎn)選取原則，測(cè)量在其特征速度點(diǎn)上的被測(cè)介質(zhì)流速，計(jì)算介質(zhì)流量。2專(zhuān)業(yè)綜合6必做課程目標(biāo)2基本要求1．復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)和原理，預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法；2．熟悉溫度、壓力、流速、流量測(cè)量和校驗(yàn)的基本原理和方法；3．掌握儀器設(shè)備的操作和使用；4.測(cè)試和記錄數(shù)據(jù)；5.處理和分析結(jié)果。注：實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)別：專(zhuān)業(yè)、上機(jī)等實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐類(lèi)型：操作型、驗(yàn)證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯(lián)系本課程的先行課程主要為傳熱學(xué)、流體力學(xué)、地?zé)釋W(xué)、工程熱力學(xué)等課程，可為學(xué)生奠定熱學(xué)原理的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。它為后繼有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程如地?zé)衢_(kāi)發(fā)理論與技術(shù)、新能源轉(zhuǎn)化與利用、太陽(yáng)能熱利用原理與技術(shù)、儲(chǔ)能原理與技術(shù)、新能源實(shí)習(xí)等課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。本課程是新能源與科學(xué)工程專(zhuān)業(yè)理論學(xué)習(xí)過(guò)程中較為重要的一環(huán)，可培養(yǎng)學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究中解決和分析問(wèn)題的能力。五、教材與其他教學(xué)資源（一）建議教材[1]喻小莉，嚴(yán)兆大.熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)（第3版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2021.[2]康燦，代翠,梅冠華,吳賢芳.能源與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)[M].科學(xué)出版社,2016.[3]韓東太等.能源與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)[M].中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2016.（二）其他教學(xué)資源[1]費(fèi)業(yè)泰.誤差理論與數(shù)據(jù)處理（第7版）[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2015.[2]陳光軍.測(cè)試技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2014.[3]王伯雄,王雪,陳非凡.工程測(cè)試技術(shù)(第2版)[M].清華大學(xué)出版社,2012.[4]厲彥中,吳筱敏.熱能與動(dòng)力機(jī)械測(cè)試技術(shù)[M].西安交通大學(xué)出版社,2007.六、教學(xué)方法與學(xué)習(xí)建議授課方式：以課堂講授和課堂實(shí)驗(yàn)為主，采用啟發(fā)式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手操作、獨(dú)立思考、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)通過(guò)實(shí)踐和自學(xué)獲得自己想學(xué)到的知識(shí)，并利用多媒體教學(xué)與傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)相結(jié)合，提高課堂教學(xué)信息量，增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。以互動(dòng)式教學(xué)為輔，運(yùn)用課內(nèi)討論、課后作業(yè)和課外答疑相結(jié)合的方式，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、辯證思維的能力。重點(diǎn)：掌握測(cè)量系統(tǒng)的基本組成、儀器儀表的主要性能參數(shù)、誤差的分類(lèi)及處理方法、直接/間接測(cè)量中隨機(jī)誤差及系統(tǒng)誤差的計(jì)算方法、熱學(xué)領(lǐng)域中不同物理化學(xué)現(xiàn)象測(cè)試的基本原理和測(cè)量計(jì)算方法、常用熱工測(cè)量?jī)x器工作原理及使用方法。難點(diǎn)：包括不同測(cè)試技術(shù)的基本原理、測(cè)量方法和相關(guān)參數(shù)計(jì)算分析。后續(xù)自主學(xué)習(xí)建議：廣泛了解熱工測(cè)試技術(shù)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用；拓展熱工測(cè)試的最新技術(shù)及其工作原理等。七、課程考核及成績(jī)?cè)u(píng)定方式（一）課程考核考核方式：本課程成績(jī)?cè)u(píng)定包括平時(shí)考核（考勤）、過(guò)程考核（作業(yè)、測(cè)試、實(shí)驗(yàn)報(bào)告）和終結(jié)性評(píng)價(jià)（期末考試）三部分，其中平時(shí)成績(jī)占課程總成績(jī)的10％，過(guò)程成績(jī)占課程總成績(jī)的30％，終結(jié)性評(píng)價(jià)成績(jī)占課程總成績(jī)的60％。具體要求及評(píng)分方法如下：平時(shí)成績(jī)：出勤成績(jī)采用扣分制，每缺勤一次扣平時(shí)成績(jī)1分，每遲到或早退一次扣平時(shí)成績(jī)0.5分，無(wú)故曠課4次以上者取消本次課程成績(jī)，占總成績(jī)的10%。過(guò)程成績(jī)：作業(yè)、測(cè)試和實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求學(xué)生必須獨(dú)立完成，未按時(shí)提交作業(yè)或作業(yè)有抄襲（雷同）現(xiàn)象的，該次作業(yè)成績(jī)按零分計(jì)，占總成績(jī)的30%。終結(jié)性評(píng)價(jià)：形式為閉卷考試，其成績(jī)占總成績(jī)的60%。（二）課程目標(biāo)與考核內(nèi)容的關(guān)系課程具體目標(biāo)與知識(shí)單元和考試內(nèi)容的關(guān)系如下：課程目標(biāo)知識(shí)單元考試內(nèi)容1.掌握熱工測(cè)試技術(shù)的基本理論和特性；聯(lián)系熱工測(cè)試?yán)碚撆c實(shí)際測(cè)試技術(shù)，引導(dǎo)學(xué)生增強(qiáng)邏輯思考、注重實(shí)踐的意識(shí)1.緒論2.測(cè)量系統(tǒng)的基本特性3.測(cè)量誤差分析及數(shù)據(jù)處理考核內(nèi)容：測(cè)量系統(tǒng)的基本組成；儀器儀表的主要性能參數(shù)；誤差的分類(lèi)及處理方法，直接/間接測(cè)量中隨機(jī)誤差及系統(tǒng)誤差的計(jì)算方法?？疾橹攸c(diǎn)：掌握熱工測(cè)試中的基礎(chǔ)理論和基本方法。2.掌握熱工測(cè)試主要參數(shù)的測(cè)量方法、測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試儀器的工作原理，具備熱工測(cè)試主要參數(shù)的