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大连理工大学 能源与动力学院本科实验教学大纲

2017 年9月目录《热工基础实验 1》教学大纲.

1 《热工基础实验 2》教学大纲.5 《内燃机专业实验》教学大纲.8 《热能专业方向实验 1》教学大纲.12 《热能专业方向实验 2》教学大纲.15 《涡轮机专业实验 1》教学大纲.18 《涡轮机专业实验 2》教学大纲.21 《能源专业实验 1》教学大纲.23 《能源专业实验 2》教学大纲.26 《毕业设计(论文)(内燃机)》教学大纲

29 《毕业设计(论文)(涡轮机)》教学大纲

32 《毕业设计(论文)(热能工程)》教学大纲

35 《毕业设计(论文)(制冷及低温工程)》教学大纲

38 《毕业设计(论文)(能源与环境工程)》教学大纲

41 1 《热工基础实验 1》教学大纲 (学分 0.5,学时 12)

一、课程说明 《热工基础实验 1》是面向能源动力学科专业一门综合实验课程,该课程为深入了解和 掌握《工程热力学》、 《工程流体力学》、 《传热学》等热流科学核心知识提供了实践平台. 帮助大学生掌握热工实验的基本方法和测试技能,培养大学生的工程素质和创新实践能力, 为今后从事工程技术工作奠定良好的理论和实践基础.

二、课程目标(对应毕业要求:1-②、1-③、3-③、5-④) 1. 通过对实验原理与装置的了解、 分析和对热工基本量的测定, 加深对 《工程热力学》 、 《工程流体力学》、《传热学》基础理论知识的理解(对应毕业要求:1-②);

2. 掌握一些基本的热工实验方法,提高实验技能,培养基本的科学素养,为今后的学 习和工作奠定良好的实验基础(对应毕业要求:1-②、1-③、3-③);

3. 培养学生的实验动手能力,使学生掌握典型的验证性实验的方法、操作,获得实验 技能的基本训练,具有初步进行设计性实验的能力(对应毕业要求:3-③、5-④);

4. 培养学生的科研能力,提高学生的实际动手操作能力,使学生能够正确地使用常用 的热工仪器仪表,并进行测试、正确记录和处理实验数据,撰写合格的实验报告(对应毕业 要求:1-②、1-③、3-③、5-④);

5. 通过实验合作,培养学生的交流能力和团队合作精神(对应毕业要求:5-④).

三、教学内容、基本要求与学时分配 序号 教学内容 教学要求 学时 教学方式 对应课 程目标

1

一、 CO2 的P-v-t 关系 1. 学会正确使用压力计、恒温箱 等热工仪器;

2. 通过观察 CO2 气体液化过程的 状态变化,了解 CO2 临界状态的观 测方法, 增强对临界状态基本概念 的感性认识;

3. 掌握 CO2 的P-v-t 关系测定方 法,了解实际气体状态变化规律, 增加对工质热力状态、 饱和状态以 及凝结、汽化等基本概念的理解.

2 讲授 实验 讨论 1-5

2 2

二、空气定压比热容 测量 1. 了解空气比热容测定装置的基 本原理;

2. 学会温度计、压力表、调压器、 流量计等仪表的使用方法;

3. 掌握根据比热容公式有基本数 据计算空气比热容的方法.

2 讲授 实验 讨论 1-5

3

三、喷管流动实验 1. 验证并进一步加深对喷管中气 体基本规律的理解, 牢固树立临界 压力、 临界流速和最大流量等喷管 参数的概念;

2. 熟练掌握用热工仪表测量压 力、压差及流量的方法;

3. 了解工作条件对喷管中流动过 程的影响.

2 讲授 实验 讨论 1-5

4

四、压气机特性实验 1. 利用计算机对压气机的有关参 数进行实时动态采集, 计算处理得 到展开功和封闭功的示功图;

2. 获得压气机的耗功、耗功率、 多变指数、容积效率等性能指标;

3. 分析余隙容积的影响因素.

2 讲授 实验 讨论 1-5

5

五、沿程阻力、局部 阻力实验 1. 掌握沿程和系数测量的方法;

2. 加深对两种损失机理和规律的 理解.

2 讲授 实验 讨论 1-5

6

六、文丘里计实验 1. 了解测量流量的装置;

2. 了解文丘里管的结构;

3. 掌握测量技术以及分析整理数 的方法.

1 讲授 实验 讨论 1-5

7

七、毕托管实验 1. 了解测量流速的装置;

2. 了解皮托管的结构;

3. 掌握测量技术以及分析整理数 的方法.

1 讲授 实验 讨论 1-5

8

八、雷诺实验 1. 观察层流和湍流流动的特点;

2. 加深对流动状态的理解.

1 讲授 实验 讨论 1-5

3 9

九、闸孔实验 1. 观察闸孔出流情况;

2. 分析流量与水头的关系.

1 讲授 实验 讨论 1-5

10

十、水静力学实验 1. 掌握用测压管测量静水压强的 方法;

2. 理解水静力学基本方程.

1 讲授 实验 讨论 1-5

11 十

一、水流的能量转 换实验 1. 观察动能与势能变化情况;

2. 深刻理解伯努利方程.

1 讲授 实验 讨论 1-5

四、其他教学环节 无

五、授课说明 1. 开课学期:秋季. 2. 授课单位:能源与动力学院. 3. 适用专业:能源与动力学院各专业、建筑环境与设备工程. 4. 先修课程:《大学物理》、《工程热力学》、《工程流体力学》. 5. 学时:12 学时.

六、考核及成绩评定方式 1. 平时成绩:40 分(1)出勤:10 分(2)实验讲义预习情况:10 分(3)课堂提问回答情况:10 分(4)实验操作:10 分2. 实验报告:60 分

七、教材和参考书 1. 使用教材 刘晓华等编著. 热工基础实验教程(第1版). 大连理工大学出版社,2012

4 2. 主要参考书 (1)沈维道等编著. 工程热力学(第4版). 高等教育出版社,2007 (2)孙文策、刘宏升编著. 工程流体力学(第4版). 大连理工大学出版社,2012 (3)杨世铭、陶文铨编著. 传热学(第4版). 高等教育出版社,2006 制定者:刘戈、李河、张建涛 课程负责人:刘戈 专业负责人:贾明 主管副院长:贾明

5 《热工基础实验 2》教学大纲 (学分 0.5,学时 12)

一、课程说明 《热工基础实验 2》是面向能源动力学科专业一门综合实验课程,该课程为深入了解和 掌握《传热学》、 《工程热力学》、 《工程流体力学》等热流科学核心知识提供了实践平台. 帮助大学生掌握热工实验的基本方法和测试技能,培养大学生的工程素质和创新实践能力, 为今后从事工程技术工作奠定良好的理论和实践基础.

二、课程目标(对应毕业要求:1-②、1-③、3-③、5-④) 1. 通过对实验原理与装置的了解、分析和对热工基本量的测定,加深对《传热学》、 《工程热力学》、《工程流体力学》基础理论知识的理解(对应毕业要求:1-②);

2. 掌握一些基本的热工实验方法,提高实验技能,培养基本的科学素养,为今后的学 习和工作奠定良好的实验基础(对应毕业要求:1-③);

3. 培养学生的实验动手能力,使学生掌握典型的验证性实验的方法、操作,获得实验 技能的基本训练,具有初步进行设计性实验的能力(对应毕业要求:3-③);

4. 培养学生的科研能力,提高学生的实际动手操作能力,使学生能够正确地使用常用 的热工仪器仪表,并进行测试、正确记录和处理实验数据,撰写合格的实验报告(对应毕业 要求:1-②);

5. 通过实验合作,培养学生的交流能力和团队合作精神(对应毕业要求:5-④).

三、教学内容、基本要求与学时分配 序号 教学内容 教学要求 学时 教学方式 对应课 程目标

1

一、导热系数实验 1. 学习导热系数测量方法;

2. 掌握导热系数随温度变化的 关系.

2 讲授 实验 讨论 1-5

2

二、 空气纵掠平板时局 部对流换热系数测定 实验 1. 了解实验装置的工作原理、 测量系统及测量方法;

2. 通过对实验数据的处理,了 解沿平板局部对流换热系数的 变化规律;

3. 分析讨论换热系数变化的原 因,加深对对流换热的认识.

2 讲授 实验 讨论 1-5

6 3

三、 比较法测量中温法 向辐射率 1. 加深对热辐射、黑度、热辐 射计算方法等概念的理解;

2. 利用净辐射比较法,定量地 测量中温辐射时物体黑度.

2 讲授 实验 讨论 1-5

4

四、 大容器内水沸腾换 热实验 1. 观察水在大容器内沸腾现 象;

2. 建立对泡状沸腾的感性认 识;

3. 绘制大容器内水的泡状沸腾 曲线.

2 讲授 实验 讨论 1-5

四、其他教学环节 无

五、授课说明 1. 开课学期:春季. 2. 授课单位:能源与动力学院. 3. 适用专业:能源与动力学院各专业、建筑环境与设备工程. 4. 先修课程:《大学物理》、《工程热力学》、《工程流体力学》. 5. 学时:12 学时.

六、考核及成绩评定方式 1. 平时成绩:40 分(1)出勤:10 分(2)实验讲义预习情况:10 分(3)课堂提问回答情况:10 分(4)实验操作:10 分2. 实验报告:60 分

七、教材和参考书 1. 使用教材 刘晓华等编著. 热工基础实验教程(第1版). 大连理工大学出版社,2012

7 2. 主要参考书 (1)沈维道等编著. 工程热力学(第4版). 高等教育出版社,2007 (2)孙文策、刘宏升编著. 工程流体力学(第4版). 大连理工大学出版社,2012 (3)杨世铭、陶文铨编著. 传热学(第4版). 高等教育出版社,2006 制定者:刘戈、李河、张建涛 课程负责人:刘戈 专业负责人:贾明 主管副院长:贾明

8 《内燃机专业实验》教学大纲 (学分 1.5,学时 36)

一、课程说明 本课程是能源动力类能源与动力工程专业、 动力机械及自动化专业方向专业实践课程之 一,是专业学习的一个重要实践环节,通过内燃机专业实验理解内燃机工作过程、内燃机特 性测试方法、 测试数据的处理方法、 内燃机及测试装置的基本操作方法、 测试装置基本原理、 测试装置标定及调整方法;

同时提高学生的创新实践能力.

二、课程目标(对应毕业要求:1-①、1-②、1-③) 1. 学习和理解内燃机工作过程及参数的变化规律, 掌握内燃机特性参数的测试方法 (对 应毕业要求:1-①);

2. 掌握测试装置的基本原理及测试装置的调整和标定方法(对应毕业要求:1-②);

3. 学习和掌握采用误差理论对数据进行分析和处理的方法(对应毕业要求:1-③);

4. 培养学生分析问题和解决问题能力, 提高学生动手实践能力 (对应毕业要求: 1-③) .

三、教学内容、基本要求与学时分配 序号 教学内容 教学要求 学时 教学方式 对应课 程目标

1

一、内燃机热平 衡实验 1. 了解柴油机在标定工况运行时,燃油 燃烧所放出的热量分配情况,为提高有效 功率和减少损失寻找途径;

2. 熟悉测量和计算有效功率、油耗率、 温度、压力和流量并了解气体分析的方 法.

2 实验 1-4

2

二、内燃机负荷 特性实验 1. 通过标定转速下负荷特性实验所测取 或计算出燃油消耗量、燃油消耗率、排气 温度、有效热效率等参数随柴油机负荷变 化情况,了解各性能参数的变化规律;

2. 掌握在等转速运行条件下用耗油量曲 线求机械损失功率和求各负荷下机械效 率的方法;

3. 掌握绘制柴油机性能曲线的方法.

2 实验 1-4

9 3

三、柴油机外特 性实验 1. 通过标定负荷下的速度特性实验,测 量有关性能参数并绘制其随转速的变化 曲线,了解柴油机速度特性的实验方法;

2. 通过本实验,加深了解柴油机按速度 特性运行时,其主要性能参数的变化规 律;

3. 掌握柴油机扭矩性能的表达方法.

2 实验 1-4

4

四、内燃机排气 污染物测量与分析 1. 了解和掌握发动机有害排放物的生成 机理;

2. 掌握柴油机在稳态下各个排放物浓度 随速度和负荷变化规律.

2 实验 1-4

5

五、柴油机烟度 测量与分析 1. 了解和掌握柴油机的生成机理;

2. 掌握柴油机在稳态下碳烟浓度随速度 和负荷变化规律.

2 实验 1-4

6

六、内燃机噪声 测量与分析 1. 了解和掌握噪声产生的原因及测试方 法;

2. 掌握柴油机在不同工况下的噪音分 布.

2 实验 1-4

7

七、本生灯稳态 火焰测试 1. 测试火焰形态,,

认识燃烧过程中的 活性自由基发光;

2. 通过火焰形态计算来流速度分布.

2 实验 1-4

8

八、柴油机供油 提前角调整特性试验 1. 掌握柴油机供油提前角的调整方法;

2. 了解和掌握柴油机供油提前角对柴油 机性能的影响.

2 实验 1-4

9

九、电控共轨系 统喷油器喷射量特性实验 1. 了解和掌握最典型的电控供油系统及 喷油器的工作原理;

2. 掌握电控共轨喷油器的基本特性,掌 握在不同的轨压和不同的控制脉宽下的 喷油规律;

3. 掌握影响电控供油系统喷射量的影响 因素.

2 实验 1-4

10

十、电控喷油器 的雾化特性实验1. 了解和掌握最典型的电控供油系统及 喷油器的工作原理,了解雾化测试实验台 的工作原理;

2. 掌握测试喷油器在不同的轨压和不同 的控制脉宽下雾化特性;

3. 掌握影响喷油器雾化特性的影响因 素.

2 实验 1-4

10 11 十

一、电子调速 器稳态和瞬态特性实验 1. 了解电子调速器及测试平台的工作原 理;

2. 掌握电子调速器在不同的试验台灵敏 系数和不同的控制参数下调速器的抖动 量、拉动量、稳态调速率的测试方法;

3. 掌握电子调速器在不同的试验台灵敏 系数和不同的控制参数下调速器的波动 次数、稳定时间、瞬态调速率测试方法.

2 实验 1-4

12 十

二、电子调速 器参数调整实验1. 了解电子调速器的工作原理及调速器 主要控制参数对调速性能的影响;

2. 了解在不同的灵敏系数下,即模拟不 同发动机特性情况下,对电子调速器进行 参数整定实验方法.

2 实验 1-4

13 十

三、直流测量 电桥实验 1. 了解并掌握直流测量电桥的特性及测 量原理和方法;

2. 了解和掌握电阻应变片传感器的工作 原理及使用方法.

2 实验 1-4

14 十

四、温度传感 器及测温实验 1. 了解热电阻的工作原理及特性;

2. 了解热电阻传感器的标定方法.

2 实验 1-4

15 十

五、光电器件 及应用实验 1. 了解光电器件的工作原理及类型;

2. 了解和掌握光电器件特性参数.

2 实验 1-4

16 十

六、压力传感 器测量及标定实验 1. 了解和掌握压力传感器的工作原理, 分类及压力测量方法;

2. 掌握压力传感器的标定方法.

2 实验 1-4

17 十

七、转速传感 器的测量实验 1. 了解转速的测量原理及传感器的工作 原理;

2. 掌握转速测量及计算的方法.

2 实验 1-4

18 十

八、光纤传感 器应用实验 1. 掌握光纤传感器工作原理;

2. 掌握光纤传感器测量位移的方法.

2 实验 1-4

四、其他教学环节 无11

五、授课说明 1.........