实验教学大纲（course syllabus）

*实验名称

（Course Name）

传热学实验

Heat Transfer Experiments

教学课程代码

（Course Code）

ME204/BE314

*课程学时

（Credit Hours）

48

*实验学时

（Class Hours）

6学时+2周课外时间

授课教师

（Lecturer）

王平阳、董威、缪正清、

竺晓程，刘振华、徐治国、田杰、全晓军、吴慧英

实验负责教师

(Mentor)

许亚敏

实验学生

（Audience）

机械与动力工程学院三年级全体学生

All of Grade 3 of the School of Mechanical Engineering

授课语言

(Language of Instruction)

中文和英文 / Chinese and English

*开课院系

（School）

机械与动力工程学院/School of Mechanical Engineering

先修课程基础

（Prerequisite）

高等数学、大学物理、工程热力学、流体力学/ Mathematics, Physics, Thermodynamics, hydromechanics

*实验简介（Description）

《传热学》课程是机械与动力工程学院的专业基础课，《传热学实验》为配合该教学课程而设置，旨在培养热能与动力工程、机械工程及自动化等相关专业学生掌握传热学综合实验的基本方法以及科学研究的能力，为后续课程的学习，以及今后从事工程技术工作、科学研究以及开拓新技术领域，打下坚实的基础。要求学生具备流体力学、工程热力学以及传热学的相关知识和背景。

该实验课程以学生为中心，通过三个教学型实验（热电偶的制作和校验、自然对流和强制对流换热实验、热阻测量及肋片传热特性实验）加强学生对专业知识的掌握和实践能力的培养；通过课程项目实践，让学生在解决实际问题中锻炼专业能力、探究能力，培养创新意识，加强沟通和合作能力。最终使学生通过这种理论和实践紧密结合的开放性学习，提高综合素质和专业能力。

*实验简介（Description）

The course of heat transfer is a specialized basic course in the school of mechanical engineering, and the heat transfer experiments course is set up in accordance with the teaching course. The heat transfer experiments are open for the students of heat energy and power engineering, mechanical engineering & automation majors. The students will master basic experimental skills and enhance scientific research ability, which is benefit for their further study of the following courses, as well as working in the field of engineering technology, scientific research and the development of new technologies. Before the heat transfer experiments learning, students should have some knowledge of thermodynamics, hydromechanics and heat transfer.

In the experiment course, we focus more on the students: Firstly, students will have some comprehensive experiments(Lab 1 Thermocouple making and calibration; Lab 2 Free convection and forced convection heat transfer; Lab 3 Thermal resistance measurement), in which, they could master the professional knowledge better and enhance the ability of practice; Secondly, students will be trained to solve practice problems by having projects, in which, they would enhance the professional skills, exploration ability, innovation capability and cooperation ability. This kind of open teaching method is very good to enhance the students’ comprehensive quality and professional abilities.

*实验教学目标(Learning Outcomes)

1. 掌握传热学实验技能，特别要掌握温度与热量的测量方法，并具备初步的实验研究能力。（B2，C1，C2）
2. 加强对传热学概念的理解，将能量守恒原理应用到各种传热问题的分析之中。（A4，A5，B2，B3）
3. 掌握传热学实验的测试方法和现代测试技术，学会用实验方法解决实际的传热问题。（A3，A4，A5，B2）
4. 了解并掌握对流换热系数、导热系数、热阻、表面传热系数等热物性参数的实验测定手段和测量方法。（A3，A5，B2）
5. 根据专业知识和工科基础知识来分析实验中的误差来源及其对实验结果的影响。（A3，A4，A5，B2）
6. 掌握对传热问题的综合分析能力，培养学生将具体问题抽象成理论问题，进而用理论分析解决实际问题的能力。（B2， B3， C4)
7. 培养学生的团队合作能力与素质，以及组织管理能力。（B4，B8，C3）
8. 通过自主选材和测量系统搭建，培养学生的动手能力和自主创新意识。（B4，C3） 
9. 加强数据分析能力及报告撰写技巧。（B1，C2）

*实验项目

 (Experiment items)

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

1

热电偶的制作与校验

2

基础

1

热电偶电焊机、恒温水浴、多通道数据采集仪

内容与

要求

1. 重点内容：要求学生在教师指导下，学习热电偶的测温原理，制作热电偶的方法，对热电偶进行标定的方法。在获取实验结果的基础上，撰写实验报告。
2. 目的及要求：掌握热电偶制作的基本方法；学习运用比较法对热电偶进行校验及误差修正；掌握热电偶测温技术原理。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

2

自然对流与强制对流换热特性实验

2

综合

4

风机、恒温干燥箱、风速仪、数据采集仪、电脑等

内容与

要求

1. 重点内容：要求学生在教师指导下，完成自然对流和强制对流条件下，被测物体温度变化的动态过程。通过对实验数据进行处理，获得自然对流和强制对流换热系数。
2. 目的及要求：学习横置圆柱与周围空气之间的自然对流换热和强制对流换热特性，理解对流换热系数的计算和非稳态导热过程的特点。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

3

热阻测量及肋片传热特性实验

2

综合

4

风机、恒温干燥箱、风速仪、数据采集仪、电脑、加热台等

内容与

要求

1. 重点内容: 要求学生在教师指导下，利用实验中心提供的配件进行组装，进行热阻测量及延展体导热特性的测量。
2. 目的及要求：深入理解导热热阻、对流传热热阻，将热阻的概念应用于被加热表面和它所处的环境，并研究延展体表面对传热过程的影响。

项目序号

实验项目名称

实验学时

实验类型

小组人数

主要实验设备

4

自主实验/Project

2-3周

自主创新

4

不确定

内容与

要求

1. 内容：建议学生阅读相关的文献资料，在深化对课堂知识的理解的基础上，自主提出兼具创新性和可操作性的实验项目题目，也可由指导教师指定题目。

2）目的及要求：加深学生对课本知识的理解，提高理论联系实际和独立科研的能力，培养科学兴趣。项目分组进行，3-5名学生一组，要求理论、仿真与实验相结合，学生需自行加工或购买要用到的材料和器件，也可利用实验中心的测试设备进行实验。项目结束后，每组撰写一份实验报告，并进行口头答辩。

*考核方式

(Grading)

一、3个教学实验总分5分，占该课程期末总成绩的5%。评分原则：

1、缺席或无实验报告提交：0分

2、签到并基本完成实验报告：60%

3、签到并基本完成实验报告，实验错误较少：70%

4、签到并完成实验报告，试验结果正确，数据分析正确：80%

5、报告完成认真，文字、图表清晰，数据分析正确，见解独到：90%

6、报告完成认真，文字、图表清晰，数据分析正确，并有创新性理念提出：100%

二、Project总分20分，占课程期末总成绩的20%，分数由课程教师根据答辩结果给出。

*实验指导教材或参考资料

(Textbooks & Other Materials)

实验指导教材：传热学实验指导书（自编）

参考资料：

1．杨世铭，陶文铨. 传热学 [M]. 北京：高等教育出版社，2009.

2．Eckert E R G, Goldstein R J.  Measurements in heat transfer[M]. Washington D C: Hemisphere Publishing Corp, 1976.

3．王伯雄. 测试原理与技术 [M]. 北京：清华大学出版社，2003.

其它

（More）

备注

（Notes）