熱工實驗室驗收匯報PPT

1、熱物理與熱工實驗室建設熱物理與熱工實驗室建設項目結題匯報提綱項目結題匯報提綱熱能系熱工教學實驗室熱能系熱工教學實驗室段遠源段遠源報告提要報告提要熱工教學實驗室建設前狀況熱工教學實驗室建設前狀況國內外部分高校調研情況與本實驗國內外部分高校調研情況與本實驗室的建設思路室的建設思路已完成的主要工作已完成的主要工作發(fā)展思路與前景發(fā)展思路與前景熱工實驗室簡介熱工實驗室簡介熱工教學及實驗熱工教學及實驗l機械學院基礎平臺課，每年為包括機械學院，工物，電機，建筑技術等系30多個班開課；l實驗教學的重要性：創(chuàng)新性、動手能力歷史簡介歷史簡介l始建于1952年，國內高水平實驗室之一l80年代曾擁有專職實驗技術人員5

2、人、熟練技術工人3人，可開出10多個教學實驗 建設前基本情況項目啟動前的狀態(tài)項目啟動前的狀態(tài)(2000年年8月月)教學實驗數(shù)量萎縮教學實驗數(shù)量萎縮西主樓加固、實驗室房屋被搶占、實驗西主樓加固、實驗室房屋被搶占、實驗室搬遷；舊土木館當時已成危房，使新室搬遷；舊土木館當時已成危房，使新實驗室建設工作受到巨大沖擊；實驗室建設工作受到巨大沖擊；由于加固搬遷等實際情況及長期缺乏必由于加固搬遷等實際情況及長期缺乏必要的資金進行維護，要的資金進行維護，現(xiàn)有設備狀況不佳現(xiàn)有設備狀況不佳人力資源人力資源建設前基本情況教學實驗設備狀況圓球導熱教學實驗設備狀況圓球導熱可觀察非穩(wěn)態(tài)升溫過程現(xiàn)狀：僅1臺可用問題：自動記

3、錄儀較老，已買不到配件，熱電偶連接出現(xiàn)問題穩(wěn)態(tài)導熱實驗現(xiàn)狀：2臺可用問題：熱電偶連接出現(xiàn)問題、使用萬用表后，學生操作過于簡單，動手不足建設前基本情況教學實驗設備狀況平板導熱教學實驗設備狀況平板導熱非穩(wěn)態(tài)平板導熱，同時測量導熱系數(shù)和導溫系數(shù)現(xiàn)狀：4臺可用(其中1臺有一些小故障)，維護最好的一個實驗臺；建設前基本情況教學實驗設備狀況其它設備教學實驗設備狀況其它設備自然對流因西主樓加固需在該房間打自然對流因西主樓加固需在該房間打隔斷已拆分，恢復需特殊裝修房間、熱隔斷已拆分，恢復需特殊裝修房間、熱電偶等全部更新；電偶等全部更新；強迫對流故障較多，已不可用；強迫對流故障較多，已不可用；其他設備很多聽說過

4、，但現(xiàn)狀不清楚；其他設備很多聽說過，但現(xiàn)狀不清楚；建設前基本情況教學實驗狀況人員情況教學實驗狀況人員情況當時本實驗室無專職實驗技術人員當時本實驗室無專職實驗技術人員直接責任教師直接責任教師l彭曉峰教授：實驗室建設項目總負責人l雷樹業(yè)教授l段遠源副教授：熱工教學實驗室主任主要問題：對熱工實驗國內外的發(fā)展現(xiàn)狀不主要問題：對熱工實驗國內外的發(fā)展現(xiàn)狀不清楚；對實驗室長期發(fā)展缺乏長期的深入的清楚；對實驗室長期發(fā)展缺乏長期的深入的考慮；對建設中可利用資源情況不清楚；對考慮；對建設中可利用資源情況不清楚；對實驗室的管理工作缺乏必要的經(jīng)驗實驗室的管理工作缺乏必要的經(jīng)驗建設前基本情況調研目的與內容調研目的與內容

5、目的：了解熱工教學實驗室發(fā)展現(xiàn)狀及建設規(guī)目的：了解熱工教學實驗室發(fā)展現(xiàn)狀及建設規(guī)劃，為本實驗室建設提供參考，建設一流的參劃，為本實驗室建設提供參考，建設一流的參照系在哪里？照系在哪里？主要形式：專程或利用出差機會，參觀、座談、主要形式：專程或利用出差機會，參觀、座談、索取有關資料索取有關資料時間自時間自2000年年11月開始，先后到東南大學、月開始，先后到東南大學、北工大、北航、北科大、華中科大、海軍工程北工大、北航、北科大、華中科大、海軍工程大學、哈工大和西交大等院校進行調研大學、哈工大和西交大等院校進行調研對國外情況進行了文獻調研，并利用學術交流對國外情況進行了文獻調研，并利用學術交流的機

6、會對日本東京大學和京都大學進行了調研的機會對日本東京大學和京都大學進行了調研國內高校調研情況總體情況總體情況各學校教學實驗室的定位與特色不盡相同，有的以各學校教學實驗室的定位與特色不盡相同，有的以結合課程講授為主，有的單獨開課并結合科研，幾結合課程講授為主，有的單獨開課并結合科研，幾所兄弟院校的基本情況為所兄弟院校的基本情況為l哈工大：1989年榮獲國家級教學成果特等獎，基礎雄厚，近年創(chuàng)新不多l(xiāng)華中科大：資源(如實驗用房)可觀，結合工程實際甚至有很多熱工設備的拆裝，教學科研結合l西交大：積累多，西遷后未受過重大沖擊，近年來投入了大量資源用于建設l北航：實驗室規(guī)模不大但有一些有特色的實驗(如管內

7、紊流換熱和熱電偶焊接和標定等)l北科大：基本涵蓋了熱工教學的基本實驗國內高校調研情況西安交通大學情況簡介西安交通大學情況簡介基本情況基本情況 能動學院本身規(guī)模龐大能動學院本身規(guī)模龐大(15個班個班/年年)，同時為，同時為機械、環(huán)境、人文等學院開課及實驗，實驗機械、環(huán)境、人文等學院開課及實驗，實驗人數(shù)人數(shù)4000人次人次/年；面積年；面積300多平米；隸屬于熱多平米；隸屬于熱與流體實驗中心，熱工部分專職實驗技術人與流體實驗中心，熱工部分專職實驗技術人員員3人，教師人，教師8人；人；“211”已投資已投資100萬，萬，“985”投入投入45萬，全部用于設備改造萬，全部用于設備改造(無裝修無裝修)。

8、教育部熱工教學指導委員會主任陶文銓、委教育部熱工教學指導委員會主任陶文銓、委員何雅玲在該教研組，信息較靈；原有基礎員何雅玲在該教研組，信息較靈；原有基礎較好，多年積累較多；新建實驗臺少，多數(shù)較好，多年積累較多；新建實驗臺少，多數(shù)屬于改造。屬于改造。國內高校調研情況西安交通大學西安交通大學特色1：實驗數(shù)量多法向黑度實驗臺噴管實驗，4套可實現(xiàn)不同功能國內高校調研情況西安交通大學西安交通大學特色2：演示實驗多沸騰現(xiàn)象演示順排和叉排管束流動尾跡國內高校調研情況西安交通大學西安交通大學特色3：積累的模型及實物教具多鍋爐模型汽輪機葉片實物汽輪機模型國內高校調研情況西安交通大學西安交通大學特色4：大量使用展

9、板換熱器溫度測量壓力測量蒸汽動力循環(huán)制冷循環(huán)國內高校調研情況熱工教學實驗總體感覺熱工教學實驗總體感覺熱工教學實驗總體發(fā)展不夠快熱工教學實驗總體發(fā)展不夠快l學校普遍重視不夠：傳統(tǒng)系科、實驗和講課l教學實驗工作量計算方法l經(jīng)濟轉軌與浮躁心態(tài)，新人不足近幾年普遍提高重視程度，大力投資建設，近幾年普遍提高重視程度，大力投資建設，制定了發(fā)展規(guī)劃制定了發(fā)展規(guī)劃現(xiàn)代教學實驗原有實驗現(xiàn)代教學實驗原有實驗+計算機控制？計算機控制？l問題1：投資較大l問題2：學生動手機會反而減少國內高校調研情況本實驗室建設思路本實驗室建設思路不宜簡單模仿不宜簡單模仿l豐富手段需要長期積累l資源有限：面積(我們只有260平米)、人

10、力l近年來實驗手段、科學研究的新發(fā)展一流的熱工學實驗室首先是為培養(yǎng)一流人才一流的熱工學實驗室首先是為培養(yǎng)一流人才服務的實驗室服務的實驗室l服務于熱工實驗教學在高水平、創(chuàng)造性人才培養(yǎng)全局中的地位l著力提高真正的動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新精神國內高校調研情況本實驗室建設思路本實驗室建設思路高水平、有特色、圍繞人才培養(yǎng)建設，不搞外延高水平、有特色、圍繞人才培養(yǎng)建設，不搞外延式發(fā)展式發(fā)展(定位、資源都不允許定位、資源都不允許)；實驗室的實驗室的“可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展”，建設要為未來的發(fā)展，建設要為未來的發(fā)展預留空間，要有超前的眼光；預留空間，要有超前的眼光；實驗室建設的思路實驗室建設的思路l保持適量的配合課堂

11、教學的教學實驗，滿足低學時要求的需要；l突出實驗操作技能和新實驗手段的培養(yǎng)，為科研工作做準備；l強化實驗教學建設，部分知識完全通過實驗來認識和學習，向若干門面向不同層次學生的課程方向發(fā)展；l從培養(yǎng)人的角度出發(fā)，探索實驗教學新形式和學生與實驗室“親密接觸”的新渠道。國內高校調研情況實驗室基本條件建設實驗室基本條件建設舊土木館的加固、簡單裝修；舊土木館的加固、簡單裝修；l實驗室面積有限，要給未來發(fā)展預留空間，壁柜、實驗桌、辦公室；l加裝了計算機控制的電子門禁系統(tǒng)，加強安全工作，只需換裝非接觸式IC卡讀卡器即可與學校一卡通通用，面向未來需要；l專門定制了實驗桌，電源統(tǒng)一布置，安全美觀水電擴容和重新布

12、置；水電擴容和重新布置；已完成的工作實驗室基本條件建設實驗室基本條件建設人員配備：人員配備：l2001年8月，從系內其他研究所聘請了一位具有豐富經(jīng)驗的實驗技術人員宋藝新高級實驗師l2001年9月起，聘請3位助教博士生(其中1位為自籌經(jīng)費)基本實驗條件：基本實驗條件：l通過本所的海外訪問教授，從國外購買了價值8萬元的美國Omega公司的高性能熱電偶；l多臺套直流穩(wěn)壓電源(30V/2A-300V/10A)，高等級標準電阻、冰瓶、制冷設備、計算機2臺、投影儀、熱電偶焊接機5臺、常用工具配件等；已完成的工作恢復和改進的教學實驗臺恢復和改進的教學實驗臺穩(wěn)態(tài)導熱實驗臺穩(wěn)態(tài)導熱實驗臺(4套套)：重建，原實驗

13、臺上僅球：重建，原實驗臺上僅球殼可用，針打式記錄儀更換為電子記錄儀。殼可用，針打式記錄儀更換為電子記錄儀。已完成的工作基本教學實驗臺恢復和改進的教學實驗臺恢復和改進的教學實驗臺非穩(wěn)態(tài)導熱非穩(wěn)態(tài)導熱(4套套)：重建，更新了實驗試材：重建，更新了實驗試材和數(shù)據(jù)采集計算機，重新設計了臺架和數(shù)據(jù)采集計算機，重新設計了臺架已完成的工作基本教學實驗臺新建的教學實驗臺新建的教學實驗臺自然對流實驗臺自然對流實驗臺(1套共套共8根不同加熱管根不同加熱管)：隔斷、：隔斷、實驗桌、支架、強電和信號線的布置，直流加熱實驗桌、支架、強電和信號線的布置，直流加熱功率精密測量技術。功率精密測量技術。已完成的工作基本教學實驗

14、臺新建的教學實驗臺新建的教學實驗臺受迫對流實驗臺受迫對流實驗臺(2套套2種直徑加熱管種直徑加熱管)：不同直徑加：不同直徑加熱管和多種實驗段、變頻風機精密調節(jié)工況熱管和多種實驗段、變頻風機精密調節(jié)工況(保留保留檔風板檔風板)、直流加熱精密功率測量、精密微差壓測、直流加熱精密功率測量、精密微差壓測量測速技術等量測速技術等已完成的工作基本教學實驗臺新建的教學實驗臺新建的教學實驗臺中溫法向輻射率測量儀中溫法向輻射率測量儀(4套套)：比較法測量銅板表：比較法測量銅板表面輻射率面輻射率已完成的工作基本教學實驗臺新建的教學實驗臺新建的教學實驗臺飽和蒸氣壓實驗臺：程序升溫、控溫，溫度數(shù)字顯飽和蒸氣壓實驗臺：程

15、序升溫、控溫，溫度數(shù)字顯示，接點式壓力表和超溫自動斷電技術，近示，接點式壓力表和超溫自動斷電技術，近10年來年來首次恢復熱力學實驗臺首次恢復熱力學實驗臺已完成的工作基本教學實驗臺新建的教學實驗臺新建的教學實驗臺以觀察為主的實驗臺以觀察為主的實驗臺已完成的工作基本教學實驗臺綜合傳熱實驗臺綜合傳熱實驗臺制冷熱泵循環(huán)演示儀制冷熱泵循環(huán)演示儀新建的教學實驗臺新建的教學實驗臺二維溫度場的電比擬二維溫度場的電比擬(4套套) ：利用電場和溫利用電場和溫度場準則方程的一致性，使用電學方法研究度場準則方程的一致性，使用電學方法研究復雜形狀導熱問題；復雜形狀導熱問題； 接觸熱阻實驗接觸熱阻實驗(4套套) ：使用不

16、同材料組成導使用不同材料組成導熱實驗裝置，可定性和定量地研究接觸熱阻熱實驗裝置，可定性和定量地研究接觸熱阻及其減小措施；及其減小措施；變截面導熱實驗變截面導熱實驗(4套套) ：使用變截面方法模使用變截面方法模擬變物性導熱問題；擬變物性導熱問題； 微尺度熱現(xiàn)象觀察實驗微尺度熱現(xiàn)象觀察實驗(1套套) ：使用顯微鏡使用顯微鏡觀察液滴等微細結構內部的傳熱問題。觀察液滴等微細結構內部的傳熱問題。 已完成的工作基本教學實驗臺熱能工程專業(yè)技術基礎實驗平臺熱能工程專業(yè)技術基礎實驗平臺 溫度傳感器靜態(tài)校準實驗溫度傳感器靜態(tài)校準實驗 溫度傳感器動態(tài)特性實驗溫度傳感器動態(tài)特性實驗 高溫輻射溫度測量實驗高溫輻射溫度測

17、量實驗 壓力傳感器靜、動態(tài)壓力特性校準實驗壓力傳感器靜、動態(tài)壓力特性校準實驗 測壓管校準曲線測取實驗測壓管校準曲線測取實驗 節(jié)流式流量測量實驗節(jié)流式流量測量實驗 兩相流流量測量實驗兩相流流量測量實驗 電阻爐溫度控制實驗電阻爐溫度控制實驗 多容水箱水位控制實驗多容水箱水位控制實驗 已完成的工作基本教學實驗臺便攜式紅外測溫實驗便攜式紅外測溫實驗已完成的工作基本教學實驗臺流量和壓力測量系統(tǒng)流量和壓力測量系統(tǒng)已完成的工作基本教學實驗臺熱電阻測溫實驗熱電阻測溫實驗已完成的工作基本教學實驗臺電阻爐和溫控箱電阻爐和溫控箱已完成的工作基本教學實驗臺關鍵測控儀器關鍵測控儀器主要目的：主要目的：l構成一個高水平實

18、驗室的必要條件；l為學生將來在科研中的應用創(chuàng)造條件；l為開設學生自主的創(chuàng)造性、高水平的實驗創(chuàng)造條件；選擇原則：選擇原則：l對于熱工實驗是核心關鍵設備，通用性好；l財力可及并多方調研貨比三家，教育折扣；l基本物理量測量要高水平，且能多臺套形成“合力”和“戰(zhàn)斗力”，而不是儀器的堆砌。已完成的工作貴重設備儀器關鍵測控儀器關鍵測控儀器已完成的工作貴重設備儀器Hart6022高精度恒溫槽40-300 C/0.001 KHart1590超級電阻測溫儀1ppm，相當于0.0001 K一等標準鉑電阻溫度計(昆明)0-400 C/0.001 K關鍵測控儀器關鍵測控儀器已完成的工作貴重設備儀器BP4100S410

19、0g/0.01gAB403-N210g/0.0001gPR1203, 1210g/0.001g關鍵測控儀器關鍵測控儀器已完成的工作貴重設備儀器Agilent高速采集儀4.5位，100k/sAgilent34420高精度數(shù)字萬用表7.5位(nV、m表)關鍵測控儀器關鍵測控儀器已完成的工作貴重設備儀器2臺高精度數(shù)字壓力計臺高精度數(shù)字壓力計Yokogawa MT210(分別為分別為0-130kPa和和0.1-30MPa)關鍵測控儀器關鍵測控儀器已完成的工作貴重設備儀器F100/110渦輪分子泵渦輪分子泵真空機組真空機組(10-6Pa)；其它關鍵測控儀器其它關鍵測控儀器8臺臺6.5位高精度數(shù)字萬用表位

20、高精度數(shù)字萬用表Agilent34401A；2臺臺60路多路數(shù)據(jù)采集儀路多路數(shù)據(jù)采集儀Agilent34970；工作基準級的鉑電阻溫度計，三相點瓶，三工作基準級的鉑電阻溫度計，三相點瓶，三相點保持裝置；相點保持裝置；非接觸式測溫的紅外溫度測量儀；非接觸式測溫的紅外溫度測量儀；已完成的工作貴重設備儀器實驗教學新形式的探索實驗教學新形式的探索傳統(tǒng)教學實驗的缺陷：越是精巧的實驗對傳統(tǒng)教學實驗的缺陷：越是精巧的實驗對教師設計和準備實驗的要求越高，需要學教師設計和準備實驗的要求越高，需要學生動手的機會越少；生動手的機會越少；新的探索：結合我系所實行的本科生導師新的探索：結合我系所實行的本科生導師制以及學

21、校的制以及學校的SRT計劃，讓學生全面參與計劃，讓學生全面參與教學實驗臺本身的設計制作，從理論推導、教學實驗臺本身的設計制作，從理論推導、數(shù)值計算、樣品試制、零件采購、聯(lián)系加數(shù)值計算、樣品試制、零件采購、聯(lián)系加工、設計改進等得到全過程訓練，目前已工、設計改進等得到全過程訓練，目前已經(jīng)進行了初步的探索。經(jīng)進行了初步的探索。已完成的工作實驗室規(guī)章制度建設實驗室規(guī)章制度建設儀器設備管理制度儀器設備管理制度儀器設備損壞儀器設備損壞(遺失遺失)賠償制度賠償制度各種貴重儀器的使用管理細則和操作規(guī)程各種貴重儀器的使用管理細則和操作規(guī)程實驗室安全管理制度實驗室安全管理制度(注：包括門禁管理細則注：包括門禁管理

22、細則)實驗室技術安全管理制度實驗室技術安全管理制度實驗室人員管理制度實驗室人員管理制度l實驗室主任崗位職責l實驗室教師崗位職責l實驗室技術人員崗位職責l財產(chǎn)管理員崗位職責教學實驗管理和考核辦法教學實驗管理和考核辦法已完成的工作建設指標完成情況建設指標完成情況原計劃三年開出實驗原計劃三年開出實驗18-24個，現(xiàn)在實際已建個，現(xiàn)在實際已建成成21種種48臺套教學實驗裝置；臺套教學實驗裝置；原定計劃每年可接收原定計劃每年可接收2000人次實驗，現(xiàn)在實人次實驗，現(xiàn)在實際接收能力為際接收能力為3000-3500人次，盡管還在完人次，盡管還在完善中及非典影響，本學年度接收善中及非典影響，本學年度接收170

23、0人次；人次；專業(yè)實驗部分每年專業(yè)實驗部分每年800人次。人次。按照原定計劃完成了實驗指導書的編寫，并按照原定計劃完成了實驗指導書的編寫，并結合實際情況進行了進一步完善；結合實際情況進行了進一步完善；完善了實驗室制度和貴重儀器管理方法，按完善了實驗室制度和貴重儀器管理方法，按學校規(guī)定上墻展示并嚴格執(zhí)行。學校規(guī)定上墻展示并嚴格執(zhí)行。已完成的工作其它建設成果其它建設成果完成畢業(yè)設計完成畢業(yè)設計3人次；完成人次；完成SRT計劃計劃3項、參加項、參加7人人次；次；獲校獲校SRT優(yōu)秀項目二等獎一項次優(yōu)秀項目二等獎一項次 ；完成教學與管理論文完成教學與管理論文4篇（均已發(fā)表或已接收），篇（均已發(fā)表或已接收

24、），準備申請專利準備申請專利2項；項；l宋藝新. 營造良好的實驗環(huán)境，培養(yǎng)高素質人才. 實驗技實驗技術與管理術與管理，2002, 19(6):102-105 l裴勝利，宋藝新. 加強實驗室技術安全管理與建設. 清華清華大學實驗室技術安全工作論文匯編大學實驗室技術安全工作論文匯編, 2002, 17: 18-20 l陳君. 微尺度熱現(xiàn)象可視化教學實驗裝置. 實驗技術與管實驗技術與管理理(已接收) l宋藝新，段遠源. 空氣沿橫管外表面自然對流實驗系統(tǒng). 實驗技術與管理實驗技術與管理(已接收) 已完成的工作技能培養(yǎng)和設計性實驗技能培養(yǎng)和設計性實驗審慎選擇熱力學實驗臺，完成基本實驗布局；審慎選擇熱力學實驗臺，完成基本實驗布局；設計開發(fā)熱電偶焊接和標定實驗；設計開發(fā)熱電偶焊接和標定實驗；利用高速采集儀設計開發(fā)瞬