熱工測試技術課程教學大綱

《熱工測試技術》課程教學大綱課程名稱：熱工測試技術EnergyandPowerEngineeringTesting課程編號：041956100課程性質：□必修R選修課程類別：□通識課程R專業(yè)課程￡實踐教學適用專業(yè)：新能源科學與工程課程學時：總學時32，其中：理論28、實驗4課程學分：2應開課學期：第五學期先修課程：傳熱學、流體力學、工程熱力學任課學院、系部：能源科學與工程學院新能源科學與工程系一、課程簡介熱工測試技術是新能源科學與工程專業(yè)的一門專業(yè)選修課程。本課程在傳熱學、流體力學、工程熱力學等理論的基礎上，介紹熱能與動力機械主要參數的測量方法、測試系統和測量儀器的工作原理等內容。主要內容包括測量儀器的基礎知識、溫度、壓力、轉速、轉矩、功率、流速、流量、振動、噪聲、氣體組分等的測試方法和測試系統。通過本課程的學習，使學生具備熱工主要參數的測試、試驗、分析能力，初步具備解決熱工測試相關工程實際問題的能力。二、課程教學的目標及與畢業(yè)要求的關系（一）課程目標課程總目標：掌握熱工測試技術的基礎知識點，掌握測量方法、測試系統和測試儀器的工作原理和使用方法，培養(yǎng)學生具備熱工測試主要參數的試驗能力和分析能力。課程目標1：掌握熱工測試技術的基本理論和特性；聯系熱工測試理論與實際測試技術，引導學生增強邏輯思考、注重實踐的意識；課程目標2：掌握熱工測試主要參數的測量方法、測試系統和測試儀器的工作原理，具備熱工測試主要參數的試驗和分析能力；從測試過程中，引導學生建立科學嚴謹的實驗態(tài)度，樹立正確的科研意識和認真的工作態(tài)度。（二）課程目標與畢業(yè)要求的對應關系本課程目標支持的主要畢業(yè)要求如下表：課程目標畢業(yè)要求1.掌握熱工測試技術的基本理論和特性；聯系熱工測試理論與實際測試技術，引導學生增強邏輯思考、注重實踐的意識畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學原理與方法，結合具體生產實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關鍵理論問題和技術難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。2.掌握熱工測試主要參數的測量方法、測試系統和測試儀器的工作原理，具備熱工測試主要參數的試驗和分析能力；從測試過程中，引導學生建立科學嚴謹的實驗態(tài)度，樹立正確的科研意識和認真的工作態(tài)度畢業(yè)要求4：研究，能夠基于科學原理與方法，結合具體生產實踐，分析、解決新能源勘查和開發(fā)利用中的技術問題。能夠正確認識行業(yè)發(fā)展現狀和趨勢，具備文獻信息提煉、歸納能力。能夠提出工程問題的關鍵理論問題和技術難題，善于利用文獻資料及團隊技能開展初步科學研究與技術攻關。三、課程教學的基本內容及教學安排（一）課程教學的內容及學時安排知識單元知識點學時數課程目標線下授課線上授課實驗/實踐1.緒論知識點1.1：測試工作的內涵及其作用；知識點1.2：測試系統的基本組成；知識點1.3：測量的基本類別；知識點1.4：熱工測試技術的發(fā)展及其在地熱領域的應用概況；知識點1.5：熱工測試技術課程學習要求。2課程目標12.測量系統的基本特性知識點2.1：概述；知識點2.2：理想測量系統及其主要性質；知識點2.3：測量系統的靜態(tài)特性；知識點2.4：測量系統的動態(tài)特性。2課程目標13.測量誤差分析及數據處理知識點3.1：測量誤差的基本概念；知識點3.2：隨機誤差分析與表達；知識點3.3：系統誤差分析與處理；知識點3.4：疏失誤差的消除；知識點3.5：測量誤差的計算；知識點3.6：測試數據的處理方法。21課程目標14.溫度測量知識點4.1：概述；知識點4.2：接觸式測溫計；知識點4.3：動態(tài)壓力測量。31課程目標25.力與壓力測量知識點5.1：概述；知識點5.2：常用力與壓力傳感器；知識點5.3：能源供應預測；知識點5.4：能源綜合預測模型。3課程目標26.流速測量知識點6.1：皮托管測速技術；知識點6.2：熱線（熱膜）測速技術；知識點6.3：激光多普勒測速技術；知識點6.4：粒子圖像測速技術。31課程目標2流量測量知識點7.1：概述；知識點7.2：節(jié)流式流量計；知識點7.3：渦輪流量計；知識點7.4：光纖流量計；知識點7.5：超聲波流量計；知識點7.6：電磁流量計；知識點7.7：質量型流量計。31課程目標2液位測量知識點8.1：差壓式液位計；知識點8.2：電容式液位計；知識點8.3：電阻式液位測量方法；知識點8.4：光纖液位計；知識點8.5：超聲波液位計。2課程目標29.轉速、轉矩和功率測量知識點9.1：轉速測量；知識點9.2：轉矩測量；知識點9.3：功率測量。2課程目標210.排放測量知識點10.1：概述；知識點10.2：色譜分析儀；知識點10.3：紅外氣體分析技術；知識點10.4：常用組分濃度測量技術；知識點10.5：微粒物排放測量技術；知識點10.6：排放測量采樣方法。2課程目標211.振動測量知識點11.1：概述；知識點11.2：振動測量的基本原理；知識點11.3：振動系統概述；知識點11.4：經典振動參數測量；知識點11.5：模態(tài)測量；知識點11.6：振動測量實例。2課程目標212.噪聲測量知識點12.1：噪聲測量中的基本聲學概念；知識點12.2：聲級計算；知識點12.3：噪聲評定值；知識點12.4：噪聲測量技術；知識點12.5：噪聲測量儀器。2課程目標2合計284課堂實驗/實踐教學內容及要求序號項目名稱內容、要求學時實驗/實踐類別實驗/實踐類型每組人數必做/選做課程目標1溫度測量和熱電偶校正實驗1.了解熱電阻測溫原理，練習熱電阻二三線制接法；2.做出被校熱電阻與標準溫度計之間的曲線關系，通過查標準熱電阻溫度與阻值關系進行分析；3.了解熱電偶的測溫原理、溫度補償方法，練習熱電偶連線與測溫；4.做出被校熱電偶溫度與電勢曲線，通過查標準熱電偶與電勢關系進行分析；5.練習電位差計測量電勢方法，了解校驗實驗臺自動采集原理。2專業(yè)綜合6必做課程目標1和22流速、流量測量實驗1.熟悉L型和S型皮托管的組成結構、安裝方法和使用條件；2.選用合適的儀表組成皮托管測量系統；3.對管道中某截面上不同位置的被測介質流速進行測量，繪出管道內介質流速分布曲線；4.按照常用特征速度點選取原則，測量在其特征速度點上的被測介質流速，計算介質流量。2專業(yè)綜合6必做課程目標2基本要求1．復習相關知識和原理，預習實驗內容，設計實驗方法；2．熟悉溫度、壓力、流速、流量測量和校驗的基本原理和方法；3．掌握儀器設備的操作和使用；4.測試和記錄數據；5.處理和分析結果。注：實驗/實踐類別：專業(yè)、上機等實驗/實踐類型：操作型、驗證型、演示型、綜合型等。四、本課程與其他課程的聯系本課程的先行課程主要為傳熱學、流體力學、地熱學、工程熱力學等課程，可為學生奠定熱學原理的相關基礎知識。它為后繼有關專業(yè)課程如地熱開發(fā)理論與技術、新能源轉化與利用、太陽能熱利用原理與技術、儲能原理與技術、新能源實習等課程的學習奠定基礎。本課程是新能源與科學工程專業(yè)理論學習過程中較為重要的一環(huán)，可培養(yǎng)學生在生產實踐和科學研究中解決和分析問題的能力。五、教材與其他教學資源（一）建議教材[1]喻小莉，嚴兆大.熱能與動力工程測試技術（第3版）[M].機械工業(yè)出版社,2021.[2]康燦，代翠,梅冠華,吳賢芳.能源與動力工程測試技術[M].科學出版社,2016.[3]韓東太等.能源與動力工程測試技術[M].中國礦業(yè)大學出版社,2016.（二）其他教學資源[1]費業(yè)泰.誤差理論與數據處理（第7版）[M].機械工業(yè)出版社,2015.[2]陳光軍.測試技術[M].機械工業(yè)出版社,2014.[3]王伯雄,王雪,陳非凡.工程測試技術(第2版)[M].清華大學出版社,2012.[4]厲彥中,吳筱敏.熱能與動力機械測試技術[M].西安交通大學出版社,2007.六、教學方法與學習建議授課方式：以課堂講授和課堂實驗為主，采用啟發(fā)式教學，激發(fā)學生主動學習的興趣，培養(yǎng)學生動手操作、獨立思考、分析問題和解決問題的能力，引導學生主動通過實踐和自學獲得自己想學到的知識，并利用多媒體教學與傳統板書教學相結合，提高課堂教學信息量，增強教學的直觀性。以互動式教學為輔，運用課內討論、課后作業(yè)和課外答疑相結合的方式，培養(yǎng)學生獨立思考、辯證思維的能力。重點：掌握測量系統的基本組成、儀器儀表的主要性能參數、誤差的分類及處理方法、直接/間接測量中隨機誤差及系統誤差的計算方法、熱學領域中不同物理化學現象測試的基本原理和測量計算方法、常用熱工測量儀器工作原理及使用方法。難點：包括不同測試技術的基本原理、測量方法和相關參數計算分析。后續(xù)自主學習建議：廣泛了解熱工測試技術在新能源領域的應用；拓展熱工測試的最新技術及其工作原理等。七、課程考核及成績評定方式（一）課程考核考核方式：本課程成績評定包括平時考核（考勤）、過程考核（作業(yè)、測試、實驗報告）和終結性評價（期末考試）三部分，其中平時成績占課程總成績的10％，過程成績占課程總成績的30％，終結性評價成績占課程總成績的60％。具體要求及評分方法如下：平時成績：出勤成績采用扣分制，每缺勤一次扣平時成績1分，每遲到或早退一次扣平時成績0.5分，無故曠課4次以上者取消本次課程成績，占總成績的10%。過程成績：作業(yè)、測試和實驗報告要求學生必須獨立完成，未按時提交作業(yè)或作業(yè)有抄襲（雷同）現象的，該次作業(yè)成績按零分計，占總成績的30%。終結性評價：形式為閉卷考試，其成績占總成績的60%。（二）課程目標與考核內容的關系課程具體目標與知識單元和考試內容的關系如下：課程目標知識單元考試內容1.掌握熱工測試技術的基本理論和特性；聯系熱工測試理論與實際測試技術，引導學生增強邏輯思考、注重實踐的意識1.緒論2.測量系統的基本特性3.測量誤差分析及數據處理考核內容：測量系統的基本組成；儀器儀表的主要性能參數；誤差的分類及處理方法，直接/間接測量中隨機誤差及系統誤差的計算方法。考查重點：掌握熱工測試中的基礎理論和基本方法。2.掌握熱工測試主要參數的測量方法、測試系統和測試儀器的工作原理，具備熱工測試主要參數的