热工测试技术课程教学大纲

《热工测试技术》课程教学大纲课程名称：热工测试技术EnergyandPowerEngineeringTesting课程编号：041956100课程性质：□必修R选修课程类别：□通识课程R专业课程£实践教学适用专业：新能源科学与工程课程学时：总学时32，其中：理论28、实验4课程学分：2应开课学期：第五学期先修课程：传热学、流体力学、工程热力学任课学院、系部：能源科学与工程学院新能源科学与工程系一、课程简介热工测试技术是新能源科学与工程专业的一门专业选修课程。本课程在传热学、流体力学、工程热力学等理论的基础上，介绍热能与动力机械主要参数的测量方法、测试系统和测量仪器的工作原理等内容。主要内容包括测量仪器的基础知识、温度、压力、转速、转矩、功率、流速、流量、振动、噪声、气体组分等的测试方法和测试系统。通过本课程的学习，使学生具备热工主要参数的测试、试验、分析能力，初步具备解决热工测试相关工程实际问题的能力。二、课程教学的目标及与毕业要求的关系（一）课程目标课程总目标：掌握热工测试技术的基础知识点，掌握测量方法、测试系统和测试仪器的工作原理和使用方法，培养学生具备热工测试主要参数的试验能力和分析能力。课程目标1：掌握热工测试技术的基本理论和特性；联系热工测试理论与实际测试技术，引导学生增强逻辑思考、注重实践的意识；课程目标2：掌握热工测试主要参数的测量方法、测试系统和测试仪器的工作原理，具备热工测试主要参数的试验和分析能力；从测试过程中，引导学生建立科学严谨的实验态度，树立正确的科研意识和认真的工作态度。（二）课程目标与毕业要求的对应关系本课程目标支持的主要毕业要求如下表：课程目标毕业要求1.掌握热工测试技术的基本理论和特性；联系热工测试理论与实际测试技术，引导学生增强逻辑思考、注重实践的意识毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。2.掌握热工测试主要参数的测量方法、测试系统和测试仪器的工作原理，具备热工测试主要参数的试验和分析能力；从测试过程中，引导学生建立科学严谨的实验态度，树立正确的科研意识和认真的工作态度毕业要求4：研究，能够基于科学原理与方法，结合具体生产实践，分析、解决新能源勘查和开发利用中的技术问题。能够正确认识行业发展现状和趋势，具备文献信息提炼、归纳能力。能够提出工程问题的关键理论问题和技术难题，善于利用文献资料及团队技能开展初步科学研究与技术攻关。三、课程教学的基本内容及教学安排（一）课程教学的内容及学时安排知识单元知识点学时数课程目标线下授课线上授课实验/实践1.绪论知识点1.1：测试工作的内涵及其作用；知识点1.2：测试系统的基本组成；知识点1.3：测量的基本类别；知识点1.4：热工测试技术的发展及其在地热领域的应用概况；知识点1.5：热工测试技术课程学习要求。2课程目标12.测量系统的基本特性知识点2.1：概述；知识点2.2：理想测量系统及其主要性质；知识点2.3：测量系统的静态特性；知识点2.4：测量系统的动态特性。2课程目标13.测量误差分析及数据处理知识点3.1：测量误差的基本概念；知识点3.2：随机误差分析与表达；知识点3.3：系统误差分析与处理；知识点3.4：疏失误差的消除；知识点3.5：测量误差的计算；知识点3.6：测试数据的处理方法。21课程目标14.温度测量知识点4.1：概述；知识点4.2：接触式测温计；知识点4.3：动态压力测量。31课程目标25.力与压力测量知识点5.1：概述；知识点5.2：常用力与压力传感器；知识点5.3：能源供应预测；知识点5.4：能源综合预测模型。3课程目标26.流速测量知识点6.1：皮托管测速技术；知识点6.2：热线（热膜）测速技术；知识点6.3：激光多普勒测速技术；知识点6.4：粒子图像测速技术。31课程目标2流量测量知识点7.1：概述；知识点7.2：节流式流量计；知识点7.3：涡轮流量计；知识点7.4：光纤流量计；知识点7.5：超声波流量计；知识点7.6：电磁流量计；知识点7.7：质量型流量计。31课程目标2液位测量知识点8.1：差压式液位计；知识点8.2：电容式液位计；知识点8.3：电阻式液位测量方法；知识点8.4：光纤液位计；知识点8.5：超声波液位计。2课程目标29.转速、转矩和功率测量知识点9.1：转速测量；知识点9.2：转矩测量；知识点9.3：功率测量。2课程目标210.排放测量知识点10.1：概述；知识点10.2：色谱分析仪；知识点10.3：红外气体分析技术；知识点10.4：常用组分浓度测量技术；知识点10.5：微粒物排放测量技术；知识点10.6：排放测量采样方法。2课程目标211.振动测量知识点11.1：概述；知识点11.2：振动测量的基本原理；知识点11.3：振动系统概述；知识点11.4：经典振动参数测量；知识点11.5：模态测量；知识点11.6：振动测量实例。2课程目标212.噪声测量知识点12.1：噪声测量中的基本声学概念；知识点12.2：声级计算；知识点12.3：噪声评定值；知识点12.4：噪声测量技术；知识点12.5：噪声测量仪器。2课程目标2合计284课堂实验/实践教学内容及要求序号项目名称内容、要求学时实验/实践类别实验/实践类型每组人数必做/选做课程目标1温度测量和热电偶校正实验1.了解热电阻测温原理，练习热电阻二三线制接法；2.做出被校热电阻与标准温度计之间的曲线关系，通过查标准热电阻温度与阻值关系进行分析；3.了解热电偶的测温原理、温度补偿方法，练习热电偶连线与测温；4.做出被校热电偶温度与电势曲线，通过查标准热电偶与电势关系进行分析；5.练习电位差计测量电势方法，了解校验实验台自动采集原理。2专业综合6必做课程目标1和22流速、流量测量实验1.熟悉L型和S型皮托管的组成结构、安装方法和使用条件；2.选用合适的仪表组成皮托管测量系统；3.对管道中某截面上不同位置的被测介质流速进行测量，绘出管道内介质流速分布曲线；4.按照常用特征速度点选取原则，测量在其特征速度点上的被测介质流速，计算介质流量。2专业综合6必做课程目标2基本要求1．复习相关知识和原理，预习实验内容，设计实验方法；2．熟悉温度、压力、流速、流量测量和校验的基本原理和方法；3．掌握仪器设备的操作和使用；4.测试和记录数据；5.处理和分析结果。注：实验/实践类别：专业、上机等实验/实践类型：操作型、验证型、演示型、综合型等。四、本课程与其他课程的联系本课程的先行课程主要为传热学、流体力学、地热学、工程热力学等课程，可为学生奠定热学原理的相关基础知识。它为后继有关专业课程如地热开发理论与技术、新能源转化与利用、太阳能热利用原理与技术、储能原理与技术、新能源实习等课程的学习奠定基础。本课程是新能源与科学工程专业理论学习过程中较为重要的一环，可培养学生在生产实践和科学研究中解决和分析问题的能力。五、教材与其他教学资源（一）建议教材[1]喻小莉，严兆大.热能与动力工程测试技术（第3版）[M].机械工业出版社,2021.[2]康灿，代翠,梅冠华,吴贤芳.能源与动力工程测试技术[M].科学出版社,2016.[3]韩东太等.能源与动力工程测试技术[M].中国矿业大学出版社,2016.（二）其他教学资源[1]费业泰.误差理论与数据处理（第7版）[M].机械工业出版社,2015.[2]陈光军.测试技术[M].机械工业出版社,2014.[3]王伯雄,王雪,陈非凡.工程测试技术(第2版)[M].清华大学出版社,2012.[4]厉彦中,吴筱敏.热能与动力机械测试技术[M].西安交通大学出版社,2007.六、教学方法与学习建议授课方式：以课堂讲授和课堂实验为主，采用启发式教学，激发学生主动学习的兴趣，培养学生动手操作、独立思考、分析问题和解决问题的能力，引导学生主动通过实践和自学获得自己想学到的知识，并利用多媒体教学与传统板书教学相结合，提高课堂教学信息量，增强教学的直观性。以互动式教学为辅，运用课内讨论、课后作业和课外答疑相结合的方式，培养学生独立思考、辩证思维的能力。重点：掌握测量系统的基本组成、仪器仪表的主要性能参数、误差的分类及处理方法、直接/间接测量中随机误差及系统误差的计算方法、热学领域中不同物理化学现象测试的基本原理和测量计算方法、常用热工测量仪器工作原理及使用方法。难点：包括不同测试技术的基本原理、测量方法和相关参数计算分析。后续自主学习建议：广泛了解热工测试技术在新能源领域的应用；拓展热工测试的最新技术及其工作原理等。七、课程考核及成绩评定方式（一）课程考核考核方式：本课程成绩评定包括平时考核（考勤）、过程考核（作业、测试、实验报告）和终结性评价（期末考试）三部分，其中平时成绩占课程总成绩的10％，过程成绩占课程总成绩的30％，终结性评价成绩占课程总成绩的60％。具体要求及评分方法如下：平时成绩：出勤成绩采用扣分制，每缺勤一次扣平时成绩1分，每迟到或早退一次扣平时成绩0.5分，无故旷课4次以上者取消本次课程成绩，占总成绩的10%。过程成绩：作业、测试和实验报告要求学生必须独立完成，未按时提交作业或作业有抄袭（雷同）现象的，该次作业成绩按零分计，占总成绩的30%。终结性评价：形式为闭卷考试，其成绩占总成绩的60%。（二）课程目标与考核内容的关系课程具体目标与知识单元和考试内容的关系如下：课程目标知识单元考试内容1.掌握热工测试技术的基本理论和特性；联系热工测试理论与实际测试技术，引导学生增强逻辑思考、注重实践的意识1.绪论2.测量系统的基本特性3.测量误差分析及数据处理考核内容：测量系统的基本组成；仪器仪表的主要性能参数；误差的分类及处理方法，直接/间接测量中随机误差及系统误差的计算方法。考查重点：掌握热工测试中的基础理论和基本方法。2.掌握热工测试主要参数的测量方法、测试系统和测试仪器的工作原理，具备热工测试主要参数的