热工实验原理和技术PDF电子书下载

1 测量和数据处理的基本知识 1

1.1 测量系统 1

1.2 测量方法 2

1.3 测量误差 2

1.3.1 绝对误差和相对误差 2

1.3.2 误差的分类 3

1.4 测量误差的计算方法和测量精度的判断标准 4

1.4.1 平均误差 4

1.4.2 均方误差 4

1.4.3 随机误差的性质 4

1.5 标准偏差的计算方法 6

1.5.1 测量的最佳值 6

1.5.2 标准法——贝塞尔公式 6

1.5.3 最大残差法 8

1.5.4 算术平均值的计算法 9

1.6 测量结果的置信区间和置信概率 9

1.7 等精度测量结果的数据处理 10

1.7.1 有效数字的概念 10

1.7.2 测量结果的数据处理 11

1.8 仪器的性能指标 14

1.9 测量数据的曲线绘制和拟合 15

1.9.1 用科学计算软件绘制曲线 15

1.9.2 拟合公式计算方法 16

本章小结 22

思考题 22

参考文献 22

2 温度测量技术 23

2.1 温度和测温的基本概念 23

2.2 各种温标 23

2.2.1 经验温标 23

2.2.2 理想气体温标 24

2.2.3 热力学温标 24

2.2.4 国际温标 24

2.3 各种温标之间的变换公式 25

2.4 接触式测温仪表的测温原理和应用 26

2.4.1 玻璃管式温度计 27

2.4.2 电阻温度计 28

2.4.3 热电偶 30

2.4.4 热电偶测量气体时测温误差的分析 44

2.4.5 接触式测温技术 48

2.5 非接触式测温 52

2.5.1 红外热成像测温技术 53

2.5.2 干涉测温技术 69

2.6 光纤测温 80

2.6.1 光纤辐射高温传感器测量原理 81

2.6.2 非接触式光纤辐射高温传感器 83

2.6.3 接触式光纤辐射高温传感器 83

2.7 红外／热电偶二合一测温 84

2.8 声学测温 84

本章小结 85

思考题 85

参考文献 85

3 压力和速度的测量 89

3.1 概述 89

3.2 压力传感器 90

3.2.1 液柱式和机械式压力传感器 90

3.2.2 电测式压力传感器 92

3.2.3 光学式压力（压差）传感器 94

3.2.4 气动式压力（压差）传感器 94

3.3 流体压力和速度测量原理 94

3.3.1 测压管测量原理 94

3.3.2 各种一维测压管 96

3.3.3 三维测压管 100

3.4 可压缩性对测量气流速度的影响 108

3.5 激光测速原理和方法 110

3.5.1 激光多普勒测速 111

3.5.2 激光双焦点测速 131

本章小结 138

思考题 138

参考文献 139

4 热物理性质的测量 140

4.1 概述 140

4.2 常用热物性参数的物理意义及其测量方法简介 141

4.2.1 常用热物性参数的物理意义 141

4.2.2 热物性测量方法的分类 144

4.3 稳态法测量热导率 147

4.3.1 概述 147

4.3.2 纵向热流法及其热防护示例 147

4.3.3 径向热流法 151

4.3.4 直接电加热法 153

4.4 非稳态法测量热导率和热扩散率 155

4.4.1 非稳态测试法的分类 155

4.4.2 闪光法（激光脉冲法） 156

4.4.3 热线法（线热源法）和探针法 162

4.4.4 常功率平面热源法 165

4.4.5 正规工况法 168

4.4.6 周期热流法 170

4.4.7 准稳态法 173

4.5 量热计法测质量定压热容 177

4.5.1 量热计的分类 177

4.5.2 质量定压热容测量方法分类 180

4.5.3 绝热卡计加热法 180

4.5.4 定常流量加热法 182

4.5.5 差示扫描量热计法 183

本章小结 185

思考题 185

参考文献 186

5 相似理论和模化实验 188

5.1 相似理论的产生和基本定理描述 188

5.2 相似的基本概念 190

5.2.1 几何相似 190

5.2.2 物理量相似 190

5.2.3 现象相似 190

5.3 方程分析法 191

5.4 量纲分析和π定理 192

5.4.1 量纲的概念 192

5.4.2 量纲分析法 192

5.4.3 π定理 194

5.5 模化实验 197

5.5.1 模化法的概念 197

5.5.2 近似模化法 197

5.6 模化实验应用研究 203

5.6.1 高炉出铁沟的水模化实验 203

5.6.2 RH真空精炼过程的模拟实验研究 206

5.6.3 高炉热风炉燃烧器冷态与热态模拟实验 209

本章小结 212

思考题 212

参考文献 212

6 表面传热系数和传热系数的测定 214

6.1 概述 214

6.2 表面传热系数的测定 217

6.2.1 自然对流换热 217

6.2.2 强制对流换热 224

6.2.3 液体沸腾换热 229

6.2.4 蒸汽凝结换热 235

6.3 传热系数测定 236

6.3.1 换热器传热系数的测定 236

6.3.2 换热器单侧换热系数的测定 240

6.4 场协同原理与强化传热技术 243

6.4.1 流场和温度场的协同原理 244

6.4.2 场协同角 246

6.4.3 场协同数 247

6.4.4 场协同原理的应用 247

本章小结 252

思考题 253

参考文献 254

7 气体的成分分析原理和方法 256

7.1　仪器分析方法的分类 256

7.2　电化学分析方法 257

7.2.1 电化学方法的基本原理 258

7.2.2 电化学方法的应用 262

7.3　色谱分析技术 265

7.3.1 色谱分析法的基本原理 266

7.3.2　色谱分析法的应用 271

7.4　质谱分析技术 271

7.4.1 基本原理 271

7.4.2 系统组成 273

7.4.3　计算机控制与数据处理系统 279

7.4.4 气相色谱-质谱联用分析技术 281

7.5　红外光谱分析技术 284

7.5.1　基本原理 284

7.5.2　红外光谱仪的类型 286

7.5.3　红外光谱气体分析器的组成 288

7.5.4 气相色谱和红外光谱联用 291

本章小结 293

思考题 294

参考文献 294

8　流动显示技术 295

8.1　概述 295

8.2　流动显示方法 298

8.2.1　基本显示方法 298

8.2.2　流场的照明和记录 301

8.2.3　流动图像的计算机显示 303

8.3　添加外来物的流动显示技术 304

8.3.1 添加外来物的类型和添加方法 304

8.3.2　关于示踪粒子的应用特性 309

8.3.3 流动方向和流动轮廓的显示 315

8.3.4　速度剖面显示 321

8.3.5　表面流动显示 323

8.3.6　粒子跟踪测速技术 327

8.3.7　粒子图像测速和数字粒子图像测速技术 329

8.4　超声速流动显示 339

8.5　振动管流的流动显示 342

本章小结 345

思考题 346

参考文献 346