空气热机原理实验
空气热机实验研究与热机效率提高方案
空气热机实验研究与热机效率提高方案空气热机是家用小型的便携式电器，它可以通过在室内循环空气来调节室温，使房间保持在舒适的温度，它因为结构紧凑、体积小巧、高效稳定性而受到人们的欢迎。
然而，由于各种原因，空气热机的效率往往偏低，如果不及时采取科学的措施，不仅影响空气热机的正常使用，还会增加家庭的用电费用。
因此，有必要研究如何提高空气热机的效率，以减少家庭的用电费用。
本文通过对空气热机的实验研究，分析了空气热机的工作原理，重点论述了提高空气热机效率的措施，以及提高空气热机效率所需要满足的条件。
首先，介绍空气热机的结构及工作原理：空气热机是一种空气加热装置，主要由机壳、电机、叶轮和风扇等组成。
它的工作原理是通过将室外的低温空气进一步使其温度降低，而将室内的高温空气进一步提高温度来实现调温的作用。
叶轮的转动产生风流，冷却空气，从而达到冷却室内空气的目的。
其次，分析提高空气热机效率的方法：1.提高机壳的吸收热量。
机壳是空气热机的主要部件，其吸收外界热量，加热室内空气以达到温度调节的目的。
现代空气热机采用了吸收热量较高的新型材质外壳，可以有效提高空气热机的效率。
2.改善叶轮的结构设计。
叶轮的转速是决定空气热机效率的关键因素，叶轮的结构设计有助于提高叶轮的转速，从而提高效率。
3.降低风扇的噪音。
风扇的噪音会影响空气热机的工作效率，应采取措施降低风扇的噪声，以提高空气热机的效率。
最后，总结出提高空气热机效率的方案：1.改善机壳的结构设计，提高机壳的吸收热量；2.优化叶轮的结构设计，提高叶轮的转速；3.调整风扇的转速，降低风扇的噪声；4.定期检查空气热机的电性能参数，以确保正常工作。
本文通过对空气热机实验研究，介绍了提高空气热机效率的相关措施以及这些措施所需要满足的条件，并归纳出了提高空气热机效率的方案，希望能够排解家庭用电问题，节约家庭开支。
综上所述，空气热机效率的提高是家庭节省用电费用的关键环节，需要采取有效措施提高空气热机的效率，以节约家庭开支，提升生活品质。
空气热机实验研究与热机效率提高方案
空气热机实验研究与热机效率提高方案随着人类社会的发展，工业经济的发展，空气热机的应用越来越广泛，其多用途、低噪音、经济、安全等优点正在得到越来越多的认可，在空调和冶金行业中得到了广泛的应用。
因此，它的实验研究和效率提高方案更加重要和紧迫。
一、空气热机的实验研究1、艺参数的实验研究首先，要进行空气热机的实验研究，这是非常重要的。
要研究空气热机的工艺参数，如转速、能量输入、排气温度和排量等，并且进行示范性实验，以确定最佳技术参数，以便空气热机达到最佳效果。
2、力学性能的实验研究紧接着，要进行空气热机的热力学性能实验研究，以确定空气热机吸收能量和损失能量的比例，以及能量转化率和效率等有关参数的值。
同时，可以测定空气热机的设备特性，如启动时间、启动电流和启动负载等，以及空气热机的安全性和可靠性。
3、空气热机的声学性能实验研究最后，还要为空气热机进行声学性能实验研究，测量空气热机的噪声强度，要求低噪声，保证安全、健康的工作环境，满足用户的要求。
二、空气热机效率提高方案1、空气热机的结构优化要提高空气热机的效率，首先要优化空气热机的结构，采用改进后的循环流路、改进后的叶轮，使空气热机的效率最大化，一定程度上提高空气热机的热力学性能。
2、改进控制系统其次，要改进空气热机的控制系统，采用计算机控制系统，实现空气热机的自动控制，调整空气热机的运行参数，以保持最佳性能，并实现及时反应，以降低热机的耗能和提高热力学性能。
3、电机提高效率最后，要提高空气热机电机的效率，采用新型电机和高效特殊变压器，以获得更高的效率和更低的噪声，从而提高空气热机效率。
总之，要提高空气热机效率，既要进行实验研究，又要采取有效的提高方案，如结构优化、改进控制系统和提高电机效率等，以提高空气热机的效率，提供安全、经济、可靠的热力服务。
空气热机实验原理介绍
空气热机实验实验原理介原理介原理介绍绍热机是机是将将热能转换为转换为机械能的机器。
机械能的机器。
机械能的机器。
历历史上史上对热对热对热机循机循机循环过环过环过程及程及程及热热机效率的机效率的研研究，曾究，曾为热为热为热力力学第2定律的定律的确确立起了奠基性的作用。
斯特林1816年发明的空明的空气气热机，以空机，以空气气作为工作介工作介质质，是最古老的，是最古老的热热机之一。
机之一。
虽虽然现在已发展了展了内内燃机，燃燃机，燃气气轮机等新型机等新型热热机，但空机，但空气气热机结构简单简单，便于，便于，便于帮帮助理解助理解热热机原理机原理与与卡诺循环等热力学中的重要重要内内容，是很好的容，是很好的热热学实验实验教教学仪器。
【实验实验目的】目的】1．理解理解热热机原理及机原理及热热循环过环过程程2．测量不同量不同输输入功率（冷入功率（冷热热端温差改差改变变）下）下热热功转换转换效率，效率，效率，验证验证验证卡卡诺定理3．测量热机输出功率出功率随随负载负载的的变化关系，系，计计算热机实际实际效率效率【实验仪实验仪器】器】空气热机，机，热热源（可源（可选择电选择电选择电加加热或酒精或酒精灯灯加热），），热热机实验仪实验仪，，计算机（或示波器），力矩算机（或示波器），力矩计计【实验实验原理】原理】空气热机的机的结结构及工作原理可用及工作原理可用图图1说明。
明。
热热机主机由高机主机由高温区温区温区，低，低，低温区温区温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，缸，飞轮飞轮飞轮，，连杆，杆，热热源等部分源等部分组组成。
热机中部机中部为飞轮为飞轮为飞轮与与连杆机杆机构构，工作活塞，工作活塞与与位移活塞通位移活塞通过连过连过连杆杆与飞轮连飞轮连接。
接。
接。
飞轮飞轮飞轮的下方的下方的下方为为工作活塞工作活塞与与工作汽缸，缸，飞轮飞轮飞轮的右方的右方的右方为为位移活塞位移活塞与与位移汽缸，工作汽缸位移汽缸，工作汽缸与与位移汽缸之位移汽缸之间间用通用通气气管连接。
四川大学 创新型物理实验 空气热机实验
空气热机实验1143092146 付美梅(轻纺与食品学院轻化工程）摘要：本实验利用空气热机测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理；后又测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率。
最后，由此实验得到的一些创新想法。
关键词：空气热机；卡诺定理；热机效率；余热再用；火法冶金；鼓风；转鼓；风扇热机[2]是将热能转换为机械能的机器。
斯特林1816年发明的空气热机，以空气作为工作介质，是最古老的热机之一。
其结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学中的重要内容，是很好的热学实验教学仪器。
卡诺定理[3]是卡诺1824年提出来的，其表述如下：（1）在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机，其效率都相等，与工作物质无关,与可逆循环的种类也无关。
（2）在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率都小于可逆热机的效率。
1 实验原理[1]空气热机的结构及工作原理可用图1说明。
热机主机由高温区，低温区，工作活塞及汽缸，位移活塞及汽缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。
空气在高温区和低温区间不断交换，使汽缸内压强不断变化，从而推动位移活塞和工作活塞的循环移动。
图1 空气热机工作原理（1）对于循环过程可逆的理想热机，热功转换效率：η = A/Q1 =（Q1-Q2）/Q1=（T1-T2）/T1= ΔT/ T1而实际热机：η ≦ΔT/ T1热机每一循环从热源吸收的热量Q1正比于ΔT/n，n为热机转速，η正比于nA/ΔT。
而n，A，T1及ΔT 均可测量，测量不同冷热端温度时的nA/ΔT，观察它与ΔT/ T1的关系，即可验证卡诺定理。
（2）当热机带负载时，热机向负载输出的功率可由力矩计测量计算而得，且热机实际输出功率的大小随负载的变化而变化。
在这种情况下，可测量计算出不同负载大小时的热机实际效率。
2 实验装置及实验方法本实验中使用的设备和装置有：空气热机实验仪，空气热机测试仪，电加热器及电源，计算机（或双踪示波器）。
空气加热器性能实验
其中：GE—— 蒸汽量，kg/s; i″——入口蒸汽比焓，kJ/kg; i′——出口凝结水比焓，kJ/kg;
其中：G k——被加热的空气量，kg/s;
Cp ——空气定压比热，Cp = 1.01 （kJ/kg·℃） Q2 = Gk Cp(t2－t1), kW
将电加热锅炉上面的蒸汽出口阀关闭。接通电加热器总电源，依次合上锅炉电加热器的开关，并将可调加热器旋至200V左右的位置进行加热。观察锅炉上压力表和温度计的值，使其达到所要求的温度。注意：压力不得超过0.35MPa!否则，应立即关掉电源。
当温度达到所要求的值时，打开蒸汽出口阀门。打开冷凝水箱上部的流量调节阀，由于锅炉的蒸发量一定，所以调节阀不宜开启太大，流量（蒸发量）<6kg/h.(0.0017kg/s)
空气通过空气加热器的阻力H，可由测量空气加热器前后的静压差直接得出。
空气通过蒸汽加热器所得到的热量Q2，按下列计算:
三、实验装置
四、实验方法及数据处理
实验之前,先熟悉实验装置的流程、测试步骤，实验中所要调试的部件，并准备好测试仪表。
给电加热锅炉加水，使水位达到玻璃管水位计的上部。(注意：水位不得低于水位计管的1/3处，以免烧毁电加热管)。若水位不够，可给锅炉补水。步骤是：启动水泵电源开关，打开锅炉下部的进水球阀向其补水，水位达到接近水位管的上部时，关闭阀门，切断水泵电源。
一、实验目的
通过本实验熟悉和掌握空气加热器换热量及传热系数的测定方法。 通过本实验熟悉和掌握空气加热器阻力的测定方法
二、实验原理
F——传热面积，m2，已知
Q——蒸汽与空气通过间壁交换的热量（W），
其中:tq———蒸汽的温度, (℃),取决于蒸汽的压力。
课件：空气热机
原始数据及数据处理
X轴
Y轴
• 在坐标纸纸上作nA/ΔT与ΔT/T1的关系图，若
基本呈线性关系即验证了卡诺定理。
钟，ΔT >= 100 ℃时，顺时针拨动飞轮，热
机即可运转；
2.减小加热电压至第 1 档（24 V），等待约10
分钟，温度和转速平衡后，记录当前加热
电压 V，并从计算机上读取热端温度T1，温
差ΔT ，转速n，P-V图面积A；（软件操作说
明请看计算机桌面）
3.加热电压每增加1档，按照上述方法读取数
据后填入表格14.1，直至转速超过限制
∆
1P-V图面积
∆---冷热端温度差
带负载时：
= 2
实验仪器
空气热机试验仪、空气热机测试仪、电加热器电源和联
机计算机。
实验内容
1.加热电压加到第11档（36
V），等待6~10分
测量不同冷热端温度时的热功转化值，验证卡诺定理
实验教学仪器。
实验目的
• 理解热机原理及循环过程；
• 测量不同冷热端温度时的热机效率，验证卡诺定理；
• 研究热机输出功率随负载及转速的变化关系。
实验原理
卡诺定理：
1. 可逆理想热机：
= /1 =
1 −2
1
= Δ/1
2. 不可逆实际热机：
≤ Δ/1
卡诺循环
空气热机的结构及工作原理
空气热机实验
2015.10.27
前言
热机是将热能转换为机械能的机器。历史上对热机循环
过程及热机效率的研究，曾为热力学第2定律的确立起了奠
基性的作用。斯特林1816年发明的空气热机，以空气作为工
作介质，是最古老的热机之一。虽然现在已发展了内燃机，
简述斯特林空气热机的工作原理,循环过程的组成
简述斯特林空气热机的工作原理,循环过程的
组成
斯特林空气热机是一种以空气为工质的热机，其工作原理相比较于常
见的内燃机有所不同。
下面我们来分步骤详细的阐述斯特林空气热机
的工作原理及循环过程的组成。
步骤1：压缩空气
首先，斯特林空气热机需要通过压缩活塞将空气压缩为高温高压状态，以产生热能。
步骤2：加热空气
然后，将压缩后的空气送进加热器，通过加热器内的加热管或者火焰
等方式，将空气加热至高温高压状态，使其膨胀。
步骤3：膨胀空气
随后，膨胀的空气通过推动活塞等方式，将能量转化为机械能，推向
活塞，产生动力，以供给机器工作。
步骤4：降温空气
最后，将膨胀后的空气自动或人工地从加热器内排出，并送往冷却器中，使其自然冷却回到低温低压状态，以便下一次的循环使用。
在冷
却器中，空气通过对流的方式与外界换热，将热量散出，以降低温度。
总结一下，斯特林空气热机的循环过程大体可分为四个步骤：压缩、
加热、膨胀、降温。
它通过循环将热能转化为机械能，具有高效、环保、可靠等优点。
需要注意的是，斯特林空气热机是一种通过物理过程完成能量转化的热机，不需要燃油，也不会排放有害物质，因此被广泛应用于一些特殊的场合，如太空探索、海底开采等。
热机调试实验报告
一、实验目的1. 理解热机的基本工作原理和结构特点；2. 掌握热机的调试方法和技巧；3. 了解热机调试过程中可能出现的问题及解决方法；4. 提高对热机性能的评估和优化能力。
二、实验原理热机是将热能转换为机械能的装置，其基本原理是利用热源加热工作物质，使其膨胀，从而推动活塞或涡轮做功。
本实验中，我们使用的是一种空气热机，它通过改变气体体积来实现热能与机械能的转换。
三、实验设备与材料1. 空气热机一套；2. 电加热器；3. 温度计；4. 压力计；5. 活塞位移传感器；6. 计算机及数据采集软件；7. 标准砝码；8. 线路连接线。
四、实验步骤1. 将空气热机放置在实验台上，连接好所有线路，确保设备运行正常；2. 将电加热器连接到热机的高温区，开启加热器，逐渐升高温度，观察温度计读数；3. 在高温区温度达到预定值后，关闭加热器，等待热机冷却至室温；4. 逐步增加标准砝码的重量，使活塞位移传感器记录下活塞的位移量；5. 记录每次加载标准砝码时的温度、压力、活塞位移量等数据；6. 利用数据采集软件，对实验数据进行实时采集、处理和分析；7. 根据实验数据，分析热机的性能，找出影响热机效率的因素；8. 对热机进行调试，调整加热器功率、活塞位移传感器位置等，优化热机性能；9. 重复步骤4-8，直至热机性能达到最佳状态。
五、实验结果与分析1. 温度对热机性能的影响：随着温度的升高，热机的输出功率逐渐增加，但过高的温度会导致热机效率下降，甚至损坏设备。
因此，在调试过程中，需要合理控制温度，以实现热机性能的最优化；2. 压力对热机性能的影响：压力的增加会导致热机输出功率的提高，但过高的压力会使热机结构受到损坏。
因此，在调试过程中，需要合理控制压力，以确保热机安全运行；3. 活塞位移量对热机性能的影响：活塞位移量的增加会导致热机输出功率的提高，但过大的活塞位移量会导致热机效率下降。
因此，在调试过程中，需要合理调整活塞位移量，以实现热机性能的最优化；4. 热机效率的优化：通过调整加热器功率、活塞位移传感器位置等，可以使热机效率达到最佳状态。