空气加热器性能实验
空气热机实验
空气热机实验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为热力学第二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，燃气轮机等新型热机，但空气热机结构简单，便于帮助理解热机原理与卡诺循环等热力学知识。
【实验目的】空气热机原理、卡诺循环、卡诺定理【实验原理】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。
图1 空气热机工作原理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实际热机：η≦ΔT/ T1正比于ΔT/n，n为热机转速，η正比于热机每一循环从热源吸收的热量Q1及ΔT均可测量，测量不同冷热端温度时的nA/ΔT，观察它n A/ΔT。
n，A，T1的关系，可验证卡诺定理。
与ΔT/ T1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。
【实验仪器】ZKY-RJ型空气热机实验仪、示波器【实验内容】1．测量不同冷热端温度时的热功转换值（表1），作nA/ΔT 与ΔT/ T 1的关系图，验证卡诺定理。
2．测量热机输出功率随负载及转速的变化关系（表2），作图分析。
【注意事项】1．加热端在工作时温度很高，而且在停止加热后1小时内仍然会有很高温度，请小心操作，否则会被烫伤。
2．热机在没有运转状态下，严禁长时间大功率加热，若热机运转过程中因各种原因停止转动，必须用手拨动飞轮帮助其重新运转或立即关闭电源，否则会损坏仪器。
3．热机汽缸等部位为玻璃制造，容易损坏，请谨慎操作。
4．记录测量数据前须保证已基本达到热平衡，避免出现较大误差。
等待热机稳定读数的时间一般在10分钟左右。
冷热空气列管换热器传热综合实验
冷热空气列管换热器传热综合实验冷热空气列管换热器是一种常见的传热设备，广泛应用于空调、暖通、工业制冷等领域。
其工作原理是利用冷热空气在列管内流动，通过壁面传热的方式实现热量的传递。
本文将从实验角度介绍冷热空气列管换热器的传热综合实验。
实验器材本实验需要的器材包括：冷热空气列管换热器，热电偶、数字温度计、风速仪、水泵、水箱、冷热水流量计、波形发生器、示波器等。
实验步骤1. 将冷水泵水箱与热水泵水箱分别连接到冷热空气列管换热器上，保证水流畅通。
2. 将风速仪插入冷热空气列管换热器进气口处，测量进口风速，并调节波形发生器输出频率和幅值，控制风速在一定范围内。
3. 在冷热空气列管换热器进口处安装热电偶，并使用数字温度计测量进口温度。
4. 在冷热空气列管换热器出口处安装热电偶，并使用数字温度计测量出口温度。
5. 同时，在冷热水流量计进口处和出口处分别安装热电偶，并使用数字温度计测量进口温度和出口温度。
6. 开始实验，记录进口风速、进口温度、出口温度、冷水进口温度、冷水出口温度、热水进口温度、热水出口温度等数据，并计算冷热空气列管换热器的传热效率。
实验分析通过实验数据的分析，我们可以得到冷热空气列管换热器的传热效率，进而评估其传热性能。
一般来说，传热效率与进口温度、出口温度、风速等因素有关。
当进口温度较高、出口温度较低、风速较大时，传热效率较高。
反之，传热效率较低。
我们还可以根据实验数据确定冷热空气列管换热器的最佳工作参数，以提高传热效率。
例如，可以通过调节风速、进口温度、水流量等因素，优化冷热空气列管换热器的传热性能。
总结冷热空气列管换热器是一种重要的传热设备，其传热性能直接影响到空调、暖通、工业制冷等领域的使用效果。
通过本文介绍的实验，我们可以深入了解冷热空气列管换热器的传热过程，评估其传热性能，并确定最佳工作参数，以提高传热效率。
空气热机物理实验报告
一、实验目的1. 了解空气热机的工作原理和结构特点。
2. 掌握空气热机的循环过程和热功转换原理。
3. 验证卡诺定理，并分析热机效率与温度的关系。
4. 通过实验，加深对热力学基本概念的理解。
二、实验原理热机是将热能转换为机械能的装置。
空气热机以空气作为工作介质，结构简单，便于操作。
空气热机实验通过对空气热机探测仪、计算机等操作来理解空气热机原理及循环过程。
三、实验仪器1. 空气热机探测仪2. 计算机3. 电加热器4. 温度传感器5. 力矩传感器6. 气缸7. 飞轮8. 连杆四、实验步骤1. 搭建实验装置，将空气热机探测仪、计算机、电加热器、温度传感器、力矩传感器等连接好。
2. 将空气热机主机安装在实验台上，确保气缸、飞轮、连杆等部件运行正常。
3. 启动计算机，打开空气热机探测仪软件，开始实验。
4. 通过电加热器改变热端温度，记录热功转换值，作出nA/T与T/T1的关系图，验证卡诺定理。
5. 逐步改变力矩大小，改变热机输出功率及转速，计算、比较热机实际转化效率。
6. 分析实验数据，得出结论。
五、实验结果与分析1. 验证卡诺定理：实验结果显示，在一定误差范围内，随热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化，验证了卡诺定理。
2. 热机效率：实验结果表明，热端温度一定时，输出功率随负载增大而变大，转速而减小。
这说明热机效率与热端温度和负载有关。
六、实验结论1. 空气热机是将热能转换为机械能的有效装置，其工作原理和结构特点与卡诺循环相似。
2. 卡诺定理在空气热机实验中得到了验证，说明热机效率与热端温度和负载有关。
3. 通过实验，加深了对热力学基本概念的理解，为后续学习热力学知识奠定了基础。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免触电、烫伤等事故。
2. 实验数据应准确记录，避免误差。
3. 实验结束后，清理实验场地，确保实验设备完好。
八、实验拓展1. 研究不同类型的热机，比较其工作原理和效率。
2. 探讨热力学在工程中的应用，如热泵、制冷机等。
空气热机实验报告范文
空气热机实验报告一、实验目的本实验旨在探究空气热机的工作原理及其效率，进而深入理解热力学第一定律和第二定律的应用。
二、实验原理空气热机是一种基于卡诺循环的热机，其工作原理如下：首先，空气从高温储气罐流入燃烧室，并被点燃。
经过燃烧后，空气会产生高温高压的燃气，进而推动活塞向下运动。
此时，空气会通过制冷器冷却，变成低温低压的气体后回流至低温储气罐。
最后，压缩机将低温储气罐中的空气压缩至高温储气罐中，形成一个循环。
而根据热力学第二定律，任何热机的效率均不可能超过卡诺循环的效率。
故而，对于空气热机而言，其效率即可通过卡诺循环的有效温度比来计算。
三、实验器材1.空气热机2.热电偶3.气压计4.氧化铜热敏电阻表5.数显万用表四、实验步骤1.将空气热机及其相关设备连接好。
2.启动空气热机并进行预热。
3.根据气压计测量空气热机在不同压力下的气体状态。
4.使用热电偶和氧化铜热敏电阻表测量空气热机中的高温、低温储气罐及燃气温度。
5.通过数显万用表检测空气热机中的电参数。
6.计算空气热机的效率及其与卡诺循环的效率比。
五、实验结果通过以上实验步骤，我们获得了以下数据：1.空气热机在不同压力下的气体状态气体压力（MPa）模拟温度（℃）0.3 270.4 520.5 880.6 1242.空气热机中的高温、低温储气罐及燃气温度温度（℃）高温储气罐 449低温储气罐 49燃气 18603.空气热机中的电参数参数值直流电压（V） 220电流（A） 1.2功率（W） 2644.空气热机的效率及其与卡诺循环的效率比将以上数据带入计算公式，我们得出空气热机的效率为30.8%，而其与卡诺循环的效率比为75.1%。
六、实验结论通过上述实验数据分析可得：空气热机的效率低于卡诺循环的效率，符合热力学第二定律的基本原理。
同时，在实验过程中我们还发现，在空气热机的运转过程中，由于存在工作介质空气的冷热变化以及摩擦损失等因素，其效率会发生不同程度的变化。
空气热机实验报告答案
一、实验目的1. 理解空气热机的工作原理及循环过程。
2. 通过实验验证卡诺定理。
3. 掌握热机效率的计算方法。
4. 分析影响热机效率的因素。
二、实验原理空气热机是一种将热能转换为机械能的装置。
本实验采用斯特林空气热机，以空气为工作介质。
通过改变热端温度，观察热功转换值，验证卡诺定理。
同时，通过改变力矩大小，观察热机输出功率及转速的变化，计算热机实际转化效率。
三、实验仪器与材料1. 空气热机探测仪2. 计算机3. 电加热器4. 力矩计5. 气缸6. 飞轮7. 连杆8. 热源四、实验步骤1. 将空气热机探测仪与计算机连接，打开软件，设置实验参数。
2. 将电加热器连接到热端，打开加热器，调节温度，记录热功转换值。
3. 通过计算机软件绘制nA/T与T/T1的关系图，验证卡诺定理。
4. 逐步改变力矩大小，观察热机输出功率及转速的变化。
5. 计算热机实际转化效率，分析影响热机效率的因素。
五、实验结果与分析1. 实验结果（1）通过实验，绘制了nA/T与T/T1的关系图，验证了卡诺定理。
（2）随着热端温度升高，nA/T与T/T1的关系呈现线性变化。
（3）在一定误差范围内，热端温度一定时，输出功率随负载增大而变大，转速减小。
2. 实验分析（1）卡诺定理验证：实验结果与卡诺定理相符，说明空气热机的工作原理符合热力学第二定律。
（2）热机效率：在一定误差范围内，随着热端温度升高，热机效率提高。
这是由于高温下，热机的热功转换效率更高。
（3）输出功率与转速：在一定误差范围内，热端温度一定时，输出功率随负载增大而变大，转速减小。
这是由于负载增大，热机输出功率增加，但转速减小，以满足负载需求。
六、实验结论1. 空气热机的工作原理符合热力学第二定律，验证了卡诺定理。
2. 热机效率与热端温度有关，高温下热机效率更高。
3. 输出功率与转速受负载影响，负载增大，输出功率增加，转速减小。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止烫伤。
小学空气加热实验报告
实验主题：空气加热实验实验时间：2023年X月X日实验地点：XX小学科学实验室实验对象：五年级一班全体学生实验指导老师：XXX一、实验目的1. 了解空气加热的基本原理。
2. 通过实验观察空气加热过程中气体的变化。
3. 培养学生的动手操作能力和观察能力。
二、实验原理空气加热实验是利用酒精灯加热装有空气的容器，使空气受热膨胀，观察空气受热后的变化。
实验中，空气分子在受热后运动速度加快，分子间距增大，从而使空气体积膨胀。
三、实验材料1. 酒精灯2. 试管3. 玻璃片4. 温度计5. 空气四、实验步骤1. 将空气收集在试管中，并用玻璃片封口。
2. 将试管倒置，插入温度计，确保温度计的感温球部在试管内。
3. 点燃酒精灯，将试管加热。
4. 观察温度计示数的变化，记录空气加热过程中的温度变化。
5. 观察试管内空气体积的变化，记录实验数据。
6. 实验结束后，熄灭酒精灯，将试管冷却至室温。
五、实验结果与分析1. 温度变化：实验过程中，温度计示数逐渐上升，说明空气在加热过程中温度升高。
2. 空气体积变化：实验过程中，观察到试管内空气体积逐渐膨胀，玻璃片被向上推起，说明空气在加热过程中体积增大。
根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 空气在加热过程中温度升高，体积增大。
2. 空气加热实验可以直观地观察到空气受热后的变化，有助于学生理解空气加热的基本原理。
六、实验讨论1. 实验过程中，为什么空气受热后体积会增大？答：空气受热后，空气分子运动速度加快，分子间距增大，从而使空气体积膨胀。
2. 实验过程中，如何确保实验结果的准确性？答：实验过程中，应确保酒精灯火焰稳定，加热均匀；同时，观察温度计示数和空气体积变化时，应尽量保持视线与温度计和试管平行，以减少误差。
七、实验总结本次空气加热实验让学生了解了空气加热的基本原理，通过动手操作和观察，培养了学生的动手操作能力和观察能力。
实验过程中，同学们积极参与，认真记录实验数据，取得了良好的实验效果。
空气热机实验报告
专业：应用物理题目：空气热机实验目的1. 理解热机原理及循环过程2. 测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理3. 测量热机输出功率随负载及转速的变化关系，计算热机实际效率实验仪器空气热机实验仪，空气热机测试仪，电加热器及电源，计算机（或双踪示波器）实验原理热机主机由高温区，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。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V 图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，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其中A 为每一循环中热机做的功，Q1 为热机每一循环从热源吸收的热量，Q2 为热机每一循环向冷源放出的热量，T1 为热源的绝对温度，T2 为冷源的绝对温度。
实验步骤（1）卡诺定理1.根据空气热机仪器说明书连线。
取下力矩计，将加热电压加到36 伏左右。
等待约6～10 分钟，加热电阻丝已发红后，用手顺时针拨动飞轮运转热机。
2.减小加热电压至第1 档（24 伏左右），调节示波器，观察压力和容积信号，以及压力和容积信号之间的相位关系等，并把P-V 图调节到最适合观察的位置。
3.等待约10 分钟，温度和转速平衡后，记录当前加热电压，并从热机测试仪（或计算机）上读取温度和转速，开启计算机软件，使用计算机软件读取P-V 图面积S并记录。
空气集热器测试方法
空气集热器测试方案及步骤根据工厂现有设备先做以下试验：1.结构刚度试验试验方法：集热器的短端和长端各抬高100mm，保持5min后复原，检查各部位连接处有无损坏及明显变形，着重观察型材有无变形、内集热板是否脱落、透明盖板及其密封状况、透明盖板有无应力接触，导致运输途中透明盖板易碎的情况。
依据：GB/T6424-2007中7.4.2规定。
（平板集热器国标）2.强度试验试验方法：将空气集热器按设计使用的支撑点将集热器水平放置，在透明盖板上放置垫板，在垫板上均匀铺放一层干砂，每平方米干砂质量为100Kg ，试验结束后检查集热器各部位有否破损或明显变形。
依据：GB/T6424-2007中7.5.2规定。
（平板集热器国标）3.淋雨试验试验方法：将空气集热器的进出口堵严，按40度倾角安放，用自来水喷淋集热器表面。
喷淋水与集热器采光面之间的角度不应小于20º，喷水量应不低于200kg/（m²*h），喷淋面积不应小于集热器外表面积的80%，持续15min。
试验后检查集热器有无渗水及存水情况。
依据：GB/T6424-2007中7.10规定。
（平板集热器国标）4.闷晒试验在环境温度为15℃以上的气候条件下，出口温度在110℃以上时，测试点：1.外观观察空气集热器外形无变形、开裂等问题2.当温度到110℃以上时，观察保温材料及型材和吸热板连接件的变形情况，出口观察有无异味气体。
3.在高温下测量透明盖板上、中、下的温度变化，在施加外力下能否破裂和出现划痕，导致产品质量和安全隐患。
4.在闷晒的情况下，测量并记录集热器温度测量数据包括：1.温度：进口温度、出口温度、中腔温度、吸热板温度、室外温度、型材外表面温度、透明盖板上中下温度2.湿度：室外空气湿度、出口空气湿度3.风速：室外风速、出口风速注：透明盖板上温度为透明盖板温度最高处温度，计算散热情况。
5.集热器角度的测试对于仅跟踪太阳方位角的实验台架，安装集热器时应使采光面的倾斜角为当地纬度±5º，但不应小于30º。
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。
空气热机实验报告
空气热机实验报告空气热机实验报告【实验目的】1．理解热机原理及循环过程2．测量不同冷热端温度时的热功转换值，验证卡诺定理3．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【实验原理】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。
热机中部为飞轮与连杆机构，工作活塞与位移活塞通过连杆与飞轮连接。
飞轮的下方为工作活塞与工作汽缸，飞轮的右方为位移活塞与位移汽缸，工作汽缸与位移汽缸之间用通气管连接。
位移汽缸的右边是高温区，可用电热方式或酒精灯加热，位移汽缸左边有散热片，构成低温区。
工作活塞使汽缸内气体封闭，并在气体的推动下对外做功。
位移活塞是非封闭的占位活塞，其作用是在循环过程中使气体在高温区与低温区间不断交换，气体可通过位移活塞与位移汽缸间的间隙流动。
工作活塞与位移活塞的运动是不同步的，当某一活塞处于位置极值时，它本身的速度最小，而另一个活塞的速度最大。
图1 空气热机工作原理当工作活塞处于最底端时，位移活塞迅速左移，使汽缸内气体向高温区流动，如图1 a所示；进入高温区的气体温度升高，使汽缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，如图1 b 所示，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞在最顶端时，位移活塞迅速右移，使汽缸内气体向低温区流动，如图1 c 所示；进入低温区的气体温度降低，使汽缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下运动，完成循环，如图1 d 所示。
在一次循环过程中气体对外所作净功等于P-V图所围的面积。
根据卡诺对热机效率的研究而得出的卡诺定理，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式中A为每一循环中热机做的功，Q1 为热机每一循环从热源吸收的热量，Q2为热机每一循环向冷源放出的热量，T1为热源的绝对温度，T2为冷源的绝对温度。