熱工測(cè)試原理與技術(shù)

目錄
前言
第1章 熱工測(cè)試的基礎(chǔ)知識(shí) 1
1.1 測(cè)量和儀表的基本知識(shí) 1
1.1.1 測(cè)量概述 1
1.1.2 測(cè)量儀表的分類和特性 1
1.2 相似理論和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?4
1.2.1 相似的基本概念 4
1.2.2 量綱分析和π定理 5
1.2.3 相似理論及其應(yīng)用 9
1.2.4 定性溫度和特征長度 13
1.3 測(cè)量誤差和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 14
1.3.1 測(cè)量誤差的基本概念 14
1.3.2 直接測(cè)量中隨機(jī)誤差的估計(jì) 16
1.3.3 間接測(cè)量中的誤差分析 23
1.3.4 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理 27
第2章 溫度和溫度場(chǎng)的測(cè)量 43
2.1 溫度和溫標(biāo) 43
2.2 溫度的測(cè)量和測(cè)溫儀表 45
2.2.1 膨脹式溫度計(jì) 45
2.2.2 壓力表式溫度計(jì) 48
2.2.3 電阻溫度計(jì) 51
2.2.4 熱電偶溫度計(jì) 55
2.2.5 光纖溫度計(jì) 65
2.2.6 聲波溫度計(jì) 67
2.2.7 噪聲溫度計(jì) 69
2.3 溫度場(chǎng)的光學(xué)測(cè)量 70
2.3.1 紋影儀 70
2.3.2 陰影儀 73
2.3.3 干涉儀 74
2.4 測(cè)溫技術(shù) 77
2.4.1 固體內(nèi)部溫度測(cè)量 77
2.4.2 表面溫度的測(cè)量 79
2.4.3 介質(zhì)溫度測(cè)量 83
2.4.4 動(dòng)態(tài)溫度的測(cè)量 87
2.5 測(cè)溫誤差分析 91
2.5.1 引線的導(dǎo)熱誤差 91
2.5.2 固體內(nèi)部溫度測(cè)量誤差 92
2.5.3 壁面溫度測(cè)量誤差 94
2.5.4 測(cè)溫管引起的介質(zhì)溫度測(cè)量誤差 100
2.5.5 溫度測(cè)量中的輻射誤差 101
2.6 溫度場(chǎng)的電模擬 103
參考文獻(xiàn) 105
第3章 壓力的測(cè)量 106
3.1 常用壓力計(jì)及其安裝 106
3.1.1 液柱式壓力計(jì) 106
3.1.2 彈性式壓力計(jì) 111
3.2 流體中的壓力測(cè)量 117
3.2.1 靜壓的測(cè)量 118
3.2.2 總壓的測(cè)量 121
3.2.3 壓力探針的測(cè)量誤差分析 122
3.3 測(cè)壓傳感器 124
3.3.1 電容式壓力傳感器 124
3.3.2 電感式壓力傳感器 125
3.3.3 電阻應(yīng)變式測(cè)壓傳感器 126
3.3.4 壓電式測(cè)壓傳感器 129
3.3.5 霍爾式壓力傳感器 131
3.3.6 力平衡式壓力(壓差)傳感器 132
3.3.7 測(cè)壓傳感器的安裝 133
3.4 真空測(cè)量 134
3.4.1 基本概念 134
3.4.2 熱偶真空計(jì) 134
3.4.3 電離真空計(jì) 135
3.4.4 磁控放電真空計(jì) 135
3.4.5 放射性電離真空計(jì) 137
參考文獻(xiàn) 138
第4章 流速和流量的測(cè)量 139
4.1 流速的測(cè)量 139
4.1.1 流體速度大小的測(cè)量 139
4.1.2 流速測(cè)量技術(shù) 142
4.2 流量的測(cè)量 144
4.2.1 容積式流量測(cè)量方法和儀表 145
4.2.2 速度式流量測(cè)量方法和儀表 147
4.2.3 壓差式流量測(cè)量方法和儀表 154
4.2.4 其他型式的流量計(jì) 159
參考文獻(xiàn) 164
第5章 功率、熱流和熱焓的測(cè)量 165
5.1 功率的測(cè)量 165
5.1.1 電加熱功率 165
5.1.2 熱機(jī)功率 166
5.2 熱流的測(cè)量 167
5.2.1 傳導(dǎo)型熱流計(jì)的工作原理 168
5.2.2 熱流計(jì)的標(biāo)定和測(cè)量誤差 169
5.2.3 熱流計(jì)的使用 171
5.3 氣流熱焓的測(cè)量 172
5.3.1 水冷式總焓探針 172
5.3.2 吸熱式總焓探針 174
5.3.3 高溫?zé)犰实臏y(cè)量 175
參考文獻(xiàn) 178
第6章 氣液兩相流的測(cè)量技術(shù) 179
6.1 兩相流體流量的測(cè)量 179
6.1.1 節(jié)流法 179
6.1.2 分離法 181
6.2 空隙率的測(cè)量 184
6.2.1 快關(guān)閥法 184
6.2.2 電阻抗法 185
6.2.3 衰減法 185
6.3 濕蒸汽干度的測(cè)定 187
6.3.1 分離法 187
6.3.2 節(jié)流法 188
6.3.3 加熱法 189
6.3.4 化學(xué)法測(cè)定蒸汽的濕度 190
6.4 液膜厚度的測(cè)量 190
6.4.1 電導(dǎo)探針法 190
6.4.2 熒光強(qiáng)度法 191
6.4.3 全反射法 192
6.5 過程層析成像技術(shù) 192
6.5.1 基本原理 193
6.5.2 重建原理 194
6.5.3 在兩相流測(cè)量中的應(yīng)用 194
6.5.4 過程層析成像技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn) 195
參考文獻(xiàn) 195
第7章 工質(zhì)的熱物理性質(zhì)及其測(cè)定方法 198
7.1 熱物性學(xué)概說 198
7.2 比熱容的測(cè)定 199
7.2.1 絕熱量熱法 199
7.2.2 水卡計(jì) 201
7.2.3 氣體定壓比熱測(cè)定儀 202
7.2.4 非絕熱量熱法 203
7.3 導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)的測(cè)定——穩(wěn)態(tài)法 208
7.3.1 平板法 209
7.3.2 圓管法 214
7.3.3 軸向熱流法 215
7.3.4 圓球法 216
7.3.5 比較法 217
7.4 導(dǎo)熱系數(shù)和導(dǎo)溫系數(shù)的測(cè)定——非穩(wěn)態(tài)法 221
7.4.1 正規(guī)工況法 222
7.4.2 準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)法 226
7.4.3 熱線法 228
7.4.4 恒熱流平面熱源法 230
7.4.5 熱脈沖法 233
7.4.6 3ω法 235
7.4.7 周期熱流法 236
7.5 黏度的測(cè)定 238
7.5.1 圓管層流法 240
7.5.2 落球式黏度計(jì) 241
7.5.3 旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì) 243
7.5.4 恩格勒黏度計(jì) 244
7.5.5 毛細(xì)管法 245
7.6 絕熱指數(shù)的測(cè)定 246
7.7 實(shí)際氣體p-v-T關(guān)系的測(cè)定 248
7.7.1 直接法 248
7.7.2 間接法 249
參考文獻(xiàn) 252
第8章 流體流動(dòng)實(shí)驗(yàn)研究 254
8.1 流動(dòng)顯示 254
8.1.1 雷諾顯示 254
8.1.2 煙流法—煙風(fēng)洞 256
8.1.3 粒子圖像測(cè)速技術(shù) 257
8.1.4 激光誘導(dǎo)熒光技術(shù) 258
8.1.5 紋影技術(shù) 258
8.1.6 流動(dòng)層析成像技術(shù) 260
8.1.7 全息干涉技術(shù) 261
8.1.8 粒子紋影一體化流動(dòng)顯示技術(shù) 263
8.2 流體在管內(nèi)的流動(dòng) 273
8.3 風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 276
8.3.1 絕流物體表面的壓力分布 277
8.3.2 平板附面層的速度分布 280
8.4 氣體在噴管中的流動(dòng) 282
參考文獻(xiàn) 284
第9章 熱輻射 286
9.1 物體的黑度及其測(cè)定方法 286
9.1.1 量熱計(jì)法 286
9.1.2 正規(guī)工況法 288
9.1.3 輻射法 290
9.2 角系數(shù)的測(cè)定方法 293
9.3 輻射測(cè)溫 297
9.3.1 熱輻射測(cè)溫的物理基礎(chǔ) 297
9.3.2 輻射式高溫計(jì) 298
9.4 輻射熱流計(jì) 306
9.4.1 板式輻射熱流計(jì) 306
9.4.2 光電式熱流計(jì) 307
9.4.3 空心橢球式全輻射熱流計(jì) 307
9.4.4 瞬態(tài)輻射熱流計(jì) 309
9.5 紅外技術(shù)和熱像儀 310
9.5.1 紅外測(cè)溫儀 310
9.5.2 熱像儀 312
參考文獻(xiàn) 315
第10章 對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)研究 316
10.1 用量熱法測(cè)定對(duì)流換熱系數(shù) 317
10.2 熱-質(zhì)比擬法測(cè)定對(duì)流換熱系數(shù) 318
10.2.1 熱-質(zhì)比擬的基本概念 318
10.2.2 萘升華技術(shù)比擬對(duì)流換熱的實(shí)驗(yàn)研究 319
10.2.3 氨吸收技術(shù)比擬對(duì)流換熱 322
10.2.4 電化學(xué)方法比擬對(duì)流換熱 324
10.3 流體自由運(yùn)動(dòng)時(shí)的換熱 325
10.3.1 大空間自然對(duì)流換熱 325
10.3.2 有限空間自然對(duì)流換熱 328
10.4 流體受迫流動(dòng)時(shí)的換熱 329
10.4.1 圓管內(nèi)湍流受迫對(duì)流換熱 330
10.4.2 流體縱掠平板時(shí)的換熱 333
10.4.3 外部繞流物體的對(duì)流換熱 334
10.5 液體沸騰換熱的研究 336
10.5.1 氣泡在加熱面上成長和脫離的研究 337
10.5.2 池內(nèi)水平表面上的沸騰換熱 338
10.5.3 管內(nèi)流動(dòng)沸騰換熱的研究 340
10.5.4 沸騰臨界熱流密度的實(shí)驗(yàn)測(cè)量 341
10.5.5 沸騰換熱的強(qiáng)化 343
10.6 蒸汽凝結(jié)時(shí)的換熱 346
10.6.1 豎壁上蒸汽的膜狀凝結(jié) 346
10.6.2 珠狀凝結(jié)換熱的研究 348
10.6.3 冷凝換熱的強(qiáng)化 349
10.7 換熱器實(shí)驗(yàn) 350
10.7.1 換熱器傳熱系數(shù)的測(cè)定 350
10.7.2 換熱器單側(cè)換熱系數(shù)的測(cè)定 353
參考文獻(xiàn) 357