热工实验室验收汇报课件

热物理与热工实验室建设热物理与热工实验室建设项目结题汇报提纲项目结题汇报提纲热能系热工教学实验室热能系热工教学实验室段远源段远源热物理与热工实验室建设项目结题汇报提纲热能系热工教学实验室1报告提要报告提要热工教学实验室建设前状况热工教学实验室建设前状况国内外部分高校调研情况与本实验国内外部分高校调研情况与本实验室的建设思路室的建设思路已完成的主要工作已完成的主要工作发展思路与前景发展思路与前景报告提要热工教学实验室建设前状况2热工实验室简介热工实验室简介热工教学及实验热工教学及实验l机械学院基础平台课，每年为包括机械学院，工物，电机，建筑技术等系30多个班开课；l实验教学的重要性：创新性、动手能力历史简介历史简介l始建于1952年，国内高水平实验室之一l80年代曾拥有专职实验技术人员5人、熟练技术工人3人，可开出10多个教学实验 建设前基本情况热工实验室简介热工教学及实验建设前基本情况3项目启动前的状态项目启动前的状态(2000年年8月月)教学实验数量萎缩教学实验数量萎缩西主楼加固、实验室房屋被抢占、实验西主楼加固、实验室房屋被抢占、实验室搬迁；旧土木馆当时已成危房，使新室搬迁；旧土木馆当时已成危房，使新实验室建设工作受到巨大冲击；实验室建设工作受到巨大冲击；由于加固搬迁等实际情况及长期缺乏必由于加固搬迁等实际情况及长期缺乏必要的资金进行维护，要的资金进行维护，现有设备状况不佳现有设备状况不佳人力资源人力资源建设前基本情况项目启动前的状态(2000年8月)教学实验数量萎缩建设前基本4教学实验设备状况圆球导热教学实验设备状况圆球导热可观察非稳态升温过程现状：仅1台可用问题：自动记录仪较老，已买不到配件，热电偶连接出现问题稳态导热实验现状：2台可用问题：热电偶连接出现问题、使用万用表后，学生操作过于简单，动手不足建设前基本情况教学实验设备状况圆球导热可观察非稳态升温过程稳态导热实验建5教学实验设备状况平板导热教学实验设备状况平板导热非稳态平板导热，同时测量导热系数和导温系数现状：4台可用(其中1台有一些小故障)，维护最好的一个实验台；建设前基本情况教学实验设备状况平板导热非稳态平板导热，同时测量导热系数和6教学实验设备状况其它设备教学实验设备状况其它设备自然对流因西主楼加固需在该房间打自然对流因西主楼加固需在该房间打隔断已拆分，恢复需特殊装修房间、热隔断已拆分，恢复需特殊装修房间、热电偶等全部更新；电偶等全部更新；强迫对流故障较多，已不可用；强迫对流故障较多，已不可用；其他设备很多听说过，但现状不清楚；其他设备很多听说过，但现状不清楚；建设前基本情况教学实验设备状况其它设备自然对流因西主楼加固需在该房间打7教学实验状况人员情况教学实验状况人员情况当时本实验室无专职实验技术人员当时本实验室无专职实验技术人员直接责任教师直接责任教师l彭晓峰教授：实验室建设项目总负责人l雷树业教授l段远源副教授：热工教学实验室主任主要问题：对热工实验国内外的发展现状不主要问题：对热工实验国内外的发展现状不清楚；对实验室长期发展缺乏长期的深入的清楚；对实验室长期发展缺乏长期的深入的考虑；对建设中可利用资源情况不清楚；对考虑；对建设中可利用资源情况不清楚；对实验室的管理工作缺乏必要的经验实验室的管理工作缺乏必要的经验建设前基本情况教学实验状况人员情况当时本实验室无专职实验技术人员建设前基8调研目的与内容调研目的与内容目的：了解热工教学实验室发展现状及建设规目的：了解热工教学实验室发展现状及建设规划，为本实验室建设提供参考，建设一流的参划，为本实验室建设提供参考，建设一流的参照系在哪里？照系在哪里？主要形式：专程或利用出差机会，参观、座谈、主要形式：专程或利用出差机会，参观、座谈、索取有关资料索取有关资料时间自时间自2000年年11月开始，先后到东南大学、北月开始，先后到东南大学、北工大、北航、北科大、华中科大、海军工程大工大、北航、北科大、华中科大、海军工程大学、哈工大和西交大等院校进行调研学、哈工大和西交大等院校进行调研对国外情况进行了文献调研，并利用学术交流对国外情况进行了文献调研，并利用学术交流的机会对日本东京大学和京都大学进行了调研的机会对日本东京大学和京都大学进行了调研国内高校调研情况调研目的与内容目的：了解热工教学实验室发展现状及建设规划，为9总体情况总体情况各学校教学实验室的定位与特色不尽相同，有的以各学校教学实验室的定位与特色不尽相同，有的以结合课程讲授为主，有的单独开课并结合科研，几结合课程讲授为主，有的单独开课并结合科研，几所兄弟院校的基本情况为所兄弟院校的基本情况为l哈工大：1989年荣获国家级教学成果特等奖，基础雄厚，近年创新不多l华中科大：资源(如实验用房)可观，结合工程实际甚至有很多热工设备的拆装，教学科研结合l西交大：积累多，西迁后未受过重大冲击，近年来投入了大量资源用于建设l北航：实验室规模不大但有一些有特色的实验(如管内紊流换热和热电偶焊接和标定等)l北科大：基本涵盖了热工教学的基本实验国内高校调研情况总体情况各学校教学实验室的定位与特色不尽相同，有的以结合课程10西安交通大学情况简介西安交通大学情况简介基本情况基本情况 能动学院本身规模庞大能动学院本身规模庞大(15个班个班/年年)，同时为，同时为机械、环境、人文等学院开课及实验，实验机械、环境、人文等学院开课及实验，实验人数人数4000人次人次/年；面积年；面积300多平米；隶属于多平米；隶属于热与流体实验中心，热工部分专职实验技术热与流体实验中心，热工部分专职实验技术人员人员3人，教师人，教师8人；人；“211”已投资已投资100万，万，“985”投入投入45万，全部用于设备改造万，全部用于设备改造(无装无装修修)。教育部热工教学指导委员会主任陶文铨、。教育部热工教学指导委员会主任陶文铨、委员何雅玲在该教研组，信息较灵；原有基委员何雅玲在该教研组，信息较灵；原有基础较好，多年积累较多；新建实验台少，多础较好，多年积累较多；新建实验台少，多数属于改造。数属于改造。国内高校调研情况西安交通大学情况简介基本情况国内高校调研情况11西安交通大学西安交通大学特色1：实验数量多法向黑度实验台喷管实验，4套可实现不同功能国内高校调研情况西安交通大学特色1：实验数量多法向黑度实验台喷管实验，4套可12西安交通大学西安交通大学特色2：演示实验多沸腾现象演示顺排和叉排管束流动尾迹国内高校调研情况西安交通大学特色2：演示实验多沸腾现象演示顺排和叉排管束流动13西安交通大学西安交通大学特色3：积累的模型及实物教具多锅炉模型汽轮机叶片实物汽轮机模型国内高校调研情况西安交通大学特色3：积累的模型及实物教具多锅炉模型汽轮机叶片14西安交通大学西安交通大学特色4：大量使用展板换热器温度测量压力测量蒸汽动力循环制冷循环国内高校调研情况西安交通大学特色4：大量使用展板换热器温度测量压力测量蒸汽动15热工教学实验总体感觉热工教学实验总体感觉热工教学实验总体发展不够快热工教学实验总体发展不够快l学校普遍重视不够：传统系科、实验和讲课l教学实验工作量计算方法l经济转轨与浮躁心态，新人不足近几年普遍提高重视程度，大力投资建设，近几年普遍提高重视程度，大力投资建设，制定了发展规划制定了发展规划现代教学实验原有实验现代教学实验原有实验+计算机控制？计算机控制？l问题1：投资较大l问题2：学生动手机会反而减少国内高校调研情况热工教学实验总体感觉热工教学实验总体发展不够快国内高校调研情16本实验室建设思路本实验室建设思路不宜简单模仿不宜简单模仿l丰富手段需要长期积累l资源有限：面积(我们只有260平米)、人力l近年来实验手段、科学研究的新发展一流的热工学实验室首先是为培养一流人才一流的热工学实验室首先是为培养一流人才服务的实验室服务的实验室l服务于热工实验教学在高水平、创造性人才培养全局中的地位l着力提高真正的动手能力、培养创新精神国内高校调研情况本实验室建设思路不宜简单模仿国内高校调研情况17本实验室建设思路本实验室建设思路高水平、有特色、围绕人才培养建设，不搞外延高水平、有特色、围绕人才培养建设，不搞外延式发展式发展(定位、资源都不允许定位、资源都不允许)；实验室的实验室的“可持续发展可持续发展”，建设要为未来的发展，建设要为未来的发展预留空间，要有超前的眼光；预留空间，要有超前的眼光；实验室建设的思路实验室建设的思路l保持适量的配合课堂教学的教学实验，满足低学时要求的需要；l突出实验操作技能和新实验手段的培养，为科研工作做准备；l强化实验教学建设，部分知识完全通过实验来认识和学习，向若干门面向不同层次学生的课程方向发展；l从培养人的角度出发，探索实验教学新形式和学生与实验室“亲密接触”的新渠道。国内高校调研情况本实验室建设思路高水平、有特色、围绕人才培养建设，不搞外延式18实验室基本条件建设实验室基本条件建设旧土木馆的加固、简单装修；旧土木馆的加固、简单装修；l实验室面积有限，要给未来发展预留空间，壁柜、实验桌、办公室；l加装了计算机控制的电子门禁系统，加强安全工作，只需换装非接触式IC卡读卡器即可与学校一卡通通用，面向未来需要；l专门定制了实验桌，电源统一布置，安全美观水电扩容和重新布置；水电扩容和重新布置；已完成的工作实验室基本条件建设旧土木馆的加固、简单装修；已完成的工作19实验室基本条件建设实验室基本条件建设人员配备：人员配备：l2001年8月，从系内其他研究所聘请了一位具有丰富经验的实验技术人员宋艺新高级实验师l2001年9月起，聘请3位助教博士生(其中1位为自筹经费)基本实验条件：基本实验条件：l通过本所的海外访问教授，从国外购买了价值8万元的美国Omega公司的高性能热电偶；l多台套直流稳压电源(30V/2A-300V/10A)，高等级标准电阻、冰瓶、制冷设备、计算机2台、投影仪、热电偶焊接机5台、常用工具配件等；已完成的工作实验室基本条件建设人员配备：已完成的工作20恢复和改进的教学实验台恢复和改进的教学实验台稳态导热实验台稳态导热实验台(4套套)：重建，原实验台上仅：重建，原实验台上仅球壳可用，针打式记录仪更换为电子记录仪。球壳可用，针打式记录仪更换为电子记录仪。已完成的工作基本教学实验台恢复和改进的教学实验台稳态导热实验台(4套)：重建，原实验台21恢复和改进的教学实验台恢复和改进的教学实验台非稳态导热非稳态导热(4套套)：重建，更新了实验试材：重建，更新了实验试材和数据采集计算机，重新设计了台架和数据采集计算机，重新设计了台架已完成的工作基本教学实验台恢复和改进的教学实验台非稳态导热(4套)：重建，更新了实验试22新建的教学实验台新建的教学实验台自然对流实验台自然对流实验台(1套共套共8根不同加热管根不同加热管)：隔断、：隔断、实验桌、支架、强电和信号线的布置，直流加热实验桌、支架、强电和信号线的布置，直流加热功率精密测量技术。功率精密测量技术。已完成的工作基本教学实验台新建的教学实验台自然对流实验台(1套共8根不同加热管)：隔断23新建的教学实验台新建的教学实验台受迫对流实验台受迫对流实验台(2套套2种直径加热管种直径加热管)：不同直径加：不同直径加热管和多种实验段、变频风机精密调节工况热管和多种实验段、变频风机精密调节工况(保留保留档风板档风板)、直流加热精密功率测量、精密微差压测、直流加热精密功率测量、精密微差压测量测速技术等量测速技术等已完成的工作基本教学实验台新建的教学实验台受迫对流实验台(2套2种直径加热管)：不同直24新建的教学实验台新建的教学实验台中温法向辐射率测量仪中温法向辐射率测量仪(4套套)：比较法测量铜板表：比较法测量铜板表面辐射率面辐射率已完成的工作基本教学实验台新建的教学实验台中温法向辐射率测量仪(4套)：比较法测量铜板25新建的教学实验台新建的教学实验台饱和蒸气压实验台：程序升温、控温，温度数字显饱和蒸气压实验台：程序升温、控温，温度数字显示，接点式压力表和超温自动断电技术，近示，接点式压力表和超温自动断电技术，近10年来年来首次恢复热力学实验台首次恢复热力学实验台已完成的工作基本教学实验台新建的教学实验台饱和蒸气压实验台：程序升温、控温，温度数字显26新建的教学实验台新建的教学实验台以观察为主的实验台以观察为主的实验台已完成的工作基本教学实验台综合传热实验台综合传热实验台制冷热泵循环演示仪制冷热泵循环演示仪新建的教学实验台以观察为主的实验台已完成的工作基本教学实验台27新建的教学实验台新建的教学实验台二维温度场的电比拟二维温度场的电比拟(4套套)：利用电场和温利用电场和温度场准则方程的一致性，使用电学方法研究度场准则方程的一致性，使用电学方法研究复杂形状导热问题；复杂形状导热问题；接触热阻实验接触热阻实验(4套套)：使用不同材料组成导使用不同材料组成导热实验装置，可定性和定量地研究接触热阻热实验装置，可定性和定量地研究接触热阻及其减小措施；及其减小措施；变截面导热实验变截面导热实验(4套套)：使用变截面方法模使用变截面方法模拟变物性导热问题；拟变物性导热问题；微尺度热现象观察实验微尺度热现象观察实验(1套套)：使用显微镜使用显微镜观察液滴等微细结构内部的传热问题。观察液滴等微细结构内部的传热问题。已完成的工作基本教学实验台新建的教学实验台二维温度场的电比拟(4套)：利用电场和温度28热能工程专业技术基础实验平台热能工程专业技术基础实验平台 温度传感器静态校准实验温度传感器静态校准实验 温度传感器动态特性实验温度传感器动态特性实验 高温辐射温度测量实验高温辐射温度测量实验 压力传感器静、动态压力特性校准实验压力传感器静、动态压力特性校准实验 测压管校准曲线测取实验测压管校准曲线测取实验 节流式流量测量实验节流式流量测量实验 两相流流量测量实验两相流流量测量实验 电阻炉温度控制实验电阻炉温度控制实验 多容水箱水位控制实验多容水箱水位控制实验 已完成的工作基本教学实验台热能工程专业技术基础实验平台 温度传感器静态校准实验 已完成29便携式红外测温实验便携式红外测温实验已完成的工作基本教学实验台便携式红外测温实验已完成的工作基本教学实验台30流量和压力测量系统流量和压力测量系统已完成的工作基本教学实验台流量和压力测量系统已完成的工作基本教学实验台31热电阻测温实验热电阻测温实验已完成的工作基本教学实验台热电阻测温实验已完成的工作基本教学实验台32电阻炉和温控箱电阻炉和温控箱已完成的工作基本教学实验台电阻炉和温控箱已完成的工作基本教学实验台33关键测控仪器关键测控仪器主要目的：主要目的：l构成一个高水平实验室的必要条件；l为学生将来在科研中的应用创造条件；l为开设学生自主的创造性、高水平的实验创造条件；选择原则：选择原则：l对于热工实验是核心关键设备，通用性好；l财力可及并多方调研货比三家，教育折扣；l基本物理量测量要高水平，且能多台套形成“合力”和“战斗力”，而不是仪器的堆砌。已完成的工作贵重设备仪器关键测控仪器主要目的：已完成的工作贵重设备仪器34关键测控仪器关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器Hart6022高精度恒温槽40-300 C/0.001 KHart1590超级电阻测温仪1ppm，相当于0.0001 K一等标准铂电阻温度计(昆明)0-400 C/0.001 K关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器Hart6022高精度恒35关键测控仪器关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器BP4100S4100g/0.01gAB403-N210g/0.0001gPR1203,1210g/0.001g关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器BP4100SAB40336关键测控仪器关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器Agilent高速采集仪4.5位，100k/sAgilent34420高精度数字万用表7.5位(nV、m表)关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器Agilent高速采集仪37关键测控仪器关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器2台高精度数字压力计台高精度数字压力计Yokogawa MT210(分别为分别为0-130kPa和和0.1-30MPa)关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器2台高精度数字压力计Yo38关键测控仪器关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器F100/110涡轮分子泵涡轮分子泵真空机组真空机组(10-6Pa)；关键测控仪器已完成的工作贵重设备仪器F100/110涡轮分子39其它关键测控仪器其它关键测控仪器8台台6.5位高精度数字万用表位高精度数字万用表Agilent34401A；2台台60路多路数据采集仪路多路数据采集仪Agilent34970；工作基准级的铂电阻温度计，三相点瓶，三工作基准级的铂电阻温度计，三相点瓶，三相点保持装置；相点保持装置；非接触式测温的红外温度测量仪；非接触式测温的红外温度测量仪；已完成的工作贵重设备仪器其它关键测控仪器8台6.5位高精度数字万用表Agilent340实验教学新形式的探索实验教学新形式的探索传统教学实验的缺陷：越是精巧的实验对传统教学实验的缺陷：越是精巧的实验对教师设计和准备实验的要求越高，需要学教师设计和准备实验的要求越高，需要学生动手的机会越少；生动手的机会越少；新的探索：结合我系所实行的本科生导师新的探索：结合我系所实行的本科生导师制以及学校的制以及学校的SRT计划，让学生全面参与计划，让学生全面参与教学实验台本身的设计制作，从理论推导、教学实验台本身的设计制作，从理论推导、数值计算、样品试制、零件采购、联系加数值计算、样品试制、零件采购、联系加工、设计改进等得到全过程训练，目前已工、设计改进等得到全过程训练，目前已经进行了初步的探索。经进行了初步的探索。已完成的工作实验教学新形式的探索传统教学实验的缺陷：越是精巧的实验对教师41实验室规章制度建设实验室规章制度建设仪器设备管理制度仪器设备管理制度仪器设备损坏仪器设备损坏(遗失遗失)赔偿制度赔偿制度各种贵重仪器的使用管理细则和操作规程各种贵重仪器的使用管理细则和操作规程实验室安全管理制度实验室安全管理制度(注：包括门禁管理细则注：包括门禁管理细则)实验室技术安全管理制度实验室技术安全管理制度实验室人员管理制度实验室人员管理制度l实验室主任岗位职责l实验室教师岗位职责l实验室技术人员岗位职责l财产管理员岗位职责教学实验管理和考核办法教学实验管理和考核办法已完成的工作实验室规章制度建设仪器设备管理制度已完成的工作42建设指标完成情况建设指标完成情况原计划三年开出实验原计划三年开出实验18-24个，现在实际已建个，现在实际已建成成21种种48台套教学实验装置；台套教学实验装置；原定计划每年可接收原定计划每年可接收2000人次实验，现在实人次实验，现在实际接收能力为际接收能力为3000-3500人次，尽管还在完人次，尽管还在完善中及非典影响，本学年度接收善中及非典影响，本学年度接收1700人次；人次；专业实验部分每年专业实验部分每年800人次。人次。按照原定计划完成了实验指导书的编写，并按照原定计划完成了实验指导书的编写，并结合实际情况进行了进一步完善；结合实际情况进行了进一步完善；完善了实验室制度和贵重仪器管理方法，按完善了实验室制度和贵重仪器管理方法，按学校规定上墙展示并严格执行。学校规定上墙展示并严格执行。已完成的工作建设指标完成情况原计划三年开出实验18-24个，现在实际已建43其它建设成果其它建设成果完成毕业设计完成毕业设计3人次；完成人次；完成SRT计划计划3项、参加项、参加7人人次；次；获校获校SRT优秀项目二等奖一项次优秀项目二等奖一项次；完成教学与管理论文完成教学与管理论文4篇（均已发表或已接收），篇（均已发表或已接收），准备申请专利准备申请专利2项；项；l宋艺新.营造良好的实验环境，培养高素质人才.实验实验技术与管理技术与管理，2002,19(6):102-105 l裴胜利，宋艺新.加强实验室技术安全管理与建设.清清华大学实验室技术安全工作论文汇编华大学实验室技术安全工作论文汇编,2002,17:18-20 l陈君.微尺度热现象可视化教学实验装置.实验技术与实验技术与管理管理(已接收)l宋艺新，段远源.空气沿横管外表面自然对流实验系统.实验技术与管理实验技术与管理(已接收)已完成的工作其它建设成果完成毕业设计3人次；完成SRT计划3项、参加7人44技能培养和设计性实验技能培养和设计性实验审慎选择热力学实验台，完成基本实验布局；审慎选择热力学实验台，完成基本实验布局；设计开发热电偶焊接和标定实验；设计开发热电偶焊接和标定实验；利用高速采集仪设计开发瞬态传热实验；利用高速采集仪设计开发瞬态传热实验；Burnett法测量流体法测量流体PVT性质实验；性质实验；非接触式温度场测量实验；非接触式温度场测量实验；结合工程热物理学术研究的最新进展，引入最新科结合工程热物理学术研究的最新进展，引入最新科研成果，尤其是复杂和极端条件下的热物理实验，研成果，尤其是复杂和极端条件下的热物理实验，突破已有实验范式；突破已有实验范式；继续突出本实验室在热物性和基本物理量测量方面继续突出本实验室在热物性和基本物理量测量方面的优势，建设成热物性实验基地、热工实践和技能的优势，建设成热物性实验基地、热工实践和技能培训中心培训中心计划开展的工作技能培养和设计性实验审慎选择热力学实验台，完成基本实验布局；45管理和基本条件管理和基本条件继续加强关键仪器管理，完善操作规程和管继续加强关键仪器管理，完善操作规程和管理细则，在保证教学前提下为科研提供服务；理细则，在保证教学前提下为科研提供服务；向全年全天向全校研究生和本科生开放的目向全年全天向全校研究生和本科生开放的目标努力，实现学生自主选择实验项目、实验标努力，实现学生自主选择实验项目、实验时间、自己动手完成实验全过程。时间、自己动手完成实验全过程。计划开展的工作管理和基本条件继续加强关键仪器管理，完善操作规程和管理细则，46困难和困惑困难和困惑实验室建设需要学校长期的支持，不能一曝实验室建设需要学校长期的支持，不能一曝十寒，不能回到过去繁荣和衰落循环的怪圈；十寒，不能回到过去繁荣和衰落循环的怪圈；教学和科研实验室的关系：分与合，水乳交教学和科研实验室的关系：分与合，水乳交融还是泾渭分明？教师的投入问题，手段？融还是泾渭分明？教师的投入问题，手段？如何评价实验技术人员的工作绩效，如何留如何评价实验技术人员的工作绩效，如何留住人？不敢进人的重要原因之一。住人？不敢进人的重要原因之一。固定编制和流动编制人员的有效组合问题，固定编制和流动编制人员的有效组合问题，助教博士生的使用，岗位的保证。助教博士生的使用，岗位的保证。困难和困惑实验室建设需要学校长期的支持，不能一曝十寒，不能回47谢谢各位老师！谢谢各位老师！谢谢各位老师！48