制冷与低温实验
课程信息
| 课程名称／课程号 | 适用范围与修读要求 |
|---|---|
| 制冷与低温实验 ENER4004M |
低温 · 25级及以前、26级 专业必修 · 方向必修 |
课程简介
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本课程是重要实践性教学环节。本课程的目的是通过实验加深学生对课堂教学内容的理解，尤其是制冷与低温方面的原理性试验以及相关的测控技术，培养学生独立动手和分析解决实际问题的能力，掌握实验技巧，树立实事求是的科学态度，为毕业设计环节奠定基础。
来源：教务网。
课程内容
分数构成
评价方法：加强过程性考核，加强学生主动学习、批判思维、理解运用能力的培养。
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实验报告占80%；实验报告应包括实验目的、实验原理、实验装置及测试仪器、实验内容和步骤、实验数据记录与处理、实验结果与分析、思考题等内容。
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实验设计及答辩占20％；分小组并以小组为单位设计1项实验，完成实验指导书的编写并由小组全体人员以PPT形式进行讲解与答辩。
课程大纲
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第一次：绪论
主要内容：介绍制冷与低温实验的实验对象和研究内容，重点讲授实验室操作基本流程与实验安全注意事项。
第二次：暖通空调实验
实验目的：了解暖通空调性能测试实验平台的结构及工作过程，掌握空气焓差法空调性能测试基本原理。
主要内容：
1）熟悉正确操作设备和使用测量仪器。
2）全空气空调系统的工作原理和常规空气处理箱的结构。
3）温度、湿度等表征湿空气状态的参数的测量和控制方法。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）实验系统中，能够影响空调室内状态的连续性操作变量有哪些？
2）从实验系统看，中央空调中的设备可能会产生较大的噪音，为避免这些噪音传入空调房间内，可以采取的措施。
第三次：换热器性能实验
实验目的：了解换热器的结构及操作法方法，掌握换热器的主要性能指标及测定方法。
主要内容：
1）测试板式换热器在不同运行工况下的传热系数和压力损失。
2）温度、压力、功率和换热量等参数的测量和控制。
3）蒸发器性能和循环的测量方法。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）可以通过哪些方法提高换热器的换热系数。
2）实验结果的误差来源和可靠性。
3）各个参数对换热系数大小的影响规律。
第四次：气-气热泵实验
实验目的：了解热泵装置的构成、工作过程及技术指标，并测试其性能。
主要内容：
1）热泵装置的组成，制冷与供热的对立统一关系；
2）热力完善度衡量热泵性能的主要技术指标；
3）热泵和蒸汽压缩制冷机的工作过程。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）热泵的循环效应和结霜效应对于全面衡量热泵性能的影响。
2）通过实验，如何改进热泵装置及其扩大应用。
第五次：单级压缩制冷循环性能测试
实验目的：了解并测试若干工况下单级压缩制冷循环的制冷量、耗功等热力性能。
主要内容：
1）测试同一压缩机在使用同一制冷剂时，若干工况下的制冷量、耗功及制冷系数等热力性能，加深认识蒸汽式制冷机的操作特性。
2）温度、压力、功率和制冷量等参数的测量和控制。
3）制冷循环热力计算方法。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）在实验中最难和最容易调整和稳定的参数。
2）各循环状态参数对循环性能相互影响原理。
3）测量第二制冷剂压力的必要性。
4）吸气温度与蒸发温度、排气压力与冷凝压力的关系。
第六次：低温热电偶温度计的制作
实验目的：了解热电偶的工作原理，掌握其制作方法。
主要内容：
1）了解低温热偶线的不均匀性；
2）热电偶的制作方法；
3）低温热电偶定点比对标定方法。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）热电偶温度计标定方法。
2）单一金属回路产生附加热电势的原理。
3）固定点温度准确测量的必要条件，标准温度测温的必要性。
4）降低热偶线因不均匀性引入的测温误差的方法。
第七次：制冷剂饱和蒸汽压测定
实验目的：了解实验台的构成、工作过程及性能指标，掌握饱和蒸汽压的操作及测试。
主要内容：
1）熟悉正确操作设备和使用测量仪器。
2）全空气空调系统的工作原理和常规空气处理箱的结构。
3）温度、湿度等表征湿空气状态的参数的测量和控制方法。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）实验系统中，能够影响空调室内状态的连续性操作变量有哪些？
2）从实验系统看，中央空调中的设备可能会产生较大的噪音，为避免这些噪音传入空调房间内，可以采取的措施。
第八次：脉管制冷机制冷性能测试
实验目的：熟悉脉管制冷机的构成、工作过程及性能指标，掌握脉管制冷机的操作及性能测试。
主要内容：
1）脉管制冷机的工作原理；
2）脉管制冷机性能试验装置，其主要部件和连接关系；
3）测量有关压力、温度、功率，对脉管制冷要进行定性分析，了解制冷温度和制冷功率的影响因素。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）脉管制冷机基本型式及制冷原理。
2）脉管制冷机结构布置方式种类。
第九次：吸附式制冷系统性能测试
主要内容：
1）了解吸附剂的吸附原理及性能；
2）掌握间歇式基本吸附制冷循环，了解吸附床设计对系统性能的影响；
3）学习COP、SCP等吸附系统性能关键指标，对制冷循环进行定量计算。
4）其它内容详见实验指导书。
课后思考：
1）介绍双床吸附制冷系统的部件设置及操作流程。
2）给出各种热量的表达式，计算理论COP
3）有哪些提高SCP的手段？
第十次：课程答辩与考核
主要内容：实验操作及自主设计实验的考核与答辩。
附：授课时间表（总计32课时）
周次 |
学时 |
教学内容（要点） |
课程思政融入点和实施方法 |
教学形式（理论、讨论、实践、实验、测试等） |
1 |
4 |
绪论 暖通空调实验 |
思政融入点：绿色环保与社会责任 实施方法：在讲授暖通空调的工作原理与性能测试时，结合全球气候变化与节能减排，讨论节能环保技术的重要性，引导学生思考如何通过技术创新减少能耗与噪声污染，增强学生的环保意识和社会责任感。 |
理论讲授 分组实验 |
2 |
4 |
换热器性能实验 |
思政融入点：科技创新与可持续发展 实施方法：在探讨提高换热器换热系数和优化设计时，结合国家对科技创新的需求和可持续发展的要求，鼓励学生进行技术创新和改进设计，推动能效提升，增强学生的创新意识和责任担当。 |
分组实验 |
3 |
4 |
气-气热泵实验 |
分组实验 |
|
4 |
4 |
单级压缩制冷循环性能测试 |
思政融入点：科技强国与责任担当 实施方法：结合我国制冷行业的发展现状，介绍节能型制冷设备的研发与应用，鼓励学生在测试制冷循环性能时，思考如何通过提升技术水平助力我国科技发展和能源安全，增强社会责任感和服务国家的使命感。 |
分组实验 |
5 |
4 |
低温热电偶温度计的制作 |
思政融入点：工匠精神与精益求精 实施方法：在制作低温热电偶时，强调技术工艺的精确性和操作过程中的细致入微，结合工匠精神的要求，激发学生追求精益求精的工作态度，培养学生的专业技能和责任感。 |
分组实验 |
6 |
4 |
制冷剂饱和蒸汽压测定 |
分组实验 |
|
7 |
4 |
脉管制冷机制冷性能测试 |
分组实验 |
|
8 |
4 |
吸附式制冷系统性能测试 课程答辩与考核 |
分组实验 |
课程资源
资源文件
待补充
学习建议
待补充