用于学生教育的便携式实验室套件

作为传热课程的一部分，我们为学生设计了一系列14个实践讲习班。使用包括由任何膝上型计算机运行的热流和温度传感器的套件，使该实验室成为学生的移动实验室。热通量的实时绘图提高了学生测量和解释真实世界热事件的兴趣。数据保存在他们的计算机上，用于进一步分析基础课程概念。这将成为一种实验室体验，而无需实验室所需的时间安排和人员配备。看看下面的一些活动。

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注：13号车间需要一些学术实验室常见的附加设备。单击此处查看列表

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***关于软件的说明***

DAQ软件旨在在Windows上使用。虽然我们有MAC版本，但故障排除和推荐Windows的功能有限。

完整的EDU带回家实验室套件（13个车间的设备）

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-带集成热电偶的0.5“x0.5”热通量传感器

-单个热电偶温度传感器

-8通道高分辨率数据采集设备

-从DAQ收集测量数据所需的软件

-用于测试的各种材料块

-铝翅片

-1“x1”电池供电薄膜电阻加热器

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汇编

传热

车间

课程主题研讨会

-传热模式

-热与温度

-热导率

-热阻：并联和串联

-对流换热系数

-对流翅片和效率

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研讨会#1-热流传感器介绍

这是一个简单的练习，帮助学生理解作为物理量的热传递（或热通量）。本研讨会介绍移动传感器系统。强调了温度和热通量之间的差异以及应测量的典型值。

研讨会#2-身体代谢介绍

这是一个简单的练习，帮助学生理解作为物理量的热传递（或热通量），并容易与热量食物摄入的概念联系起来。此外，本研讨会让学生对自己的身体进行简单测量，以使学生熟悉热流测量系统。

研讨会#3-翅片介绍

学生通过测量加热的铝散热片（包括在实验室套件中）的热流和温度来学习散热片的基础知识。然后可以计算翅片效率并与理论值进行比较。最重要的是，学生们有机会真正感受到从翅片底部到尖端的温度下降，从而了解翅片是如何工作的。

研讨会#4-瞬态集总电容介绍

本练习让学生们亲身体验使用瞬态能量平衡和常用指数解学习集总电容传热。在一个小铝块被加热时对其进行的实际热测量图，这有助于他们看到热量和温度之间的对应关系。他们还可以“感受”铝块温度随时间的变化，以与测量值相关。预测与实际数据之间的匹配使学生们将理论与现实世界联系起来。

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研讨会#5-瞬态热阻介绍

本练习将半无限介质中的瞬态传热与热阻结合起来。混凝土和地毯的导热系数相差一个数量级以上，这对产生的热传递有巨大影响，但对温度变化的影响较小。学生们通过测量来进行计算，并找出为什么混凝土可能比地毯“感觉”冷得多，即使它们处于相同的初始温度。

研讨会#6-散热器和能量平衡介绍

学生通过收集两种不同散热器材料（金属和地毯）的热测量值来了解散热器，同时热传递由加热器提供。温度和热流响应用于确定散热器的质量。鼓励学生绘制系统和能量平衡，以帮助可视化并获得相应的方程。

车间#7-热阻介绍

本研讨会介绍了热阻的概念，并强调了添加不同热阻的重要性。在进行测量时，从学生的手向不同材料的组合提供热量，以便他们能够实际“感受”场景之间的差异。Th