空气热机实验报告数据图像

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利用空气热机验证卡诺定理

田群 王静菊

（中国海洋大学 海洋环境学院 海洋气象系，山东青岛，266100）

摘 要：本文介绍了利用空气热机验证卡诺定理的原理和方法。得到实验结果与卡诺定理的理 论值基本一致，并对产生误差的原因做了讨论。 关键词： 卡诺定理； 空气热机； 热效率

卡诺定理（Carnot Theorem）是法国物理学家尼古拉·卡诺（Nicolas Carnot）在前人工作的基础上于1924年提出的。此定理说明热机的最大热功率只与高温热源与低温热源之间的温度差有关，即：

TC 为低温热源的绝对温度，TH 为高温热源的绝对温度[1]。空气热机是以空气为工作物质的热机，在1816年由伦敦牧师罗伯特·斯特林（Robert Stirling）发明，因此又称为“斯特林发动机”，是最古老的热机之一[2]。本文将利用空气热机验证卡诺定理，并对空气热机的效率低于卡诺热机效率的原因做一些分析。

1 空气热机的工作原理

空气热机的工作部分结构如图1，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

综合设计与创新物理实验

空气热机实验报告

学 院: XX学院

学生姓名: XX 学 号: XX

二零XX年X月X日

空气热机实验报告

摘要：空气热机是利用空气不同温度的空气导致不同气压的原理，使空气产生流动从而将热能转换为机械能的机器。本实验测量了不同的冷热端温度时的热功转换值及热机输出功率随负载及转速的变化关系，验证了卡诺定理，探讨出热机效率的影响因素。 关键词：空气热机 卡诺定理 热工转换 输出功率 1 实验过程 1.1 实验原理

空气热机主机由高温区，低温区，工作活塞及气缸，位移活塞及气缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。工作活塞使气缸内气体封闭，并在气体的推动下向外做功。当工作活塞处于最低端时，位移活塞迅速左移，使气缸内气体向高温区流动；进入高温区的气体温度升高，使气缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞处于最顶端时，位移活塞迅速右移，使气缸内气体向低温区流动，进入低温区的气体温度降低，使气缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下移动，完成循环。

卡诺根据对热机效率的研究而得出了卡诺定理。对于循环过程可逆的理想热机，热机转换效率：

η=A/

综合设计与创新物理实验

空气热机实验报告

学 院: XX学院

学生姓名: XX 学 号: XX

二零XX年X月X日

空气热机实验报告

摘要：空气热机是利用空气不同温度的空气导致不同气压的原理，使空气产生流动从而将热能转换为机械能的机器。本实验测量了不同的冷热端温度时的热功转换值及热机输出功率随负载及转速的变化关系，验证了卡诺定理，探讨出热机效率的影响因素。 关键词：空气热机 卡诺定理 热工转换 输出功率 1 实验过程 1.1 实验原理

空气热机主机由高温区，低温区，工作活塞及气缸，位移活塞及气缸，飞轮，连杆，热源等部分组成。工作活塞使气缸内气体封闭，并在气体的推动下向外做功。当工作活塞处于最低端时，位移活塞迅速左移，使气缸内气体向高温区流动；进入高温区的气体温度升高，使气缸内压强增大并推动工作活塞向上运动，在此过程中热能转换为飞轮转动的机械能；工作活塞处于最顶端时，位移活塞迅速右移，使气缸内气体向低温区流动，进入低温区的气体温度降低，使气缸内压强减小，同时工作活塞在飞轮惯性力的作用下向下移动，完成循环。

卡诺根据对热机效率的研究而得出了卡诺定理。对于循环过程可逆的理想热机，热机转换效率：

η=A/

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，曾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 在已经发展了内燃机、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中的重要内容，是很好的热学实验 教学仪器。

一、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。

二、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，以及汽缸、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

深 圳 大 学 实 验 报 告

课程名称： 数字图像处理

实验项目名称： 图像增强

学院： 深圳大学 信息工程学院

专业： 通信工程

指导教师：

报告人： 学号： 班级：

实验时间：

实验报告提交时间： 2011-11-23

教务处制

- 1 -

[1] 简述直方图均衡化原理 答： 直方图均衡化的基本思想是对原始图像中的像素灰度做某种映射变换，使变换后的图像灰度的概率密度是均匀分布的，即变换后图像是一幅灰度均匀分布的图像，这意味着图像灰度的动态范围得到了增加，从而可提高图像的对比度。 [2] 对给定的两幅灰度数字图像（可以用MATLA

遥感图像实验报告

一． 实验目的

1、初步了解目前主流的遥感图象处理软件ERDAS的主要功能模块。 2、掌握Landsat ETM遥感影像数据，数据获取手段.掌握遥感分类的方法，土地利用变化的分析，植被变化分析，以及利用遥感软件建模的方法。 3、加深对遥感理论知识理解，掌握遥感处理技术平台和方法。

二． 实验内容

1、遥感图像的分类

2、土地利用变化分析，植被变化分析 3、遥感空间建模技术

三． 实验部分 1.遥感图像的分类

（1）类别定义：根据分类目的、影像数据自身的特征和分类区收集的信息确定分类系统；

（2）特征判别：对影像进行特征判断，评价图像质量，决定是否需要进行影像增强等预处理；

（3）样本选择：为了建立分类函数，需要对每一类别选取一定数目的样本； （4）分类器选择：根据分类的复杂度、精度需求等确定哪一种分类器；

（5）影像分类：利用选择的分类器对影像数据进行分类，有的时候还需要进行分类后处理；分类图如下：

图1.1 1992年土地利用图

图1.2 2001年土地利用图

（6）结果验证：对分类结果进行评价，确定分类的精度和可靠性。

图1.3 1992年精度图 图1.4

实验一 基于matlab的人脸识别技术

一、 实验目的

1．熟悉人脸识别的一般流程与常见识别方法； 2．熟悉不同的特征提取方法在人脸识别的应用；

3．了解在实际的人脸识别中，学习样本数等参数对识别率的影响； 4．了解非人脸学习样本库的构建在人脸识别的重要作用。

使用MATLAB平台编程，采用K-L变换、特征提取及图像处理技术，实现人脸识别

二、实验内容与实验仪器、设备

1．构建非人脸学习样本库；

2．观测不同的特征提取方法对人脸识别率的影响； 3．观测不同的学习样本数对人脸识别率的影响； 1． PC机－系统最低配置 512M 内存、P4 CPU；

2． Matlab 仿真软件 － 7.0 / 7.1 / 2006a 等版本的Matlab 软件。 3． CBCL人脸样本库

三、实验原理

1.人脸特征提取的算法

通过判别图像中所有可能区域是否属于“人脸模式”的方法来实现人脸检测。这类方法有：特征脸法、人工神经网络法、支持向量机法；积分图像法。

本次使用的是PCA(主成分分析法)其原理是：利用K-L变换抽取人脸的主要成分，构成特征脸空间，识别时将测试图像投影到此空间，得到一组投影系数，通过与各个人脸图像比较进行识别。

数字图像处理实验报告

专 业： 计算机科学与技术 学 号： 20121004357 学生姓名： 李世荣 班 级: 191123 指导教师： 徐凯

图像的旋转变换

一、 实验目的:

主要是图像的旋转变换的编程实现,具体包括图像的读取、改写,图像的镜像,图像的转置,旋转变换等.

具体要求如下:

编程实现以任意角度对图像进行旋转变换； 在MFC的操作环境下达到实验目的。

二、 实验原理及算法：

1、图像旋转的定义

图像旋转是指图像以某一点为中心旋转一定的角度,形成一幅新的图像的过程。当然这

个点通常就是图像的中心。既然是按照中心旋转,自然会有这样一个属性：旋转前和旋转后的点离中心的位置不变. 根据这个属性,我们可以得到旋转后的点的坐标与原坐标的对应关系。旋转后，图像的大小一般会改变。和图像平移一样，既可以把转出显示区域的图像截去，也可以扩大图像范围以显示所有的图像。与图像平移一样，图像旋转也是图像的位置变换，对

数字图像处理实验报告

DCT和DWT

姓名：田永召 学号：1101210040 指导老师：刘颖

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实验目的

（1） 学习DCT变换基本原理； （2） 掌握DCT变换的特性；

（3） 理解DCT变换在图像图理中的应用； （4） 学习DWT变换基本原理； （5） 掌握DWT变换的特性；

（6） 理解DWT变换在图像图理中的应用。

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实验内容及结果

一、 离散余弦变换（DCT）

对lena、camenaman、bird三幅256*256灰度图像做DCT变换。 1、lena.tif

（1）lena.tif原始图像如图1-1：

原始图像

图1-1

（2）对整幅图像直接进行DCT变换，得系数图如图1-2。

DCT 系数

图1-2

观察系数图，会发现经过DCT变换后，能量分布不均匀，左上角

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低频部分系数值高，右下角高频部分系数值低，这表明图像能量主要集中在低频上。

（3）为了定量分析系数能量分布情况，取系数矩阵左上角16*16个相素，计算其能量在整个矩阵中占的百分比。经计算，得能量百分比为

energy_percent=96.32%。

可见低频部分能量在整幅图中占的比重是非常大的。

（4）由以上分析可以得出，高频成分能量在图中占的比重很小，

遥感图像实验报告

一． 实验目的

1、初步了解目前主流的遥感图象处理软件ERDAS的主要功能模块。 2、掌握Landsat ETM遥感影像数据，数据获取手段.掌握遥感分类的方法，土地利用变化的分析，植被变化分析，以及利用遥感软件建模的方法。 3、加深对遥感理论知识理解，掌握遥感处理技术平台和方法。

二． 实验内容

1、遥感图像的分类

2、土地利用变化分析，植被变化分析 3、遥感空间建模技术

三． 实验部分 1.遥感图像的分类

（1）类别定义：根据分类目的、影像数据自身的特征和分类区收集的信息确定分类系统；

（2）特征判别：对影像进行特征判断，评价图像质量，决定是否需要进行影像增强等预处理；

（3）样本选择：为了建立分类函数，需要对每一类别选取一定数目的样本； （4）分类器选择：根据分类的复杂度、精度需求等确定哪一种分类器；

（5）影像分类：利用选择的分类器对影像数据进行分类，有的时候还需要进行分类后处理；分类图如下：

图1.1 1992年土地利用图

图1.2 2001年土地利用图

（6）结果验证：对分类结果进行评价，确定分类的精度和可靠性。

图1.3 1992年精度图 图1.4