空气热机实验报告数据

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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

化工原理实验 对流传热实验

空气—蒸汽对流给热系数测定

一、实验目的

⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。

⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。

二、实验装置

本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。

表1 实验装置结构参数

实验内管内径di（mm） 实验内管外径do（mm） 实验外管内径Di

化工原理实验 对流传热实验

空气—蒸汽对流给热系数测定

一、实验目的

⒈通过对空气—水蒸气光滑套管换热器的实验研究，掌握对流传热系数α1的测定方法，加深对其概念和影响因素的理解。并应用线性回归分析方法，确定关联式Nu=ARemPr0.4中常数A、m的值。

⒉通过对管程内部插有螺纹管的空气—水蒸气强化套管换热器的实验研究，测定其准数关联式Nu=BRem中常数B、m的值和强化比Nu/Nu0，了解强化传热的基本理论和基本方式。

二、实验装置

本实验设备由两组黄铜管（其中一组为光滑管，另一组为波纹管）组成平行的两组套管换热器，内管为紫铜材质，外管为不锈钢管，两端用不锈钢法兰固定。空气由旋涡气泵吹出，由旁路调节阀调节，经孔板流量计，由支路控制阀选择不同的支路进入换热器。管程蒸汽由加热釜发生后自然上升，经支路控制阀选择逆流进入换热器壳程，其冷凝放出热量通过黄铜管壁被传递到管内流动的空气，达到逆流换热的效果。饱和蒸汽由配套的电加热蒸汽发生器产生。该实验流程图如图1所示，其主要参数见表1。

表1 实验装置结构参数

实验内管内径di（mm） 实验内管外径do（mm） 实验外管内径Di

实验1 利用Windows磁盘管理工具进行分区和格式化

一、实验内容

利用Windows磁盘管理工具进行分区和格式化 二、实验目的

1、在Windows中对硬盘进行分区和格式化的操作。 2、提高动手操作能力。 三、实验要求

1、提前预习实验，认真阅读实验原理。 2、认真高效的完成实验，服从管理。 3、认真填写实验报告。 四、实验所需工具

1、一台安装有Windows 2000/XP/2003的计算机。 2、待分区硬盘。 五、实验原理

利用Windows 2000/XP/2003安装光盘进行分区后，往往会进入Windows的安装，待安装完毕，再在Windows中划分剩余的磁盘空间。

1、选择【开始】|【设置】|【控制面板】|【性能和维护】|【管理工具】|【计算机管理】，打开【计算机管理】窗口。

2、选择左侧窗格中的【存储】|【磁盘管理】选项，在右侧窗格中就可以看到当前计算机中所有磁盘分区的详细信息。磁盘1尚未进行分区，假设这里要对其进行分区处理。首先选中磁盘1，然后右击，从弹出的快捷菜单中选择【新建磁盘分区】命令。

3、这时会出现【新建磁盘分区向导】对话框，单击【下一步】按钮。接下来，要求用

数据仓库与数据挖掘实验

一、聚类算法测算数据集，如下图所示的数据集：

1.对mfeat-fac数据集进行测算 （1）创建Analysis Services chf项目

打开Business Intelligence Development Studio，选择“文件”—“新建”命令，新建一个Analysis Services 项目。在“名称”文本框中将新项目命名为Analysis Services chf，单击“确定”按钮。

（2）创建数据源Chenhongfei

在右侧解决方案资源管理器中，右键单击“数据源”项，从弹出的快捷菜单中选择“新建数据源”命令。系统将打开数据源向导。单击“新建”按钮，向Adventure Works数据库添加连接。系统将打开“连接管理器”对话框，连接到数据库chenhongfei,单击“确定”按钮。单击“下一步”按钮进入“模拟信息”页，选择“默认值”。具体如下图所示

(3)创建数据源视图Chenhongfei

在解决方案资源管理器中，右键单击“数据源视图”，从弹出的快捷菜单中选择“新建数据源视图”命令，系统将打开数据源视图向导。在“欢迎使用数据源视图向导”页上，单击“下一步”按钮。选择dbo

《数据挖掘》 Weka实验报告

姓名 ＿ 学号＿ 指导教师 开课学期 2015 至 2016 学年 2 学期 完成日期 2015年6月12日

1.实验目的

基于http://archive.ics.uci.edu/ml/datasets/Breast+Cancer+WiscOnsin+(Ori- ginal)的数据，使用数据挖掘中的分类算法，运用Weka平台的基本功能对数据集进行分类，对算法结果进行性能比较，画出性能比较图，另外针对不同数量的训练集进行对比实验，并画出性能比较图训练并测试。

2.实验环境

实验采用Weka平台，数据使用来自http://archive.ics.uci.edu/ml/Datasets/Br- east+Cancer+WiscOnsin+(Original)，主要使用其中的Breast Cancer Wisc-

onsin (Original) Data Set数据。Weka是怀卡托智能分析系统的缩写，该系统由新西兰怀卡托大学开发。Weka使用Java写成的，并且限制在GNU通

数据挖掘实验报告

以SQL Server 2005提供的Adventureworks数据库为商业智能解决方案的数据源

201113050416 武晓焱

一、实验目的

1、学习数据挖掘的理论知识，理解数据挖掘的目的和意义。

2、熟悉SQL Server 2005的软件功能，并学习该软件对数据的分析作用。 3、根据软件提供的数据进行管理 二、实验步骤与分析过程

1、Adventureworks数据库设计的方面很多，但是我们的目标很简单，只有

以下三个：

1） 需要分析不同类别的产品通过直销在不同地区、不同时间段内销售

的业绩。

2） 生成分析结果的报表。

3） 分析影响客户所有车的数量的因素。

2、目标可以发现分析销售业绩基于的唯独有三个：产品、客户和时间，事实数据则为反通过映销售业绩的订单。 对于产品我们关心的是产品的名称和分类，由于产品和产品类别之间有一对多的关系，因此可以将这个维度设计为雪花模型。

对于客户，我们主要关心客户的姓名、年龄、性别、婚姻状态、孩子的状况、是否拥有房产、拥有汽车的数量，所在的地区、国家、省和城市等信息。

对于时间，我们只关心年、季度和月份，这些在数据库中不是显示存在的，但是可以从订单上的Order