实验室完成二维导热物体温度场的电模拟实验,实验与传热学导热知识紧密相关,本科生在学完导热问题数值解法之后进行实验,目的是帮助学生巩固传热学数值解法的知识,提高应用所学知识解决工程实际的能力,是我国许多高校开设的传热学基础实验之一。
实验装置采用由电阻元件构成的电阻网络作电模型。利用电压、电阻和电流分别模拟固体导热中的温度、热阻和热流量。其模拟的基本原理是任一个网络节点上各自的差分方程相类似。该实验装置是由西安交通大学能动学院自行设计,委托加工,目前的装置是第三次的更新,利用了更先进的电子电源技术,使得装置更加紧凑美观,测试更准确便捷。
实验要求学生掌握内部节点和3种边界条件的处理方法,测出各节点的电势,根据测量结果获得内部节点温度场并绘制相应的等温曲线,计算出内外边界传热量的偏差并分析原因。实验结果与学生传热学课程中的数值模拟上机实践进行相互验证。
我们正在打算通过开发计算机电路模拟软件拓展实验内容,可作为开放实验,使感兴趣的同学可以模拟更多的导热问题。