主頁 > 新聞動態（tài） > 熱工實驗教學體係的完善及（jí）實施建設方向（xiàng）2021-11-18

熱工實驗教學體係的完（wán）善及實施建設方（fāng）向

熱工是工（gōng）程熱力學（xué）與傳熱學的簡稱。其中工（gōng）程熱力學（xué）主要是研究熱（rè）力學機械的效率和熱力學工質參與的能量轉換在工程上（shàng）的應用，如將熱力學能轉化成（chéng）機械（xiè）能推動動（dòng）力機械做功以及其（qí）效率的學科，再如，空（kōng）調將機械（xiè）能轉化成熱力學能等；而傳熱學是研究熱量（liàng）傳遞的一門學科，如反應堆（duī）的導熱，對流換熱，輻射能的（de）傳（chuán）遞等。熱（rè）工主（zhǔ）要應用於熱能（néng）與動（dòng）力工程，核能科學與（yǔ）工程,熱加工工程等方（fāng）麵，還應用（yòng）於（yú）非工程方麵。以《國家中長期教育改革（gé）和發展規劃綱要》指出的創新人才培養的（de）“三個（gè）注重（chóng）”：注重學思結合，注重知行統一，注重因材施教，為理論指導，遵循實（shí）踐（jiàn）教學規律，進行了熱工（gōng）實驗課程建設研究與探索。
一、梳理實驗（yàn）項目，完（wán）善實驗教學體係
通過調研清（qīng）華大學、浙江大學、上海理工大學、哈爾濱工業大學等知（zhī）名院校能源動力類國家級（jí）實驗教學示範中心及熱工實驗課程建設現狀，對比我校熱工實驗建設，梳理實驗項目，完善熱工實驗教學體係。結合調研及新的人才培養方案修（xiū）訂，對（duì）熱工實驗應開設的實驗項（xiàng）目進行梳理，將實驗項目分為基礎實（shí）驗和綜合性設計性實驗，其（qí）中基（jī）礎實驗（yàn）分別必做（zuò）8學時（2個工程熱（rè）力學實驗項目4學時、2個傳熱學實驗項目4學時），選作計劃內8學時，綜合性設計性實驗8學時（引進國外實驗台），課外選作（zuò）4學時（引進國外實驗台），形成了新版熱工實驗教學大綱（gāng）。通過以上梳理，豐富了實驗內容（róng），增加了學生選擇實（shí）驗的餘地，滿足不同學生（shēng）的需求。
二、引進國外的先進的實驗平（píng）台，更新陳舊實（shí）驗設備
從英國和美國引進了先的（de）熱交換實驗平台、傳熱基礎實（shí）驗平台，內燃機動力實驗係（xì）統、蒸汽輪機發電係（xì）統等綜合實（shí）驗教學設備。
1.熱量（liàng）交換基礎實驗平台。該實驗（yàn）平台主（zhǔ）要由通（tōng）用換熱器實驗平台、10種換熱器選件（jiàn）及數據采集係統組成。
多（duō）種形式的換熱器選件可（kě）共用一個實驗平台。測量儀表能檢測多達12個（gè）溫度測點和冷熱流體流（liú）量，可以進行所有相關的傳熱計算；學生可以在無人監督的情況下進行（háng）實驗。
2.傳熱基礎實驗平台。包（bāo）括通用傳熱實驗台，15種實驗模塊，數據采集係統等。可進行傳導、對流、輻射實驗，穩態（tài）和非（fēi）穩態傳熱實（shí）驗，液體和氣體傳熱實驗（yàn），自由對流和強迫對流（liú）情況下，平板、針板（bǎn）、翅板傳熱實驗等。
3.內（nèi）燃機動力實驗係統。內燃機實驗台在不同燃料噴射量的情況下，可研究內燃機的扭矩和轉速、功率和轉（zhuǎn）速、熱效率等性能參（cān）數；各內燃機模塊化設計，可快速拆卸（xiè）和安裝；可選配（pèi）件包（bāo）括計算（suàn）機數據采集（jí）係（xì）統。
可進行在不同的燃料噴射量的情況下，測量並繪製內燃機輸出扭矩和轉（zhuǎn）速（sù）、功率和轉速（sù）曲線；在轉速不變（biàn）時，測量在不同輸出功率時的燃料消耗率；在不（bú）同的燃料噴射量的情況下，測量燃料空氣配比和內燃機的熱效率；研究在不（bú）同轉速時內燃機的摩擦損失等4項實驗。
4.蒸汽（qì）輪機動力發（fā）電試驗係統（tǒng）。該套（tào）設備可進行熱力學第一定律及能（néng）量轉換關係研究；熱力（lì）學第（dì）二定律（lǜ）及熱力循環分析研究；控製量大小分析研究；熵分析（xī）研（yán）究；等（děng）熵分析及透平/噴嘴效率研究；傳熱分析及鍋爐效率研究等實驗，使學生掌握蒸汽（qì）動力係統燃燒過程，蒸汽能源係統基（jī）本原理，發電基本原理，實驗與數據采集技術等。以上實驗設備可以開發出新的（de）實驗項（xiàng）目，如熱交（jiāo）換器換熱性能實驗、熱平衡實驗、輻射強度實驗、反射強度實驗、斯特林發動機原理實驗、內燃機性能實驗、朗肯循環原理實驗、蒸汽輪機發（fā）電係統性能（néng）實驗等發綜（zōng）合性、設計性實驗項目，該實驗設備做成模塊化設計，學（xué）生可根據不同的實驗選擇不同的通用設備、采集係統及（jí）實驗模塊進行實驗，充分（fèn）發揮學生的自主能力（lì），培養了學生的（de）動手能（néng）力和創新能力。引進國外先（xiān）進的教學試（shì）驗設備後，學生對新的實驗（yàn）設備及實驗（yàn）項目產生濃厚的興趣，爭相選做新的實驗，取（qǔ）得良好的教學效果。
三、熱工設備的基本介紹（shào）

MYR-53 熱（rè）工自動（dòng）化儀（yí）表實訓平台

一、熱（rè）工自動化（huà）儀表實訓平台,熱工自動化儀表實訓裝置,熱工自動化儀表實訓設備概述：
本裝置的設計結合了目前大中（zhōng）專院校《化工測量及（jí）儀表》、《檢測技術及儀表》、《熱工自動化及儀表（biǎo）》、《非電量測量與（yǔ）控製技術》、《過程控製》等課（kè）程實訓大（dà）綱的要求。通過該實訓裝置的（de）使用和學習，學生能夠掌握有關化（huà）工儀表及自（zì）動化的基本知識，對有關儀表的（de）安裝（zhuāng）、調試及使用有一定的了解，並對化工生產中如何進行液位、溫度、壓力和流量等參數的自動化（huà）控製有基本的認識。
二、熱工自動化儀表實訓平台,熱（rè）工自動化儀表實訓裝置,熱工（gōng）自動化儀表（biǎo）實訓設備係統特點：
1、對象（xiàng）係統為不鏽鋼（gāng）框架，所有器件均為不鏽鋼和鋁合金設（shè）計,傳感（gǎn）器的二次測量儀表安裝在對象上，方便學生（shēng）在現場進行各項操作,可（kě）實（shí）現對化工行業的四大常用熱工參數的檢測，而且每（měi）種變量的檢測傳感器類型均為兩種以上，以及每種（zhǒng）類型（xíng）傳（chuán）感器、變送器的測量（liàng）精（jīng）度也不相同，可以（yǐ）進行相關的校驗,控製箱中所（suǒ）有的儀表均（jun1）可以通過RS485通訊線與計算機建立通訊關係，可以更加直觀的看出兩種不同檢測機構精度等各方麵的區別,對象係統設計美（měi）觀，開放性好，為學生實訓提供了一個較好的實訓對象（xiàng）
2、軟件介紹:MCGS工控組態軟件能夠對設定值、輸出值、P、I、D及各類可寫（xiě）參數進行操作，還可修改程序算法，觀（guān）看動態變化棒圖顯示、測量值實時曲線、曆史曲線（xiàn）、數據報表等,上位機監控軟件及OPC服務（wù）器軟件通過上位機監控軟件，可（kě）實現四通道檢測（cè）數據實時（shí）曲線的繪製，另通過OPC服務器軟件可（kě）直接掛接（jiē）到MCGS組態軟件OPC服務器上，可（kě）直接將本無（wú）紙（zhǐ）記錄儀通道（dào）數據在（zài）組態軟件中組態開發。
三、熱（rè）工自動化儀表實訓平台（tái）,熱工自動化（huà）儀（yí）表實訓（xùn）裝置,熱工自動化儀表實訓（xùn）設備技術性能（néng）：
1、輸入電壓（yā）：單相三線～220V±10% 50HZ
2、工作環境：環境溫度範圍為-5℃～+40℃ 相對濕（shī）度＜85%（25℃）海拔＜4000m
3、整體尺寸：2000×800×1750MM
4、裝置容量：＜3Kva
四、熱工自動化儀（yí）表實（shí）訓平台（tái）,熱工自動化儀表實訓裝置,熱工自動（dòng）化儀表實訓設備係統組成：
1、被控對象（鋁框（kuàng）架）：
2、動力係統：1套
3、有機玻璃（lí）水箱：2套
4、儲（chǔ）水箱：1套
5、液位檢測三路：擴散矽壓力變送器、電容式（shì）壓力變送器和擴散矽差壓變送器
6、流量檢測三路：電磁流量計、渦（wō）輪流量計（jì）和孔板流量計
7、壓力檢測兩路：電容式差壓變送器和管（guǎn）道靜壓變送器（qì）
8、溫度（dù）檢測三（sān）路：2路PT100熱電阻和Cu50熱電阻
9、電動調節閥：1套
10、閥門：若幹
控製係統
11、對象控（kòng）製箱:1套
12、智能調節儀（yí）：2個
13、流量積（jī）算儀：1個
14、無紙紀錄儀：1個
15、開關電源：1個
16、漏（lòu）電保護器：1個
17、控製開關：2個
五、基本實訓項目：
1、實訓裝置的結構組成（chéng）和（hé）係統認識
實訓係統認識
實（shí）訓裝置硬件組成
實訓係統軟件介紹
離心泵的工作（zuò）原理及特（tè）性認識
離心泵的工作原（yuán）理和主要部件
離心泵的性能參數（shù）和特性曲（qǔ）線
電動調（diào）節閥的工作原理及特性認識
電動（dòng）調節閥工作原理概述
調節閥的（de）流（liú）量特性測試
電動調節（jiē）閥的流量係數
電動調節閥（fá）的主要技術指標
2、儀表的認識及使用
智能（néng）調節儀的認（rèn）識和使用
流量積算儀的認識和使用
無紙記錄儀的（de）認識和使（shǐ）用
傳感器工作（zuò）原理認識（shí）及使（shǐ）用
渦輪流（liú）量計的工作原理認識和校驗
電磁流量計的工作原理認識和校驗
孔板流量計的工作原理認識和校驗
電容式液位傳感器的工作原理認識和校驗
擴散（sàn）矽液位傳感器的工作原理認識和校驗
差壓（yā）液位傳感器的工作原理認識和校驗
電容式差壓變送器的工作原理認識和使用（yòng）
擴散矽壓力變送器的工作原理認識和使用
Pt100鉑熱電阻的工作原理認識和使（shǐ）用
Cu50銅熱（rè）電阻的工作原理認識和使用
傳感器的零點和遷移
智能調節儀表的認識和操作
流量積算（suàn）儀的認識和操作
無紙記錄儀的認識和操作
3、自動控製
單回路與（yǔ）串級控製係統概述
水箱液位定值控製
管道壓力定（dìng）值控製
管道流量定值控製
孔板流量定值控製
管道批量流量控製
加熱水箱溫（wēn）度定值控製
無紙記錄儀現（xiàn）場實時曲線察（chá）看
MCGS工控組態軟件組態和控（kòng）製
四、多（duō）媒體與（yǔ）網絡技術（shù）應用（yòng）於實驗教學
開（kāi）發了（le）熱工實驗教（jiāo）學管理係統，建設實驗教學網站，通過網絡進行教學（xué）和管理。同時開發（fā）了實驗教學資源，如開發了熱電偶綜合訓練、噴管（guǎn）實驗、沸騰換熱實驗等虛（xū）擬仿真實驗軟件（jiàn），錄（lù）製了相關教學視頻、開發了熱工實驗多媒體教學課件等，豐富了網上教學資源，使學生在做實驗之前（qián）在網（wǎng）上進行（háng）實驗原理學習（xí），設備儀器使用，虛擬實驗操作等，完成預習任務，使學生在做實驗之前掌（zhǎng）握了實驗內容及儀器設（shè）備使用方法，能夠獨（dú）立快速完成實驗，並獲得準確的實驗結果。
五、加強過程監控、注重（chóng）自主實驗
通過教學管理係統結合網站（zhàn）教學資源，通過過程（chéng）監（jiān）控強化預習環節（jiē）。注重實（shí）驗過程，突出學生（shēng）主體，變教師輔導為教師巡查監督，幫助解決主要（yào）問題，實現自（zì）主實驗。開發實驗數據處（chù）理軟件，注重實驗結果（guǒ）考評，現場評定實驗（yàn）結果的對（duì）錯、實驗結（jié）果誤差。對於必做的熱工實驗的4個（gè）實驗項目先後開發了實驗（yàn）數據處理軟件，可對學生測試的實（shí）驗結（jié）果進行現場處理，及時發現學生實驗（yàn）中的問題，直至全部解決為止（zhǐ）。
六、改（gǎi）革熱（rè）工實驗教（jiāo）學模式（shì）與考核（hé）方式
采用（yòng）學生（shēng）自主選擇實驗項目，自主預習，自主進行（háng）實驗的教學模式。學生充分利（lì）用教學（xué）課件、虛擬實驗、教學視頻等網絡資源進行課前預習，然後預約實驗（yàn），自行組成實驗小組，到實（shí）驗室相互協作共同完成現場實驗，分發揮學生積極性、主（zhǔ）動性，重點（diǎn）培養學生實際操作、發現問題、解決問題（tí）的能力。改變以往單一的隻以實驗報告定成績的（de）考核方式，采用1+5+4考核方式，注重實驗過程的（de）考核，其中預習占總成績的10%，現場（chǎng）操作占總（zǒng）成績的50%，實驗報告占總成績的40%。
七、結論（lùn）
通過不斷地進行熱（rè）工實驗課程建設研究與（yǔ）實踐，逐步形成了加強過程監控強化預習環節；注重（chóng）實驗過程，突出學（xué）生主體，實現自主實驗；注重實驗結果考評，現（xiàn）場評（píng）定實驗結果的熱工實驗教學特色。研究成果已應用於熱工實驗教學中，每年使得我校四個學院相關專業二十多個本科生班受益，經過實踐，教學效果良好。

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MYR-53 熱（rè）工自動（dòng）化儀（yí）表實訓平台

我（wǒ）們的優勢：