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能源与动力工程专业实验室改造建议

能源与动力工程专业实验室改造建议

      能源与动力工程(以下简称能动)专业致力于研究传统能源的利用及新能源的开发、能源的高效利用,主要分为四个专业方向:以热能转换与利用系统为主的热能动力工程及控制方向、以内燃机及其驱动系统为主的热力发动机及汽车工程,船舶动力方向、以电能转换为机械功为主的流体机械与制冷低温工程方向、以机械功转换为电能为主的火力火电和水利水电动力工程方向。对于如此庞大的系统学科,如何建立良好的专业实验室是一个值得深思的问题。

     近年来,因为工作原因经常与高等院校的老师、同学频繁接触,也参观过不少的能动专业实验室,笔者对其专业实验室的改造和建设进行了较全面的分析和深入的思考,并给部分老师提出了个人的建议,得到了认同和采纳。以下就实验装备和人才培养两个方面谈下个人的看法。

     升级实验室装备是改善实验环境的基础工作。能动专业开设的课程主要有工程力学、机械设计基础、机械制图、电工与电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、控制理论、测试技术、燃烧学等,开设的专业实验有传热学实验、工程热力学实验、动力工程测试技术实验、流体力学实验等,大多主要课程与专业实验紧密相连。由于学科逐渐发展的原因和限于技术与资金的短缺,大多学校的实验室条件相当差,设备相当落后,还处于上世界80年代的水平,如笔者今年曾经参观的武汉某重点高校的能动专业实验室,居然还没有一台能够动起来的实验装备。为了改善实验环境,同时兼顾经济效益,笔者推荐实验室优先配置带内部结构剖析的典型设备模型,如锅炉、汽轮机、压缩机(轴流式、离心式、容积式)、多级泵、内燃机、空调机、水轮机等,有条件的学校还可以考虑配置3D打印的成品,可以更直观地获得设备认知。其次是常用控制元件,如断路器、接触器、PLC、滤波器、继电器、变频器等。再次是运行演示装置,需要一套或者多套综合型运转装备,既能够起到一定的设备展示作用,又能够锻炼学生的拆装能力,如制冷空调系统、传热传质装置、离心式空压机等,在这方面,武汉过控科技有限公司的过控实训装置、天津大学的换热器综合实验台都是很不错的演示产品。

    人才培养与创新。一是培养学生的基本技能和解决工程问题的正确思路,在实验过程中,通过实验深刻理解基础原理,掌握基本技能,动手过程中培养正确的思维方式,锻炼个人分析问题和解决问题的能力。二是教学与实验的重心由“设计 、制造”向“研发、开发单”转变,通过实验室的设备认知,依靠单个设备原理的进行组合、延伸,从而根据工程需求创造新产品。三是教学与实验范围由“设备、元件”向“控制、集成”转变,在实验中锻炼和培养学生的技术复合能力,使之基本具备独立解决综合型技术问题的高素质。四是依托以AutoCAD、Inventor、UG、CATIA、SOLIDWORKS、Pro/E、ANSYS等绘图软件、建模软件和分析软件为代表的应用型软件来提高学生表达工程意图、分析工程数据的综合能力。

    在能动实验室的改造中,我们可充分依托各种实训装置,充分发挥实验室的资源优势,在提高高校能动专业教学质量,培养学生综合能力上获取成效。

 


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