TW-RG715氣—液式翅片管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)
TW-RG715氣—液式翅片管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教學(xué)應(yīng)用與探索
在職業(yè)院校熱工課程教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)操作是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而TW-RG715氣—液式翅片管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)正是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的理想平臺(tái)。
作為熱工課程教師，我深刻認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)設(shè)備對于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的重要性。多年來，我們一直在尋找一種能夠?qū)⒊橄鬅峁ぴ碇庇^呈現(xiàn)的教學(xué)設(shè)備，而TW-RG715氣—液式翅片管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)正是這樣一種理想的教學(xué)平臺(tái)。
它不僅能夠幫助學(xué)生理解換熱器工作原理，還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力和數(shù)據(jù)處理能力。
01 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的技術(shù)特點(diǎn)
TW-RG715氣—液式翅片管換熱器實(shí)驗(yàn)臺(tái)是一款專為熱工教學(xué)設(shè)計(jì)的設(shè)備，通過本裝置，學(xué)生可以進(jìn)行翅片管式換熱器性能測試實(shí)驗(yàn)，直觀了解換熱器內(nèi)為熱水、外側(cè)為空氣時(shí)的換熱過程。
該設(shè)備能夠準(zhǔn)確測量換熱系數(shù)及阻力參數(shù)。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)集成了多種高精度傳感器，包括DS18B20數(shù)字溫度傳感器，測溫范圍覆蓋-55至+127℃；MPX10DP差壓傳感器，量程為0-9Kpa；以及渦輪流量計(jì)，介質(zhì)溫度適應(yīng)范圍從-20℃到80℃，準(zhǔn)確度達(dá)到±0.2%。
這些傳感器的配置保證了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。
在控制與顯示系統(tǒng)方面，實(shí)驗(yàn)臺(tái)配備了7寸65535色真彩液晶顯示屏，分辨率達(dá)到800X480，采用電阻式觸摸屏操作。
系統(tǒng)采用DCS工業(yè)控制系統(tǒng)，人機(jī)界面清晰透明，全程動(dòng)畫模擬真實(shí)工作過程，使學(xué)生能夠直觀了解設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。
02 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教學(xué)功能
TW-RG715實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教學(xué)功能設(shè)計(jì)緊密貼合職業(yè)教育特點(diǎn)。觸摸式操作界面由多個(gè)功能界面構(gòu)成，包括主界面、工藝流程操作界面、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表界面、歷史數(shù)據(jù)報(bào)表界面、歷史曲線界面、報(bào)警界面和硬件測試界面。
這些界面之間可以自由切換，便于學(xué)生從不同角度分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)的數(shù)據(jù)處理功能相當(dāng)完善，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可自動(dòng)形成標(biāo)準(zhǔn)文檔通過U盤下載保存。這一功能有利于學(xué)生課后進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和報(bào)告撰寫，進(jìn)一步加深對知識(shí)的理解。
在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容方面，該設(shè)備支持多種換熱器性能測試，包括水-水、水-氣、冷卻液-油、空氣-油等的換熱器性能測試，采用焓差測試方法，測試進(jìn)出口溫度及管道流量計(jì)算換熱能力，同時(shí)測試介質(zhì)流阻。
這種多樣性使得學(xué)生能夠全面了解不同類型換熱器的工作特性。
03 實(shí)驗(yàn)臺(tái)在教學(xué)中的實(shí)施方法
在CDIO-E教學(xué)模式下，我們圍繞TW-RG715實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)了一系列教學(xué)項(xiàng)目。CDIO-E代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）加上探索（Explore），這種模式特別適合工程類課程的教學(xué)。
我們將PLC技術(shù)、觸摸屏技術(shù)、信號(hào)傳感技術(shù)融為一體，采用開放式的結(jié)構(gòu)，便于教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施。
在實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)中，我們首先讓學(xué)生了解翅片管式、管帶式和平行流式三種形式換熱器的特點(diǎn)。
通過分組實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以對不同形式換熱器的性能進(jìn)行對比分析，從而理解結(jié)構(gòu)對性能的影響。
實(shí)驗(yàn)過程中，我們指導(dǎo)學(xué)生測試換熱器在不同工況下的性能，分析進(jìn)出口溫度、流量與換熱量之間的關(guān)系，計(jì)算換熱系數(shù)，測量流體通過換熱器的阻力損失。
通過這些實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生不僅掌握了實(shí)驗(yàn)技能，還培養(yǎng)了工程思維能力。
04 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教學(xué)價(jià)值
TW-RG715實(shí)驗(yàn)臺(tái)在熱工課程教學(xué)中具有不可替代的價(jià)值。它能夠?qū)⒊橄蟮臒峁ぴ磙D(zhuǎn)化為直觀、可測量的物理現(xiàn)象，幫助學(xué)生建立理論與實(shí)踐之間的聯(lián)系。
通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以親自操作各種測量儀表，掌握溫度、壓力、流量等參數(shù)的測量方法，培養(yǎng)儀器使用能力和數(shù)據(jù)處理能力。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)還支持學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新性探索，在掌握基本操作后，我們鼓勵(lì)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，研究不同因素對換熱器性能的影響。
這種探索性學(xué)習(xí)激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問題的能力。
實(shí)踐表明，基于實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教學(xué)能有效促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力，對提高高職院校課程教學(xué)質(zhì)量具有一定借鑒意義。
許多學(xué)生反饋，通過實(shí)驗(yàn)臺(tái)的操作，他們對熱工原理的理解更加深入，對專業(yè)學(xué)習(xí)的興趣也更加濃厚。
將TW-RG715實(shí)驗(yàn)臺(tái)引入課堂后，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性明顯提高。他們不再被動(dòng)接受抽象的理論，而是主動(dòng)探索熱工系統(tǒng)的奧秘。
記得上學(xué)期，一組學(xué)生甚至利用該實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)了不同翅片參數(shù)對換熱效果影響的對比實(shí)驗(yàn)，他們的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維得到了全面鍛煉。
實(shí)驗(yàn)臺(tái)不僅僅是一件教學(xué)設(shè)備，更是培養(yǎng)學(xué)生工程思維和實(shí)踐能力的重要橋梁。
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