基于反馈控制教学理念的高校虚拟仿真型生产实习改革与实践---以山东大学能源与动力工程学院能源与动力工程专业为例

为了提高学生综合能力,实现生产实习教学目标,文章以山东大学能源与动力工程学院能源与动力工程专业为例,首先概述了反馈控制教学理念,然后论述了基于反馈控制教学理念的高校虚拟仿真型生产实习改革与实践。

能源与动力工程专业虚拟仿真型生产实习教学模式研究

“新工科”培养模式下要求学生实践能力强、创新能力突出。基于上述要求,文章从改革虚拟仿真生产实习教学方式、制定实习教学大纲、建立考核评价体系及青年指导教师的培养与管理等方面对能源与动力工程专业虚拟仿真生产实习教学模式进行研究。

适应国际能源转型新形势的能源动力类专业课程教学改革探索

该文以能源动力类专业基础课为例,探究适应国际能源转型新形势的能源动力类专业课程改革新模式。通过调研清洁低碳能源利用过程中涉及的最新基础资料,形成完整的调研报告,为丰富课程的教学内容提供基础资料,保持课程内容与时俱进;紧跟国际能源转型新形势,重构教学内容,升级课程教学PPT;通过基于工程案例导入的翻转课堂教学实践,以问题为导向的问题分析与解决实训,基于能源转型系列前沿讲座的课程国际化建设实践,创新教学方法;最后,通过工程热力学课堂示范,探索适应国际能源转型需求的能源动力类专业人才培养新模式,实现人才培养、国家需求和理论创新的全面协同创新。

赴日本参加国际动力工程会议

2003年11月9日至23日，山东大学能源与动力工程学院孙奉仲教授赴日本神户参加了由中国动力工程学会组织、由日本机械工程师协会主办的国际动力工程会议(ICOPE-03)。会议在日本神户的PORTORILA宾馆举行。开幕式上，美国机械工程师学会W．Stenzel博士作了《美国电力工业——2003年展望》，中国浙江大学岑可法院七作了《发电厂煤和垃圾燃烧时污染物的形成和控制机理》，日本洁净煤电力发展研究中心Shaozo Kaneko作了《21世纪的发电厂》的综合研究报告。这3篇报告对于当前电力行业的研究前沿问题进行了归纳和总结，并指出了未来研究的方向。

在专业课程中培养学生创新能力的研究——以热能与动力工程测试技术课程为例

在热能与动力工程测试技术的教学实践中引入实例和事例教学内容,并围绕问题展开启发式教学,推行交换批改作业和大作业制度,对热能与动力工程测试技术的教学方法进行多方面的改革,以期培养高素质、全方位发展的能源与动力工程专业技术人才。

山东动力用煤掺混燃烧特性的热分析

利用热分析法对山东动力用煤及其混煤的着火、稳燃、燃尽性能进行了试验研究.结果表明:组分煤种的燃烧性能相近时,混煤的燃烧特性随掺烧比的变化呈现出较好的规律性;燃烧性能相差较大的煤种所组成混煤的燃烧特性与组分煤种相差较大,总体着火燃烧特性变差.混煤的燃烧特性复杂,与组分煤种的燃烧特性不是简单的线性关系.

基于节能减排创新训练的能源动力类专业课教学模式改革

为了实现“新工科”的教学要求和目标,提高能源动力类专业课教学效果,文章在分析节能减排创新训练现状及能源动力类专业课教学模式现状的基础上,提出了基于节能减排创新训练的能源动力类专业课教学模式改革。

第5届泛太平洋地区热科学和能源工程国际学术会议

2005年4月26日至5月11日，山东大学能源与动力工程学院孙奉仲教授赴新西兰奥克兰大学参加了第5届泛太平洋地区热科学和能源工程国际学术会议（PARTSEE05），并在会上宣读了研究论文“Effective Energy Transformation to the Steam Power Plant Cycle”（蒸汽动力循环的高效能量转换）。参加本次会议的共30人，来自于新西兰，美国，韩国，澳大利亚，新加坡，日本，以色列，中国大陆及香港、台湾等国家和地区，全部来自于高等院校。孙奉仲教授作为中国大陆地区的唯一一位学者，代表山东大学参加了本次会议。会议共交流研究论文36篇。

国际能源转型趋势下大学生节能减排创新训练新模式的探索

文章首先分析了国际能源转型趋势下大学生节能减排创新训练中存在的问题,接着从丰富和革新节能减排创新训练课程的理论体系和教学方法、建设面向各学科学生的节能减排创新训练开放性实验室、建立节能减排创新训练双创基地等方面提出了可借鉴的实践策略,最后针对节能减排创新训练课程教学进行了创新性思考。

BOPPPS模式下工程流体力学实验教学研究

为实现工程教育认证背景下的人才培养要求,结合能源动力类教学实践特点,利用BOPPPS教学模式对工程流体力学实验教学进行改革。以知识引入、设定目标、课前评估、参与学习、课下评估、课后总结为六大课程设计要素,从实验教学脚本的设计、课程思政资源的挖掘、多种教学方法的有机融合、多种形式教学资源的应用等方面开展研究,同时改进实验教学评价方法,建立立体化、全流程实验教学体系,探索创新型实验教学新方法。

基于分子动力学的热化学储能过程中CaO/Ca(OH)_(2)分子扩散机制研究

在CaO/Ca(OH)_(2)热化学储能过程中,CaO晶粒的结构演变会影响材料的储能和机械性能.本文通过分子动力学模拟研究了热化学储能过程中CaO/Ca(OH)_(2)晶粒中分子的扩散强度和晶格结构的变化.结果表明,脱水反应过程中Ca(OH)_(2)分子的运动符合体扩散机制.其中,O/H原子的扩散指前因子为7.9×10^(-8)m^(2)/s,而Ca原子的扩散指前因子仅为4.7×10^(-8) m^(2)/s,O/H的快速扩散破坏了材料原有的晶格结构,使得脱水后CaO的结晶度降低.在水合反应过程中,CaO晶粒外层分子的扩散指前因子为3.2×10^(-8) m^(2)/s,为内层分子的2.5倍,CaO分子扩散符合表面扩散机制.由于水合过程中CaO分子的整体扩散强度较弱,因此对CaO晶格结构影响较小.从分子层面揭示了CaO/Ca(OH)_(2)分子在热化学储能过程中的扩散机制.

山东电力产业低碳能源体系建设研究

为促进山东省经济的可持续发展,必须着力发展低碳经济。电力行业是山东省碳减排的首要领域,构建电力产业低碳能源体系对发展低碳经济具有重要影响。简述山东省能源使用现状、二氧化碳排放状况、清洁能源发展以及低碳循环实施状况与碳税对经济方面的影响,提出发展对策及建议,为山东省低碳经济的研究与发展提供参考。

新能源装载机远程驾驶控制器开发

为提高某混合动力装载机远程操作性能,采用32位高性能单片机开发控制器,基于5G通信技术和Simulink软件,设计开发装载机行走系统、液压系统、制动系统、转向系统及附件系统的控制策略,并通过时延、行走制动、作业测试进行试验验证,实现对装载机的远程驾驶控制。测试结果表明:整车端与远程端之间数据传输完整,数据传输时延约为25 ms;随着踩下远程端制动踏板,大约经过0.3 s整车端电机转矩从100 N·m降为0,大约经过0.7 s电机转速从800 r/min降为0;装载机摇臂、动臂均能根据远程先导手柄的控制指令正确反应,但动作存在轻微滞后;远程驾驶控制逻辑设计符合远程驾驶要求,满足实际使用需要。

新能源汽车热管理系统集成水箱仿真分析

热管理系统在新能源汽车中占据重要地位,其中的水箱集成系统是保证冷却液存储和顺利运输的关键。在热管理模块中选取电驱冷却、电池冷却、电池均热3种模式,通过STAR-CCM+软件对水箱集成系统进行建模仿真,研究系统内部流通及压力损失情况。仿真结果表明,处于电驱冷却、电池冷却与电池均热模式时,最大流速出现在五通阀V3和V4汇流处,数值为3.78 m/s;最大局部压力出现在六通阀V5转弯处,电驱、散热器流道压力差为10 474 Pa;储水箱内最高温度为40℃。

基于多体动力学的曲轴应力分析

利用有限元法对某发动机锻钢曲轴进行多体动力学计算,分析曲轴在发动机实际工作过程中的应力分布,确定曲轴断裂原因。分析结果表明:正常情况下曲轴的第八曲柄臂与曲柄销过渡圆角处应力最大,为350.0 MPa;当第二主轴承螺栓松动时,第二曲柄臂与曲柄销过渡圆角处应力最大,达977.4 MPa;第二主轴承螺栓脱落时,第二曲柄臂与曲柄销过渡圆角的最大应力达995.3 MPa。在主轴承螺栓松动或脱落的情况下,曲轴曲柄销圆角的最大应力远超曲轴材料的屈服强度,曲轴容易在此处产生裂纹并断裂。

侧风对湿式冷却塔空气动力场影响的数值分析

基于CFD软件Fluent,对侧风影响下的自然通风逆流湿式冷却塔进行了三维数值模拟,对风速廓线指数和雨滴当量直径进行了敏感性分析,研究了侧风风速对冷却塔内外空气动力场和塔内传热传质区冷却性能的影响。结果表明,侧风造成进风口进风相对偏离度增大,并形成横向通风量;横向通风量虽强化了雨区冷却性能,但使塔纵向通风量降低;纵向通风量的降低对填料区传热传质强度形成不利影响,降低了填料区冷却水温降,使出塔水温升高。进风相对偏离度的分析表明,通过改善进风口空气动力场,可以降低环境侧风对进风口径向风速周向分布的影响,提高侧风影响下的冷却塔总体冷却性能。

铁铈复合氧化物催化剂SCR脱硝反应动力学研究

利用共沉淀法制备了铁铈复合氧化物催化剂,在积分实验系统上考察了NO初始浓度、NH3/NO比及O2浓度对其SCR脱硝活性的影响;并借助微分系统探讨了其SCR脱硝的催化反应动力学,构建了铁铈复合氧化物催化剂的催化脱硝反应动力学模型。实验结果表明,NO初始浓度越高,每克催化剂的NO转化率越高;随着NH3/NO比的增加,NO转化率先迅速增加后趋势减缓,最终趋于稳定;O2在NH3-SCR反应中起着重要的作用;在175～225℃下,Fe0.95Ce0.05Oz催化剂的NO和NH3反应级数分别为1级和0级,O2的反应级数接近0.5级,该反应的表观活化能为42.6 kJ/mol。

过热蒸汽干燥凝结段的干燥动力学特性

为了深入了解过热蒸汽干燥过程的机理,进而优化干燥操作,开展了褐煤热空气干燥和过热蒸汽干燥对比试验,结果表明:在过热蒸汽干燥的初始阶段存在明显的蒸汽凝结现象,其干燥动力学特性与热空气干燥存在明显不同。通过对过热蒸汽干燥动力学过程的理论分析,研究了过热蒸汽凝结对干燥过程初始阶段的影响。在热空气干燥过程数学模型的基础上,结合过热蒸汽的凝结现象,对过热蒸汽干燥的数学模型进行了改进。经试验结果验证,改进的数学模型具有很好的拟合精度,决定系数大于0.97。研究为优化干燥设备设计和操作条件提供了依据。

添加剂影响CaO固硫反应活性的动力学分析

采用热分析法研究了Al2O3、Fe2O3和MnCO3作为添加剂对CaO固硫反应过程的影响,用等效粒子模型对固硫反应过程进行表征,求得了其固硫反应动力学参数.结果表明:MnCO3与Fe2O3对CaO固硫反应的作用机理相同,能提高固硫反应速率常数、产物层有效扩散系数和钙的转化率.通过计算等动力学温度、活化能大小可以判断添加剂对固硫反应活性影响的趋势,但不能准确衡量添加剂对固硫反应活性的贡献;对应温度下的反应速率常数和产物层有效扩散系数更能准确反映添加剂对固硫反应的影响大小.非化学计量金属氧化物通过高温下氧离子、金属离子较强的扩散特性来催化固硫表面化学反应和促进产物层扩散反应.根据不同添加剂的作用机理和对固硫反应的不同控制阶段的影响规律,针对添加剂发挥作用的温度特性和化学反应计量关系复合掺入添加剂,可进一步提高固硫剂转化率.

生物质的热解过程及其动力学规律

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(稻秆、麦秆、玉米秆)和其衍生物木质素、造纸废液颗粒等的热解过程及其动力学规律进行了研究.实验中加热速率分别为10,20,30℃/m in,终温为850℃.热解在氮气气氛下进行,并用高纯氮气作为保护气体.实验结果表明:天然生物质的非等温热解只有1个剧烈失重阶段,而木质素和造纸废液颗粒存在2个剧烈失重阶段.生物质比煤的热解起始温度低,热解速度快.随升温速率的提高,生物质的最大热解速度提高,对应的峰值温度升高,最终失重率呈下降趋势.生物质的热解机理满足三维扩散Jander方程,且随着升温速率的提高,其活化能增大.