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工程科学学院《高等工程热力学》课程实践

  • 张瑜婧
  • 日期:2023-12-27
  • 5619

中国科学院工程热物理研究所廊坊研发中心参观及实践教学活动

(燃动未来能源—中国科学院工程热物理所廊坊研发中心探索之旅)

         2023年12月17日上午,全校46名选课学生前往中国科学院工程热物理研究所廊坊研发中心参加《高等工程热力学》课程实践。此次实践活动得到了基地师生和工作人员的热烈欢迎和大力支持。

参观回顾

        第一站——传热传质研究中心。在低温CO2相变循环实验台,张睿师兄结合CO2的相变过程的基础知识,详细讲解了该实验台所涉及的研究工况与液膜压缩机的原理和优势。并表示该套装置由实验室自主设计,其中多级冷却可以减少对液氮的需求量,节约时间与成本。开创性的低温CO2相变循环技术为未来能源转换提供了新思路,突破了传统能源利用的界限,该项技术的研究也将成为未来能源系统高效环保发展的关键。

         第二站——先进燃气轮机实验室。在参观先进燃气轮机实验室的燃料燃烧机理实验台时,咸国礼师兄为我们讲解了该平台完成火焰描述函数测量的加工和验证情况,并结合软件操作演示,向同学们介绍了实验台控制系统组成、关键部件的定制软件控制,使同学们对热工测量相关知识在实验室中的应用有了更加直观的感受。

         第三站——轻型动力实验室。在王建宇师兄与张连昊师兄的带领下,大家详细了解了全环全压燃烧室试验台、高速压气机试验台的功能和用途。其中,全环全压燃烧室试验台可用于燃烧室性能考核测试、燃烧室组件试验、型号燃烧室改进改型和燃烧室排故等。而高速压气机试验台则用于研究压气机性能试验及压气机专项试验研究,可供开展高负荷压气机内部复杂流动机理研究,建立高负荷压气机设计理论和设计方法,为改进设计提供依据,积累实验数据库,完善压气机设计体系。


         第四站——风电中心实验室。进入风电中心实验室实地参观时,张锴老师为大家详细讲解了关键实验设备和实验部件。其中,双轴双涵对转压气机实验装置、暂冲式压气机/涡轮实验台的试验研究范围和优势,引起了大家深厚的兴趣。值得一提的是,参观期间恰逢研究人员实地开展试验与调试,让同学们进一步直观感受了科研人员试验方案的周密准备和严谨认真。

         第五站——循环流化床实验室。在实验室内,曹晓阳研究员带领大家一次参观了超临界循环流化床环形炉膛冷态试验系统、兆瓦级煤粉无焰燃烧中试平台等大科学装置,向同学们讲解了循环流化床的基本原理,以及相关研究方向、实验室情况、试验平台及试验开展过程等。曹老师还表示,循环流化床实验室始终面向国家能源环境领域的重大需求,在固体燃料的高效低碳清洁利用、综合节能减排方面,开展应用基础研究和高技术开发工作。其中,循环流化床气化技术、煤粉预热燃烧技术、粉煤低温热解技术、煤基固废熔融技术等多项技术达到国际领先水平。未来,实验室将继续致力于原创技术理论与核心关键技术的攻坚、聚焦技术集成和工程示范,为技术产业化应用提供有力支撑。

         第六站——储能实验室。在聂超群老师的带领下,同学们参观了储能实验室的先进1.5MW压缩空气储能试验平台。该平台是研发新型先进压缩空气储能系统及其关键部件的重要实验场所,依托这一先进的实验平台,能够深入探究先进压缩空气储能过程的耦合与能量传递机理,系统高负荷压缩机和透平内部流动损失的发展规律等压缩空气储能领域的关键科学问题。通过聂老师的详细介绍,同学们深刻理解了该实验平台在推动压缩空气储能技术发展中的重要地位和科研人员在相关领域所做的深入探索与创新工作。

          在活动结束时,聂老师总结道,科学研究要从实际问题中形成关键的科学技术进行理论研究与验证,只有在原理上行得通,再进行后续工程应用,方能顶天立地,希望同学们注重理论研究与工程应用的紧密联系,在导师和朋辈的引领下,开拓属于自己的科研道路。

        此次课程实践,为同学们提供了一个直观见识科学实验平台、大装置的机会,让大家亲身体会到理论知识与实际试验的紧密联系;同时,也激励着大家主动进取,积累扎实的理论功底,勇于求索,提升科研创新动力,为未来的科研之路奠定坚实基础。

        本次廊坊之行,为同学们提供了直观认识科学实验平台和大型装置的机会,使大家深刻感受理论知识与实际试验的密切联系。这不仅是对课堂知识的延伸,更是对学术探索的引领,激励着每位同学主动追求知识,独立思考,并逐步积累坚实的理论基础与实践,为大家未来的学科研发展奠定了坚实基础。

同学参观感悟

       本次对廊坊基地的参观学习不仅拓宽视野,增强从实际出发,发现问题、解决问题的能力,更极大地激发了我对接下来不断深入学习、研究高等工程热力学的兴趣。参观学习过程中,老师们对各个实验台的细致讲解也使我更深入地理解了在课堂中学到的基础理论知识。我深刻体会到了理论知识与实际应用相结合的重要性:对基础科学理论的透彻研究,是实际工程应用的基石;科学研究,带我们认识世界,发现新的理论;工程应用也即技术实现,带我们改变世界。廊坊基地各个实验室的先进设备无一不是对工程热力学相关基础理论的实际应用,同时也令我深感科学与技术的协同融合之美。对廊坊基地的参观学习不仅是一次令人印象深刻的经历,更是对未知领域的勇敢探索,是对创新之路的初步踏入。未来或许充满未知,但我心中那份对科学与技术的热爱将是我继续前进,不断成长的源源动力!

工程热物理研究所2023级学生 杨文博

        今天参观了廊坊的实验基地,见到了二十米高的循环流化床,看到了连续式与暂冲式的涡轮实验台,还有全环全压燃烧室试验台等等“超级设备”,伴随着研究人员的讲解,深受震撼的同时又获益良多。

       在循环流化床实验室,通过曹晓阳研究员的介绍,我了解到流化床实验室从最初建立一直到现在,研究课题一直与国家重大需求相匹配:从最初设计越来越大型的流化床锅炉保障我国能源安全,到本世纪初专攻“煤气化”制备可燃气和合成氨等来拓宽对煤的应用途径,再到后来研究“降低燃烧污染物排放”技术达到绿色环保发电的目的,最后到现在主攻的“深度灵活调峰技术”与新能源发电相匹配……行胜于言,研究所一直秉持的使命与担当让我心生崇敬溢于言表。除了各实验室的精彩介绍,午餐也非常丰盛。总之一句话,不虚此行!

工程热物理研究所2023级学生 王英杰

        非常荣幸参观了工热所廊坊实验室,这是一次非常宝贵的学习和体验机会。在老师的带领下,我们依次参观了轻型动力实验室、风电中心-先进推进动力实验室、循环流化床实验室、传热传质研究中心、先进燃气轮机实验室以及储能实验台。其中,C02低温系统和薄膜压缩机给我留下了深刻印象,这个系统的优点之一是能够将加压油和工质隔开,这样可以保证系统的安全性。另外,我还了解到储能试验台中设置了热膨胀管,其目的是作为管道连接处的温度变化补偿,避免管路因温度变化产生热胀冷缩而引起损坏。透过老师的讲解,我也逐渐明白,科研也许远不止课本中的理论,也与实际工程应用和社会实际问题的解决息息相关。整体来说,这次实验室参观给我带来了很多新的知识和启发。

理化技术研究所2023级学生 赵玉晴