Thiết bị giảng dạy thí nghiệm nhiệtThông qua "tái tạo thành phần cốt lõi, điều chỉnh chính xác các thông số nhiệt, giám sát trực quan dữ liệu" ba thiết kế cốt lõi, mô phỏng toàn bộ quá trình quản lý nhiệt pin nhiên liệu, tính trực quan giảng dạy và tính xác thực của thử nghiệm, con đường thực hiện cụ thể như sau:

I. Cấu trúc cốt lõi của quản lý nhiệt pin nhiên liệu tái tạo

Thiết bị giảng dạy được tạo mẫu bằng pin nhiên liệu thực, hợp lý hóa và giảm các thành phần quan trọng trong quản lý nhiệt. Lõi chứa mô-đun lò phản ứng điện mini (lõi tạo pin nhiên liệu mô phỏng), hệ thống mạch làm mát (chứa máy bơm nước mini, tản nhiệt, bể mở rộng), đơn vị sưởi/làm lạnh, cũng như ma trận cảm biến nhiệt độ, lưu lượng, áp suất. Mô-đun heap điện áp dụng thiết kế mô phỏng công suất thấp, mô phỏng nhiệt Joule trong quá trình phát điện thông qua tải điện trở, đồng thời tấm sưởi tích hợp mô phỏng chính xác phản ứng điện hóa tỏa nhiệt, nhận ra mô phỏng hợp tác của "nhiệt sản xuất điện" và "bổ sung nhiệt bên ngoài", giảm cơ chế tạo nhiệt trong điều kiện làm việc thực tế. Vòng lặp làm mát thì sao chép thiết kế cấp công nghiệp, hỗ trợ chuyển đổi hai chế độ làm mát bằng nước và làm mát bằng không khí, để sinh viên hiểu trực quan nguyên tắc trao đổi nhiệt của các phương pháp làm mát khác nhau.

Thứ hai, điều chỉnh chính xác các thông số nhiệt, mô phỏng môi trường nhiệt đa điều kiện làm việc

　　Thiết bị giảng dạy thí nghiệm nhiệtVới chức năng điều chỉnh thông số nhiệt phạm vi rộng, nó có thể mô phỏng các yêu cầu quản lý nhiệt của các điều kiện làm việc khác nhau như khởi động pin nhiên liệu, vận hành trạng thái ổn định và quá tải. Điều chỉnh chính xác nhiệt độ lò phản ứng điện (phạm vi điều chỉnh 50 ℃ -80 ℃, độ chính xác ± 1 ℃) thông qua hệ thống điều khiển nhiệt độ, phù hợp với phạm vi nhiệt độ hoạt động tốt nhất của pin nhiên liệu; Lưu lượng mạch làm mát có thể được điều chỉnh bằng máy bơm nước biến tần (0,5-5L/phút), mô phỏng nhu cầu làm mát dưới tải nhiệt khác nhau; Tốc độ gió của bộ tản nhiệt có thể được điều chỉnh bằng quạt điều chỉnh tốc độ (1-5m/s), để đạt được điều khiển động của hiệu quả tản nhiệt. Ngoài ra, thiết bị hỗ trợ mô phỏng điều kiện làm việc khắc nghiệt, chẳng hạn như mô phỏng tích tụ nhiệt bằng cách tắt mạch làm mát và mô phỏng sốc nhiệt bằng cách tăng tải đột ngột, cho phép sinh viên quan sát rủi ro mất kiểm soát nhiệt và các biện pháp đối phó, nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của quản lý nhiệt.

III. Giám sát và trực quan hóa dữ liệu thời gian thực, trình bày trực quan quá trình trao đổi nhiệt

Thiết bị được trang bị cảm biến đa chiều và hệ thống thu thập dữ liệu để nắm bắt các thông số chính của quản lý nhiệt trong thời gian thực. Cảm biến nhiệt độ được phân phối trên đầu vào và đầu ra lò phản ứng điện, đường ống mạch làm mát, bề mặt tản nhiệt, để theo dõi chính xác sự phân bố trường nhiệt độ; Cảm biến lưu lượng ghi lại tốc độ lưu thông của chất làm mát, cảm biến áp suất theo dõi giảm áp suất vòng lặp, cảm biến công suất phản hồi trạng thái cân bằng nhiệt và tản nhiệt của lò phản ứng điện. Tất cả các dữ liệu được hiển thị trong thời gian thực thông qua màn hình cảm ứng, tạo ra các biểu đồ trực quan như đường cong thay đổi nhiệt độ, biểu đồ phân phối mật độ dòng nhiệt, biểu đồ xu hướng hiệu quả tản nhiệt, v.v., thể hiện trực quan quá trình cân bằng động của "sản xuất nhiệt - truyền nhiệt - tản nhiệt". Một số thiết bị cũng hỗ trợ chức năng xuất dữ liệu, thuận tiện cho sinh viên tiến hành phân tích dữ liệu tiếp theo và tính toán hiệu quả quản lý nhiệt.

IV. Thiết kế thí nghiệm tương tác, tăng cường thực hành kết hợp với nguyên tắc

　　Thiết bị giảng dạy thí nghiệm nhiệtChú trọng tính thực tế, thiết lập dự án thí nghiệm đa nguyên hóa phù hợp với nhu cầu giảng dạy. Học sinh có thể điều chỉnh tốc độ dòng chảy của nước làm mát, tốc độ gió của quạt, quan sát quy luật thay đổi nhiệt độ của lò phản ứng điện, điều tra ảnh hưởng của các thông số tản nhiệt đối với hiệu quả quản lý nhiệt; Bằng cách chuyển đổi chế độ làm mát bằng nước/không khí, so sánh sự khác biệt giữa hiệu quả tản nhiệt và tiêu thụ năng lượng của các phương pháp làm mát khác nhau; Bằng cách mô phỏng điều kiện làm việc quá tải, cơ chế bảo vệ quản lý nhiệt hoạt động thực tế (chẳng hạn như tự động khởi động bơm làm mát dự phòng, kích hoạt báo động quá nhiệt), logic điều khiển an toàn nhiệt được hiểu. Các thiết bị còn dự phòng mở rộng giao diện, hỗ trợ thêm các linh kiện như tầng giữ ấm, mô - đun tăng cường đổi nhiệt, v. v., triển khai các thí nghiệm tìm hiểu như tối ưu hóa trở nhiệt, nâng cao hiệu suất đổi nhiệt, v. v., chiếu cố nhu cầu giảng dạy cơ sở và huấn luyện nghiên cứu khoa học cấp cao.