建筑环境与能源应用工程专业的人才培养,越来越重视可再生能源在建筑环境领域的应用,生物质燃气是未来“零碳”绿色建筑的重要能源供给。面向绿色建筑的发展以及可再生能源利用技术,急需培养一批具有工程实践能力的本专业专门人才。
目前,各高校建筑环境与能源应用工程专业培养计划中开设有《建筑环境能源工程》、《燃气工程》等课程,且大都为专业核心课程。生物质气化制备可燃气作为生物质能转化利用中的重要技术,是课程实验教学过程中的重点内容。
我校建筑环境与能源应用工程专业设置在能源与动力工程学院,依托学院在能源领域的学科优势,深入开展可再生能源在建筑环境中的应用。生物质是重要的可再生能源,生物质气化燃气技术可实现清洁燃气的制备与建筑应用,开展该领域的教学与人才培养十分迫切。
然而,面向工业化生产的生物质燃气制备过程实验教学在高校难以开展,主要存在以下问题:
(1)燃气组分富含氢气、一氧化碳和甲烷等有毒易爆气体,实验存在危险性;
(2)工业化生产气化装置系统价格昂贵且占地面积大,高校难以建造;
(3)实验耗时长且成本高,群体受益的教学目标难以达成。
为了解决以上生物质气化燃气制备本科实验教学中存在难以克服的核心问题,本虚拟仿真项目以生物质燃气制备工业生产过程为对象,按照课程和实验大纲要求,依托团队承担的国家科技支撑计划等课题的科研成果(大规模生物质气化燃气制备示范装置、气化过程实验数据和模拟计算结果),采用可视化技术和信息化技术,聚焦学为中心,突出能力培养,构建了高仿真度的生物质气化燃气制备工业生产系统,开发生物质燃气制备过程参数控制与目标反演虚拟仿真实验。
本项目通过“虚”“实”结合,将生物质气化内部热力过程与外部参数控制相关联,丰富和拓展了实验内容;将最新科研成果融入实验过程,达到最新技术的同步性;通过设计基于生物质气化目标的反演参数方案实验模块,实现学生探究性学习,激发学生专业兴趣。
为了解决以上生物质气化本科实验教学中存在难以克服的核心问题,本虚拟仿真项目以生物质气化工业生产过程为对象,按照课程和实验大纲要求,依托团队承担的国家科技支撑计划等课题的科研成果(大规模气化示范装置、实验数据和模拟计算结果),采用可视化技术和信息化技术,构建了高仿真度的生物质气化工业生产系统,开发生物质气化过程参数控制与目标优化虚拟仿真实验
本项目通过“虚”“实”结合,将生物质气化内部热力过程与外部参数控制相关联,丰富和拓展了实验内容;将最新科研成果融入实验过程,达到最新技术的同步性;通过设计生物质气化目标优化实验模块,实现学生探究性学习,激发学生专业兴趣。