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　　熱工實驗教學設備通過“核心組件復刻、熱參數精準調控、數據可視化監測”三大核心設計，模擬燃料電池熱管理全流程，兼顧教學直觀性與實驗真實性，具體實現路徑如下：

　　一、復刻燃料電池熱管理核心結構

　　教學設備以真實燃料電池為原型，精簡并還原熱管理關鍵組件。核心包含微型電堆模塊（模擬燃料電池發電核心）、冷卻回路系統（含微型水泵、散熱片、膨脹水箱）、加熱/制冷單元，以及溫度、流量、壓力傳感器矩陣。電堆模塊采用低功率仿真設計，通過電阻負載模擬發電過程中的焦耳熱，同時內置加熱片精準模擬電化學反應放熱，實現“發電產熱”與“外部補熱”的協同模擬，還原真實工況下的熱生成機制。冷卻回路則復刻工業級設計，支持水冷、風冷兩種模式切換，讓學生直觀理解不同冷卻方式的熱交換原理。

　　二、熱參數精準調控，模擬多工況熱環境

　　熱工實驗教學設備具備寬范圍熱參數調節功能，可模擬燃料電池啟動、穩態運行、過載等不同工況的熱管理需求。通過溫控系統精準調節電堆溫度（調節范圍50℃-80℃，精度±1℃），匹配燃料電池最佳工作溫度區間；冷卻回路流量可通過變頻水泵調節（0.5-5L/min），模擬不同熱負荷下的冷卻需求；散熱片風速可通過調速風扇調節（1-5m/s），實現散熱效率的動態控制。此外，設備支持模擬惡劣工況，如通過關閉冷卻回路模擬熱堆積、通過驟升負載模擬突發熱沖擊，讓學生觀察熱失控風險及應對措施，深化對熱管理重要性的認知。
 

　　三、實時數據監測與可視化，直觀呈現熱交換過程

　　設備搭載多維度傳感器與數據采集系統，實時捕捉熱管理關鍵參數。溫度傳感器分布于電堆進出口、冷卻回路管道、散熱片表面，精準監測溫度場分布；流量傳感器記錄冷卻液循環速率，壓力傳感器監測回路壓降，功率傳感器反饋電堆產熱與散熱功率平衡狀態。所有數據通過觸摸屏實時顯示，生成溫度變化曲線、熱流密度分布圖、散熱效率趨勢圖等可視化圖表，直觀呈現“產熱-傳熱-散熱”的動態平衡過程。部分設備還支持數據導出功能，便于學生進行后續數據分析與熱管理效率計算。

　　四、互動式實驗設計，強化實操與原理結合

　　熱工實驗教學設備注重實操性，設置多元化實驗項目適配教學需求。學生可通過調節冷卻水流速、風扇風速，觀察電堆溫度變化規律，探究散熱參數對熱管理效果的影響；通過切換水冷/風冷模式，對比不同冷卻方式的散熱效率與能耗差異；通過模擬過載工況，實操熱管理保護機制（如自動啟動備用冷卻泵、觸發超溫報警），理解熱安全控制邏輯。設備還預留拓展接口，支持添加保溫層、換熱強化模塊等配件，開展熱阻優化、換熱效率提升等探究性實驗，兼顧基礎教學與高階科研訓練需求。