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麻省理工学院将化学工程实验室与网络

马萨诸塞州剑桥 - 当克拉克科尔顿写一篇关于通过网络远程控制让学生可以访问复杂换热器的建议时,他唯一的目标是看看它是否对他的一门课程有用。他从未设想过该机器可以在两个额外的麻省理工学院课程中快速找到申请,一个在德克萨斯大学奥斯汀分校。

化学工程系教授科尔顿说,换热器涉及分开的热流和冷流,“无处不在” 。在化工厂和发电厂,空调和冰箱中,一种流体用于改变另一种流体的温度。例如,离开发电厂的热水可以通过接近冷水流来冷却。

科尔顿认为,由于热交换器在化学工程课程中很重要,因此可以通过网络操作的学生可以使用热交换器。因此,通过麻省理工学院的I-Lab和I-Campus计划,他购买了一个由其制造商修改的热交换器系统,以适合远程控制。

然而,他知道它还不能在网上远程操作。机器没有附带软件这样做。输入Rubaiyat Amin Khan,他是土木和环境工程的研究生,他编写了允许与网络接口的软件。Khan获得了这项成就的硕士学位,他在大约一年内完成了这项工作。

HANDS-ON PROJECT

去年11月,科尔顿和汗决定是时候在热量和质量传递的本科课程中测试现在的网络友好型机器。要求学生通过访问机器来解决问题,在运行时更改某些变量,并注意后果。“第一次试验是一个延长的作业问题,”科尔顿回忆道。“尽管当时网站还很简陋,但我们学到了很多关于学生如何应对这种环境以及他们想要改进的内容。”

“在这个项目之前,我并没有充分认识到让我们的学生接触网络设备的价值,”他继续道。当热交换器上线时,情况发生了变化。科尔顿对学生的热情感到惊讶,尽管他自己发现交换器的运行“实际上有点让人上瘾。这真的很有趣。” 因此,“我认为这种方法对于没有实验室组成部分的讲座课程具有真正的潜力。如果不去实验室,学生可以使用真实的设备,并将其性能与他们在课堂上学到的理论进行比较。”

科尔顿说,反馈非常积极,除非学生遇到软件或设备故障。“然后他们非常沮丧,所以可靠性很高,”科尔顿说。虽然他的团队已经解决了几个关键问题,但系统还没有一天24小时运行,因为时间被分配用于设备维护。

增加两个课程

理查德·韦斯特是剑桥麻省理工学院的参与者,是去年秋天参加该课程的三年级学生之一。他写了科尔顿关于他在系统中发现的一个问题:热水的温度波动很大。他发现“我们还没有学会如何正确控制系统,”科尔顿说。因此当韦斯特问他是否可以将这个问题作为UROP项目来处理时,教授说是的。

圣诞节西部借用了一本关于过程控制的教科书,“然后这是一个试验和尝试各种事情的案例,”他说。到2002年2月,问题得到了解决。

这引入了该设备的另一个应用。Colton,Kahn和West已经知道热交换器对传热的在线实验很有用; 现在他们意识到它也可以用来教学生过程动态和控制。

最终结果:今年春天,换热器用于另外两个麻省理工学院。在化学工程过程实验室中,它被用作准备技术报告以满足第2阶段写作要求的工具。它还被用于过程动力学,操作和控制,这是由化学工程高级讲师巴里约翰斯顿教授的本科课程。目前约有125名麻省理工学院学生使用过该机器。

TEXAS HOOK-UP

由于偶然的电子邮件,这个学期的热交换器也被用于德克萨斯大学奥斯汀分校。去年冬天,UT教授R. Bruce Eldridge给工程院院长Tom Magnanti发了一封电子邮件,询问是否有人在传热方面有任何高质量的多媒体内容。这张纸条最终找到了通往Colton的路,Colton问Eldridge是否愿意在他的课程中使用网络控制的热交换器。

UT学生最近才使用机器完成了他们的任务,因此Colton没有得到任何广泛的反馈,但“没有报告任何问题,Eldridge问他是否可以将其作为课程的永久部分。

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