江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申报表.docx

江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目申报表推荐学校：淮海工学院（盖章）项目名称：新型节能环保的餐厅饭菜加热保温台口重点项目项目类型：EI一般项目口指导项目所属一级学科名称：理学项目负责人：王翔、郭鹤魁、陈小艺陈军任联系电话：指导教师：刘学东联系电话：申报日期：2019/03/25江苏省教育厅制二。一九年三月项目名称新型节能环保的餐厅饭菜加热保温台项目所属一级学科工学项目所属二级学科能源动力项目类型（）重点项目（）一般项目（）指导项目项目实施时间起始时间：2019年5月1日完成时间：2021年4月30日项目筒介（100字以内）本项目设计一种节能环保的食堂、餐厅饭菜加热保温装置，解决饭菜变冷、变凉问题。利用太阳能热水系统和光伏发电装置进行对保温台内的蓄热材料加热，温度控制在70摄氏度。保温台的设计具备在放有饭菜时，自动加热，无饭菜时处于保温功能。申寸姓名年级学号所在院系/专业联系电话E-mai1主持人王翔二理学院/新能源科学与工程成员郭鹤魁二理学院/新能源科学与工程陈小艺二理学院/新能源科学与工程陈军任理学院/新能源科学与工程指导教师第一指导教师姓名刘学东单位淮海工学院理学院年龄48业技术职务副教授主要成果主要从事太阳能利用及新型制冷技术方面的教学研究工作，获得“江苏省第五届高校基础物理教师上好一堂课”二等奖，淮海工学院“工科大学物理课程体系改革的探索与实践”二等奖。主要参与江苏省教育厅“复合稀土纳米吸波材料的性能与机理研究”项目：主持横向联合课题1项，主持完成3项校级自然科学项目，专利5项，发表的教改、科研论文16篇.第二指导教师姓名单位年龄专财姊职务主要成果一、申请理由（包括自身具备的知识条件、自己的特长、兴趣、已有实践创新成果等）1、本团队人员是2017级新能源科学与工程专业的在校本科生，经过两年的大学学习，掌握了高等数学、线性代数、概率论等数学工具，专业知识方面也学习了工程流体力学、工程热力学传热学、模拟电子技术，数字电子技术、能源概论等专业知识。实验动手能力更是通过专业试验、大学物理实验、工程训练等技能训练得到了提高。通过以上的学习内容，我们拥有了更强的解决实际问题的能力并培养了创新精神，为科学实验打下了坚实的基础。2、强化与新能源专业相关学科的融合，拓宽相关知识的接触面。3、对新能源科技创技术兴趣浓厚，对各种利用太阳能产品有很多了解和关注，积极参与专业指导老师的科研，初步掌握实验研究的方法。积极参与学校组织的学生科技创新、实验创新竞赛，积累了一定经验，使我有信心带领团队去完成此次项目创作。4、我们注意到冬季，食堂、餐厅的饭菜容易变冷、变凉，经过实地调查和研究，利用我们所掌握光电、光热等方面的知识，利用太阳能热利用、蓄能技术、保温设计和自动控制相结合，设计并制造出一种能够保温加热饭菜的餐台。此次参加人员都是同专业的本科生，对新能源技术都有深入的了解，特别是并对太阳能利用技术有着浓厚的兴趣，平时能够相互沟通了解。每个人各有所长，分工明确。相信在老师的指导下，我们能够完成预定任务。通过对课题的研究，加深对于专业试验的培养，提高专业基础课程的深度。项目方案具体内容包括：1、项目研究背景（国内外的研究现状及研究意义、项目已有的基础，与本项目有关的研究积累和已取得的成绩，已具备的条件，尚缺少的条件及方法等）（1）研究背景随着时代的进步，人们对餐饮的卫生及营养要求愈来愈关注；快节奏的工作，也对生活的品质及便捷提出了更高的标准。一般情况下，学校食堂、饭店自助餐的饭菜及饮食放在台子上几分钟后就因室温下降而会变凉，色香味不佳,而再次回锅，不仅麻烦，原色、原味也没有了刚开始的新鲜。研究表明：35°C左右是细菌最易孳生的温度，较高、较低的温度均会影响其繁殖，刚做熟的饭菜温度相当高，是不会出现细菌的，只有饭菜冷却一段时间，温度降到适合细菌生长的程度，细菌才会大量繁殖。当前学校、医院等人员集中的场所，都采用热水或电加热等保温措施，效果不是很好。如果研究出能够利用太阳能热水系统结合光伏发电装置来制造保温加热台，一般都是用电磁来加热，十分耗电费电。（2）现状分析目前为止，国内食堂大都没有保温加热餐台，有些学生用餐时只能吃凉的饭菜，对身体健康不利。用的食堂利用电加热或利用热水加热，不节能环保，电热管发热非常容易引起火灾，不安全；水槽需经常清洗，有大量水垢，发热管易老化等多重问题。如图1所示，为目前常见的食堂、餐厅饭菜保温装置。并没有研究出能够利用新能源来加热的餐台，不仅环保节能，而且成本很低，安全可靠。图1食堂餐厅保温装置（3）研究意义在冬季，食堂没有足够的保温工具对饭菜进行保温加热，以至于许多学生吃到的饭菜都已经凉了。凉了的饭菜会容易生长细菌，并且会大量繁殖，导致教师学生的健康出现状况。本项目采用太阳能保温加热台对食物保温加热，充分利用新能源，节能环保。本项目还包括过滤装置，能够自动过滤水垢，减少了经常清洗水槽的麻烦，并且外壳采用了不锈钢材料，能够达到很好的传热效果。利用太阳能发热，将饭菜温度保持在70摄氏度左右，能够减少细菌的滋生，保持食物的安全卫生，使教师学生的健康有了保障。（4）研究积累本项目所涉及的研究包括太阳能光伏发电、工程流体力学、工程热力学、电路基础、传感器的联动理论等。其中太阳能光伏发电、工程流体力学、工程热力学、电路基础为本专业的必修课程。另外,除了在课堂学的知识外，我们还在图书馆翻阅了有关资料，在网上查阅了相关论文，并搜集了有关材料，而且传感器在学校也做了相关实验，掌握了部分知识和技能。饭菜摆放在保温台上时可实现加热保温，未摆放时，弹簧将平台支撑起来，离开蓄热器，使蓄热器与平台之间充满气体，达到绝热保温效果。保温台如何保持恒温性，通过选择合适蓄能材料及温度控制传感器，实现70摄氏度恒温，既安全又对饭菜保温效果好。利用太阳能热水系统或食堂产生的余热加热，实现节能环保目标。（2）主要内容系统外部加热装置的安装：利用太阳能作为能源动力，安装小型太阳能热水器及太阳能发电板，当晴天时直接利用太阳能热水器对水加热，将热水储存到保温桶内；当阴雨天时，利用余热或电加热对水进行电加热。保温台内部的设计及安装：在保温台内部，使用一种储能材料（成分：聚乙烯+石墨+石蜡）进行对热能储存，使用温度传感器对温度控制在70摄氏度左右，当温度达到70度，传感器控制电磁阀闭合。当饭菜盘放置在保温台面上时，由自身重力按压弹簧触发开关，储能物质对饭菜开始加热。其他工作：考虑到保温台金属外壳，防止发生触电事故，对装置进行接地保护以及空气开关漏电保护措施；使用增压泵提供动力，使水循环；利用电磁阀控制水的流通；安装过滤装置净化循环水，防止对水加热产生水垢，防止水管堵塞，主要利用物质为活性炭以及明研。3、本项目的创新之处（1）保温台采用弹簧设备（如图所示），当未放置饭菜时，储能物质不对外放热；当放置饭菜时，由于饭菜的自身重力，触发餐盘下部开关，储能物质开始对饭菜加热。（2）利用复合材料（聚乙烯+石蜡+石墨）作为储能材料，该材料的相变潜热蓄热具有温度变化稳定、蓄能密度大、蓄放热迅速等优点，可持续加热。（3）可设计制作出食堂、饭自助餐厅及家庭用保温装置。4、项目研究技术路线（1）通过实地考察食堂餐厅饭菜放置时间，周围环境温度，掌握加热温度、加热量等基本参数，计算出水箱储水量、太阳能集热面积、水流量，所用蓄能材料质量。（2）设计出保温台，利用弹簧作为加热控制开关，当饭菜置于保温台上时，由于重力作用将弹簧压下，是保温台与蓄热器紧密接触，蓄热器将热量传递给保温平台；开饭时间结束系统概况图循环管路及储能物质铺设保温台俯视图保温台正视图5、研究进度安排(1)2019.7-2019.10,查阅相关资料、文献，完成保温系统方案设计；(2)2019.10-2020.5,对储能物质对选取测试，并设计出循环水管和储能物质的铺设方式；(3)2020.6-2020.11,装置组装、调试，测试主要指标(4)2021.122021.4解决存在的问题并改进，项目验收。三、学校提供条件（包括项目开展所需的实验实训情况、配套经费、相关扶持政策等）太阳能利用技术实验室、学生创新制作实验室，太阳能利用专业实验室已有的太阳能相关实验及检测设备：光热材料实验平台可对蓄能材料的制备及测试提供帮助，其他实验室也可以满足系统各项指标的相关测试。四、预期成果制造出太阳能保温加热餐台一个，申报实用新型专利一项。五、经费预算总经费（元）3000财政拨款（元）学校拨款（元）注：总经费、财政拨款、学校拨款由学校按照有关规定核定数目进行填写具体包括：1、调研、差旅费，300元；2、用于项目研发的元器件、软硬件测试、小型硬件购置费等，1000元；3、资料购置、打印、复印、印刷等费用，200元；4、学生撰写与项目有关的论文版面费、申请专利费等，1500元。六、导师推荐意见签名：年月日七、院系推荐意见院系负责人签名：学院盖章：年月日八、学校推荐意见：学校负责人签名：学校公章