学生们 look up during a tour of a power plant

现实生活中的例子带来新的能源核心热力学过程

一月9年,2020年中午

lamyaa EL-gabry(左二),机械和航空航天工程的讲师,课程讲授部门的介绍热力学。这个秋天,学生们参观了公共服务企业集团(PSEG)发生在sewaren,新泽西州,与PSEG工程师克里斯蒂安·桑托罗站(最左边)。 

传统上,工程专业的学生已经了解燃气轮机通过研究图表和方程组求解的热力学,但今年他们也戴上安全帽,安全眼镜和耳塞游览那五十万家庭产生电能的植物。

students in hard hats look at part of a power plant

电厂的热回收蒸汽发生器做了一个大的印象的学生:在130英尺高,重达800万磅,它沿靠近纽约州奥尔巴尼,哈得逊河港口建成并放倒在sewaren工厂在驳船上。 

长期被视为通道的用于二年级学生机械和航空航天工程浓缩仪式,热力学过程被称为其严谨性。使得其内容的感觉有关,让学生可以是一个挑战。今年,类成为 校区实验室 当然,具有实地考察,客座讲座和课程,增强学生与大学校园和周边环境的能源技术和政策的例子学习。

除了参观公共服务企业集团(PSEG)发电站在sewaren,新泽西州,大约从普林斯顿30海里,学生参加专业工程师评估的能源效率 粉红色的房子主场本科生组成的社区集中于可持续发展的生活。客座讲师包括工程师谁帮助设计的燃气涡轮机的极端条件和贡献者澳门金沙城中心的气候行动计划,以减少碳排放的城镇。

“在过去,我会提出所有的理论,然后谈谈在终端应用,说:”当然,教练 lamyaa EL-gabry在讲师 机械和航空航天工程 (MAE)。但她担心学生们“坐在那里得到方程堆,”等待学习“很酷的东西。”

EL-gabry改组的过程中,重点就全球能源问题的局部尺寸,无论是在校园与校园可持续发展经理卡罗琳野蛮(在PACE中心为公民参与为市民服务普林斯顿实习,现在节目编导帮助建立连接)和利亚·安德森的副主任 程序社区参与奖学金.

students in hard hats look at part of a power plant

热回收蒸汽发生器的风冷式冷凝器内,学生们仰望在管的迷宫和巨大的排风扇,武力蒸汽冷凝成液态水 - 一个功能,无需使用河水冷却装置。 

课程的新重点启发问题集作业,帮助学生连接到日常生活热力学的核心概念 - 如冷却水系统,提供空调在校园建筑的校园能源厂厂长特德螟的解释。

“这是学生在工程第一次看”后,他们的介绍数学和物理课程,说EL-gabry。 “thermofluids能感觉到非常的概念和理论:你看不到热,你看不到空气流动,即使空气流在我们身边。所以,我以为我可以使通过重整演示,以适应解决问题的需求变得更有趣和令人兴奋的。”

EL-gabry还延长了学生的独立研究项目的范围和时间表。在过去五周的课程,学生群体提出和自己选择的主题进行了实验。项目包括商业和自制的马达和模型火箭燃料的对比,以及不同木材品种的隔热性能的评估 - 由粉红屋的类的能源审计启发的话题。

“通过曝光[学生]足够现实世界的问题,我希望他们能看到一个工程问题,并把它分解成的东西,他们可以用热力学定律解决,说:” EL-gabry。 “这是一个非常重要的技能。”

电厂访问期间,PSEG工程师克里斯蒂安·桑托罗概述了工厂的联合循环体系:天然气权力燃气轮机和热回收蒸汽发生器捕获燃气轮机的排气驱动产生额外的电力蒸汽涡轮机。该厂开始于2018年6月运行,是典型的新发电站。其联合循环的设置使得它能够达到60%的热效率,这意味着热能输入的60%转化为电,相对于约40%的单独的燃气轮机。

热回收蒸汽发生器由学生留下深刻印象:在130英尺高,重达800万英镑,它沿靠近纽约州奥尔巴尼的哈得逊河港口的建成,并放倒在sewaren工厂在驳船上。单位的风冷冷凝器内,学生管迷宫和巨大的排风扇凝视着那个力蒸汽冷凝成液态水 - 一个功能,无需使用河水冷却装置。

在中控室,学生看到了工厂的紧急报警屏幕和电脑系统是持续监控和调整涡轮机的产出 - 在工厂的以前的迭代,技术人员告诉学生,这一切都是手工完成。他们此行的十一月下午,系统显示,该厂发电的542兆瓦 - 接近其最大容量。

学生shannen prindle是由一个几乎全新的电厂运作着迷,发现控制室特别有趣。 “实地考察和课程介绍美比较完整,人们普遍认为的一个侧面”相比,航空航天工程,说prindle。

同学英里辛普金斯补充说,他喜欢的课程的“动手实际系统的分析,”包括喷气发动机和发电厂。课程是“一个伟大的介绍,我怎么可能要专注于未来,”他说。

Mike Fox sits at the lunch table with students

迈克·福克斯(右二),在太阳能发电机组热传导工程经理,来到普林斯顿给客人演讲和谈话与学生共进午餐。  

在同一周的发电厂参观,迈克·福克斯,在太阳能发电机组(命名为圣地亚哥,它于1927年成立,作为一个飞机公司晴朗的天气),热传导工程经理,来到普林斯顿给客人演讲与学生共进午餐谈话。配套课程的核心内容,他提出了燃气涡轮机的基本动力,围绕涡轮部分的模型与他人传阅,他参与过的项目的例子 - 包括专门设计的涡轮机使用非常规燃料或海上站起来去咸味环境。

“通过在现场与真正的工程师互动,(学生)在他们的底线利益预告出现差异的,他们怎么说,他们关心什么,他们存在于商业语言理论的术语和图表是什么,说:” EL- gabry,谁作为通用电气公司的工程师工作。在开始之前,她的学术生涯。 “有机会与工程师的频谱互动”是学生学习的一个重要方面,她说。

学生们还与工程师普林斯顿空气,当地的家族式公司,致力于审核粉红屋的能源效率,这是福布斯大学,澳门金沙城中心的六个住宿学院的一个组成部分。审计涉及鼓风机门测试,它使用强力风扇来创建屋内的真空,然后测定空气泄漏从门窗,以确定的方法来减少建筑物的能量使用用于加热和冷却。

许多学生用自己的独立项目,进一步追求能源效率的实际问题。一个基团构建的模型的热空气热交换器通过捕获,否则将被浪费的热量,以测试加热效率提高的方法 - 例如,从干衣机的排气。另一组设计的装置来测量的不同木材品种的隔热性能。在它们的安装,雪松木允许更少的热量比杉木或压力处理松,这是常用于建立帧用于逸出。

Assistant instructor speaks with students in the power plant parking lot

教练lamyaa EL-gabry(中心)在巡演sewaren,新泽西州的PSEG电厂后,在指令克劳迪娅布伦纳(左)的学生和助手的会谈。从一个退役的电厂烟囱是在背景中可见。 

托马斯面包车利埃,谁的项目比较木材品种的工作,他说他理解的是,当然是“不只是数学多。我们了解了在行业中我们可能会使用这些知识的实际应用和作业“。

“当普林斯顿的学生正在做的事情的企业节省资金,节约能源,走出自己的特权 - 不只是为了解决一个问题集 - 它们是自驱动的,”说EL-gabry。 “那么你得到真正伟大的工作。”

除了机械和航空航天工程学系,秋季2019和热力学通过该课程获得的支持来自澳门金沙城中心的课教学1972年主动 250周年基金,用于本科教育创新中, 程序社区参与奖学金中, 麦格劳中心的教学和学习和工程学院的威廉·皮尔森场讲座基金。校区实验室是的研究和教学计划 可持续发展办公室.