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【關(guān)鍵詞】能源新形勢(shì) 動(dòng)力工程及工程熱物理 研究生 課程教學(xué)

【基金項(xiàng)目】長(zhǎng)沙理工大學(xué)2016年度校級(jí)研究生教研教改項(xiàng)目：新形勢(shì)下動(dòng)力工程及工程熱物理研究生課程優(yōu)化設(shè)置研究（JG2016YB05）。

【中圖分類(lèi)號(hào)】G642 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2016）04-0158-02

1.引言

能源是人類(lèi)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)能源。對(duì)于目前的中國(guó)而言，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與保護(hù)環(huán)境的平衡將是未來(lái)面臨的一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為此， 2014年國(guó)務(wù)院了《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃（2014-2020年）》，明確強(qiáng)調(diào)要深化能源體制改革，加快重點(diǎn)領(lǐng)域和關(guān)鍵環(huán)節(jié)改革步伐。2016年，國(guó)家發(fā)改委等聯(lián)合《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，提出了未來(lái)十年中國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的路線(xiàn)圖。改革與發(fā)展已經(jīng)成為了能源行業(yè)的顯著特征。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與培育新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)步伐加速，節(jié)能減排與新型能源產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略地位將愈加突出，能源行業(yè)的機(jī)制體制改革以及能源互聯(lián)網(wǎng)的興起，對(duì)能源技術(shù)人才提出了更新和更高的要求。中國(guó)能源產(chǎn)業(yè)近幾年發(fā)展迅速，社會(huì)各界都積極投入到先進(jìn)能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)與產(chǎn)業(yè)的建設(shè)當(dāng)中，但在這繁榮的表象背后，由于技術(shù)、管理、投資等原因，還存在諸多問(wèn)題。這些問(wèn)題究其本質(zhì)仍然是人才的問(wèn)題，要解決這個(gè)問(wèn)題，就必須從教育入手，大力培養(yǎng)人才[1]。然而，目前我國(guó)新型能源技術(shù)人才普遍匱乏，高校的科技資源優(yōu)勢(shì)還未完全在能源領(lǐng)域釋放出來(lái)，在人才培養(yǎng)方面急需跟上國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展新常態(tài)。

研究生教育是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它包括了課程學(xué)習(xí)、實(shí)踐研究和學(xué)位論文等諸多環(huán)節(jié)。其中，課程學(xué)習(xí)是整個(gè)研究生培養(yǎng)中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接決定著研究生教育的質(zhì)量和水平。因此，良好的課程教學(xué)是達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)、提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量的前提。為此，2013年教育部等部門(mén)聯(lián)合發(fā)出《關(guān)于深化研究生教育改革的意見(jiàn)》，明確要求加強(qiáng)課程建設(shè)，重視發(fā)揮課程教學(xué)在研究生培養(yǎng)中的作用。

動(dòng)力工程及工程熱物理一級(jí)學(xué)科以能源的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和利用作為主要的學(xué)科應(yīng)用背景，在整個(gè)能源領(lǐng)域起著支撐和促進(jìn)作用。經(jīng)過(guò)多年的探索和努力，國(guó)內(nèi)研究生教育在動(dòng)力工程及工程熱物理領(lǐng)域取得了較好的成績(jī)。但總體上看，我國(guó)研究生教育還未能完全適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展的多樣化需求。隨著研究生教育的深入發(fā)展，現(xiàn)行的研究生課程體系出現(xiàn)了許多亟待解決的問(wèn)題。因而，如何根據(jù)國(guó)家的戰(zhàn)略需求及行業(yè)的人才需求， 改革和完善現(xiàn)行的研究生課程教學(xué)狀況， 是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。

2.現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

2.1對(duì)研究生課程教學(xué)認(rèn)識(shí)上存在偏差

就目前我國(guó)大部分高校研究生教育重點(diǎn)而言，以各省、直轄市相應(yīng)的優(yōu)秀研究生學(xué)位論文評(píng)選為契機(jī)（2013年之前還有全國(guó)百篇優(yōu)秀博士論文），各高校每年也進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)秀研究生學(xué)位論文評(píng)選，此外學(xué)校還制定了各種優(yōu)秀研究生論文獎(jiǎng)勵(lì)辦法等相關(guān)的質(zhì)量激勵(lì)措施，出臺(tái)了研究生創(chuàng)新計(jì)劃，研究生國(guó)家獎(jiǎng)學(xué)金的評(píng)選也直接與學(xué)生的論文及參與的項(xiàng)目直接掛鉤，研究生培養(yǎng)過(guò)程中“學(xué)術(shù)論文為重”的培養(yǎng)取向日益明顯，這在一定程度上確實(shí)能保障研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，無(wú)疑具有積極意義[2]。但作為研究生培養(yǎng)過(guò)程中的另一個(gè)基本環(huán)節(jié)――課程教學(xué)，獲得的相對(duì)關(guān)注較少，這直接導(dǎo)致了高校研究生課程教學(xué)工作相對(duì)滯后，其課程教學(xué)質(zhì)量還有待進(jìn)一步提升。

2.2研究生課程結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化

我國(guó)特色的研究生教育課程體系一般由學(xué)位課程和非學(xué)位課程組成。但是動(dòng)力工程及工程熱物理是一門(mén)綜合性學(xué)科，涉及到工程熱力學(xué)、燃燒學(xué)、傳熱傳質(zhì)、多相流等多方面知識(shí)，此外隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們?cè)诓煌膶W(xué)科基礎(chǔ)上不斷開(kāi)拓新的研究熱點(diǎn)，學(xué)科交叉的趨勢(shì)越來(lái)越明顯。然而課程內(nèi)容是實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的有效載體，因此在科學(xué)知識(shí)更新速度的加快和人才培養(yǎng)課程結(jié)構(gòu)的滯后性之間，矛盾日趨明顯，課程結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)性、先進(jìn)性和綜合性承載著調(diào)和這一矛盾的重?fù)?dān)[3]。盡管課程優(yōu)化設(shè)置已經(jīng)成為我國(guó)研究生教育改革的一項(xiàng)重要內(nèi)容，但與國(guó)外一流研究生教育機(jī)構(gòu)相比，差距仍很大。因此，如何建立科學(xué)的研究生課程體系，滿(mǎn)足不斷發(fā)展的行業(yè)和國(guó)家需求，是一項(xiàng)重要而緊迫的任務(wù)。

2.3 跨學(xué)科課程和有關(guān)科學(xué)研究方法的課程缺乏

在現(xiàn)有的課程教學(xué)體系中，一個(gè)比較薄弱的環(huán)節(jié)是只開(kāi)設(shè)了傳統(tǒng)的研究生理論課程，而忽視了一些重要的跨學(xué)科課程和有關(guān)科學(xué)研究方法的課程。目前我國(guó)研究生課程教學(xué)管理實(shí)行的是學(xué)分制，從課程內(nèi)容上看，包括政治課、英語(yǔ)課、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課以及本研究方向的專(zhuān)業(yè)課程。動(dòng)力工程及工程熱物理下轄若干個(gè)二級(jí)學(xué)科，其學(xué)科交叉性強(qiáng)，理論與技術(shù)發(fā)展迅速，許多問(wèn)題僅靠某一學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)是難以解決的，需要多學(xué)科知識(shí)去協(xié)同應(yīng)對(duì)，如若缺乏跨學(xué)科課程及科研能力培養(yǎng)方面的課程，那么對(duì)于學(xué)生在該領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展極為不利。

3.對(duì)策及建議

3.1 提高對(duì)研究生課程教學(xué)的認(rèn)識(shí)

首先要真正重視課程設(shè)置在研究生培養(yǎng)中的作用，改變長(zhǎng)期以來(lái)重學(xué)術(shù)論文、輕課程學(xué)習(xí)的現(xiàn)狀。針對(duì)此問(wèn)題，以長(zhǎng)沙理工大學(xué)為例，2015年學(xué)校研究生院出臺(tái)了《長(zhǎng)沙理工大學(xué)研究生課程建設(shè)實(shí)施方案》，把研究生教學(xué)工作的重要性提到了一個(gè)新的高度，規(guī)范了課程設(shè)置審查，加強(qiáng)了教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)，研究生院還成立了由教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的老教師組成的課程教學(xué)督導(dǎo)小組，實(shí)時(shí)檢查研究生課堂教學(xué)并反饋意見(jiàn)，教學(xué)效果將直接影響教師的個(gè)人考評(píng)。這些措施都極大地強(qiáng)化了研究生課程教學(xué)在培養(yǎng)過(guò)程中的作用。

3.2 對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行國(guó)際化和工程化

總體上，我國(guó)的能源科學(xué)與工程與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有一定的差距，多年前美國(guó)、澳大利亞等國(guó)就投入巨額資金大力發(fā)展能源學(xué)科，大力培養(yǎng)能源人力資源。因此，可以通過(guò)與國(guó)外高校間研究生聯(lián)合培養(yǎng)項(xiàng)目，設(shè)置國(guó)際化課程，增強(qiáng)課程內(nèi)容的國(guó)際前沿性，也可以通過(guò)發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)充分利用國(guó)外豐富的網(wǎng)絡(luò)課程資源，加強(qiáng)國(guó)際化課程設(shè)置。動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科面向能源科學(xué)，具有極強(qiáng)的工程應(yīng)用性，已經(jīng)滲透到工業(yè)社會(huì)的各行業(yè)中，因此研究生課程也必須具有較強(qiáng)的工程適用性，可適當(dāng)引入實(shí)踐課程，在師資隊(duì)伍中引入企業(yè)導(dǎo)師或者與企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)學(xué)生。此外，針對(duì)該學(xué)科快速發(fā)展的特點(diǎn)，可以增加專(zhuān)業(yè)選修課的比例，拓寬學(xué)生的知識(shí)面，增強(qiáng)專(zhuān)業(yè)科學(xué)素質(zhì)。

3.3 增設(shè)跨學(xué)科選修課及科學(xué)研究方法的課程

根據(jù)研究生研究方向與培養(yǎng)目標(biāo)，適當(dāng)增設(shè)跨學(xué)科選修課更有利于學(xué)生科學(xué)能力的培養(yǎng)。如對(duì)于太陽(yáng)能研究方向的學(xué)生，可以跨學(xué)科選修物理學(xué)、材料類(lèi)的課程；對(duì)于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)方向的學(xué)生，可以選修部分機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)完整性等方面的課程。研究生只有具備跨學(xué)科的知識(shí)，才能更好地從另一個(gè)角度了解本專(zhuān)業(yè)，才能夠充分借鑒相近領(lǐng)域的理論和方法，在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域內(nèi)做出新的成績(jī)。學(xué)習(xí)一定的科學(xué)研究方法，對(duì)剛開(kāi)始從事研究工作的研究生十分必要，提高研究效率，也能使得學(xué)生在不斷發(fā)展的科學(xué)中始終具有學(xué)習(xí)與研究的能力，始終保持較強(qiáng)的創(chuàng)新能力。

4.結(jié)語(yǔ)

各高校必須根據(jù)自身發(fā)展特色和國(guó)家戰(zhàn)略需要，緊跟能源行業(yè)發(fā)展新形勢(shì)， 對(duì)動(dòng)力工程及工程熱物理研究生課程教學(xué)進(jìn)行新的思考與研究， 深化課程教學(xué)理論、完善培養(yǎng)單位課程體系改進(jìn)、優(yōu)化機(jī)制；增強(qiáng)研究生課程內(nèi)容的國(guó)際前沿性和工程實(shí)踐性，通過(guò)高質(zhì)量課程學(xué)習(xí)強(qiáng)化研究生的科學(xué)方法訓(xùn)練和學(xué)術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)，構(gòu)建符合專(zhuān)業(yè)學(xué)位特點(diǎn)的課程教學(xué)體系。這些對(duì)進(jìn)一步提高學(xué)科建設(shè)水平具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張玨.新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展所需專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)探討[J]. 中國(guó)人才， 2010，（8）： 29-30

篇2

關(guān)鍵詞：應(yīng)用型研究生；工程化教育；培養(yǎng)模式；校企合作

作者簡(jiǎn)介：王洪杰（1962-），男，黑龍江哈爾濱人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，教授；劉全忠（1978-），男，河南?？h人，哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150001）

基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)“十二五”教育科學(xué)研究規(guī)劃課題（課題編號(hào)：HGJXH B2110292）的研究成果。

中圖分類(lèi)號(hào)：G643 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）31-0016-02

根據(jù)教育部的全國(guó)研究生學(xué)歷教育的統(tǒng)計(jì)情況，2001～2011年我國(guó)在校研究生數(shù)從約40萬(wàn)增長(zhǎng)到約165萬(wàn)人。招生規(guī)模的擴(kuò)大使得研究生不再是稀有的高層次“研究型”人才，而是成為滿(mǎn)足社會(huì)需要的普通勞動(dòng)力要素，對(duì)碩士研究生的要求已經(jīng)由原來(lái)的學(xué)術(shù)型人才需求轉(zhuǎn)變成應(yīng)用型人才需求。[1]目前培養(yǎng)應(yīng)用型人才已經(jīng)成為研究生教育的重點(diǎn)，尤其是對(duì)于工科研究生，其學(xué)科特征及培養(yǎng)目標(biāo)決定了其所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)與工作領(lǐng)域的對(duì)應(yīng)性很強(qiáng)，在培養(yǎng)過(guò)程中更強(qiáng)調(diào)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手操作能力。[2]2008年哈爾濱工業(yè)大學(xué)開(kāi)始根據(jù)碩士研究生本人志愿、畢業(yè)去向、就業(yè)形勢(shì)、學(xué)科建設(shè)及研究生培養(yǎng)條件來(lái)對(duì)碩士研究生進(jìn)行分類(lèi)培養(yǎng)，將碩士研究生分為學(xué)術(shù)研究型和應(yīng)用研究型兩種類(lèi)型，改革研究生培養(yǎng)模式以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求的人才。[3]本文結(jié)合動(dòng)力工程及工程熱物理學(xué)科研究生培養(yǎng)的實(shí)際情況，對(duì)應(yīng)用型工科碩士研究生培養(yǎng)模式的構(gòu)建和應(yīng)用進(jìn)行了探索。

一、應(yīng)用型研究生培養(yǎng)目標(biāo)的定位

我國(guó)工科碩士研究生的培養(yǎng)仍然以學(xué)術(shù)研究型的培養(yǎng)為主，應(yīng)用研究型的規(guī)模小且沒(méi)有形成完整的培養(yǎng)體系，這一點(diǎn)和發(fā)達(dá)國(guó)家的研究生培養(yǎng)是存在一定差距的。以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家在應(yīng)用型研究生的培養(yǎng)過(guò)程中主要采取協(xié)作式培養(yǎng)，通過(guò)大學(xué)和企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)研究生，實(shí)現(xiàn)研究生教育與社會(huì)生產(chǎn)相結(jié)合，滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展對(duì)人才的需求。[4]這種協(xié)作式的培養(yǎng)模式是隨著世界各國(guó)高等教育工程化改革而出現(xiàn)的。

工程化教育是科研與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，目的是培養(yǎng)學(xué)生的科研意識(shí)、科研能力和創(chuàng)新能力，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。美國(guó)較早就意識(shí)到改革研究生培養(yǎng)模式的必要性，并加強(qiáng)大學(xué)與企業(yè)的合作。1967年的《工程教育目標(biāo)報(bào)告》提出了五年一貫制和工程碩士計(jì)劃，改變了美國(guó)高校以研究為取向的傳統(tǒng)路線(xiàn)；1989年美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)發(fā)表《美國(guó)工程教育實(shí)踐模式》，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合的工程教育實(shí)踐模式。2005年美國(guó)工程院發(fā)表《2020工程師培養(yǎng)報(bào)告》，研究了2020年工程教育的戰(zhàn)略與機(jī)制。歐盟也在改革與發(fā)展過(guò)程中先后推出了一系列研究計(jì)劃，對(duì)工程教育的類(lèi)型、模式和核心課程等問(wèn)題進(jìn)行了闡述。[5]

為了解決我國(guó)工程教育過(guò)于學(xué)術(shù)化和偏離實(shí)際需要的問(wèn)題，教育部在全國(guó)范圍內(nèi)推進(jìn)了卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃。卓越計(jì)劃的目標(biāo)是促進(jìn)工程教育改革和創(chuàng)新，全面提高我國(guó)工程教育人才培養(yǎng)質(zhì)量。按照卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃的要求，對(duì)于應(yīng)用型工科研究生的培養(yǎng)應(yīng)該以校企的深度合作模式為主，強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力。卓越工程師培養(yǎng)的目標(biāo)與美國(guó)協(xié)作式培養(yǎng)的目標(biāo)是類(lèi)似的，但是在我國(guó)只有較少的工科院校能很好地與企業(yè)進(jìn)行合作培養(yǎng)研究生，因此如何創(chuàng)建高校與行業(yè)企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)人才的新機(jī)制、創(chuàng)新工程教育的人才培養(yǎng)機(jī)制、建設(shè)高水平工程教育師資隊(duì)伍、制訂人才培養(yǎng)的標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系成為當(dāng)前應(yīng)用型工科研究生培養(yǎng)模式改革的重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容。

二、應(yīng)用型研究生培養(yǎng)模式的構(gòu)建

1.構(gòu)建應(yīng)用型研究生課程體系

為了適應(yīng)應(yīng)用型工科研究生的培養(yǎng)，必須調(diào)整目前的研究生課程體系，更新課程的教學(xué)內(nèi)容。對(duì)于工程問(wèn)題的解決，通常需要多學(xué)科知識(shí)的綜合應(yīng)用，因此在課程體系的構(gòu)建過(guò)程中應(yīng)該注重跨學(xué)科的培養(yǎng)，對(duì)于課程的設(shè)置應(yīng)該更加廣泛，而不是學(xué)位課和選修課都局限于某一個(gè)學(xué)科甚至是一個(gè)專(zhuān)業(yè)方向。從培養(yǎng)過(guò)程來(lái)看，廣泛的課程設(shè)置有助于學(xué)科間知識(shí)的聯(lián)系和知識(shí)體系的完善，使研究生在掌握扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)之上有更豐富的綜合應(yīng)用能力。因此，在公共基礎(chǔ)課程和學(xué)科平臺(tái)課程組成的學(xué)位課之外應(yīng)該按照綜合培養(yǎng)的目標(biāo)構(gòu)建跨學(xué)科的課程選修體系，以學(xué)位課為平臺(tái)、選修課為模塊，構(gòu)建跨學(xué)科的應(yīng)用型課程體系。

2.改進(jìn)教學(xué)方式與方法

對(duì)于應(yīng)用型工科研究生，不宜采用“滿(mǎn)堂灌”的注入式教學(xué)方法。教師可以“專(zhuān)題討論”、“專(zhuān)題報(bào)告”和“專(zhuān)題文獻(xiàn)”等教學(xué)形式，要求研究生在導(dǎo)師指定的專(zhuān)題下查閱國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料，使研究生有了一定的讀書(shū)量，增強(qiáng)了查閱資料和綜述的能力。研究生根據(jù)自己的讀書(shū)心得在教師組織的討論會(huì)或報(bào)告會(huì)上提出自己的見(jiàn)解，有問(wèn)答、有辯論，師生共同商討，這樣有利于培養(yǎng)研究生的自學(xué)能力和提出問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，有利于培養(yǎng)研究生思維表達(dá)能力和分析問(wèn)題的能力。在對(duì)教學(xué)方式與方法的改革中，應(yīng)該鼓勵(lì)教師采用啟發(fā)式、研究型、案例教學(xué)等方式，從而實(shí)現(xiàn)由知識(shí)傳授為主向工程能力培養(yǎng)為主轉(zhuǎn)變，由教師為主導(dǎo)向以學(xué)生為中心轉(zhuǎn)變，學(xué)生由被動(dòng)依賴(lài)向研究型學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

3.實(shí)行校內(nèi)外導(dǎo)師的聯(lián)合指導(dǎo)

目前大多數(shù)研究生還是由一位碩士生導(dǎo)師指導(dǎo)，受導(dǎo)師個(gè)人學(xué)術(shù)水平和工程能力的束縛，研究生的培養(yǎng)具有很大的局限性。企業(yè)具有大量工程能力強(qiáng)的高級(jí)技術(shù)人才，如果能夠深入?yún)⑴c研究生的培養(yǎng)，將很大程度上提高教師隊(duì)伍的工程化實(shí)踐能力。因此，應(yīng)該由所在學(xué)科點(diǎn)和企業(yè)實(shí)習(xí)基地共同安排校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)合作導(dǎo)師，共同負(fù)責(zé)制訂培養(yǎng)計(jì)劃、選定學(xué)位論文題目。研究生在完成課程學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)檢索并做好開(kāi)題報(bào)告后，盡早進(jìn)入企業(yè)開(kāi)展課題研究。由于是雙導(dǎo)師聯(lián)合指導(dǎo)，在研究生培養(yǎng)過(guò)程中應(yīng)注意做到責(zé)任分工明確，充分交流與合作，避免互相牽制與責(zé)任推脫。所在學(xué)科應(yīng)該對(duì)指導(dǎo)教師隊(duì)伍加強(qiáng)監(jiān)督并創(chuàng)造機(jī)制化的交流渠道。

4.加強(qiáng)校企聯(lián)合培養(yǎng)基地建設(shè)

應(yīng)用型研究生校企聯(lián)合培養(yǎng)基地是開(kāi)展研究生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的基本條件，同時(shí)，聯(lián)合培養(yǎng)基地也應(yīng)該是科學(xué)研究成果的轉(zhuǎn)化平臺(tái)。也就是說(shuō)，聯(lián)合培養(yǎng)基地應(yīng)該為研究生從工程實(shí)踐中提煉出科研課題，通過(guò)科學(xué)研究解決工程問(wèn)題并實(shí)現(xiàn)研究成果的合理轉(zhuǎn)化。通過(guò)校內(nèi)指導(dǎo)教師和企業(yè)合作導(dǎo)師的聯(lián)合指導(dǎo)，使應(yīng)用型研究生充分利用企業(yè)內(nèi)部各種實(shí)踐條件，開(kāi)展與工程實(shí)際緊密聯(lián)系的各種應(yīng)用型課題研究。通過(guò)充分接觸具體工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)其實(shí)驗(yàn)技能、專(zhuān)業(yè)技能、設(shè)備操作技能，使其充分接觸具體生產(chǎn)實(shí)踐環(huán)節(jié)，將所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)融入社會(huì)生產(chǎn)實(shí)際之中，培養(yǎng)實(shí)踐能力強(qiáng)的應(yīng)用型研究生。

5.加強(qiáng)教學(xué)過(guò)程管理，完善質(zhì)量評(píng)價(jià)體系

教學(xué)過(guò)程管理和質(zhì)量評(píng)價(jià)體系是應(yīng)用型工科研究生培養(yǎng)模式正常化、制度化運(yùn)行的有力保障，尤其是學(xué)生在校企聯(lián)合培養(yǎng)基地從事研究工作期間，由于學(xué)校和企業(yè)制度的差異，容易出現(xiàn)教學(xué)過(guò)程管理的缺失。校企聯(lián)合培養(yǎng)研究生實(shí)踐基地的日常運(yùn)行通常由企業(yè)負(fù)責(zé)，學(xué)校要安排專(zhuān)人負(fù)責(zé)與企業(yè)的具體聯(lián)絡(luò)工作，定期交換信息，溝通和協(xié)調(diào)雙方關(guān)系。培養(yǎng)基地應(yīng)按照依托企業(yè)的規(guī)章制度對(duì)學(xué)生進(jìn)行管理，同時(shí)也要健全內(nèi)部管理規(guī)章制度。學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)對(duì)教師選派、教學(xué)安排、質(zhì)量評(píng)價(jià)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的管理，教育學(xué)生自覺(jué)遵守各項(xiàng)規(guī)章制度和勞動(dòng)紀(jì)律，服從培養(yǎng)基地管理人員和指導(dǎo)教師的管理，保守商業(yè)機(jī)密。對(duì)于研究生的畢業(yè)論文的評(píng)價(jià)也應(yīng)區(qū)別于傳動(dòng)學(xué)術(shù)研究型研究生的論文評(píng)價(jià)體系，注重論文成果的實(shí)際應(yīng)用性。

三、應(yīng)用型研究生培養(yǎng)模式的應(yīng)用與實(shí)踐

哈爾濱工業(yè)大學(xué)動(dòng)力機(jī)械及工程熱物理學(xué)科為國(guó)家一級(jí)學(xué)科重點(diǎn)學(xué)科，教學(xué)和科研實(shí)力雄厚。卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃實(shí)施以來(lái)，學(xué)科所在學(xué)院與哈電集團(tuán)下屬的哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)、鍋爐廠(chǎng)和汽輪機(jī)廠(chǎng)等企業(yè)簽署了“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃合作協(xié)議”，與哈爾濱電機(jī)廠(chǎng)共建了面向全國(guó)高校的國(guó)家級(jí)工程實(shí)踐教育中心及校級(jí)研究生教育實(shí)踐基地，校企合作層次得到了很大的提高。校企雙方共同制定了校外研究生培養(yǎng)基地管理制度并制定了學(xué)位論文工作方案，使研究生的校企聯(lián)合培養(yǎng)有章可循，有據(jù)可依。學(xué)科由校內(nèi)碩士生導(dǎo)師和企業(yè)合作導(dǎo)師共同指導(dǎo)應(yīng)用型碩士研究生，研究生入學(xué)后由學(xué)科點(diǎn)和企業(yè)實(shí)習(xí)基地商討安排校內(nèi)導(dǎo)師和企業(yè)合作導(dǎo)師，學(xué)校導(dǎo)師負(fù)責(zé)制訂培養(yǎng)計(jì)劃，并與企業(yè)導(dǎo)師充分協(xié)商，為研究生選定學(xué)位論文題目。研究生按培養(yǎng)計(jì)劃要求在第一學(xué)年內(nèi)完成課程學(xué)習(xí)、文獻(xiàn)檢索并做好開(kāi)題報(bào)告，第二學(xué)年進(jìn)入企業(yè)開(kāi)展課題研究，按要求完成論文后回校參加答辯。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)動(dòng)力機(jī)械及工程熱物理學(xué)科每年派遣一定數(shù)量的青年教師到企業(yè)接受工程化培養(yǎng)，也為企業(yè)科技人員提供攻讀博士、碩士學(xué)位研究生、在職培訓(xùn)、學(xué)術(shù)講座等形式的繼續(xù)教育。另外，依托哈爾濱鍋爐廠(chǎng)、電機(jī)廠(chǎng)、汽輪機(jī)廠(chǎng)等國(guó)有企業(yè)的資源，以動(dòng)力機(jī)械及工程熱物理學(xué)科與國(guó)內(nèi)大中型企業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)期的科研和教學(xué)合作為基礎(chǔ)，從企業(yè)中聘請(qǐng)富有教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)工程師壯大教師隊(duì)伍。國(guó)有企業(yè)的工程師具有豐富工程經(jīng)歷，掌握了較先進(jìn)的工程技術(shù)，是補(bǔ)充應(yīng)用型工科研究生培養(yǎng)教師隊(duì)伍的師資源泉。目前學(xué)校已有6位高級(jí)工程師作為校外研究生培養(yǎng)基地的企業(yè)導(dǎo)師，已合作指導(dǎo)博士研究生1人，碩士研究生8人。在應(yīng)用型研究生培養(yǎng)期間，通過(guò)企業(yè)的國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流平臺(tái)選送5人參加國(guó)際會(huì)議，發(fā)表EI、SCI檢索學(xué)術(shù)論文20余篇，參加校企合作培養(yǎng)的研究生工程意識(shí)、工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力有了大幅提高。

四、結(jié)束語(yǔ)

校企協(xié)作式的應(yīng)用型工科研究生培養(yǎng)模式使得研究生教育能更好地面向社會(huì)需求，推動(dòng)研究生教育的可持續(xù)發(fā)展，已經(jīng)得到了廣大教師的充分認(rèn)同。結(jié)合各工科院校的學(xué)科特色，充分利用企業(yè)的科研和人才資源，鍛煉學(xué)生的工程實(shí)踐能力和科技創(chuàng)新精神，是應(yīng)用型工科研究生培養(yǎng)模式改革的基本思想。由于各工科院校辦學(xué)定位不同，合作企業(yè)的文化也有較大差異，構(gòu)建一種適合學(xué)科發(fā)展的應(yīng)用型工科研究生培養(yǎng)模式需要在長(zhǎng)期的實(shí)踐過(guò)程中總結(jié)和完善。

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篇3

本文針對(duì)供熱空調(diào)系統(tǒng)偏大設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀，分析了設(shè)計(jì)過(guò)程中涉及的許多因素的不確定性本質(zhì)；提出供熱空調(diào)系統(tǒng)保證率設(shè)計(jì)的概念，它直接以室內(nèi)熱環(huán)境的保證率為依據(jù)去做設(shè)計(jì)，真正體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)中投資與功能的對(duì)立統(tǒng)一；給出隨機(jī)分析方法的思路和開(kāi)發(fā)智能集成化的建筑熱環(huán)境分析系統(tǒng)的構(gòu)想，為實(shí)現(xiàn)供熱空調(diào)系統(tǒng)保證率設(shè)計(jì)打下基

礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：供熱空調(diào)系統(tǒng) 保證率設(shè)計(jì) 建筑熱環(huán)境 隨機(jī)分析

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和人們物質(zhì)生活水平的提高，供熱空調(diào)系統(tǒng)的應(yīng)用日益廣泛，使得建筑物的供熱空調(diào)能耗也逐年增大。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，資金和能源的供求矛盾日趨激烈，因此供熱空調(diào)系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)已提到日程上來(lái)。

雖然建筑熱物理理論近來(lái)有較大發(fā)展，從穩(wěn)態(tài)傳熱算法到動(dòng)態(tài)傳熱算法，從單一圍護(hù)結(jié)構(gòu)的。到建筑物整體的傳熱算法傳熱算法。但是長(zhǎng)期以來(lái)，建筑熱物理基本上都是作為確定性過(guò)程來(lái)研究的，即在確定的室外氣象參數(shù)和室內(nèi)發(fā)熱量的條件下，做建筑熱物理的有關(guān)計(jì)算，如建筑物冷熱負(fù)荷的計(jì)算等，再去設(shè)計(jì)供熱空調(diào)系統(tǒng)，分析建筑物能耗等。在供熱空調(diào)設(shè)計(jì)過(guò)程中往往對(duì)每個(gè)不確定環(huán)節(jié)乘以一個(gè)大于1的安全系數(shù)，如此層層加碼設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)不可避免會(huì)造成設(shè)備容量選擇偏大，這一方面浪費(fèi)了初投資，別一方面由于設(shè)備常運(yùn)行于低負(fù)荷狀態(tài)，也降低了設(shè)備效率，造成了運(yùn)行和維修費(fèi)用的增加。

供熱空調(diào)系統(tǒng)的偏大設(shè)計(jì)有社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制和管理體制不合理方面的原因，如設(shè)計(jì)費(fèi)用按建筑總投資的固定比例計(jì)算，建筑物供熱按建筑面積而不是實(shí)際耗熱量收費(fèi)，甲方往往只是控制建筑物初投資，忽視建筑物的運(yùn)行和維修費(fèi)用等。此外，設(shè)計(jì)人員也缺乏一套科學(xué)的方法來(lái)處理各種不確定性因素對(duì)供熱空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響。

由于室外氣象和室內(nèi)熱源都是隨機(jī)過(guò)程，它們作用在建筑物上產(chǎn)生的建筑熱環(huán)境也是隨機(jī)過(guò)程，因此應(yīng)該采用隨機(jī)分析的方法去研究建筑熱環(huán)境。隨機(jī)分析的方法追求的是某個(gè)量（如室溫、供熱負(fù)荷等）的概率分布，而不是具體的某個(gè)數(shù)值。建筑熱環(huán)境是復(fù)雜的系統(tǒng)，其中存在許多不確定性。因此，在研究建筑熱環(huán)境時(shí)，不僅要了解建筑熱環(huán)境的系統(tǒng)性能指標(biāo)的期望值（平均值），而且要了解這些指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。這樣，就能在概率意義上定量描述這些不確定性因素對(duì)建筑熱環(huán)境的影響。而以往確定性的方法只能得到建筑熱環(huán)境系統(tǒng)性能指標(biāo)的某個(gè)數(shù)值，由于在處理室外氣象和室內(nèi)熱源這些不確定性因素時(shí)采用簡(jiǎn)單的保守?cái)?shù)值，往往使得計(jì)算得到的性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于實(shí)際需要的性能指標(biāo)。1978年諾貝爾經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)得主H·A·Simon提出的有限合理性原理[1]，從哲學(xué)意義上精辟地論述了客觀(guān)世界復(fù)雜性與不確定性的本質(zhì)："…客觀(guān)世界是極其復(fù)雜的，人們頭對(duì)它的認(rèn)識(shí)總是有限的，因此客觀(guān)總是的角是個(gè)集合，而不是一個(gè)點(diǎn)…"。也就是說(shuō)，客觀(guān)世界中的，它們構(gòu)盛開(kāi)個(gè)集合，這個(gè)集合中的每個(gè)解都可看成某種程度上的滿(mǎn)意解。如果片面地追求唯一解或最佳解，那么往往不得不引進(jìn)許多假設(shè)、近似或約束，這樣求得的所謂唯一解或最佳解很可能反而遠(yuǎn)離真實(shí)解的集合，見(jiàn)圖1。

圖1 Simon的有限合理性原理示意圖

以空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷的計(jì)算為例，傳統(tǒng)的確定性方法取室外氣象和室內(nèi)熱的最不利數(shù)值，采用動(dòng)態(tài)模擬程序去計(jì)算空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷。實(shí)際空調(diào)負(fù)荷是隨機(jī)變化的，而確定性模擬方法并沒(méi)有給出實(shí)際空調(diào)負(fù)荷小于空調(diào)負(fù)荷的可能性大小，致使設(shè)計(jì)人員在選定空調(diào)設(shè)備時(shí)，為安全起把空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷乘以一個(gè)大于1的安全系數(shù)。由于各種不確定性因素的作用，實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)也是隨機(jī)變化的，因此應(yīng)根據(jù)空調(diào)負(fù)荷這一隨機(jī)變量的概率分布來(lái)確定空調(diào)設(shè)計(jì)負(fù)荷，選擇空調(diào)設(shè)備，也就是在不同概率信度下確定不同的設(shè)備容量。概率信度的確定則與建筑物的使用功能和甲方的經(jīng)濟(jì)觀(guān)念密切相關(guān)，體現(xiàn)了空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中功能與投資的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。

供熱空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不同。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的在于提供居住、生產(chǎn)和科研的場(chǎng)所，因此要求幾乎絕對(duì)的保證，一旦發(fā)生事故，如房屋倒塌，那么不僅會(huì)損壞產(chǎn)品、儀器，而且會(huì)造成生命危險(xiǎn)。供熱空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的在于提供生活、生產(chǎn)和科研需要的室內(nèi)熱環(huán)境，如果在一定短時(shí)間里室內(nèi)熱環(huán)境偏離設(shè)計(jì)要求，并不會(huì)造成太大的損失或危害。對(duì)于精密儀器車(chē)間等對(duì)空調(diào)精度和可靠性要求比較高的工藝空調(diào)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的可靠性可以定得高一些，因?yàn)橐坏┛照{(diào)系統(tǒng)出故障，會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量或儀器壽命；而對(duì)于一般民用住宅、辦公樓和賓館的舒適空調(diào)系統(tǒng)，往往允許室內(nèi)熱環(huán)境在一定短時(shí)間里偏離設(shè)計(jì)要求，這不僅不會(huì)損害人體健康，反而有利于消除或防止空調(diào)建筑普遍存在的綜合癥?？梢?jiàn)，供熱空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)允許一定的不保證率，如果設(shè)計(jì)要求的不保證率越小，那么需要空調(diào)系統(tǒng)的容量就越大，這正好體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)中投資與功能的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。

由于供熱空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)涉及許多不確定因素，如室外氣象、室內(nèi)熱源、建筑物的圍護(hù)結(jié)構(gòu)、整個(gè)建筑中各房間的空調(diào)系統(tǒng)的同時(shí)使用情況、空調(diào)系統(tǒng)本身的設(shè)備故障、衰老以及建筑物空調(diào)面積的擴(kuò)大等。因此，如果片面地追求供熱空調(diào)系統(tǒng)的安全性，那么常常導(dǎo)致以最不利的條件作為設(shè)計(jì)條件，勢(shì)必造成供熱空調(diào)系統(tǒng)的容量偏大。實(shí)際空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是隨機(jī)變化的，也就是說(shuō)，空調(diào)負(fù)荷系統(tǒng)是隨機(jī)變量，它服從一定的概率分布，如圖2所示。

圖2　空調(diào)負(fù)荷的概率分布

從圖2可見(jiàn)，在95%的概率信度（即5%的不保證率）下，空調(diào)負(fù)荷小于1820kW；如果信度提高到99%，那么空調(diào)負(fù)荷小于2160 kW。換言之，在100年里，空調(diào)負(fù)荷大于1820 kW和2160 kW的年頭分別不可能超過(guò)5個(gè)和1個(gè)。圖2還說(shuō)明，在大部分時(shí)間里（90%的概率），空調(diào)負(fù)荷不超過(guò)1640 kW，如果概率信度提高5%和9%，那么負(fù)荷分別增加11%和32%。按傳統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)思想，采用最不利的室外氣象和室內(nèi)熱源條件做計(jì)算，得到的空調(diào)負(fù)荷可能是3200 kW，據(jù)此選擇空調(diào)設(shè)備，那么在大部分時(shí)間里（90%的概率），空調(diào)設(shè)備的負(fù)荷率不超過(guò)51%（1640/3200）；在很炎熱的夏季里（100年一遇），空調(diào)設(shè)備的負(fù)荷率也不超過(guò)68%（2160/3200）。這樣的設(shè)計(jì)不但導(dǎo)致初投資的增加，而且導(dǎo)致運(yùn)行費(fèi)用的增加。圖2清楚地刻劃了空調(diào)負(fù)荷的隨機(jī)波動(dòng)特性，也容易在工程設(shè)計(jì)中作用。

這種直接根據(jù)室內(nèi)熱環(huán)境的保證率去做設(shè)計(jì)新思想，即保證率設(shè)計(jì)，追求的是在某種不利條件下，合理確定保證率，使供熱空調(diào)系統(tǒng)在保證時(shí)間內(nèi)可靠地實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)要求，而不是在任何條件下都要求保證室內(nèi)熱環(huán)境。因此，保證率設(shè)計(jì)是對(duì)傳統(tǒng)安全發(fā)展方向。

保證率的確定則與具體建筑物類(lèi)型、使用功能和甲方的經(jīng)濟(jì)觀(guān)念有關(guān)，如果保證率取得偏大，會(huì)直接導(dǎo)致選擇的空調(diào)設(shè)備容量偏大，造成一次投資和二次投資的增加；相反，如果保證率取得偏小，那么由于室內(nèi)熱環(huán)境在較多時(shí)間里偏離生產(chǎn)、生活或科研條件的要求，會(huì)導(dǎo)致工作效率的降低和產(chǎn)品質(zhì)量的下降，造成損失費(fèi)用的增加。因此，綜合考慮投資和損失費(fèi)用與空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)保證率之間的關(guān)系，可以找到最優(yōu)的保證率，使得按它設(shè)計(jì)出的空調(diào)系統(tǒng)的總費(fèi)用（總投資與由于空調(diào)系統(tǒng)保證不了合適的室內(nèi)熱環(huán)境而造成的損失費(fèi)用之和）最小（見(jiàn)圖3）?？梢?jiàn)，保證率設(shè)計(jì)的概念充分地體現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)中投資與可靠性（保證率）之間的對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。

圖3　空調(diào)設(shè)計(jì)中投資與可靠性之間的辯證關(guān)系

為實(shí)現(xiàn)供熱空調(diào)系統(tǒng)的保證率設(shè)計(jì)，需要一套隨機(jī)分析的方法，去定量刻劃設(shè)計(jì)過(guò)程中諸多不確定性因素的影響，給出供熱空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)負(fù)荷的概率分布。為此需要解決以下一些基本問(wèn)題：

·室外氣象和室內(nèi)熱源的描述

建立室外氣象的多維多階自回歸時(shí)間序列模型，以描述實(shí)際氣象過(guò)程的不平衡性以及各氣象參數(shù)在時(shí)間上的自相關(guān)和互相關(guān)性。建立描述室內(nèi)熱源隨時(shí)間周期波動(dòng)的簡(jiǎn)化的隨機(jī)模型。

·建筑物的描述

現(xiàn)有的建筑物熱模型都不適合于做隨機(jī)分析，為此建立了狀態(tài)空調(diào)建筑熱模型，它能利用以上建立的隨機(jī)氣象模型和隨機(jī)室內(nèi)熱源模型。

·供熱空調(diào)系統(tǒng)二次設(shè)備（如散熱器和風(fēng)機(jī)盤(pán)管）的同時(shí)使用情況

·供熱空調(diào)系統(tǒng)從一次設(shè)備到二次設(shè)備過(guò)程中各種介質(zhì)傳輸管網(wǎng)能量損失的描述

·供熱空調(diào)

設(shè)備衰老特性、故障特征和維修制度的描述

·供熱空調(diào)設(shè)備的備用和供熱空調(diào)面積的擴(kuò)大考慮

·開(kāi)發(fā)一個(gè)以CAD為基礎(chǔ)的智能集成化的建筑熱環(huán)境的分析系統(tǒng)，幫助工程師做設(shè)計(jì)

從80年代初其開(kāi)始，江億從事建筑熱環(huán)境隨機(jī)分析的研究工作，1988年到1992年完成中國(guó)科學(xué)院一個(gè)青年基金項(xiàng)目[2]，進(jìn)行有關(guān)隨機(jī)分析的基礎(chǔ)理論研究；并和英國(guó)建筑研究中心的系統(tǒng)性能預(yù)測(cè)室合作，完成對(duì)隨機(jī)分析程序的驗(yàn)證[3]。近年來(lái)發(fā)表了一些文章[4]～[10]對(duì)隨機(jī)分析的意義、方法和應(yīng)用都有較詳細(xì)的論述。這些是空調(diào)負(fù)荷保證率設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究的一部分，還有許多工作要進(jìn)行。但供熱空調(diào)系統(tǒng)的保證率設(shè)計(jì)無(wú)疑提供了一種徹底改變?cè)撔袠I(yè)不合理的設(shè)計(jì)現(xiàn)狀的方法，它有著光明的發(fā)展前程。

參考文獻(xiàn)

1 HA Simo. The sciences of the artificial intelligence. 2nd Ed. The MIT Press， Cambridge， Massachusetts. 1981.

2 江億，洪天真，建筑熱過(guò)程的隨機(jī)分析，中國(guó)科學(xué)院青年基金項(xiàng)目研究報(bào)告，1992。

3 T Hong，Y Jiang. Stochastic Analysis of the Building Thermal Environment of UK. 1994.

4 洪天真，建筑熱環(huán)境的隨機(jī)分析，博士學(xué)位論文。清華大學(xué)熱能系。1994。

5 洪天真，江億，冬季供暖系統(tǒng)負(fù)荷設(shè)計(jì)算用的室外綜合計(jì)算溫度，暖通空調(diào)，1993，（3）。

6 江億，洪天真，建筑熱過(guò)程隨機(jī)分析的背景、方法和應(yīng)用，暖通空調(diào)，1993（6）。

7 江億，洪天真，張金乾等，IISABRE：智能集成化的建筑熱環(huán)境分析系統(tǒng)，全國(guó)暖通空調(diào)制冷學(xué)術(shù)年會(huì)論文，1994。

8 Y Jiang， T Hong. Stochastic Analysis of Overheating Risk in Buildings. Proceedings of CLIMA 2000， London， 1993.

9 Y Jiang， T Hong. Stochastic Analysis of Building Thermal Processes. Building and Environment. 1993， (4)

篇4

促進(jìn)學(xué)科建設(shè)

目前，“中心”已擁有5萬(wàn)元以上測(cè)試儀器30多臺(tái)，各類(lèi)研究平臺(tái)12座，可資利用的教學(xué)和研究?jī)x器設(shè)備約1500萬(wàn)元。中心的建設(shè)推動(dòng)了能源學(xué)科科學(xué)研究的發(fā)展：近3年來(lái)“中心”骨干成員承擔(dān)了省部級(jí)以上科研課題14個(gè)（其中國(guó)家級(jí)項(xiàng)目6個(gè)），國(guó)際合作項(xiàng)目2個(gè)；承擔(dān)市廳級(jí)項(xiàng)目11個(gè)，企業(yè)委托開(kāi)發(fā)課題14個(gè).獲批研究經(jīng)費(fèi)總額超過(guò)1000萬(wàn)元。發(fā)表了學(xué)術(shù)研究論文110多篇，其中被權(quán)威期刊和被SCI/EI收錄論文近40篇；出版專(zhuān)著（教材）4部；申報(bào)獲批授權(quán)技術(shù)專(zhuān)利30多項(xiàng).轉(zhuǎn)讓技術(shù)成果5項(xiàng)；作為主要完成單位和完成者獲福建省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1個(gè)、三等獎(jiǎng)1個(gè)；廈門(mén)市科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1個(gè)、三等獎(jiǎng)1個(gè)。

“中心”的建設(shè)對(duì)學(xué)校的教學(xué)工作也起到了良好的促進(jìn)作用。依托“中心”這一科技創(chuàng)新平臺(tái)，新增設(shè)了10門(mén)專(zhuān)業(yè)課程的實(shí)驗(yàn)：通過(guò)“中心”建設(shè).集大熱能與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)與省內(nèi)近50家企業(yè)建立了緊密的產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系，構(gòu)建了滿(mǎn)足專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)需要的實(shí)踐教學(xué)基地，并承擔(dān)了省級(jí)教改項(xiàng)目“熱能工程卓越工程師培養(yǎng)”的試點(diǎn)工作。2011年.依托本平臺(tái)取得的教學(xué)成果《“熱能工程”創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系的構(gòu)建與實(shí)踐》被評(píng)為集美大學(xué)第六屆教學(xué)成果一等獎(jiǎng)。

另外，中心的建設(shè)對(duì)促進(jìn)學(xué)術(shù)交流方面也起了積極作用。“中心”分別于2008年5月、2008年8月和201O年11月承辦了三次全國(guó)性大型學(xué)術(shù)會(huì)議.“中心”的研究骨干還多次參加國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)交流并被邀請(qǐng)擔(dān)任本學(xué)科國(guó)內(nèi)和國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)會(huì)議的會(huì)場(chǎng)主席.包括美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)動(dòng)力工程分會(huì)2011年學(xué)術(shù)年會(huì)（ASMEPower2011）分會(huì)場(chǎng)主席、國(guó)際制冷大會(huì)分會(huì)場(chǎng)主席、中國(guó)工程熱物理學(xué)會(huì)全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)分會(huì)場(chǎng)主席等，有力地提升了集美大學(xué)在國(guó)內(nèi)和國(guó)際的知名度。

推動(dòng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)程

“中心”自成立以來(lái)就一直致力于清潔燃燒理論與技術(shù)、低溫余熱利用與工業(yè)過(guò)程節(jié)能、新能源開(kāi)發(fā)與利用及與循環(huán)經(jīng)濟(jì)相關(guān)的能源綜合利用技術(shù)研究，為福建省的高效節(jié)能及可再生能源利用技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程做出了一系列積極貢獻(xiàn)。

近年來(lái).“中心”在冰蓄冷空調(diào)及低溫送風(fēng)技術(shù)、烘干系統(tǒng)的優(yōu)化集成節(jié)能技術(shù)、旋風(fēng)除塵技術(shù)、太陽(yáng)能蝶形反射聚光光伏發(fā)電技術(shù)、余能（熱）回收利用技術(shù)、降低燃燒福建無(wú)煙煤鍋爐的飛灰含碳量技術(shù)、燃燒無(wú)煙煤鏈條爐的節(jié)能改造技術(shù)、先進(jìn)的垃圾焚燒爐技術(shù)、燃油荷電霧化清潔燃燒技術(shù)、可再生能源與低品位熱能海水淡化技術(shù)等方面均取得了較大突破，已開(kāi)發(fā)了10多項(xiàng)科技成果，為省內(nèi)近50家企業(yè)提供了節(jié)能減排技術(shù)服務(wù)，服務(wù)行業(yè)涉及電力、建材、化工、冶金、紡織印染等諸多領(lǐng)域。例如，與廈門(mén)同力節(jié)能科技有限公司簽訂了《立體多層次蝶型反射聚光光伏發(fā)電技術(shù)》技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，該項(xiàng)技術(shù)直接經(jīng)濟(jì)效益在年1000萬(wàn)元以上；與鎮(zhèn)江市電站輔機(jī)廠(chǎng)有限公司共同進(jìn)行了《低溫工業(yè)煙氣余熱資源化利用成套技術(shù)開(kāi)發(fā)》，通過(guò)回收余熱，可為企業(yè)節(jié)省大量燃料從而產(chǎn)生可觀(guān)的經(jīng)濟(jì)效益，每年可節(jié)能折價(jià)人民幣5000～；以上：與廈門(mén)銀鷺重工有限公司共同進(jìn)行了《20t/h級(jí)高效燃燒福建無(wú)煙煤的CFB鍋爐技術(shù)開(kāi)發(fā)》，每年通過(guò)煤的高效燃燒和資源綜合利用可增收500萬(wàn)元以上。近年來(lái).“中心”通過(guò)技術(shù)轉(zhuǎn)讓、技術(shù)服務(wù)、推廣新技術(shù)等形式進(jìn)行了成果推廣，累積每年為企業(yè)產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益近3500萬(wàn)元。

服務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

篇5

[關(guān)鍵詞]聯(lián)合培養(yǎng) 專(zhuān)業(yè)學(xué)位 研究生

[中圖分類(lèi)號(hào)] G643 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2013）22-0005-02

一、引言

為了更好地滿(mǎn)足國(guó)家科技發(fā)展對(duì)工程應(yīng)用型、復(fù)合型、高層次交叉學(xué)科、多領(lǐng)域技能型人才的迫切需要，進(jìn)一步優(yōu)化全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)的類(lèi)型和結(jié)構(gòu)，完善研究生培養(yǎng)體系，增強(qiáng)研究生服務(wù)于國(guó)家和社會(huì)全方位綜合性能力，推動(dòng)全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生“多學(xué)科交叉培養(yǎng)、多領(lǐng)域共同教育，同時(shí)校企間通過(guò)深度合作、資源間積極共享”的培養(yǎng)模式與培養(yǎng)理念，實(shí)現(xiàn)東北石油大學(xué)全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變。石油與天然氣工程結(jié)合自身學(xué)科的專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)與學(xué)科優(yōu)勢(shì)，努力探索出跨學(xué)院、跨企業(yè)的“兩跨”深度合作全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)模式，依據(jù)全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生的生源特點(diǎn)，以“生源招生、學(xué)位培養(yǎng)與考核評(píng)估”三個(gè)主體方面為研究主線(xiàn)，開(kāi)展多學(xué)科、多領(lǐng)域之間專(zhuān)業(yè)理論的全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生交叉教育培養(yǎng)。以東北石油大學(xué)與中石油集團(tuán)公司、中石化集團(tuán)公司、中海油集團(tuán)公司沉淀的多年產(chǎn)學(xué)研結(jié)合深度合作關(guān)系，開(kāi)展跨企業(yè)（校企之間）的全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生的人才培養(yǎng)、技術(shù)研發(fā)、科研攻關(guān)的深度合作，以培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生為主體，實(shí)現(xiàn)校企之間的產(chǎn)品設(shè)備、技能人才、科研成果的資源共享，努力提高石油與天然氣工程全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)質(zhì)量。

二、主要研究?jī)?nèi)容

通過(guò)建立跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)模式，充分發(fā)揮各二級(jí)院系多學(xué)科協(xié)同培養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)，利用長(zhǎng)期與油田企業(yè)深度合作形成的良好平臺(tái)，打造一支適合于石油與天然氣工程全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)的導(dǎo)師隊(duì)伍和管理團(tuán)隊(duì)，構(gòu)建和諧的培養(yǎng)環(huán)境，為穩(wěn)定和提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量探索出一種創(chuàng)新性培養(yǎng)模式，為豐富拓展其他院校其他領(lǐng)域的研究生培養(yǎng)提供示范作用。主要研究?jī)?nèi)容如下：

（一） 跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)模式研究

石油工程學(xué)院石油與天然氣工程專(zhuān)業(yè)與機(jī)械工程學(xué)院、土木工程學(xué)院相關(guān)專(zhuān)業(yè)結(jié)合，建立跨學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)模式；與大慶油田、吉林油田科研院所及生產(chǎn)單位結(jié)合，建立跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)模式，確定聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生的選擇標(biāo)準(zhǔn)（包括學(xué)生的原專(zhuān)業(yè)、學(xué)生的發(fā)展意向、動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力等）、招生計(jì)劃；制訂聯(lián)合培養(yǎng)方案，建設(shè)優(yōu)化組合聯(lián)合培養(yǎng)研究生課程體系。

（二）聯(lián)合培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生的指導(dǎo)教師隊(duì)伍建設(shè)

由石油工程學(xué)院牽頭，協(xié)同相關(guān)院系相關(guān)企業(yè)組成跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)石油與天然氣工程全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生的管理小組，研究制定研究生指導(dǎo)教師篩選原則與標(biāo)準(zhǔn)，建成在石油與天然氣工程領(lǐng)域具有較好科研基礎(chǔ)和科研成果的導(dǎo)師隊(duì)伍。定期聘請(qǐng)現(xiàn)場(chǎng)有科研、生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的研究人員為專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生開(kāi)設(shè)課程與講座，增強(qiáng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)實(shí)踐教育環(huán)節(jié)。

（三）聯(lián)合培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生實(shí)踐基地建設(shè)

校內(nèi)以石油工程學(xué)院提高采收率教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究室等，機(jī)械工程學(xué)院化工過(guò)程機(jī)械重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、石油井架檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室等，土木建筑工程學(xué)院防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程實(shí)驗(yàn)室等為依托，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備與相關(guān)建設(shè)，為學(xué)生進(jìn)行校內(nèi)試驗(yàn)，提高動(dòng)手能力提供條件；校外與油田開(kāi)發(fā)研究院、采油研究所、鉆井研究所、地面工程設(shè)計(jì)院等結(jié)合，加強(qiáng)開(kāi)放交流，選派專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生到上述單位進(jìn)行培訓(xùn)實(shí)習(xí)，開(kāi)展學(xué)位論文的相關(guān)研究，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

（四）構(gòu)建聯(lián)合培養(yǎng)模式下的培養(yǎng)機(jī)制與管理機(jī)制

1.確定研究方向

以把握石油與天然氣工程學(xué)科內(nèi)涵為核心，尋找與機(jī)械工程、工程熱物理等相關(guān)學(xué)科的知識(shí)交叉點(diǎn)和問(wèn)題突破口，找準(zhǔn)突出學(xué)科特色、體現(xiàn)學(xué)科水平的跨院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生的研究方向。

2.資源共享

以東北石油大學(xué)的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家工程技術(shù)研究室、國(guó)家工程教育中心以及省部級(jí)研究基地、校企共建工程技術(shù)研發(fā)中心等為主要平臺(tái)，充分利用大慶油田、吉林油田的地緣優(yōu)勢(shì)，整合相關(guān)學(xué)科科研經(jīng)費(fèi)、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、軟件設(shè)施、圖書(shū)資料及其它物質(zhì)條件，形成跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的有效資源。

3.培養(yǎng)機(jī)制

按照教育部關(guān)于專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)的有關(guān)要求，以有效提高油氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)碩士研究生的綜合素質(zhì)、創(chuàng)新能力及實(shí)踐能力為側(cè)重，依靠具有較深學(xué)術(shù)造詣的多學(xué)科導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)，借助校企多學(xué)科協(xié)同攻關(guān)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，研究提出構(gòu)建強(qiáng)化基礎(chǔ)性、前沿性和學(xué)科交叉性的跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)機(jī)制。

4.管理機(jī)制

以保證跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生質(zhì)量為前提，強(qiáng)調(diào)滿(mǎn)足社會(huì)多樣化需求、加快培養(yǎng)高層次應(yīng)用型專(zhuān)門(mén)人才的需要，同時(shí)體現(xiàn)“以生為本”的辦學(xué)理念和“因材施教”的教育思想，構(gòu)建導(dǎo)師、研究生和培養(yǎng)環(huán)境三者和諧發(fā)展的管理機(jī)制。

（五）改革聯(lián)合培養(yǎng)模式下的教學(xué)方法

增加案例教學(xué)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，提高專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生的綜合素質(zhì)。

三、擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題

（一）跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生的導(dǎo)師隊(duì)伍建設(shè)問(wèn)題

石油與天然氣工程專(zhuān)業(yè)導(dǎo)師，即第一導(dǎo)師，對(duì)研究生培養(yǎng)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)及培養(yǎng)質(zhì)量負(fù)主要責(zé)任，校內(nèi)合作導(dǎo)師與企業(yè)導(dǎo)師協(xié)助主導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生。盡量明確三方導(dǎo)師各自的權(quán)限，避免出現(xiàn)管理混亂的情況。同時(shí)要建立三方導(dǎo)師的溝通機(jī)制，強(qiáng)化導(dǎo)師隊(duì)伍的自身建設(shè)，開(kāi)闊導(dǎo)師的視野，提高導(dǎo)師隊(duì)伍的水平。

（二）跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生的資源整合問(wèn)題

由于各培養(yǎng)單位之間相互獨(dú)立，聯(lián)合培養(yǎng)工作不論是在觀(guān)念上，還是在操作管理上都還存在著一定的困難，在某種程度上可能會(huì)限制培養(yǎng)單位之間的合作交流。另外，由于受到教學(xué)體制和科研環(huán)境的影響，學(xué)術(shù)討論環(huán)境不理想，需要各院之間、企業(yè)與學(xué)校之間、導(dǎo)師與學(xué)生之間及時(shí)加強(qiáng)溝通，共同解決面對(duì)的問(wèn)題。

（三）跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生的管理機(jī)制問(wèn)題

跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)研究生是研究生教育改革和創(chuàng)新的重要嘗試，仍處于摸索階段，還沒(méi)有一套切實(shí)可行的管理工作流程， 會(huì)給實(shí)施過(guò)程帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如研究生的課題選擇、畢業(yè)答辯等環(huán)節(jié)安排，課題的經(jīng)費(fèi)籌措、合作協(xié)調(diào)、獎(jiǎng)勵(lì)懲罰、學(xué)術(shù)交流、監(jiān)督評(píng)價(jià)、考核、成果歸屬認(rèn)定及知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)等等，必須建立一套切實(shí)可行的管理模式，保障跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的順利推進(jìn)。

四、采取的解決方法

以石油與天然氣工程專(zhuān)業(yè)為主導(dǎo)，確立主干專(zhuān)業(yè)在聯(lián)合培養(yǎng)中的主導(dǎo)作用；以工程熱物理與機(jī)械工程等相關(guān)專(zhuān)業(yè)為支撐，尋找相關(guān)學(xué)科的知識(shí)交叉點(diǎn)和問(wèn)題突破；以企業(yè)為依托，充分調(diào)動(dòng)企業(yè)在研究生聯(lián)合培養(yǎng)中的積極性；以研究生為中心，以培養(yǎng)研究生的實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力、提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量為核心，樹(shù)立研究生在聯(lián)合培養(yǎng)中的主體地位。以市場(chǎng)為導(dǎo)向，充分發(fā)揮市場(chǎng)機(jī)制的作用，形成競(jìng)爭(zhēng)性的市場(chǎng)機(jī)制，最終實(shí)現(xiàn)研究生培養(yǎng)對(duì)接市場(chǎng)需求，跨學(xué)院跨企業(yè)聯(lián)合培養(yǎng)的制度化及企業(yè)對(duì)聯(lián)合培養(yǎng)的內(nèi)需化。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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篇6

【關(guān)鍵詞】投影儀吊箱 溫度場(chǎng) Ansys 散熱系統(tǒng)

目前，多媒體教學(xué)已經(jīng)在全國(guó)各高校中普及，投影儀和計(jì)算機(jī)作為主要的多媒體教學(xué)設(shè)備，正發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。通常情況下，為了節(jié)省空間，投影儀一般通過(guò)懸掛設(shè)備懸掛于屋頂，而較多情況下為了防盜和防塵會(huì)將投影儀放入較為密閉的吊箱內(nèi)。但是，投影儀位于高處，長(zhǎng)期處于高溫氣流環(huán)境中工作，易出現(xiàn)死機(jī)等現(xiàn)象，投影儀工作的穩(wěn)定性較差，減少了投影儀的使用壽命。因此在吊箱內(nèi)安裝散熱系統(tǒng)就十分必要了，但散熱系統(tǒng)的安裝位置及工作方式的合理設(shè)定直接影響到散熱效率，如果散熱系統(tǒng)不能快速將投影儀周?chē)臒崃考皶r(shí)排走的話(huà)，就會(huì)使散熱系統(tǒng)失去意義，而且還浪費(fèi)了大量的電能。因此分析吊箱內(nèi)溫度場(chǎng)進(jìn)而優(yōu)化箱體散熱系統(tǒng)就十分必要了。

1 研究方法

本論文主要通過(guò)數(shù)值模擬，同時(shí)輔以實(shí)驗(yàn)的方法，以某型號(hào)投影儀吊箱為研究對(duì)象，分別研究其處于穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬分析，為投影儀吊箱散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。研究?jī)?nèi)容如下：

（1）建立該投影儀吊箱的物理模型模型，通過(guò)測(cè)試實(shí)驗(yàn)分析該模型的可行性。

（2）在穩(wěn)態(tài)、內(nèi)部投影不工作的情況下，應(yīng)用Ansys軟件對(duì)其內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬研究，確定外部環(huán)境對(duì)箱體內(nèi)溫度場(chǎng)的影響，并且可以確定散熱模塊最佳的安裝位置。

（3）在非穩(wěn)態(tài)、內(nèi)部投影儀正常工作的條件下，應(yīng)用Ansys軟件對(duì)其內(nèi)部溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬研究，確定非穩(wěn)態(tài)下箱體內(nèi)溫度場(chǎng)的分布，繼而將兩種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較以進(jìn)一步確定散熱系統(tǒng)最佳設(shè)計(jì)方案，本部分為主要研究?jī)?nèi)容。

（4）通過(guò)對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析，對(duì)投影儀吊箱物理模型進(jìn)行優(yōu)化。

2 模型分析

2.1 物理模型

本文針對(duì)某型號(hào)投影儀吊箱進(jìn)行分析，如圖1所示，該箱體是由頂蓋、底板、前門(mén)、后門(mén)和兩塊側(cè)板組成，其材料為1mm厚的鐵皮，在箱體的兩塊側(cè)板上裝有帶防塵網(wǎng)的散熱孔，在頂蓋上固定安裝孔，箱體前面有圓形投影儀鏡頭孔，直徑80mm。投影儀安裝位置如圖，以O(shè)為坐標(biāo)原點(diǎn)，X，Y，Z軸如圖所示，投影儀中心位置坐標(biāo)為（170，210，140），投影儀內(nèi)裝有散熱風(fēng)扇，不斷地把投影儀產(chǎn)生的熱量排到外部環(huán)境中，其散熱出風(fēng)口位于X=340的平面上，風(fēng)向沿X方向。

2.2 箱體結(jié)構(gòu)分析的基本假設(shè)

（1）由于箱體為對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)且投影儀安裝在箱體中央因此整個(gè)結(jié)構(gòu)具有軸對(duì)稱(chēng)或近似軸對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，邊界條件也是軸對(duì)稱(chēng)，所以溫度場(chǎng)分布也是軸對(duì)稱(chēng)的。

（2）忽略箱體向外的輻射導(dǎo)熱。

（3）投影儀工作時(shí)，由于投影儀在不斷地向箱體內(nèi)排放熱量，其箱內(nèi)溫度隨時(shí)間而不斷變化，既溫度場(chǎng)是非穩(wěn)態(tài)的。投影儀不工作時(shí)，屬于穩(wěn)態(tài)過(guò)程。

3 ANSYS模擬過(guò)程

3.1 溫度場(chǎng)的定義

材料在每一個(gè)點(diǎn)的溫度采集系統(tǒng)被稱(chēng)為溫度場(chǎng)。這是一個(gè)時(shí)間和空間坐標(biāo)的函數(shù)。溫度，通常是空間坐標(biāo)（x，y，z）和時(shí)間變量的函數(shù)，即T =（x，y，z，T）。這是一個(gè)三維非穩(wěn)定溫度場(chǎng)，導(dǎo)熱溫度場(chǎng)的三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。不隨著時(shí)間的推移被稱(chēng)為穩(wěn)定的溫度場(chǎng)，溫度場(chǎng)的T =（x，y，z），此時(shí)的三維穩(wěn)定導(dǎo)熱。一維和二維溫度場(chǎng)，可以分別表示為穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)T = f（x）和T = f（x，y），不穩(wěn)定狀態(tài)。如圖1所示。

3.2 運(yùn)用ANSYS 進(jìn)行熱分析的一般步驟

運(yùn)用ANSYS對(duì)投影儀吊箱進(jìn)行熱分析的步驟如下：（1）依照箱體的物理模型與實(shí)際尺寸建立包括箱體、投影儀、半導(dǎo)體散熱器的三維計(jì)算模型；（2）定義熱分析的類(lèi)型，即確定“非穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)”；（3）確定箱體的材料組成，設(shè)置模型的材料屬性，并將三維計(jì)算模型進(jìn)行有限元?jiǎng)澐郑唬?）加載邊界條件和初始條件分別應(yīng)用于模型的邊界，只需選擇對(duì)流邊界條件，對(duì)流傳熱系數(shù)和溫度，然后分析；（5）計(jì)算結(jié)果的后處理，如計(jì)算模型或部分的溫度分布和熱通量分布等等。

3.3 熱分析

熱分析用于計(jì)算一個(gè)系統(tǒng)或部件的溫度分布及其它熱物理參數(shù)，如熱量的獲取

或損失、熱梯度、熱流密度等。箱體物質(zhì)系統(tǒng)所處的溫度場(chǎng)為這是三維非穩(wěn)態(tài)溫度場(chǎng)，在此溫度場(chǎng)中發(fā)生的導(dǎo)熱為三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。導(dǎo)熱主要方式為熱對(duì)流，指固體的表面與它周?chē)佑|的流體之間，由于溫差的存在引起的熱量的交換。有限空間的空氣流數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下：

（1）

箱體由鐵皮包裹，關(guān)鍵參數(shù)換熱系數(shù)125W/*K，鋼板的比熱為460J/kg*℃，密度為7850kg/m?，導(dǎo)熱系數(shù)為50W/m*K，采用熱分析單元SOLID90，二十節(jié)點(diǎn)六面體單元。

投影儀吊箱為半封閉式結(jié)構(gòu)，內(nèi)部有唯一熱源投影儀，當(dāng)投影儀內(nèi)半導(dǎo)體受到光照或者加有電壓時(shí)，即變?yōu)榉菬崞胶鉅顟B(tài)，其中的載流子稱(chēng)為非平衡載流子。非平衡載流子濃度與外界作用有關(guān)，而且在外加作用去掉以后，非平衡載流子濃度將要隨著時(shí)間而發(fā)生衰減，最后又將逐漸回復(fù)到熱平衡狀態(tài)。

3.4 網(wǎng)格劃分

依照箱體的物理模型與實(shí)際尺寸建立模型。利用有限元思想，確立單元密度。有限元分析，也稱(chēng)FEA，它把結(jié)構(gòu)分解成離散的單元，精度取決于單元的尺寸和分布。劃分網(wǎng)格之前一般都需要對(duì)網(wǎng)格密度進(jìn)行必要的控制。合理的單元網(wǎng)格密度是獲得高精度結(jié)果的保證，確保準(zhǔn)確捕捉場(chǎng)量的分布和梯度變化。單元階次與有限元的計(jì)算精度有著密切的關(guān)聯(lián)，單元一般具有線(xiàn)性、二次和三次等形式，其中二次和三次形式的單元稱(chēng)為高階單元。高階單元的曲線(xiàn)或曲面邊界能夠更好地逼近結(jié)構(gòu)的曲線(xiàn)和曲面邊界，且高次插值函數(shù)可更高精度地逼近復(fù)雜場(chǎng)函數(shù)，所以增加單元階次可提高計(jì)算精度。但增加單元階次的同時(shí)網(wǎng)格的節(jié)點(diǎn)數(shù)也會(huì)隨之增加，在網(wǎng)格數(shù)量相同的情況下由高階單元組成的模型規(guī)模相對(duì)較大，因此在使用時(shí)應(yīng)權(quán)衡考慮計(jì)算精度和時(shí)耗。采用Full Graphics，以全局密度單元0.1，將箱體模型網(wǎng)格化如圖2所示。

3.5 初始條件與邊界條件

初始條件即模型中各點(diǎn)的初始溫度，邊界條件即模型外邊界溫度.均根據(jù)模擬投影儀工作功率所推算出的內(nèi)部空間初始溫度、直接通過(guò)箱體表面的溫度變化模擬箱體內(nèi)空氣的降溫過(guò)程.為了使計(jì)算結(jié)果更具可靠性，修正公式如下：

（2）

對(duì)于氣體流動(dòng)問(wèn)題，可以設(shè)置壁面無(wú)滑移，也可以指定壁面切向速度分量（壁面平移或者做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），也可以給出壁面切應(yīng)力從而模擬壁面滑移。壁面熱邊界條件包括固定熱流量、固定溫度、對(duì)流熱傳導(dǎo)、外部福射熱傳導(dǎo)、外部福射熱傳導(dǎo)與對(duì)流熱傳導(dǎo)的結(jié)合等，對(duì)于作為兩個(gè)區(qū)域之間界面的壁面（例如，共軛熱傳導(dǎo)問(wèn)題中的流、固界面），系統(tǒng)會(huì)默認(rèn)為是導(dǎo)熱與對(duì)流的合換熱。本文所做計(jì)算涉及到的壁面熱邊界條件有：固定溫度、對(duì)流熱傳導(dǎo)以及導(dǎo)熱與對(duì)流的合換熱。

3.6 載荷的施加

有限元分析的主要目的是檢查在反應(yīng)一定的載荷條件下的結(jié)構(gòu)或組成部分。因此，在分析中指定的條件適當(dāng)?shù)呢?fù)載是關(guān)鍵的一步。在ANSYS程序，可以使用多種方式載荷模型，并借助載荷步選項(xiàng)，可以控制加載解決方案中如何使用它。施加載荷，可以直接在實(shí)體模型或單元模型上施加五種載荷：恒定的溫度、熱流率、熱流密度、生熱率。

在開(kāi)始求解時(shí)，將實(shí)體模型載荷自動(dòng)轉(zhuǎn)換到有限元模型。將實(shí)體模型載荷與有限元模型載荷、藕合或約束方程混合起來(lái)，轉(zhuǎn)換過(guò)的實(shí)體模型載荷將取代現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)或單元載荷，而不管這些載荷的輸入順序。

3.7 結(jié)果分析

影響箱體溫度的主要因素包括：箱體材質(zhì)、工作時(shí)限、外界環(huán)境溫度、半導(dǎo)體散熱器工作效率、投影儀的本體散熱。綜合模擬結(jié)果如圖3所示。

由模擬結(jié)果可以看出，投影儀本體的單向散熱和箱體的半封閉式結(jié)構(gòu)致使箱體單側(cè)溫度明顯高于其他部分，熱量的集中間接提高了導(dǎo)熱的效率。若高熱側(cè)開(kāi)啟對(duì)流通道，將高效的降低投影儀工作溫度，提高工作時(shí)限。因此，半導(dǎo)體散熱系統(tǒng)加裝于高熱側(cè)。

在穩(wěn)態(tài)、內(nèi)部投影不工作的情況下，其溫度場(chǎng)分布均勻，可知箱體外部環(huán)境對(duì)非穩(wěn)態(tài)時(shí)的溫度場(chǎng)分布影響較小，因此可以忽略。

4 結(jié)論

（1）對(duì)于非穩(wěn)態(tài)情況下箱體內(nèi)溫度場(chǎng)的分析和研究可以得出結(jié)論，散熱系統(tǒng)的熱量外排模塊和制冷模塊的安裝位置對(duì)溫度場(chǎng)分布影響較大。此結(jié)論為箱體物理結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了思路。

（2）外部溫度對(duì)于箱體內(nèi)溫度場(chǎng)分布有所影響，但影響相對(duì)較小，因此在設(shè)計(jì)散熱系統(tǒng)時(shí)可不用考慮

（3）通過(guò)計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較， 驗(yàn)證了本文所采用的數(shù)學(xué)物理模型及計(jì)算結(jié)果的可靠性，為箱體散熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。

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作者簡(jiǎn)介

李涵（1993-），男，江蘇省徐州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向?yàn)殡娮有畔⒐こ獭?/p>

趙志勇（1991-），男，河北省承德市人。大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向?yàn)楣庑畔⒖茖W(xué)與技術(shù)。

劉宗靄（1990-），男，山東省煙臺(tái)市人。大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向?yàn)闇y(cè)控技術(shù)與儀器。

方欣棟（1992-），男，山東省煙臺(tái)市人。大學(xué)本科學(xué)歷。研究方向?yàn)橥ㄐ殴こ獭?/p>

作者單位

篇7

關(guān)鍵詞：焊接模擬；焊接變形預(yù)測(cè)；主要方法；特點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU74 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言

幾種常用的預(yù)測(cè)焊接變形的主要方法，包括解析法、熱彈塑性有限元法、焊縫收縮力法和固有應(yīng)變法。解析法是最早采用的方法，由于對(duì)模型要求較高，只能用于較簡(jiǎn)單、規(guī)則的小構(gòu)件，所以現(xiàn)在很少使用，但它作為其他幾種方法的基礎(chǔ)在本文中也有所介紹。熱彈塑性有限元法是能全面的模擬焊接過(guò)程的一種方法，計(jì)算過(guò)程中涉及到幾何非線(xiàn)性和材料非線(xiàn)性以及各種場(chǎng)的耦合，所以對(duì)計(jì)算機(jī)要求較高并且計(jì)算時(shí)間較長(zhǎng)，適用于小構(gòu)件的模擬。焊縫收縮力法和固有應(yīng)變法是只關(guān)注于最終變形結(jié)果的方法，是用來(lái)預(yù)測(cè)大型構(gòu)件焊接變形的主要方法。

1 解析法

解析法是以結(jié)構(gòu)力學(xué)理論、殘余塑變理論等為基礎(chǔ)，能準(zhǔn)確、有效的計(jì)算規(guī)則等截面梁焊接變形的方法。下面以求解T形梁焊接撓度為例說(shuō)明解析法的計(jì)算過(guò)程[1]。

(1)

式中f——梁縱向撓度；C——縱向彎曲的曲率；L——梁的長(zhǎng)度

(2)

式中——單位長(zhǎng)度上沿焊縫方向的固有應(yīng)變總和；——中心到截面中心的距離；

——截面慣性矩。

(3)

式中——比例系數(shù)。焊接結(jié)構(gòu)剛度較大時(shí)，一般取 cm3/J；——焊接熱輸入量。

2 熱彈塑性有限元法

2.1 焊接溫度場(chǎng)基本理論

焊接過(guò)程中高度集中的瞬時(shí)熱源在焊接構(gòu)件上造成的不均勻溫度場(chǎng)是引起焊接變形的根源，同時(shí)，在加熱時(shí)熔化區(qū)發(fā)生的各種冶金反應(yīng)以及冷卻過(guò)程中發(fā)生的組織轉(zhuǎn)變也會(huì)對(duì)焊接變形造成不可忽略的影響，因此，準(zhǔn)確的模擬焊接溫度場(chǎng)是獲得可靠焊接變形結(jié)果的前提。

由傅里葉定律和能量守恒原理得到的焊接溫度場(chǎng)控制方程為[2]：

(4)

式中，是與坐標(biāo)和時(shí)間相關(guān)的溫度分布函數(shù)，為材料的密度，為材料的比熱容，τ為時(shí)間，、、分別為材料沿、、方向的熱導(dǎo)率，為材料內(nèi)部的熱源密度(W/kg)。

通過(guò)初始條件和邊界條件求解微分方程，得到溫度分布函數(shù)，即可求任意時(shí)刻任意位置的溫度值。

2.2 焊接本構(gòu)關(guān)系及平衡方程

材料屬于彈性或塑性狀態(tài)的本構(gòu)關(guān)系為[3,4]：

(5)

式中，為彈性或彈塑性矩陣，為與溫度相關(guān)的向量。

在彈性區(qū)，

(6)

(7)

式中，為線(xiàn)膨脹系數(shù)，為溫度。

在塑性區(qū)，設(shè)材料進(jìn)入塑性狀態(tài)的條件為：

(8)

式中，為屈服函數(shù)，為與溫度和塑性應(yīng)變有關(guān)的屈服應(yīng)力的函數(shù)。

考慮到焊件模型的某一單元，平衡方程如下：

(9)

式中，力在單元節(jié)點(diǎn)上的增量，溫度引起的節(jié)點(diǎn)力增量，為節(jié)點(diǎn)位移增量，單元?jiǎng)偠染仃嚒?/p>

3 焊縫收縮力法

焊接時(shí)，焊縫及其附近金屬會(huì)受熱膨脹，這種變形受到周?chē)鷾囟容^低的金屬的束縛，產(chǎn)生了壓縮塑性變形，它的存在相當(dāng)于在構(gòu)件上施加一個(gè)外力而使構(gòu)件發(fā)生變形，我們稱(chēng)這個(gè)假想的外力為焊縫收縮力[5]。收縮力的大小主要取決于塑性區(qū)的尺寸，而塑性區(qū)的尺寸則由焊接工藝參數(shù)及材料的熱物理性能參數(shù)(如熱導(dǎo)率、比熱容、密度和導(dǎo)熱系數(shù)等)決定。此外收縮力還和構(gòu)件剛度和焊接接頭的熱流密度有關(guān)。

焊接過(guò)程主要的工藝參數(shù)為焊接熱輸入，焊接熱輸入是指熔焊時(shí)，由焊接熱源輸入給單位長(zhǎng)度焊縫上的熱量。熱輸量和焊縫截面積成正比：

=(10)

式中，的單位為；的單位為mm2；為比例系數(shù)，焊接方式不同取值不同，對(duì)于藥皮焊條電弧焊=61，金屬極氣體保護(hù)焊=41，埋弧焊=72。

對(duì)于結(jié)構(gòu)軟鋼，可以用下式求出焊接收縮力：

(11)

式中，為縱向剛度系數(shù)，取值為0.335；為線(xiàn)膨脹系數(shù)；E為彈性模量；為單位長(zhǎng)度的熱輸入量；為比熱容；為密度。

4 固有應(yīng)變法

焊接過(guò)程的固有應(yīng)變包括塑性應(yīng)變、溫度應(yīng)變和相變應(yīng)變。焊件恢復(fù)到室溫后，溫度應(yīng)變即變?yōu)榱?，所以最后?duì)焊件產(chǎn)生影響的就只剩下塑性應(yīng)變和相變應(yīng)變的殘余值之和。固有應(yīng)變法的計(jì)算過(guò)程是把求得的固有應(yīng)變值加到有限元模型上進(jìn)行一次彈性分析。下面以T形焊接接頭為例，說(shuō)明固有應(yīng)變的求解方法。

在一個(gè)T型接頭中，焊接熱輸入按照一定的比例被分配到腹板和底板中[6]。分配到底板()和腹板()的熱量表達(dá)式如下：

(12)

(13)

式中，為總的熱量輸入；為腹板厚度；為底板厚度；、分別為左側(cè)和右側(cè)焊道的熱輸入。

縱向收縮力和熱輸入量之間存在線(xiàn)性關(guān)系，熱輸入量不同也會(huì)產(chǎn)生不一樣的縱向收縮力，所以底板和腹板的縱向收縮力分別為：

(14)

(15)

腹板和底板縱向固有應(yīng)變(、)表達(dá)式如下：

(16)

(17)

式中，為總的縱向收縮力；為腹板處固有應(yīng)變的高度；為底板處固有應(yīng)變的寬度；為彈性模量。

底板橫向固有應(yīng)變()的表達(dá)式為：

(18)

式中，為底板總的橫向收縮力。

縱向收縮變形會(huì)對(duì)橫向收縮變形產(chǎn)生影響，橫向固有應(yīng)變()的最終表達(dá)式應(yīng)為：

(19)

式中，為泊松比；為縱向收縮固有應(yīng)變。

此外，由于底板上下表面收縮量不同引起的角變形通過(guò)沿著x方向的曲率來(lái)描述：

(20)

式中，為焊縫左右兩側(cè)底板角度變形的平均值，曲率可以認(rèn)為是底板的角應(yīng)變。

固有應(yīng)變法計(jì)算快速，對(duì)于分析實(shí)際工程，尤其是大型構(gòu)件的變形問(wèn)題很有意義。

5 小結(jié)

本文總結(jié)了預(yù)測(cè)焊接變形的一些基本理論和主要方法，闡述了各種方法的特點(diǎn)和適用條件，對(duì)于不同的構(gòu)件選擇不同的計(jì)算方法，規(guī)則的小構(gòu)件采用解析法，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的小構(gòu)件可以采用熱彈塑性有限元法，大型構(gòu)件則采用固有應(yīng)變法和收縮力法。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]馬繼等. 預(yù)測(cè)焊接變形幾種方法的比較[C]. 第十次全國(guó)焊接會(huì)議論文集. 哈爾濱. 2001: 512-515.

[2]羅曉燕等. 基于ANSYS平臺(tái)焊接模擬中不同焊接熱源的比較[J]. 電焊機(jī), 2003, 42(3): 29-32.

[3]T. Kasuya, N. Yorioka. Prediction of Welding Thermal History by a Comprehensive Solution[J]. Weld Journal, 1993, 72(3): 107-115.

[4]S. Brown, H. Song. Finite Element Simulation of Welding of Large Structures[J]. Journal Engineering for Industry, 1992, 45(4): 441-451.

篇8

作為我國(guó)基礎(chǔ)研究的卓越領(lǐng)導(dǎo)者、我國(guó)化學(xué)激光和分子反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究的開(kāi)拓者之一，張存浩院士從事科學(xué)研究60多年，涉及多個(gè)前沿科技領(lǐng)域，取得了多項(xiàng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)甚至領(lǐng)先水平的科研成果。而今已是耄耋之年的他，依舊是“老驥伏櫪，志在中華復(fù)興”，求索的腳步仍未停止。

家國(guó)情懷入心化行

1950年10月，獲得密歇根大學(xué)化學(xué)工程碩士學(xué)位的張存浩從美國(guó)回國(guó)，帶著他的一片赤子之心，一份報(bào)國(guó)之情。

觸發(fā)他決定回國(guó)的因素卻是1950年6月美國(guó)入侵朝鮮?！氨仨毩⒓椿貒?guó)，否則自己的科技報(bào)國(guó)夢(mèng)可能會(huì)落空。”張存浩心里琢磨著，他料定美國(guó)會(huì)很快阻止中國(guó)留學(xué)生歸國(guó)，因此毅然決定放棄繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)和國(guó)外多家單位給予豐厚待遇的工作機(jī)會(huì)，在國(guó)家最需要他的時(shí)候，回到當(dāng)時(shí)條件還十分艱苦的祖國(guó)。

“從那個(gè)時(shí)代過(guò)來(lái)的人，親歷了顛沛流離，目睹了山河破碎，總有一種強(qiáng)國(guó)富民的情懷，太想為國(guó)家出一份力?！睆埓婧普f(shuō)。

1937年，爆發(fā)，正在天津讀小學(xué)的張存浩被父母寄養(yǎng)到重慶的姑父母身邊。張存浩的姑父傅鷹、姑母張錦是經(jīng)受了“”洗禮、懷抱科技救國(guó)理想留學(xué)歸國(guó)的化學(xué)家，受姑父母的熏陶，強(qiáng)國(guó)富民的理想在年幼的張存浩心中滋生。

張存浩回憶：“記得我在福建長(zhǎng)汀上中學(xué)時(shí)，每晚與傅、張兩先生在同一盞油燈下攻讀，傅先生向我談到了祖國(guó)的燦爛文化，談到了振興中華，談到了青年一代的責(zé)任，教導(dǎo)我一定要學(xué)好祖國(guó)的文化，當(dāng)時(shí)讓我感動(dòng)得淚流滿(mǎn)面，對(duì)我一生產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響?！?/p>

1951年春，張存浩來(lái)到了東北科研所大連分所（中科院大連化學(xué)物理研究所的前身），開(kāi)始了他的科技強(qiáng)國(guó)征程。

20世紀(jì)50年代初，我國(guó)石油供應(yīng)十分短缺，又面臨西方國(guó)家的全面封鎖。為解決國(guó)家急需，張存浩和樓南泉等人日夜奮戰(zhàn)承擔(dān)了研究，在短時(shí)間內(nèi)研制出了水煤氣合成液體燃料高效氮化熔鐵催化劑，并“中試”成功。

20世紀(jì)50年代末，在緊張的國(guó)際形勢(shì)迫使下，張存浩迅速轉(zhuǎn)入火箭推進(jìn)劑這一對(duì)他來(lái)說(shuō)幾乎是全新的領(lǐng)域，在文獻(xiàn)資料很少的情況下，不顧毒性和爆炸危險(xiǎn)，大量實(shí)驗(yàn)，最終和何國(guó)鐘院士等提出了固體推進(jìn)劑燃速的多層火焰理論?！皼](méi)想到中國(guó)在20年前就有了這么完美的燃速理論。”改革開(kāi)放后，美國(guó)科學(xué)家在一次交流中驚嘆道。

一心撲在科研上，國(guó)即是家。甚至“有次回家時(shí)，竟然把孩子的名字都忘了”。豁達(dá)的妻子遲云霞至今仍把此事當(dāng)成笑話(huà)敘說(shuō)?！皣?guó)家需要什么，我就做什么?！边@是張存浩那一代人的科研哲學(xué)。有人問(wèn)過(guò)他：“你回國(guó)后，做了這么多任務(wù)性科研，沒(méi)有關(guān)注過(guò)自己的科學(xué)興趣，后悔嗎？”張存浩說(shuō)：“不后悔，我回國(guó)，就是為了報(bào)效祖國(guó)。”

回首60多年的科研經(jīng)歷，張存浩說(shuō)：“科學(xué)無(wú)國(guó)界，但科學(xué)家是有國(guó)界的?，F(xiàn)在的年輕人，愛(ài)國(guó)主義是應(yīng)該無(wú)條件接受的。”

殫精竭慮培養(yǎng)人才

在張存浩的心中，這一切都是為了一個(gè)期盼：青年強(qiáng)，則國(guó)強(qiáng)。

2013年12月19日，中科院工程熱物理研究所研究員金紅光迎來(lái)了他學(xué)術(shù)生涯中最難忘的時(shí)刻，從中科院院長(zhǎng)白春禮手中接過(guò)“院士證書(shū)”。

像金紅光這樣獲得過(guò)“國(guó)家杰出青年基金”資助并后來(lái)當(dāng)選院士的，他不是第一個(gè)。國(guó)家自然基金委主任楊衛(wèi)介紹：“國(guó)家杰出青年基金至今已資助了3000余名優(yōu)秀青年科學(xué)家，其中已有近200名當(dāng)選為中國(guó)科學(xué)院或中國(guó)工程院院士?！?/p>

而當(dāng)初兩次致函總理，力薦設(shè)立國(guó)家杰出青年科學(xué)基金的，正是張存浩。

l991年初，張存浩出任國(guó)家自然基金委主任。當(dāng)時(shí)處于科研一線(xiàn)的老一輩科學(xué)家年齡基本上都在50歲以上，人才老化問(wèn)題嚴(yán)重，出國(guó)留學(xué)的人多而人才引進(jìn)卻很困難。

“我們的理解力并不差，但缺少原創(chuàng)性，有時(shí)和別人同時(shí)起步，但逐漸落后，這與對(duì)基礎(chǔ)研究在培養(yǎng)人才中的作用認(rèn)識(shí)不夠有很大關(guān)系?！?/p>

“其他國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)表明，科技創(chuàng)新的關(guān)鍵取決于高層次人才的數(shù)量和質(zhì)量。培養(yǎng)高層次人才，是基礎(chǔ)研究的根本任務(wù)，應(yīng)該創(chuàng)造一個(gè)這樣的環(huán)境?！?/p>

正是因?yàn)檫@些思考，張存浩提出了基礎(chǔ)研究要瞄準(zhǔn)國(guó)家目標(biāo)的戰(zhàn)略。他說(shuō)：“科技工作者圍繞國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中重大深層次問(wèn)題，瞄準(zhǔn)科技前沿，在國(guó)家需求和科學(xué)前沿的結(jié)合上開(kāi)展基礎(chǔ)研究?！?/p>

如今，許多科技工作者，不管是否曾得到過(guò)國(guó)家自然科學(xué)基金資助，都稱(chēng)贊：“張先生是一個(gè)了不起的戰(zhàn)略科學(xué)家?！?/p>

大處得氣魄，小處也見(jiàn)精神。張存浩不僅是一位科技界的領(lǐng)航者，也是一位慈父般的長(zhǎng)者。他關(guān)心青年，絲絲入懷。“期間，我因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)不良，全身浮腫，老師二話(huà)不說(shuō)，將國(guó)家補(bǔ)貼的營(yíng)養(yǎng)品雞蛋和牛奶全部給了我?！爆F(xiàn)已擔(dān)任博士生導(dǎo)師的徐正每憶起這段往事，還禁不住熱淚盈眶。

他提攜后學(xué)，任勞任怨。中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副研究員石文波說(shuō)：“談到張先生，我首先想到的是幸福?！弊钭屖牟ǜ袘训氖牵骸皬埾壬诓〈采辖o我修改論文。當(dāng)時(shí)我將論文發(fā)給先生，并不知道他生病了，先生也沒(méi)提及，只告訴我他看看?！睉浖按耸聲r(shí)，石文波哽咽在喉。

一點(diǎn)一滴總關(guān)情。在張存浩的心中，這一切都是為了一個(gè)期盼：青年強(qiáng)，則國(guó)強(qiáng)。張存浩說(shuō)：“我堅(jiān)定地相信，新世紀(jì)一定會(huì)大書(shū)特書(shū)中國(guó)科學(xué)的豐功偉績(jī)，這些豐功偉績(jī)將屬于新一代的中國(guó)科學(xué)家?！?/p>

另辟蹊徑創(chuàng)新求索

越是新的、難的前沿研究，就越不懼怕，這是張存浩的性格，也是他所說(shuō)的在科研上“不入虎穴，焉得虎子”。

如果說(shuō)從研究合成燃料轉(zhuǎn)到研究火箭催化劑，張存浩偏離他的專(zhuān)業(yè)還不算太遠(yuǎn)的話(huà)，那么，研究化學(xué)激光，對(duì)張存浩來(lái)說(shuō)，意味著一次真正“改行”。

重提當(dāng)年，張存浩至今仍記憶猶新。他說(shuō)：“化學(xué)激光技術(shù)是一項(xiàng)真正的尖端技術(shù)，當(dāng)時(shí)什么都沒(méi)有，缺資料、儀器、設(shè)備，連基本的光譜儀、示波器也沒(méi)有?！?/p>

就是在這樣艱苦的條件下，1973年1月，大連化物所成立激光化學(xué)實(shí)驗(yàn)室。張存浩與一大批中青年科學(xué)家一起，從頭學(xué)起，迎難而上，著手研制超音速燃燒型氟化氫（氘）激光器。

敢干，并不是蠻干。創(chuàng)新意味著要巧干，要另辟蹊徑。

當(dāng)時(shí)，國(guó)外氟化氫（氘）激光器也是剛剛起步，但有關(guān)文獻(xiàn)上發(fā)表的卻是沒(méi)有實(shí)用價(jià)值的等離子加熱體系。張存浩決定，不照國(guó)外的路子走，獨(dú)立進(jìn)行燃燒體系選擇。

在接下來(lái)的兩三年里，張存浩和他的同事夜以繼日地攻關(guān)，終于在較短時(shí)間內(nèi)掃除了攔路虎，解決了相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，大大促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程。1973年氟化氫（氘）激光器輸出功率從零做到了幾瓦，兩年后，輸出功率又增加了幾個(gè)量級(jí)，整體性能指標(biāo)達(dá)到當(dāng)時(shí)世界先進(jìn)水平。

“后來(lái)了解到，我們的效果與國(guó)外基本一致，但走的是完全不同的技術(shù)路線(xiàn)，”張存浩感慨地說(shuō)，“并不是我們想要標(biāo)新立異，而是因?yàn)樵陉P(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用研究上，發(fā)表出來(lái)的，往往是走不通的，而能走通的技術(shù)路線(xiàn)往往嚴(yán)密封鎖。因此，在確定研究路線(xiàn)時(shí)，一定保持清醒的頭腦?！?/p>

篇9

關(guān)鍵詞深井回灌水源熱泵含水層水熱運(yùn)動(dòng)熱貫通建筑容積率HST3D

1問(wèn)題的提出

深井回灌式水源熱泵技術(shù)作為一種有益于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展的冷熱源形式，在國(guó)內(nèi)外空調(diào)工程界已經(jīng)得到了越來(lái)越多的應(yīng)用[1][2]，文獻(xiàn)[3]給出了其基本原理與相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。這一系統(tǒng)方式利用溫度全年相對(duì)恒定的地下水作為水源熱泵的水源，通過(guò)建造抽水及回灌井群，實(shí)現(xiàn)夏季抽冷水、灌熱水，冬季抽熱水、灌冷水的這一全年角色輪換的運(yùn)行過(guò)程，地下含水層內(nèi)部的熱量或冷量被提取、蓄存和轉(zhuǎn)移。井群是深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，其正常運(yùn)行與否決定了應(yīng)用水源熱泵系統(tǒng)工程的成敗，井群的設(shè)計(jì)布局應(yīng)當(dāng)是慎之又慎的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行此類(lèi)工程的井群設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中，系統(tǒng)方案的可行性判據(jù)基本取決于單井出水量是否滿(mǎn)足要求，以及能否實(shí)現(xiàn)良好的人工回灌。然而在進(jìn)行該類(lèi)工程井群部分的可行性分析和設(shè)計(jì)中，還需要考慮以下幾方面的問(wèn)題：

（1）當(dāng)?shù)睾畬又械哪芰啃畲妗⑥D(zhuǎn)移過(guò)程。

應(yīng)用深井回灌方式，需要在設(shè)計(jì)階段知道當(dāng)?shù)睾畬拥哪芰刻峁┠芰τ卸啻?，也就是系統(tǒng)可負(fù)擔(dān)的建筑容積率極限是多

少。當(dāng)建筑物全年冷熱負(fù)荷不均勻時(shí)，系統(tǒng)對(duì)于含水層溫度的常年影響效果如何，是否會(huì)造成含水層"背景溫度"逐年降低或升高，從而導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行失敗，相關(guān)的應(yīng)對(duì)策略如何制定？

（2）"熱貫通"影響的避免

由于回灌水與原始含水層溫度存在的差異，在導(dǎo)熱和對(duì)流等作用下，回灌井水"溫度鋒面"會(huì)導(dǎo)致近抽水井出水溫度有不同程度的升高或降低，通常稱(chēng)為"熱貫通"現(xiàn)象。如何確定適宜的井間距，如何確定井群的布局，避免"熱貫通"的影響，是設(shè)計(jì)人員關(guān)心的主要問(wèn)題。對(duì)于高密度住宅小區(qū)或城區(qū)商用建筑應(yīng)用深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于可利用建筑用地的面積限

制，如何優(yōu)化井群布局及其各自對(duì)應(yīng)的抽水或回灌角色，最大限度地避免"熱貫通"的不利影響是尤為關(guān)鍵的。

（3）水文地質(zhì)條件的影響作用

該問(wèn)題的核心是如何考慮速度相對(duì)較大的當(dāng)?shù)氐叵滤匀涣鲃?dòng)的存在對(duì)于地下含水層溫度場(chǎng)和井群布局的影響，如何在建筑物冷全年熱負(fù)荷不均勻的情況下，利用自然地下水流場(chǎng)的存在，合理地優(yōu)化各井的抽水、回灌角色和輪換方式，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)于能源的最優(yōu)利用。

（4）地面機(jī)組和管道系統(tǒng)形式和運(yùn)行模式的影響作用

利用"小流量、大溫差"的系統(tǒng)運(yùn)行方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于含水層蓄能的最大利用，同時(shí)減少對(duì)于地下水資源最小程度的開(kāi)采利用[3]。在"小流量、大溫差"和傳統(tǒng)的"大流量、小溫差"兩種運(yùn)行工況下，地下含水量水層溫度場(chǎng)全年變化過(guò)程，以及所導(dǎo)致對(duì)應(yīng)的井群布局差異如何，也是研究設(shè)計(jì)人員所關(guān)心的問(wèn)題。

以上這些問(wèn)題都需要尋求對(duì)于井群部分的含水層水熱運(yùn)動(dòng)過(guò)程適用的計(jì)算分析工具，研究井群當(dāng)?shù)氐叵潞畬拥乃疅徇\(yùn)動(dòng)與水文地質(zhì)條件、環(huán)境氣象因素和工程措施之間的關(guān)系，為該類(lèi)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)與分析提供科學(xué)的依據(jù)，以推動(dòng)集中式水源熱泵機(jī)組應(yīng)用的進(jìn)一步推廣。

在此工程背景下，筆者通過(guò)比較目前工程學(xué)術(shù)界流行的含水層流動(dòng)傳熱模擬程序，選擇利用了美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)發(fā)的地下水流動(dòng)、傳熱、傳質(zhì)三維有限差分模擬程序HST3D，對(duì)一典型雙井承壓含水層進(jìn)行了全年溫度場(chǎng)和流場(chǎng)模擬，對(duì)該程序應(yīng)用本問(wèn)題的功能性和適用性作出評(píng)價(jià)，指出其需要完善之處。

2含水層中的水熱運(yùn)動(dòng)及相關(guān)數(shù)值模擬

2．1含水層中的水熱運(yùn)動(dòng)

自然界含水層中的地下水流動(dòng)一般滿(mǎn)足達(dá)西定律，而含水層內(nèi)部的傳熱過(guò)程包括：

（1）地下水的對(duì)流換熱過(guò)程；

（2）地下水的導(dǎo)熱過(guò)程；

（3）固體骨架的導(dǎo)熱過(guò)程；

（4）由于通過(guò)多孔介質(zhì)孔隙的不同流動(dòng)通道液體的機(jī)械混合造成的局部熱彌散，以及由于不同地質(zhì)成分構(gòu)造混合所造成的宏觀(guān)熱彌散過(guò)程；

（5）地下水與固體骨架之間的傳熱。

在含水層傳熱中，當(dāng)含水層骨架顆粒較小和流體流動(dòng)雷諾數(shù)較低時(shí)，可以假定流體溫度場(chǎng)與固體骨架的溫度場(chǎng)時(shí)一致的，因此可以不考慮上面第5項(xiàng)的熱量傳遞。

第4項(xiàng)由含水層多孔介質(zhì)熱彌散機(jī)理所造成的熱量傳遞，對(duì)于含水層內(nèi)部的整體傳熱過(guò)程存在著不可忽略的影響，特別是單井周邊含水層中由于相對(duì)較高的地下水孔隙流速，熱彌散的影響作用尤為突出。

2．2含水層水熱運(yùn)動(dòng)數(shù)值模擬

含水層水熱運(yùn)動(dòng)的建模和模擬計(jì)算工作，在含水層季節(jié)性熱蓄能等相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了較長(zhǎng)時(shí)間的深入研究。含水層季節(jié)性熱蓄能的應(yīng)用和研究，早于上世紀(jì)七十年代中期已經(jīng)相繼在我國(guó)、北歐、北美等地區(qū)和國(guó)家開(kāi)展。美國(guó)加州大學(xué)的LawrenceBerkeleyLaboratory(LBL)建立了相應(yīng)的單井含水層蓄能有限差分?jǐn)?shù)值模擬程序CCC，并通過(guò)該程序?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬和分析[4]。國(guó)內(nèi)陳兆祥[5]和薛禹群[6]等亦完成了相關(guān)模擬計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)工作。國(guó)際能源組織于1993年至2000年期間所完成的IEAANNEX8：ImplementingUndergroundThermalEnergyStorage，其中一個(gè)子項(xiàng)目就是關(guān)于地?zé)嵝钅艿脑O(shè)計(jì)分析工具應(yīng)用與評(píng)價(jià)，G?ranHelstr?m[7]在其為該子項(xiàng)目所作的總結(jié)報(bào)告中列出了適用于含水層水熱運(yùn)動(dòng)分析現(xiàn)行軟件，包括AST、TWOW、SUTRA、Tradikon、HST3D等程序。Chiasson[8]的論文中亦列出了適用于含水層水熱運(yùn)動(dòng)分析的現(xiàn)行軟件，除以上所列以外，還包括SWIFT、AQUA3D、FEFLOW等。下面將對(duì)HST3D程序作原理和功能介紹。

3HST3D簡(jiǎn)介

HST3D[9][10]是英文Three-Dimensionalflow，Heat,andSoluteTransportmodel的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）于80年代末開(kāi)發(fā)的一套開(kāi)放型研究用程序。HST3D采用控制容積的能量平衡法對(duì)三維流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)微分方程進(jìn)行離散求解，能夠?qū)崿F(xiàn)飽和含水層中流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)過(guò)程的非穩(wěn)態(tài)模擬，可用于飽和地下含水層相關(guān)流動(dòng)、傳熱和傳質(zhì)問(wèn)題的模擬，包括熱田和土壤熱、海水入侵、放射性核廢料填埋等問(wèn)題。HST3D具有很強(qiáng)的實(shí)用性，其性能包括程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的模塊化、離散方法的簡(jiǎn)單化和求解方法的多樣化、允許采用多種坐標(biāo)系及不等距網(wǎng)絡(luò)等，其開(kāi)放性的模塊化結(jié)構(gòu)信紙科研人員可以根據(jù)需要添加、修改或刪除相應(yīng)的模塊。

HST3D所求解的流動(dòng)、傳熱以及物性方程[11]分別如下：

飽和含水層的流動(dòng)微分方程：

（1）

飽和含水層的傳熱微分方程：

（2）

假定密度ρ為壓力和溫度的函數(shù)，其液體物性方程：

（3）

HST3D對(duì)于離散方程的系數(shù)矩陣的求解方法包括：（1）三對(duì)角直接求解法（2）逐次超松弛迭代法（3）基于紅黑排序的通用共軛梯度法（4）基于D4Z排序的通用共軛梯度法。

HST3D能夠處理第一、第二和第三類(lèi)邊界條件，能夠處理點(diǎn)源和面源問(wèn)題，在三維網(wǎng)格坐標(biāo)方向允許設(shè)置不同的土壤傳導(dǎo)參數(shù)及容積參數(shù)。能夠處理承壓含水層問(wèn)題，以及存在自由水面的潛水含水層問(wèn)題。

我們選擇HST3D作為問(wèn)題計(jì)算分析工具，為進(jìn)一步評(píng)價(jià)該程序應(yīng)用于本問(wèn)題的功能性和適用性，利用HST3D對(duì)一典型近似工況下的雙井承壓含水層的全年溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行了模擬。

4雙井承壓含水層模擬

選取區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)300m×寬200m×厚30m的具有上下不透水層的雙井承壓含水量水層為計(jì)算模型（見(jiàn)圖1），中部承壓含水層以及上下不透水層的厚度均為10m，相關(guān)水力熱力參數(shù)見(jiàn)表1。模型區(qū)域中央為一抽水井和一回灌井，兩井相距100m，兩井均為完整井（透水井壁空越整個(gè)承壓含水層）。模型的初始溫度為15℃，ABCD、EFGH邊界面為15℃恒溫邊界條件，ABFE、CDHG邊界面為定水頭邊界條件，ADHE、BCGF邊界為不透水邊界。模型設(shè)定為無(wú)自然水頭條件。

圖1承壓含不層計(jì)算模型示意圖

模擬模型的含水層水力熱力參數(shù)表1

承壓含水層不透水層單位

滲透率5.3×10-111×10-12m2

孔隙度0.250.35

固體骨架可壓縮系數(shù)4.6×10-44.6×10-4Pa-1

固體骨架比熱容696696J/(kg·℃)

固體骨架的熱傳導(dǎo)系數(shù)26002600kg/m3

縱向彌散率40m

橫向彌散率10m

為了盡可能模擬水源熱泵系統(tǒng)的全年"大溫差，小流量"的運(yùn)行工況，首先進(jìn)行持續(xù)50天的夏季工況運(yùn)行，抽水及回灌流量均為1200t/d，回灌水溫恒為25℃；然后為持續(xù)50天的過(guò)渡季工況，兩井停止運(yùn)行；最后為持續(xù)50天的冬季運(yùn)行，抽水及回灌井輪換角色，流量均為1200t/d，回灌水溫恒為6℃。需要強(qiáng)調(diào)的是，由于HST3D程序的輸入功能限制，本算例不得不采用固定流量和固定回灌溫度。

該算例的模擬結(jié)果如下：

由圖2可以看出，夏季工況期間，回灌熱水鋒面已經(jīng)到達(dá)抽水井，出現(xiàn)"熱貫通"現(xiàn)象，同時(shí)部分回灌熱量以導(dǎo)熱為主的方式向上下不透水層傳遞。由圖3可以看出，過(guò)渡季工況期間，熱量傳遞過(guò)程以導(dǎo)熱為主，大部分夏季回灌熱量在含水層內(nèi)部實(shí)現(xiàn)"跨季節(jié)"儲(chǔ)存。由圖4可以看出，冬季工況期間，回灌冷水鋒面同樣已經(jīng)到達(dá)抽水井，但是由于夏季回灌熱水的存在，在一定程度上緩解了冷水鋒面對(duì)于抽水井出水溫度的影響。

圖225℃連續(xù)回灌50天（夏季工況）含水量水層中心剖面溫度分布，A井回灌，B井抽水

圖3停止運(yùn)行連續(xù)50天（過(guò)渡季工況）含水層中心剖面溫度分布，A和B井停止運(yùn)行

圖46℃冷水回灌連續(xù)50天（冬季工況）含水層中心剖面溫度分布，A井抽水，B井回灌

由圖6可以看出，夏季工況期間，抽水井出水溫度逐步上升，由原始含水層溫度15℃升至約19℃；冬季工況運(yùn)行開(kāi)始階段，由于夏季回灌熱量在含水層中的蓄存，抽水井出水溫度遠(yuǎn)高于含水層原始水溫，達(dá)24℃，可以看出在冬季運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)了部分夏季回灌熱量的"熱回收利用"。

圖5雙井運(yùn)行期間含水層中心平面流速分布示意圖

圖6冬夏季抽水井出水水溫變化曲線(xiàn)

5HST3D適用性評(píng)價(jià)

筆者認(rèn)為，作為適用于深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)井群部分含水層水熱運(yùn)動(dòng)的模擬分析的工具，需要能夠?qū)崿F(xiàn)以下幾方面的功能：（1）能夠處理非穩(wěn)態(tài)問(wèn)題，能夠讀入動(dòng)態(tài)的邊界條件參數(shù)（2）能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)于井群的參數(shù)設(shè)置（3）能夠處理熱邊界條件（4）能夠?qū)崿F(xiàn)壓力場(chǎng)（水頭）的計(jì)算（包括單井水頭和遠(yuǎn)端邊界的水頭影響）（5）能夠反映符合工程實(shí)際的真實(shí)的物理過(guò)程，能實(shí)現(xiàn)地面系統(tǒng)與井群兩部分的聯(lián)合運(yùn)行工況分析。

通過(guò)利用HST3D進(jìn)行雙井承壓含水層的模擬，可以看出HST3D可以滿(mǎn)足以上所列前4項(xiàng)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)一定水文地質(zhì)條件下含水層水熱運(yùn)動(dòng)的非穩(wěn)態(tài)模擬，能夠給出在一定的井群運(yùn)行工況下能量在含水層中轉(zhuǎn)移、蓄存的過(guò)程分析，能夠給出抽水井的動(dòng)態(tài)溫度變化。

但是HST3D還不能夠?qū)崿F(xiàn)地面以上部分（熱泵機(jī)組）和地面以下部分（井群及共周邊土壤）的全年聯(lián)合運(yùn)行分析，也就是說(shuō)不能夠根據(jù)建筑物全年動(dòng)態(tài)負(fù)荷變化判斷回灌溫度和水量，從而對(duì)于符合工程實(shí)際上的過(guò)程進(jìn)行模擬。由于HST3D具有一定的開(kāi)放性和可拓展性，進(jìn)一步的工作將為添加相關(guān)的建筑物負(fù)荷模塊，完善其作為深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)井群運(yùn)行的地下含水層傳、蓄熱性能模擬研究的計(jì)算分析工具。

6結(jié)論

井群是深井回灌式水源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和分析過(guò)程的關(guān)鍵部分，研究井群周邊土壤的水熱運(yùn)動(dòng)與當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)條件因素、環(huán)境氣象因素和工程措施之間的關(guān)系，為集中式水源熱泵機(jī)組的進(jìn)一步推廣提供科學(xué)的依據(jù)，是當(dāng)前迫切需要解決的問(wèn)題。

通過(guò)比較目前流行的含水層流動(dòng)傳熱模擬程序，選擇利用了美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局編寫(xiě)的HST3D程序，對(duì)于一典型雙井承壓含水層的溫度場(chǎng)和流場(chǎng)進(jìn)行了全年運(yùn)行模擬，通過(guò)對(duì)于計(jì)算結(jié)果的評(píng)價(jià)，我們認(rèn)為HST3D能夠作為對(duì)于本問(wèn)題的分析計(jì)算工具，但是還需要實(shí)現(xiàn)地面以上部分（熱泵機(jī)組）和地面以下部分（井群及其周邊土壤）的全年聯(lián)合運(yùn)行分析。

另外，關(guān)于計(jì)算輸入?yún)?shù)以及邊界初始條件的合理選取問(wèn)題，是利用數(shù)值模擬方法分析問(wèn)題的一個(gè)重要前提，現(xiàn)場(chǎng)水力實(shí)驗(yàn)和相關(guān)的熱物性實(shí)驗(yàn)是獲得工程當(dāng)?shù)睾畬雍侠韰?shù)的一個(gè)有效途徑。特別是關(guān)于含水層內(nèi)部的微觀(guān)和宏觀(guān)熱彌散問(wèn)題，有必要從理論角度作進(jìn)一步的研究工作。

符號(hào)表

n--有效孔隙度；

ρ--密度，kg/m3；

t--時(shí)間，s；

μ--黏度，kg/(m·s)

K--滲透率張量，m2；

P--相對(duì)大氣壓強(qiáng)，Pa；

R*--源匯項(xiàng)，kg/(m3·s)

T--溫度，℃；

DH--熱彌散張量，W/（m·℃）；

Q*--熱源匯項(xiàng)，W/m3；

c--比熱容，J/（kg·℃）；

k--熱傳導(dǎo)系數(shù)，W/（m·℃）；

βP--流體壓縮系數(shù)，Pa-1;

βT--流體熱膨脹系數(shù)，℃-1。

下標(biāo)l和s分別表示地下水流體和多孔介質(zhì)固體骨架。

參考文獻(xiàn)

1殷平，地源熱泵在中國(guó)，現(xiàn)代空調(diào)3，空調(diào)熱泵設(shè)計(jì)方法專(zhuān)輯，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001

2范新等，水源熱泵系統(tǒng)及其應(yīng)用，現(xiàn)代空調(diào)3，空調(diào)熱泵設(shè)計(jì)方法專(zhuān)輯，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2001

3江億，解決住宅供熱空調(diào)需求的水源熱泵系統(tǒng)，全國(guó)暖通空調(diào)制冷2000年學(xué)術(shù)文集，2000-10：127～131

4ChinFuTsang,ThomasBuscheck,ChristineDoughty.Aquiferthermalenergystorage:anumericalsimulationofAuburnuniversityfieldexperiments.Waterresourceresearch,vo1.17,No.3,June1981.

5陳兆祥，承壓含水層單井的蓄冷模擬及其蓄冷效果分析：[清華大學(xué)碩士論文]，1983

6Xue,Y.,C.XieandQ.Li.Aquiferthermalenergystorage:anumericalsimulationoffieldexperimentsinChina.WaterResour.Res.,1990,Vo1.26,No.10,2365～2375

7G?ranHelstr?m,IEAECESImplementingAgreementAnnex8:UTESS,Subtask4:UTESSDesignandAnalysisTools,FinalReport,November2000

8AndrewD.Chiasson,MasterThesis:AdvancesinModelingofGround-sourceHeatPumpSystems,OklahomaStateUniversity,December1999

9Kipp,K.L.,Jr.,1997,Guidetotherevisedheatandsolutetransportsimulator,HST3D-Version2:U.S.GeologicalSurveyWater-ResourcesInvestigationsReport97-4157

篇10

利用廢舊聚酯生產(chǎn)聚酯多元醇

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該技術(shù)成果是利用工業(yè)和生活中廢棄的聚酯塑料（如礦泉水瓶、飲料瓶、食用油桶）以及聚酯廠(chǎng)生產(chǎn)中的廢料，聚酯制品的邊角料、廢料等材料，經(jīng)化學(xué)處理制成聚酯多元醇，作為生產(chǎn)聚氨酯發(fā)泡材料以及塑料、橡膠、涂料、粘合劑等合成材料的中間體。聚酯多元醇與目前市場(chǎng)上應(yīng)用廣泛的聚醚多元醇相比，耐溫、耐磨、耐油和機(jī)械強(qiáng)度高占有優(yōu)勢(shì)，因此在聚氨酯發(fā)泡材料、合成革、涂料、粘和劑、彈性體等制品中顯示出其特性而得到發(fā)展。特別是近年來(lái)大量應(yīng)用的聚醚型聚氨酯硬泡材料中，加入一定比例的聚酯多元醇，可較大幅度提高材料的強(qiáng)度，從而可顯著降低聚氨酯硬泡材料的生產(chǎn)成本；由于聚酯型發(fā)泡材料導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫隔熱性能優(yōu)異，目前在管道保溫及建筑隔熱等方面得到廣泛應(yīng)用。

科技成果的綜合優(yōu)勢(shì)是：

1.利用廢棄的聚酯塑料制品廢料，屬環(huán)境保護(hù)大力支持項(xiàng)目；

2.產(chǎn)品用途廣泛，市場(chǎng)需求量大；

3.生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡(jiǎn)單，投資少，回收資金快；

4.利用廢料生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低廉；

5.應(yīng)用少量的化學(xué)溶劑，可以回收，基本上做到無(wú)污染物排放。

該技術(shù)經(jīng)實(shí)驗(yàn)室研究并完成100立升反應(yīng)釜中間放大試驗(yàn)，工藝成熟，市場(chǎng)前景看好，機(jī)器設(shè)備可成套訂貨，原材料國(guó)內(nèi)即可隨時(shí)購(gòu)買(mǎi)，充分滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

應(yīng)用范圍：聚氨酯材料是我國(guó)近十年來(lái)發(fā)展最快的合成材料之一。聚氨酯行業(yè)提出了“加強(qiáng)結(jié)構(gòu)發(fā)泡和高承載泡沫塑料的研制和推廣應(yīng)用”，對(duì)聚酯多元醇將會(huì)提出更多的要求。

廢輪胎減壓催化裂解制檸檬油精優(yōu)質(zhì)燃油與活性碳

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：我國(guó)是橡膠消費(fèi)大國(guó)，2003年橡膠消費(fèi)量超過(guò)310萬(wàn)噸，居世界第一位。我國(guó)也是輪胎生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)，隨著汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的急速發(fā)展，年產(chǎn)生的廢舊輪胎在1億條左右，國(guó)內(nèi)主要大都市的市郊結(jié)合處，隨處可見(jiàn)綿延上千米堆積如山的廢輪胎堆積點(diǎn)，加上近年來(lái)廢舊輪胎進(jìn)口量有增無(wú)減，帶來(lái)了日益嚴(yán)峻的回收處理問(wèn)題。由于國(guó)際原油價(jià)格的上漲，國(guó)內(nèi)燃油供應(yīng)趨于緊張，價(jià)格直線(xiàn)攀升，巨大的利潤(rùn)空間導(dǎo)致土法廢輪胎煉油一度盛行屢禁不止，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

該項(xiàng)目針對(duì)日益嚴(yán)峻的廢輪胎回收處理問(wèn)題，將減壓熱解與催化技術(shù)相結(jié)合，在較低的溫度和停留時(shí)間下由廢輪胎熱解制取含有高濃度檸檬油精的燃油產(chǎn)品，并明顯改善熱解碳黑的品質(zhì)，碳黑經(jīng)粉碎風(fēng)選所得超細(xì)粉可直接用作補(bǔ)強(qiáng)碳黑或油墨工業(yè)，粗粉經(jīng)活化造孔制備高比表面積活性碳，可廣泛地用在廢水廢氣治理方面，經(jīng)蒸餾提取富集的檸檬油精產(chǎn)品可作為優(yōu)質(zhì)溶劑，用在去污劑、涂料、溶劑等方面，精制的檸檬油精可用在制藥行業(yè)，具有很好抗癌作用。

主要技術(shù)性能及指標(biāo)：

(1)處理1噸廢輪胎制取濃度為90％的檸檬油精45－50公斤；

(2)熱解碳黑超細(xì)粉達(dá)到商業(yè)補(bǔ)強(qiáng)碳黑和油墨碳黑標(biāo)準(zhǔn)；

(3)熱解碳黑粗粉經(jīng)造孔活化制備的活性炭比表面積達(dá)到600m2/g。

適用范圍及應(yīng)用條件：生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)燃油可在燃油鍋爐上廣泛應(yīng)用，碳黑主要用作橡膠制品補(bǔ)強(qiáng)，檸檬油精產(chǎn)品可廣泛地作為優(yōu)異的溶劑用在去污劑、涂料、溶劑等方面，精制的檸檬油精可用在制藥行業(yè)，具有很好的抗癌作用。

已應(yīng)用情況：生產(chǎn)的燃油產(chǎn)品已供不應(yīng)求，碳黑產(chǎn)品也逐漸在制鞋行業(yè)應(yīng)用。

已具備的推廣應(yīng)用條件：小試技術(shù)已經(jīng)成熟，產(chǎn)品性能超過(guò)行業(yè)應(yīng)用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

推廣應(yīng)用計(jì)劃及措施：計(jì)劃建設(shè)年處理廢輪胎10000噸的示范裝置。

廢水污泥資源化―與生物質(zhì)或低階煤共混生產(chǎn)固型燃料

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目根據(jù)污泥的粘結(jié)性、能量性，采用與生物質(zhì)廢棄物（木粉、稻草等）或低階煤進(jìn)行混合，加入脫硫、脫氯添加劑后生產(chǎn)固型燃料，這種固型燃料可作為發(fā)電燃料。具有減量性好，無(wú)害化程度高，容易進(jìn)行能量利用等優(yōu)點(diǎn)。

該項(xiàng)目?jī)?nèi)容分兩個(gè)部分：（1）對(duì)將通過(guò)對(duì)污泥固型燃料的配比、添加劑選擇、成型條件等的優(yōu)化；（2）對(duì)現(xiàn)有型煤鍋爐進(jìn)行適應(yīng)性改造，并對(duì)鍋爐燃燒、發(fā)電系統(tǒng)能量利用優(yōu)化，建設(shè)日處理污泥150噸（相當(dāng)于30萬(wàn)噸污水廠(chǎng)的脫水污泥產(chǎn)量）的固型燃料發(fā)電示范工程。

主要技術(shù)性能及指標(biāo)：

污泥固型燃料的成型水分低于20%，成型壓力150～200kg/cm2，抗壓強(qiáng)度大于50kg/個(gè)，落下強(qiáng)度>75%，轉(zhuǎn)鼓強(qiáng)度大于>70%；示范工程日處理污泥150噸；發(fā)電裝機(jī)容量6000kW，發(fā)電效率20%以上；每噸污泥型煤的制造成本約為市場(chǎng)煤炭?jī)r(jià)格的50％；發(fā)電后煙氣經(jīng)處理排放應(yīng)符合《燃煤電廠(chǎng)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB 13223―91。

適用范圍及應(yīng)用條件：適合具有10萬(wàn)噸以上（脫水污泥產(chǎn)量在50噸/日以上）的地區(qū)進(jìn)行污泥資源化利用。

造紙廢液生產(chǎn)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥與調(diào)理劑

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：根據(jù)亞銨法麥草紙漿廢液測(cè)試報(bào)告表明：廢液中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)元素和有機(jī)物質(zhì)，pH中性偏酸。其中含氮達(dá)1.1%，含鉀0.2%，固形物10%，而且還含有少量的磷、硅及微量營(yíng)養(yǎng)元素。含有這些高濃度營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的廢液，若直接排放到江河，不僅是浪費(fèi)資源，而且引起水系富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化。麥草紙漿廢液含有大量的木質(zhì)素磺酸，木質(zhì)素磺酸是很好的絡(luò)合劑，常被用來(lái)作為提高微量營(yíng)養(yǎng)元素肥效的一種有效措施。木素磺酸鹽同時(shí)也是一種新型、天然、高效廣譜的植物生長(zhǎng)調(diào)理劑。

經(jīng)過(guò)對(duì)多種農(nóng)作物的應(yīng)用試驗(yàn)和大面積應(yīng)用示范，試驗(yàn)表明：它對(duì)多種作物增進(jìn)光合作用，提高分蘗能力，增強(qiáng)植物創(chuàng)傷部位的愈合能力，增強(qiáng)抗逆性，調(diào)節(jié)活性氧的代謝，穩(wěn)定植物細(xì)胞膜系統(tǒng)，并有保綠和延緩衰老的功能，可廣泛應(yīng)用于各種農(nóng)作物、蔬菜、瓜果、果樹(shù)及苗木的扦插、嫁接等。

充分合理利用紙漿廢液中的有效營(yíng)養(yǎng)成分，變廢為寶，應(yīng)該是造紙行業(yè)解決和處理造紙廢液的最佳途徑。本公司在原有復(fù)混肥生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上潛心研究，開(kāi)發(fā)出利用紙漿廢液生產(chǎn)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥產(chǎn)品的生產(chǎn)新技術(shù)。

利用紙漿廢液，經(jīng)濃縮作為有機(jī)源，比其它有機(jī)源有如下特點(diǎn)：

1.具備絡(luò)合微量元素肥料的增效功能；

2.植物生長(zhǎng)調(diào)理功能；

3.重金屬含量低，符合無(wú)公害農(nóng)產(chǎn)品的肥料無(wú)害化要求；

4.生產(chǎn)成本更低，利潤(rùn)更高。紙漿廢液用作有機(jī)源，噸成本僅為50元人民幣。市場(chǎng)前景非常可觀(guān)。

產(chǎn)品性能：環(huán)境保護(hù)

堆制法去除有機(jī)化工廢渣的遺傳毒性

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：利田廢棄物土壤處理的一種技術(shù)――“堆漚”方法，促進(jìn)有機(jī)化工廢渣被土壤微生物降解而降低乃至消除遺傳毒性(致突變性)和急性毒性。該技術(shù)包括“堆漚”構(gòu)筑物，工藝條件，降解菌的培育等。無(wú)滲漏地下堆漚60天，能有效地降低油漆廢渣、染化廢渣的急性毒性(發(fā)光細(xì)菌法和大白菜幼苗存活試驗(yàn)為檢驗(yàn)指標(biāo))，使油脂化工和染化渣中主要化合物降解83-99%，油漆渣中主要化合物降解55%。

廢棄光盤(pán)資源化處理技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：我國(guó)每年產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)噸(準(zhǔn)確數(shù)量很難統(tǒng)計(jì)，數(shù)十億張），重量雖然不大，但其面積很大，10萬(wàn)噸光盤(pán)平鋪面積約96平方公里，相當(dāng)于老北京城區(qū)的面積。每年集中于北京地區(qū)的光盤(pán)估計(jì)有1萬(wàn)噸左右。隨著信息業(yè)的發(fā)展和廢物分類(lèi)回收管理的推進(jìn)，廢光盤(pán)處理日漸必要。

填埋――難于降解(幾十年時(shí)間)，污染土壤和水資源（金屬水解）。光盤(pán)上金屬重量雖然只占總量的0.8%左右，但其厚度僅有幾微米，單位重量金屬與土壤接觸面積很大。10萬(wàn)噸光盤(pán)含有金屬雖然只有800噸，但其面積相當(dāng)于約150萬(wàn)噸5毫米厚金屬板的表面積。因此光盤(pán)金屬雖少，但其污染速度相當(dāng)大。焚燒――產(chǎn)生二惡英（致癌物質(zhì)，最難解決的環(huán)保問(wèn)題），造成大氣污染。

技術(shù)特點(diǎn)：在一特定反應(yīng)裝置內(nèi)將光盤(pán)置入含有表面活性劑的溶液內(nèi)，在電磁波的作用下，光盤(pán)基體上的金屬膜和保護(hù)層被分離，溶液經(jīng)過(guò)濾后循環(huán)使用，并將金屬層和保護(hù)層分離出來(lái)，干凈的VCD基片可作為新的VCD基片生產(chǎn)原料或工程塑料原料。其生產(chǎn)過(guò)程無(wú)二次污染。

含鎳廢催化劑綜合回收新工藝

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該項(xiàng)目是處理多種含鎳廢催化劑，并綜合回收其有價(jià)金屬元素的提取及分離新工藝。依據(jù)物料組分的差異，開(kāi)發(fā)了兩套通用與獨(dú)立相結(jié)合的技術(shù)路線(xiàn)。特別為高鋁廢鎳催化劑的合理利用開(kāi)辟了一條新途徑。對(duì)促進(jìn)大工業(yè)生產(chǎn)的良性循環(huán)，充分挖掘二次資源潛力都具有特別重要的意義。該項(xiàng)目在河南省長(zhǎng)葛化工有限公司完成了年處理200噸能力的工業(yè)實(shí)驗(yàn)，并于1990年10月通過(guò)了中國(guó)科學(xué)院與河南省科委組織的聯(lián)合鑒定。是中國(guó)科學(xué)院的重要研究成果。

技術(shù)特點(diǎn)：新工藝創(chuàng)新之處在于它在理論上利用多種化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)差異，在工藝流程設(shè)計(jì)上采用三段合一，一步交叉完成中和殘酸、產(chǎn)出不需重結(jié)晶的優(yōu)質(zhì)鋁鹽副產(chǎn)品，并實(shí)現(xiàn)了大量鋁鎳分離等多種目的。

新工藝解決的技術(shù)關(guān)鍵：(1)通過(guò)調(diào)節(jié)浸取過(guò)程的各種參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了鎳的最佳浸取及其他元素的控制浸取。(2)通過(guò)對(duì)沉淀劑加入濃度和加入速度的規(guī)律性改變，獲得良好的分離凈化效果，微量鐵鋁的去除率均大于99%。并形成過(guò)濾性能好的渣型，提高過(guò)濾速度近6倍。(3)新工藝創(chuàng)造性地解決了硫酸鹽體系中大量鎳與大量鋁的分離難題。在多元素的綜合提取與分離技術(shù)方面屬?lài)?guó)內(nèi)首創(chuàng)，國(guó)際上未見(jiàn)報(bào)道。(4)新工藝較常規(guī)工藝降低成本約15%。主金屬鎳的收率可提高10%。具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。新工藝屬二次資源的綜合利用，且過(guò)程不產(chǎn)生二次污染，具有較好的社會(huì)環(huán)境效益。

固體廢棄物綜合利用――功能材料開(kāi)發(fā)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：經(jīng)過(guò)多年的研究與開(kāi)發(fā)，該技術(shù)有如下特點(diǎn)：

1.原材料基本上是工業(yè)固體廢棄物,是一種或多種工業(yè)固體廢棄物的混合物；

2.工藝流程不復(fù)雜,操作簡(jiǎn)單, 設(shè)備投資不大；

3.生產(chǎn)規(guī)模選擇范圍寬,對(duì)不同條件的不同區(qū)域適應(yīng)性。

隨著工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人類(lèi)的生活水平逐步提高，與此同時(shí)，也引發(fā)了能源、廢棄物、環(huán)境污染等復(fù)合問(wèn)題。就我國(guó)而言，連續(xù)多年超億噸的產(chǎn)鋼量使得冶金工業(yè)已經(jīng)成為固體廢棄物產(chǎn)生的最大行業(yè)之一，僅1999年固體廢棄物產(chǎn)出量就為7.8億噸，而綜合利用率只有45.6%，累積量已達(dá)53億噸，至今沒(méi)有理想的處理方法。這么大數(shù)量的廢棄物不僅需要大量的土地堆放，而且會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的地下水質(zhì)、土壤和大氣污染問(wèn)題。此外，也造成了資源的浪費(fèi)。這是因?yàn)閭鹘y(tǒng)意義上所謂的工業(yè)固體廢棄物中實(shí)際上含有很多有用的成份，如：某發(fā)電廠(chǎng)的粉煤灰，其主要成份是SiO2和Al2O3，分別約占總重量的50%和30%，此外還含有一定量的Fe2O3、CaO、MgO和NaO等；某煉鋼廠(chǎng)的轉(zhuǎn)爐塵泥，其主要成份是Fe2O3，約占總含量的25%，此外，還含有一定量的CaO、ZnO、MgO等。如果能將這些工業(yè)固體廢棄物中的有用成份有效地加以資源化利用，對(duì)于解決我國(guó)目前所面臨的日趨嚴(yán)重的資源匱乏危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題、以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)，都將有深遠(yuǎn)的意義?；谶@樣一種狀況，對(duì)固體廢棄物的有效利用和無(wú)害化處理在我國(guó)已迫在眉睫。

廢塑料熱熔膠裝飾板

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該工藝特點(diǎn)：1.克服了游離甲醛等揮發(fā)性物質(zhì)對(duì)人體的慢性中毒和廢塑料與石粉污染環(huán)境的公害；2.選擇不同材質(zhì)的廢舊塑料和助劑，使得制出的裝飾板具有耐水、耐油、耐酸堿及阻燃等特殊功能；3.價(jià)格低廉，效益好，原料來(lái)源廣泛，工藝簡(jiǎn)便等。

該技術(shù)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 長(zhǎng)期以來(lái)以脲醛、酚醛樹(shù)脂為膠粘劑的裝飾板，由于生產(chǎn)和使用過(guò)程都有游離甲醛逸出，污染環(huán)境，損害人的健康。世界各國(guó)都投入大量人力、物力致力于低醛膠粘劑的研制，至今均未得到徹底解決。

該產(chǎn)品改善生產(chǎn)條件和環(huán)境污染問(wèn)題。利用廢舊塑料為熱熔膠粘劑代替脲醛、酚醛樹(shù)脂膠粘劑，是改善人造板加工工人條件和使用環(huán)境十分有效的根本性措施。在建材和家具制造方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

農(nóng)業(yè)廢棄纖維制環(huán)保包裝材料

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：利用農(nóng)業(yè)廢棄纖維（甘蔗渣、稻草、麥草、玉米稈等）為主要原料，用專(zhuān)利方法將多層不同纖維一次復(fù)合成模塑包裝材料，如工業(yè)品（尤其電器產(chǎn)品）內(nèi)襯的緩沖防震材料、環(huán)保容器(觀(guān)賞花盆、快餐具)等產(chǎn)品。我國(guó)農(nóng)村每年有稻草、麥草、玉米稈等總量為4.8億噸，其中僅有20%用于制漿造紙及制板工業(yè)。

技術(shù)特點(diǎn)：

1.變廢為寶：把農(nóng)業(yè)廢棄植物纖維變工業(yè)原料。

2.環(huán)保：產(chǎn)品替代聚苯乙烯發(fā)泡塑料，減少“白色污染”。

3.技術(shù)創(chuàng)新：多層不同纖維一次復(fù)合模塑成型。

4.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)：農(nóng)業(yè)廢棄纖維粉構(gòu)成厚的中芯層，紙漿構(gòu)成薄的內(nèi)外表層。

5.外觀(guān)特性：外觀(guān)完全象紙漿模塑產(chǎn)品，性能與發(fā)泡塑料及紙漿模塑相似。

6.成本低廉：是廢紙漿或原紙漿的1/4－1/3。

廢舊塑料制水泥減水劑

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：以廢舊塑料為原料,經(jīng)化學(xué)預(yù)處理后，加進(jìn)有機(jī)溶劑及填料，制備出高效水泥減水劑。產(chǎn)品主要用于水泥混凝土的拌制，既可減少混凝土拌制時(shí)的用水量，提高混凝土的強(qiáng)度，又可保持混凝土具有良好的流動(dòng)性，產(chǎn)品經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)部門(mén)檢測(cè)，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到（部分超過(guò)）國(guó)標(biāo)一等品水平，綜合性能優(yōu)于市面銷(xiāo)售的密胺型高檔減水劑。

1.環(huán)保技術(shù)：變廢塑料為生產(chǎn)原料，大大降低原料成本。

2.泌水率：小于85.7%。

3.減水率：在添加量為0.8 %時(shí)，減水率可達(dá)20%以上。

4.無(wú)腐蝕：對(duì)鋼筋無(wú)腐蝕作用。

5.抗壓強(qiáng)度：水泥混凝土28天的抗壓強(qiáng)度可提高35%。

6.抗?jié)B能力：達(dá)到國(guó)標(biāo)最高級(jí)S12。

7.價(jià)格優(yōu)勢(shì)：質(zhì)量?jī)?yōu)于密胺型高檔減水劑，而售價(jià)卻低得多。

生產(chǎn)規(guī)模：年產(chǎn)5000噸 原料成本：2000元/噸

主要設(shè)備：2噸反應(yīng)釜5臺(tái)

綜合成本：2500-2900元/噸，2噸中和反應(yīng)釜5個(gè)

市場(chǎng)售價(jià)：5500元/噸

用于核廢料回收的納米LiAlO2粉體制備技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：該技術(shù)提供了一種基于水熱合成法和燃燒合成法的γ－LiAlO2高活性粉體和陶瓷制備技術(shù)，可以將非溶性鋁源通過(guò)水熱處理后獲得可溶性鋁源，可以處理和回收再利用γ－LiAlO2中子輻照和提取氚后的核廢料。這種γ－LiAlO2陶瓷制備技術(shù)所使用的原材料可以是各種形態(tài)的氧化鋁，也可以是氫氧化鋁的凝膠或各種結(jié)晶相粉體，或是經(jīng)過(guò)中子輻照后的γ－LiAlO2陶瓷的廢料，制備過(guò)程中首先將上述鋁源的各種原材料的粉體與一定的酸堿度LiOH和NaOH水溶液混合配制成一定固含量的泥漿，在適當(dāng)?shù)乃疅釛l件下水熱處理后制得前驅(qū)粉體。前驅(qū)粉體主要是鋰和鋁的混合氫氧化物，即LiAl2(OH)7.2H2O粉體，也可能含有一定量的偏鋁酸鋰。將前驅(qū)粉體溶于硝酸溶液，以NH4NO3調(diào)節(jié)其PH值，以甘氨酸、尿素等燃料進(jìn)行結(jié)合后通過(guò)燃燒反應(yīng)均可直接獲得納米級(jí)的γ－LiAlO2陶瓷粉體。

這種技術(shù)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是在水熱條件下可將一些對(duì)熱中子的俘獲截面較大且輻照生成物半衰期長(zhǎng)的元素特別是金屬鈉具有很好的分離效果。

可以處理和回收再利用γ－LiAlO2中子輻照和提取氚后的核廢料。

固體廢棄物高值化―廢舊塑料和粉煤灰復(fù)合新材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：根據(jù)產(chǎn)品不同使用要求和加工條件，添加不同品種、不同含量的輔助劑，通過(guò)在熔融共混過(guò)程中在合宜的加工溫度和時(shí)間下各成分間的協(xié)同作用和在線(xiàn)反應(yīng)，極大的改善塑―灰界面粘結(jié)性，且使粉煤灰能均勻地分散于塑料中，達(dá)到增塑、增韌、增容的目的，使制品具有良好的力學(xué)性能和抗腐蝕性、耐水性、抗老化性、耐磨；使所開(kāi)發(fā)制品的力學(xué)性能與廢舊塑料相比提高15%以上，使用溫度提高10oC上。該項(xiàng)目通過(guò)吉林省科技廳和吉林省環(huán)保局共同主持的中試成果鑒定；與會(huì)專(zhuān)家一致認(rèn)為此項(xiàng)目已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，具備年產(chǎn)千噸級(jí)的生產(chǎn)能力，為進(jìn)一步規(guī)?；a(chǎn)提供可靠理論依據(jù)；申請(qǐng)發(fā)明、實(shí)用新型專(zhuān)利各3項(xiàng)，現(xiàn)已獲權(quán)2項(xiàng)。

該項(xiàng)目研制的新材料可制作市政工程檢查井蓋、排水池箅、樹(shù)池箅、各種板材、管材等。檢查井蓋產(chǎn)品特點(diǎn)：一是性能優(yōu)良，抗壓、抗彎、抗沖擊能力高于其它同類(lèi)產(chǎn)品，而且耐熱、耐寒、耐酸堿、耐老化，制品力學(xué)強(qiáng)度高（鑄鐵重型井蓋國(guó)標(biāo)為360KN,我們研制的產(chǎn)品可達(dá)420KN），我們研制的復(fù)合材料檢查井蓋是國(guó)內(nèi)唯一通過(guò)了權(quán)威部門(mén)北京市政工程研究院檢測(cè)；二是價(jià)格低廉，該產(chǎn)品原料的95％為工業(yè)粉煤灰和廢棄塑料，生產(chǎn)成本低，可取代鋼材水泥；三是凈化環(huán)境，資源再生，四是美觀(guān)、安全、不丟失。

該項(xiàng)目研制的新材料可制作市政工程檢查井蓋、排水池箅、樹(shù)池箅、各種板材、管材等。

市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)效益分析：如果投資200萬(wàn)元，年產(chǎn)值可達(dá)到500萬(wàn)元，利稅200萬(wàn)元，投資回收期2年，凈資產(chǎn)收益率在20%以上。

市政工程：各種檢查井蓋、排水池箅、樹(shù)池箅；公路：防護(hù)欄、護(hù)坡板、隔離墩；建筑：建筑用管材、板材等；交通：礦山用鐵路枕木、高速公路防護(hù)欄樁；這些工程將為廢舊塑料和粉煤灰復(fù)合新材料固體廢棄物高值化產(chǎn)品提供幾十億元的市場(chǎng)份額。

（規(guī)模、需要資金、所需廠(chǎng)房、設(shè)備及特殊要求的公用工程等）：

投資200萬(wàn)元，年生產(chǎn)能力設(shè)計(jì)3000噸，需要廠(chǎng)房600平方米，主要設(shè)備包括：高攪機(jī)、擠出機(jī)、塑料壓制機(jī)、粉碎機(jī)、模具、檢測(cè)設(shè)備等。

等離子體廢物處理技術(shù)

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：等離子體通常是含有大量電子、離子、分子、原子以及自由基的電離氣體，但其宏觀(guān)上呈電中性，并具有很高的化學(xué)活性。是物質(zhì)固、液、氣三種形態(tài)之外的第四種形態(tài)。用等離子體廢物處理技術(shù)，其主要內(nèi)容是利用大功率等離子體矩(Plasma Torch)處理危險(xiǎn)有害的廢棄物，等離子體炬的中心溫度可高達(dá)攝氏2~3萬(wàn)度。炬邊緣溫度也可達(dá)到3千度左右。處理過(guò)程為廢料分解和再重組過(guò)程，使得這類(lèi)廢物無(wú)害化，減容化和資源再生化，并達(dá)到污染“零排放”標(biāo)準(zhǔn)，為解決危險(xiǎn)或有害垃圾的處理問(wèn)題提供一個(gè)科學(xué)、有效、經(jīng)濟(jì)的技術(shù)手段。等離子體廢物處理技術(shù)可用于處理包括有機(jī)溶劑廢物、廢礦物油、含多氯聯(lián)苯廢物、醫(yī)院廢藥物及其他廢物、農(nóng)藥廢物、有機(jī)樹(shù)脂類(lèi)廢物、爆炸性廢物、含金屬羰基化合物廢物、含有色金屬及重金屬的廢物、石棉廢物、放射性廢物在內(nèi)的數(shù)千種有毒有害廢物。

產(chǎn)品性能：具有技術(shù)先進(jìn)和不可替代性，市場(chǎng)前景寬廣等優(yōu)勢(shì)

多功能――可以處理所有種類(lèi)的有毒有害危險(xiǎn)及非危險(xiǎn)廢物，包括有機(jī)的、無(wú)機(jī)的、氣體、液體及固體。

卓越的性能――能夠完全地、安全地將有毒廢料轉(zhuǎn)化成無(wú)毒有使用價(jià)值的產(chǎn)品。

零排放――不會(huì)排出有毒物質(zhì)及產(chǎn)生二次污染，符合最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。

資源循環(huán)――廢物可轉(zhuǎn)換成具有循環(huán)使用價(jià)值的產(chǎn)品。

減容比高――減小廢物體積高達(dá)百分之九十九點(diǎn)七。

等離子體處理廢物系統(tǒng)可用于以下方面：

1.有機(jī)溶劑廢物、廢礦物油、含多氯聯(lián)苯廢物；

2.醫(yī)院廢物、廢藥物、藥品、農(nóng)藥廢物、爆炸性廢物；

3.含金屬羰基化合物廢物、石棉廢物、有機(jī)樹(shù)脂類(lèi)廢物；

4.含有色金屬、重金屬?gòu)U物、射性廢物、生化武器的銷(xiāo)毀等數(shù)千種有毒有害廢物。

應(yīng)用范圍：等離子體弧對(duì)垃圾的處理機(jī)理，完全不同于普通的焚燒。高溫的等離子體炬對(duì)垃圾的處理，是將垃圾中的分子和原子進(jìn)行重新組合和分類(lèi)，因而也就避免了目前在社會(huì)上普遍使用的普通焚燒方法中的許多問(wèn)題。幾乎所有廢料均可被等離子體處理并轉(zhuǎn)換成有用的產(chǎn)品，而且沒(méi)有產(chǎn)生新的對(duì)環(huán)境有害的物質(zhì)。

市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)效益分析：因此在對(duì)環(huán)保越來(lái)越重視的今天，各種環(huán)保法規(guī)陸續(xù)出臺(tái)，使等離子體處理廢物技術(shù)具有了巨大的市場(chǎng)潛力。

城市生活固體廢棄物（垃圾）處置與綜合利用

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：進(jìn)行我國(guó)大中城市生活垃圾成分分析及優(yōu)化分選技術(shù)研究：促進(jìn)生活垃圾中易降解物快速濕解處置制肥單元技術(shù)研究與提高；重點(diǎn)研究生活垃圾篩上物易燃類(lèi)高效低污染能源轉(zhuǎn)換單元技術(shù)的研究；并根據(jù)用戶(hù)情況選擇單元技術(shù)，建立2套200－300噸/日垃圾處置和綜合利用工業(yè)示范；實(shí)現(xiàn)城市垃圾處置與綜合利用系統(tǒng)的優(yōu)化與集中。

從2001年起，在中國(guó)科學(xué)院和工程熱物理所的大力支持下，按照項(xiàng)目任務(wù)書(shū)和課題任務(wù)書(shū)的具體要求，在城市生活固體廢棄物(垃圾)處置與綜合利用方面進(jìn)行了研究和示范工作，按計(jì)劃完成了相應(yīng)的內(nèi)容，部分方面略有超前。

1．實(shí)（試）驗(yàn)裝置的建設(shè)(1)RDF5中試裝置(2)小型濕解研究裝置，(3)生活垃圾處置新技術(shù)研究小型綜合實(shí)驗(yàn)裝置。

2．工業(yè)應(yīng)用(1)200噸/日處理中試系統(tǒng)的建設(shè)(2)正在開(kāi)展其它示范系統(tǒng)的落實(shí)。

3．實(shí)驗(yàn)室和中試線(xiàn)的主要研究工作(1)垃圾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集和垃圾處置政策的調(diào)查(2)RDF5的制備和適用性實(shí)驗(yàn)(3)可降解物快速濕解反應(yīng)過(guò)程的機(jī)理研究(4)濕解系統(tǒng)的中試實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)備參數(shù)的優(yōu)化

4．其他(1)論文與發(fā)表7篇(2)獲得了日本政府NEDO項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)支持(3)獲得了日本IHI經(jīng)費(fèi)支持，共同開(kāi)展研究

下一步工作重點(diǎn)：落實(shí)第二套示范系統(tǒng)，開(kāi)展深入的研究工作經(jīng)費(fèi)年度計(jì)劃安排*/已撥經(jīng)費(fèi)已用于實(shí)驗(yàn)裝置的建設(shè)和部分實(shí)驗(yàn)工作，第一套示范系統(tǒng)經(jīng)費(fèi)已經(jīng)到位，第二套示范系統(tǒng)經(jīng)費(fèi)爭(zhēng)取之中，下年度實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)按時(shí)到位對(duì)后續(xù)的實(shí)驗(yàn)和示范非常重要。

廢舊塑料回收制水泥減水增強(qiáng)劑

項(xiàng)目簡(jiǎn)介：在現(xiàn)代建筑施工中，一般都采用機(jī)械運(yùn)輸和操作，要求水泥混凝土要具有良好的流動(dòng)性，為了提高流動(dòng)性，只有加大所加入的拌合水總量，但是，水泥混凝土的強(qiáng)度與所加入的拌合水量成反比關(guān)系，加水量越大，水泥混凝土的強(qiáng)度越低，影響了工程的質(zhì)量。水泥減水劑的作用，就是可明顯減少拌和水泥混凝土?xí)r所加入的水量，同時(shí)大大提高水泥混凝土漿的流動(dòng)性能和水泥混凝土的強(qiáng)度，提高工程的質(zhì)量。

該技術(shù)是以廢舊聚苯乙烯泡沫塑料為主要原料，將其改性成水溶性的改性高分子溶液，制得建筑用高效水泥混凝土減水增強(qiáng)劑，經(jīng)權(quán)威部門(mén)檢測(cè)和用戶(hù)應(yīng)用證明，其減水率達(dá)20%，水泥混凝土的的最終強(qiáng)度可提高30%，其各項(xiàng)性能指標(biāo)可達(dá)到國(guó)標(biāo)緩凝凝高效減水劑一等品的標(biāo)準(zhǔn)，并賦于水泥混凝土良好的抗?jié)B性能和較低的收縮比。產(chǎn)品穩(wěn)定性好，不含對(duì)水泥混凝土有害的物質(zhì)，施工操作方便易行。

應(yīng)用范圍：混凝土減水、增強(qiáng)

市場(chǎng)前景及經(jīng)濟(jì)效益分析：我們研制的新型減水劑產(chǎn)品90%由廢舊聚苯乙烯構(gòu)成，成本低廉，初步估計(jì)原料成本為2500元/噸，生產(chǎn)成本700元/噸，綜合成本3200元/噸，綜合性能十分優(yōu)良，而目前市場(chǎng)上同類(lèi)同性能產(chǎn)品的售價(jià)在6000-7000元/噸之間，因此是一高附加值的新型建筑材料。我國(guó)水泥年產(chǎn)量已超過(guò)4億噸，其中至少有5%的水泥混凝土需添加減水劑，因此，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)減水劑的需求量相當(dāng)大。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)也有許多生產(chǎn)水泥減水劑的廠(chǎng)家。