時間：2022-10-04 04:17:40
導語：在工程熱物理論文的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
摘要：1978年恢復研究生教育以來，我國研究生培養(yǎng)單位為社會培養(yǎng)了大批高層次人才，促進了經(jīng)濟和社會的發(fā)展。但由于研究生的擴招和社會對研究生的需求多元化，研究生培養(yǎng)模式的弊端逐漸顯露。如課程設置欠佳，教學形式單一，研究生培養(yǎng)模式單一等。本文結(jié)合工科院校特別是筆者所在學校特點，提出了多種形式并舉，利用校企兩種資源等研究生培養(yǎng)模式并進行了論述。
關(guān)鍵詞 ：研究生培養(yǎng)質(zhì)量；創(chuàng)新人才培養(yǎng)；校企合作；培養(yǎng)模式
經(jīng)過改革開放30多年的建設和社會進步，我國研究生教育取得長足發(fā)展。特別是近幾年，研究生教育規(guī)模呈現(xiàn)出發(fā)展的高峰期。但是，我國研究生教育長期以來以單一學術(shù)性、科研型研究生培養(yǎng)為主導的模式，已遠遠不能滿足當前的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和就業(yè)結(jié)構(gòu)。在經(jīng)濟日益增長的今天，研究生在科研高層次專門人才中的地位逐漸削弱，各行各業(yè)對不同類型高層次專門人才的需求變得多樣化。高校沿襲的這種研究生培養(yǎng)模式已經(jīng)越來越不能適應和滿足社會對不同層次專門人才的需求。因此，研究生教育改革越來越迫切，特別是加強工科院校這類行業(yè)性強的院校的研究生培養(yǎng)，比如能源動力類研究生培養(yǎng)，更是迫在眉睫。
研究生教育是培養(yǎng)高層次人才的主要途徑，是國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，需要深化綜合改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，健全質(zhì)量保障體系，促進研究生教育質(zhì)量提升和內(nèi)涵發(fā)展，為實現(xiàn)中國夢提供高端人才支撐。其中，加強課程建設是基礎，我們須重視發(fā)揮課程教學在研究生培養(yǎng)中的作用。增強學術(shù)學位研究生課程內(nèi)容前沿性，通過高質(zhì)量課程學習強化研究生的科學方法訓練和學術(shù)素養(yǎng)培養(yǎng)。構(gòu)建符合專業(yè)學位特點的課程體系，改革教學內(nèi)容和方式，加強案例教學，探索不同形式的實踐教學。
一、充分挖潛的研究生培養(yǎng)模式
為了更好地使研究生在學習階段獲得更加全面的訓練，成為復合型人才，適應社會對高層次人才的要求，需要采用多方位交叉的形式，構(gòu)建多種平臺促進研究生對外交流。使他們得以不斷提升自我，更加適應社會的需求。
1.理工學科充分交叉
交叉學科實質(zhì)上指的是一個學科群，即交叉性的科學?！敖徊妗倍质菍W科性質(zhì)的形象化描述，實際上可以看做普遍聯(lián)系的，每一個學科在整個連續(xù)認識過程中占一個具體的位置。發(fā)展交叉學科正是為了填補人類認識上的空白，使這個科學認識過程更加完善。我國的交叉學科研究始于1950 年代，而后蓬勃發(fā)展，并隨著時代的進步日趨成熟。對于高等學校教育，交叉學科的發(fā)展有著重要的意義。交叉學科是培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次創(chuàng)新人才的搖籃。探索與發(fā)展交叉學科及其人才培養(yǎng)模式，對高等院校學科齊全、人才集聚、科研水平和教育質(zhì)量提升，有能力承接重大的科研課題，易形成新的學科及學科群，具有重要意義。提高高校交叉學科教學和科研水平是促進交叉學科發(fā)展的直接動力。
能源與動力工程學科群主要研究能量的轉(zhuǎn)換、傳輸和利用的理論、技術(shù)和設備，需要應用到動力工程、工程熱物理、應用物理等多門學科的知識，具有很高的學科交叉特性。交叉學科的綜合性、跨學科性及交融性要求交叉學科人才的知識結(jié)構(gòu)應兼具整體性、層次性及應變性等多元特點。整體性或綜合性知識有助于交叉學科研究者把其它學科的成果、方法引入自己的專業(yè)，從而將自身的專業(yè)知識和其它學科知識聯(lián)系起來，產(chǎn)生新的見解，創(chuàng)造新的知識。層次性知識有利于交叉學科研究者正確組織各種學科知識之間的有機聯(lián)系，并結(jié)合自己所從事的專業(yè)領(lǐng)域及選擇的目標，處理好廣博與精深的關(guān)系。交叉學科的應變性有助于交叉學科研究者不斷自覺吸取新知識，進行知識的自我調(diào)節(jié)，不斷調(diào)整自身的知識結(jié)構(gòu)。
動力工程及工程熱物理學科的研究生教育需要新的學科交叉，以加強研究生解決各類復雜問題的能力。而現(xiàn)有的研究生教育模式尚不能完全滿足該要求，探索新的人才培養(yǎng)模式尤為重要。
本校數(shù)理學院應用物理專業(yè)與能源與機械工程學院一起，承擔著動力工程及工程熱物理一級學科下的可再生能源二級學科的研究生培養(yǎng)，為學科交叉打下了天然的基礎。針對能源與動力學科和應用物理學科的特點，組建學科群，搭建各種跨學科的平臺，整合師資隊伍、儀器設備、科研場所和科技資料等，避免重復建設和浪費以及學科間的不良競爭，充分實現(xiàn)學科資源的優(yōu)化配置。使各個學科的人力資源、物力資源、專業(yè)資源能夠產(chǎn)生強大的合力，并以此為支撐探索培養(yǎng)創(chuàng)新型綜合性人才。
2.充分利用校企兩種資源
研究生教育要緊密圍繞企業(yè)發(fā)展需求,學校對研究生實行雙導師制,充分發(fā)揮校企雙方導師在理論研究、生產(chǎn)實踐方面的優(yōu)勢互補。企業(yè)實踐基地可以為研究生提供非常廣泛的選題內(nèi)容,很多研究課題都是企業(yè)發(fā)展中面臨的“急、重、難、新”問題。這為研究生提供大量前沿性、實用性、系統(tǒng)性的論文選題方向,使研究生科研創(chuàng)新能力的培養(yǎng)有了保證。企業(yè)研究生實踐基地使接受校企兩種資源的研究生的理論聯(lián)系實際、技術(shù)創(chuàng)新能力得到很好的鍛煉和提高。同時,研究生將在學校學到的新理論、新技術(shù)及時引入企業(yè)科研及生產(chǎn)實踐中,可在一定程度上推動企業(yè)科研水平的提升。企業(yè)研究生實踐基地所在企業(yè)也可以在培養(yǎng)過程中盡早發(fā)現(xiàn)人才、選擇人才,避免了人才招聘的盲目性。校企合作是高校與企業(yè)在資源、技術(shù)、師資培養(yǎng)、崗位培訓、學生就業(yè)、科研活動等方面的合作，利用學校與企業(yè)不同的教育資源和教育環(huán)境，培養(yǎng)適應市場經(jīng)濟發(fā)展、適合企業(yè)需要的應用型人才為目的的培養(yǎng)模式。利用學校與企業(yè)在人才培養(yǎng)方面各自的優(yōu)勢，把以課堂傳授間接知識為主的教育環(huán)境，與直接獲取實際經(jīng)驗與能力為主的生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境有機結(jié)合起來，最終實現(xiàn)校企雙贏的研究生培養(yǎng)模式。
本校和多家知名企業(yè)合作，經(jīng)常組織研究生到電廠參觀學習，更多的還包括導師承擔企業(yè)橫向課題。研究生到電廠現(xiàn)場進行實驗，不但對企業(yè)生產(chǎn)過程、企業(yè)難題有了了解，并在解決這些問題時，與企業(yè)技術(shù)人員進行面對面的交流，有了更多不斷學習和提高的機會。在企業(yè)實踐基地參觀學習，了解生產(chǎn)流程，有利于研究生更好了解電廠的具體參數(shù)和目前存在的問題，使他們在學生期間研究也更具有針對性和實際性，提高了學習的效率和主動性，避免了閉門造車。
同時，學校還聘請實踐基地所在企業(yè)理論水平較高、實踐經(jīng)驗豐富、具有高級專業(yè)技術(shù)職稱的人員擔任研究生導師,由學校頒發(fā)研究生導師聘書。企業(yè)導師主要負責研究生的學位論文選題、研究工作安排、現(xiàn)場學術(shù)指導、學位論文初審等。學校導師與企業(yè)導師密切合作,根據(jù)培養(yǎng)方案共同制定和實施培養(yǎng)計劃,在研究生的實踐環(huán)節(jié)、論文和實際工作等方面進行指導。
3.挖掘國內(nèi)外兩個資源
研究生教育是在本科教育基礎上的專業(yè)化、個性化的創(chuàng)新教育。導師的學術(shù)水平和科研能力直接影響著學生,導師的人格魅力潛移默化地熏陶著學生。柔性引進高端師資，我院聘請了一大批國外的教授作為海外名師，指導學科發(fā)展、合作科研，指導研究生也作為其任務之一。他們?yōu)檠芯可鰧W術(shù)講座、全程指導研究生論文等。校內(nèi)配備副導師，實行雙導師聯(lián)合培養(yǎng)的模式。海外名師定期來我校進行講座、面對面交流指導，同時，定期進行視頻交流，研究生匯報，導師點評，還包括樣品制備后送到國外研究機構(gòu)進行測試等多種形式，充分挖掘國內(nèi)外資源。
本校還十分注重對外交流，積極組織研究生對外交流，在學術(shù)切磋實踐中提高自己。通過承辦的上海市研究生學術(shù)論壇，搭建平臺使研究生與外校專家、研究生交流，拓寬研究生的視野。組織并支持研究生積極參加全國性學術(shù)會議，訓練他們闡述學術(shù)觀點的能力。讓研究生們聽取校外專家、學者、研究生的學術(shù)演講時，在對比中明白自己的不足，產(chǎn)生壓力和動力。在國際工業(yè)博覽會、高技術(shù)交易會等大型展覽會上，也會組織研究生積極參與，研究生帶著自己的學術(shù)成果，面對面和企業(yè)交流，大大增進了科學研究最終要為社會服務的意識。
二、研究生培養(yǎng)模式實施的成效
經(jīng)過一系列探索形成的能源動力類研究生培養(yǎng)模式，立足于自身實際，大力推進學科交叉，充分利用校企兩種資源，挖潛國內(nèi)外資源，大力推動研究生多與學術(shù)界交流，逐步形成了具有特色的能源動力類研究生培養(yǎng)方式，取得了一系列成效。導師隊伍學術(shù)水平不斷提升，研究生培養(yǎng)基地不斷完善，海外高端人才引智于研究生教育，大大提高了研究生的創(chuàng)新實踐能力和綜合素質(zhì)。
研究生的主動性、創(chuàng)新性、實踐能力獲得了很大的提高。在上海市研究生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃中，每年有十個左右的研究生團隊拿到項目，在全國大學生“挑戰(zhàn)杯”、全國研究生數(shù)模大賽、全國大學生節(jié)能減排等國家級賽事及上海市各類賽事中，研究生成績斐然。每年研究生發(fā)表sci、EI 收錄的文章，發(fā)明專利申請和授權(quán)，蔚然成風，給學校研究生教育帶了新的氣象。更重要的是，就業(yè)競爭力大大提升，不少同學已經(jīng)有了創(chuàng)業(yè)意向。在就業(yè)方面，研究生就業(yè)的平臺更高，滿意程度也在不斷地提升。
高校肩負著向社會輸送符合社會經(jīng)濟發(fā)展需要的高素質(zhì)人才的重任，培養(yǎng)復合型、創(chuàng)新型人才逐步成為高等教育的發(fā)展必需。充分運用校內(nèi)外資源，特別是行業(yè)企業(yè)的實踐基地資源、具有豐富實踐經(jīng)驗的工程技術(shù)人員的資源，以及柔性引進的海外高端人才，進行多學科交叉創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，可以作為一條經(jīng)驗。本文正是論述了筆者這些年的做法，總結(jié)出能源動力類研究生培養(yǎng)模式，構(gòu)建理工學科交叉，充分利用校企兩種資源，挖掘海外名師與國內(nèi)知名專家的資源,注重研究生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的提高，希望對高校研究生培養(yǎng)有一定的借鑒意義。
參考文獻
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關(guān)鍵詞：散熱場；換熱器；參數(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化
中圖分類號：TU832文獻標識碼： A
一、引言
根據(jù)不可逆過程熱力學，換熱器的不可逆性用熵產(chǎn)率來度量。前人普遍認為換熱器的總熵產(chǎn)率包括兩個部分，一部分是冷、熱流體間有限溫差傳熱產(chǎn)生的熵產(chǎn)率，另一部分是粘性流體有摩阻流動產(chǎn)生的熵產(chǎn)率。熵產(chǎn)率最小對應于換熱設備最優(yōu)，這一優(yōu)化準則被稱為換熱過程（設備）優(yōu)化的最小熵產(chǎn)原理，也被稱為熱力學優(yōu)化。
二、換熱器散熱場
針對以導熱或?qū)α鞣绞嚼鋮s電子器件的散熱通道網(wǎng)絡，給出了散熱通道網(wǎng)絡的等效熱阻和等效流阻的定義，并把它們作為散熱通道網(wǎng)絡導熱和流動不可逆性的度量。以等效熱阻或等效流阻最小為目標優(yōu)化了散熱通道網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)參數(shù)。以下是網(wǎng)絡優(yōu)化常用數(shù)學模型：
多股流溫差場均勻性因子為：
該多股流換熱器溫差場均勻性因子，考慮多股流溫差性造成的均勻性因子與換熱性能的不統(tǒng)一性，而將冷熱流體間的不同溫度采用了無量綱溫差。通過對多股流換熱器溫差場均勻性因子的溫度無量綱形式，使得冷熱流體間的溫差都處于0~1的范圍內(nèi)。該因子能夠有效地反映熱交換流體沿程(換熱器縱向)的溫度均勻分布特性，而不會將不同組(換熱器橫向)溫差不均勻造成的影響誤差引入，更能較為有效的反映多股流換熱器的熱交換性能。
三、散熱網(wǎng)絡優(yōu)化
針對網(wǎng)絡多流的換熱器綜合與優(yōu)化，在兩股流網(wǎng)絡換熱器綜合與優(yōu)化的概念中，本文提出了多股流網(wǎng)絡換熱器優(yōu)化與綜合的方案，這種方法可以直接使用常規(guī)的兩股流換熱器網(wǎng)絡綜合及優(yōu)化的理論成果。具體研究方案為：
四、多股流優(yōu)化方案
獲得整體網(wǎng)絡初始優(yōu)化構(gòu)型，再依據(jù)合并法則將多個兩股流換熱器進行有機組合成換熱器的多股流，得到換熱器多股流的伊始出入口溫差和其它相關(guān)匹配數(shù)據(jù)。換熱器的多股流形成以后，從多股流換熱器的絕對優(yōu)選設計著手，利用多股流換熱器溫差場的均勻性因子作為評價主要目標和指標函數(shù)，在特定數(shù)據(jù)的優(yōu)化多股流換熱器條件下，得到多股流換熱器本身的最佳流體結(jié)構(gòu)和并行通道排組列方式。
多股流換熱器的設計方案多是在某一局部的工況下進行的，并且采用入口參數(shù)在其柔性變化范圍內(nèi)不會對多股流換熱器性能產(chǎn)生影響。在換熱器多股流優(yōu)化網(wǎng)絡中，可加入多股流換熱器的柔性方案，將換熱器多股流的進口區(qū)間處進行優(yōu)化變量約束，即在尋求多股流換熱器的最佳進口溫度的柔性區(qū)間范圍內(nèi)。以上概述相應的推導過程：
對平均配置冷卻流體的網(wǎng)絡流動通道規(guī)定它的流阻等效為網(wǎng)絡流動通道的耗散率粘性除以流量總體積的二次方。以流阻等效最小值做為網(wǎng)絡流動通道的優(yōu)化方向，討論了其對影響最優(yōu)網(wǎng)絡流動通道結(jié)構(gòu)的三個因素，第一因素是結(jié)構(gòu)維數(shù)（又分為一維、二維和三維），第二因素是通道直徑分布（可以是不規(guī)則或規(guī)則），以及第三因素的幾何限制因素（散熱表面積一定或兩者均一定、散熱通道總體積一定）?？梢钥偨Y(jié)三個因素的影響為：隨節(jié)點數(shù)目的增長，流阻等效最小的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)通道會向單維（幾字形）向二維（并行通道）、進而向多維（多分道）轉(zhuǎn)變。
在平均配置的前提下，散熱率均分可表示為：即將打造某一通道網(wǎng)絡采取耗費某種限制的“源泉”，則最先的通道網(wǎng)絡則會使單位“源”所發(fā)出的散熱率在整個網(wǎng)絡通道上呈現(xiàn)均勻。
五、方案的實例應用
針對發(fā)動機內(nèi)艙散熱場區(qū)域，如發(fā)動機本身、車輪內(nèi)徑、車身內(nèi)柱、變速箱傳動面等表面形狀十分復雜，采用平均配置結(jié)構(gòu)化并行生成網(wǎng)絡流動通道；對于發(fā)動機艙外部網(wǎng)絡流動通道，以及在車體表面附近的網(wǎng)絡流動通道計算區(qū)域，也可采用多股流優(yōu)化生成流場網(wǎng)格；同時，在距離汽車較遠的流場計算區(qū)域，采用結(jié)構(gòu)化多股流。因此，對于整個流場計算區(qū)域，生成了結(jié)構(gòu)化、多股流優(yōu)化等組成的網(wǎng)格，全流場流體單元網(wǎng)絡得到有效整合。
多股流換熱器也可應用于低溫情況，但是低溫縱向溫度呈現(xiàn)與熱負荷分布情況具有其獨特性，這也是因為換熱器中多元并行工做介質(zhì)組分及系統(tǒng)運行高低壓等熱力學因素、多股流換熱器本身換熱性能以及混合工質(zhì)沿程不均勻的相變傳熱特性共同決定的。需要注意多股流作用下的特殊條件，其他的均相同即可。
五、結(jié)論
在網(wǎng)絡換熱器兩股流基礎上，對優(yōu)化網(wǎng)絡換熱器多股流的綜合方案可以直接采用還算捷徑的常規(guī)網(wǎng)絡流換熱器兩股優(yōu)化與綜合的技術(shù)，在換熱器多股流的引導下，較為方便的簡化網(wǎng)絡優(yōu)化資源配置。
六、參考文獻
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關(guān)鍵詞：地源熱泵；U型地埋管換熱器；換熱性能；影響因素
如何加強地源熱泵系統(tǒng)換熱器的換熱性能已成為地源熱泵系統(tǒng)大面積推廣的瓶頸。本文主要對前人關(guān)于垂直U型地埋管閉式地源熱泵系統(tǒng)的埋管換熱器的換熱性能的研究進行整理和總結(jié)。
一、系統(tǒng)運行模式對U型管換熱性能的影響
地源熱泵系統(tǒng)在適應不同場合的供冷、采暖需求時有全天連續(xù)運行、晝開夜停間歇運行、全天不連續(xù)運行等模式，不同的運行模式下其埋管的換熱效率是不盡相同的。Stevens以有限差分模型為基礎分析了不同運行條件下地埋管內(nèi)流體和周圍土壤的換熱性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，間歇運行時流體和周圍土壤的換熱性能高于連續(xù)運行時。于紅海在建立了鉆孔內(nèi)二維、準三維傳熱模型的同時，又引入了脈沖熱流對連續(xù)運行和間歇運行時的溫度響應，建立了埋管換熱器的較為完善的模型，對60m深U型埋管換熱器地源熱泵進行了夏季運行的實驗測試。結(jié)果表明，在最佳流速0.42m/s時，由于連續(xù)運行時管內(nèi)介質(zhì)與周圍土壤交換的熱量來不及向周圍擴散而影響了進一步的傳熱而使得全天連續(xù)運行時單位孔深換熱量與系統(tǒng)制冷系數(shù)隨運行時間的延長而減少，且晝開夜停運行模式易于保證地溫的恢復，使對提高單位孔深換熱量更加有利。
二、熱短路現(xiàn)象對埋管換熱性能的影響
由于埋管空間的限制和進出水間存在溫差，相距較近的管群之間直接或通過土壤間接發(fā)生熱量傳遞，造成埋管換熱器制冷工況下出水溫度升高，或制熱工況下出水溫度降低，進而使得系統(tǒng)的制冷量或制熱量減少，效率下降。
潘彥凱通過在GAMBIT中建立地埋管換熱器模型并對模型中的線、面進行結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格劃分，以細長圓柱體為模型對不同井深垂直埋管的換熱性能進行檢測并與模型進行比對后發(fā)現(xiàn)，井深越深，流速越小，U型埋管支管間的熱短路現(xiàn)象越嚴重，而與進口水溫和管徑大小無關(guān)；且雙U型管的熱短路現(xiàn)象比單U型管更為嚴重。同時，在出水管處鋪設聚氨酯泡沫塑料等保溫材料對減弱熱短路的影響也是有利的。
三、埋管深度對埋管換熱性能的影響
由于地下深層土壤溫度受地面環(huán)境影響較小，當深度增加到一定程度時，土壤溫度便不再增加，而此時埋管與土壤間的溫差也逐漸減小，進而使得埋管和土壤的換熱性能下降。
吳玉庭以經(jīng)典的圓柱源理論為基礎，采用GAMBIT軟件建立了地源熱泵垂直U型管地埋管的三維全尺寸數(shù)值模型，對U型管在冬夏不同工況下運行時的傳熱性能進行了研究。結(jié)果表明，在冬季工況2℃進口水溫的工況下，低流速時，隨著埋管深度的增加，管內(nèi)水和周圍土壤進行更加充分的換熱，單位井深換熱量也隨之增加；但隨著水溫的上升，水和土壤的溫差逐漸減小，致使單位井深換熱量也減小。因此，埋管深度對單位井深換熱量的影響隨著流速的降低而逐漸加大。
四、進口水溫對埋管換熱性能的影響
制冷工況下，水與土壤的傳熱溫差隨進口水溫的升高而增大，進而導致?lián)Q熱量的增大，但出口水溫隨之增加，機組制冷效率下降。
陳旭等基于地下埋管換熱器的熱滲耦合傳熱模型，對地源熱泵在制冷工況下的運行特性進行了數(shù)值模擬，通過對模擬計算結(jié)果進行單因素敏感性分析及回歸分析，并用SPSS軟件進行統(tǒng)計分析，得到了單U型地埋管換熱器夏季工況單位井深換熱量與巖土熱物性、地下水滲流速度、埋管深度、管內(nèi)流體流量、進口溫度、運行模式等的關(guān)系。結(jié)果表示，各參數(shù)中，對單位井深換熱量影響最大的是進口水溫，其次是地下水流速、巖土導熱系數(shù)、埋管深度、日運行時間、管內(nèi)流量。就地埋管的進水溫度而言，在每天運行8小時，總共運行10天的試驗中，進口水溫每升高1℃，單位井深換熱量便增加2.358W/m。而在冬季采暖工況下，降低進口水溫，將有助于增加水與土壤的有效傳熱溫差，使水獲得更大的吸熱量，進而增加單位管長換熱量。如何合理地控制進水溫度對于提高地埋管熱泵系統(tǒng)的效率至關(guān)重要。
五、土壤導熱系數(shù)對埋管換熱性能的影響
目前，土壤導熱系數(shù)主要由現(xiàn)場熱響應實驗測試法【12】來測試。於仲義【13】通過測定致密黏土、致密砂土、砂巖這三種土壤結(jié)構(gòu)在相同條件下與地埋管換熱器換熱的能效系數(shù)得出結(jié)論，土壤的導熱能力高時有助于強化地埋管內(nèi)流體與周圍土壤間的熱量傳遞。
高青等人利用有限元熱分析平臺，建立了二維瞬態(tài)有限元模型，對地下非穩(wěn)態(tài)傳熱過程進行分析，對比了采用現(xiàn)場熱響應實驗測試法測試土壤導熱系數(shù)時的各影響因子。實驗表明，當試驗時間足夠長時，土壤的傳熱系數(shù)將不再波動而趨于穩(wěn)定；當土壤初溫增加時，其導熱系數(shù)幾乎呈直線上升；作為對測試結(jié)果影響較大的因素，管間距每增加0.002m，土壤導熱系數(shù)便降低0.115W/（m*℃）。
目前國內(nèi)外關(guān)于地源熱泵埋管換熱器的研究通常都是基于圓柱源模型的理論，并未綜合考慮各因素的影響，存在一定的局限性，且大多的研究都是以單井為單位，未考慮井群間各井換熱對整個系統(tǒng)換熱的干擾和影響。同時，冬夏季工況下運行時熱量的不平衡、初投入過大、地理位置等的限制、研究與實際應用脫節(jié)等現(xiàn)實問題使得我國的地源熱泵技術(shù)尚未大面積地推廣和應用。在能源日益短缺的今天，加強地源熱泵系統(tǒng)的研究是建設節(jié)約型社會的必要途徑。
參考文獻：
[1]王景剛，馬一太，張子平，等.地源熱泵的運行特性模擬研究[J].工程熱物理學報，2003，
[2]于紅海.地源熱泵垂直U型埋管換熱器不同運行模式的性能模擬及實驗研究[D].上海：東華大學碩士論文，2008.
作者簡介：
1.竇浩楨（1991，8-），男，河南平頂山，鄭州大學化工與能源學院2010級本科生，化學工程與工藝專業(yè)
關(guān)鍵詞：電渣爐 復合換熱 Workbench/CFX 溫度場模擬
一、問題的提出
本課題的提出以一個實際工程項目為依托，在實際生產(chǎn)中，電渣爐機械結(jié)構(gòu)，尤其是電渣爐橫臂上的電機等溫度敏感的組件處于電渣熔煉時的高溫環(huán)境中，高溫對機械結(jié)構(gòu)的影響不容忽略，特別是強輻射對電渣爐機械結(jié)構(gòu)材料和電渣爐結(jié)構(gòu)組件的影響，至使整個機械系統(tǒng)無法正常運行。因此，對電渣爐機械結(jié)構(gòu)進行熱溫度場的分析是十分必要的。
二、電渣爐支臂的復合換熱過程分析及相關(guān)數(shù)值計算
㈠復合換熱過程分析
電渣爐的機械系統(tǒng)是實現(xiàn)電渣冶金工藝的執(zhí)行載體，本文主要研究電渣爐工作時機械系統(tǒng)的溫度場的分布問題。在電渣冶金生產(chǎn)中，發(fā)生的傳熱過程是一個復雜的過程。實踐經(jīng)驗和現(xiàn)場生產(chǎn)告訴我們，當把結(jié)晶器渣池作為發(fā)熱熱源時，主要影響電渣爐支臂溫度的主要因素有三個，即：（1）結(jié)晶器渣池向外的對流傳熱強度；（2）空氣中熱輻射強度：（3）支臂對空氣的傳導換熱強度。
㈡空氣作為傳熱介質(zhì)的思路及其處理方式
普通傳熱學在討論固態(tài)或液態(tài)表面之間的輻射傳熱時，往往認為表面周圍的氣體介質(zhì)對輻射是透明的，對于像空氣這樣的氣體在中、低溫的情況下，這種假設是合理的。但在電渣冶金生產(chǎn)過程中，結(jié)晶器金屬熔池內(nèi)的金屬和爐渣之間要發(fā)生一系列的物理化學反應，會產(chǎn)生大量的熱和煙氣，以混合氣體為介質(zhì)，進行對流、輻射傳熱，輻射能與介質(zhì)的相互作用而發(fā)生吸收和散射。因此在本課題研究中，空氣不能認為是輻射透明介質(zhì)，應作為非連續(xù)性的輻射性氣體介質(zhì)處理。此時結(jié)晶器渣池附近的空氣具有以下特性：（1）作為輻射介質(zhì)，空氣沒有反射性；（2）空氣的輻射和吸收頻譜是間斷的；（3）空氣的輻射和吸收是在整個氣體容積中進行的。
㈢復合傳熱的相關(guān)數(shù)值計算及輻射效應的分析
①支臂的導熱系數(shù)。根據(jù)Miettinen針對普碳鋼獲得的不同溫度下的固相導熱系數(shù),在不考慮Q235材料的材料成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、吸濕性及密度和壓力不隨溫度變化的條件下，可以得到普碳鋼固相導熱系數(shù)λ與溫度T之間的線性回歸關(guān)系式:：λ=46. 95-1.65×10-2T代入計算分析。
②渣池與空氣對流換熱系數(shù)。由于機械結(jié)構(gòu)模型較大，對應的空氣柱也很大，此時可以將空氣與支臂的對流換熱認為是無限大空間自然對流換熱，作為大空間恒溫壁對流換熱處理。此時，取空氣環(huán)境溫度為Tf=30℃，渣池溫度為Tw=1600℃渣池向空氣中傳遞熱量，由于粘性的作用，在貼近渣池表面處，流動的空氣被滯止而處于無滑移狀態(tài)。,聯(lián)立對流換熱微分方程和能量微分方程得到對流換熱微分方程組。將無量綱的物理量代入微分方程組，又由于支臂屬于大空間自然對流換熱問題可得到自然對流換熱的準則關(guān)系式： ，下標m表示定性溫度為邊界層的平均溫度；常數(shù)C和n由實驗確定，準則關(guān)系式中的為特征尺度，空氣柱取高度值；得定性溫度：Tm=℃=815℃
按Tm查煙氣熱物理性質(zhì)，渣池渣面的自然對流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 為：
③電渣爐渣池輻射效應的分析。將輻射熱源項轉(zhuǎn)化成表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)作為判斷依據(jù)，渣池輻射換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 為：
，將參數(shù)代入式上中，得： ，對比渣池表面對流傳熱系數(shù) 和輻射換熱的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 可知，在電渣爐支臂的復合換熱分析中，輻射熱流起主導作用，不可忽略，輻射熱流應作為源項加入到模型分析中。
三、支臂的Workbench/CFX溫度場模擬分析
本文選用Workbench/CFX作為溫度場分析和模擬的操作軟件，選用三維實體軟件Solid Works建模并對模型進行簡化，首先在Workbench/CFX建立溫度場有限元分析模型。
接著進行Workbench/CFX的前處理設置，包括網(wǎng)格劃分，求解域、邊界條件和求解參數(shù)等的設置，并進行求解和后處理， 模擬出支臂的溫度場分布圖如圖1所示
由電渣爐支臂的溫度場分布圖可以形象的看出：（1）在縱向上，總體趨勢是溫度從電渣爐支臂的最底部到頂部逐漸減小。（2）在橫向上，溫度由橫臂的外伸段部到與立柱連接部緩慢減小。（3）最高溫度出現(xiàn)在渣池正對的橫臂上，最低溫度在立柱頂端。
對于分析仿真的結(jié)果可用傳熱學的基本知識進行解釋，當渣池放出高溫和強烈的熱輻射時，受熱空氣主要向上流動，輻射熱流呈半球形向外發(fā)射，臨近且正對熱源的橫臂上溫升最大，立柱上的溫度隨高度上升而下降是因為空氣不斷地向外部傳遞熱量，同時橫臂與立柱連接處上下兩個圓板的溫度分布則說明了熱輻射的輻射效應。
四、結(jié)論與展望
本文在引入空氣作為傳熱介質(zhì)和輻射源的基礎上建立電渣爐支臂的Workbench/CFX復合換熱溫度場的三維分析模型，分析了支臂在復合換熱作用下的在溫度場分布情況。分析結(jié)果可為今后設計電渣爐機械結(jié)構(gòu)和熱-結(jié)構(gòu)、熱-電磁-結(jié)構(gòu)等多場耦合分析提供了理論依據(jù)和分析數(shù)據(jù)。但在空氣的具體成分的處理、電磁熱流的影響和多場耦合阿衡仍需進一步的深入分析。
參考文獻:
[1]李正邦. 電渣冶金原理及應用[M]，北京:冶金工業(yè)出版社，1996.
關(guān)鍵詞：箱型鋼結(jié)構(gòu)焊接變形 關(guān)鍵措施 控制變形
中圖分類號：TU391 文獻標識碼：A 文章編號：
1工藝分析
箱型構(gòu)件是由四塊平板焊接而成，為提高構(gòu)件的剛度和抗扭能力，在構(gòu)件內(nèi)部設置橫向隔板（間隔500~800mm不等）以及縱向在整個長度方向的肋板（為板或角鋼）。箱型構(gòu)件四角主焊縫一般采用50°V型坡口，鈍邊2mm，間隙2mm的焊縫形式，外部采用連續(xù)角焊縫。由于焊接量大且四角焊縫熔深及熔合截面大，焊接過程中內(nèi)部不均勻的加熱和冷卻，焊接處各部位金屬收縮程度不同，造成焊接變形。而焊后變形矯正，既不經(jīng)濟又嚴重傷害其工作可靠性，因此，科學地、定量地預測焊接變形規(guī)律，并在此基礎上給予最優(yōu)控制，這不僅對箱型焊接構(gòu)件自身，而且對其它焊接構(gòu)件的完整性設計和制造工藝方法的選擇以及運行中的安全評定具有重要的理論價值與工程意義。一旦箱型構(gòu)件產(chǎn)生尺寸超差及超標變形，矯正工作十分困難，有可能造成構(gòu)件的報廢。
2焊接變形的影響因素[1]
焊接是一個局部加熱的工程。焊接變形可以區(qū)分為在焊接熱過程中發(fā)生的瞬態(tài)熱變形和在室溫條件下的殘余變形。焊縫區(qū)的收縮將引起結(jié)構(gòu)件的各種變形和殘余應力，影響焊接變形的因素很多，但歸納起來主要有材料、結(jié)構(gòu)和工藝三個方面。
2.1材料因素的影響
材料對于箱型結(jié)構(gòu)焊接變形的影響不僅和焊接材料有關(guān)，而且和母材也有關(guān)系，材料的熱物理性能參數(shù)和力學性能參數(shù)都對焊接變形的產(chǎn)生過程有重要的影響[2]。其中熱物理性能參數(shù)的影響主要體現(xiàn)在熱傳導系數(shù)上，一般熱傳導系數(shù)越小，溫度梯度越大，焊接變形越顯著。力學性能對焊接變形的影響比較復雜，熱膨脹系數(shù)的影響最為明顯，隨著熱膨脹系數(shù)的增加焊接變形相應增加。
2.2結(jié)構(gòu)因素的影響
箱型焊接結(jié)構(gòu)的設計對焊接變形的影響最關(guān)鍵，也是最復雜的因素。其總體原則是隨拘束度的增加，焊接殘余應力增加，而焊接變形則相應減少。箱型結(jié)構(gòu)在焊接過程中，構(gòu)件本身的拘束度是不斷變化著的，因此自身為變拘束結(jié)構(gòu)，同時還要受到外拘束的影響。在設計箱型結(jié)構(gòu)時，常常需要采用隔板來提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛性，這樣做不但增加了裝配和焊接工作量，而且在某些區(qū)域，如隔板等，拘束度發(fā)生較大的變化，給箱型結(jié)構(gòu)的焊接變形分析與控制帶來了一定的困難，因此，在結(jié)構(gòu)設計時對箱型結(jié)構(gòu)中的板的厚度及隔板的位置、數(shù)量等優(yōu)化對減少焊接變形有著十分重要的作用。
2.3工藝因素的影響
焊接工藝對焊接變形的影響方面很多，例如：焊接方法、焊接熱輸入量、構(gòu)件的定位或固定方式、焊接順序、焊接胎架及夾具的應用等[3]。在各種工藝因素中，結(jié)合大量的工程實例，箱型結(jié)構(gòu)的焊接順序?qū)附幼冃蔚挠绊懽顬轱@著，特別是對于厚板坡口的多層焊以及焊接工藝參數(shù)也對焊接變形有十分重要的影響。
3變形控制措施
3.1材料及其下料坡口控制
1）由于鋼板在軋制或運輸?shù)倪^程中，可能在鋼板的內(nèi)部存留有部分殘余應力或是運輸方式不當可能造成鋼板的平整度下降，以至于在鋼板的局部出現(xiàn)凸起、凹陷的現(xiàn)象，要求來料后首先進行平整度檢查，對不符合要求的鋼板采用平板機對鋼板進行平整，即釋放了鋼板的內(nèi)部殘余應力。
2）下料時焊縫坡口所在板通過計算和試驗，寬度方向合理留出焊縫收縮量。由于焊縫橫向產(chǎn)生橫向縮短，產(chǎn)生橫向收縮大約為焊縫截面平均寬度的10%。焊縫產(chǎn)生縱縮短，在長度方向留出合理余量（一般為20mm），構(gòu)件制作完畢后，進行二次下料。
3）坡口的切割則會直接關(guān)系到焊接的內(nèi)、外在質(zhì)量和焊接變形量的大小，特別是腹板兩側(cè)的坡口如果不一致將會導致焊縫兩側(cè)金屬填充量的不同和熱輸入不同，使得兩側(cè)的焊接變形無法相互抵消，進而產(chǎn)生扭曲或側(cè)彎變形。
4）箱型構(gòu)件四角主焊縫設計采用50°V型坡口，鈍邊2mm，間隙2mm的焊縫形式，在保證焊縫質(zhì)量的前提下，實際采用45°±5°V型坡口，從而減小主焊縫的坡口截面尺寸，降低受熱量，減小了焊縫收縮量。
3.2組對裝配變形控制
箱型結(jié)構(gòu)組對裝配變形控制主要從以下三方面來考慮。
橫隔板加工：對于箱型結(jié)構(gòu)來說，橫隔板尺寸精度控制是非常必要的，是保證箱型構(gòu)件組裝質(zhì)量的關(guān)鍵，隔板的垂直度直接影響組裝箱型構(gòu)件的旁彎、扭曲度。隔板制作完成后需要測量整體尺寸，要求長度、寬度、直角精度均不超過2mm，兩對角線絕對誤差要小于3mm。為防止隔板制作完成后運轉(zhuǎn)變形，需要對隔板增加內(nèi)工藝撐，在隔板制作成形施焊前安裝到位。
結(jié)構(gòu)裝配：應當在測平的平臺上進行組裝，然后依據(jù)箱型的外形尺寸設置擋板，用鋼楔調(diào)整拼板間的位置，并且拼板作業(yè)燒焊前要設置壓塊防止焊接變形。對于有拱度值的箱型構(gòu)件，根據(jù)拱度值確定每檔胎架的高度差（用激光經(jīng)緯儀測定），胎架布置后測量每檔胎架的平行度、垂直度及縱向高低差。
應當特別注意的是箱型埋弧自動焊主縫的坡口間隙，必須組對均勻一致，這樣才能保證主縫焊接時兩端熱輸入量一致，使得變形相互抵消。
3.3焊接變形控制
1）確定合理的焊接順序，如圖1所示。
圖1 箱型構(gòu)件焊接順序
2）箱型內(nèi)部原采用手工電弧焊，現(xiàn)改用線熱能較低的CO2氣體保護焊，四角主焊縫采用CO2氣體保護焊打底兩遍，埋弧自動焊蓋面一遍，并將箱型同一側(cè)的兩道主縫按照同一規(guī)范一次焊接完成，產(chǎn)生的焊接變形可以相互抵消，可以一定程度上消除焊接變形的產(chǎn)生，又改變了圖紙全部埋弧自動焊焊接的工藝，有效降低了焊接線熱能。
3）采用對稱焊接：箱型構(gòu)件四角主焊縫及縱向肋板都是對稱布置，施焊中采用對稱焊接。
4）內(nèi)部橫向隔板先用胎具制作成隔板框，保證尺寸的準確性，減小組對成箱型整體后內(nèi)部焊接量。
5）筋板、橫隔板與箱體構(gòu)件的焊縫采用分段、分散對稱焊，減小變形。長直焊縫采用分段退焊法，每段焊縫長度為350mm。
6）嚴格工藝規(guī)范：為確保構(gòu)件加工質(zhì)量，每次施工前，必須通過分析和試驗，確定合理的施工工藝方案。
7）焊縫同一部位的返修次數(shù)，不宜超過兩次。當超過兩次時，應當經(jīng)過焊接技術(shù)負責人的核準后，按照返修工藝進行。
3.3焊接變形的矯正
對焊接造成的變形進行火焰矯正。具體做法是校核完水平度后，在變形的鋼板表面加熱，使其在鋼板的厚度方向上產(chǎn)生溫差，使加熱的正面殘余塑變量大，反面塑變量小，以達到“拉平”鋼板的目的。因此在加熱區(qū)域（焊接熱影響區(qū)）根據(jù)板厚選擇適當?shù)臏囟群退俣燃訜?，并要求在溫度擴散至反面之前迅速冷卻。對加熱區(qū)的凸起處，不得用鐵榔頭直接敲擊。由于一般鋼箱內(nèi)的橫隔板厚度較小，焊縫熱影響區(qū)范圍小，所以注意火焰矯正區(qū)域不宜過大，一般加熱區(qū)域不應超過橫隔板厚度的3倍。
火焰矯正完以后應復查箱型構(gòu)件的直線度、平面度；檢查其端口的開檔尺寸，以及端部腹板與翼緣板的垂直度。
4結(jié) 語
箱型構(gòu)件的制作工程控制變形難度較大，產(chǎn)生扭曲變形的機率較多，其制作工藝過程主要由切割下料、裝配、焊接、矯正、探傷等工序組成，通過對各道工序制作過程的控制，確保每道工序的誤差在允許的偏差范圍之內(nèi)，把變形消除在過程中，只有這樣才能保證生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，施工工藝稍有差錯，將會造成無法估量的損失。本文所介紹的箱型結(jié)構(gòu)制作的工藝要領(lǐng)是經(jīng)過理論計算和實踐驗證的成熟技術(shù)，可以供生產(chǎn)箱型鋼構(gòu)件時參考借鑒。
參考文獻：[1]崔曉芳.箱型結(jié)構(gòu)焊接變形預測控制及應用.大連交通大學博士學位論文,2005
[2]D.拉達伊.焊接熱效應·溫度場·殘余應力·變形.熊第京等譯.北京:機械工業(yè)出版社,1997
[3]田錫唐.焊接結(jié)構(gòu).北京:機械工業(yè)出版社,1981:5~31
作者簡介：
周培珊 1986- ，男 ，中國十七冶集團有限公司,安徽馬鞍山,243000
關(guān)鍵詞：太陽能熱泵；儲熱；供暖系統(tǒng)
中圖分類號： TK511 文獻標識碼： A
隨著全球能源危機的日益加劇，節(jié)約能源、有效利用能源逐漸成為人們追求的目標。建筑能耗作為能源浪費的一個重要方面，近年來研究的熱度一直很高。20世紀90年代以來，各國對太陽能利用的普遍重視，使太陽能技術(shù)的應用與研究進入了較成熟與新的發(fā)展時期[1]。在太陽能的利用中，太陽能熱泵把太陽能作為熱泵的低位熱源，是利用太陽能的一種有益嘗試。
1 太陽能熱泵供暖系統(tǒng)
1.1太陽能熱泵供暖系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
在國外,由于太陽能技術(shù)比較成熟,因此相對于國內(nèi)來說太陽能熱泵供暖系統(tǒng)的研究也比較早。20 世紀 50 年代, Jodan 和 Therkeld 指出了太陽能熱泵可以同時提高集熱器效率和熱泵熱性能。在過去的幾十年內(nèi),國外學者們從設計、計算模型、測試的角度對太陽能熱泵供暖系統(tǒng)進行了一些研究,
這些研究基本分為以下三類[2]:1)帶有熱儲存裝置的太陽能熱泵供暖系統(tǒng);2)直膨式太陽能熱泵供暖系統(tǒng);3)太陽能-土壤源熱泵供暖系統(tǒng)。
我國對太陽能熱泵的研究起步較晚,天津大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學、東南大學、青島理工大學等先后對太陽能熱泵進行了實驗及理論研究,取得了一定的成果。天津大學趙軍等對串聯(lián)式太陽能熱泵供熱水系統(tǒng)進行了實驗研究和理論分析，上海交通大學王如竹等對直膨式太陽能熱泵熱水器進行了試驗研究，青島理工大學的董華等將太陽能熱泵系統(tǒng)與地板輻射供暖系統(tǒng)結(jié)合進行了實驗研究，哈爾濱工業(yè)大學余延順等對太陽能-土壤源熱泵系統(tǒng)在寒冷地區(qū)的應用作初探,通過對系統(tǒng)供暖工況的動態(tài)模擬,得出寒冷地區(qū)太陽能保證率以及太陽能集熱器面積的確定方式[3-8]。
1.2太陽能熱泵供暖系統(tǒng)
太陽能熱泵供暖系統(tǒng)由太陽能集熱器、熱泵、蓄熱裝置、供暖末端裝置和控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)以太陽能為主能源，以電能作為
適時補充能源，熱泵能夠在太陽能不足時對系統(tǒng)提供熱能補充，是太陽能與熱泵的最佳耦合方式。
太陽能熱泵系統(tǒng)的工作原理:工質(zhì)在蒸發(fā)器內(nèi)吸熱后變?yōu)榈蜏氐蛪哼^熱蒸汽,在壓縮機中經(jīng)過絕熱壓縮變?yōu)楦邷馗邏簹怏w,再經(jīng)冷凝器定壓冷凝為高壓中溫的液體,放出工質(zhì)的氣化熱,與冷凝水進行熱交換,使冷凝水被加熱為熱水,供用戶使用;液態(tài)工質(zhì)再經(jīng)過膨脹閥絕熱節(jié)流后變?yōu)榈蜏氐蛪簹庖簝上嗷旌衔?并回到蒸發(fā)器定壓吸收低溫熱源熱量,蒸發(fā)變?yōu)檫^熱蒸汽;如此形成一個完整
的循環(huán)過程。
1.3 太陽能熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
太陽能熱泵系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要包括系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式、循環(huán)工質(zhì)的選擇、壓縮機選擇、集熱器和蓄熱器的設計。
太陽能集熱器是太陽能供暖系統(tǒng)中最重要的組成部分，其性能與成本對整個系統(tǒng)的運行成敗起著決定性的作用。太陽能熱泵的系統(tǒng)中，由于太陽能是一個強度多變的低位熱源，一般都設太陽能蓄熱器。在用電低谷時，利用電加熱器加熱相變蓄熱裝置中的相變材料，使其融化，將熱量以潛熱(小部分顯熱)形式蓄存起來。白天，通過與熱泵蒸發(fā)器相連的水環(huán)路系統(tǒng)將相變蓄熱裝置中的熱量吸取，經(jīng)過壓縮機壓縮，由熱泵系統(tǒng)的冷凝器端為房間供熱。這種方式可以節(jié)省運行費用，有利于電站進行負荷的峰值調(diào)整，保證電站高效運行。其原理見圖1。
圖1 相變蓄熱熱泵供熱系統(tǒng)原理圖[9]
1.4太陽能熱泵系統(tǒng)的分類及比較
根據(jù)太陽能集熱器與熱泵裝置的連接方式不同,太陽能熱泵系統(tǒng)可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和雙熱源式。串聯(lián)式又可分為兩種:一種即常規(guī)太陽能輔助熱泵,另一種為直接膨脹式太陽能熱泵。
本文引入了層次分析法(AHP法),AHP法是美國運籌學家沙旦于1979年代提出的,是一種定性與定量分析相結(jié)合的多目標決策分析,適用于多層次的綜合評價問題。對太陽能熱泵系統(tǒng)的評價需從它的熱性能、經(jīng)濟性、可靠性及實用性等多項因素進行考察、分析。綜合評價結(jié)果,在太陽能熱泵的熱性能和經(jīng)濟性能較高的情況下,直接膨脹式太陽能熱泵為最優(yōu),常規(guī)太陽能熱泵系統(tǒng)次之,第三為并聯(lián)系統(tǒng)。雙熱源系統(tǒng)排在最后。
2影響太陽能熱泵供暖系統(tǒng)性能的因素
2.1傳熱系數(shù)對系統(tǒng)運行性能的影響
蒸發(fā)器與冷凝器傳熱系數(shù) Ke、Kc 對系統(tǒng)的性能的影響。這是因為傳熱系數(shù)的增加,提高了換熱器的換熱效能,減小了熱泵循環(huán)中由于溫差產(chǎn)生的不可逆耗散損失,進而提高了熱泵的 COP 值。
2.2熱源熱容量對系統(tǒng)運行性能的影響
對于低溫熱源,熱容量的增加使得低溫熱源的平均溫度上升,而對于高溫熱源,熱容量的增加有助于進一步降低冷凝溫度,這都有助于提高系統(tǒng)的 COP。但是低溫熱源平均溫度的升高同時又導致了集熱器效率的下降,高溫熱源平均溫度的降低又削弱了風機盤管的單位面積的換熱能力,這些因素又限制了 COP 的提高。由于增加熱容量需提高系統(tǒng)換熱流體的流量,這勢必會增加循環(huán)水泵的耗電量,造成了不必要的浪費。
2.3集熱器性能參數(shù)對系統(tǒng)運行性能的影響
選擇具有高透過率蓋板、高吸收率和低反射率的選擇性涂層,同時還有對集熱器進行很好的保溫處理是非常重要的。在集熱器的選購和安裝時,應結(jié)合當?shù)氐臍庀髼l件以及經(jīng)濟性因素綜合考慮。
3 太陽能熱泵供暖系統(tǒng)有待解決的問題
3.1性能可靠性
各種類型的太陽能熱泵性能都有待提高，要合理確定個部件之間的匹配關(guān)系以達到投資運行最佳效益；要將系統(tǒng)設計與建筑設計結(jié)合起來，既要考慮系統(tǒng)性能又要考慮建筑美觀；要實行智能化控制，這需要各個專業(yè)的人相互配合。實現(xiàn)各種能量的優(yōu)化配置，確定太陽能集熱器面積、蓄熱水箱容積、建筑面積之間的最佳匹配關(guān)系，才能使太陽能熱泵供暖、供冷技術(shù)具有更強的競爭力，
產(chǎn)生更大的社會效益。
3.2相變材料需進一步探索
相變材料潛熱蓄熱具有蓄熱密度大、蓄熱、釋熱溫度穩(wěn)定等優(yōu)點。故在太陽能熱泵
系統(tǒng)中應用相變蓄熱材料的前景十分可觀。但是,目前應用于太陽能蓄熱的相變材料溫度均在30℃左右,無法用來蓄冷,故熱泵系統(tǒng)存在部分時間設備閑置的缺陷。為克服此問題,應繼續(xù)探索適合高溫相變蓄能材料,可供選擇的高溫相變蓄能材料有:鹽水化合物為主體的共晶鹽系列相變材料;氟利昂氣體水合物;有機物質(zhì)高溫相變材料。通過分析篩選出符合太陽能蓄能熱泵系統(tǒng)所需要的混合有機高溫相變材料,系統(tǒng)可同時實現(xiàn)蓄冷和蓄熱功能。這樣不僅提高了系統(tǒng)設備利用
率,而且降低蓄能溫度,有利于提高集熱器效率,降低蓄熱器向環(huán)境的散熱量。
4 結(jié)語
太陽能熱泵供暖技術(shù)是太陽能熱利用技術(shù)和熱泵技術(shù)有機的結(jié)合，具有集熱效率高、供熱性能系數(shù)高、形式多樣、應用范圍廣等優(yōu)點。
合理利用太陽能技術(shù)、熱泵技術(shù)、蓄能技術(shù)的集成系統(tǒng)的發(fā)展,對降低采暖空調(diào)能耗、緩解能源緊張、減輕環(huán)境污染等問題都具有重大意義,可以產(chǎn)生深遠的影響。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞：獨立學院；畢業(yè)設計；過程監(jiān)管；激勵機制
中圖分類號：G648.7 文獻標志碼：A 文章編號：1673-291X（2013）07-0282-02
一、研究緣起
畢業(yè)設計是指高校學生在修完教學計劃的全部課程后，綜合運用相關(guān)專業(yè)知識去對某一課題進行深入研究，這一環(huán)節(jié)是對學生所學理論知識解決專業(yè)問題的系統(tǒng)檢驗，其目的是要培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。很顯然，畢業(yè)設質(zhì)量的高低對于獨立學院培養(yǎng)應用型人才這一目標具有重要意義。
鑒于畢業(yè)設計這一環(huán)節(jié)在高等教育中的特殊地位，教育部曾在2004年專門發(fā)文指出畢業(yè)設計的重要意義和基本要求，各地高校也對如何提高畢業(yè)設計的質(zhì)量進行了許多有益的嘗試，取得了一些有意義的成果。譬如，有些高校通過靈活安排學生畢業(yè)實習這一方法來提高畢業(yè)設計質(zhì)量，效果較為顯著——“我校熱能與動力工程專業(yè)畢業(yè)實習一直讓部分學生進入本校實驗室進行實習，本專業(yè)共擁有四個實驗室，可滿足學生流體力學、工程熱物理、空調(diào)與制冷方面的實驗要求，實驗設備與工程設備雖然型號有所不同，但構(gòu)造和工作原理保持一致。因此，完全可以讓學生首先在實驗室通過拆裝練習了解和掌握實驗設備構(gòu)造，然后進一步通過運行實驗了解和掌握設備及系統(tǒng)運行參數(shù)，同時也能夠獲得第一手感性材料，達到畢業(yè)實習的目的。”[1] 另外，也有高校認為要想提高畢業(yè)設計質(zhì)量必須“真題真做”——“畢業(yè)設計題目與老師科研項目結(jié)合，做到‘真題真做’。本專業(yè)的本科生參與教師的科研項目從無到有，現(xiàn)已達到10%。它能夠讓學生盡早地了解和掌握本學科前沿課題所需的專業(yè)理論知識，為早日進入科研狀態(tài)提供必要的知識儲備。由于這樣的課題對學生進一步的學習深造具有直接的幫助，也容易激發(fā)學生學習、鉆研新知識的欲望，更好地鍛煉他們的科研素質(zhì)?！盵2]
上述研究成果從不同的角度對提高畢業(yè)設計質(zhì)量作出了有益的探索，可以納入考慮的視野。但是，隨著目前普通高校特別是獨立學院招生規(guī)模的不斷擴大、師生結(jié)構(gòu)比例失調(diào)等原因的出現(xiàn)，學生的畢業(yè)設計質(zhì)量有日益下滑的趨勢。為此，我們圍繞著提高畢業(yè)設計質(zhì)量這一目標，以桂林電子科技大學信息科技學院（以下簡稱“信科院”）2012屆學生的畢業(yè)設計完成情況為中心，作一新的探討。
二、信科院畢業(yè)設計存在的一般問題
1.選題方面。從信科院2012年畢業(yè)設計完成情況來看，選題盲目性的特點比較普遍。具體表現(xiàn)為：一些系部沿用使用多年的選題，與社會實際需要脫鉤，缺乏時代氣息和實用價值；還有一些系部的畢業(yè)設計選題難度差異性較大，較難的題目超出了學生的知識能力所及，導致學生出現(xiàn)較強的畏難情緒，最后只能應付了事，完全達不到畢業(yè)設計應有的目的，而有些選題則難度偏低，充其量僅相當于某門課程的結(jié)課設計，學生不感興趣，且達不到畢業(yè)設計應有的工作量要求。這些現(xiàn)象正如有些學者指出的那樣，“學生愿意與否無關(guān)緊要，表現(xiàn)出很強的主觀性、隨意性和權(quán)威性，學生缺乏自主性和獨立性。這種做法忽視了學生的專長、興趣和愛好，其主體性很難體現(xiàn)?！?[3]
2.經(jīng)費及實驗條件方面。信科院建校不足十年，資金及實驗條件均較為有限，為此，這也成為影響畢業(yè)設計質(zhì)量的一個問題。目前，信科院往往是通盤考慮，避免重復購置實驗設備，對于專業(yè)發(fā)展前景不明確、教學任務不飽滿或使用率很低的實驗室，通常依托桂林電子科技大學的實驗室資源為原則，暫緩籌建。這就使得部分專業(yè)的學生很難找到合適的實驗地點，畢業(yè)設計質(zhì)量也就難以提高。
3.學生及教師方面。信科院作為一所獨立學院，其人才培養(yǎng)規(guī)格介于普通本科學校和高職高專之間，從2012年的畢業(yè)設計完成情況來看，學生的理論知識基礎較弱，畢業(yè)設計寫作的基本能力不夠。從這次抽查的某個專業(yè)來看，有一部分學生沒有很好地掌握畢業(yè)設計的文體特點和學術(shù)規(guī)范，有些學生甚至從來沒有進行過論文寫作訓練，對教師或?qū)嵙晢挝唤o定的數(shù)據(jù)進行分析、綜合、歸納、整理等能力較差。此外，隨著信科院近五年來招生規(guī)模的不斷擴大，造成了指導教師資源的相對短缺，且大多數(shù)教師的教學科研任務越來越重，導致在指導學生畢業(yè)設計的環(huán)節(jié)上投入的時間、精力不足，缺乏檢查督促，使得學生對畢業(yè)設計不重視、不認真，敷衍了事。當然，有學者還指出了教師短缺因素對于畢業(yè)設計質(zhì)量的另一個重要影響，“師資的不足或指導不力還導致對畢業(yè)設計考核不嚴，畢業(yè)設計質(zhì)量難以得到保障?！盵4]
4.學校監(jiān)管方面。從認識上來說，信科院對于學生畢業(yè)設計的地位有著非常足夠的重視，并沒有因為學生需要抽時間擇業(yè)及考研而降低相關(guān)標準。但是，從這次的實際抽查情況來看，學校對學生畢業(yè)設計工作的過程管理及監(jiān)控還需進一步加強，相應的質(zhì)量監(jiān)控體系和保障體系也有待進一步完善，主要表現(xiàn)為學生在外地做畢業(yè)設計時，過程管理、考核和質(zhì)量監(jiān)控難度大。例如管理系某專業(yè)90%的學生都在桂林市以外的地區(qū)實習，目前還沒有建立起一種有效的監(jiān)管機制，這使部分學生的畢業(yè)設計流于形式。同時，這種監(jiān)管機制的缺失也容易出現(xiàn)抄襲等現(xiàn)象，在很大程度上降低了畢業(yè)設計的質(zhì)量。
三、啟示與對策
1.合理設置畢業(yè)設計選題。畢業(yè)設計課題設置的合理性是畢業(yè)設計高質(zhì)量完成的前提和保證。首先要成立專門的選題審查專家組，嚴把選題審查關(guān)。為此，應該在畢業(yè)設計前一學期末啟動畢業(yè)設計選題工作，指導教師擬定的題目應提交到選題審查專家組進行評議、審核，通過之后才能供學生選擇。合格的畢業(yè)設計選題應具有如下特性：一是有一定理論基礎，二是有一定應用價值，三是操作性較強。其次，畢業(yè)設計的選題過程應實行指導教師和學生的雙向選擇，提高學生選題志愿的滿意度以及選題工作效率。應由學生根據(jù)自己的專業(yè)方向、個人能力和興趣愛好自由選擇題目，并且嚴格限制每位教師所指導的學生人數(shù)。
2.加強指導教師隊伍建設。指導教師作為畢業(yè)設計質(zhì)量的直接把關(guān)者，主要任務就是確定選題和對學生進行必要的指導和監(jiān)督，這就不僅要求指導教師具有較高的理論知識，同時，也要求他們具有較強的科研意識和創(chuàng)新能力。為此，首先要對他們進行培訓，以使其對畢業(yè)設計指導工作的各項進程和各種質(zhì)量指標進行把握，提高其指導水平。其次，應在培訓中明確指導教師職責，充分發(fā)揮他們的積極性，建立一支數(shù)量穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)合理、能力較高、責任心強的指導教師隊伍，這是確保畢業(yè)設計質(zhì)量的根本保障。再次，應該定期組織指導教師交流經(jīng)驗，通過互相交流和學習，指導教師之間能調(diào)整自己的思路和工作方法，能更好地提高教師的指導質(zhì)量和效率。需要強調(diào)的是，在教師指導學生完成畢業(yè)設計的過程中，學校應成立督導組，深入到各個環(huán)節(jié)中進行督促指導，如發(fā)現(xiàn)問題就應及時與指導教師交換意見，提出保證畢業(yè)設計質(zhì)量的相應措施。
3.充分利用校外資源。隨著社會經(jīng)濟及高等教育的發(fā)展，學生校外實習與畢業(yè)設計之間的關(guān)系越來越密切，在很大程度上，良好的校外資源已經(jīng)成為高質(zhì)量畢業(yè)設計的必要保證。譬如，學生若已找到實習單位，可由單位根據(jù)學生的工作需要，針對企業(yè)的產(chǎn)品或服務，擬出設計題目，這樣的題目往往具有很強的現(xiàn)實性和實踐性。值得注意的是，有學者強調(diào)在校外進行畢業(yè)設計的學生，可能與學校之間的聯(lián)系較少，管理不易，建議應“通過規(guī)范化管理，校外學生畢業(yè)設計由學校和用人單位各選派一名導師。在指導教師的選擇上，采用校內(nèi)教師為主，校外導師為輔的形式” [5] 。當然，這一建議的實際操作效果如何，還有待在實踐中進一步驗證。
4.強化畢業(yè)設計激勵機制。良好的激勵機制有利于調(diào)動學生和指導教師的積極性，有利于提高畢業(yè)設計的質(zhì)量，使得成績優(yōu)秀的師生得到表彰和獎勵，表現(xiàn)較差的則受到鞭策。為此，學校教學管理部門和各系部應本著公平、公正、客觀的原則，制定相應的畢業(yè)設計成績評價標準及考核辦法，嚴格控制優(yōu)秀、及格與不及格的比例。
首先，應完善畢業(yè)設計成績的評價體系，杜絕評分隨意性現(xiàn)象，從制度上保證學生重視畢業(yè)設計。有學者建議，“對畢業(yè)設計過程中表現(xiàn)差、論文質(zhì)量不合格的學生，應延期畢業(yè)或取消學位；而對于那些基礎課成績較差，但畢業(yè)設計表現(xiàn)突出、完成畢業(yè)設計課題情況優(yōu)異的學生，則應在其畢業(yè)成績方面予以傾斜?！盵6] 其次，把好畢業(yè)設計答辯關(guān)，盡量采用公開答辯和隨機抽查方式相結(jié)合，每位指導教師推薦優(yōu)秀學生參加院級公開答辯，其余學生參加隨機抽查的小組答辯。當然，有條件的話應盡可能選擇專業(yè)技術(shù)水平較高的專家老師作為答辯評委，有學者指出，“高質(zhì)量的答辯會對學生終身留下深刻印象，對今后工作和提高分析問題，解決問題能力很有益處?！?[7] 而對于答辯成績不合格的學生，則應要求其重修畢業(yè)設計，重新答辯，確保畢業(yè)設計評定工作的嚴肅性。最后，在答辯結(jié)束后，應由學校教務部門組織專家組對全校的畢業(yè)設計進行隨機質(zhì)量抽查，并將結(jié)果向全院通報。
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[5] 聶春燕.提高工科大學生畢業(yè)設計質(zhì)量的思考與實踐[J].長春大學學報，2010，（4）：80-82.
這篇心得體會共包括講座綜述、工程項目管理的內(nèi)容和方法、工程項目管理學習心得、東方花園工程案例分析、總結(jié)和展望、致謝辭及參考文獻等七個方面的內(nèi)容。
在這篇心得體會中，簡明扼要的陳述了建筑施工新技術(shù)、建設工程進度與質(zhì)量控制、工程項目成本管理、工程項目管理、建設工程招投標及工程建設總承包管理等六個系列講座的大概內(nèi)容，對工程項目管理講座的學習過程及學習心得做了重點的表達。之后，針對所學的內(nèi)容，對比**縣東方花園工程中存在的一系列問題進行了分析，并以自己的觀點對事情進行了闡述。
最后，將自己兩年來的學習及工作進行了一下總結(jié)，并對今后的工作及學習進行了展望。
【關(guān)鍵詞】工程項目管理 東方花園 監(jiān)理合同質(zhì)量進度
引言
轉(zhuǎn)眼之間，兩年的時間已經(jīng)匆匆過去。在這兩年里，自我感覺得到了不菲的收獲。在要求選題的時候，我選了《工程項目管理》一課。
之所以選了《工程項目管理》一課，是因為我認為做為一名建筑工程管理專業(yè)的學生首先應該對“管理”這上方面的內(nèi)容有著更多一些的了解與研究。當然，這并非是說其它課程便不重要了，重要固然同樣重要，只不過是重點不同罷了。
在進行了相關(guān)資料的查找翻閱之后，我大概明白了項目管理及工程項目管理的發(fā)展軌跡。做為一名建設工程管理人員，了解這些相關(guān)的知識不僅能對自身素質(zhì)的提高起到一定的作用，而且對在今后的工作中能起到不可或缺的作用。
通過學習，我明白了項目、工程項目及工程項目的定義，同時，也明白了對一個工程項目管理應對哪幾個方面進行管理。并且，在學習的過程中，及時的將所學知識應用到工作中去，毋庸置疑，效果還是相當明顯的。
做為一名建筑工程中的管理人員，不僅要對工程技術(shù)進行不斷的學習，以便及時的掌握各種各樣的新技術(shù)、新工藝，管理水平及管理技巧更是始終貫穿于整個項目過程中。因此，掌握工程項目管理知識并將其熟練應用到工作中去才能使該項目獲得更大的利潤空間，也能使該項目團隊的整體素質(zhì)得到更大程度上的提高。
其實，我的這篇文章基本算不上論文，只能說是在學習過程中的一些心得與體會而已。并且，心得體會也是極為淺薄的，所以，真誠希望徐老師在看過之后能對學生不吝指導，以讓學生獲益良多。
1 講座綜述
1.1 建筑施工新技術(shù)
重點介紹了空間結(jié)構(gòu)的幾種形式如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、薄殼結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、點連接式玻璃幕墻支承結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)等及高層建筑深基礎設計施工的相關(guān)方面研究。
1.2 建筑工程進度與質(zhì)量控制
介紹了項目管理的類型如業(yè)主方的項目管理、設計方的項目管理、施工方的項目管理、供貨方的項目管理、建設項目總承包方的項目管理、建設監(jiān)理方的項目管理。
對項目目標管制的動態(tài)控制原理的工作程序進行了介紹。并分別對建設工程的質(zhì)量控制與進度控制進行了較為細致的講述。
1.3 工程項目成本管理
在這個講座中，主要對以下幾個方面的內(nèi)容進行了講解：工程造價與工程項目成本的定義、項目建設程序與成本核算、工程項目成本組成、合同價格管理、工程變更價款的確定、工程計量程序、索賠控制及工程價款的結(jié)算。
1.4 工程項目管理
在本節(jié)中介紹了工程項目管理的經(jīng)濟學基礎與發(fā)展趨勢及國際上工程項目管理的發(fā)展經(jīng)驗、我國工程項目管理的發(fā)展經(jīng)驗、我國工程項目管理現(xiàn)階段的矛盾等。
1.5 建設工程招投標
本節(jié)共分為六章：引言、建設工程招投標概述、建設工程招標、建設工程投標、招投標法律責任與解決及國際工程招標投標。
在本節(jié)講座中，不僅客觀地對國內(nèi)國外的招投標進行了介紹，更是一針見血地指出了我國建筑市場工程招投標中存在的“十八怪”現(xiàn)象。
1.6 工程建設總承包管理
本講座包含的主要內(nèi)容有：我國開展工程總承包取得的顯著成績、工程總承包的概述及推行工程總承包的重要性、國內(nèi)外工程總承包現(xiàn)狀的比較、工程建設總承包政策問題、工程建設總承包的招標投標、工程建設總承包項目的合同管理及工程建設總承包的項目控制和管理。
2 工程項目管理的內(nèi)容和方法
2.1國際上工程項目管理的發(fā)展經(jīng)驗
2.1.1 工程項目的定義
工程項目指的就是工程領(lǐng)域的項目。工程領(lǐng)域包括機械工程、光學工程、儀器科學與技術(shù)、材料科學與技術(shù)、冶金工程、動力工程及工程熱物理、電氣工程、電子科學與技術(shù)、信息與通信工程、控制科學與工程、計算機科學與技術(shù)、建筑學、土木工程、水利工程、測繪科學與技術(shù)、化學工程與技術(shù)、地質(zhì)資源與地質(zhì)工程、礦業(yè)工程、石油與天然氣工程、紡織科學與工程、輕工技術(shù)與工程、交通運輸工程、船舶與海洋工程、航空宇航科學與技術(shù)、兵器科學與技術(shù)、核科學與技術(shù)、農(nóng)業(yè)工程、林業(yè)工程、環(huán)境科學與工程、生物科學與工程、生物醫(yī)學工程、食品科學與工程等。
這里講的工程項目指的是建設項目。建設項目是在一定條件約束下，以形成固定資產(chǎn)為目標的一次性事業(yè)。建設項目強調(diào)工程項目的建設過程和管理，以廣義的土木工程包括建筑、隧道、橋梁、道路、環(huán)境、水利、機場、鐵路等工程領(lǐng)域為主。
2.1.2 國際上項目管理發(fā)展歷史
從國際環(huán)境看,現(xiàn)代項目管理開始于20世紀的40年代。典型的案例是美國軍方研制原子彈的曼哈頓計劃、北極星導彈設計及阿波羅登月計劃。
1965年以歐洲為主的國際項目管理組織ipma在瑞士洛桑成立。
1969年美國成立項目管理學會pmi，1976年，pmi在蒙特利爾會議開始制定項目管理的標準，形成項目管理職業(yè)雛形。1984年pmi推出項目管理知識體系pmbok和基于pmbok的項目管理專業(yè)證書pmp兩項創(chuàng)新。
2.1.3 管理的職能與過程
在談到管理的職能與過程時，我們就要談到什么是管理了。一種被普遍接受的觀點認為，管理就是依據(jù)組織的內(nèi)在活動機理，綜合運用組織中的人力資源和其他資源，從而有效地實現(xiàn)組織目標的過程。
20世紀初，法國工業(yè)家亨利·法約爾（henri fayol）指出，所有的管理者都履行著五種管理職能：計劃（plan）、組織（organize）、指揮（command）、協(xié)調(diào)（coordinate）和控制（conrol）。到了20世紀50年代中期，加利福尼亞大學洛杉磯分校的兩位教授哈羅德·孔茨（harold koontz）和西里爾·奧唐奈（cyrilo’donnell）采用計劃、組織、人事、領(lǐng)導和控制五種職能作為管理教科書的框架，在此后的20年里，他們合著的《管理學原理》一書成為銷量最大的管理教科書。時至今日，最普及的管理教科書仍按照管理職能來組織內(nèi)容，不過一般將五個職能精減為四個基本職能，即計劃、組織、領(lǐng)導和控制。
2.2 我國工程項目管理的發(fā)展經(jīng)驗
2.2.1 我國工程項目管理起源
雖然我們在歷史上建設了許多舉世矚目的工程，如萬里長城、故宮、頤和園、趙州橋等。但是真正的工程項目管理方式只是在20世紀80年代初期才開始。
世界銀行和國際金融組織一般要求貸款國企業(yè)使用其貸款建設工程時，使用其規(guī)定的管理制度和合同條款。例如世界銀行要求貸款人嚴格執(zhí)行其采購指南，在土建工程中使用fidic合同條款，實際上就是要求貸款人和承包人等各參與方均使用項目管理方式管理工程。
1982年我國獲得世界銀行貸款用于魯布革電站建設，該工程的全新管理方式和管理效果對國內(nèi)工程界產(chǎn)生巨大的沖擊，為我國提出施工項目經(jīng)理制度、總分包制度、建設監(jiān)理制度、工程師注冊制度等產(chǎn)生直接深遠的影響。
2.2.2 我國工程項目管理起源的經(jīng)濟學解釋
20世紀80年代，我國進入了全新的改革開放時期。隨著改革春風的吹拂，我國逐漸打開塵封多年的大門，先是進行了農(nóng)村的聯(lián)產(chǎn)承包責任制改革，接著又對各國有企業(yè)進行改制等。在這一系列的改革大潮推動下，工程項目管理在我國經(jīng)濟社會的出現(xiàn)不是偶然，而是存在一定的必然性，可以說，這是時展的必然結(jié)果。
對于我國工程項目管理起源的經(jīng)濟學解釋可以從以下三個方面來理解，其一，工程項目成本責任明確了；其二，允許個體單位、私營企業(yè)進入市場進行公平競爭；其三，在整個市場體制下，以自由競爭為市場導向。
2.2.3 項目管理理論的經(jīng)濟學解釋
社會與經(jīng)濟發(fā)展的動力是需求與供給的矛盾。
在這種情況下，目前我們國家采用擴大內(nèi)需的方法。在鼓勵社會投資及鼓勵消費者進行消費的同時，給予一定政策上的優(yōu)惠，如采用減稅降息等方法來調(diào)動積極性。另外，國家再加大政府投資力度，也就是所謂的擴大公共支出來刺激消費。政府同時不提倡但是也不反對的另一個方法是改善供給。政府之所以如此做，是因為目前此種方法在理論上的準備尚不夠充足，所以，政府只有采用放任的方法來試行這一策略。在這種策略里，企業(yè)須進行如下四項舉措，一是企業(yè)機制的創(chuàng)新，當然，這里所謂的創(chuàng)新并沒有一定的模式，只是希望企業(yè)能進行優(yōu)化自身的機制；二是企業(yè)要不斷推出新的產(chǎn)品及改善收獲服務，但是這一舉措根據(jù)各個企業(yè)的自身能力不同而不同，也受各不同企業(yè)的發(fā)展意識制約；三是要推出個性化服務與產(chǎn)品，這一點與前一點存在的問題大同小異，在此就不再贅述；四是要降低價格，提高功能，在這一點上似乎更難。因為歷來都是消費者要求各物美價廉，而生產(chǎn)者銷售者很難做到這一點。
所以來說，目前我們國家正在施行的也比較符合我國國情的方法就是擴大內(nèi)需，加大政府投資力度以刺激消費。
2.3 我國工程項目管理現(xiàn)階段的矛盾
關(guān)鍵詞: 連續(xù)螺旋折流板; 弓形折流板; 齒形翅片管; 強化傳熱; 冷油器
水冷殼管式冷油器是電廠中應用量大且面廣的一種附機設備，如汽輪機的主冷油器、給水泵和風機冷油器、磨煤機冷油器等，其傳熱效率的高低和抗腐蝕泄漏性成為影響電廠中相關(guān)設備正常運行的關(guān)鍵。目前，電廠所用的殼管式冷油器大都仍采用銅光滑管作為傳熱管型，弓形隔板作為管間支撐形式。該類冷油器存在二方面不足：一是腐蝕和泄漏問題突出；二是當殼程油側(cè)壓降在0.1MPa左右時，總傳熱系數(shù)一般不超過700W/(m2·K)[1]。因而其傳熱效率很低，導致冷油器無法將油溫冷卻到給定值，使得相關(guān)的設備出現(xiàn)故障1。
強化冷油器換熱效率的主要方法有兩種：一種是將冷油器的基本換熱元件——傳熱管，由光滑管改為強化傳熱管，以減薄流體在管壁處的層流邊界層，降低熱阻；另一種是采用低流阻殼程管間支撐物，通過消除流體流動和傳熱過程中的死區(qū)，變殼程流體橫向沖刷流為縱向螺旋流，提高殼程流體的流速?；谶@一強化傳熱思路，在分析傳統(tǒng)管殼式冷油器存在的問題，及如何解決的基礎上，本文設計了一種將連續(xù)螺旋折流板與齒形翅片管搭配使用，兩種傳熱強化措施結(jié)合起來的連續(xù)螺旋折流齒形翅片管冷油器。以油-水為工質(zhì)，利用傳熱與流阻特性試驗裝置，對其進行試驗研究，得到了油冷器的傳熱與阻力性能曲線?？蔀檫@種換熱器的工業(yè)應用及與其他強化傳熱管的結(jié)合使用提供參考。
1 冷油器存在的主要問題
1.1 管板的泄漏
現(xiàn)有的殼管式冷油器換熱管為銅管，而管板和殼體、水室等均為碳鋼材料。換熱管采用脹接工藝與管板相連接，脹接過程中會在管板上尤其是在連接部位生成較大的殘余應力。這部分應力在一定工況下將釋放出來，導致脹口開裂。另一方面，由于管板和換熱管材質(zhì)不同，膨脹系數(shù)相差較大，在冷油器工作時由于溫度變化、振動和頻繁的起停影響，使冷油器承受的熱負荷和機械負荷經(jīng)常處于交變狀態(tài)，造成金屬的疲勞，易產(chǎn)生脹口松動，導致冷卻油泄露。
以銅管為換熱管，碳鋼材料為管板、殼體和水室的冷油器也具備構(gòu)成原電池的條件，易發(fā)生電化學腐蝕，使管板等表面出現(xiàn)腐蝕凹坑[2]。長期地電化學腐蝕，加上應力腐蝕的共同作用，最先在脹口處開始出現(xiàn)泄漏。
1.2 換熱管腐蝕與振動引起的泄漏
腐蝕與振動是引起冷油器內(nèi)的銅質(zhì)換熱管泄漏的2個關(guān)鍵因素。冷卻水的侵蝕性、流速較高且紊亂，加上冷油器本身苛刻的運行工況，使冷油器的腐蝕問題異常突出。誘發(fā)冷油器內(nèi)銅管泄漏的腐蝕主要是局部腐蝕，它包括的脫鋅腐蝕(層狀脫鋅和塞狀脫鋅)、微生物腐蝕、應力腐蝕和沖擊腐蝕。腐蝕由管內(nèi)壁向外發(fā)展，最深處可穿透至外壁。當腐蝕區(qū)域喪失應有的機械強度時，便會在很小的應力作用下，在腐蝕區(qū)域產(chǎn)生貫通性裂紋，發(fā)生腐蝕失效，造成冷油器銅管泄漏。
傳統(tǒng)的冷油器采用弓形隔板作為管間支撐形式，這種結(jié)構(gòu)會使殼側(cè)油產(chǎn)生橫向沖刷流。當冷卻油橫向掠過換熱管時會形成旋渦，然后再與管子分離。旋渦的產(chǎn)生和分離呈現(xiàn)周期性變化，導致?lián)Q熱管產(chǎn)生振動。另外，弓形隔板冷油器的殼程油流體也會發(fā)生彈性激振、紊流抖振等，同樣會導致?lián)Q熱管束振動。當達到共振點時，振幅較大，導致相鄰管子、管了與弓形隔板之間發(fā)生相互碰撞或管子撞擊殼體。振動碰撞過程中，管壁發(fā)生菱形磨損，逐漸變薄直至泄漏。另外，振動還會在管了內(nèi)部產(chǎn)生疲勞損傷和彎曲塑性變形，加上冷卻水的腐蝕和侵蝕作用，使疲勞損傷加劇，造成管壁產(chǎn)生裂紋，管子破裂，嚴重時甚至折斷而引發(fā)泄漏事故。
1.3 冷卻效果差
傳統(tǒng)的管殼式冷油器采用弓形折流板支撐管束，油流體在殼程呈“Z”字形流動，在轉(zhuǎn)折區(qū)及進出口兩端渦流的滯留區(qū)均會形成流動和傳熱的死區(qū)(見圖1)，減少了有效傳熱面積，并在死區(qū)內(nèi)形成傳熱垢層，大大降低了傳熱效率。另外，弓形折流板也使油流體垂直沖擊殼體壁面，造成較大的沿程壓降。因此，這種結(jié)構(gòu)的冷油器總傳熱系數(shù)K值一直停滯在較低狀態(tài)。
圖1 弓形折流板冷油器殼程流場示意圖
冷油器管束由光滑管組成時，無強化換熱效果。在管內(nèi)冷卻水側(cè)，由于水中泥沙等機械雜質(zhì)較多，隨著冷油器運行時間增長，會逐漸沉積在換熱管內(nèi)壁上，嚴重時堵塞部分冷卻水管。這些沉積在換熱管內(nèi)壁表面上的污垢一方面會增加冷卻水管的導熱熱阻，使冷卻效果變差；另一方面也使流道橫截面的減少甚至堵塞，降低冷卻水流量，致使冷卻效果大幅度下降。
2 強化傳熱的二大途徑
2.1 強化管程換熱
以一種最簡單的管殼式換熱器為例，其總傳熱系數(shù)K可表示成：
(1)
式中：A0/Ai為換熱管外表面積與內(nèi)表面積之比，λ為管子導熱系數(shù)，δ為管子壁厚。冷油器的管壁很薄，導熱系數(shù)很大，λ/δ可以忽略。由(1)式可知欲增加K，就必須增加管子內(nèi)、外側(cè)流體換熱系數(shù)hi和h0。但當hi和h0相差較大時，增加它們之中較小的一個最有效。
冷油器的管束由光滑管組成時，管外油側(cè)換熱系數(shù)h0約在96.5~159.6kW/(m3·K)，而管內(nèi)水側(cè)換熱系數(shù)hi可達1500kW/(m3·K)以上。顯然冷油器熱阻主要在油側(cè)，占總熱阻的70%~80%。因此，采用強化傳熱管來有提管外換熱系數(shù)h0以減少殼程油側(cè)熱阻，是開發(fā)高效能冷油器的技術(shù)關(guān)鍵之一。
按照Bergles的分類[3]，對流換熱的強化技術(shù)可分為無源強化技術(shù)(Passive Technology)、有源強化技術(shù)(Active Technology)和復合強化Compound Enhancement)。被動強化技術(shù)除傳熱介質(zhì)的輸送外無需外加動力，而主動強化技術(shù)則需要外加能量以強化換熱過程。冷油器管束的強化適合采用無源強化技術(shù)，它包括有[4]處理表面、粗糙表面、擴展表面等7種，具體方法見表1。
表1 對流換熱強化技術(shù)的分類與實現(xiàn)方法
理論研究表明，對于冷油器這類高粘性、低流速換熱器，無源強化傳熱應采用彼此間斷的高肋片傳熱管。但該類管型大都只能采用銅材質(zhì)，如花瓣管必須采用銅材制造，不僅設備成本高，應用也受到限制。為此，筆者開發(fā)出一種帶有周向三維翅片的齒形翅片管(見圖2)，可采用鋼材質(zhì)管制造。
圖2 鋼質(zhì)齒形翅片管外觀
齒形翅片管具有間斷性的三維翅片結(jié)構(gòu)，當用于冷油器這類單相對流換熱時，間斷性翅片可周期性割斷翅片上油流體的滯留層，并使油的流向不斷改變和邊界層剝離，強烈地降低滯流層的厚度和熱阻。同時，沿軸向螺旋狀連續(xù)分布的齒形翅片避免了管流的周向旋流，前后鄰接、間斷性的齒形翅片迎流面抑制了翅片下游死區(qū)及渦列形成，降低了形體阻力及其導致的能耗，這對降低熱阻、提高換熱系數(shù)非常有利。
2.2 強化殼程換熱
通常，三維翅片管在增大傳熱系數(shù)的同時，會增加殼程油的流動阻力，因此必須采用合理的支承結(jié)構(gòu)，以減小流動阻力。近年來，人們研究開發(fā)出了各種不同形式的管間支撐物，以強化殼程的換熱過程。殼程管間支撐物主要包括桿式(折流桿)、環(huán)式(空心環(huán))、板式(單弓形、多弓形、螺旋形、整圓形)和換熱管自支承等形式。其中，最早由Lutcha J.和Nemcansky J.[5]于1983年提出的螺旋折流板就是一種流阻性能優(yōu)良的支承結(jié)構(gòu)，它使殼程流體作螺旋運動以強化換熱器殼程的傳熱。和傳統(tǒng)弓形折流板換熱器相比，具有以下幾方面的優(yōu)點[6]：(1)殼程流體呈螺旋狀柱塞流動，不存在流動死區(qū)，適宜于處理含固體顆粒、粉塵、泥沙等流體；(2)殼程壓力損失小，單位壓降下殼程傳熱系數(shù)高，減少了動力消耗；(3)能有效抑制殼程流體的污垢累積沉淀，提高換熱器有效使用周期。對于冷卻油這類高黏度流體而言，其換熱效果更加突出，圖3[7]是一種螺旋折流板換熱器結(jié)構(gòu)。
圖3 螺旋折流板換熱器結(jié)構(gòu)示意圖
螺旋折流板換熱器分為連續(xù)型(continuous baffle)和搭接型(sector baffle)兩種，其中搭接型又分為連續(xù)搭接型(continuous sector baffle)和交錯搭接型(staggered sector baffle)。目前所使用的螺旋折流板大都由兩塊或四塊扇形銅材質(zhì)平板搭接而成，兩塊相鄰折流板間形成一系列三角形空間，容易使沿折流板流動的介質(zhì)形成短路漏流，減少理想通道的流量；也使得殼側(cè)流動偏離真正的螺旋流動[8]，削弱了換熱效率。同時安裝、運輸及使用場合都受到較大限制，為此文中采用了鋼質(zhì)連續(xù)螺旋折流板(見圖4)。以便能夠使冷油器殼側(cè)油的流動實現(xiàn)真正的螺旋流動，減低殼側(cè)的壓降，提高換熱效率，同時緩解冷油器的振動問題。
圖4 連續(xù)螺旋折流板結(jié)構(gòu)圖
3 實驗系統(tǒng)
為使所設計的連續(xù)螺旋折流板齒形翅片管冷油器應用于電廠，本文通過實驗研究方法對其在水油為換熱工質(zhì)的系統(tǒng)上進行動態(tài)特性試驗。
3.1 實驗裝置與流程
油冷器性能實驗系統(tǒng)如圖5所示，主要包括油路循環(huán)系統(tǒng)、水路循環(huán)系統(tǒng)以及流量、溫度、壓差測量系統(tǒng)，可實現(xiàn)油水換熱的實驗功能。
1-冷油器; 2-電熱油罐; 3，9-閥門; 4-油泵; 5，10-快速加熱器
6，11-流量計; 7-冷水箱; 8-冷水泵; 12-補水閥; 13-排污閥
T-熱電偶; P-壓力計; DP-差壓計
圖5 冷油器換熱實驗流程圖
采用32號油-水作為工作介質(zhì)，其中油走殼程，為熱流體；水走管程，為冷流體。先將油加熱到預定溫度，然后由油泵引出至快速加熱器，通過渦輪流量計送入油冷器殼程冷卻，再返回油箱構(gòu)成循環(huán)。來自水箱的冷卻水由水泵引出，經(jīng)過快速加熱器送入油冷器的管程，與管外油換熱后經(jīng)渦輪流量計流回水箱。
本次實驗主要測量3個物理量，即流量、溫度和壓差。油和水的流量由變頻油泵及水泵控制，通過LWZ-32型渦輪流量計測量，其測量精度為±2.5%。油冷器進出口油溫和水溫采用銅-康銅熱電偶采集，通過溫度傳感器由計算機測量，量程為0~200℃，精度0.1℃。油壓和水壓用0.4級精密壓力表測定，偏差小于5%。壓差測量采用3501差壓變送器，量程為0~62.2 kPa，精度為0.25%。
3.2 試驗元件
為便于比較，冷油器采用浮頭管板式結(jié)構(gòu)，實驗時只需更換不同的傳熱管束和管間支撐物就可以構(gòu)成不同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的換熱器。本次實驗元件包括：弓型折流板光管冷油器(簡稱冷油器1)，連續(xù)螺旋折流板光管冷油器(簡稱冷油器2)，連續(xù)螺旋折流板齒形翅片管冷油器(簡稱冷油器3)。本冷油器制造后，殼程、管程均以0.8MPa壓力做水壓試驗，各種冷油器的幾何參數(shù)及布置形式見表2。
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表2 3種冷油器的布置形式
實驗采用的齒形翅片管結(jié)構(gòu)見圖2，材質(zhì)為碳鋼，傳熱管坯管外徑Do為16mm，壁厚2.5mm，長l為2.4m，管間距Pt為16mm。齒形翅片管是一種一體化的雙側(cè)強化傳熱管，由φ16×2.5無縫鋼管在專用設備上經(jīng)專門設計的模具和特殊工藝分三次成型加工而成，管子的內(nèi)、外側(cè)面具有不同的幾何結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3所列。
表3 實驗管的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)
3.3 實驗數(shù)據(jù)處理方法
本次實驗主要測量流量、溫度、壓差3個物理量。實驗中，將這3個物理量采集到計算機進行實時運算，判斷熱平衡。若平衡時吸熱量和放熱量相差在±10%內(nèi)，認為實驗數(shù)據(jù)可靠，予以采用。威爾遜熱阻分離法要求的限定條件少，適合于管殼式冷油器的傳熱試驗數(shù)據(jù)處理。本文應用熱平衡法求出冷油器的總傳熱系數(shù)后，再運用威爾遜熱阻分離法將殼側(cè)換熱系數(shù)分離出來。
利用冷油器進出口壓降Δp計算阻力系數(shù)，阻力系數(shù)ξ可由下式確定:
(2)
式中: Δp為進出口壓降，Pa；ρ為的密度，kg/m3；Do為傳熱管坯管外徑，m；De為殼程當量直徑，m；l為傳熱管長度，m；u0為殼程流速，m/s。
4 試驗結(jié)果及分析
4.1 流動阻力特性
油冷器殼程總壓降Δp隨著殼側(cè)油流量Ws的變化如圖6所示，相應的殼程阻力系數(shù)與油流速的關(guān)系見圖7。從圖6和圖7可見：相同殼側(cè)油流量下，連續(xù)螺旋折流板式冷油器(冷油器2和冷油器3)的殼程阻力要小于弓型折流板式冷油器(冷油器1)。相同的殼側(cè)流量下，冷油器3的殼程壓降稍大于冷油器2的殼程壓降。
圖6殼側(cè)壓降隨油流量的變化
圖7 阻力系數(shù)隨油流速的變化曲線
油流速為0.15~1.3m/s時，油冷器3的殼程阻力系數(shù)為0.11～1.52。相同流速下，比相同管間支撐物的油冷器2高5%~15%，這是由于三維齒形翅片管增大了油的流動阻力。然而，要比弓形折流板油冷器1低25%~45%，這是由于連續(xù)螺旋折流板使得油流體呈縱向流動，可有效減小流動阻力，且流動阻力減小率大于齒形翅片管引起的流動阻力增長率。
4.2 傳熱特性
將實驗結(jié)果以總傳熱系數(shù)K對殼程油側(cè)壓降Δp作圖(如圖8所示)，并以殼側(cè)換熱系數(shù)α0對殼側(cè)殼側(cè)油的流量Ws作圖(如圖9所示)，可比較出不同試件的傳熱性能。從圖8和圖9可見，相同殼側(cè)油壓降或流量下，冷油器1的殼側(cè)總傳熱系數(shù)或換熱系數(shù)小于冷油器2和冷油器3，壓降或流量越大越明顯。這是由于連續(xù)螺旋折流板冷油器不存在滯止死區(qū)，且油流體以較均勻流速沿螺旋通道包裹式的沖刷管束，有利于殼側(cè)換熱的提高。
圖8 總傳熱系數(shù)隨油側(cè)壓降的變化
圖9 換熱系數(shù)隨油流量的變化
由圖9還可見，在主流速區(qū)，冷油器3的油側(cè)換熱系數(shù)達1200~1400W/(m2·K)，稍大于相同工況下冷油器2的1050~1210W/(m2·K)。這是由于殼側(cè)油流體在作軸向流動時，齒形翅片管的三維翅片使油順利進入翅片根部，提高了根部油的置換速度，并進一步激發(fā)油產(chǎn)生擾動。另一方面，間斷性的三維翅片對油流體有切割作用。兩者共同作用的結(jié)果是破壞了熱邊界層，提高了換熱系數(shù)。
4 在電廠冷油器中的應用分析
某火電廠4號機組的3臺GL-60-Ⅱ型冷油器自2002年開始頻繁發(fā)生銅管泄漏，并逐年惡化，須實施改造。擬將原弓型折流板銅光管冷油器改為本文提出的連續(xù)螺旋折流鋼質(zhì)齒形翅片管冷油器。采用以上實驗結(jié)果，依據(jù)該冷油器運行工況，得到改造前后的冷油器的傳熱性能計算結(jié)果如表4所列。從表4可看出，油冷器的傳熱與阻力性能均可達到設計要求，達到改造的目的。
表4 油冷器改造的主要參數(shù)對比
外，螺旋折流板齒形翅片管油冷器的總傳熱系數(shù)不僅較原冷油器高30%以上，且防垢性能也相當好，加上其優(yōu)良的低流阻系數(shù)，可使冷油器功耗大大降低，為電廠帶來可觀的經(jīng)濟效益。
5 結(jié) 論
管板的泄漏、換熱銅管腐蝕與振動引起的泄漏，以及冷卻效果差是傳統(tǒng)弓形折流板油冷器存在的主要問題。改變油冷器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，采用間斷性的三維翅片管強化管程換熱，同時采用螺旋折流板作為管間支撐物以強化殼程換熱是解決這一問題的關(guān)鍵?；谶@一思路，本文提出了一種新型的高效油冷器——連續(xù)螺旋折流齒形翅片管冷油器。其殼程換熱系數(shù)達1200~1400W/(m2·K)，而殼程流動阻力較弓形折流板油冷器低25%~45%。具有較好的強化傳熱、低流阻和抗結(jié)垢性能，應用于電廠冷油器的改造可產(chǎn)生較好的高傳熱和低能耗效果，使油冷器長期高效穩(wěn)定運行。
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