传热学论文范文
时间：2023-03-21 01:29:42
导语：如何才能写好一篇传热学论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
1.1开篇案例对于传热单元操作，可采用学生熟悉的氨的合成中脱除二氧化碳的生产工艺作为开篇案例。氨的合成中二氧化碳脱除的传统流程如图1所示[8]。一氧化碳变换后的原料气经吸收塔底部的气体分布管加入吸收塔，在塔内与碳酸钾吸收剂进行洗涤，出塔净化气经分离器把气体夹带的液滴分离后进入下一工段。吸收液由吸收塔底部引出，经水力透平减压后进入再生塔顶部。在再生塔顶部，溶液闪蒸出部分水蒸气，然后沿塔向下流，在塔内与再沸器加热产生的蒸汽逆流接触，同时被蒸汽加热到沸点并放出残余的二氧化碳。而再生出来的碳酸钾溶液经冷却器冷却之后并经泵加压后进入吸收塔顶部循环使用。选用此工程案例作为开篇案例是基于下述三个原因：（1）我校的化工原理是在大二下学期开设。此前学生已到云峰合成氨厂进行了生产认识实习，对此工程案例比较熟悉，能较好的引起学生的兴趣；（2）该生产案例中，涉及到三类换热器（再沸器、冷却器、冷凝器），与教学目标吻合较好；（3）该案例中，化工原理与化工工艺学紧密结合。提出此生产案例后，以学生为主体，让学生简述整个脱碳过程，并引导学生思考该生产过程中这些换热器的作用，流体之间的换热方式。然后，请学生归纳总结、教师补充说明加以延伸，即可完成开篇内容：（1）换热在化工生产中的应用，（2）换热器的类型，（3）冷热流体换热方式。之后，提出两个问题留给学生思考：一是如何根据生产任务设计或选择一台换热器。二是这些换热器使用时间长了，换热效果不好了，怎么办。这些问题将在后续章节逐一解决。
1.2问题案例问题案例法，即教学中讲授某一知识点前先列举出工程中存在的实际问题，分析该问题产生的原因及解决该问题的方法，再引出知识点的教学方法。传热一章涉及知识点较多，讲授时可采用问题案例法逐一进行。例如，对于保温层的厚度问题，许多学生会习惯性的认为厚度越厚越好。为改变学生的习惯性思维，即可列举如下实例进行教学。假设一钢管规格，钢管外壁温度环境温度钢管外包热导率为的保温材料，以减少热损失。已知保温层外表面与环境的对流传热系数为保温层与钢管接触良好。求保温层厚度分别为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm时，每米管长的总热阻及热损失。为节约时间，可将3-5位学生分为一组，每小组计算1个保温厚度对应的总热阻和热损失。计算结果如表1所示。表1的数据显示，在题设条件下保温层厚度由10mm增至30mm时，总热阻逐渐减小、总热损失逐渐增大；当保温层厚度从30mm增至70mm时，总热阻逐渐增大、总热损失逐渐减小。则保温层厚度从10mm增至70mm时，总热阻和总热损失均存在一个拐点，对应的总热阻最小、热损失最大。此点对应的保温层厚度称为保温层的临界厚度。计算表明，上述题设条件下的临界保温层厚度为28mm。原因可由热损失公式（其中为热阻）可知，当保温层厚度增大时，一方面是导热热阻增加，另一方面是对流传热热阻减小，因此保温层厚度存在临界厚度。当保温层厚度小于其临界厚度时，随着厚度的增加，总热阻减小、总热损失增大；在此期间增加保温层厚度并非是越厚越好。当保温层厚度大于其临界厚度时，随着厚度的增加，总热阻增大、总热损失减小。鉴于经济和管道体积的考虑，实际生产中需通过计算，再选取合适的保温层厚度。
1.3综合案例综合案例法即在每章（或每个单元操作）的结尾，列举出该单元操作的工程设计（或工程改造）实例，提出需要解决的工程问题，引导学生综合利用本单元操作所学知识，解决该工程设计（或工程改造）问题。在传热单元操作讲解的最后一堂课，提出如下生产案例：在某化工产品的生产装置中，混合液在分解塔中进行反应时，放出大量的热量。若不及时移走，分解塔内温度将继续上升，会产生过量焦油。这不但会使产品质量下降，堵塞管道，甚至造成事故。国内该类生产装置大都采用蒸发冷却的方式转移反应热（即塔内温度靠液体自身蒸发来维持，一般维持在88℃左右）。也有部分工厂采用外循环冷却的方式（将塔内液体用泵抽出，经塔外一双管程换热器用冷却水冷却后循环回分解塔）转移反应热。所用换热器主要参数为：壳径1m，双管程，换热管，换热管根数370根，总传热面积100m2。该厂欲将塔内温度降至60℃，这一改变要求冷却器热负荷增至4×105kJ/h。将此案例加以描述和说明后，让学生对这一案例提出实际的解决办法。根据班级学生数，将学生按5-7人一组，课堂上用10-15min时间进行分组讨论。之后，小组派代表阐述解决方案，其它小组可质疑和提问。经小组讨论，教师点评，最终形成如表2所示的四种方案。经分析可知，得出方案D是可行的。得到这一结论并不意味着案例分析就结束了。最后也是最重要的一步，是教师引导学生总结归纳出具有普遍规律的理论知识，也就是“从例到理”。此案例表明，考察一台换热器的工作能力不能单纯只考虑其传热面积，传热面积和总传热系数的乘积KA才能真正代表一台换热器的工作能力。因为存在如下关系：A—管数或者壳体体积—流速—传热系数。因此，列管换热器的K和A值之间往往存在“此涨彼消”的关系。传热面积过大往往由于流体流量的“不匹配”而导致K值降低，换热效果降低了。
2案例教学的启示
案例教学在一定程度上弥补了传统教学的不足，可提升学生的学习兴趣。一个好的案例一定要源于生产和生活，又不能脱离教学内容与教学目标。案例中既包含对实际问题的描述，又暗含一定的科学问题，让学生参与分析并解决此实际问题。案例教学不但可使学生快速巩固理论知识，还培养了学生解决实际问题的能力。采用案例教学时，要正确处理好案例教学与理论教学的关系。案例教学只是众多教学方法中的一种，不能用案例教学完全替论教学，而应在一定的理论基础上加以实施。案例教学中，应注重以学生为主体，让全体学生参与问题的分析与解决，最终总结归纳得出具有普遍规律的理论知识，做到“从例到理”，使学生明白理论知识源于实践。当学生掌握了理论知识后，又要从理论的高度重新审视工程案例，做到“从理到例”，培养学生理论指导实践的方法。真正实现“以学生为主体，以能力培养为核心”的实践教学理念。
3结语
篇2
关键词：传热强化与控制 课程建设 教学方法 考核手段
中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2014）01（a）-0098-02
热环境控制课程是热能与动力工程专业一门专业课，也可作为航天、机械、电子、化工类相关专业的选修课。课程的教学目的是使本科学生在学习了大学传热学中的传热基本原理基础上，进一步了解、掌握对相关工程技术中传热过程进行强化与控制的原理思路与技术方案，扩大知识面，培养根据基本原理进行技术研发、创新的能力。课程教学以课堂讲授为主，辅之以适当的课堂讨论。通过资料搜集、分析整理、评判，培养学生主动获取知识能力；通过学生自主拟定设计题目、进行论证与初步设计训练，达到教学目的。
热环境控制课程的特点是属于新开设课程、无合适教材、涉及面广、无习题；接近研究生选修课、要求学习主动性；需查找文献、大量阅读，发挥主动性进行课程设计、撰写论文；与一般专业课的课程设计训练不同，主要考察主动性、创新性。本课程的教学正是围绕培养能从事热动系统设计、制造、运行管理和经营销售等方面工作的高级复合型技术人才展开的，结合我校本科教学要点“以学生为本、以教学为教师第一要务，重点推进教学方法和考试方法改革”，依照培养高质量复合型人才的人才培养目标，以教学与科研一体化为教学思想，为深化教学改革进行了积极的探索，并从中获得了一些有益的启示。
1 教学与科研一体化的教学思想
热环境控制的教学与科研是相对独立又是一个具有内在联系的、不可分割的统一体的两项活动，在适宜的条件下，两者可以得到强化，并相辅相成、互为促进。高校教学与科研一体化的基本思想基于建设具有地方工科特色的现代教育教学，以科研项目为依托，坚持侧重工程和应用的研究型教学和科研思想，致力于教学与科研一体化的探索和实践，使教学促进科研，科研服务教学。教学与科研一体化的教学思想在热环境控制课程教学中体现为：通过理论的教学、科研活动和课程设计等，使学生适度地参与相关的科研项目中来，既可以巩固学生的理论基础，又可以加强本科生教育与实际课题的联系。热环境控制课程的教学目标、教学进程和教学方法都是按照这种教学思想进行。
教学组主持完成和正在进行的课题有973课题、863课题、国家自然科学基金项目等纵向课题，也有和航天院所、公司企业之间的横向课题。这些课题涉及了强化换热、计算传热及多相流动和相变换热等各研究方向。通过科研活动不仅提高了教师的科研能力和学术水平，开拓了教师的知识面，同时为教学提供了第一手科学前沿资料，丰富了教学内容，提高了教学水平。课堂教学时，授课教师注重联系实际及本人的科研成果和他人的科研成果，使授课变得更加生动活泼，从而提高了教学质量。如，围绕863课题中近地空间飞行器热控和热防护研究，从课堂教学、理论教学、实践教学等多方面设计了教学内容和教学方法。在课堂教学中，把项目的内容（包括近地空间飞行器的工作原理、热环境和特有热控系统设计思路和方法）融入到导热强化与控制原理、对流传热强化与控制原理、辐射换热强化与控制原理、耦合换热与传热过程的强化与控制、新技术领域中的传热强化与控制问题等章节中，同时利用部分课堂时间开设了几个由浅入深的专题学术讲座。为了增加学生的感性认识，利用学生业余时间，带领学生参观相关的科研实验平台，通过一系列教学，学生不但理解了热环境控制课程的基础理论知识，真正把传热学理论知识拓展到实际应用中来。同时也了解了科研的基本程序、基本方法，锻炼了学生的动手能力和思维能力，为将来参加社会工作或科研工作奠定了坚实的基础。
2 现代与传统相结合的多样化教学方法
多媒体技术教学，已在众多课程中得到了大量的运用。但在实际应用过程中，多媒体技术辅助教学也存在一些弱点和缺陷。例如，多媒体教学容易分散学生的注意力等，因此，本课程灵活运用现代教学手段和传统教学手段，像录像、小黑板、多媒体、课程互动讨论、学生上台讲等多种教学手段，有效地提高学生上课的注意力，调动学生课上主动性和课后思考的学习积极性，并且培养了学生的独立思考能力。教学的主要内容、授课教案等都可以在网站上浏览，学生可以通过网络了解该课程的主要内容。网上教学与答疑可以通过传热学精品课程网站（资源共享课）进行。为了增强教师与学生的联系，解决学生对于该课程存在的一些疑问，并及时了解学生对于本课程的反响，我们还开设了微信群和QQ群进行教学讨论和答疑交流；另外网站设置了资源共享区，为授课教师与学生之间建立了资源共享的渠道。
讲解课程时，积极引导学生从实际问题出发，学习理解基本概念、基本理论和基本计算方法。为使学生更好地理解和掌握课程基本知识，讲解的例题都与实际生活和科研项目相联系。比如讲解绪论的时候，笔者在讲课时问学生，人们在冬天一只手握铁棒另一只手握木棒时，为什么感觉握铁棒的手比握木棒的手更冰冷？为什么蔬菜大棚里的温度比大棚外的温度高？神舟飞船是如何克服大气烧蚀返回地面的？于是学生就有了反应，开始思考。这样一来，自然而然，老师就把学生引入下面要介绍的导热强化、对流换热强化和辐射换热强化等基本原理和控制手段。通过这些问题的提出，学生可以知道学习这门课以后，能够运用所学的相关知识解决哪些实际问题，学生带着问题学习，就不会盲目，大大激发了他们学习这门课程的兴趣，引导学生从传热学的角度去发现、分析和解决实际工程问题，真正学会如何利用传热学知识去控制热环境。
3 N+1的考核手段
考试方式改革如何客观、公正、有效地考核学生，如何摒弃一张考卷定乾坤的现象，一直是广大教师探讨的问题。对于绝大多数大学课程来说，尤其是一些工科课程，我们所要考查的决不是学生记忆公式的能力，而是学生综合运用知识分析和解决问题的能力。因此，怎样通过考试来考查学生综合运用传热学知识分析和解决问题的能力就很值得我们思考。为此，我们设计了N+1全方位多层次的考核办法，办法的内容如下：
（1）课堂提问，考核学生学习情况、表达能力与课堂出勤情况，以提高学生听课的积极性和思考问题的独立性。
（2）平时小测验，考核学生知识积累能力与平时的学习态度。
（3）课程设计，考核学生综合运用知识分析和解决问题的能力。
要求：构思、提出一种热环境控制技术方案，并进行基本的论证。没有应用领域限制，充分发挥。最后经过老师评定较好的方案将有机会上台展示并讲述5～10分钟。
（4）课后资料查阅，鼓励学生积极思考，通过文献了解专业领域的最新进展，激发学生的学习兴趣。
要求：自拟题目，要求图文并茂，按正规学术论文形式撰写，必须有自己的观点或认识。可选择下列之一：①针对某一工程领域的热环境控制技术，进行文献资料综述、评价、分析，每人至少查找20篇国内外较新的论文（近10年）、技术报告及应用介绍。②针对某一传热方式的热环境控制技术在不同领域的应用发展，进行文献资料综述、评价、分析，每人至少查找20篇国内外较新的论文（近10年）、技术报告及应用介绍。
（5）期末考试采取闭卷形式，进行基本概念、原理考试，加深学生对传热学和传热强化与控制的理解。
4 结论
热环境控制是一种改善传热性能的先进科学技术。通过对热环境控制的学习，使学生了解如何改善提高热传递的速率，以达到利用最经济的设备来传递规定的热量，或是用最经济的冷却来保护高温部件安全，或是用最高的热效率来实现能源合理利用。不仅为专业知识拓展提供有效的手段，也是培养和提高学生分析问题和解决工程实际问题能力的重要环节。
我们对“热环境控制”课程教学方法的进行了探讨，主要目的就是提高教学效果，充分调动学生学习本课程的主动性和积极性，使他们在有限的学习时间中掌握热量传递的高效途径和控制方法，为后继的专业课学习提供必要的基础理论知识，同时培养和提高学生分析解决工程问题的能力。
参考文献
[1] 郭永辉，王子云.关于《传热学》课程教学改革之我见[J].制冷与空调，2004（1）：69-70.
[2] 尹先清，李赓.化学反应工程教学方法探讨[J].长江大学学报：社会科学版，2010，33（5）：32-33.
[3] 周继军，张敏，施伟，等.传热学课程建设实践与教学改革[J].中国现代教育装备，2009，2.
篇3
关键词：螺旋盘管 曲率半径 螺距 fluent
中图分类号：TE08文献标识码： A
引言
螺旋盘管管构造独特，可以利用离心力来抑制污垢的生长，起到自清洗作用。螺旋盘管换热器充分利用空间进行设计，管内通道与管外通道均为螺旋状流体通道，一次介质与二次介质均可旋流运动进行热交换，传热系数较高，结构紧凑、空间利用率高，换热面积大大增加，而且占地面积很小[1]。本文对螺旋盘管换热器进行研究，研究螺旋盘管的结构对换热器换热系数和流动性能的影响。
螺旋管中的流体在离心力的作用下，呈现三维网状流动或不规则螺旋流动，增强了流体边界层、换热边界层的扰动，使边界层变薄，强化对流换热。而且在离心力的作用下，污水中的杂质轻易被带走，具有自清洗功能，避免了频繁清洗，在一定程度上解决了污水中杂质沉淀造成的换热器堵塞、换热效率降低等问题。
1、影响螺旋盘管换热器性能的因素
螺旋管管内为强制对流换热，换热系数由Dittus-Boelter公式[2]计算：
加热流体时，n=0.4，冷却流体时，n=0.3。此关联式仅适用于平直管道，对于螺旋管，需要进行修正。工程上一种实用的做法是，应用上述准则式计算出Nu数后再乘以一个螺旋管修正系数cr。对于液体，，R为盘管曲率半径。
选定介质及换热器材料后，对换热系数有直接影响的参数有：换热管管径d、螺旋管曲率半径R、螺距b。螺旋盘管式换热器的一个优势就是可以充分利用空间，若螺距过大会导致空间利用率低，同时根据文献[3]资料可知，螺距相对曲率半径来说，对换热效率及压强损失的影响相对较小，因此先研究曲率半径对螺旋管换热效果的影响，再研究螺距的影响。
2、螺旋盘管换热器传热模型
2.1模型建立过程的数学描述
2.1.1模型假设
为了使数值模拟结果更能准确真实地反映螺旋盘管强化换热过程，根据流体动力学和传热学等理论基础，对管内的流动与传热进行简化假设。在研究流体流动规律时，文中做了如下假设：
（1）螺旋管管内流体为不可压缩的牛顿流体，流动过程为充分发展阶段的三维定常湍流流动；
（2）流体的各项物性参数不随温度发生变化；
（3）传热过程为稳态。
2.1.2坐标系的建立
根据以上假设，在螺旋盘管换热器的流动换热过程中，建立以r、θ、z为变量的柱坐标系， r代表径向，从圆心向外指为正；θ代表切向，根据右手法则，大拇指指向z轴方向，四指指向为切向的正向；z代表轴向，向上为正。
流速在三个坐标方向r、θ、z上的分量分别为u、v、w，流体压力为 p，密度为常数。螺旋盘管物理模型参数如下：管径d，曲率半径R，曲率直径D，螺距b，螺旋升角。
2.1.3判断流型
管道内流体状态分为层流和湍流，层流的各流层间互不混合，只存在黏性引起的隔层流间的滑动摩擦阻力；湍流流体在沿管轴向流动的同时，伴着大小不等的涡体动荡于各层流之间，流体体质点彼此碰撞、混合。层流是只有轴向速度而径向速度为0，紊流时则出现了径向脉动速度，湍流阻力比层流阻力大得多。
管内流体流态的判别准则――临界雷诺数Recr，若Re≤Recr，则为层流；若Re≥Recr，则为湍流。流态判断的关键在于临界雷诺数的求解，而螺旋盘管的临界雷诺数的计算不同于直管。1959年Ito给出了螺旋管道中流体临界雷诺数的计算公式[4]：
2.2螺旋管内控制方程的建立
湍流对流传热问题的控制方程包括连续性方程、动量方程、方程和能量方程。控制方程的通用形式为[5]：
连续性方程：
动量方程：
k-ε方程：
能量方程：
3、模拟求解过程
3.1曲率半径对流动与换热的影响
综合考虑换热效率与压强损失，本研究换热管选用DN25的铜管，螺距为35mm，保证换热面积一样，分别模拟以下四种曲率半径，换热面积A=0.222m2。
（a）R1=45mm、n1=10；（b）R2=60mm、n2=7.5；（c）R3=75mm、n3=6；（d）R4=90mm、n4=5
将以上四种模型进行求解，模拟条件：螺旋管为铜管，壁厚取为2.5mm，取管壁温度t=27℃；模拟时定义成速度进口，压力出口，螺旋管的进口温度40℃；取管内流体流速为1.0m/s。将模拟得到的数据进行分析计算，绘制出换热系数、压强损失随曲率半径的变化曲线图，如图1所示。
图1 传热系数、压强损失随曲率半径的变化
根据图1可知：在速度、管径、螺距一定的情况下，传热系数随曲率半径的增大而减小，压强损失也随着曲率半径的增大而减小，这是由于管道趋于平缓，离心力导致的脉动程度降低。曲率半径由90mm减小到45mm，传热系数升高了4.2%，而压强损失增加了23%，压损增大的速度远大于传热效果提高的速度。由图可以发现，当曲率半径由45mm增大到60mm时，压强损失急剧下降，下降了13.8%，而传热系数下降了1.7%，相对其他情况，在曲率为60mm左右时螺旋管性能较优。
3.2螺距对流动与换热的影响
模拟条件：换热管为DN25铜管，曲率半径D=60mm，换热面积A=0.2m2，管壁温度t=27℃，管内进口温度40℃，速度进口，压力出口，流速1m/s。分别模拟螺距为35mm、45mm、55mm、65mm时的情况。对以上四种模型进行求解，并绘制出换热系数、压强损失随曲率半径的变化曲线图，如图2所示。
图2 传热系数、压强损失随螺距的变化
根据图2可知：在速度、管径、曲率半径一定的情况下，传热系数随着螺距的增大而增大，但是增大的幅度很小，螺距为55mm时，比螺距为35mm时换热系数提高了1.17%，说明螺距对换热系数的影响不大；在速度、管径、曲率半径一定的情况下，压强损失随螺距的增大而增大，螺距为65mm时，比螺距为35mm时压降提高了5.3%。
螺距大了虽然换热效果稍有提高，但是相应的压损也大了，不利于节能，而且由于压损增大的程度比传热系数要大。综合以上分析，同时为了充分利用换热器空间，体现螺旋盘管换热器的优势，在设计换热器结构时，取螺距为35mm左右比较合适。
参考文献
[1]姜芳芳.水在螺旋盘管内的换热及流动特性研究[D].西安科技大学硕士学位论文,2013.
[2]杨世铭,陶文铨.传热学第四版.北京:高等教育出版社,2006.
[3]徐洪涛.螺旋管道内的流动阻力和传热性能研究[D].华东理工大学硕士学位论文, 2010.
[4]H.Ito, Friction factors for turbulent flow in curved pipes.J.basic R Eng.Ser.D.,1959,81: 123-134.
[5]陶文铨.数值传热学第二版.西安:西安交通大学出版社,2001.
篇4
案例教学作为一种行之有效且目的明确的教学方法，以行动为导向越发受到人们的关注和青睐。作为一种归纳教学法，案例教学作为未来教学改革的趋势已不可动摇，尽管它不可能完全取代传统的演绎式的教学模式，却是一种培养应用型人才的良好途径。案例教学应用的成功与否很大程度上取决于典型案例的选取，要求典型案例既能体现对基本理论知识的理解和掌握，又要充分提高学生的实际动手能力。而在电力电子技术为课程的背景下，学生需要应用所讲的知识来解释典型案例所产生的结果，把案例进行模块化分解，摒弃对每个模块进行详细的研究和探讨，最后对各个模块的结果进行整合，才能形成对典型案例较为完整的研究体系[2]。
二、基于MATLAB/Simulink的课程设计
“电力电子技术”这门课是电气工程与自动化专业的基础学科之一，课程有几个特点：教学理论性强、波形变化分析复杂、课程教学枯燥，学生理解困难；系统模块化特点鲜明、模型参数化明显，实验项目相对独立；项目设计综合性强、技术应用广，实际开发的案例比较成熟[3]。教师在分析电子器件的特性和电子电路的工作原理时，需要观察波形图的变化来阐明工作过程。传统的教学方式中，由于电子电路变换器部分的电路拓扑形式多种多样，如果仅是手绘波形或者多媒体展示波形，教师讲解起来费时费精力，学生也不能清楚的掌握分析波形图变化的原因。所以在多媒体教学中引入仿真教学是必要的环节，通过仿真电路，学生可以把变换器的工作原理和物理波形结合在一起理解，使抽象的电路明了简洁，仿真还可以分析更加复杂的电路并且对电路进行改进和创新。在课程设计中利用MATLAB/Simulink软件可以有效地构建出与实际相符合的案例，教师在教学中通过仿真实例可以轻松解决波形抽象原理复杂的问题。Simulink非常适合于电力电子系统及电力拖动控制系统的仿真，并且具有其他一些软件所没有的特点，仿真系统完全是由用户利用系统提供的基本模块来构建的，系统的各个参数和仿真参数也可以由用户自行修改，并且用户可以对仿真结果进行多种分析和输出，教师可以直观展示各种参数变化对电路图波形的影响，学生改变器件参数值，可以自己对比分析不同参数设计下的仿真结果。这种交互性非常适合于高校相关课程的教学科研，学生通过这种交互性加强对理论知识的理解和掌握，也可以用来完成实验和作业[4]。以风力发电课程设计为例，教师首先要分析电路的组成和工作原理，指导学生利用仿真平台搭建数学模型，然后一步一步建立各部分电路仿真模型，该电路的仿真过程可以分为建立仿真模型、设置模型参数和观察仿真结果。学生需将案例进行模块化分解，就每个模块结合基础理论知识进行分析和研究，并进行实际动手调试，寻找各个模块之间的联系纽带，将所有模块有机结合起来，完成对典型案例的研究[2]。
三、风力发电课程设计案例
电力电子技术在解决能源与环境的问题上做出了相当大的贡献。风能作为一种绿色能源，风力发电的过程就是机械能转换为电能的过程，其中风力发电机及其控制系统负责将机械能转换为输送电网的电能，这一部分是整个系统的核心，所以说风力发电的核心技术是电力电子技术，其能量转换部件和控制电路都包含有电力电子器件。由于中小功率风电系统中电机侧一般为不控整流，并且永磁同步发电机一般都为低转速电机，在低风速下发出的电压有限，不能满足并网逆变的条件，需要对其进行升压，因此，中小功率风电系统中常见的拓扑结构为不控整流器+升压斩波器+网侧逆变器。风力机将风能转换为机械能，带动永磁同步发电机转动，发出的三相不定频交流电通过二极管不控整流器整流为电压不定的直流，然后经过升压斩波器的作用，将直流电压抬升至可以进行网侧逆变的数值，并且通过网侧变流器的控制，使直流侧电容保持恒压。网侧变流器将直流电逆变为与电网电压同频同相的三相交流电馈入电网[5]。课程设计案例中利用MATLAB工具，对永磁同步风力发电系统及并网控制系统进行仿真研究。所研究的仿真系统由永磁同步风力发电机、不可控整流器、升压斩波、DC-AC并网逆变器部分组成。学生可以把该风力发电仿真模型分成同步发电机仿真模块、斩波变流器仿真模块和逆变仿真模块，就每个模块运用理论知识进行仿真，最后将各模块结合起来达到整个案例体系的研究。永磁同步发电机额定参数：电压700V，功率2750kW，电流2270A，功率因数0.95，速度16rpm，频率16Hz，极对数2p＝120，电阻R＝5.97m-Ohm，电感Ld=Lq=1.0757mH。风力发电课程设计案例系统仿真框图如下图所示：1.同步发电机仿真永磁同步发电机仿真主要是依据实际系统参数，研究在一定速度驱动下带三相电阻负载的永磁同步发电机发电输出特性。仿真模型如图2所示，仿真结果如图3和4所示。仿真论证了实际电机参数下所达到的额定输出电压、电流值及输出的正弦特性、频率特性。2.斩波变流器仿真升压斩波变流器仿真主要是研究升压斩波部分的变压调节功能。仿真模型如图5所示。升压斩波电路的输入设定为一定电压信号输入，通过占空比控制，输出稳定的期望输出电压，仿真结果如图6所示。系统仿真表明：调节控制脉冲的占空比可以实现输出电压幅值的跟踪控制。3.逆变器仿真并网逆变器仿真主要是研究并网逆变部分输出调节特性，在给定输入直流电压，带三相负载的逆变器离网运行特性。仿真模型如图7所示，仿真波形如图8所示。仿真结果表明：逆变器输出电压为50Hz基波主频分量的脉冲调制波形，经部分滤波后为50Hz正弦波电压，在一定滤波和电阻负载下电流为正弦波。此课程设计案例根据现场实际运行的2.5MW直驱永磁同步风力发电机系统参数，对并网控制系统各个模块进行了仿真研究，得出一定速度驱动下带三相电阻负载的永磁同步发电机发电输出特性，仿真论证了电机参数下输出电压、电流的正弦特性、频率特性；升压斩波部分的仿真表明调节控制脉冲的占空比可以实现输出电压幅值的跟踪控制；并网逆变部分的离网仿真表明逆变器输出电压为50Hz基波主频分量的脉冲调制波形，经部分滤波后为50Hz正弦波电压，在一定滤波和电阻负载下电流为正弦波。此案例的仿真结果达到预期的效果，为学生实际应用能力的提升得到良好的体现。
四、结语
篇5
关键词：暖通空调；硕士研究生；创新；体系；构建
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）07-0117-02
一、引言
研究生创新意识、创新精神、创新能力的培养是研究生教育的核心，国内外高等学校对此都非常重视。《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》指出，大力推进研究生培养机制改革。建立以科学与工程技术研究为主导的导师责任制和导师项目资助制，推行产学研联合培养研究生的“双导师制”。实施“研究生教育创新计划”。加强管理，不断提高研究生培养质量。因此，如何将供热、供燃气、通风与空调工程（简称暖通空调）学科的研究生培养成思路开阔，思维敏捷，创新意识强，能敏锐地感知新事物，发现新规律，开拓新领域，想前人所未想，创他人所未创的优秀人才，是高等教育工作者义不容辞的责任。
二、暖通空调专业研究生培养目标
在硕士研究生培训方案中，土木工程一级学科下，有6个二级学科：岩土工程，结构工程，防灾减灾工程及防护工程，桥梁与隧道工程，供热、供燃气、通风及空调工程，市政工程。其中供热、供燃气、通风及空调工程学科是一门涉及建筑、能源、城市规划、环境保护、卫生、机械、电子电工等众多技术领域的交叉学科。该学科主要从事为满足人类生产、生活所需的各类人工环境的创造与维持等相关领域的研究。其内容包括各类建筑和舱室等内部环境的温度、湿度、清洁度及空气品质的控制，为实现此控制的采暖、通风、空气调节和冷源热源系统及设备、区域供热和供冷系统等。其中心任务是在尽可能减少常规能源消耗及降低大气环境污染的基础上，创造和维持适宜的人工环境。可开展的研究工作包括建筑可再生能源利用、空调热泵技术、暖通空调系统的节能与控制、通风空调工程CFD（Computational Fluid Dynamics）技术、室内环境控制、除尘与洁净技术等。其培养目标是热爱祖国，品德优良，身心健康，事业心强；掌握供热、供燃气、通风及空调工程学科坚实的基础理论和系统的专门知识，了解暖通空调学科的现状和发展趋势；有严谨求实、勇于探索的科学态度和作风，具有从事科学研究工作的能力；掌握供热、供燃气、通风与空调工程学科坚实的基础理论和系统的专业知识；较熟练地掌握一门外语；能从事教学、科研、工程设计和技术管理或其他工程技术工作；也为在本学科及相关学科继续深造打下基础。为了达到上述的培养目标，供热、供燃气、通风及空调工程学科硕士研究生通常要学习下列课程：自然辩证法、科学社会主义、英语精读、英语听力、英语写作、专业英语、数学物理方法、数理统计、高等代数、高等传热学、高等热力学、高等流体力学、计算传热学、建筑热过程、实验设计与数据处理、空调与建筑节能、暖通空调新技术等。
三、暖通空调专业硕士研究生创新体系
研究生与本科生是不同的，诺贝尔物理奖获得者、美籍华人李政道对此有过精辟的论述，他说，大学生是老师教你，考试答案老师知道，你照老师教你的方法去答试题，做对了就毕业，获学士学位；毕业后进研究生院，老师除了上课以外，还给你一个研究题目，老师不知道答案，别人也不知道答案，让你自己去按老师指导的方向，求知一个新的结果，老师与同行专家评议你的结果是对的，你的研究就结束了，老师给你个学位叫博士；但是，正式做研究，必须学习和锻炼如何自己找方向、找方法、找结果，这个锻炼的阶段就是博士后。暖通空调作为一门应用性的学科，必须将研究生工程创新能力作为培养的核心，为此应构建硕士研究生的创新体系。创新体系包括的主要内容有研究生生源、指导导师、硕士论文、道德水平、学习环境等。研究生导师水平的高低是影响研究生创新能力的一个重要因素。俗话说“名师出高徒”，道理就在这里。目前，我国研究生导师队伍存在的一个较为普遍的问题是，部分导师知识更新速度跟不上时代的发展，知识结构老化。现在，很多暖通空调专业的研究生在毕业论文中大量运用计算机知识，或是编制程序，而相当多导师的计算机水平，远远赶不上学生，何谈指导。某大学就曾经有一位研究生在论文答辩时被发现用某游戏程序冒充验证实验结论的一段程序，论文自然没有通过。这位学生投机取巧之所以迟迟没有被发现，就是因为其导师本人对计算机编程知之甚少。有人将硕士研究生导师分成两类：有时间的没水平，有水平的没时间。而有些科研能力强、学术水平高、知识结构新的导师往往又是暖通空调学科的骨干力量、知名人士，教学、科研任务繁重，社会活动比较多，没有太多的时间和精力用来指导硕士研究生。更不容乐观的是，高等学校的师资力量有陷入恶性循环的趋势，尤其是一些目前社会上的热门专业。高校师资的主要来源是研究生，但热门学科的优秀毕业生愿意在高校任教的却不多。古人云：文章乃经国之大业，不朽之盛事。硕士论文水平的高低是衡量研究生能否毕业的重要依据，但近年来，部分硕士研究生学位论文创新性差、质量下降。究其主要原因是研究生没有树立正确的世界观、人生观、价值观，学习动力不足，学习不努力，因此，在论文写作过程中“偷工减料”，人云亦云，甚至出现了个别抄袭、剽窃等现象。有的研究生论文往往是开头几章原封不动，照抄别人的，最后一章发发感想。有的研究生论文是大题目做了小文章，头重脚轻；有的是缺乏实验数据，凭空想象；有的是曲解人意，生拉硬扯；有的是结构不合理，将错就错；有的是堆砌华丽词藻，内容空洞；有的是引述各家之论十分壮观，没有自己的见解；有的是语言修饰不当，读来令人费解；有的是云山雾罩，不知所云；硕士研究生应当通过自己的在校学习，并通过自己的研究，大体形成自己的基本科研能力。而在这基本的科研能力中，自主地思考，对所研究的问题形成自己的见解，有初步的独立思想和独立思想能力，是最为重要的。
暖通空调专业硕士研究生的培养应遵循坚持质量、优化环节、规范管理、突出特点的原则，始终将研究生创新意识、创新精神、创新能力的培养作为中心任务。构建包括研究生生源质量、指导教师队伍水平、硕士论文质量等全方位的创新体系，培养创新精神，使他们学会创新思维，掌握创新方法，激发创新火花，提高创新素质。使硕士研究生的思维具有思维形式的反常性、思维过程的综合性、思维空间的开放性、思维成果的独创性。同时，还需要健全研究生教育管理体系和运行机制，加强过程管理，强化教学督导，严格课程教学、学位论文等环节的质量监控。加强导师队伍规范性建设，完善导师遴选与考评制度，建立导师上岗培训制度。创新教育教学方法，注重科学精神和人文素质培养，加强科研诚信和学术道德建设，培育更多国家经济建设急需的优秀人才。
参考文献：
[1]金丽鑫，谢立平，姜红，等.研究生质量下滑原因剖析及解决策略[J].辽宁教育学院学报，2005，（8）.
[2]孙利.研究生学位论文创新体系探析[J].中国电力教育，2010，（28）.
[3]汪勋清，王春霞，田松杰，等.优化研究生培养方案，构建培养质量管理体系[J].高等农业教育，2008，（12）.
[4]钱存阳.研究生创新能力培养的障碍与对策研究J].高教探索，2004，（1）.
[5]王晓梅，张桂花.硕士研究生培养质量保障体系的构建与评价[J].产业与科技论坛，2010，9（3）.
[6]林小丹，陈松.建筑业创新体系的构建[J].建筑经济，2003，（11）.
[7]张优智，李治.阻碍研究生创新能力培养的因素探析[J].中国地质大学学报（社科版），2004，4（3）.
[8]陈厚，曲荣君，王春华，等.研究生创新能力平台的构建与实施[J].广州化工，2010，38（10）.
[9]张国兵.筛选理论与研究生创新乏力[J].学位与研究生教育，2006，（12）.
[10]黄浩.先天不足与后天失误——现当代文学专业研究生论文水平低准现象我见J].文艺争鸣，2000，（6）.
篇6
【国家电网公司】5月16日，特高压奖学基金成立仪式在京举行。基金采取开放式方式，接受捐赠人、电力企业、相关行业组织的联合捐赠，初次募集资金人民币2300万元。目前共有国家电网公司等19家电力行业企业和组织共同参与，每年面向清华大学、山东大学、上海交通大学、浙江大学、华北电力大学等17所高校的160名电力专业的优秀本科生颁发“特高压奖学金”。基金委托国家电网公益基金会负责业务运作与日常管理。
【北京建筑大学】5月19日，北京建筑大学与中国兴业太阳能技术控股公司联合成立分布式能源及微电网联合研究中心。根据双方签署的战略合作协议，双方将就分布式发电及微电网领域的新技术以及其在建筑上的应用开展广泛而深入的研究，在产学研方面深度合作；兴业太阳能将在北京建筑大学设立专项奖学金，每年资助在该领域取得一定成就的学生。
【南京工程学院】5月22日，南京工程学院与南瑞继保合作共建电气工程领域研究生工作站揭牌仪式举行。南京工程学院电气工程领域研究生已进驻该工作站，并已开展两届研究生工程实践。研究生工作站的成立将进一步增强双方在研究生培养、技术研发等方面的合作。
【东南大学】5月22日，教育部高等学校电气类专业教学指导委员会2014年度第一次工作会议在南京举行。会上，教育部高等学校电气类专业教学指导委员会主任、东南大学常务副校长胡敏强报告了教指委2014年上半年的工作情况，并就下半年工作作了部署。与会委员围绕电气类本科专业设置、培养目标、培养规格、师资队伍建设、教学条件、教学质量保证等主题进行了深入讨论。与会专家就本专业教学质量国家标准达成了初步共识。
篇7
关键词：数学建模；创新能力；数学实验；建模竞赛
中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）32-0135-02
创新能力是国家竞争力的核心，科技创新人才的培养直接影响国家未来的整体创新水平和国家的创新竞争力。高等学校和科研院所培养的研究生是科技创新人才的后备军，应当以培养研究生创新能力为根本目标，将科技创新能力的培养渗透到研究生教育的整个过程。教育部于2003年公布的“研究生教育创新计划”指出，为全面建设小康社会，国家对高层次创新人才的需求不断扩大，研究生教育必须加快改革步伐，不仅要培养大批人才，更要把工作重心转移到提高培养质量，特别是提高研究生的创新意识和创新能力方面上来，积极主动适应国家对创新型人才的需要，实现从研究生教育大国向研究生教育强国的转变。
一、数学建模教育与创新能力培养之间的关系
创新能力就是利用已有的知识和技能，根据客观情况的变化而认识问题、解决问题，获得创新成果的能力，主要表现为敏锐的观察力、聚精会神的注意力、良好的记忆力、较强的操作力、丰富的想象力、有创造的思维力和思维方式、灵感和顿悟以及信息检索能力，能够得出有独出心裁的见解和方法。严谨的逻辑思维和定量思维是衡量一个人文化素质是否全面发展的一个重要标志。德国著名数学家Grassmann曾说过：“数学除了锻炼敏锐的理解力、发现真理以外，还有另一个功能，就是训练全面考虑科学系统的头脑的开发”。James指出：“数学的思考方式具有根本的重要性，数学为组织和构造知识提供了方法，以至于当用于技术时就能使科学家和工程师们生产出系统的、能复制的，并且是可以传播的知识。分析、设计、建模、模拟（仿真）及其具体实施就可能变成高效加结构良好的活动”。伽利略曾说过：“自然界最伟大的书是用数学语言书写的”。数学是推动科技创新的主要力量，深厚的数学理论基础、用数学处理实际问题的能力是衡量研究者能否进行科技创新的关键因素。数学建模就是建立数学模型的过程，对于一个实际问题，用数学的语言、公式、符号、图表等进行刻画和描述，然后经过数学的处理即计算、迭代等得到定量的结果，利用得到的结果再返回到实际问题，用于人们的分析、预报、决策和控制。面对各种各样的实际问题，如何抓住主要矛盾，进行合理的假设，逐步引入数学的思想，利用数学的理论和方法得到数学上的求解，最后翻译到实际问题，这实际上是科技工作者综合创新能力的体现。
二、工科研究生学习现状分析
中国石油大学（华东）工科研究生在三年的研究生学习阶段，只有一年的课程理论学习，取得相应的学位课学分后，从第二年就转入导师布置的论文阶段，至此课程学习全部结束。笔者讲授研究生“数值分析”课程数十年，面授对象大都是石油主干专业的硕士研究生，这些学生经过了大学阶段的学习后，学习能力和知识有了很大的提高。数值分析、应用统计方法、矩阵理论及计算是我校工科研究生大面积选修的学位课程，在有限的课时学完这些课程后，研究生学到了必要的数学理论及知识，但在以后的科研阶段碰到实际问题后，如何去应用数学、如何转化为数学问题，还会碰到很多的困难。有些石油学科中的主干课程，像流体力学、渗流力学、固体力学、传热学等，在大学阶段就开始学习这些相关的课程，到了研究生阶段，还要继续学习这些课程。数学模型的来龙去脉、实际问题的简化、数学模型的建立推导以及求解方法、如何反映实际问题，这些更重要的知识并没有真正掌握，以至于在后续的科研阶段，碰到新的问题无从下手，究其原因，还是在学习的过程中，缺乏深厚的数学理论和专业知识基础，缺乏数学建模的能力，导致研究成果缺乏创新性。由于实际问题复杂和多样性，建立真实反映实际问题的数学模型也越来越复杂，精确求解数学问题变得不可能，只能借助于计算机近似求解。现在人们普遍把科学实验、理论研究、科学计算并列为科学研究的三种基本方法。随着计算机、数值计算方法和应用软件的发展，科学计算作为科学研究方法之一显得尤为重要。近年来，计算流体力学、油藏数值模拟、计算传热学等学科发展很快，通过大量的科学计算，可以发现传统理论研究和科学实验发现不到的一些规律和现象。近年来，我校越来越重视工科类研究生创新能力的培养，但很多研究生往往把数学看成服务性的课程，仅学习一些肤浅的数学知识和数学计算，对一些影响深远、应用价值大的数学思想和数学方法很少涉及，学生数学建模能力不足。因而，许多具有硕士学位的科技人员面对涉及较深的数学知识的科技创新时，也就显得力不从心了。
三、加强数学建模教育，提高创新能力的措施
1.在数学理论学位课的教学中渗入数学建模的思想。在研究生的数学理论课程教学中，除了讲解数学理论、数学方法外，针对数学模型的背景，应该讲授给学生数学模型本质的知识，不但要让学生知其然，还要知其所以然。比如在讲授三次样条插值时，首先给出三次样条插值的定义、理论模型及求解方法，要保证方程组的封闭性，还需要给出相应的边界条件，在三类边界条件中，每一类边界条件对应的含义，在边界上一阶导数、二阶导数及周期边界分别为已知的情况下所对应的实际问题的要求要解释清楚。对于不同的实际问题，可以根据实际需要给出对应的边界条件。我们知道，越是抽象的理论、模型、方法，其应用范围越是广泛。很多不同领域的实际问题，其对应的数学模型有可能完全相同，学完一类数学模型后，要求学生针对各自专业中所涉及到的专业知识，能够解释它们对应的实际问题，这样既激发了研究生的学习兴趣，又培养了他们善于归纳、把数学模型分门别类处理、碰到类似实际问题的数学建模能力，提高了他们利用数学建模进行创新的能力。
2.开设研究生数学建模和实验课程，能够提高研究生数学应用能力。在研究生学习完相应的数学理论课程后，第一学年第二学期增设研究生数学建模和数学实验课程，这是衔接数学和后面的科研工作阶段的一个重要环节。通过数学建模和数学实验的学习，研究生可以提高“用数学”的能力，在各自的专业领域里，碰到实际问题，知道如何利用数学的理论、方法建立数学模型，借助于计算机软件进行科学的计算，达到定量解释结果，这样有助于发现新现象、新规律，有助于得到创新成果。
3.积极组织研究生参加全国研究生数学建模竞赛等科技活动。为提高研究生数学应用能力的新要求，从2004年起，研究生数学建模竞赛开始举办。我校自2005年开始，研究生组队开始参加研究生数学建模竞赛，从开始零散的几个队参加到现在每年约50个参赛团队的规模，多次获得全国一等奖、二等奖。参加数学建模竞赛的研究生普遍反映这个科技活动使他们受益很大，具体体现在以下几个方面：①培养了研究生对资料检索的能力，研究生数学建模竞赛题目涉及到的范围很广，要想完整完成建模论文的提交，需要参赛学生既要具备广泛的知识面，还要具备快速收集有关科技文献、正确理解实际问题背景的能力。因此，数学建模竞赛可以加强研究生对资料检索和使用资料能力的培养。②培养大学生文字表达能力和创新意识，研究生数学建模竞赛要求参赛学生尽快熟悉实际问题的背景，然后在合理的假设下，引入数学的概念及知识建立数学模型。在此基础上，使用有关软件或自我设计程序，借助于计算机进行求解，最后形成论文。论文要求模型合理，文字清晰，表达严谨，重点突出，因此这些要求有利于培养学生的文字表达能力和创新意识。③培养学生团队意识和合作精神，数学建模竞赛要求三个人组成一个队进行参赛，组队的原则是：使每个人的特长得到最大发挥，达到群体合作的最佳效果，实现知识能力的最优组合，获取竞赛的优异成绩。每个队的三个人相互协调，密切配合，相互取长补短，学会倾听别人的意见，善于从不同争论中综合出最佳方案，最后取得好成绩。数学建模竞赛的整个过程有助于培养研究生团队意识和合作精神。
四、结论与认识
数学建模教育对于研究生的创新能力和综合素质的培养至关重要，在研究生数学理论课程的教学中，逐步引入数学建模的思想和方法，开展数学建模和数学实验教育，对于后续的科研工作直至将来走向工作岗位会使研究生终生受益，为未来各个行业的创新人才的培养奠定了坚实的基础。
参考文献：
[1]姜启源，谢金星，叶俊.数学模型[M].第四版.北京：高等教育出版社，2011.
[2]周少波，孙祥，徐晟.工科研究生射血能力的培养研究――基于科技创新的视角[J].研究生教育研究，2013，（4）：42-47.
[3]刘凤秋，毕卉，陈东彦，等.融合数学建模思想的理工科研究生创新能力培养模式[J].高师理科学刊，2014，34（5）：82-84.
篇8
王老师在境外和国外的学习与工作经历有成功,更有坎坷与挫折.在攻读博士学位期间,他以敏锐的触觉,发掘出建筑设备工程学科在当时国际前沿研究领域的一个重要课题-建筑设备控制系统传感器信号可靠性的检验,开创性地提出并发展了基于质能守恒的传感器软性故障诊断原理,并以其长于数理推理的能力,发展出了一系列偏差信号的在线修正方法.而当这些创新性成果已被多个国际学术期刊接受,但尚未正式出刊之前,他决定以访问学者身份,前往美国麻省理工学院,到我校著名校友陈刚教授纳米工程实验室,准备将那里作为又一个新的起点.
在麻省理工学院,他以一项风险性很高的研究课题开始:高梯度场静电相变制冷的探索,经过一年多高强度,多方面的试验,得出的结论与事前的预期相差甚远.努力没有得到回报并没有使他失去信心,他转而着手有关纳米流体导热性能提升机制的课题研究,他和导师大胆提出了"电致导热"机理的设想,这个机理得到了国际传热传质领域众多学者的赞许和青睐.遗憾的是,由于涉及面宽,不确定性因素多,对实验研究的要求高,到目前为止,该项机理还没有最终定论,与此同时,纳米流体导热提升的理论和实验研究仍然是当前国际上的一项热点.从出成果的角度看,王劲柏老师的麻省理工学院经历是失败,然而,从科学研究的本质与未来发展的需求角度,他本人并不认为这是"失败",因为他更看重的是研究工作的过程和无形积累,他认同的是"失败是成功之母".导师陈刚教授对他表现出的执着,勇气和能力给予很高评价,同时也建议了一个选择机会:原不愿意到 intel从事计算机芯片热控方面的研发工作,可以推荐.
王劲柏老师最终回来了,回到他出国之前工作的环境学院.没有考虑留在美国的原因,他说有两个.一个是,在作留在美国的建议时,陈刚教授提醒到:留在美国可以很安稳,但不要再有"野心".他觉得,没有更高追求的生活,人生的意义就太失色了.另一个是,多年的境外国外时间里,他看到也切身感受到,至改革开放以来,在党的正确领导下,我国正在全方位地沿着一条正确道路快速发展,在有中国特色的社会主义建设过程中,能源和环境领域的发展必将有非常好前景,同时坚信,在"失败"中积累的无形财富,在国内定会更有机会结出成功果实.经过慎重思考,顾及到学校与国外在相关条件上的差距,王劲柏老师决定重新回到他之前所熟悉,并曾作出过一定成绩的建筑环境与设备工程领域,从事教学与科研工作.
教学方面,担任了"传热学","热质交换原理与设备","暖通施工","学科专业概论"等四门本科生课程,"建筑能源与控制"和"建筑物热过程"两门研究生课程的讲授,本科生"认识实习","生产实习"及"毕业设计"的实践教学环节的指导,以及XX级开始的硕士研究生的指导.对王老师的课堂教学,可以用以下几个短语来概括评价:课堂气氛活跃,效果好,互动强,知识面宽,不同内容关联度高,诱导与启发力度大,讲授有激情,受到同学的欢迎.对研究生的培养,在注重扩宽学生视野,加强基础理论知识,突出对自学,科研能力训练,解决实际问题要求的同时,特别强调对求知探索和创新意识的激发,针对不同学生的特点,做到课题开始早,计划详细,目标明确,路线清晰,指导耐心细致,要求严格,效果明显.在回国后的第一届硕士生培养过程中,通过有效指导及研究生的勤奋努力,课题组发掘出了几个既有非常好的学术意义又有很高的实际应用价值的课题,初步研究结果令人鼓舞,可望在近期形成良好成果.所指导的研究生通过自身的感受,对这种从实际应用中发掘出问题,从需求产生学习欲望,在解决问题的过程中培养多方位能力的指导和学习方法给予了高度评价.
科研工作方面,在经历了一段时间的领域和方向调整过程后,王老师现已有了明确的主攻方向:建筑及工业领域的节能与可再生能源利用技术与装备.两年多时间的积累已开始初见成效:获得了一项化工企业节能技术研究项目支持,申报了一项发明专利,另一项正在申报之中,风险投资对他的个别新技术已经表达了投资兴趣,为出高水平成果的相关铺垫性研究工作也开始有了令人鼓舞的初步结果.王老师对接下来几年的发展充满了信心.
在教学与科研之外,王老师也肩负有不少教学管理和其他社会工作.回校后不久,他即被学院安排担任负责研究生教育与培养工作的院长助理,之后又被选为环境学院基层工会主席,紧跟着,又开始兼任建筑环境与设备工程系系主任.这些管理与服务工作头绪多,内容杂,任务重,需要花费大量时间和精力,但他能吃苦,任劳任怨,严格要求自己,有条不紊地开展各方面的工作.在研究生教学管理和培养方面,他有不少关于如何借鉴国外高水平大学的人才培养方法和理念的设想,并有了初步的尝试计划.
在系主任工作方面,针对建系时间短,各项基础薄弱等特点,除了与同事们一起积极开展学科建设外,特别注重队伍建设和人才引进,强调学科发展一定要凝炼出好的方向,采取各种有实效的举措走出去,请进来,扩大交流,通过机制建设,造就和谐的竞争与协作共存,夯实基础与创新进取共重的良好氛围.XX年以来,组织了多次境外国外学者的来访交流;2011年4月,建环系非常成功地承办了第三届全国建环专业负责人会议,这是第一次在湖北地区举行全国性专业会议;今年5月,在学院和学校的支持下,建环系从香港理工大学成功引进了一位年轻人才,在自己目前还不是教授的情况下,建议将引进人才定位教授,并最终得到学校特聘小组的批准.
作为环境学院基层工会主席,王老师积极配合学院党总支和行政,认真做好监督,参与,维权等方面的工作,带领工会委员起到了很好的桥梁与沟通作用.通过积极组织和亲自参与,对活跃环境学院气氛,促进教职工间的和谐与团结作出了贡献.
王劲柏老师以一个优秀党员的标准严格要求自己,不断提高自身的党性修养,在教学,管理和服务工作,日常生活中,公平正派,服务意识强,尊重他人,乐于助人,受到同事和学生的好评.
最后,在此附上一位同学写的一份材料,可以看到学生眼中的王老师.
一日为师,终生为父
如果要用一句话总结王老师对学生的态度,用"一日为师,终生为父"是再贴切不过的了.王劲柏老师对每个学生的感情,就像是对自己的儿子一样,关心和爱护.
第一次遇见王劲柏老师的时候,是在传热学的课上,他一口流利的标准的英语就把我们震撼了,更让我们震撼的,就是他慈祥亲切的笑容,更更让我们震撼的,就是他特别专业,详细,易懂的讲解.于是,听王老师的课,成了一种享受,他把知识,专业最新的动态,还有温暖的笑容,都通过导热,热对流和热辐射传给了我们.于是,那个寒冷冬天的课堂开始变的有了温度,每次课堂都坐得满满的,我们互相传着热量.
他喜欢和我们交流,和蔼的像个伙伴.关于我们的学习,关于我们的生活,关于我们的未来.我们喜欢和这样的朋友讲心事,他像个长辈看着我们的成长.说着他年轻的时候的故事,听着我们诉说着自己的烦恼.他的思维活跃,经历丰富,帮助我们找到自己的目标,解决我们的困惑.对职业的发展,大家都很迷茫.王老师就经常给我们讲目前国内外专业发展的现况,未来的发展,各种工作岗位的性质,也会根据我们的性格等分析我们适合的工作类型.在研究生阶段,他根据我们的兴趣爱好,选择适合我们的研究方向,并经常和我们交流名为我们答疑解惑,使得我们很快的适应了研究生的生活.（2）
他敬职敬业,深深的感染着我们.每一节课,他都认真的准备,对难点和重点,总是会用生活中的例子帮助我们理解,每一次作业,他都认真批改,红笔留下的是出错的原因和详细的说明.周一至周周六,每天早上,他基本上都是第一个到实验室,然后,就会工作一整天,直到深夜.这份执著,源自对工作的热爱,源自教书育人理想.这份热情,也影响着我们.我们努力的学习,对专业问题追根问底.有时为了一个小问题,我们都会阅读大量文献资料,为了一个数据,我们都会反复研究分析.正是在这种氛围中,我们学习知识,共同进步.
他治学严谨,在学术上一丝不苟.对我们要发表的论文,他会逐字逐句的为我们批改,对引用文献和数据的出处,他都要亲自看一遍,对问题的探究,他谦虚谨慎,一个措辞都会斟酌很久.对一个实验现象,他都会从很多角度分析,找到最合理的解释.对试验和模拟的数值差别,他都会认真分析误差来源,仔细寻求解决办法.正是因为这样,我们的研究方向,研究手段都得到了创新,在王老师回国后的短短两年内,我们经过了从无到有的过程,根据国家节能减排环境保护的政策,确定了既有非常好的学术价值又有高实际应用的课题,搭建了实验台系统,开拓了视野,也取得了初步的成果.
教室里,是他渊博,深入浅出的讲解;
足球场上,是他矫健的奔跑;
篇9
关键词：逆流换热器热力学优化温差场均匀性因子火用效率熵产
1．引言
换热器作为一种各工业领域广泛使用的设备，它的研究倍受重视。目前关于换热器的研究大致有两个方向，一是研究换热器传热强化，主要目的是提高换热器流体和固壁间的对流换热系数，进而提高换热器的效能。二是从可用能的角度研究换热器的热力学优化，包括换热器的熵产分析、火用效率分析等，从使换热过程不可逆性最小的角度来优化换热器。其中过增元提出的换热器温差场均匀性原则，一方面可以指导新的提高换热器效能的方法，另一方面也可以对换热器热力学优化做分析。本文是从温差场均匀性原则出发，将其应用于逆流换热器的优化过程，并对各种优化方法进行分析比较。
2．换热器温差场均匀性原则
过增元在1992年《热流体学》[1]一书中定义了温差场不均匀因子，应用于顺流、逆流和叉流换热器，发现在相同的传热单元数NTU、热容量比W和流体进口温度的条件下，逆流换热器温差场最均匀，效能也最高，熵产也最小。进而在1996[2]年定义温差场均匀性因子，提出了换热器热性能的温差场均匀性原则：在NTU和W一定时，换热器的温差场越均匀，其效能越高。并采用数值方法对13种换热器的温差场和效能进行了分析，验证此原则的正确性。通过熵产分析指出此原则是以热力学第二定律为理论依据的。同时针对叉流换热器，提出了分配换热面积来改善换热器性能的新方法。过先生又在2002[3]年给出了简单顺流、逆流、叉流换热器温差场均匀性因子的解析表达式，同时通过实验的方法对此原则进行了验证，针对多流程叉流换热器，举例说明用改变管路连接的方法来改变温差场均匀因子，进而改变换热器的效能。在2003[4]年提出基于温差场均匀的场协同原则，同时将此原则应用于多股流换热器中，提出换热器传热性能的高低取决于冷热流体温度场的协同程度，而不是流动方式。
从上述温差场均匀性原则的提出、验证和发展历程来看，这一理论已经比较成熟，也是从传热物理机制方面优化换热器的新探索，可以利用它比较实际换热器的换热性能。很多换热器大都是复合型流动方式的换热器，基本上没有解析表达式；尤其对于叉流换热器，应用此原则，可以在NTU和W给定时，改变传热面积的分布或是管路连接方式，来改变换热器的效能。温差场均匀性原则前提条件是NTU和W值恒定。对于换热方式（逆流）已定的换热器，在W和NTU变化时，应该如何应用此原则是本文讨论的主要内容。
3．温差场均匀性原则在逆流换热器热力学优化中的应用
过先生[3]将温差场均匀性原则用于指导叉流换热器的优化，并对优化效果进行了分析验证。温差场均匀性原则，是从研究对流换热的物理机制出发[5]，用于指导各种形式换热器的优化。本文目的就是应用这一原则来指导逆流换热器优化方法的选择。
3.1逆流换热器已有热力学优化方法比较分析
以目标函数区分的优化方法大概有两类：一是传热过程熵产分析，二是定义火用效率分析。
关于熵产，徐志明、杨善让[6]等人定义熵产生数Ns：单位换热量的熵产。以Ns最小为目标，通过泛函求极值求得换热器温度和热流的最优分布，得到结论：使W略大于1实现最优参数分布。他们从温度分布的角度来优化换热器，提供了一种从换热内部的细节研究问题的思路。能大曦[7]等人在分析换热器的熵产时得到了类似的结论：在W为1时，换热器的Ns最小。同时指出徐志明等人研究得到的W略大于1的结论，是因为他们定义的NTU与常规的定义不同。综合分析前二者可以得到：当NTU一定W变化时，使W为1，换热器性能最佳。对于逆流换热器，W为1就意味着温差场均匀，符合温差场均匀的原则。当W不变NTU变化时，对于Ns的变化，能大曦[7]等人的研究得到：对于逆流换热器，W不变，随着NTU的变化，Ns单调减小。
关于火用效率分析，徐志明、杨善让[8]等人，给出考虑阻力的火用效率取极大值的方法。通过定义火用效率：
分析火用效率随NTU和W的变化，下图是他们分析的结果。从上述结果看出：对于逆流换热器，W不变，NTU较大时，随着NTU的变化，η会越来越低，NTU不变，W变化时，η在W近似为1时取得最大。
比较熵产和火用效率两种方法的结论可以得到，NTU不变，W变化时，二者结论基本一致。而对于W不变，NTU变化的情况，随着W增大，Ns单调减小，而也降低了。两种方法出现了矛盾。下面通过温差场均匀性原则对两种方法比较选择。
3.2逆流换热器熵产和温差场均匀性分析
3.2.1逆流换热器W变化时，看换热器的效能、Ns、温差不均匀因子变化规律。
分析中采用文献中已有的表达式：
(a)换热器的效能[8]：
(b)换热器的熵产[7]：
(c)熵产生数[7]：
其中：。
的解析表达式见文献[7]，换热器的表达式见[3]，图1给出W从0.1变到0.9时，、以及变化结果。其中
由图中得到：随着热容量比接近于1，换热器温差场均匀性因子增加了，熵产减小了。同时结合徐志明[8]等人分析火用效率的结论，综合得到：在NTU不变，W越接近于1，换热器温差场均匀性因子越大，熵产生数越小，火用效率越高。即熵产分析和火用分析均符合温差场均匀性原则。另外从图中看出效能随着温差场的均匀而降低了，用效能来评价换热器性能和热力学分析结论出现了矛盾。当NTU一定，如果要求不同的W得到相同的换热量的话，那么W小的流体，热侧流体的流量很大，保证如此高的流量也要有代价，同时由于流量大，通过换热器时阻力损失也大，与之相对应的火用损失也大，火用效率[7]降低了。因此同时得到单纯用效能来评价换热器是不可靠的结论。
3.2.2W一定，NTU变化时，温差场均匀性因子、熵产生数以及效能的变化。为便于和火用效率[7]分析的结果作对比，取热容量比：
得到结果如下：
图2Ns－NTUφ-NTU和ε-NTU曲线
由上图可见，当W不变时，随着NTU的增加，Ns变小了，效能增加了，但温差场变得不均匀了。结合徐志明[8]的结论，火用效率变小。发现此时火用效率判据符合温差场的均匀性原则，而熵产分析却和原则相反了。Bejan[10]曾把逆流换热器传热过程的熵产分为不平衡流动即热容量不匹配的熵产和由于传热面积有限引起的熵产。能大曦[7]等人对两部分熵产比较得到：两部分的熵产随NTU的变化，趋势是相反的。由于换热面积有限引起的熵产随NTU增加而减小，由于不平衡流动的熵产随NTU增加而增大。对于逆流换热器，温差场均匀与否只取决于W是否为1。不难理解只有由热容量不匹配引起的熵产变化趋势能用温差场均匀性原则来解释。换句话说，熵产生数来做判据包含了换热的物理机制之外的部分，在对换热器做优化时，应怎样用它还有待进一步的分析。从这个角度考虑，基于换热的物理机制建议选择火用效率作为换热器热力学优化的判据。
4．结论
（1）针对逆流换热器，比较已有优化方法，发现熵产分析和火用效率分析在W一定，NTU变化时得到的结论出现了矛盾。
（2）应用温差场均匀性原则，对比温差场均匀性程度变化的趋势和熵产生数、火用效率的变化趋势，得到火用效率和温差场均匀程度变化趋势相协调，选用火用效率来做优化更能反映换热的物理机制。因此建议用火用效率来优化换热器。
参考文献
[1]过增元，热流体学，清华大学出版社，1992
[2]过增元、李志信、周森泉、能大曦，中国科学（E辑），1996.2
[3]GuoZeng-Yuan,ZhouSen-Quan,LiZhi-Xin.InternationalJournalofHeatandMassTransfer,2002,45:2119-2127
[4]过增元、魏澎、程新广，科学通报，2003.11
[5]过增元，科学通报.2000.45(19):2118-2122
[6]徐志明、杨善让、陈钟颀，化工学报，Vol.46No.1,1995.2
[7]能大曦、李志信、过增元，工程热物理学报，Vol.No.1,Jan.1997
[8]杨善让、徐志明等，工程热物理学报，Dec.1996
[9]杨世铭、陶文铨等，传热学，高等教育出版社，1998
[10]BejanA.EntropyGenerationthroughHeatandFluidFlow.NewYork:Wiley-Interscience,1982
篇10
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