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關(guān)鍵詞:熱能動(dòng)力工程;鍋爐;能源;發(fā)展
中圖分類號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,社會(huì)生產(chǎn)力的不斷發(fā)展,能源缺乏成為了生產(chǎn)生活亟待解決的問(wèn)題,熱能作為長(zhǎng)期廣泛被應(yīng)用的能源,在眾多的企業(yè)發(fā)展,工程作業(yè)中發(fā)揮著重要的作用,尤其是在動(dòng)力工程中。眾多的企業(yè)鍋爐工廠、藥廠等都對(duì)熱能和動(dòng)力工程有著不時(shí)之需。并且應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大,應(yīng)用領(lǐng)域也不斷延伸,發(fā)展前景不可估量。
1、熱能動(dòng)力工程
熱能動(dòng)力工程,簡(jiǎn)而言之就是熱能與動(dòng)力工程的有機(jī)結(jié)合體,它的研究范圍廣泛,涉及學(xué)科眾多,與很多相關(guān)專業(yè)出現(xiàn)了交叉現(xiàn)象,專業(yè)研究的方向主要被定位于二者之間的相互轉(zhuǎn)換問(wèn)題,能源的來(lái)源及利用途徑問(wèn)題。
2、我國(guó)的熱能動(dòng)力工程發(fā)展情況
隨著社會(huì)的發(fā)展,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)得到很大的發(fā)展,人們也是越來(lái)越關(guān)注人才和教育方面,為了能夠更好的適應(yīng)經(jīng)濟(jì)前進(jìn)局勢(shì)中對(duì)于人才的需要,我國(guó)也會(huì)加大了對(duì)這方面的力度。在1993年我國(guó)教委對(duì)各個(gè)高校下發(fā)了相關(guān)政策,要細(xì)致劃分專業(yè),主要是9個(gè)學(xué)科,包括熱能項(xiàng)目、熱能項(xiàng)目以及動(dòng)力設(shè)備、熱力發(fā)動(dòng)設(shè)備、制冷和低溫項(xiàng)目、流體設(shè)備以及流體項(xiàng)目、水利水電動(dòng)力項(xiàng)目、項(xiàng)目熱物理、能源項(xiàng)目以及冷凍冷藏。到了1998年教育機(jī)構(gòu)又重新下發(fā)了更改計(jì)劃,將這些專業(yè)合并到一起,也就是現(xiàn)在的熱能和動(dòng)力項(xiàng)目,并且在全國(guó)的各個(gè)高校成立這個(gè)專業(yè)。大量的運(yùn)用能源在很大程度上推動(dòng)了熱能以及動(dòng)力項(xiàng)目的發(fā)展,它將各類設(shè)備原理,動(dòng)力學(xué)理論學(xué)識(shí),教育各類優(yōu)異的設(shè)備轉(zhuǎn)化措施進(jìn)行了全面的綜合,正在運(yùn)用到社會(huì)的建設(shè)中,促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展。能源動(dòng)力已經(jīng)廣泛的運(yùn)用到各個(gè)行業(yè)中,推動(dòng)了我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
3、熱力動(dòng)力工程存在問(wèn)題的深入研究
熱力動(dòng)力應(yīng)用于鍋爐是一項(xiàng)新的研究,雖然可以很好的解決資源環(huán)境問(wèn)題,但在一定程度上它也有一些顯而易見的毛病。其中最為不容忽視的便是風(fēng)機(jī)問(wèn)題,風(fēng)機(jī)是一種機(jī)械,它通過(guò)裝有多個(gè)葉片軸旋轉(zhuǎn)來(lái)推動(dòng)氣流,葉片將施加于軸上旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能,轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)氣體流動(dòng)的壓力,從而實(shí)現(xiàn)氣體的流動(dòng),是一種廣泛應(yīng)用于生活中的設(shè)備。舉例說(shuō)明,比如說(shuō)發(fā)電廠,鍋爐,礦井,隧道,車輛,船舶和建筑物的通風(fēng)等,都離不開它或多或少的幫助,其中,作為重要的是應(yīng)用于電站,它發(fā)揮著不可磨滅的作用。如今,機(jī)組向大容量,高轉(zhuǎn)速,高效率,自動(dòng)化方向飛速發(fā)展,是得風(fēng)機(jī)的安全可靠性受到巨大壓力,一旦發(fā)生巨大事故,如燒壞電機(jī),竄軸,葉輪飛車,軸承損壞等,不僅對(duì)當(dāng)?shù)仉姀S造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失,更是威脅著當(dāng)?shù)毓ぷ魅藛T的生命安全。由此可見,風(fēng)機(jī)利弊兼互,但技術(shù)的要求使得風(fēng)機(jī)必須使用,所以,待發(fā)現(xiàn)新技術(shù)之前,還需的是不斷完善風(fēng)機(jī)技術(shù),引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),使其向智能化方向發(fā)展,從而達(dá)到真正的節(jié)能高效。
4、熱能動(dòng)力工程在能源與鍋爐方面的應(yīng)用
4.1、熱能動(dòng)力工程在動(dòng)力能源方面的應(yīng)用與發(fā)展
在我國(guó)的工業(yè)發(fā)展中,能源動(dòng)力是不可缺少的重要生產(chǎn)力,并且在很多工業(yè)領(lǐng)域中,都離不開熱動(dòng)能這一生產(chǎn)資源。如何提高能源動(dòng)力的應(yīng)用效率,減少熱動(dòng)能的無(wú)功損耗,成為了當(dāng)前工業(yè)發(fā)展中最需要解決的問(wèn)題。只有實(shí)現(xiàn)熱能的高效利用,才能起到節(jié)能環(huán)保效果,才能促進(jìn)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。而在熱能動(dòng)力工程技術(shù)中,其所應(yīng)用在最主要方面就是風(fēng)機(jī)。
風(fēng)機(jī)是一種應(yīng)用非常廣泛的機(jī)械設(shè)備,在多個(gè)個(gè)工程領(lǐng)域都是不可或缺的重要生產(chǎn)設(shè)備。如發(fā)電廠、車輛、船舶等。風(fēng)機(jī)的主要運(yùn)行原理是利用多個(gè)葉片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)來(lái)產(chǎn)生機(jī)械能,并應(yīng)用在工程機(jī)械的動(dòng)力能源中,從而推動(dòng)工程機(jī)械運(yùn)作。隨著工程機(jī)械的性能要求越來(lái)越高,對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率也提出了更高的要求。提高風(fēng)機(jī)性能同時(shí)還對(duì)于節(jié)省動(dòng)力工程能源也有著重要意義,這是熱能動(dòng)力工程的研究方向之一。
另外,工業(yè)鍋爐中的風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的內(nèi)部機(jī)械流場(chǎng)的不定性非常強(qiáng),所以,做詳細(xì)的試驗(yàn)去研究鍋爐風(fēng)機(jī)是非常困難的,因?yàn)闀?huì)涉及到很對(duì)的細(xì)節(jié),比較繁瑣,就目前的情況對(duì)其的力學(xué)解釋和分析方法也不是非常的完善,尤其是對(duì)于流動(dòng)分離等現(xiàn)象的研究在鍋爐研究中時(shí)非常重要的。進(jìn)行研究的時(shí)候還需要建立比較可靠的實(shí)驗(yàn)?zāi)P秃蛿?shù)值模擬,從而能夠仔細(xì)的分析機(jī)械流場(chǎng)內(nèi)部。為了能夠準(zhǔn)確的研究鍋爐風(fēng)機(jī)葉片旋轉(zhuǎn)的空氣流動(dòng)情況,一般情況下都是利用軟件建立二維數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)的方式。對(duì)于這個(gè)軟件數(shù)值模擬實(shí)驗(yàn)首先是要建立一個(gè)二維模型,然后根據(jù)提供的相關(guān)的數(shù)值進(jìn)行網(wǎng)格的劃分,設(shè)定邊界區(qū)域,然后是求解輸出的網(wǎng)格,主要是利用這些相關(guān)條件進(jìn)行,也可以使用求解器。最后將求解出的結(jié)果在建立一個(gè)二維數(shù)值模擬,然后模擬求解空氣留角下的流動(dòng),然后分析比較得出的結(jié)果與速度矢量圖,從而能夠得出鍋爐風(fēng)機(jī)葉片分離和攻角之間的關(guān)系。
4.2、熱能專業(yè)中工業(yè)爐的發(fā)展
1)、空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)
這種系統(tǒng)的組成涉及很多,主要是燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)獗壤y、空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等。它的主要工作原理是首先將熱電偶或氣體分析裝置檢測(cè)出數(shù)據(jù),然后將這些數(shù)據(jù)傳送到PLC,然后將這個(gè)值和設(shè)定的值進(jìn)行比較,偏差值就按照比例積分、微分運(yùn)算輸出4-20mA的電信號(hào),然后調(diào)節(jié)空氣/燃?xì)獗壤y和空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥的開度,從而能夠很好的控制空氣/燃?xì)獗壤蜖t內(nèi)溫度。
2)、雙交叉限幅控制系統(tǒng)
這種系統(tǒng)的組成涉及的方面也很多,主要包括燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)饬髁块y、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶等。它的主要工作原理是通過(guò)一個(gè)溫度傳感器熱電偶,將測(cè)量的溫度轉(zhuǎn)變成電信號(hào),這個(gè)信號(hào)主要是代表測(cè)量點(diǎn)的實(shí)際溫度,而對(duì)于這個(gè)點(diǎn)的溫度期望值主要是通過(guò)預(yù)存貯在上位機(jī)中的工藝曲線進(jìn)行自動(dòng)設(shè)定的。這兩個(gè)溫度之間存在的溫差剛好由PLC對(duì)燃?xì)?空氣流量閥的開度進(jìn)行自動(dòng)校準(zhǔn)。對(duì)于該空氣流量閥測(cè)量的方式主要是通過(guò)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位、控制空氣/燃料比,以及借助外界的儀器進(jìn)行的(主要是孔板和差壓變送器),測(cè)量燃?xì)獾牧髁恐饕峭ㄟ^(guò)一臺(tái)安裝在燃?xì)庵Ч苌系馁|(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行的,從而能夠很好的控制溫度。
5、熱能動(dòng)力工程的未來(lái)發(fā)展方向
5.1、往熱能動(dòng)力和控制工程發(fā)展
熱能動(dòng)力和控制工程的發(fā)展需要掌握熱能和動(dòng)力之間的相關(guān)知識(shí)內(nèi)容,與此同時(shí)對(duì)鍋爐的原理、汽輪機(jī)的原理、風(fēng)機(jī)的原理等方面也是需要了解和掌握的,與此相關(guān)的動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、燃燒污染與環(huán)境、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算以及流體機(jī)械相關(guān)的領(lǐng)域知識(shí)也需要了解和掌握的。
5.2、往熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車工程發(fā)展
對(duì)于熱力發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車工程的發(fā)展需要掌握熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的原理與車輛工程兩個(gè)主要方面的知識(shí)。在此基礎(chǔ)上,還可以往制冷低溫工程和流體機(jī)械方面做進(jìn)一步的發(fā)展,因而需要進(jìn)一步的掌握制冷、流體力學(xué)以及機(jī)械方面的相關(guān)知識(shí)。
5.3、往水利水電動(dòng)力工程發(fā)展
水利水電動(dòng)力工程需要掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)的安裝檢修和運(yùn)行、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、水利機(jī)組輔助設(shè)備、現(xiàn)代控制理論、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、發(fā)電廠自動(dòng)化、繼電保護(hù)原理等眾多領(lǐng)域的知識(shí),與此同時(shí)還需要了解水電廠的計(jì)算機(jī)監(jiān)控與現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)的相關(guān)知識(shí)。
結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步,使得熱能動(dòng)力工程也有了進(jìn)一步的發(fā)展,同時(shí)也促進(jìn)了我國(guó)熱力發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)的發(fā)展以及一些新興行業(yè)的發(fā)展。另外,熱能動(dòng)力工程在能源和鍋爐中的應(yīng)用,也因?yàn)榻?jīng)濟(jì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步得到了廣泛的應(yīng)用。隨著熱能動(dòng)力工程對(duì)日常生活的重要作用,希望相關(guān)的研究者更加的努力,繼續(xù)在能源和鍋爐的應(yīng)用中發(fā)掘新的功能,進(jìn)一步的滿足人類的需求。
參考文獻(xiàn)
[1]王強(qiáng).淺談熱力動(dòng)力工程在鍋爐和能源方面的發(fā)展?fàn)顩r[J].科技致富向?qū)?2014,18:87.
一、能源動(dòng)力工程領(lǐng)域的高等工程教育
能源動(dòng)力工程專業(yè)是伴隨著近現(xiàn)代工業(yè)革命發(fā)生、發(fā)展、加速過(guò)程成長(zhǎng)起來(lái)的傳統(tǒng)專業(yè),在新的能源形勢(shì)和建立工業(yè)強(qiáng)國(guó)的需求下承擔(dān)著嶄新而重大的培養(yǎng)責(zé)任。我國(guó)目前設(shè)有能源動(dòng)力大類專業(yè)的學(xué)校有130余所。經(jīng)過(guò)幾十年的努力,我國(guó)能源動(dòng)力的工程教育有了長(zhǎng)足的進(jìn)步,但總體來(lái)看,整個(gè)工程教育體系沒(méi)有發(fā)生本質(zhì)的變化,還不能很好滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)工程技術(shù)人才的需求。[3]能源動(dòng)力領(lǐng)域的高等工程教育主要存在四個(gè)方面的不足。
1.缺乏明確的工程教育定位
很多研究型大學(xué)的目標(biāo)是培養(yǎng)科學(xué)家,而不是工程師。而工程教育和科學(xué)教育是兩種不同的教育。科學(xué)家從事研究發(fā)現(xiàn),工程師進(jìn)行創(chuàng)造發(fā)明。培養(yǎng)工程師和培養(yǎng)科學(xué)家需要兩種不同的教育體系。作為一個(gè)典型的工程學(xué)科,能源動(dòng)力專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)該是以培養(yǎng)工程師為主。在現(xiàn)實(shí)需求下,就是培養(yǎng)既有創(chuàng)新能力又能解決實(shí)際工程問(wèn)題,同時(shí)具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高級(jí)人才。
2.工程教育體系陳舊
在課程設(shè)置上,能源動(dòng)力專業(yè)的課程改革基本上是在原有課程體系下的完善,沒(méi)有從根本上打破原有的課程體系。隨著新知識(shí)的不斷出現(xiàn),由于缺乏課程間的整合機(jī)制,課程有增無(wú)減,使學(xué)生不得不面對(duì)越來(lái)越多的課程。在教學(xué)模式上,通常是以教師為中心的講授式教學(xué),而不是以學(xué)生為中心的啟發(fā)式教學(xué)。學(xué)生的分析、想象、創(chuàng)造能力的培養(yǎng)受到限制。在教學(xué)內(nèi)容上,工程教育基礎(chǔ)課程太偏理論,教學(xué)中缺乏實(shí)際應(yīng)用的環(huán)節(jié)。不少專業(yè)課程跟不上科技發(fā)展的節(jié)奏,內(nèi)容幾十年不變,總體上比較陳舊。教學(xué)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證性為主,測(cè)試手段比較落后,設(shè)備比較陳舊。
3.缺乏與企業(yè)的互動(dòng)
作為一個(gè)實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科,不了解工程界的需求而一味紙上談兵不僅不能培養(yǎng)出合格的現(xiàn)代工程師,而且對(duì)于學(xué)科發(fā)展也是極其不利的。工程界對(duì)工程教育的教學(xué)內(nèi)容和實(shí)踐水平有嚴(yán)格要求,但不少工科教師缺乏必要的工業(yè)經(jīng)驗(yàn)和工程背景,學(xué)生也缺乏必要的實(shí)訓(xùn)機(jī)會(huì)和體驗(yàn)。4.缺乏工程教育的國(guó)際化隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化進(jìn)程的加速,能源動(dòng)力領(lǐng)域需要更多的按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)的工程人才。在工程教育體系中,需要更多地接納來(lái)自不同國(guó)家的學(xué)生,在教學(xué)和科研中注入更多的國(guó)際化內(nèi)容,與國(guó)外大學(xué)加強(qiáng)校際交流與合作,培養(yǎng)具備專業(yè)知識(shí)和能力的國(guó)際化現(xiàn)代工程師。總之,長(zhǎng)期以來(lái),能源動(dòng)力工程領(lǐng)域習(xí)慣于從系統(tǒng)性和科學(xué)性出發(fā)組織工程教育體系,較少以學(xué)生和工程界需求出發(fā)進(jìn)行考慮,無(wú)法真正適應(yīng)社會(huì)的變化和現(xiàn)代大工程教育觀念。
二、能源動(dòng)力工程領(lǐng)域的高等工程教育探索及實(shí)踐
針對(duì)能源動(dòng)力領(lǐng)域的工程教育問(wèn)題,近年來(lái)上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院對(duì)能源動(dòng)力專業(yè)的本科工程教育體系進(jìn)行了積極探索和實(shí)踐,主要?dú)w納為三個(gè)方面。
1.明確培養(yǎng)主體
首先明確了能源動(dòng)力專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是培養(yǎng)合格的現(xiàn)代工程師。培養(yǎng)的主體就是學(xué)生。從華沙世界工程教育會(huì)議和美國(guó)“2020工程師”計(jì)劃[4]對(duì)新一代工程師的要求來(lái)看,現(xiàn)代工程師首先要對(duì)工程或技術(shù)有熱情,因此在充分考慮學(xué)生需求和實(shí)際辦學(xué)條件的基礎(chǔ)上,選拔對(duì)成為未來(lái)工程師有強(qiáng)烈意愿的學(xué)生進(jìn)入教育部的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”特色班,希望能培養(yǎng)出未來(lái)企業(yè)界的領(lǐng)軍人物。這樣,學(xué)生在培養(yǎng)過(guò)程中可以保持較高的熱情,有利于教學(xué)和實(shí)踐工作的開展。
2.制訂“工程教育特色”培養(yǎng)計(jì)劃
新的培養(yǎng)方案中的課程設(shè)置主要分為四個(gè)部分,如圖1所示。第一部分通識(shí)教育課程主要由人文、社科、經(jīng)濟(jì)管理、外語(yǔ)、體育等課程組成。第二部分專業(yè)教育課程包括了能源動(dòng)力領(lǐng)域必備的數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、電子電工、材料、設(shè)計(jì)制造、熱學(xué)、流體力學(xué)等最基本的知識(shí)(必修)和各個(gè)研究方向(包括熱能工程、車用發(fā)動(dòng)機(jī)、葉輪機(jī)械、制冷與低溫工程)的專業(yè)課程(選修)。第三部分專業(yè)實(shí)踐課程涵蓋了各類實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)。第四部分個(gè)性化教育課程由學(xué)生根據(jù)需要自主選擇。相比原來(lái)的非工程教育課程體系,新的課程設(shè)置有下面幾個(gè)很大的變化:
(1)淡化了各研究方向的具體差異,強(qiáng)調(diào)通用基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。目前國(guó)際上普遍認(rèn)為應(yīng)該注重“基礎(chǔ)知識(shí)”,而“專業(yè)知識(shí)”可以在工作以后繼續(xù)增加積累,甚至終身都要不斷地學(xué)習(xí)。在“基礎(chǔ)知識(shí)”中,國(guó)際上的觀點(diǎn)更強(qiáng)調(diào)的是“通用基礎(chǔ)”。
(2)對(duì)課程進(jìn)行有效整合。原先的課程多而雜,在教學(xué)內(nèi)容上出現(xiàn)重疊,加上許多課程學(xué)分少,學(xué)生為了湊學(xué)分需要同時(shí)學(xué)習(xí)多門課程,所以學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)很重,不少學(xué)生都有“考完即忘”的經(jīng)歷,沒(méi)有達(dá)到要求的教學(xué)效果。在新的課程體系中,考慮上述問(wèn)題,對(duì)課程進(jìn)行大范圍整合:取消小學(xué)分課程(學(xué)分),設(shè)置高學(xué)分課程(學(xué)分),除個(gè)別課程外,多數(shù)課程都在3個(gè)學(xué)分以上。另外,突出了工程實(shí)踐類課程和基本理論課,減少了拓展理論課的數(shù)量。以專業(yè)教育課程為例,可以看出新舊課程設(shè)置的差別,見表1。由表可見,專業(yè)基礎(chǔ)課的必修總學(xué)分提高11分,但門數(shù)減少2門;專業(yè)方向課選修的總學(xué)分減少7分,可選的課程也減少了三分之二。
(3)強(qiáng)調(diào)工程意識(shí)和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。由于我國(guó)的基礎(chǔ)教育是按科學(xué)教育的體系構(gòu)建的,所以工科學(xué)生進(jìn)大學(xué)后難以馬上適應(yīng)工程教育,使教學(xué)效果打了折扣。在新的課程體系中,特別設(shè)置了“工程學(xué)導(dǎo)論”必修課程,向?qū)W生介紹工程問(wèn)題及其解決方案的基礎(chǔ)知識(shí),同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生提出工程問(wèn)題、通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作研究并設(shè)計(jì)解決方案的能力以及交流、寫作的基本能力。該課程要求學(xué)生在一年級(jí)學(xué)完,希望能夠彌合高中教育和大學(xué)工科教育之間的鴻溝。另外,在熱工核心基礎(chǔ)課程如傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)和流體力學(xué)等中增加課程設(shè)計(jì)和團(tuán)組大作業(yè),課題取自生活和企業(yè),在解決實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力。
(4)增設(shè)企業(yè)課程模塊。為使學(xué)生盡早地接觸企業(yè),了解企業(yè)需求和產(chǎn)品設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),在新的培養(yǎng)計(jì)劃中增加了企業(yè)課程模塊,包括“企業(yè)項(xiàng)目管理”、“質(zhì)量管理及控制”、“精益六西格瑪管理”等課程供學(xué)生選修。授課老師都是來(lái)自優(yōu)質(zhì)企業(yè)的具有豐富工程經(jīng)驗(yàn)的工程師,可以提供大量新鮮而實(shí)用的案例,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,加速學(xué)生適應(yīng)工程實(shí)踐的進(jìn)程。
(5)采用合適的優(yōu)秀工程教材。現(xiàn)代工程技術(shù)的發(fā)展給能源動(dòng)力類專業(yè)課程的教學(xué)提供了極其豐富的素材,如納米微米的應(yīng)用、燃料電池、新能源開發(fā)、污染物減排等。優(yōu)秀的教材能夠及時(shí)恰當(dāng)?shù)胤从彻こ碳夹g(shù)的這些新變化,并以學(xué)生容易接受的形式表達(dá)出來(lái)。在這一點(diǎn)上,國(guó)外有些教材做得更出色。能源動(dòng)力類各專業(yè)課程精心挑選了取材豐富、構(gòu)思新穎、內(nèi)容先進(jìn)的教材,而且要求使用中文教材的課程必須提供優(yōu)秀的英文參考書。例如,工程熱力學(xué)課程就選用了中文教材《工程熱力學(xué)》(沈維道、童鈞耕編著)和美國(guó)的Moran、Shapiro編著的英文教材《FundamentalsofEngineeringThermodynamics》,不僅有益于知識(shí)的互補(bǔ),而且能開拓視野、活躍思維、引導(dǎo)學(xué)生去感受理論與實(shí)踐的重要性。
3.增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)和工程實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)
實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)工程教育的必要環(huán)節(jié)。在新的培養(yǎng)計(jì)劃中,特別注重了實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。整個(gè)實(shí)踐體系分成四部分:理論課實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)類、各類實(shí)習(xí)及各級(jí)工程實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐活動(dòng)。如表2所示。
(1)理論課實(shí)驗(yàn)及課程設(shè)計(jì)。這類實(shí)踐主要包括涉及課程知識(shí)的原理性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和基本設(shè)計(jì)等,與工程實(shí)踐內(nèi)容相差較大,但卻是夯實(shí)理論知識(shí)基礎(chǔ)有效的手段,不可缺少。在新的課程教學(xué)大綱中,除了保留傳統(tǒng)教學(xué)實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)外,還增設(shè)了綜合性和實(shí)踐性較強(qiáng)的訓(xùn)練項(xiàng)目,如在傳熱學(xué)、工程熱力學(xué)和流體力學(xué)等核心基礎(chǔ)課程中增加課程設(shè)計(jì)或團(tuán)組大作業(yè),題目具有一定的啟發(fā)性和現(xiàn)實(shí)性,希望能夠增強(qiáng)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力和駕馭理論實(shí)踐相互轉(zhuǎn)化的能力。
(2)工程設(shè)計(jì)類。工程設(shè)計(jì)系列課程的主要目標(biāo)是貼近工程實(shí)際,搭起學(xué)校學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐的橋梁。包括:“工程學(xué)導(dǎo)論”,通過(guò)課程學(xué)習(xí)將一年級(jí)學(xué)生引進(jìn)門,建立對(duì)工程的認(rèn)識(shí)和興趣,如前所述;“工程設(shè)計(jì)1”,進(jìn)行符合二年級(jí)所學(xué)內(nèi)容的具有一定難度的項(xiàng)目設(shè)計(jì);“工程設(shè)計(jì)2”,進(jìn)行符合三年級(jí)所學(xué)內(nèi)容的有較大難度并和專業(yè)相關(guān)的項(xiàng)目設(shè)計(jì),如結(jié)合數(shù)理化、熱機(jī)電等基礎(chǔ)知識(shí),設(shè)計(jì)電子元件冷卻系統(tǒng)、余熱回收利用系統(tǒng)等;“畢業(yè)設(shè)計(jì)”。在四年級(jí),結(jié)合企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目,以產(chǎn)品為對(duì)象,實(shí)現(xiàn)較大的工程項(xiàng)目的綜合訓(xùn)練。畢業(yè)設(shè)計(jì)可與生產(chǎn)實(shí)習(xí)銜接,共同在企業(yè)完成,給予畢業(yè)設(shè)計(jì)充分的時(shí)間和質(zhì)量保障。工程設(shè)計(jì)類課程以項(xiàng)目為導(dǎo)向,強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)的實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性與開放性,同時(shí)強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)合作、溝通與領(lǐng)導(dǎo)能力的培養(yǎng)。項(xiàng)目有的來(lái)自上海通用、寶鋼、航天八院、商飛、泰科等優(yōu)質(zhì)企業(yè),有的是與海外大學(xué)合作聯(lián)合承接海外公司的項(xiàng)目,進(jìn)行海外實(shí)習(xí),開拓了學(xué)生的國(guó)際視野,培養(yǎng)了其全球工作的能力。
(3)各類實(shí)習(xí)。這類實(shí)踐包括了傳統(tǒng)的金工實(shí)習(xí)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)。其中認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)都在企業(yè)完成,生產(chǎn)實(shí)習(xí)又和畢業(yè)設(shè)計(jì)緊密相關(guān),這樣使實(shí)習(xí)目的更加具體,不僅促進(jìn)了企業(yè)和學(xué)生的相互了解,更保證了雙方合作的積極性。
(4)各級(jí)工程實(shí)驗(yàn)/實(shí)踐活動(dòng)。除了培養(yǎng)計(jì)劃中的各類實(shí)踐內(nèi)容外,學(xué)有余力的學(xué)生還可以參加國(guó)家級(jí)、省部級(jí)、校級(jí)的工程實(shí)踐活動(dòng),如全國(guó)大學(xué)生節(jié)能減排科技競(jìng)賽、國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃、上海大學(xué)生創(chuàng)新活動(dòng)計(jì)劃、上海交通大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐計(jì)劃、上海交通大學(xué)特色實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等。通過(guò)競(jìng)賽或設(shè)計(jì),學(xué)生對(duì)專業(yè)的興趣得到了培養(yǎng)和強(qiáng)化,實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)也獲得了不同程度的提高。
關(guān)鍵詞:CFD教學(xué);本科教學(xué);教學(xué)改革
中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)38-0037-02
一、開展CFD教學(xué)的必要性
CFD技術(shù),是解決工程中復(fù)雜流動(dòng)和傳熱問(wèn)題的一種有效手段,同時(shí)也是一門新型的獨(dú)立學(xué)科。它以經(jīng)典理論和數(shù)值計(jì)算為基礎(chǔ),通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算和圖像顯示,從空間和時(shí)間上定量描述各種場(chǎng)變量,從而達(dá)到對(duì)流動(dòng)和傳熱問(wèn)題進(jìn)行研究的目的。CFD技術(shù)集中應(yīng)用了20世紀(jì)直至本世紀(jì)科學(xué)技術(shù)方面的最新成就,并具有理論性和實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)。CFD技術(shù)不僅可以作為研究工具,而且還可以作為設(shè)計(jì)工具廣泛應(yīng)用于能源動(dòng)力工程、機(jī)械工程、材料工程、交通工程、建筑工程、環(huán)境工程、化學(xué)工程等領(lǐng)域。另外,CFD與CAD、CAE聯(lián)合,還可以進(jìn)行各種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。CFD教學(xué)主要程針對(duì)高年級(jí)本科生開展,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的應(yīng)用能力和學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng),教學(xué)的宗旨是讓學(xué)生在了解數(shù)值計(jì)算基本概念和原理的基礎(chǔ)上,通過(guò)對(duì)一些經(jīng)典商用CFD軟件使用和掌握,增強(qiáng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。在國(guó)內(nèi),目前在能源動(dòng)力類本科生中開展CFD教學(xué)的學(xué)校有近20所,大部分為重點(diǎn)本科院校,除我校外,還有如西安交大、清華大學(xué)、上海交大等高校。但隨著CFD技術(shù)在工業(yè)界的進(jìn)一步推廣應(yīng)用,個(gè)人電腦的性價(jià)比提升,可以預(yù)計(jì)未來(lái)5年,將會(huì)有更多的工科院校為能源動(dòng)力類本科生開展CFD教學(xué)。在國(guó)外,早在上世紀(jì)80年代,就已有針對(duì)能源動(dòng)力類本科生開展的CFD教學(xué),比如英國(guó)的帝國(guó)理工學(xué)院,美國(guó)的加州理工學(xué)院,日本的九州大學(xué)等。尤其以美國(guó)的加州理工學(xué)院做得最為突出,它非常重視學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新。由于國(guó)外學(xué)生人數(shù)比國(guó)內(nèi)少,實(shí)驗(yàn)設(shè)施完備,CFD技術(shù)課程被安排在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心進(jìn)行,學(xué)生在進(jìn)行CFD技術(shù)學(xué)習(xí)應(yīng)用的同時(shí),還可以采用實(shí)驗(yàn)方法對(duì)CFD的結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,非常有利于培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)實(shí)踐與創(chuàng)新能力。實(shí)際上,開展CFD教學(xué)還有利于拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。由于CFD技術(shù)具有成本低、速度快、可視化等特點(diǎn),因此在能源動(dòng)力類專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,可以利用CFD技術(shù)加強(qiáng)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和探索性實(shí)驗(yàn)的構(gòu)建,將以往學(xué)生的被動(dòng)性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生為主教師為輔的一種主動(dòng)性實(shí)驗(yàn),有利于培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力。由此可見,開展CFD教學(xué)符合能源動(dòng)力類的專業(yè)發(fā)展和人才需求,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,同時(shí)還有利于拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐與創(chuàng)新能力。
二、開展CFD教學(xué)的可行性
對(duì)于在能源動(dòng)力類本科生中開展CFD教學(xué)的可行性,下面將從三個(gè)方面來(lái)進(jìn)行分析。
1.教學(xué)內(nèi)容的選擇。對(duì)于能源動(dòng)力類的大四本科生,CFD教學(xué)的重點(diǎn)將放在CFD技術(shù)的基本理論和軟件應(yīng)用上。具體內(nèi)容包括:控制方程的離散化方法,流場(chǎng)的求解計(jì)算方法,湍流模型,以及商用CFD軟件的基本用法。同時(shí),授課內(nèi)容中還將包含復(fù)雜流動(dòng)模型以及數(shù)值模擬的最新研究進(jìn)展等,以便開拓學(xué)生的視野,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。由于課時(shí)有限,在商用CFD軟件基本用法的講授中,將選擇能源動(dòng)力領(lǐng)域常見案例的CFD過(guò)程,比如建模、劃分網(wǎng)格、設(shè)置邊界條件、設(shè)置求解器參數(shù)、后處理等內(nèi)容,進(jìn)行有針對(duì)性地講解和實(shí)踐,以獲得舉一反三的效果。
2.基本理念的貫徹。在開展CFD教學(xué)中,需要貫徹正確的CFD技術(shù)理念。雖然目前商用CFD軟件快速普及,似乎許多問(wèn)題都可以通過(guò)CFD技術(shù)來(lái)解決。但必須強(qiáng)調(diào),CFD技術(shù)不是萬(wàn)能的,在很多方面還有局限性。試驗(yàn)研究、理論分析和CFD技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,才是解決實(shí)際問(wèn)題的有效手段。另外,對(duì)模擬計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性的認(rèn)識(shí)和判斷,也需要一個(gè)正確的理念。數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性首先取決于數(shù)學(xué)模型是否正確,如果數(shù)學(xué)模型不正確,即使數(shù)值計(jì)算方法先進(jìn),仍然不能保證數(shù)值解的準(zhǔn)確性。其次,模擬計(jì)算過(guò)程中流動(dòng)介質(zhì)物性參數(shù)是否正確,也是影響模擬計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的一個(gè)重要因素。最后,教學(xué)過(guò)程中還要注意培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí),在講授CFD實(shí)際應(yīng)用時(shí)要引導(dǎo)學(xué)生把握工程問(wèn)題的整體觀念,增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生基本理論與工程實(shí)踐相結(jié)合的能力。
3.經(jīng)典軟件的應(yīng)用。從我校能源動(dòng)力本科專業(yè)現(xiàn)有的課程設(shè)置來(lái)看,大四本科生已經(jīng)具備流體力學(xué)、傳熱學(xué)、數(shù)值分析方法等方面的基礎(chǔ)知識(shí),對(duì)于CFD技術(shù)中所涉及的方程離散,網(wǎng)格劃分、流場(chǎng)求解等方面知識(shí)的理解不會(huì)有太大難度,而且目前商用CFD軟件智能化程度較高,基本使用方法和技巧易于掌握。因此,選用經(jīng)典CFD軟件開展教學(xué),在老師的指導(dǎo)下完全可以使學(xué)生在短時(shí)間內(nèi)初步掌握CFD軟件的使用方法。在此基礎(chǔ)上,隨著學(xué)生知識(shí)面以及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和CFD軟件使用技巧的增加,對(duì)CFD技術(shù)的理解會(huì)進(jìn)一步加深。另外,目前計(jì)算機(jī)硬件水平迅猛發(fā)展,學(xué)生擁有個(gè)人電腦的比例逐年增加。從我們能源與動(dòng)力工程學(xué)院學(xué)生工作組統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)來(lái)看,目前學(xué)生擁有個(gè)人電腦的比例已達(dá)80%以上,學(xué)生可以在自己的電腦上方便地進(jìn)行CFD軟件的學(xué)習(xí)和實(shí)踐,這為開展CFD教學(xué)提供了良好的條件。
從2007年開始,華中科技大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院就已經(jīng)在本科生中開展了CFD教學(xué)。課程的名稱為CFD技術(shù),以選修課的形式開設(shè),學(xué)院每年都有近300名學(xué)生選修這門課程,這門課程實(shí)際上已經(jīng)成為一門受眾面極廣的公共選修課程。由此可見,在能源動(dòng)力本科生中開展CFD教學(xué)具有較好的必要性和可行性,值得深入推廣應(yīng)用。
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關(guān)鍵詞:能源與動(dòng)力工程 節(jié)能技術(shù) 發(fā)展
對(duì)于能源的消費(fèi)不僅僅是發(fā)達(dá)國(guó)家,連發(fā)展中國(guó)家的需求量比重都在不斷增加。能源作為改善生活,拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要資源已愈來(lái)愈成為人們乃至國(guó)家所需的重要保障。但是當(dāng)今社會(huì)對(duì)于能源的浪費(fèi)與污染也越來(lái)越嚴(yán)重,因此為了更好的節(jié)約能源,減少浪費(fèi),對(duì)于節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用勢(shì)在必行,而動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)在這個(gè)過(guò)程中扮演了重要的角色。無(wú)論是煤炭、石油等的使用,還是風(fēng)能、太陽(yáng)能等的利用都可以涵蓋在動(dòng)力工程當(dāng)中。能源存在于我們工作與生活的各個(gè)方面,沒(méi)有能源我們的生活將寸步難行,因此提高科學(xué)技術(shù),如動(dòng)力工程的能技術(shù)勢(shì)在必行。
1.能源與動(dòng)力工程的定義
要想更好的通過(guò)動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)對(duì)能源的節(jié)約等起到良好的作用,必須先了解能源以及動(dòng)力工程的定義,從定義入手能夠?yàn)橄嚓P(guān)技術(shù)的順利開展打下基礎(chǔ)。
1.1 能源
經(jīng)過(guò)兩次國(guó)際的石油危機(jī),“能源”一詞開始越來(lái)越受到全球的重視。能源亦稱能量資源或能源資源。是指可產(chǎn)生各種能量或可作功的物質(zhì)的統(tǒng)稱。是指能夠直接取得或者通過(guò)加工、轉(zhuǎn)換而取得有用能的各種資源,為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動(dòng)力的物質(zhì)資源,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ),是人類活動(dòng)的基本物質(zhì)需求,社會(huì)發(fā)展離不開能源以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,優(yōu)質(zhì)的能源以及先進(jìn)的技術(shù)對(duì)于社會(huì)的發(fā)展起到推動(dòng)的作用,能源問(wèn)題是我國(guó)乃至全世界所共同重視的問(wèn)題。能源的開發(fā)和有效利用程度以及人均消費(fèi)量是生產(chǎn)技術(shù)和生活水平的重要標(biāo)志。
1.2動(dòng)力工程
動(dòng)力工程所涉及的領(lǐng)域包括能源轉(zhuǎn)換、傳輸以及利用等,其對(duì)于提高能源的利用率,減少不可再生能源如石油、煤等的消耗以及污染起到了很重要的作用,對(duì)推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展也起到了至關(guān)重要的作用。同時(shí)動(dòng)力工程作為現(xiàn)階段對(duì)能源、信息、材料等前言科技利用的前沿領(lǐng)域之一越來(lái)越受到重視。在不可再生能源日益枯竭,環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重的情況下,對(duì)于動(dòng)力工程不斷研究、深入與利用,對(duì)于一個(gè)國(guó)家,乃至全球的能源利用,經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有著至關(guān)重要的作用,動(dòng)力工程的開發(fā)與利用對(duì)于一個(gè)國(guó)家而言既是一個(gè)機(jī)遇也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整,無(wú)論是工作還是生活對(duì)于能源的需求量都越來(lái)越大,因此對(duì)于能源與動(dòng)力工程在節(jié)能技術(shù)上提出了新的改革要求,發(fā)展能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)也成為社會(huì)的熱點(diǎn)與科研當(dāng)中的一個(gè)重點(diǎn),只有更好的利用號(hào)能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)才能夠更好的解決傳統(tǒng)能源問(wèn)題,才能夠更好的利用起新的能源為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
2.目前的能源使用現(xiàn)狀(以煤炭、石油為例)
2.1煤炭
煤炭是一種開發(fā)利用較早,但是相對(duì)污染也較大的傳統(tǒng)能源,雖然其在我國(guó)的產(chǎn)量較高,但也是急需改造的對(duì)象之一。通過(guò)科學(xué)論證,煤炭的大量使用其中所含有的硫會(huì)在一定情況下形成酸雨對(duì)環(huán)境造成破壞。目前對(duì)煤炭的處理主要是在開采后進(jìn)行一定的脫硫處理,通過(guò)這種方式減少煤炭?jī)?nèi)部的硫的含量同時(shí)提高對(duì)煤炭的利用率,而對(duì)于使用過(guò)程中產(chǎn)生的氣體,相關(guān)企業(yè)通過(guò)較為完善的氣體收集系統(tǒng)進(jìn)行收集、處理,達(dá)到節(jié)能減排的目的。
2.2石油
在第二次工業(yè)革命后,石油資源開始被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域,其發(fā)揮的作用也超乎了很多人的預(yù)期,相對(duì)于煤炭而言,石油的特點(diǎn)在于相對(duì)較為清潔,但是眾所周知的是石油是一種不可再生能源,對(duì)于其的利用與節(jié)約迫在眉睫,因此我們可以在使用石油的過(guò)程中,在一部分允許的行業(yè)尋找其替代的能源,如:原使用石油的出租車改成使用天然氣的出租車。這種替代的理念恰好符合了我國(guó)科學(xué)發(fā)展觀中的可持續(xù)發(fā)展理念。
3.能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用
3.1能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)發(fā)展
為了解決能源的日益短缺以及在能源使用過(guò)程中帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題,全球的眾多科研人員開始不斷致力于新能源的開發(fā)與利用,希望能夠通過(guò)先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)減緩甚至解決這個(gè)問(wèn)題,為經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)新的活力。同時(shí)如風(fēng)能、太陽(yáng)能等新的、清潔的能源的使用則需要眾多企業(yè)以及國(guó)家在結(jié)合本地區(qū)實(shí)際的情況下支持,而不能夠?yàn)榱私?jīng)濟(jì)發(fā)展而以付出環(huán)境等為代價(jià)來(lái)發(fā)展,不然只能夠適得其反,造成人力、物力、財(cái)力等的浪費(fèi)。動(dòng)力工程在能源上的結(jié)合利用,通過(guò)相應(yīng)的技術(shù)將新能源等轉(zhuǎn)換成實(shí)際的能量推動(dòng)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用將會(huì)極大的節(jié)約相關(guān)的能源企業(yè)的生產(chǎn)成本,對(duì)于環(huán)境的保護(hù)也能夠起到很好的保護(hù)作用,更好的適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的觀念。
3.2能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用
能源與動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)的可以主要應(yīng)用于能源的清潔利用、新能源的進(jìn)一步開發(fā)使用、核能發(fā)電的開發(fā)利用以及生物質(zhì)能的進(jìn)一步使用。
第一種主要是針對(duì)煤炭等的使用,從其燃燒的產(chǎn)物以及效率著手,采用動(dòng)力工程措施,使其污染的力度大幅度的降低,在燃燒的過(guò)程當(dāng)中更加的充分,提高了煤炭整體的利用效率從而在用電等總量一定的情況下,煤炭使用量減少,對(duì)空氣、土壤等造成的傷害減少。
第二種主要針對(duì)可再生能源,如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等,利用這些自然界存在的能量,通過(guò)能源與動(dòng)力工程將其從能源轉(zhuǎn)換為能量,利用這些相對(duì)環(huán)保的能源逐步代替不可再生能源,進(jìn)而推動(dòng)能源的多元化,緩解煤炭、石油等資源使用緊缺的現(xiàn)象,同時(shí)還能保護(hù)環(huán)境。
第三種主要是核能發(fā)電,由于核能在一定程度上存在危險(xiǎn)性高、輻射強(qiáng)等問(wèn)題,在核能發(fā)電之初很多人都持反對(duì)態(tài)度,但是隨著科技的不斷變革與發(fā)展,再加上能源與動(dòng)力工程的研究不斷深入,通過(guò)事實(shí)證明了核能的使用在技術(shù)、安全等方面得到了極大的提高,也符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的訴求。
第四種主要是針對(duì)類似于沼氣等的能源,如用乙醇作為煤炭,石油等能源的替代品;通過(guò)普及沼氣的使用進(jìn)一步優(yōu)化能源使用結(jié)構(gòu),緩解現(xiàn)有能源的使用壓力。
結(jié)束語(yǔ):
無(wú)論是不可再生能源還是可再生能源,在人們的日常生活中的地位都越來(lái)越重要,如何更好的在利用兩類能源的情況下協(xié)調(diào)好與人民日益增長(zhǎng)的物質(zhì)需求是當(dāng)下科學(xué)技術(shù)亟待解決的一個(gè)課題。動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)在這個(gè)時(shí)期應(yīng)運(yùn)而生并不斷的發(fā)展,通過(guò)對(duì)可再生能源的不斷高效利用,同時(shí)對(duì)于不可再生能源進(jìn)行節(jié)約利用,這樣既做到了開源又做到了節(jié)流。能源與動(dòng)力工程的技能技術(shù)在這個(gè)過(guò)程中起到了一定的作用。希望通過(guò)本文的動(dòng)力工程的節(jié)能技術(shù)的介紹,對(duì)能源的利用以及環(huán)境的影響起到一定的積極作用。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:能源動(dòng)力類專業(yè) 評(píng)價(jià)體系 教學(xué)質(zhì)量
中圖分類號(hào):F206
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1004-4914(2015)10-223-02
一、前言
本科人才培養(yǎng)是高等教育中的重要組成部分,全面提高人才培養(yǎng)質(zhì)量是高等學(xué)校深化教育教學(xué)改革的重要內(nèi)容。本研究目的就是為了深入貫徹《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》,推動(dòng)體制機(jī)制創(chuàng)新,深化校企合作、工學(xué)結(jié)合,進(jìn)一步提高高等學(xué)校辦學(xué)特色,全面提高教學(xué)質(zhì)量。
能源與動(dòng)力工程專業(yè)主要是培養(yǎng)適應(yīng)新時(shí)代要求的能源生產(chǎn)與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的人才,目前在遼寧省內(nèi)該專業(yè)有分布點(diǎn)11個(gè),但這些院校的層次不同,專業(yè)背景不同,人才培養(yǎng)的定位也不相同,例如沈陽(yáng)工程學(xué)院是一所以工程教育為主體的應(yīng)用型本科院校,肩負(fù)著為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)“用得上,用得好”的應(yīng)用型人才,其能源與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生主要面向電站方向的能源生產(chǎn)的運(yùn)行人員;又如東北大學(xué)是教育部直屬的國(guó)家重點(diǎn)大學(xué),是一所以培養(yǎng)科技創(chuàng)新型人才為主體的科研型本科院校,肩負(fù)著為社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)“厚基礎(chǔ)、寬口徑、高素質(zhì)、有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力”的高水平人才,其能源與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)的學(xué)生主要面向鋼鐵冶金領(lǐng)域的技術(shù)人員。同樣在大連理工大學(xué)、遼寧工程技術(shù)大學(xué)、遼寧石油化工大學(xué)、沈陽(yáng)航空航天大學(xué)等學(xué)校,能源與動(dòng)力工程專業(yè)培養(yǎng)模式、行業(yè)背景及人才點(diǎn)位也不盡相同。所以在遼寧省普通高等學(xué)校本科專業(yè)綜合評(píng)價(jià)過(guò)程中,建立一個(gè)該專業(yè)通用的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制及指標(biāo),是真實(shí)反映各學(xué)校教學(xué)水平和人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,開展能源與動(dòng)力工程專業(yè)教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)制及指標(biāo)的研究與實(shí)踐,對(duì)推進(jìn)全省能源與動(dòng)力工程專業(yè)的健康發(fā)展具有重要的理論意義。
二、研究現(xiàn)狀分析
遼寧省普通高等學(xué)校本科專業(yè)綜合評(píng)價(jià)工作進(jìn)行了兩年,在貫徹落實(shí)黨的十精神,全面落實(shí)國(guó)家及省中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要,充分發(fā)揮專家學(xué)者對(duì)高等教育教學(xué)改革的研究、咨詢、指導(dǎo)作用,進(jìn)一步引導(dǎo)高校緊密圍繞國(guó)家和遼寧經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要,加強(qiáng)專業(yè)內(nèi)涵建設(shè),創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制,提升人才培養(yǎng)質(zhì)量等方面,取得了非常顯著的效果。在這期間,各個(gè)專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)都組織專家對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行了大量的研究。
作為能源動(dòng)力類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)成員單位,課題組一直在研究教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)體系的建設(shè)與實(shí)踐,所在的沈陽(yáng)工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)本著“點(diǎn)面結(jié)合,突出重點(diǎn)”的原則,以教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系為核心,以教學(xué)質(zhì)量檢查、教學(xué)評(píng)價(jià)為紐帶,認(rèn)真探索,不斷總結(jié),逐步建立了一套行之有效的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)方法和反饋機(jī)制,并構(gòu)建了評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。并且經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐,專業(yè)內(nèi)部質(zhì)量保障體系基本形成,主要采取學(xué)生評(píng)教、督導(dǎo)聽課、教學(xué)巡視等方法,及時(shí)地收集教學(xué)過(guò)程信息,發(fā)現(xiàn)教學(xué)中存在的各類問(wèn)題并及時(shí)反饋;根據(jù)教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)大綱、教案、授課計(jì)劃、課堂與實(shí)踐教學(xué)要求,設(shè)置了20多個(gè)監(jiān)控和評(píng)價(jià)項(xiàng)目,對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控評(píng)價(jià)。初步形成了較系統(tǒng)的校內(nèi)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控評(píng)價(jià)體系,有效地促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的不斷提高。
但在實(shí)踐過(guò)程中,也發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控評(píng)價(jià)體系還存在以下不足:一是信息采集、反饋局限于專業(yè)內(nèi)部,不能體現(xiàn)開放性。二是專業(yè)建設(shè)、課程建設(shè)和教學(xué)環(huán)節(jié)等標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)缺乏實(shí)踐,不能完全適應(yīng)市場(chǎng)變化。三是教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控缺乏開放性,未能形成工學(xué)結(jié)合、校企密切合作的職業(yè)教育要求。四是沒(méi)有進(jìn)行院校之間的橫向?qū)Ρ取?/p>
三、研究?jī)?nèi)容
(一)建立評(píng)價(jià)體系
探索構(gòu)建與人才培養(yǎng)模式改革、創(chuàng)新相適應(yīng)的能源與動(dòng)力工程專業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。按照以學(xué)校為主體,教育行政部門引導(dǎo),社會(huì)用人單位參與,校內(nèi)成績(jī)與企業(yè)實(shí)踐考核相結(jié)合的要求,健全社會(huì)、用人單位跟蹤調(diào)查制度,學(xué)生、家長(zhǎng)意見反饋制度,學(xué)校教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)質(zhì)量的動(dòng)態(tài)監(jiān)控制度,形成行業(yè)企業(yè)參與、學(xué)校與社會(huì)有機(jī)結(jié)合的有效評(píng)價(jià)機(jī)制。由學(xué)校、行業(yè)企業(yè)共同參與對(duì)教學(xué)全過(guò)程實(shí)行節(jié)點(diǎn)監(jiān)控、過(guò)程監(jiān)控及評(píng)價(jià)。教學(xué)過(guò)程結(jié)束,進(jìn)行終結(jié)性評(píng)價(jià)和反饋,最終形成科學(xué)的教育教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控評(píng)價(jià)體系,為學(xué)院教學(xué)質(zhì)量目標(biāo)提供保障。
(二)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)的管理
利用遼寧省普通高等學(xué)校本科專業(yè)信息平臺(tái)、各院校自己建立的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)及校內(nèi)的各類評(píng)估評(píng)價(jià)活動(dòng)采集的數(shù)據(jù),將為建立評(píng)價(jià)體系提供數(shù)據(jù)支撐。
(三)評(píng)價(jià)指標(biāo)的設(shè)計(jì)
依據(jù)本科教學(xué)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)要求,修訂和整合原有指標(biāo)體系,將原有的指標(biāo)體系拆分成若干個(gè)相互獨(dú)立的模塊化指標(biāo),這樣各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)就可以通過(guò)選取模塊進(jìn)行組合而構(gòu)成新的動(dòng)態(tài)的評(píng)價(jià)指標(biāo)。
(四)評(píng)價(jià)方法
為便于對(duì)本科教育質(zhì)量進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)和鑒定,采取定性與定量相結(jié)合的方式,不是以前僅憑專家的主觀判斷來(lái)確定評(píng)價(jià)排名的單一做法。定性評(píng)價(jià)可通過(guò)專家考察、問(wèn)詢和交流來(lái)確定,定量評(píng)價(jià)可通過(guò)量化指標(biāo)的賦值計(jì)算來(lái)確定,用真實(shí)數(shù)據(jù)反映建設(shè)成果,用過(guò)程管理反映建設(shè)水平。
四、結(jié)論
指標(biāo)體系的建立可為所有學(xué)校能源與動(dòng)力工程專業(yè)建設(shè)提供依據(jù),便于了解和分析學(xué)校所處的地位、優(yōu)勢(shì)和差距。
通過(guò)指標(biāo)體系,普通教師可通過(guò)項(xiàng)目成果了解自己對(duì)學(xué)院和學(xué)校的貢獻(xiàn)度,從而激勵(lì)和調(diào)動(dòng)教師投入教學(xué)科研的積極性;專業(yè)、學(xué)科和課程負(fù)責(zé)人可了解和把握專業(yè)學(xué)科課程建設(shè)情況,通過(guò)歷時(shí)性和共時(shí)性比較查找不足和存在問(wèn)題,以便改進(jìn)和提高。
[基金項(xiàng)目:本文系2014年度遼寧省普通高等教育本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):UPRPE201454)和沈陽(yáng)工程學(xué)院資助的重點(diǎn)教研項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào):Z201431)的研究成果。]
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能源與環(huán)境 能源動(dòng)力期刊 能源化工論文 能源審計(jì) 能源技術(shù)創(chuàng)新 能源消費(fèi)論文 能源技術(shù)論文 能源行業(yè)研究 能源節(jié)能技術(shù) 能源化學(xué)論文 紀(jì)律教育問(wèn)題 新時(shí)代教育價(jià)值觀