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关键词:热能动力工程;锅炉;能源;发展
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
科学技术的进步,社会生产力的不断发展,能源缺乏成为了生产生活亟待解决的问题,热能作为长期广泛被应用的能源,在众多的企业发展,工程作业中发挥着重要的作用,尤其是在动力工程中。众多的企业锅炉工厂、药厂等都对热能和动力工程有着不时之需。并且应用范围逐渐扩大,应用领域也不断延伸,发展前景不可估量。
1、热能动力工程
热能动力工程,简而言之就是热能与动力工程的有机结合体,它的研究范围广泛,涉及学科众多,与很多相关专业出现了交叉现象,专业研究的方向主要被定位于二者之间的相互转换问题,能源的来源及利用途径问题。
2、我国的热能动力工程发展情况
随着社会的发展,我国国民经济得到很大的发展,人们也是越来越关注人才和教育方面,为了能够更好的适应经济前进局势中对于人才的需要,我国也会加大了对这方面的力度。在1993年我国教委对各个高校下发了相关政策,要细致划分专业,主要是9个学科,包括热能项目、热能项目以及动力设备、热力发动设备、制冷和低温项目、流体设备以及流体项目、水利水电动力项目、项目热物理、能源项目以及冷冻冷藏。到了1998年教育机构又重新下发了更改计划,将这些专业合并到一起,也就是现在的热能和动力项目,并且在全国的各个高校成立这个专业。大量的运用能源在很大程度上推动了热能以及动力项目的发展,它将各类设备原理,动力学理论学识,教育各类优异的设备转化措施进行了全面的综合,正在运用到社会的建设中,促进了社会的发展。能源动力已经广泛的运用到各个行业中,推动了我国科学技术的发展。
3、热力动力工程存在问题的深入研究
热力动力应用于锅炉是一项新的研究,虽然可以很好的解决资源环境问题,但在一定程度上它也有一些显而易见的毛病。其中最为不容忽视的便是风机问题,风机是一种机械,它通过装有多个叶片轴旋转来推动气流,叶片将施加于轴上旋转的机械能,转变为推动气体流动的压力,从而实现气体的流动,是一种广泛应用于生活中的设备。举例说明,比如说发电厂,锅炉,矿井,隧道,车辆,船舶和建筑物的通风等,都离不开它或多或少的帮助,其中,作为重要的是应用于电站,它发挥着不可磨灭的作用。如今,机组向大容量,高转速,高效率,自动化方向飞速发展,是得风机的安全可靠性受到巨大压力,一旦发生巨大事故,如烧坏电机,窜轴,叶轮飞车,轴承损坏等,不仅对当地电厂造成巨大的财产损失,更是威胁着当地工作人员的生命安全。由此可见,风机利弊兼互,但技术的要求使得风机必须使用,所以,待发现新技术之前,还需的是不断完善风机技术,引进先进技术,使其向智能化方向发展,从而达到真正的节能高效。
4、热能动力工程在能源与锅炉方面的应用
4.1、热能动力工程在动力能源方面的应用与发展
在我国的工业发展中,能源动力是不可缺少的重要生产力,并且在很多工业领域中,都离不开热动能这一生产资源。如何提高能源动力的应用效率,减少热动能的无功损耗,成为了当前工业发展中最需要解决的问题。只有实现热能的高效利用,才能起到节能环保效果,才能促进工业的可持续发展。而在热能动力工程技术中,其所应用在最主要方面就是风机。
风机是一种应用非常广泛的机械设备,在多个个工程领域都是不可或缺的重要生产设备。如发电厂、车辆、船舶等。风机的主要运行原理是利用多个叶片进行旋转来产生机械能,并应用在工程机械的动力能源中,从而推动工程机械运作。随着工程机械的性能要求越来越高,对风机的运行效率也提出了更高的要求。提高风机性能同时还对于节省动力工程能源也有着重要意义,这是热能动力工程的研究方向之一。
另外,工业锅炉中的风机叶片旋转的内部机械流场的不定性非常强,所以,做详细的试验去研究锅炉风机是非常困难的,因为会涉及到很对的细节,比较繁琐,就目前的情况对其的力学解释和分析方法也不是非常的完善,尤其是对于流动分离等现象的研究在锅炉研究中时非常重要的。进行研究的时候还需要建立比较可靠的实验模型和数值模拟,从而能够仔细的分析机械流场内部。为了能够准确的研究锅炉风机叶片旋转的空气流动情况,一般情况下都是利用软件建立二维数值模拟实验的方式。对于这个软件数值模拟实验首先是要建立一个二维模型,然后根据提供的相关的数值进行网格的划分,设定边界区域,然后是求解输出的网格,主要是利用这些相关条件进行,也可以使用求解器。最后将求解出的结果在建立一个二维数值模拟,然后模拟求解空气留角下的流动,然后分析比较得出的结果与速度矢量图,从而能够得出锅炉风机叶片分离和攻角之间的关系。
4.2、热能专业中工业炉的发展
1)、空燃比例连续控制系统
这种系统的组成涉及很多,主要是烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等。它的主要工作原理是首先将热电偶或气体分析装置检测出数据,然后将这些数据传送到PLC,然后将这个值和设定的值进行比较,偏差值就按照比例积分、微分运算输出4-20mA的电信号,然后调节空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度,从而能够很好的控制空气/燃气比例和炉内温度。
2)、双交叉限幅控制系统
这种系统的组成涉及的方面也很多,主要包括烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等。它的主要工作原理是通过一个温度传感器热电偶,将测量的温度转变成电信号,这个信号主要是代表测量点的实际温度,而对于这个点的温度期望值主要是通过预存贮在上位机中的工艺曲线进行自动设定的。这两个温度之间存在的温差刚好由PLC对燃气/空气流量阀的开度进行自动校准。对于该空气流量阀测量的方式主要是通过电动执行机构定位、控制空气/燃料比,以及借助外界的仪器进行的(主要是孔板和差压变送器),测量燃气的流量主要是通过一台安装在燃气支管上的质量流量计进行的,从而能够很好的控制温度。
5、热能动力工程的未来发展方向
5.1、往热能动力和控制工程发展
热能动力和控制工程的发展需要掌握热能和动力之间的相关知识内容,与此同时对锅炉的原理、汽轮机的原理、风机的原理等方面也是需要了解和掌握的,与此相关的动力机械设计、热力发电厂、燃烧污染与环境、传热传质数值计算以及流体机械相关的领域知识也需要了解和掌握的。
5.2、往热力发动机和汽车工程发展
对于热力发动机和汽车工程的发展需要掌握热力发动机的原理与车辆工程两个主要方面的知识。在此基础上,还可以往制冷低温工程和流体机械方面做进一步的发展,因而需要进一步的掌握制冷、流体力学以及机械方面的相关知识。
5.3、往水利水电动力工程发展
水利水电动力工程需要掌握水轮机、水轮机的安装检修和运行、水轮机调节、水利机组辅助设备、现代控制理论、电机学、发电厂电气设备、发电厂自动化、继电保护原理等众多领域的知识,与此同时还需要了解水电厂的计算机监控与现代测试技术的相关知识。
结束语
随着科学技术的不断发展和进步,使得热能动力工程也有了进一步的发展,同时也促进了我国热力发动机行业的发展以及一些新兴行业的发展。另外,热能动力工程在能源和锅炉中的应用,也因为经济的发展和技术的进步得到了广泛的应用。随着热能动力工程对日常生活的重要作用,希望相关的研究者更加的努力,继续在能源和锅炉的应用中发掘新的功能,进一步的满足人类的需求。
参考文献
[1]王强.浅谈热力动力工程在锅炉和能源方面的发展状况[J].科技致富向导,2014,18:87.
一、能源动力工程领域的高等工程教育
能源动力工程专业是伴随着近现代工业革命发生、发展、加速过程成长起来的传统专业,在新的能源形势和建立工业强国的需求下承担着崭新而重大的培养责任。我国目前设有能源动力大类专业的学校有130余所。经过几十年的努力,我国能源动力的工程教育有了长足的进步,但总体来看,整个工程教育体系没有发生本质的变化,还不能很好满足现代工业对工程技术人才的需求。[3]能源动力领域的高等工程教育主要存在四个方面的不足。
1.缺乏明确的工程教育定位
很多研究型大学的目标是培养科学家,而不是工程师。而工程教育和科学教育是两种不同的教育。科学家从事研究发现,工程师进行创造发明。培养工程师和培养科学家需要两种不同的教育体系。作为一个典型的工程学科,能源动力专业的培养目标应该是以培养工程师为主。在现实需求下,就是培养既有创新能力又能解决实际工程问题,同时具备国际竞争力的高级人才。
2.工程教育体系陈旧
在课程设置上,能源动力专业的课程改革基本上是在原有课程体系下的完善,没有从根本上打破原有的课程体系。随着新知识的不断出现,由于缺乏课程间的整合机制,课程有增无减,使学生不得不面对越来越多的课程。在教学模式上,通常是以教师为中心的讲授式教学,而不是以学生为中心的启发式教学。学生的分析、想象、创造能力的培养受到限制。在教学内容上,工程教育基础课程太偏理论,教学中缺乏实际应用的环节。不少专业课程跟不上科技发展的节奏,内容几十年不变,总体上比较陈旧。教学实验以验证性为主,测试手段比较落后,设备比较陈旧。
3.缺乏与企业的互动
作为一个实践性很强的学科,不了解工程界的需求而一味纸上谈兵不仅不能培养出合格的现代工程师,而且对于学科发展也是极其不利的。工程界对工程教育的教学内容和实践水平有严格要求,但不少工科教师缺乏必要的工业经验和工程背景,学生也缺乏必要的实训机会和体验。4.缺乏工程教育的国际化随着世界经济全球化进程的加速,能源动力领域需要更多的按照国际标准培养的工程人才。在工程教育体系中,需要更多地接纳来自不同国家的学生,在教学和科研中注入更多的国际化内容,与国外大学加强校际交流与合作,培养具备专业知识和能力的国际化现代工程师。总之,长期以来,能源动力工程领域习惯于从系统性和科学性出发组织工程教育体系,较少以学生和工程界需求出发进行考虑,无法真正适应社会的变化和现代大工程教育观念。
二、能源动力工程领域的高等工程教育探索及实践
针对能源动力领域的工程教育问题,近年来上海交通大学机械与动力工程学院对能源动力专业的本科工程教育体系进行了积极探索和实践,主要归纳为三个方面。
1.明确培养主体
首先明确了能源动力专业的培养目标就是培养合格的现代工程师。培养的主体就是学生。从华沙世界工程教育会议和美国“2020工程师”计划[4]对新一代工程师的要求来看,现代工程师首先要对工程或技术有热情,因此在充分考虑学生需求和实际办学条件的基础上,选拔对成为未来工程师有强烈意愿的学生进入教育部的“卓越工程师教育培养计划”特色班,希望能培养出未来企业界的领军人物。这样,学生在培养过程中可以保持较高的热情,有利于教学和实践工作的开展。
2.制订“工程教育特色”培养计划
新的培养方案中的课程设置主要分为四个部分,如图1所示。第一部分通识教育课程主要由人文、社科、经济管理、外语、体育等课程组成。第二部分专业教育课程包括了能源动力领域必备的数学、物理、化学、电子电工、材料、设计制造、热学、流体力学等最基本的知识(必修)和各个研究方向(包括热能工程、车用发动机、叶轮机械、制冷与低温工程)的专业课程(选修)。第三部分专业实践课程涵盖了各类实习、实验和毕业设计。第四部分个性化教育课程由学生根据需要自主选择。相比原来的非工程教育课程体系,新的课程设置有下面几个很大的变化:
(1)淡化了各研究方向的具体差异,强调通用基础知识的学习。目前国际上普遍认为应该注重“基础知识”,而“专业知识”可以在工作以后继续增加积累,甚至终身都要不断地学习。在“基础知识”中,国际上的观点更强调的是“通用基础”。
(2)对课程进行有效整合。原先的课程多而杂,在教学内容上出现重叠,加上许多课程学分少,学生为了凑学分需要同时学习多门课程,所以学习负担很重,不少学生都有“考完即忘”的经历,没有达到要求的教学效果。在新的课程体系中,考虑上述问题,对课程进行大范围整合:取消小学分课程(学分),设置高学分课程(学分),除个别课程外,多数课程都在3个学分以上。另外,突出了工程实践类课程和基本理论课,减少了拓展理论课的数量。以专业教育课程为例,可以看出新旧课程设置的差别,见表1。由表可见,专业基础课的必修总学分提高11分,但门数减少2门;专业方向课选修的总学分减少7分,可选的课程也减少了三分之二。
(3)强调工程意识和实践能力的培养。由于我国的基础教育是按科学教育的体系构建的,所以工科学生进大学后难以马上适应工程教育,使教学效果打了折扣。在新的课程体系中,特别设置了“工程学导论”必修课程,向学生介绍工程问题及其解决方案的基础知识,同时培养学生提出工程问题、通过团队合作研究并设计解决方案的能力以及交流、写作的基本能力。该课程要求学生在一年级学完,希望能够弥合高中教育和大学工科教育之间的鸿沟。另外,在热工核心基础课程如传热学、工程热力学和流体力学等中增加课程设计和团组大作业,课题取自生活和企业,在解决实际问题过程中增强学生对知识的实际应用能力。
(4)增设企业课程模块。为使学生尽早地接触企业,了解企业需求和产品设计规范标准,在新的培养计划中增加了企业课程模块,包括“企业项目管理”、“质量管理及控制”、“精益六西格玛管理”等课程供学生选修。授课老师都是来自优质企业的具有丰富工程经验的工程师,可以提供大量新鲜而实用的案例,提高学生的学习兴趣,加速学生适应工程实践的进程。
(5)采用合适的优秀工程教材。现代工程技术的发展给能源动力类专业课程的教学提供了极其丰富的素材,如纳米微米的应用、燃料电池、新能源开发、污染物减排等。优秀的教材能够及时恰当地反映工程技术的这些新变化,并以学生容易接受的形式表达出来。在这一点上,国外有些教材做得更出色。能源动力类各专业课程精心挑选了取材丰富、构思新颖、内容先进的教材,而且要求使用中文教材的课程必须提供优秀的英文参考书。例如,工程热力学课程就选用了中文教材《工程热力学》(沈维道、童钧耕编著)和美国的Moran、Shapiro编著的英文教材《FundamentalsofEngineeringThermodynamics》,不仅有益于知识的互补,而且能开拓视野、活跃思维、引导学生去感受理论与实践的重要性。
3.增强实践教学和工程实训环节
实践是实现工程教育的必要环节。在新的培养计划中,特别注重了实践教学环节的设计和规划。整个实践体系分成四部分:理论课实验及课程设计、工程设计类、各类实习及各级工程实验/实践活动。如表2所示。
(1)理论课实验及课程设计。这类实践主要包括涉及课程知识的原理性验证实验和基本设计等,与工程实践内容相差较大,但却是夯实理论知识基础有效的手段,不可缺少。在新的课程教学大纲中,除了保留传统教学实验和设计外,还增设了综合性和实践性较强的训练项目,如在传热学、工程热力学和流体力学等核心基础课程中增加课程设计或团组大作业,题目具有一定的启发性和现实性,希望能够增强学生的综合运用能力和驾驭理论实践相互转化的能力。
(2)工程设计类。工程设计系列课程的主要目标是贴近工程实际,搭起学校学习与工程实践的桥梁。包括:“工程学导论”,通过课程学习将一年级学生引进门,建立对工程的认识和兴趣,如前所述;“工程设计1”,进行符合二年级所学内容的具有一定难度的项目设计;“工程设计2”,进行符合三年级所学内容的有较大难度并和专业相关的项目设计,如结合数理化、热机电等基础知识,设计电子元件冷却系统、余热回收利用系统等;“毕业设计”。在四年级,结合企业实际项目,以产品为对象,实现较大的工程项目的综合训练。毕业设计可与生产实习衔接,共同在企业完成,给予毕业设计充分的时间和质量保障。工程设计类课程以项目为导向,强调设计的实用性、经济性与开放性,同时强调团队合作、沟通与领导能力的培养。项目有的来自上海通用、宝钢、航天八院、商飞、泰科等优质企业,有的是与海外大学合作联合承接海外公司的项目,进行海外实习,开拓了学生的国际视野,培养了其全球工作的能力。
(3)各类实习。这类实践包括了传统的金工实习、认识实习和生产实习。其中认识实习和生产实习都在企业完成,生产实习又和毕业设计紧密相关,这样使实习目的更加具体,不仅促进了企业和学生的相互了解,更保证了双方合作的积极性。
(4)各级工程实验/实践活动。除了培养计划中的各类实践内容外,学有余力的学生还可以参加国家级、省部级、校级的工程实践活动,如全国大学生节能减排科技竞赛、国家大学生创新性实验计划、上海大学生创新活动计划、上海交通大学大学生创新实践计划、上海交通大学特色实验项目等。通过竞赛或设计,学生对专业的兴趣得到了培养和强化,实践能力和创新意识也获得了不同程度的提高。
关键词:CFD教学;本科教学;教学改革
中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)38-0037-02
一、开展CFD教学的必要性
CFD技术,是解决工程中复杂流动和传热问题的一种有效手段,同时也是一门新型的独立学科。它以经典理论和数值计算为基础,通过计算机的数值计算和图像显示,从空间和时间上定量描述各种场变量,从而达到对流动和传热问题进行研究的目的。CFD技术集中应用了20世纪直至本世纪科学技术方面的最新成就,并具有理论性和实践性的双重特点。CFD技术不仅可以作为研究工具,而且还可以作为设计工具广泛应用于能源动力工程、机械工程、材料工程、交通工程、建筑工程、环境工程、化学工程等领域。另外,CFD与CAD、CAE联合,还可以进行各种结构优化设计。CFD教学主要程针对高年级本科生开展,强调学生的应用能力和学术能力的培养,教学的宗旨是让学生在了解数值计算基本概念和原理的基础上,通过对一些经典商用CFD软件使用和掌握,增强学生分析和解决问题的能力。在国内,目前在能源动力类本科生中开展CFD教学的学校有近20所,大部分为重点本科院校,除我校外,还有如西安交大、清华大学、上海交大等高校。但随着CFD技术在工业界的进一步推广应用,个人电脑的性价比提升,可以预计未来5年,将会有更多的工科院校为能源动力类本科生开展CFD教学。在国外,早在上世纪80年代,就已有针对能源动力类本科生开展的CFD教学,比如英国的帝国理工学院,美国的加州理工学院,日本的九州大学等。尤其以美国的加州理工学院做得最为突出,它非常重视学生的实践与创新。由于国外学生人数比国内少,实验设施完备,CFD技术课程被安排在实验教学中心进行,学生在进行CFD技术学习应用的同时,还可以采用实验方法对CFD的结果进行验证,非常有利于培养学生的主动实践与创新能力。实际上,开展CFD教学还有利于拓宽实验教学内容。由于CFD技术具有成本低、速度快、可视化等特点,因此在能源动力类专业的实验教学中,可以利用CFD技术加强设计性实验和探索性实验的构建,将以往学生的被动性实验转变为学生为主教师为辅的一种主动性实验,有利于培养学生的独立思考和解决问题的能力。由此可见,开展CFD教学符合能源动力类的专业发展和人才需求,有利于激发学生的学习兴趣,同时还有利于拓宽实验教学内容,培养学生的实践与创新能力。
二、开展CFD教学的可行性
对于在能源动力类本科生中开展CFD教学的可行性,下面将从三个方面来进行分析。
1.教学内容的选择。对于能源动力类的大四本科生,CFD教学的重点将放在CFD技术的基本理论和软件应用上。具体内容包括:控制方程的离散化方法,流场的求解计算方法,湍流模型,以及商用CFD软件的基本用法。同时,授课内容中还将包含复杂流动模型以及数值模拟的最新研究进展等,以便开拓学生的视野,激发学生的学习兴趣。由于课时有限,在商用CFD软件基本用法的讲授中,将选择能源动力领域常见案例的CFD过程,比如建模、划分网格、设置边界条件、设置求解器参数、后处理等内容,进行有针对性地讲解和实践,以获得举一反三的效果。
2.基本理念的贯彻。在开展CFD教学中,需要贯彻正确的CFD技术理念。虽然目前商用CFD软件快速普及,似乎许多问题都可以通过CFD技术来解决。但必须强调,CFD技术不是万能的,在很多方面还有局限性。试验研究、理论分析和CFD技术的有机结合,才是解决实际问题的有效手段。另外,对模拟计算结果的准确性的认识和判断,也需要一个正确的理念。数值模拟计算结果的准确性首先取决于数学模型是否正确,如果数学模型不正确,即使数值计算方法先进,仍然不能保证数值解的准确性。其次,模拟计算过程中流动介质物性参数是否正确,也是影响模拟计算结果准确性的一个重要因素。最后,教学过程中还要注意培养学生的工程意识,在讲授CFD实际应用时要引导学生把握工程问题的整体观念,增强学生的工程意识,培养学生基本理论与工程实践相结合的能力。
3.经典软件的应用。从我校能源动力本科专业现有的课程设置来看,大四本科生已经具备流体力学、传热学、数值分析方法等方面的基础知识,对于CFD技术中所涉及的方程离散,网格划分、流场求解等方面知识的理解不会有太大难度,而且目前商用CFD软件智能化程度较高,基本使用方法和技巧易于掌握。因此,选用经典CFD软件开展教学,在老师的指导下完全可以使学生在短时间内初步掌握CFD软件的使用方法。在此基础上,随着学生知识面以及工程实践经验和CFD软件使用技巧的增加,对CFD技术的理解会进一步加深。另外,目前计算机硬件水平迅猛发展,学生拥有个人电脑的比例逐年增加。从我们能源与动力工程学院学生工作组统计的数据来看,目前学生拥有个人电脑的比例已达80%以上,学生可以在自己的电脑上方便地进行CFD软件的学习和实践,这为开展CFD教学提供了良好的条件。
从2007年开始,华中科技大学能源与动力工程学院就已经在本科生中开展了CFD教学。课程的名称为CFD技术,以选修课的形式开设,学院每年都有近300名学生选修这门课程,这门课程实际上已经成为一门受众面极广的公共选修课程。由此可见,在能源动力本科生中开展CFD教学具有较好的必要性和可行性,值得深入推广应用。
参考文献:
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关键词:能源与动力工程 节能技术 发展
对于能源的消费不仅仅是发达国家,连发展中国家的需求量比重都在不断增加。能源作为改善生活,拉动经济增长的重要资源已愈来愈成为人们乃至国家所需的重要保障。但是当今社会对于能源的浪费与污染也越来越严重,因此为了更好的节约能源,减少浪费,对于节能技术的应用势在必行,而动力工程的节能技术在这个过程中扮演了重要的角色。无论是煤炭、石油等的使用,还是风能、太阳能等的利用都可以涵盖在动力工程当中。能源存在于我们工作与生活的各个方面,没有能源我们的生活将寸步难行,因此提高科学技术,如动力工程的能技术势在必行。
1.能源与动力工程的定义
要想更好的通过动力工程的节能技术对能源的节约等起到良好的作用,必须先了解能源以及动力工程的定义,从定义入手能够为相关技术的顺利开展打下基础。
1.1 能源
经过两次国际的石油危机,“能源”一词开始越来越受到全球的重视。能源亦称能量资源或能源资源。是指可产生各种能量或可作功的物质的统称。是指能够直接取得或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源,为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源,是国民经济的重要物质基础,是人类活动的基本物质需求,社会发展离不开能源以及相关技术的发展,优质的能源以及先进的技术对于社会的发展起到推动的作用,能源问题是我国乃至全世界所共同重视的问题。能源的开发和有效利用程度以及人均消费量是生产技术和生活水平的重要标志。
1.2动力工程
动力工程所涉及的领域包括能源转换、传输以及利用等,其对于提高能源的利用率,减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,对推动国民经济的可持续发展也起到了至关重要的作用。同时动力工程作为现阶段对能源、信息、材料等前言科技利用的前沿领域之一越来越受到重视。在不可再生能源日益枯竭,环境污染越来越严重的情况下,对于动力工程不断研究、深入与利用,对于一个国家,乃至全球的能源利用,经济发展都有着至关重要的作用,动力工程的开发与利用对于一个国家而言既是一个机遇也是一个挑战。
随着当前经济的不断发展以及产业结构的不断调整,无论是工作还是生活对于能源的需求量都越来越大,因此对于能源与动力工程在节能技术上提出了新的改革要求,发展能源与动力工程的节能技术也成为社会的热点与科研当中的一个重点,只有更好的利用号能源与动力工程的节能技术才能够更好的解决传统能源问题,才能够更好的利用起新的能源为社会经济的进一步发展做出贡献。
2.目前的能源使用现状(以煤炭、石油为例)
2.1煤炭
煤炭是一种开发利用较早,但是相对污染也较大的传统能源,虽然其在我国的产量较高,但也是急需改造的对象之一。通过科学论证,煤炭的大量使用其中所含有的硫会在一定情况下形成酸雨对环境造成破坏。目前对煤炭的处理主要是在开采后进行一定的脱硫处理,通过这种方式减少煤炭内部的硫的含量同时提高对煤炭的利用率,而对于使用过程中产生的气体,相关企业通过较为完善的气体收集系统进行收集、处理,达到节能减排的目的。
2.2石油
在第二次工业革命后,石油资源开始被广泛的应用在各个领域,其发挥的作用也超乎了很多人的预期,相对于煤炭而言,石油的特点在于相对较为清洁,但是众所周知的是石油是一种不可再生能源,对于其的利用与节约迫在眉睫,因此我们可以在使用石油的过程中,在一部分允许的行业寻找其替代的能源,如:原使用石油的出租车改成使用天然气的出租车。这种替代的理念恰好符合了我国科学发展观中的可持续发展理念。
3.能源与动力工程的节能技术发展及应用
3.1能源与动力工程的节能技术发展
为了解决能源的日益短缺以及在能源使用过程中带来的环境污染问题,全球的众多科研人员开始不断致力于新能源的开发与利用,希望能够通过先进的科学技术减缓甚至解决这个问题,为经济的进一步发展带来新的活力。同时如风能、太阳能等新的、清洁的能源的使用则需要众多企业以及国家在结合本地区实际的情况下支持,而不能够为了经济发展而以付出环境等为代价来发展,不然只能够适得其反,造成人力、物力、财力等的浪费。动力工程在能源上的结合利用,通过相应的技术将新能源等转换成实际的能量推动经济生产。动力工程的节能技术的运用将会极大的节约相关的能源企业的生产成本,对于环境的保护也能够起到很好的保护作用,更好的适应可持续发展的观念。
3.2能源与动力工程的节能技术应用
能源与动力工程的节能技术的可以主要应用于能源的清洁利用、新能源的进一步开发使用、核能发电的开发利用以及生物质能的进一步使用。
第一种主要是针对煤炭等的使用,从其燃烧的产物以及效率着手,采用动力工程措施,使其污染的力度大幅度的降低,在燃烧的过程当中更加的充分,提高了煤炭整体的利用效率从而在用电等总量一定的情况下,煤炭使用量减少,对空气、土壤等造成的伤害减少。
第二种主要针对可再生能源,如太阳能、风能、潮汐能等,利用这些自然界存在的能量,通过能源与动力工程将其从能源转换为能量,利用这些相对环保的能源逐步代替不可再生能源,进而推动能源的多元化,缓解煤炭、石油等资源使用紧缺的现象,同时还能保护环境。
第三种主要是核能发电,由于核能在一定程度上存在危险性高、辐射强等问题,在核能发电之初很多人都持反对态度,但是随着科技的不断变革与发展,再加上能源与动力工程的研究不断深入,通过事实证明了核能的使用在技术、安全等方面得到了极大的提高,也符合社会经济发展的诉求。
第四种主要是针对类似于沼气等的能源,如用乙醇作为煤炭,石油等能源的替代品;通过普及沼气的使用进一步优化能源使用结构,缓解现有能源的使用压力。
结束语:
无论是不可再生能源还是可再生能源,在人们的日常生活中的地位都越来越重要,如何更好的在利用两类能源的情况下协调好与人民日益增长的物质需求是当下科学技术亟待解决的一个课题。动力工程的节能技术在这个时期应运而生并不断的发展,通过对可再生能源的不断高效利用,同时对于不可再生能源进行节约利用,这样既做到了开源又做到了节流。能源与动力工程的技能技术在这个过程中起到了一定的作用。希望通过本文的动力工程的节能技术的介绍,对能源的利用以及环境的影响起到一定的积极作用。
参考文献:
[1]徐祥博.浅谈能源与动力工程的节能技术[J].黑龙江科技信息,2013,36:73.
[2]耿英淋.浅谈能源与动力工程的节能技术[J].科技与企业,2015,18:106.
关键词:能源动力类专业 评价体系 教学质量
中图分类号:F206
文献标识码:A
文章编号:1004-4914(2015)10-223-02
一、前言
本科人才培养是高等教育中的重要组成部分,全面提高人才培养质量是高等学校深化教育教学改革的重要内容。本研究目的就是为了深入贯彻《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》,推动体制机制创新,深化校企合作、工学结合,进一步提高高等学校办学特色,全面提高教学质量。
能源与动力工程专业主要是培养适应新时代要求的能源生产与转换领域的人才,目前在辽宁省内该专业有分布点11个,但这些院校的层次不同,专业背景不同,人才培养的定位也不相同,例如沈阳工程学院是一所以工程教育为主体的应用型本科院校,肩负着为社会发展培养“用得上,用得好”的应用型人才,其能源与动力工程专业培养的学生主要面向电站方向的能源生产的运行人员;又如东北大学是教育部直属的国家重点大学,是一所以培养科技创新型人才为主体的科研型本科院校,肩负着为社会发展培养“厚基础、宽口径、高素质、有创新精神和实践能力”的高水平人才,其能源与动力工程专业培养的学生主要面向钢铁冶金领域的技术人员。同样在大连理工大学、辽宁工程技术大学、辽宁石油化工大学、沈阳航空航天大学等学校,能源与动力工程专业培养模式、行业背景及人才点位也不尽相同。所以在辽宁省普通高等学校本科专业综合评价过程中,建立一个该专业通用的教学质量评价机制及指标,是真实反映各学校教学水平和人才培养质量的关键。因此,开展能源与动力工程专业教学质量评价机制及指标的研究与实践,对推进全省能源与动力工程专业的健康发展具有重要的理论意义。
二、研究现状分析
辽宁省普通高等学校本科专业综合评价工作进行了两年,在贯彻落实党的十精神,全面落实国家及省中长期教育改革和发展规划纲要,充分发挥专家学者对高等教育教学改革的研究、咨询、指导作用,进一步引导高校紧密围绕国家和辽宁经济社会发展需要,加强专业内涵建设,创新人才培养机制,提升人才培养质量等方面,取得了非常显著的效果。在这期间,各个专业教学指导委员会都组织专家对评价指标进行了大量的研究。
作为能源动力类专业教学指导委员会成员单位,课题组一直在研究教学质量评价机体系的建设与实践,所在的沈阳工程学院能源与动力工程专业本着“点面结合,突出重点”的原则,以教学质量评价体系为核心,以教学质量检查、教学评价为纽带,认真探索,不断总结,逐步建立了一套行之有效的教学质量评价方法和反馈机制,并构建了评价指标体系。并且经过几年的实践,专业内部质量保障体系基本形成,主要采取学生评教、督导听课、教学巡视等方法,及时地收集教学过程信息,发现教学中存在的各类问题并及时反馈;根据教学计划、教学大纲、教案、授课计划、课堂与实践教学要求,设置了20多个监控和评价项目,对教学过程进行监控评价。初步形成了较系统的校内教学质量监控评价体系,有效地促进了教学质量的不断提高。
但在实践过程中,也发现现有的教学质量监控评价体系还存在以下不足:一是信息采集、反馈局限于专业内部,不能体现开放性。二是专业建设、课程建设和教学环节等标准建设缺乏实践,不能完全适应市场变化。三是教学质量监控缺乏开放性,未能形成工学结合、校企密切合作的职业教育要求。四是没有进行院校之间的横向对比。
三、研究内容
(一)建立评价体系
探索构建与人才培养模式改革、创新相适应的能源与动力工程专业教育教学质量评价体系。按照以学校为主体,教育行政部门引导,社会用人单位参与,校内成绩与企业实践考核相结合的要求,健全社会、用人单位跟踪调查制度,学生、家长意见反馈制度,学校教学各个环节质量的动态监控制度,形成行业企业参与、学校与社会有机结合的有效评价机制。由学校、行业企业共同参与对教学全过程实行节点监控、过程监控及评价。教学过程结束,进行终结性评价和反馈,最终形成科学的教育教学质量监控评价体系,为学院教学质量目标提供保障。
(二)评价数据的管理
利用辽宁省普通高等学校本科专业信息平台、各院校自己建立的评价数据库及校内的各类评估评价活动采集的数据,将为建立评价体系提供数据支撑。
(三)评价指标的设计
依据本科教学综合评价指标要求,修订和整合原有指标体系,将原有的指标体系拆分成若干个相互独立的模块化指标,这样各项评估指标就可以通过选取模块进行组合而构成新的动态的评价指标。
(四)评价方法
为便于对本科教育质量进行准确的评价和鉴定,采取定性与定量相结合的方式,不是以前仅凭专家的主观判断来确定评价排名的单一做法。定性评价可通过专家考察、问询和交流来确定,定量评价可通过量化指标的赋值计算来确定,用真实数据反映建设成果,用过程管理反映建设水平。
四、结论
指标体系的建立可为所有学校能源与动力工程专业建设提供依据,便于了解和分析学校所处的地位、优势和差距。
通过指标体系,普通教师可通过项目成果了解自己对学院和学校的贡献度,从而激励和调动教师投入教学科研的积极性;专业、学科和课程负责人可了解和把握专业学科课程建设情况,通过历时性和共时性比较查找不足和存在问题,以便改进和提高。
[基金项目:本文系2014年度辽宁省普通高等教育本科教学改革研究项目(项目编号:UPRPE201454)和沈阳工程学院资助的重点教研项目(项目编号:Z201431)的研究成果。]
参考文献:
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