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篇1
出版周期：月刊
出版地址：北京市
语
种：中文
开
本：大16开
国际刊号：0253-231X
国内刊号：11-2091/O4
邮发代号：2-185
发行范围：国内外统一发行
创刊时间：1980
期刊收录：
CA 化学文摘(美)(2009)
CBST 科学技术文献速报(日)(2009)
EI 工程索引(美)(2009)
中国科学引文数据库(CSCD―2008)
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中文核心期刊(1996)
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期刊简介
篇2
冰箱制冷剂CFC12的现有替代物主要有HFC134a、HC600a和HFC152a/HCFC22,它们分别在加工工艺、可燃性、环保和热工性能方面存在缺陷[1,2,寻求新型环保节能的冰箱工质仍是人们探究的方向。
三氟碘甲烷(CF3I)是作为哈龙替代物而开发的新型灭火剂,其臭氧层破坏势(ODP)为0,20年的全球变暖势(GWP)低于5,不燃,油溶性和材料相容性很好[3,饱和蒸汽压曲线和CFC12相近,具备了作为冰箱制冷剂的前提条件(至于毒性目前还没有定论[3,4)。有关CF3I的热物性,只有文献[3进行了较为系统的探究,目前还缺乏适用于汽液两相区的状态方程;CF3I在冰箱工况下的循环性能,还没有被系统地分析。根据文献[3的PVT实验数据,确定同时适用于CF3I汽液两相的PT方程;并在此基础上,对CF3I在冰箱工况下的循环性能进行系统地理论分析,旨在考察其作为冰箱制冷剂的可能性。
2理论循环分析的工具
2.1PT状态方程两参数F、ζc的求解
式中,R为工质的通用气体常数,Tr=T/Tc。确定PT状态方程需要具体物质的四个参数摘要:临界压力Pc、临界温度Tc、虚拟压缩因子ζc、斜率F。对于CF3I,文献[3给出其Pc=3.953MPa,Tc=396.44K[3。ζc、F的求解方法如下摘要:(1)选取n个饱和液相数据点(T、P、ρL)i(i=1,…,n;(2)假设一个ζc初值;(3)由式(6)、(7)、(8)求出Ωa、Ωb、Ωc,代入式(4)、(5)求得b、c;
(4)由汽液平衡条件fL=fV,输入某数据点i的(T、P)i,由式(1)、(2)求出αi;(5)由n个数据点的(Ti,αi)用最小二乘法拟合式(3),求出F;(6)由ζc和已求出的Ωa,Ωb,Ωc,F,根据方程(1)～(2)和汽液平衡条件计算各点的和的相对误差，以及个数据点的平均相对误差；
(7)以一定的步长改变ζc,重复步骤(3)-(6)。选取最小EYL所对应的ζc、F作为PT方程的参数。
文献[3给出了CF3I在301K-Tc范围内的25个饱和液相密度点,其中3个数据点是为了确定临界点而测的;把这3个数据点当作一个临界点对待,选取其余22个数据点按照上面的步骤求解得到CF3I的F=0.6514、ζc=0.3105。
2.2PT状态方程精度的验证
为了检验如上确定的适用于CF3I的PT方程的计算精度,以该方程对CF3I的饱和液密度、饱和蒸汽压、气相区PVT性质进行了计算,并和文献[3的实验数据进行了对比。对比实验数据为T%26lt;0.9Tc(即T%26lt;356.80K)范围内的13个饱和液相点、22个饱和蒸汽压点和T%26lt;Tc内77组气相区数据。结果表明,饱和液密度、饱和蒸汽压、气相区密度的最大相对误差分别为2.94%、0.42%、5.87%,平均相对误差分别为1.54%、0.25%、2.17%。相对误差、平均相对误差计算式分别为
（9）
（10）
式中,X-所要比较的物理量,cal-PT方程的计算值,exp-实验值,n-数据点的个数。
冰箱的名义工况为蒸发温度tevap=-23.3℃,冷凝温度tcon=54.4℃,吸气温度、过冷温度32.2℃[6,处于上述温度区间。可见,确定的适用于CF3I的PT方程,能够用于对CF3I的冰箱循环性能分析计算,而且精度良好。
3CF3I蒸汽压曲线的分析
从热力学角度看,替代制冷剂最好具有和原制冷剂相似的蒸汽压曲线[7。图1为几种工质的蒸汽压对比,其中CF3I的蒸汽压方程为[3
（11）
式中,
A1=-7.204825,A2=1.393833,A3=-1.568372,A4=-5.776895,适用范围243K～Tc;其它制冷剂的蒸汽压数据来自ASHARE[8。
由图1可见,在冰箱名义工况的温度区间内,HFC152a/HCFC22、HFC134a的蒸汽压曲线和CFC12吻合得很好;HC290的蒸汽压高于CFC12,HC600a的蒸汽压则比CFC12低许多。CF3I的蒸汽压介于HC600a和CFC12之间,在冰箱名义工况下和CFC12的最大差距为20%左右。由蒸汽压看,CF3I比HC600a更适合作为CFC12的灌注式替代物;按照优势互补原则选择HC290和CF3I组成混合物,灌注式替代CFC12的效果可能会更好。
4CF3I作为冰箱制冷剂的循环性能分析
4.1冰箱名义工况
采用带回热的冰箱制冷循环模型,即用回热器来实现工质的过冷和过热,并设工质经过回热器换热后节流前的温度和压缩机的吸气温度相等,这一温度称为回热温度。
计算CF3I的循环性能所需的理想气体比热式[3为摘要:
（8）
式中T的单位为K,R为CF3I的气体常数,单位为J/(K·kg)。计算焓、熵的参考态为ASHRAE规定的-40℃的饱和液态,参考态上h=0kJ/kg,s=0kJ/(kg·K)。
在冰箱名义工况下,设压缩机的总效率为0.70,计算了几种工质的循环性能。混合工质的蒸发温度取为蒸发器进口和露点温度的平均值,冷凝温度取其冷凝压力下的泡露点平均值。计算结果见表1。表中MIX1、MIX2分别表示质量百分比85/15、75/25的HFC152a/HCFC22。
观察表1中各种工质的性能参数,在压力水平方面,除了HC600a、HC290外,现有的几种冰箱制冷剂的蒸发压力Pevap、冷凝压力Pcond和CFC12都很接近。CF3I的压力水平和CFC12有一定偏差,其Pevap略低于大气压,蒸发器为微负压,不利于系统运行。CF3I的压比和CFC12的最接近。压缩机排气温度方面,HC600a和HC290的tdisch较低。CF3I的tdisch较高,不利于压缩机的运行;但和MIX1、MIX2十分接近,表明目前的冰箱压缩机能够承受这样的温度。CF3I的单位容积制冷量qv比CFC12小20%左右,也比HFC134a、MIX1和MIX2小,HC290比CFC12高40%左右。CF3I的COP是最高的,比CFC12高3.4%,这是CF3I的优势,而HC290是最低的。通过以上的比较可以看出摘要:(1)CF3I的循环性能指标和CFC12相近,可以在对原有制冷系统稍作改动的基础上,作为CFC12的灌注式替代物;(2)HC290和CF3I在循环性能指标上具有互补性,若将两者组成混合物,在性能上可能更接近CFC12。
4.2变工况
变工况循环性能分析,一般包括COP、qv、tdisch、随冷凝温度、蒸发温度、回热温度的变化规律。相比之下,各性能指标随回热温度的变化规律比随蒸发温度、冷凝温度的变化规律更重要一些,这是因为冰箱的回热器一般在环境中[1,回热温度的变化幅度、频率要比蒸发温度、冷凝温度要大、要快。分析几种制冷剂循环性能指标随回热温度的变化规律,分析方法是固定蒸发温度、冷凝温度,变化回热温度,看性能指标的变化趋向。
结果如图2-图5所示。回热温度由0℃变化到50℃,几种工质的COP都降低,其中CF3I降低得最慢。在qv方面,HC290随回热温度的变化显著,其他工质的变化规律相似。随着回热温度的升高,CF3I的tdisch增加速度比其它工质快,这是不利于冰箱运行的。由于在计算中固定了蒸发温度、冷凝温度,所以对于纯质来说保持不变,而对于混合工质来说,有稍微地上升。由图还可以发现,CF3I和HC290的循环性能指标分布在CFC12的两侧。
CF3I各项性能指标随回热温度的变化所表现的规律和CFC12基本类似,数值幅度上的偏差也不太大。COP优于CFC12,tdisch较CFC12为高。总起来说,CF3I存在作为CFC12灌注式替代物的潜力。
5CF3I/HC290混合物作为冰箱制冷剂的循环性能分析
5.1冰箱名义工况
由以上分析可知,CF3I和HC290的循环性能具有互补性,下面具体分析不同配比下HC290/CF3I混合物的循环性能。
计算工况、压缩机总效率的选取同上。表2列出了循环性能计算结果。
由表1已经知道CF3I的Pevap、Pcond、q0、qv都比HC290的小,所以随着HC290在混合物中所占比例的增加,HC290/CF3I混合物的Pevap、Pcond、q0、qv都应该呈现增大的趋向,而∑、tdisch、COP应该减小,这种规律在表2中得到了很好的体现。
对比表2和表1,可以看到CF3I/HC290混合物在65/35、60/40、55/45、50/50四种摩尔百分配比下各个性能指标和CFC12吻合得很好。
5.2变工况
对上面所给4种配比下的CF3I/HC290混合物进行了循环性能参数随回热温度变化规律的计算。结果表明,混合物的循环性能和CFC12十分接近,从理论循环分析的角度看,是CFC12理想的灌注式替代物。
图2-图5中列出了摩尔百分比为65/35(质量百分比为89.2/10.8)的CF3I/HC290的计算结果,其它3种配比下CF3I/HC290混合物的性能也和之相近。
5.3可燃性分析
以上4种配比的CF3I/HC290混合物中,HC290的摩尔比例最大为50%,其相应的质量比例最大为18.4%。一般家用冰箱的制冷剂的充灌量为0.1kg左右[6,9,以本文提出的4种CF3I/HC290混合物作为冰箱制冷剂,HC290的最大充灌量仅为0.0184kg。文献[10指出,在密封性好的制冷系统中,只要碳氢化合物的充灌量小于0.15kg,那么系统就是平安的。因此,CF3I的摩尔组成在50%～65%范围的CF3I/HC290混合工质在应用中的平安性是可以得到保证的。
6结论
(1)求得了适用于CF3I的PT方程,此状态方程对于CF3I的热力学性质和循环性能计算具有较高的精度。
(2)通过对CF3I的蒸汽压曲线、冰箱名义工况、变工况的计算分析,发现CF3I的循环性能和CFC12相近。
(3)按照优势互补的原则,筛选提出了CF3I的摩尔组成在50%～65%范围的CF3I/HC290混合工质,其循环性能和CFC12十分接近,可作为CFC12的灌注式替代物。
参考文献
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篇3
北京大学
在ARWU的学科领域排名中，北大在数学与自然科学（简称理科）、工程/技术与计算机科学（简称工科）、生命科学与农学（简称生命）、临床医学与药学（简称医科）和社会科学（简称社科）五大领域均未能进入100强，但在学科排名中北大的数学、化学、计算机和经济学/商学均位列76-100名，物理学科的排名也接近100名，实力毋容置疑。而在QSWUR的学科领域排名中，北大在艺术人文（第18名）、工程技术（第34名）、生命科学与医药（第24名）、自然科学（第17名）和社会科学/管理（第21名）均进入了50强，除工程技术外其余领域均为内地高校第一，展现了非常强大的综合实力。
在教育部组织的国家重点学科评估中，北大有18个一级学科为国家重点学科：哲学、理论经济学、法学、政治学、社会学、中国语言文学、历史学、数学、物理学、化学、地理学、大气科学、生物学、力学、电子科学与技术、计算机科学与技术、口腔医学、药学。北大的师资力量也很雄厚，在这些重点学科中还有16名国家级教学名师：赵敦华（哲学与宗教学）、蒋绍愚（中文）、陆俭明（中文）、温儒敏（中文）、阎步克（历史）、邓小南（历史）、高毅（历史）、姜伯驹（数学）、丘维声（数学）、张恭庆（数学）、王稼军（物理）、吴思诚（物理）、段连运（化学）、许崇任（生命科学）、祝学光（医学）、王杉（医学）。此外，还有北京市教学名师和校级教学名师，他们主讲的课程也多为精品课程。北大的国家级精品课程有90门，其中数学科学学院（6门）、物理学院（9门）、信息科学技术学院（5门）、中国语言文学系（8门）和医学部（19门）较多。
优势学科：哲学、理论经济学、法学、政治学、社会学、中国语言文学、历史学、数学、物理学、化学、地理学、大气科学、生物学、力学、电子科学与技术、计算机科学与技术、口腔医学、药学
清华大学
众所周知，清华的工科是最强的，两个大学排行榜也印证了这一点。在ARWU的学科领域排名中，清华的工科进入了50强（第45名），而理科、生命、医科和社科均未进入百强。学科排名中，计算机学科也进入了学科排名50强（第46名），而数学、物理、化学和经济学/商学未进入百强。在QSWUR的学科领域排名中，清华的工程技术排名第十，是内地和香港这12所名校中唯一排在前十位的学科领域。在清华的21个一级重点学科中，清华工科独占16项，包括：机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、电子科学与技术、信息与通信工程、控制科学与工程、计算机科学与技术、建筑学、土木工程、水利工程、化学工程与技术、核科学与技术、生物医学工程、管理科学与工程。清华工科的国家级教学名师也是最多的，共有11名，他们是：申永胜（精密仪器与机械学系）、华成英（自动化系）、孙宏斌（电机工程与应用电子技术系）、李俊峰（航天航空学院）、范钦珊（航天航空学院）、李俊峰（航天航空学院）、钱易（环境学院）、郝吉明（环境学院）、胡洪营（环境学院）、袁驷（土木工程系）、傅水根（基础工业训练中心）。清华的国家级精品课程也有90门，工科课程占了一半以上（48门）。以如此强劲的实力，清华工科绝对是中国顶尖工程师的摇篮。
优势学科：上文所列的16个工科、数学、物理、化学、生命科学、工商管理、美术
复旦大学
根据ARWU的学科领域排名，复旦只有工科进入了世界百强（52-75名）。QSWUR的学科领域排名则显示，复旦的艺术人文（第49名）和社会科学/管理（第45名）进入了世界大学50强，工程技术（第98名）、生命科学与医药（第67名）、自然科学（第56名）均进入了世界百强，展现出较强的综合实力。复旦的一级国家重点学科有11个：哲学、理论经济学、中国语言文学、新闻传播学、数学、物理学、化学、生物学、电子科学与技术、基础医学、中西医结合。国家级教学名师也基本上分布在这些重点学科，他们是：陈纪修（数学）、陆谷孙（外国语言文学）、袁志刚（经济学院）、范康年（化学）、陈思和（中文）、乔守怡（生命科学）、俞吾金（哲学）。复旦的国家级精品课程有38门，也基本分布在这些重点学科中。
优势学科：哲学、理论经济学、中国语言文学、新闻传播学、数学、物理学、化学、生物学、电子科学与技术、基础医学、中西医结合
上海交通大学
与清华相似，上海交大的传统优势也是在工科。ARWU的学科领域排名中上海交大的工科进入了百强（52-75名），同时计算机学科也进入了学科排名的百强（51-75名）。QSWUR的排名中，工程技术排名第37位，在内地高校中仅次于清华和北大，而生命科学与医药（第124名）、自然科学（第114名）和社会科学/管理（第127名）位于百强之外，艺术人文则未上榜。当然，随着上海交大向高水平综合性大学的目标迈进，这些学科领域的发展后劲不容小视。上海交大9个一级国家重点学科全部与工科有关：力学、机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、计算机科学与技术、船舶与海洋工程、生物医学工程、管理科学与工程。国家级教学名师的分布则较广泛：洪嘉振（建筑工程与力学）、郑树棠 （外国语言文学）、乐经良（数学）、孙麒麟（体育）、王如竹（机械与动力工程）、林志新（生命科学技术）、郭晓奎（医学）。上海交大的国家级精品课程有20门。
优势学科：力学、机械工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、控制科学与工程、计算机科学与技术、船舶与海洋工程、生物医学工程、管理科学与工程
南京大学
南大在ARWU的学科领域排名中各领域均未进入百强，但化学学科进入了学科排名的百强（51-75名），高于北大的排名。QSWUR排名中南大较突出的领域是自然科学进入了百强，位列第85名，其余学科领域进入了前200名：艺术人文位列136名，工程技术位列163名、生命科学与医药位列193名，社会科学/管理位列131名。南大的一级国家重点学科有8个：中国语言文学、数学、物理、化学、天文学、地质学、生物学、计算机科学。国家级教学名师有10位：范从来（商学院）、卢德馨（匡亚明学院）、王守仁（外国语学院）、桑新民（公共管理学院）、左玉辉（环境学院）、沈坤荣（商学院）、徐士进（地球科学与工程学院）、周晓虹（社会学院）、刘厚俊（经济学院）、李满春（地理与海洋科学学院）。南大的国家级精品课程有56门。
优势学科：中国语言文学、数学、物理、化学、天文学、地质学、生物学、计算机科学、商学
中国科学技术大学
中科大的工科在ARWU的学科领域排名中也进入了百强（52-75名），而QSWUR的排名中，中科大的自然科学和工程技术表现突出，均进入了百强，分别位列第59名和第72名，而生命科学与医药则位列156名，而艺术人文与社会科学/管理均未上榜。中科大的一级国家重点学科有8个：数学、物理学、化学、地球物理学、生物学、科学技术史、力学、核科学与技术。国家级教学名师则有7名：陈国良（计算机）、李尚志（数学）、史济怀（数学）、施蕴渝（生命科学）、程福臻（天文与应用物理） 、霍剑青（天文与应用物理）、向守平（天文与应用物理）。中科大的国家级精品课程有13门。
优势学科：数学、物理学、化学、地球物理学、生物学、科学技术史、力学、核科学与技术
浙江大学
在ARWU的学科领域排名中，浙大的工科进入了百强（第52-75名），而学科排名中有两项进入百强：化学（76-100名）和计算机（51-75名）。QSWUR的排名也显示，浙大在工程技术领域表现突出，进入了百强（第68名），其余领域排名为：艺术人文199名、生命科学与医药206名、自然科学139名、社会科学/管理212名。浙大的一级国家重点学科有14个：数学、化学、机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、控制科学与工程、土木工程、生物医学工程、园艺学、农业资源利用、植物保护、 管理科学与工程。国家级教学名师有10名：陆国栋（机械与能源学院）、林正炎（数学）、杨启帆（数学）、吴秀明（中文）、何莲珍（外语学院）、应义斌（生物系统工程与食品科学学院）、何勇（生物系统工程与食品科学学院）、吴敏（生命科学学院）、刘旭（光学）、朱军 （农学）。浙大的国家级精品课程有64门。
优势学科：数学、化学、机械工程、光学工程、材料科学与工程、动力工程及工程热物理、电气工程、控制科学与工程、土木工程、生物医学工程、园艺学、农业资源利用、植物保护、管理科学与工程
香港大学
在学科领域排名上，香港大学（简称港大） 在两大排行榜上的差异较大。在ARWU中，港大的各领域均未进入百强，仅在学科排名上有化学（51-75名）和计算机（76-100名）进入百强；而在QSWUR中，港大的艺术人文（第25名）、工程技术（45）、生命科学与医药（第28名）、自然科学（第46名）和社会科学/管理（第23名）均进入50强，是一所实力雄厚而均衡的名校。让人感到意外的是，虽然在QSWUR中以上领域的排名港大均低于北大，但总排名却是港大高于北大，这可能与港大的国际化程度很高有关。
由于香港地区院校不参与教育部组织的各种评估和评奖，因而没有如内地名校一样的国家重点学科等数据，只能根据以上学科领域排名及网络资料推荐优势学科。
优势学科：建筑、法律、医学、社会科学（包括心理学、社会学、政治与公共行政学、社会工作及社会行政学）、认知科学（心理学、计算机科学/人工智能、语言学、哲学及脑神经科学）、文学、化学、工程学（土木工程、土木工程/环境工程、计算机科学、计算器工程、电机工程、电子及通讯工程、讯息工程、工业工程及科技管理、后勤工程及物流管理、机械工程、机械工程/屋宇设备工程、医学工程）
香港中文大学
在ARWU的学科领域排名中，香港中文大学（简称中大）的工科进入了百强（76-100名），在学科排名中，中大有三个进入百强：数学（第50名）、化学（76-100名）、计算机（第30名，在12所名校中仅次于香港科技大学），优势突出。而在QSWUR的排名中，中大的五个学科领域均排名百强之列：艺术人文47名、工程技术82名、生命科学与医药60名、自然科学90名、社会科学/管理38名，同样是一所实力均衡而强劲的名校。
优势学科：数学、化学、计算机、中文、翻译学、新闻与传播、专业会计学、社会学、法律
香港科技大学
根据ARWU的学科领域排名，香港科技大学（简称科大）的工科排名第36名，为两地高校之冠，其社科排名52-75名，使科大成为十二名校中唯一有两大领域位列百强的；在学科排名中，计算机排名第21位，也是两地高校之冠，而经济学/商学也进入了50强（第45名）。QSWUR的排名中，科大的工程技术排名第22位，仅次于清华；生命科学与医药（第86名）、自然科学（第55名）、社会科学/管理（第43名）也实力强劲，艺术人文（第195名）则稍逊。因此可以说科大是一所工科优势比较突出的名校。
优势学科：工程学院、商业管理学院（工商管理）、理学院（数学、生物学）、人文社科学、会计、分子神经学
香港城市大学
在学科领域排名上，香港城市大学（简称城大）的工科在ARWU中也进入了50强（第42名），学科排名中则有两项进入50强：数学（52-75名）和计算机（第50名）。在QSWUR的排名中，城大的艺术人文与社会科学/管理展现较强实力，进入了百强，分别位列第79名和第72名，工程技术（第119名）和自然科学（第186名）也具有一定实力。
优势学科：商学、法学、创意媒体、数学、计算机、社会工作
香港理工大学
根据ARWU的学科领域排名，香港理工大学（简称理大）的工科进入了百强（52-75名），数学（76-100名）与计算机（51-75）进入了学科排名百强。在QSWUR中，理大在艺术人文（第172名）、工程技术（第91名）、生命科学与医药（第225名）、社会科学/管理（163名）等领域均具有一定的实力。
优势学科：酒店及旅游管理、辅助医疗（职业治疗、物理治疗、眼科视光学、放射学）、工程、物流
篇4
一片丹心系科研无需浮名绊此生
“科学家”这三个字本身似乎就有一种魔力，吸引了无数人执着着梦想前往，薄涵亮就是其中之一。
1985年7月他毕业于西安交通大学动力机械工程一系反应堆工程专业并获学士学位；1988年6月他毕业于西安交通大学动力机械工程系工程热物理专业并获硕士学位，同时留校任教；1992年11月他毕业于西安交通大学能源与动力工程系反应堆工程与安全专业并获博士学位；1994年11月在清华大学核能技术设计研究院核能科学与技术博士后流动站出站，并留校任教。
近十年的求索给了薄涵亮追寻梦想的翅膀，这陕西走出的硬汉本着纯粹的科研精神，在科研的世界里默默打造自己的梦想。长期以来，他主要从事与反应堆相关的热工水力、装备、测量等研究方向的基础、应用基础、关键技术、装备产品的研究和开发，外延至工程热物理、流固耦合振动、计算流体力学等研究方向。曾承担过国家“七五”、“八五”、“九五”、“863”、“985”、自然科学基金、国际合作、重大国防工程、横向研发、XXX预研和国家重大专项等多项科研项目，在国内外刊物上公开发表学术论文100多篇。
说到成就，薄教授的谦虚让我们感动，在他心里，他只是一位平凡的科技工作者，没有什么光辉的功绩，但正是这“平凡”的人，为我国核能的发展做出了自己的贡献。
经过深入细致的研究，薄教授针对氨水工质热物性和卡林那循环提出适合于低温供热堆二回路循环的氨水朗肯循环；针对换热器传热管流致振动问题，给出了螺旋管束流体弹性不稳定的临界流速半经验公式和理论公式，成功解决了高温气冷堆热气导管在内外两股方向相反的流体共同作用下所诱发的管道振动问题；针对低温供热堆水力驱动控制棒系统，提出脉冲水流的概念，进一步发展了水力驱动控制棒系统的原理，揭示了水力驱动控制棒系统的作用机理。
在对水力驱动控制棒系统深入研究的基础上，薄教授结合商用压水堆磁力提升器的优点，发展了一种新型内置式控制棒驱动技术，即控制棒水压驱动技术，属拥有自主知识产权的原创性技术。控制棒水压驱动系统不仅完全满足一体化布置核反应堆的使用要求，为我国下一代舰船用堆提供技术保障，而且可以推广到其他水堆，使其控制棒传动线缩短。控制棒水压驱动概念的提出，为内置式控制棒驱动技术的发展开辟了新思路。
这些成就也许不是什么惊天动地的丰功伟绩，但却是一位科研人默默奉献的结晶，不积跬步，无以至千里，正是许多的薄涵亮，才让科学的脚步渐行渐远。
薪火相传魂不改春风化雨育人才
清华大学的反应堆热工水力研究室历史悠久，始建于1964年，是核能科学与工程专业关键研究室之一，从事与反应堆相关的热工水力、装备、测量等研究方向的基础、应用基础、关键技术、装备产品的研究和开发。
反应堆热工水力研究室自成立后，先后承担了820熔岩堆工程、5WM低温供热试验堆、10MW高温气冷堆、HTR-10GT氦气透平发电、200MW供热堆、ABWR国际合作项目、NP堆项目、XXXX堆项目和华能山东石岛湾高温气冷堆核电站示范工程等重大项目下设的相关基础、应用基础、关键技术、装备产品的研究和开发，及其外延的核能供热/制冷/热电联供/海水淡化、螺旋管/管套管相变换热、磁悬浮轴承/流体机械、制氢/稠油热采、液位测量/两相流测量等技术研究。其中，低干度自然循环稳定性、内置式控制棒驱动技术、两相流噪声分析与测量、稠油热采实验技术等科研成果得到了国内外同行的认可，在我国相关行业内具有重要的影响力。
薄涵亮教授现任清华大学核能与新能源技术研究院热工水力学研究室主任，他发扬研究室薪火相传近五十载的科研精神，使研究室的发展迈上了一个新的台阶。
研究室的辉煌是几代如薄涵亮教授般科研人的心血共同缔造的，据不完全统计，研究室拥有发明、实用新型专利53项和多项核心、关键技术，曾获国家级发明奖二等奖、国家发明专利金奖、20余项省部级及多项校级科研成果奖项。其中，控制棒水力驱动技术属拥有自主知识产权的原创性技术。发表中文期刊论文360余篇，发表外文期刊70余篇，其中近60篇被SCI收录。
科研事业的忙碌从没有让薄教授对教师的工作有丝毫的懈怠，他热爱教师职业，秉持教书育人的传统美德。他关心爱护学生，在传授专业知识的同时，注重培养学生的学习和研究能力，引导学生主动学习和自我实现，他给学生的是“渔”而非“鱼”。
薄教授曾获2003年清华大学教书育人奖，1999年度、2003年度、2005年度和2010年度清华大学研究生“良师益友”称号，并多次获得清华大学优秀教师奖励金。
篇5
1. 稳态法测试原理
稳态法分稳态护板法和稳态圆筒法等，针对玻璃的物理特征及应用特点此处特指稳态护板法（如图1所示）。稳态法原理上基于傅立叶定律，仅能获取材料导热系数。
图1 防护热板法原理图
由图1所示，主热板放置于两块被测试样中间，为了尽量保证主热板热流垂直穿过试样，其两侧分别设置一块与主热板保持相同温度的护热板，通常为了保证效果，护热板内往往设置与主热板加热丝相同功率的热丝。冷板是为了使试样端面维持均匀恒定的温度，可通过恒温水浴实现。理想情况下，主热板热量均匀恒定的向两侧试样流出，则被测试样的导热系数可用下式获得：
d = （1）
式中：Q为主加热板释放的热量，J；A为主加热板加热面积，m2；T1=T2-T1，和T2= T3-T4分别是主加热板与上冷板与下冷板间的温差。
由测试原理可以看出，稳态法测试时间较长，且对实验环境有较高要求，但其原理简单，JC/T675-1997《玻璃导热系数试验方法》国家标准即基于稳态法测试原理。
2. 非稳态法测试原理
针对稳态法测试时间长，对实验环境要求高的缺点，近年来非稳态法在材料热物性测试中得到了广泛应用看，其中适用于玻璃热物性测试的有非稳态平面热源法、非稳态热带法、非稳态热线法等。
2.1 非稳态平面热源法
与传统的稳态法原理上只能测玻璃导热系数相比，可实现导热系数、热扩散率的同时测定，其原理结构如图2所示。
图2 物理模型
设平面热源热流只在竖直方向（x方向）上传递，且其热流强度Q恒定，则试样内的温度变化分别可归结为如下定解问题[5]：
（2）
式中：j为试样密度，Cp为定压比热容，d为导热系数，而热扩散率Z=d/（jCp）。
在上述定解问题的基础上衍生了快速测量法（恒流法）和脉冲法，其中快速测量法适用于导热系数较大的材料热物性测量，而脉冲法适用于导热性能差的绝热保温材料等[5]。根据门窗玻璃的热物性参数参考范围，应适用于脉冲法。对式（2）作拉氏变换进行求解，可得：x=0处，如有强度为q的热源从零时刻开始加热，加热时间t后，试样任意位置x处的温升为：
= B（y） （3）
2.2 非稳态热线法
设在固体介质中放置一根细长线状热源，其热能仅能在热线径向传递，将构成一个无限长圆柱导热模型。当热线以恒定热流持续加热时，如已知热线上通过的电流 及其电阻 ，其单位长度发热量 ，W/m。
在加热功率恒定的情况下，热线上的温升 值随时间 的变化曲线呈近似线性[6]，直线的斜率为k=q/（4id） ，据此可以得到被测试样的导热系数 d
式（4）即交叉热线法测导热系数的理论公式。
利用热线上的温升数据结合交叉热线法测得松散煤体导热系数 ，同时测得距热线r距离处的温升得到
式中
B（y）=-2y dy1 （4）
y2= （5）
加热片发热强度可用下式计算：
q=（I2R-m0Cp0） （6）
从热源加热开始计时，至t1时刻断电停止，热量仍继续向冷面传播，同时热面温度下降，至时刻t2，导热系数 可用下式计算：
= （7）
式（10）中包含有无穷级数，参照文献[1]提供的煤样热物性数据，经实验，该级数取前5项即可满足精度要求，即有
（y） = （ （r， _-2 ）/q =- -lnp- （11）
式（11）为超越方程，传统方法是无法求解的，只能通过如对分法等近似数值解法编程求解，从而对于某一特定时刻 可求得对应的热扩散率a 值，对应若干个时刻将计算得一组 a值，取加权平均作为最终热扩散率的测试值。这里需要注意的是，为了防止煤样受到热震损伤，实验过程中试样各处的温升最好不要超过10℃/min。
求得热扩散a 后，试样的比热容Cp根据下式算得：
Cp= /（ a） （12）
2.3 非稳态热带法
热带法原理与热线法类似，区别在于热带法用窄薄的金属带（热带）代替热线。测试时待测材料中夹持薄金属带，从某时刻起金属带被以定功率加热，同时记录热带的温度响应，并绘制曲线，根据被测材料热物理参数与温度变化间关系的理论公式，可测得其导热系数和热扩散率。热带的温度变化可以通过测量热带电阻的变化来获得，也可以通过在热带表面上焊接热电偶来直接测量。
最常用的热带材质是纯铂，其它已知电阻温度系数的性能稳定的金属也可以，热带典型的长度为100mm-200mm，宽度为3mm-5mm，厚度为10um或更小。
热带法温度响应的理论公式或模型如下
T（t）={ erf（ -1）-[1-exp（- -2）]-Ei（- -2）} （13）
式中： = ， wh--热带宽度；erf（z）--误差函数；q--热带每单位长度的加热热流。
当加热一定时间，即 >>wh 时，可得简化公式
T（t）= [lnt+ln ] （14）
对于热电阻式的热带法，温度响应是通过测量热带上的电压变化来获得
U（t）= [lnt+ln ] （15）
如果画出温升 T（t）或电压U（t） 随对数时间的变化曲线，曲线呈线性变化趋势，直线的斜率为m= ，截距为n=mln ，根此可以得到被测试样的热导率 和热扩散率
= a=exp（） （16）
由式可见，热扩散率的测量精度比热线法要好，因为wh 的数值（1mm-10mm）比热线的半径大的多，可保证热扩散率值达到满意的精度。
3. 存在的问题
综前所述，门窗玻璃作为典型固体材料，适用的测试方法较多，稳态法及非稳态法均在玻璃热物性测试中得到了应用。目前针对玻璃热物性测试的主要有稳态法和非稳态平面热源法，实际使用过程中均存在一定的优缺点。
3.1 稳态法
稳态法具有原理简单、易于实现等优点，在固体材料热物性测试得到了广泛应用，玻璃导热系数测试国家标准就是基于此撰写的。但稳态法测试时间长且对实验环境要求较高，例如要求保证试件侧向绝热条件，否则将直接影响测试精度。如图3所示为试件侧向绝热与不绝热条件下的温度场变化情况。由图可以看出，侧向绝热条件对玻璃内的温度变化影响是明星的，如图（a）和（b）所示，分别为侧向不绝热和绝热情况下，底部用50w/m的平面热源加热时玻璃内的稳态温度场分布，可以看出区别明显。侧向不绝热时，玻璃侧向存在热传递过程，温度场受侧向热流影响明显。而侧向绝热时，面热源加热热流只在垂直方向传递，温度场均匀。由此可见，基于稳态法原理测玻璃导热系数时，侧向绝热条件直接影响测试精度。
（a） 侧向不绝热时玻璃内的温度场分布
（b） 侧向绝热时玻璃内的温度场分布
图3 侧向绝热条件对玻璃内温度场分布影响情况
除了对实验条件要求较高外，原理上稳态法也仅能测玻璃导热系数，可测参数单一，从而一定程度上限值了其推广。
3.2 非稳态平面热源法
针对稳态法存在的问题，近年来非稳态平面热源法在玻璃热物性测试中得到应用，如图4所示为某公司基于脉冲法和恒流法原理设计生产的热物性测试仪，适用于玻璃等固体材料，测试时间短且效率高。
图4 非稳态平面热源法热物性测试系统
平面热源法原理公式假设设面热源与被测试样间接触良好，也即不存在接触热阻，而实际上热源与被测试样间是存在接触热阻的，且对面热源及试件内的温度场变化影响明显。如图5所示为面热源加热条件下，考虑接触热阻与不考虑接触热阻时，面热源与试件内（导热系数 为0.7695）的温度变化情况。面热源加热功率50w/m，参照有关资料接触热阻设定为0.01k*m2/W，初始温度293K。
（a） 考虑接触热阻影响玻璃及热源温度场
（b） 不考虑接触热阻影响玻璃及热源温度场
图5 侧向绝热条件对玻璃内温度场分布影响情况
如图6所示为面热源温升对比曲线图。
图6 面热源温升对比曲线图
由图5可以看出，接触热阻对面热源温升及玻璃内温度场影响明显，同样加热条件下，热源温升相差近10℃，从而对热物性参数测试精度的影响是不可忽视的。
4. 发展趋势
随着计算机技术的不断发展，物理参数自动测试、处理进而得到被测材料的热物性参数已成为现实，材料热物性测试精度更多取决于原理模型、实验条件、基本参数测试精度。针对门窗玻璃热物性测试需求，稳态法在原理上仅能获取导热系数，已无法适应现代门窗玻璃质量监督检验要求，能够同时测玻璃导热系数、热扩散率的非稳态法将成为发展趋势。而随着建筑节能技术的发展，对门窗玻璃的热物性测试精度必然提出更高的要求。完善原理模型、提高参数测试精度和寻求新的测试技术将是进一步提高玻璃热物性参数测算精度的可行手段：
1）研究试件与加热热源间的接触热阻问题。如前所述，试件与热源间客观存在接触热阻，无论是热线法、平面热源法，接触热阻的存在均会对热物性参数测试精度带来影响。对试件与热源间的接触热阻问题进行研究，并在测试原理模型中有效表征是提高热物性参数测试精度的有效途径。
2）寻求更适合的测试方法。如前所述，目前应用于玻璃热物性测试的稳态法与非稳态平面热源法，受原理模型及热源温度均匀度影响，测试精度不高。热线法由于受加热丝直径影响较大，同时测温热电偶布置不便，应用受到一定限制，解决极细热丝与测温传感器连接问题，将可能应用于玻璃热物性测试。近年来，热带法在材料热物性测试中得到广泛应用。热带法使用范围广泛，不仅可测液体、松散材料、多孔介质及非金属固体材料，还可用于金属热物性测试。且与线状（圆柱状）热源相比，薄带状热源更易与被测材料保持良好的接触状态。而与平面热源法相比，热带夹持在被测试件中间，受侧向热流的影响较小，实验条件较易控制。故热带法更适于测固体材料导热系数，同时热扩散率的测量结果也较为准确。设计适用于玻璃热物性测试的热带法装置，将是可行的研究方向之一。
致谢：本文受安徽省教育厅自然科学基金项目（KJ2012B064）与安徽省质量监督局科技计划项目资助。
参考文献：
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篇6
300MW机组低压转子叶片断裂的故障诊断及振动分析范春生 (10)
弯叶片对压气机静叶根部间隙泄漏流动的影响杜鑫 王松涛 王仲奇 (16)
自动控制与监测诊断
直接型自适应模糊控制器的设计及其在汽温控制中的应用牛培峰 孟凡东 陈贵林 马巨海 王怀宝 张君 窦春霞 (22)
锅炉燃烧系统的自适应预测函数控制王文兰 赵永艳 (27)
循环流化床锅炉汽温自抗扰控制器的优化设计王子杰 黄宇 韩璞 王东风 (31)
无
环保型火电机组与创新型环保装备研讨会征文 (30)
投稿须知 (F0003)
贺信陆燕荪 (I0001)
书法作品 (I0002)
热烈祝贺《动力工程学报》出版发行 (I0003)
环境科学
石灰浆液荷电雾化脱硫的化学反应动力学研究陈汇龙 李庆利 郑捷庆 赵英春 王贞涛 陈萍 (36)
介质阻挡放电中烟气相对湿度对脱硫脱硝的影响尹水娥 孙保民 高旭东 肖海平 (41)
石灰石煅烧及其产物碳酸化特性的试验研究尚建宇 宋春常 王春波 卢广 王松岭 (47)
气相沉积制备V2O5-WO3/TiO2催化剂及其脱硝性能的研究杨眉 刘清才 薛屺 王小红 高英 (52)
基于铁矿石载氧体加压煤化学链燃烧的试验研究杨一超 肖睿 宋启磊 郑文广 (56)
新能源
1MW塔式太阳能电站换热网络的动态模拟李显 朱天宇 徐小韵 (63)
能源系统工程
三电平变频器水冷散热器温度场的计算与分析石书华 李守法 张海燕 逯乾鹏 梁安江 李建功 (68)
基于结构理论的燃料价格波动对火电机组热经济性的影响研究王文欢 潘卫国 张寞 胡国新 (73)
材料科学
核级管道异种钢焊接缺陷的性质、成因及解决对策
（火用）分析与锅炉设计董厚忱 (1)
邹县发电厂6号锅炉再热器热偏差的改造措施刘恩生 吴安 胡兴胜 曹汉鼎 (6)
中储式制粉系统锅炉掺烧褐煤技术的研究马金凤 吴景兴 邹天舒 冷杰 陈海耿 (14)
锅炉燃烧调整对NOx排放和锅炉效率影响的试验研究王学栋 栾涛 程林 胡志宏 (19)
循环流化床锅炉3种典型布风板风帽阻力特性的试验冯冰潇 缪正清 潘家泉 于忠义 张民 郑殿斌 (24)
裤衩腿结构循环流化床锅炉床料不平衡现象的数值模拟李金晶 李燕 刘树清 岳光溪 李政 (28)
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通过煤粉浓缩预热低NOx燃烧器实现高温空气燃烧技术的研究张海 贾臻 毛健雄 吕俊复 刘青 (36)
两类过热器壁温分布特性的仿真研究初云涛 周怀春 梁倩 (40)
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基于机组负荷-压力动态模型的燃煤发热量实时计算方法刘鑫屏 田亮 曾德良 刘吉臻 (50)
一种多层辐射能信号融合处理的新算法杨超 周怀春 (54)
无
《动力工程》2007年第6期Ei收录论文 (27)
中国动力工程学会透平专委会2008年度学术研讨会征文 (63)
中国动力工程学会第四届青年学术年会征文 (116)
中国动力工程学会第八届三次编辑出版工作委员会代表工作会议在哈尔滨举行 (141)
中国动力工程学会编辑出版工作委员会 期刊联合征订 (168)
投稿须知 (F0003)
《动力工程》 (F0004)
汽轮机和燃气轮机
跨音轴流压气机动叶的三维弯掠设计研究毛明明 宋彦萍 王仲奇 (58)
喷雾增湿法在直接空冷系统中的应用赵文升 王松岭 荆有印 陈继军 张继斌 (64)
大直径负压排汽管道系统内流场的数值模拟石磊 石祥彬 李星 周云山 (68)
微型燃气轮机向心透平的设计和研究沈景凤 姚福生 王志远 (71)
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基于Rough Set理论的典型振动故障诊断李建兰 黄树红 张燕平 (76)
提高传感器故障检测能力的研究邱天 刘吉臻 (80)
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自然样条型弯叶片生成方法及其在冷却风扇中的应用王企鲲 陈康民 (84)
基于高速立体视觉系统的粒子三维运动研究张强 王飞 黄群星 严建华 池涌 岑可法 (90)
垂直管密相输送的数值模拟蒲文灏 赵长遂 熊源泉 梁财 陈晓平 鹿鹏 范春雷 (95)
采用不等径结构自激振荡流热管实现强化传热商福民 刘登瀛 冼海珍 杨勇平 杜小泽 陈国华 (100)
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自然风对空冷凝汽器换热效率影响的数值模拟周兰欣 白中华 李卫华 张学镭 李慧君 (104)
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臭氧氧化结合化学吸收同时脱硫脱硝的研究——石灰石浆液吸收特性理论分析魏林生 周俊虎 王智化 岑可法 (112)
基于钙基吸收剂的循环煅烧／碳酸化反应吸收CO2的试验研究李英杰 赵长遂 (117)
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高碱灰渣烧结反应的化学热力学平衡计算俞海淼 曹欣玉 周俊虎 岑可法 (128)
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湿法烟气脱硫存在SO3^2-时石灰石的活性研究郭瑞堂 高翔 丁红蕾 骆仲泱 倪明江 岑可法 (137)
选择性催化还原烟气脱硝反应器的变工况运行分析董建勋 李永华 冯兆兴 王松岭 李辰飞 (142)
能源系统工程
世界与中国发电量和装机容量的预测模型史清 姚秀平 (147)
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含表面裂纹T型叶根应力强度因子的数值计算王立清 盖秉政 (169)
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微型燃气轮机表面式回热器的应力分析张冬洁 王军伟 梁红侠 曾敏 王秋旺 (200)
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新型内直流外旋流燃烧器流场特性的研究周怀春 魏新利 (210)
汽包锅炉蓄热系数的定量分析刘鑫屏 田亮 赵征 刘吉臻 (216)
吹灰对锅炉对流受热面传热熵产影响的试验研究朱予东 阎维平 张婷 (221)
自动控制与监测诊断
电站设备易损件寿命评定与寿命管理技术的研究 史进渊 邹军 沈海华 李伟农 孙坚 邓志成 杨宇 (225)
ALSTOM气化炉的模糊增益调度预测控制吴科 吕剑虹 向文国 (229)
应用谐振腔微扰法在线测量发电机的氢气湿度田松峰 张倩 韩中合 杨昆 (238)
激光数码全息技术在两相流三维空间速度测量中的应用浦兴国 浦世亮 袁镇福 岑可法 (242)
应用电容层析成像法测量煤粉浓度的研究孙猛 刘石 雷兢 刘靖 (246)
无
中国动力工程学会锅炉专委会2008年度学术研讨会征文 (237)
《动力工程》 (F0004)
工程热物理
油页岩流化燃烧过程中表面特性的变化孙佰仲 周明正 刘洪鹏 王擎 关晓辉 李少华 (250)
高温紧凑板翅式换热器稳态和动态性能的研究王礼进 张会生 翁史烈 (255)
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温度及氧含量对煤气再燃还原NOx的影响孙绍增 钱琳 王志强 曹华丽 秦裕琨 (265)
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垃圾焚烧飞灰的熔融固化实验潘新潮 严建华 马增益 屠昕 王勤 岑可法 (284)
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整体煤气化联合循环系统的可靠性分析与设计李政 曹江 何芬 黄河 倪维斗 (314)
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平板V型小翼各参数对风力机功率系数的影响汪建文 韩炜 闫建校 韩晓亮 曲立群 吴克启 (483)
部分痕量元素在油页岩中的富集特性及挥发行为柏静儒 王擎 陈艳 李春雨 关晓辉 李术元 (487)
核科学技术
核电站电气贯穿芯棒热老化寿命评定技术的研究黄定忠 李国平 (493)
国产首台百万千瓦超超临界锅炉的启动调试和运行樊险峰 张志伦 吴少华 (497)
900MW超临界锅炉机组节能方略初探李道林 徐洪海 虞美萍 戴岳 林英红 (502)
循环流化床二次风射流穿透规律的试验研究杨建华 杨海瑞 岳光溪 (509)
Z型和U型集箱并联管组流动特性的实验研究韦晓丽 缪正清 (514)
汽轮机和燃气轮机
裂纹参数对叶片固有频率影响的研究葛永庆 安连锁 (519)
不同翼刀高度控制涡轮静叶栅二次流的数值模拟李军 苏明 (523)
椭圆形突片气膜冷却效率的试验研究李建华 杨卫华 陈伟 宋双文 张靖周 (528)
自动控制与监测诊断
大机组实现快速甩负荷的现实性和技术分析冯伟忠 (532)
大型风力发电机组的前馈模糊-PI变桨距控制高峰 徐大平 吕跃刚 (537)
基于过程的旋转机械振动故障定量诊断方法陈非 黄树红 张燕平 高伟 (543)
采用主成分分析法综合评价电站机组的运行状态付忠广 王丽平 戈志华 靳涛 张光 (548)
电站机组数据仓库的建设及其关键技术蹇浪 付忠广 刘刚 中鹏飞 郑玲 (552)
撞击式火焰噪声信号的分形特性分析颜世森 郭庆华 梁钦锋 于广锁 于遵宏 (555)
工程热物理
冷却风扇变密流型扭叶片设计方法及其气动特性的数值研究王企鲲 陈康民 (560)
考虑进水温度的蒸汽喷射泵一维理论模型李刚 袁益超 刘聿拯 黄惠兰 (565)
双排管外空气流动和传热性能的数值研究石磊 邢苍 李国栋 陈俊丽 (569)
辅机技术
600MW汽轮机组再热主汽阀门阀杆的热胀及其影响时兵 金烨 (573)
温度和压力对旋风分离器内气相流场的综合影响万古军 孙国刚 魏耀东 时铭显 (579)
一种新型空气预热器及其性能分析李建锋 郝峰 郝继红 齐娜 冀慧敏 杨迪 (585)
横向风对直接空冷系统影响的数值模拟吕燕 熊扬恒 李坤 (589)
间接空冷系统空冷散热器运行特性的数值模拟杨立军 杜小泽 杨勇平 (594)
水轮机技术
减压管状态对混流式水轮机流场的影响梁武科 董彦同 赵道利 马薇 石峯 刘晓峰 王庆永 (600)
环境科学
循环流化床O2／CO2燃烧技术的最新进展段伦博 赵长遂 屈成锐 周骛 卢骏营 (605)
海水烟气脱硫技术及其在电站上的工程应用杨志忠 (612)
应用差分光谱吸收法监测SO2的固定污染源连续排放监测系统许利华 李俊峰 蔡小舒 沈建琪 苏明旭 唐荣山 欧阳新 (616)
溶胶凝胶法制备CuO／γ-Al2O3催化剂及其脱硝活性的研究赵清森 孙路石 石金明 殷庆栋 胡松 向军 (620)
N2气氛下活性炭的汞吸附性能周劲松 王岩 胡长兴 何胜 骆仲泱 倪明江 岑可法 (625)
准格尔煤灰特性对其从电除尘器中逃逸的影响齐立强 原永涛 阎维平 张为堂 (629)
能源系统工程
中国整体煤气化联合循环电厂的经济性估算模型黄河 何芬 李政 倪维斗 何建坤 张希良 麻林巍 (633)
篇7
一、前言
地热能是赋存于地球内部一种巨大、宝贵的矿产资源，它是一种绿色环保、经济高效的新型能源。具有投资少、见效快、使用方便、节能环保等特点，开发利用前景广阔。运用综合物探方法对地热资源进行勘探，可以避免单一物探方法的局限性，提高勘探精度。相信综合物探方法在今后地热资源勘查中的应用会更多，效率和精度也会有很大提高。
二、地热概况
地球内部蕴藏着巨大的自然能源――地热能，它通过火山爆发、温泉、喷泉以及岩石的热传导等方式源源不断的向地表传送和散失。火山喷出的炽热的岩浆或从地下涌出或喷射出的热水和蒸汽，都是巨大的载热体，它们不断地将地球内部的热能带到地表。地球每年通过地表传输的总热量很大，但是在有限的地区内不仅很小，而且很分散，目前的技术经济条件尚无法抽取和利用，因此还不构成资源。自然界中有一些过程能够使地球内部热量在有限的地域内富集，并且达到人类能够经济开发利用的程度，这种热量便构成了地球资源或地球能源。
三、物探方法分类简介
目前，地球物理勘探方法很多，根据工作空间的不同，可分为地面物探、航空物探、钻井物探及测井等。
测井是应用地球物理方法来研究钻孔地质剖面，解决地下地质技术问题的一门技术，包括视电阻率、侧向、自然电位、自然伽玛、密度、声波、中子、产状、井径、井斜、井温、水文流量、核磁共振、微测井、伽玛能谱、压力、感应、成像测井等几十种方法。
地震是以研究地震波在地壳内的传播规律，达到查明地下地质构造和寻找有用矿藏的勘探方法。近年来，地震技术发展很快，有反射波法、透射波法、折射波法地震，有二维、三维地震，有高分辨率、微地震，有浅层、深部地震等，处理方法较多，不但精度高、速度快，而且处理手段灵活多样。
电法是以研究地下各种岩层电性的差异为依据，寻找和勘探矿藏、探测地下水、解释地质构造等，有电测深法、自然电场法、充电法、电测剖面法、瞬变电磁法、电偶源频率测深法、电磁测深法、感应法及高密度电法等。
重力和磁法除传统方法外，还有高分辨率、高精度重力和磁法物探方法。重力资料多用于区域构造单元的划分、断裂构造空间展布的确定及盆地基底起伏及其性质的研究工作。利用磁法可探测矿藏，确定隐伏岩浆岩体的分布、厚度及与断裂带的关系，确定水热蚀变带位置。
遥感可得到卫星图像或航空图像，通过对不同种类、不同比例尺、不同时相的航空航天遥感图像进行地质解译，判断地貌、地层、地质构造，寻找矿藏和探索水文地质条件，还可判断地面泉点、泉群和地热溢出带。
各种物探方法从空中、地面、地下不同角度组成了立体阵容，这种特殊的组合方式决定了物探方法必须要综合考虑、分析和研究解释。在地热资源勘查中，物探工作是其重要组成部分。地热资源勘查应视情况采用综合物探方法进行，以避免采用单一方法在深度、广度、精度方面的影响。因为单一物探方法有时具有多解性，如高温热水和蚀变矿物都能引起低阻，高温热流体视电阻率低，但视电阻率低的地方不一定都有高温热流体等；而通过综合物探可获得地质构造条件、热储赋存范围、地下水补给关系及空间位置等资料。为了更好地查明地热田的地质条件、热储特征、地热资源量，评价开采技术经济条件，在地热资源勘查中对综合物探工作应给予足够的重视。
四、地热物探评价方法的应用
地热勘探中，几乎所有的物探方法都可以考虑部署的。但是，不同的地热田，由于地质条件、热储结构、成因类型、地热液体的化学成分等不同，其物探异常的客观反映也必然有所差异，对物探方法的选择和异常现象的解释也有所不同，不能照搬某一种模式，而应根据实际情况，合理地选择适合勘探区的物探方法组合系列，才能使所获成果达到预期的目的。并且在新的地热田勘查中，综合物探工作应优先开展。
五、物探方法组合在地热勘查中的应用
地球物理勘查工作是通过不同的物探方法对一个地区进行平面测量和垂向测量，在野外试验及资料总结分析的基础上了解地质体平面和垂向的特征。一般在地热资源预可行性勘查和可行性勘查阶段进行，勘查范围应包括相关的构造单元并结合地热钻井的井位确定。
平面测量一般是测量天然物理场，如重力、磁法和电法，其接收的是稳定的场值，在一个测点上只有一个数值，一般要有地面上多个观测点才能反映出物理场的分布特征。在一条线上的观测值组成剖面曲线，由多条平行的剖面可以组成平面数据。测深方法如人工地震、电法和面波测深等，一般要建立一个变化的人工场，在原地布一个接收系统来了解地下不同深度的物理量，即得到一条垂向剖面。
地热物探工作需要多种方法组合完成，特别是要根据地质任务合理选择不同方法进行组合。具体方法的选择要考虑目的层的物理前提，即目的层与其他层的物性差异，这个差异要足够大，能反映到物理场中被仪器观测到。
地球物理勘查工作的任务是初步查明：①圈定地热异常范围和热储的空间分布特征；②确定基底起伏及隐伏断裂的空间展布；③确定勘查区的地层结构，热储层的埋藏深度。鉴于这些地质任务，参考研究区的工作成果和其他资料，对比分析各种方法在不同地热田的应用效果，结合地热田地球物理特征，建立本区地球物理勘探方法组合。
六、总结语
地热的开发带来巨大的经济效益让很多投资者趋之若鹜，与此同时地热的勘查具有很大的风险性，投资大、成本高也令很多投资者望而却步。我们在地热勘查中应该采用最有效的方法，采用新技术新方法节省经济成本，开发利用地热资源。
参考文献：
1、黄健良 吴波 邵月中，浅谈综合物探方法在地热勘查中的应用[J]，科技信息，2009年第18期
篇8
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
篇9
一、主要凸现的问题
(一)办学思路不清晰
虽然很多学校秉承了“厚基础、宽口径”的办学思想,在教学内容上增加了建筑环境、建筑热能供应以及建筑自动化等方面的知识,并把建筑环境学列为了专业的平台,搭建了新的本科专业的框架体系。但是“厚而宽”不是“大而全”。知识口径的拓宽不是各种知识的堆积和罗列。专业的办学首先要服从于所在大学的办学思路,即学校的定位。一般院校和重点院校不同,创新型大学与研究型大学和综合型大学也不同。如果全国九十一所建筑环境与设备专业的教学体系都参照某一两个名牌大学的教学体系,那么这样的后果是显而易见的:一,专业建设没有或者散失了原有专业的特色;二,专业培养出来的人才也没有特色。
(二)教材建设的质量不容乐观
目前围绕建筑环境与设备专业的教材种类繁多,质量参差不一。教材是教学内容的具体体现,教学体系中的教材应该具有知识的系统性、延续性和完整性。而不是各个知识块之间简单的粘贴或移动的关系。以《暖通空调》为例,集结了原来供热、供燃气及通风空调工程专业的主要专业课:《空气调节》、《工业通风》以及《供热工程》的主要内容。剔出了三门课管网输配的交叉部分,而另设了一门课:《流体输配管网》。但就这两门课程的教材来看,共同的缺点是把原来空调、通风和供热三门课的三个系统简单地归类总结,系统总结有余,阐述不足。使得在具体教学过程中,出现老师觉得不好讲,学生不易接受的情况。
(三)配套的师资队伍结构有待改善
由于建筑环境与设备专业由原来的暖通空调专业或燃气专业演变而来,因此师资基本上是暖通空调或燃气专业的。但是专业的领域已经扩充到建筑室内环境、建筑设备、公用设备和智能建筑等方面。专业的内涵已经由原来的设备或系统扩充到既包括设备、系统,也包括智能建筑。其中的弱势部分是智能建筑。因为智能建筑技术也是一门交叉学科,而大部分搞自动控制的人才是自动化专业、电气工程及其自动化专业或计算机专业的人员。对智能建筑、智能化系统及设备缺乏全面的了解和掌握,缺乏建筑结构、建筑设备、供热空调等方面的专业知识和理解。另一方面,搞设备的人才又缺少对建筑自动化、BAS功能科学要求的理解,缺少有效的上层控制管理逻辑与算法。两方面人才又缺少“接口”,从而制约了智能建筑技术的发展[2]。因此合理搭配师资,在教学安排方面与其它专业知识交叉融合,才能培养出新时代的建筑环境与设备复合型人才。
二、改革的内容
(一)明确办学思路,办出专业特色[3]
明确办学思路是确定专业人才培养目标和教学体系的前提和基础。是以科研人才为主,还是以工程技术人员为主,不仅与专业本身的内涵有关,更重要的是与专业所在大学的性质有关。这样才能形成专业建设和发展的良性竞争。办学思路还与专业特色有着密切联系。专业特色与专业在多年的建设发展过程中的教学和科研历史有关,如有的学校在暖通空调的系统工程方面是强项,而有的学校在制冷空调设备的研究与开发方面是强项。那么在培养人才方面,这些特色就应该很好的继承和发挥,在课程设置和训练中要体现出来。
(二)稳固基础知识,拓宽专业口径
建筑环境与设备专业是一门跨学科的工科专业,学生基础知识应包括数理方面、工程热物理方面、流体机械方面、建筑热物理方面和自动化控制的知识。只有牢固的基础知识,学生才能深刻地理解专业课程,拓宽本专业的服务领域。当然,正如前面强调的,专业办学的前提是要继承和发扬本专业的特色。这些基础知识本身就是属于很多领域,要与专业在建设和发展过程中的特色结合起来,构造和稳固所必需的专业基础知识。
专业知识的拓宽,是构架新时代建筑环境与设备专业教学体系的重要部分。专业教学体系不仅仅局限于暖通空调,或是供热供燃气,或是把这两方面的课程全部笼统地包括进去,或是把建筑环境、公用设备和智能建筑方面的知识硬塞进去。在专业学时有限的条件下,很有可能会造成各种知识的七拼八凑。因此,要有侧重点地把某些方面作为原本专业特色的延伸和发展,切忌一口吃成一个胖子的思想,盲目地贪大。
(三)编制优秀的教材,配备合理的师资队伍
正如前面所说,由于原有专业教学体系架构的割断和组合,使得最近几年采用的教材在编制上都有这样或那样的问题,因此在教材的建设方面还必需投入更多的精力。而选用合适的优秀教材的基础正是现在的教学体系的完善,必需从根本上理解和制定本专业的教学体系和知识模块。
师资的知识结构要分布合理,除了保留原来专业特色的知识结构以外,还要补充新的知识,如智能建筑和建筑环境方面的知识结构。师资的梯队建设也很重要。教学梯队的形成有利于知识传授的传承和不断更新。每个专业知识模块,也就是我们所说的课群下面,形成以教授为龙头,教授副教授主讲,青年教师为重要组成的教学梯队。
三、我校建筑环境与设备专业教学体系改革的几点思路
中南大学建筑环境与设备工程专业主要源于长沙铁道学院的制冷空调学科。长沙铁道学院从上世纪70年代起,就开展了制冷空调及冷藏运输方面的研究工作,1985年在机车车辆系成立制冷空调教研室,并开始招收制冷空调专业专科学生;1989年开始招收供热通风与空调专业本科学生;1998年根据教育部文件调整为建筑环境与设备专业。因此,在二十多年的建设中,形成了制冷与暖调、系统与设备并重的特色。我专业在调整后修订了教学计划,增加了供燃气、建筑环境和建筑自动化方面的知识模块,保留了原来的制冷方面的知识模块,包括有制冷原理、制冷压缩机和铁路车辆制冷、制冷装置自动化等课程。
目前已拟定完2008级新的教学体系和教学计划,主要的思路有如下几点。
(一)明确办学思路,与学校的定位一致。
我专业隶属于以本科生、研究生教育为主的高层次综合性大学——中南大学,学校的定位是立足湖南,面向全国,放眼世界,努力建设国内一流、国际上有重要影响的高水平、综合性、研究型、创新型大学[4]。因此,我专业的办学思路是以创新素质教育为核心,坚持全面发展的人才培养标准,面向社会主义市场经济的人才需求,培养出具有实践能力、创新能力,既懂技术又懂管理的复合型人才。
(二)继承和发扬专业特色,整合知识架构。
充分利用能源知识的平台。从2008年开始本专业与同属能源科学与工程学院的热能专业进行能源与动力大类招生,使学生在低年级的时候的基础知识面广,起到“厚基础、宽口径”的作用。
继续保留专业的特色之一:制冷模块。从毕业生就业的反馈来看,用人单位对既懂制冷,又懂暖通,既了解系统,又了解设备的人才非常欢迎。
加强暖通和建筑环境的优势。把空调、供热、通风和建筑环境的节能、环保、热舒适与空气品质结合起来,也是当前时展的需求。
减弱供燃气和燃烧模块。从本系教师多年从事的科研工作来看,燃气和燃烧模块并没有形成特色,因此可以适当减少其份额,作为选修课程开设。
加强智能建筑模块。智能建筑是楼宇发展的重要方向。本系在制冷和空调系统的自动化控制方面有着多年的研究和实践经验。可以在此基础上进一步扩充相关领域的知识内容。新晨
(四)加强实践环节,培养创新人才
实践环节包括实习、课程设计和毕业设计。实践环节应受到更多的重视。既保证实践环节的“量”,又要保证实践环节的“质”。即:实践环节的课时量必需严格保证,同时要求学生在实践环节动手、动脑,培养其综合运用所学知识和创新能力。
毕业设计从选题开始抓起,选题来源于教师的科研课题或工程实际,具有很强的实际意义和理论研究价值,有利于培养学生的综合能力。
严格把握好实践环节的考核。本系在近两年所有的专业实践环节考核中都涵盖有答辩部分的考核,既锻炼了学生的胆量、自信和表达能力,又能很客观地反映实际的情况。
参考文献:
[1]肖勇全,李岱森.建筑环境与设备工程专业[J].高等建筑教育,2002,(2).
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参加工作以来，他秉持认真教学科研、执着技术创新之态度，长期从事热能动力专业科研和教学工作，培养了博士、硕士，留学生、进修生30多人，主持并完成省部级科研项目及企业课题10多项，在动力机械工作过程及优化，动力机械环保节能新技术，制冷与空调工程等方面都做出了较好的成绩5项重大成果通过省部级鉴定；获得国家发明专利6项，实用新型专利16项；发表学术论文80多篇，其中不少被EI等三大索引和国内外重要刊物所收录和引用出版专著3本、本科教材1本。个人业绩先后刊登在《世界名人录》、《中国世纪英才荟萃》、《中国专家大辞典》等十多个大型图书中。
在他的一个抽屉里，列放着厚厚的一摞荣誉证书，包括国家科学大会奖、广东省科技进步奖，广东省高教厅科技进步奖，华南理工大学优秀教学成果奖、华南理工大学科技进步奖一等奖、华南理工大学教学优秀奖一等奖、华南理工大学教书育人先进个人称号……
荣誉是对他成绩的见证，更是对他未来的激励。他说，他现在的期望就是在科研上有新突破，成果转化上有大发展!产业为本
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培养目标。培养具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等宽厚理论基础，掌握可再生能源和新能源专业知识，能从事清洁能源生产、可再生能源开发利用、能源环境保护、新能源开发、工程设计、优化运行与生产管理的跨学科复合型高级人才。
课程设置。专业课程设置按照浙江大学“通识课程+大类课程+专业课程”体系进行构建，其中专业课程包含专业基础课、专业核心课和专业实验实践课。专业基础课的安排上，设置了如工程流体力学、工程热力学、传热学、能源与环境系统工程概论等基础课程，使学生具有热学、力学、机械、能源科学和系统工程等宽厚理论基础。专业核心课程开设了包括生物质能源、太阳能、风能、氢气大规模制取的原理和方法、新型液体燃料能源等课程，旨在让学生掌握新能源领域相关科学原理、工艺以及新技术研究发展趋势方面的知识。在专业实验实践课程上，安排了新能源实验、认识实习、风电风机课程设计、生物质发电系统课程设计等，使学生掌握新能源的有关实验，掌握现场运行，工程设计和生产管理等知识，为今后从事新能源开发利用工作打下基础。
专业建设特色
依托动力工程及工程热物理国家重点一级学科平台，浙江大学新能源科学与工程专业建设体现出鲜明的科研与教学相长的教学特色。
强大的学科平台。能源系拥有国内一流的学科与科研优势，具备国际竞争的实力。现有国家重点一级学科1个，一级学科博士点1个，国家重点实验室1个，国家工程研究中心2个。设博士点8个、硕士点8个、博士后流动站1个。连续5年科研经费超过亿元。依托强大的学科与科研优势，以及不断在学科交叉领域取得的创新型研究进展，为学生直接参与项目研究、在实践中培养创新精神创造了条件；同时为优秀大学生继续深造提供了宽广的平台。能源系在新能源领域已有大量的研究积累，开展了大量新能源的研究方向，如太阳能热利用发电技术，生物燃料电池，微藻制油等，并已承担了新能源方向的973项目2项，863项目多项。
一流的师资力量。能源系拥有一批在国际上具有竞争力的中青年人才，其中院士1人，“973计划”项目首席科学家3人，长江学者奖励计划特聘教授6人，国家杰出青年基金获得者5人，浙江省特级专家2人，国家百千万人才工程人选7人，教育部跨世纪和新世纪优秀人才5人。全系教师队伍具有博士学位比率达93.1%，已形成了一支知识结构、学历结构和学缘结构优化、年龄结构合理、教育教学能力和研究能力突出、具有国际竞争力的教学团队。在新能源专业方向上，已形成了由院士牵头，5位长江学者和一大批教授为核心的新能源研究队伍。
先进的教学模式。专业建设以拓宽专业基础、专业知识面为宗旨，制订与国家发展需求相适应的本科教学计划和课程体系。科研成果通过教学改革、课堂教学、大学生科技创新活动、毕业论文（设计）等途径，转化为教学资源，实现教学科研互动，为学生创新能力的培养提供了平台。能源系积极开展本科教学改革，“结合国家重大需求，创建能源与环境复合型人才培养新体系”获2009年国家级教学成果二等奖；《工程热力学》、《热工实验》课程获国家级精品课程称号；“国家级能源与动力实验教学示范中心”2012年通过专家验收。
开放的实践体系。经过多年的建设，能源系建立和发展了与学科前沿及行业发展紧密结合的能源与动力创新型人才培养实验实践教学体系。依托动力工程及工程热物理国家重点一级学科、能源清洁利用国家重点实验室，以能源与动力国家级实验教学示范中心建设为契机，通过实验课程精品化、建设学生创新实验室和节能减排实践基地、开展以全国大学生节能减排竞赛为代表的各类学生科技创新活动、与行业领军企业共建创新实践教学基地等形式，构建了多层次训练、多学科交叉、全方位辐射的立体创新实践平台。
专业建设成效
学科资源与科学研究成果及时、有效地引入本科教学建设中，为本科教育提供了大量优质资源，有效地提升了教学质量。本科生对该专业的认同度高，目前该专业已经成为最受学生欢迎的热门专业之一，学生主修专业确认平均绩点在4以上，在工科专业中排名第三。
核心课程精品化建设。专业依托教师在新能源领域的前沿研究方向，将科研方法、体验与成果引入课程，推进核心课程精品化建设。2013级培养方案修订中，确定《太阳能》、《生物质能源》2门专业核心课程建设，并增设了《非常规天然气和合成气开发与发电技术》、《生物质直燃发电技术》、《新型液体燃料能源》等课程，优化了课程结构，体现了专业特色。
专业教材高质量建设。近年来，教师总结多年科研和教学经验，出版了《能源与环境系统工程概论》、《能源工程管理》等2部“十一五”国家级规划教材。出版了《热学基础》、《核电与核能》、《热能专业英语阅读与写作》、《燃烧理论与污染控制》、《多孔介质燃烧理论与技术》、《二氧化碳捕集封存和利用技术》、《生物质液化原理及技术应用》等专业课程指导教材。
实验教学创新性建设。教师结合新能源领域的科研项目研究成果和科研项目实验台开展新开实验课程项目的建设与研究，开设了“硫碘热化学循环制氢”、“流动和雾化的激光测量”、“生物能源实验”等实验项目，同时充分利用学科实验室的设备为学生提供优质的实验环境。
实习基地全面性建设。在校外实践教学基地建设中，与东方电气集团东方锅炉股份有限公司、上海锅炉厂、浙能集团等9家企业签订了校企合作协议，并根据行业面向与专业培养目标，对校企合作的课程进行了合理的规划，注重实习企业的交叉互补。如东方锅炉、上海锅炉厂等企业提供热能转化设备的实践实习；深圳东方锅炉控制有限公司提供热能设备控制方面的实习；蓝天环保等提供燃烧污染控制方面的实习；华电电力科学研究院提供测试方面的实习；广州瑞明电力股份有限公司提供电厂整体的实习。上海锅炉厂有限公司、东方电气集团东方锅炉股份有限公司成为首批国家级工程实践教育中心。
学生科技创新活动开展。能源工程学系打破教学、科研、学科实验室界限，学生通过自主立项或参加教师的科研项目，自定实验方案、自主完成大学生科研训练计划、节能减排竞赛等课外科技创新活动。目前，新能源科学与工程专业本科生已获得SRTP立项31项，浙江省大学生科技创新活动计划项目3项，全国大学生创新创业训练计划项目1项；获校级大学生节能减排学科竞赛奖项15项，获国家级大学生节能减排竞赛三等奖1项。
未来专业建设的方向
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一、主要凸现的问题
(一)办学思路不清晰
虽然很多学校秉承了“厚基础、宽口径”的办学思想，在教学内容上增加了建筑环境、建筑热能供应以及建筑自动化等方面的知识，并把建筑环境学列为了专业的平台，搭建了新的本科专业的框架体系。但是“厚而宽”不是“大而全”。知识口径的拓宽不是各种知识的堆积和罗列。专业的办学首先要服从于所在大学的办学思路，即学校的定位。一般院校和重点院校不同，创新型大学与研究型大学和综合型大学也不同。如果全国九十一所建筑环境与设备专业的教学体系都参照某一两个名牌大学的教学体系，那么这样的后果是显而易见的:一，专业建设没有或者散失了原有专业的特色;二，专业培养出来的人才也没有特色。
(二)教材建设的质量不容乐观
目前围绕建筑环境与设备专业的教材种类繁多，质量参差不一。教材是教学内容的具体体现，教学体系中的教材应该具有知识的系统性、延续性和完整性。而不是各个知识块之间简单的粘贴或移动的关系。以《暖通空调》为例，集结了原来供热、供燃气及通风空调工程专业的主要专业课:《空气调节》、《工业通风》以及《供热工程》的主要内容。剔出了三门课管网输配的交叉部分，而另设了一门课:《流体输配管网》。但就这两门课程的教材来看，共同的缺点是把原来空调、通风和供热三门课的三个系统简单地归类总结，系统总结有余，阐述不足。使得在具体教学过程中，出现老师觉得不好讲，学生不易接受的情况。
(三)配套的师资队伍结构有待改善
由于建筑环境与设备专业由原来的暖通空调专业或燃气专业演变而来，因此师资基本上是暖通空调或燃气专业的。但是专业的领域已经扩充到建筑室内环境、建筑设备、公用设备和智能建筑等方面。专业的内涵已经由原来的设备或系统扩充到既包括设备、系统，也包括智能建筑。其中的弱势部分是智能建筑。因为智能建筑技术也是一门交叉学科，而大部分搞自动控制的人才是自动化专业、电气工程及其自动化专业或计算机专业的人员。对智能建筑、智能化系统及设备缺乏全面的了解和掌握，缺乏建筑结构、建筑设备、供热空调等方面的专业知识和理解。另一方面，搞设备的人才又缺少对建筑自动化、BAS功能科学要求的理解，缺少有效的上层控制管理逻辑与算法。两方面人才又缺少“接口”，从而制约了智能建筑技术的发展[2]。因此合理搭配师资，在教学安排方面与其它专业知识交叉融合，才能培养出新时代的建筑环境与设备复合型人才。
二、改革的内容
(一)明确办学思路，办出专业特色[3]
明确办学思路是确定专业人才培养目标和教学体系的前提和基础。是以科研人才为主，还是以工程技术人员为主，不仅与专业本身的内涵有关，更重要的是与专业所在大学的性质有关。这样才能形成专业建设和发展的良性竞争。办学思路还与专业特色有着密切联系。专业特色与专业在多年的建设发展过程中的教学和科研历史有关，如有的学校在暖通空调的系统工程方面是强项，而有的学校在制冷空调设备的研究与开发方面是强项。那么在培养人才方面，这些特色就应该很好的继承和发挥，在课程设置和训练中要体现出来。
(二)稳固基础知识，拓宽专业口径
建筑环境与设备专业是一门跨学科的工科专业，学生基础知识应包括数理方面、工程热物理方面、流体机械方面、建筑热物理方面和自动化控制的知识。只有牢固的基础知识， 学生才能深刻地理解专业课程，拓宽本专业的服务领域。当然，正如前面强调的，专业办学的前提是要继承和发扬本专业的特色。这些基础知识本身就是属于很多领域，要与专业在建设和发展过程中的特色结合起来，构造和稳固所必需的专业基础知识。
专业知识的拓宽，是构架新时代建筑环境与设备专业教学体系的重要部分。专业教学体系不仅仅局限于暖通空调，或是供热供燃气，或是把这两方面的课程全部笼统地包括进去，或是把建筑环境、公用设备和智能建筑方面的知识硬塞进去。在专业学时有限的条件下，很有可能会造成各种知识的七拼八凑。因此，要有侧重点地把某些方面作为原本专业特色的延伸和发展，切忌一口吃成一个胖子的思想，盲目地贪大。
(三)编制优秀的教材，配备合理的师资队伍
正如前面所说，由于原有专业教学体系架构的割断和组合，使得最近几年采用的教材在编制上都有这样或那样的问题，因此在教材的建设方面还必需投入更多的精力。而选用合适的优秀教材的基础正是现在的教学体系的完善，必需从根本上理解和制定本专业的教学体系和知识模块。
师资的知识结构要分布合理，除了保留原来专业特色的知识结构以外，还要补充新的知识，如智能建筑和建筑环境方面的知识结构。师资的梯队建设也很重要。教学梯队的形成有利于知识传授的传承和不断更新。每个专业知识模块，也就是我们所说的课群下面，形成以教授为龙头，教授副教授主讲，青年教师为重要组成的教学梯队。
三、我校建筑环境与设备专业教学体系改革的几点思路
中南大学建筑环境与设备工程专业主要源于长沙铁道学院的制冷空调学科。长沙铁道学院从上世纪70年代起，就开展了制冷空调及冷藏运输方面的研究工作， 1985年在机车车辆系成立制冷空调教研室，并开始招收制冷空调专业专科学生; 1989年开始招收供热通风与空调专业本科学生; 1998年根据教育部文件调整为建筑环境与设备专业。因此，在二十多年的建设中，形成了制冷与暖调、系统与设备并重的特色。我专业在调整后修订了教学计划，增加了供燃气、建筑环境和建筑自动化方面的知识模块，保留了原来的制冷方面的知识模块，包括有制冷原理、制冷压缩机和铁路车辆制冷、制冷装置自动化等课程。 转贴于
目前已拟定完2008级新的教学体系和教学计划，主要的思路有如下几点。
(一)明确办学思路，与学校的定位一致。
我专业隶属于以本科生、研究生教育为主的高层次综合性大学——中南大学，学校的定位是立足湖南，面向全国，放眼世界，努力建设国内一流、国际上有重要影响的高水平、综合性、研究型、创新型大学[4]。因此，我专业的办学思路是以创新素质教育为核心，坚持全面发展的人才培养标准，面向社会主义市场经济的人才需求，培养出具有实践能力、创新能力，既懂技术又懂管理的复合型人才。
(二)继承和发扬专业特色，整合知识架构。
充分利用能源知识的平台。从2008年开始本专业与同属能源科学与工程学院的热能专业进行能源与动力大类招生，使学生在低年级的时候的基础知识面广，起到“厚基础、宽口径”的作用。
继续保留专业的特色之一:制冷模块。从毕业生就业的反馈来看，用人单位对既懂制冷，又懂暖通，既了解系统，又了解设备的人才非常欢迎。
加强暖通和建筑环境的优势。把空调、供热、通风和建筑环境的节能、环保、热舒适与空气品质结合起来，也是当前时展的需求。
减弱供燃气和燃烧模块。从本系教师多年从事的科研工作来看，燃气和燃烧模块并没有形成特色，因此可以适当减少其份额，作为选修课程开设。
加强智能建筑模块。智能建筑是楼宇发展的重要方向。本系在制冷和空调系统的自动化控制方面有着多年的研究和实 践经验。可以在此基础上进一步扩充相关领域的知识内容。
(四)加强实践环节，培养创新人才
实践环节包括实习、课程设计和毕业设计。实践环节应受到更多的重视。既保证实践环节的“量”，又要保证实践环节的“质”。即:实践环节的课时量必需严格保证，同时要求学生在实践环节动手、动脑，培养其综合运用所学知识和创新能力。
毕业设计从选题开始抓起，选题来源于教师的科研课题或工程实际，具有很强的实际意义和理论研究价值，有利于培养学生的综合能力。
严格把握好实践环节的考核。本系在近两年所有的专业实践环节考核中都涵盖有答辩部分的考核，既锻炼了学生的胆量、自信和表达能力，又能很客观地反映实际的情况。
参考文献
[1]肖勇全，李岱森.建筑环境与设备工程专业[J].高等建筑教育，2002， (2).
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Key words： heat and mass transfer；innovation；top-notch innovative talent
中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）11-0254-02
0 引言
①研究现状。
在我国能源的生产量已居世界前列的大背景下，工业生产中能源的利用率依然较低。2006年2月9日，国务院发文《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020）》，并将能源作为第一个重点领域列入其中，而工业节能作为能源重点领域的第一个优先主题也被写入该规划。可见，工业节能是我国能源领域的重中之重。以工业生产为例，换热设备已经广泛地应用在石油、化工、冶金、动力、材料等相关领域，且换热设备占总投资比重约为30%～45%。另外，换热设备的自身结构和其换热效率在很大程度上与能源的高效利用息息相关。由此可见传热传质在换热设备的重要性。
魅却质学科隶属动力工程及工程热物理一级学科。动力工程及工程热物理一级学科每年举行年会，包括传热传质、多相流、燃烧学、热力学分会。其中传热传质分会规模最大，每年的年会人数均超过1000人。而多相流、燃烧学、热力学都会涉及到传热问题，离不开传热传质，而传热传质又离不开拔尖创新人才，传热传质领域的拔尖创新人才培养已经迫在眉睫。
目前，国内相关领域的研究学者已对拔尖创新人才的培养机制进行了一定程度地研究。薛永武[1]从人才成长规律和人才培养模式两方面出发，对拔尖创新人才的发展和培养进行了一定程度地研究。张秀萍[2]以目前国内的大学教育创新作为切入点，对拔尖创新人才的培养进行了探讨。徐晓媛等人[3]将影响拔尖创新人才的因素作为突破口，通过调研和思考结合的方式，系统地讲解了拔尖人才培养的途径及影响因素。王勇等[4]对材料专业拔尖创新人才培养的现状进行了分析，并对培养模式进行了深入地探究。康重庆等[5]研究了电气工程学科领域的本科拔尖创新人才的培养模式。史明等[6]分析了工科高校生物工程专业拔尖创新人才培养模式。王牧华等[7]研究了交叉学科领域本科拔尖创新人才的变革方式进行了相关方面的探索。康若t等[8]通过实践探索了生物学领域拔尖创新人才培养模式。包水梅等[8]分析了目前我国相关单位和高校在拔尖创新人才培养中遇到的瓶颈，并对瓶颈产生的原因以及解决瓶颈的办法进行了研究。
从目前拔尖创新人才的研究现状来看，传热传质领域创新人才的培养机制的研究还未见报道，传热传质领域创新人才的培养模式的建立亟待解决。
中国矿业大学的前身是1909年创办的焦作路矿学堂，是矿业学府中办学规模最大、办学实力最强、学科体系最全的高校。能源与动力工程专业作为学校中的重要学科，拔尖人才培养不容忽视。
目前，能源与动力工程专业拥有能源与动力工程实验中心及省级学科综合训练中心，所以实验教学及实验课堂的内容丰富充实，实验类型多样化，例如：验证型、设计型、综合型及自主创新型等。此外，目前学院的实验室采用开放式管理，只要网上预约就可以快速进入实验，力争全方位地为学生提供快速优质的实验教学服务。近两年来，投入1000多万元全面更新、补充了实验设备，为自主创新型实验提供了充分的保障。
依托于学院的实验室，由于受到场地和人数的限制，本科生对实验的了解还是处在表面上，属于高等大众教育，没有激发起学生的创新能力，也没有起到培养拔尖人才的作用。所以依托现有资源，建立健全传热传质学科领域拔尖创新人才的培养机制是一个亟待解决的难题。针对这一问题，拟依托教师个人的科研项目，将其与培养拔尖创新人才的过程结合起来，建立一套传热传质领域拔尖创新人才培养机制。
②研究意义。
中国矿业大学能源与动力工程专业的招生规模达到了8个自然班级，人数超过了200人。以高等大众教育为基础，实施传热传质领域拔尖创新人才培养机制，使一些传热传质领域的拔尖人才得到培养。这个模式可以在高校中因地适宜地推广，为我国传热传质领域培养更多的拔尖创新性人才。
1 拔尖创新人才培养模式
目前，根据中国矿业大学电气与动力工程学院的传热传质领域的现状，以电气与动力工程学院的本科生作为培养对象，研究且探索了传热传质领域拔尖创新人才培养机制。重点开展以下内容：
1.1 以教学为手段，引导学生查阅和追踪最新文献的能力
查阅和追踪最新文献是拔尖创新人才必备的科研技能之一，始终站在巨人的肩膀上前行是学生在科研道路上所要坚持的，做到时刻不落伍。在笔者一些教改项目（教育部高等学校能源动力类专业教育教学改革项目、中国矿业大学教育教学改革与建设项目）的支撑下，让学生参与到课件PPT的制作中去，让学生自己学会查阅最新知识，并添加到课件的PPT中去。
1.2 以科研项目为驱动，末位淘汰制的拔尖创新人才培养
以本人的科研项目（包括国家自然科学基金、中国博士后科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金等项目）为支撑，引导学生参与到科研中，发掘W生的创新能力，对创新能力差的学生实行末位淘汰制度，对表现突出的学生实行奖励制度，从而激发学生的最大潜能，进而培养一些拔尖创新人才，再逐渐引导这些能力出众的学生在本人的指导下进行毕业设计，进入研究生阶段之后，在本人的指导下，学生也从事的与本人科研课题及创新项目相关的内容，这样就能使学生能能够在某一方向进行连续的研究，具有一定的延续性，这样更有利于培养出优秀的拔尖创新人才。
1.3 启发学生自主创新人才模式的研究
在指导教师大方向的指引下，充分给予学生在科研的主动权，允许学生在科研中犯错，充分尊重学生的一些奇思妙想。通过自己的建议激发学生的奇思妙想，并鼓励他们积极涉及新鲜的领域，对学生自己的一些创意应给予大力支持，进而使学生的自主创新能力得到充分发挥，力争具备拔尖创新人才应该具备的科研素质和科研思维。
2 实施方案
以中国矿业大学电气与动力工程学院的能源与动力工程专业为背景，通过教学和科研项目两方面，对传热传质领域拔尖创新人才培养机制进行研究。具体实施方案如下：
2.1 教学
①传热传质领域的主干课程《传热学》教案的重新编排、课件PPT的制作。引导学生参与到其中，锻炼学生的查阅和追踪最新文献的能力和制作PPT的能力。②让学生参与到教改项目中。对传统的教学方法进行改革，让学生参与到其中，这样就能真真实实地从学生的角度来进行改革。③课题教学方式的灵活性。改善老师主动授课、学生被动学习的现状。增加课堂的分组讨论环节及学生授课环节，培养学生的团队合作能力和作科研汇报的能力。④课后作业形式的多样化。增加科研性质的题目，例如数值模拟和小实验之类的题目，锻炼学生的动手能力和创新能力。
2.2 科研
①提炼与传热传质有关的子项目，撰写项目指导书；②安排相关的实验项目，指导学生开展相关的的传热实验或流动与传热相关的数值模拟和计算，培养学生的动手和创新能力；③处理实验数据，作图，利用专业理论知识分析，锻炼学生利用专业知识来分析实际问题的能力；④通过撰写实验报告或外文科研论文的方式，锻炼学生的科研写作能力。
2.3 总结
①总结教学与科研的经验，以便进一步改进；②跟踪学生的成长轨迹，及时纠正一些不合时宜的做法。
3 结束语
本文基于中国矿业大学电气与动力工程学院能源与动力工程专业本科生的培养模式，对传热传质领域拔尖创新人才培养机制进行了研究，这将对高校其它领域建立拔尖创新人才的培养机制提供一定的借鉴和参考。
参考文献：
[1]薛永武.拔尖创新人才成长规律与培养模式研究[J].山东高等教育，2014（9）：54-63.
[2]张秀萍.拔尖创新人才的培养与大学教育创新[J].大连理工大学学报（社会科学版），2005，26（1）：9-15.
[3]徐晓媛，史代敏.拔尖创新人才培养模式的调研与思考[J].国家教育行政学院学报，2011（4）：81-84.
[4]王勇，孙丽丽，娄燕敏，陈桂娟，毕凤琴，张旭昀.材料专业拔尖创新人才培养现状及模式探索[J].中国校外教育：下旬，2014（11）：122-122.
[5]康重庆，董嘉佳，董鸿，孙劲松.电气工程学科本科拔尖创新人才培养的探索[J].高等工程教育研究，2010（5）：132-137.
[6]史明，韩放，李钰.工科高校生物工程专业拔尖创新人才培养模式的探索[J].深化教学改革・提升高等教育质量（上册），2015.
