能源及动力工程范文

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能源及动力工程

篇1

【关键词】能源新形势 动力工程及工程热物理 研究生 课程教学

【基金项目】长沙理工大学2016年度校级研究生教研教改项目:新形势下动力工程及工程热物理研究生课程优化设置研究(JG2016YB05)。

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)04-0158-02

1.引言

能源是人类活动的物质基础,社会的发展离不开优质能源。对于目前的中国而言,实现经济增长与保护环境的平衡将是未来面临的一个严峻挑战。为此, 2014年国务院了《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》,明确强调要深化能源体制改革,加快重点领域和关键环节改革步伐。2016年,国家发改委等联合《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》,提出了未来十年中国能源互联网发展的路线图。改革与发展已经成为了能源行业的显著特征。随着产业结构调整与培育新兴战略产业步伐加速,节能减排与新型能源产业的战略地位将愈加突出,能源行业的机制体制改革以及能源互联网的兴起,对能源技术人才提出了更新和更高的要求。中国能源产业近几年发展迅速,社会各界都积极投入到先进能源技术的开发与产业的建设当中,但在这繁荣的表象背后,由于技术、管理、投资等原因,还存在诸多问题。这些问题究其本质仍然是人才的问题,要解决这个问题,就必须从教育入手,大力培养人才[1]。然而,目前我国新型能源技术人才普遍匮乏,高校的科技资源优势还未完全在能源领域释放出来,在人才培养方面急需跟上国家战略发展新常态。

研究生教育是一项系统工程,它包括了课程学习、实践研究和学位论文等诸多环节。其中,课程学习是整个研究生培养中的基础环节,其质量直接决定着研究生教育的质量和水平。因此,良好的课程教学是达到学习目标、提高研究生培养质量的前提。为此,2013年教育部等部门联合发出《关于深化研究生教育改革的意见》,明确要求加强课程建设,重视发挥课程教学在研究生培养中的作用。

动力工程及工程热物理一级学科以能源的开发、生产、转换和利用作为主要的学科应用背景,在整个能源领域起着支撑和促进作用。经过多年的探索和努力,国内研究生教育在动力工程及工程热物理领域取得了较好的成绩。但总体上看,我国研究生教育还未能完全适应经济社会快速发展的多样化需求。随着研究生教育的深入发展,现行的研究生课程体系出现了许多亟待解决的问题。因而,如何根据国家的战略需求及行业的人才需求, 改革和完善现行的研究生课程教学状况, 是一项十分紧迫的任务。

2.现状及存在的问题

2.1对研究生课程教学认识上存在偏差

就目前我国大部分高校研究生教育重点而言,以各省、直辖市相应的优秀研究生学位论文评选为契机(2013年之前还有全国百篇优秀博士论文),各高校每年也进行相应的优秀研究生学位论文评选,此外学校还制定了各种优秀研究生论文奖励办法等相关的质量激励措施,出台了研究生创新计划,研究生国家奖学金的评选也直接与学生的论文及参与的项目直接挂钩,研究生培养过程中“学术论文为重”的培养取向日益明显,这在一定程度上确实能保障研究生的培养质量,无疑具有积极意义[2]。但作为研究生培养过程中的另一个基本环节――课程教学,获得的相对关注较少,这直接导致了高校研究生课程教学工作相对滞后,其课程教学质量还有待进一步提升。

2.2研究生课程结构有待进一步优化

我国特色的研究生教育课程体系一般由学位课程和非学位课程组成。但是动力工程及工程热物理是一门综合性学科,涉及到工程热力学、燃烧学、传热传质、多相流等多方面知识,此外随着科学技术的飞速发展,人们在不同的学科基础上不断开拓新的研究热点,学科交叉的趋势越来越明显。然而课程内容是实现课程教学目标的有效载体,因此在科学知识更新速度的加快和人才培养课程结构的滞后性之间,矛盾日趋明显,课程结构的基础性、先进性和综合性承载着调和这一矛盾的重担[3]。尽管课程优化设置已经成为我国研究生教育改革的一项重要内容,但与国外一流研究生教育机构相比,差距仍很大。因此,如何建立科学的研究生课程体系,满足不断发展的行业和国家需求,是一项重要而紧迫的任务。

2.3 跨学科课程和有关科学研究方法的课程缺乏

在现有的课程教学体系中,一个比较薄弱的环节是只开设了传统的研究生理论课程,而忽视了一些重要的跨学科课程和有关科学研究方法的课程。目前我国研究生课程教学管理实行的是学分制,从课程内容上看,包括政治课、英语课、专业基础课以及本研究方向的专业课程。动力工程及工程热物理下辖若干个二级学科,其学科交叉性强,理论与技术发展迅速,许多问题仅靠某一学科的专业知识是难以解决的,需要多学科知识去协同应对,如若缺乏跨学科课程及科研能力培养方面的课程,那么对于学生在该领域的创新发展极为不利。

3.对策及建议

3.1 提高对研究生课程教学的认识

首先要真正重视课程设置在研究生培养中的作用,改变长期以来重学术论文、轻课程学习的现状。针对此问题,以长沙理工大学为例,2015年学校研究生院出台了《长沙理工大学研究生课程建设实施方案》,把研究生教学工作的重要性提到了一个新的高度,规范了课程设置审查,加强了教学质量评价,研究生院还成立了由教学经验丰富的老教师组成的课程教学督导小组,实时检查研究生课堂教学并反馈意见,教学效果将直接影响教师的个人考评。这些措施都极大地强化了研究生课程教学在培养过程中的作用。

3.2 对课程内容进行国际化和工程化

总体上,我国的能源科学与工程与发达国家相比还是有一定的差距,多年前美国、澳大利亚等国就投入巨额资金大力发展能源学科,大力培养能源人力资源。因此,可以通过与国外高校间研究生联合培养项目,设置国际化课程,增强课程内容的国际前沿性,也可以通过发达的网络技术充分利用国外丰富的网络课程资源,加强国际化课程设置。动力工程及工程热物理学科面向能源科学,具有极强的工程应用性,已经渗透到工业社会的各行业中,因此研究生课程也必须具有较强的工程适用性,可适当引入实践课程,在师资队伍中引入企业导师或者与企业联合培养学生。此外,针对该学科快速发展的特点,可以增加专业选修课的比例,拓宽学生的知识面,增强专业科学素质。

3.3 增设跨学科选修课及科学研究方法的课程

根据研究生研究方向与培养目标,适当增设跨学科选修课更有利于学生科学能力的培养。如对于太阳能研究方向的学生,可以跨学科选修物理学、材料类的课程;对于风力发电技术方向的学生,可以选修部分机械结构强度、结构完整性等方面的课程。研究生只有具备跨学科的知识,才能更好地从另一个角度了解本专业,才能够充分借鉴相近领域的理论和方法,在专业领域内做出新的成绩。学习一定的科学研究方法,对刚开始从事研究工作的研究生十分必要,提高研究效率,也能使得学生在不断发展的科学中始终具有学习与研究的能力,始终保持较强的创新能力。

4.结语

各高校必须根据自身发展特色和国家战略需要,紧跟能源行业发展新形势, 对动力工程及工程热物理研究生课程教学进行新的思考与研究, 深化课程教学理论、完善培养单位课程体系改进、优化机制;增强研究生课程内容的国际前沿性和工程实践性,通过高质量课程学习强化研究生的科学方法训练和学术素养培养,构建符合专业学位特点的课程教学体系。这些对进一步提高学科建设水平具有重要意义。

参考文献:

[1]张珏.新能源产业发展所需专业人才培养探讨[J]. 中国人才, 2010,(8): 29-30

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【关键词】竞技运动;起源;历程;功能

0.引言

在竞技运动的发展过程中,其价值观念和文化内涵已被社会广大成员所接纳,竞技运动场也成了一个英雄与王者演绎传奇的大舞台。竞技运动不仅构成了现代社会特有的体育文化景观,以其独特的文化魅力愉悦着人们的身心,更以强烈的人文精神催人奋进。但繁华落尽要归于沉寂,温情脉脉的 表象背后不可忽视的暗藏着巨大的隐忧。竞技运动的发展自身暴露出了严重的发展问题,诸如兴奋剂问题,政治问题,科技问题,拜金主义等等,交织在一起,干扰了竞技运动自身的可持续发展。

1.竞技运动的起源辨识

竞技运动的历史是同人类历史一样的悠久,它不是突然产生的,它萌发于原始社会的最早阶段,并经过多次质的飞跃,随人类社会的发展而形成。但是,长期以来在竞技运动起源的问题上,有着各种不同的观点和学说。最主要的一种观点是“劳动说”,认为竞技运动起源于劳动,是在劳动与物质生活活动过程产生了体育。很长一段时期,学者们都倾向于这种观点,此观点来源于“劳动创造了人”,自然劳动也形成了竞技运动。但是,人们发现,竞技运动的起源如果像考察长江、黄河一样,找它的主要源头的话,试乎“劳动”是竞技运动起源的主源头。但长江、黄河形成如此之大的江河,光靠主源头是不够,必然还有许多分源头。于是,在体育史学界许多学者就提出了“模仿起源说”、“生理起源说”、“巫术起源说”、“战争起源说”等诸多观点。

很显然,竞技运动的形成必然有一个不算短的历史时期,在这个过程中,人的生理和心理需要、宗教巫术和战争等都成为促使竞技运动最终形成的重要因素和动力。

2.竞技运动发展的历程断想

竞技运动作为一种人类社会共同的国际现象,有其自己的发展历程,追溯体育史可以得知,竞技运动是从游戏发展而来的。日本学者把这一历程描述为:经历了游戏活动(对抗性)非正式竞技运动半正式竞技运动正式竞技运动职业竞技运动的几个阶段性历程。

从竞技体育的发展历程也可以看出:竞技运动应从不同的意义,不同的层面去认识。从广义的看,群众性的各种竞赛活动,也即“非正式竞技运动”和“半正式竞技运动”,在某种意义上也应该理解为是竞技运动的组成部分。但从狭义看,竞技运动则应由“正式的竞技运动”和“职业竞技运动”两部分组成。俄罗斯著名运动训练学学者马特维耶夫也认为:“现代竞技运动应由‘群众性的普及型竞技运动’和‘优秀运动员的高水平竞技运动’两部分组成。现代竞技运动虽然还保留有原来娱乐的性质,很多运动项目亦可作为体育的手段,但已不能与过去为了离开工作到野外过轻松愉快生活的运动同日而语,它已经成了一种人体运动能力的竞争,显示个人、团体的存在和力量,宣传扩大自我影响的手段。竞技运动已经成了与健身运动、休闲娱乐运动、体育教育既有联系又有区别的一种特殊而又独立的社会现象。

3.竞技运动的功能启迪

3.1积极功能

3.1.1竞技运动促进经济的发展

竞技运动的重要表现形式和载体就是规模不等的各项体育赛事,由此可以产生多项经济活动。首先,赛事本身带来的经济金融活动,这只是竞技体育最初级的经济功能。其次,体育衍生品的开发,将体育赛事的经济活动引向深入。体育衍生品是指为体育赛事制作发行的纪念品和为迎合体育爱好者及体育迷心理而设计制作的日常用品。同时,国际性的体育活动同时作为一种国际性的贸易活动,其创汇能力相当强,并且,体育创汇与一般的商品出口贸易相比具有某些特定优势,如体育商业活动具有一定的垄断性,带有特定体育标志产品的生产具有一定的指定性,体育产品的价格具有一定的稳定性等等。

3.1.2竞技运动培养人的竞争意识

随着竞技体育的发展, 其培养竞争意识的功能日趋显现。竞技体育是在全面发展身体、最大限度地挖掘和发挥人的潜力的基础上,以提高运动技术水平和创造优异运动成绩为主要目的的一种活动过程。赛场竞争是社会竞争的一个缩影,要取得优异的成绩,得到他人和社会的肯定,必然要参与竞争,与对手竞技。这些都需要有竞争意识和提高自身能力,运用技战术去战胜对手。激发和培养习练者的竞争意识是竞技武术发展中的重要功能。这种竞争意识可以潜移默化到运动员的日常生活中。

3.2消极功能

3.2.1竞技体育并不是完全意义上的增强体质

在传统的体育概念中,人们往往认为“体育是以身体练习为基本手段促进身心发展的文化活动”,即体育的基本目的是“增强体质、增进健康”,但竞技体育因为超越极限的目标和特质而导致的对运动员身体的损害是有目共睹的,在拳击、散打、跆拳道、摔跤、柔道等重竞技项目中运动员的伤害及个别竞技项目中运动员的猝死屡见报端。竞技体育对高水平运动员体质的破坏,直接对体育本质的“增强体质说”提出了质疑。

3.2.2竞技体育的发展目的与手段相违背

现代竞技体育的发展目的是促进人的全面和谐发展,手段是指为实现这一目的而采取的一些措施。但是在今天这两者出现了异化,主要表现为:现代竞技体育的职业化、商业化日趋严重。在巨额奖金和利润的诱惑下,运动员通过服用兴奋剂等不正当手段去追逐金牌。这一切形成了现代竞技体育从未有过的“人文危机”。

3.2.3不加限制的诸多赛事引起了竞技体育的失衡与失范

一是频繁的赛事可以给运动员更多的机会,运动员一旦成名便飘飘然,容易盲目自大或陷入不能自拔的利益分配当中, 进而陷入“昙花一现”的危机中。二是竞技体育过度地强调“ 竞争”,容易使青少年形成只关心个人得失, 使他们不能正确面对社会,从而导致产生与社会发展相背离的错误价值观,比较严重的后果是导致暴力倾向和暴力伤害。三是竞技体育由于过多的举办赛事而不重视对运动员的教育,使得很多运动员除了运动素质以外,其他社会所需要的素质都是苍白或是空白的。

3.3竞技运动功能朝着多元化方向发展

在人类社会发展的历史长河中,当和平与发展成为人类社会发展的主旋律时,竞技体育必将向着开发与实现其多元功能方向发展。其原因就在于竞技体育要想在社会发展过程中争取到更多的社会资源,为自身发展创造良好的条件,就必须具备满足社会各种需求的功能;竞技体育的功能越多,它所能满足社会及人的需求也就越大,它所争取到的社会资源配置也就越多,也就更有利于它自身的发展。因此,在竞技体育发展过程中,任何用国情的不同、制度的差异等为借口,一味强调政府行为的重要性,从而以牺牲竞技体育多元功能的实现来换取某一特定功能,如政治功能的超常规发挥的做法,无疑都会延缓甚或停滞竞技体育向着实现其多元功能方向发展的进程。

4.结论

(1)竞技运动的起源是多样性的,除了与劳动相关以外,还与宗教祭祀、战争、狩猎、游戏等行为有着密切的联系。

(2)竞技运动的发展历程是漫长且复杂的。它的产生与发展是人类社会发展的必然。竞技运动发展的历史和现实充分证明了竞技运动已经成为人类社会生活不可缺少的组成部分。

(3)竞技运动的竞争性、娱乐性和功利性本质属性使其最终将走向其出发点或终极目的,即回归于社会之中、作用于人的自我实现,并必将向着开发与实现其多元功能方向发展。

【参考文献】

[1]高雪峰.社会对竞技体育的需求及竞技体育的多元功能[J].武汉体育学院学报,2000,(3).

[2]邓飞等.论竞技运动的娱乐性[J].体育文化导刊,2003,(10).30.

[3]田麦久主编.运动训练学.人民体育出版社,2000.

[4]易剑东.体育概念和体育功能论[J].体育文化导刊,2004,(1).

[5]宋亨国,周爱光.现代竞技运动应以人为本[J].体育文化导刊,2004,(1).

[6]秦贺余等.对体育资源一些基本问题的探讨[J].首都体育学院学报,2004,16.

[7]胡小明.社会发展与体育变革[J].体育与科学,1999-2000.

篇3

关键词:热能与动力工程 锅炉 应用与创新

中图分类号:TK22 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)10(c)-0079-02

目前,我国锅炉种类比较多,且在锅炉的生产制造和能源分配上也存在着相当多的问题[1]。因此我们目前的任务是深入探讨并研究热能与动力工程,制定锅炉设计的合理方案,从而使锅炉的利用率得到更好提高,进一步促进锅炉业的发展,这样才能实现未来热能与动力工程技术在锅炉专业中的创新[2]。下面该文从热能与动力工程在锅炉中的应用角度展开论述,同时深入分析并探讨了其在科技创新方面的有关问题及今后的发展趋势。

1 简介热能与动力工程在锅炉中的应用

1.1 热能与动力工程在工程中的概述

简单来说,热能与动力工程我们从字面上就可以看出主要研究的是热能与动力两者之间的能量关系,即热能有时转化为动能,动能有时再转化为热能,但在一些情况下,也可通过蒸汽等技术将热能转化为电能,进而促进电力行业发展。作为一门综合性学科,热能与动力工程涵盖了热力发动机、流体工程及流体机械等内容,另外,与热能工程相关的因素也相对较多,主要包括热能工程、热力发动机、流体工程及流体机械、动力机械与热能工程、能源工程、制冷与低温技术、冷冻冷藏工程、水利电力工程及工程物理等方面,而能够综合体现热能与动力工程相关研究内容的是锅炉业,在锅炉制造设计的方案中,很多方面均与热能和动力工程的研究内容相关,而且还具有一定程度的系统综合性[3]。虽然热能与动力工程是锅炉中的重点研究对象,但对其他多种相关领域的研究也不能忽视,如工程物理、能源工程、机械工程等,而在所有的研究内容中,热能与机械能之间的能源转化占有相当大的比重。纵观我国热能与动力学的发展过程及其未来发展方向,可以得出其具有多面性的特点,而主要发展方向是电厂热能工程。

近年来,随着科技水平的不断发展提高,极大的带动了热能与动力工程的发展进步,使其逐渐趋于自动化,然而我国在物理工程方面的人才相对比较匮乏,无法满足现在的市场需求,因此未来还需特别重视对该类人才的培养,除此之外,还需要进一步提高锅炉热能转换及空调制冷等方面的能源利用率,从而保证热能动力工程的顺利发展,只有解决了能源使用问题,才能够使热能与动力工程在生产中的重要作用得到充分发挥,进而保障我国经济的顺利发展,因此,对热能与动力工程进行深入研究具有相当重要的意义。

1.2 锅炉构造及动力的应用原理分析

锅炉的燃气控制、锅炉的外壳及锅炉的生产配套部分共同构成了锅炉,而燃气锅炉外壳还包括底壳和面壳两方面,每个部分都发挥着不同的作用,其中底壳主要负责锅炉燃烧,也是锅炉燃烧的关键环节,因底壳上有电控盒和热交换器等部件,锅炉通过底壳与其他部分更好的进行连接,从而形成一个完整的结构。而面壳的作用主要是防止灰尘等杂物进入锅炉,更好的保护锅炉,进而使其使用寿命得到延长[4]。除此之外,锅炉的核心部件电气控制也在锅炉的运行中发挥着关键作用,其主要任务是保障锅炉各项工作和锅炉燃烧的正常运转。近年来,随着科技水平的不断进步,使锅炉行业得到较快发展,目前锅炉业均已实现自动化控制,这样就能很好的控制锅炉的热平衡及锅炉的燃烧,从而使锅炉的燃烧效率得到提高,保证热能的利用率,从而有效地减少能源浪费。

1.3 热能与动力工程在锅炉中的应用

能量转换调节在锅炉燃烧控制中是相当必要的,随着时代的不断发展,锅炉的类型也发生了相当大的变化,并且实现了智能填料,不仅节省了劳动力,还使锅炉燃烧得到更好的控制。锅炉在人类工业发展进程中发挥了重要作用,从某种角度讲,工业炉的前身就是锅炉,是工业革命进程中不可或缺的重要力量。锅炉主要是通过燃烧能源产生大量热能,从而实现能源的有效转化,不仅为进一步发展工业文明提供保障,也为提高人类生产力作好基础铺垫。

2 热能与动力工程在锅炉生产中存在的问题分析

在锅炉生产中,锅炉的风机是不可或缺的关键组成部分,其主要承担着将电能向动能转变的作用,在实际生产过程中,保证将气体顺利地输送到锅炉内部。因此,我们不仅要调机的运行状态,还要将热能与动力工程技术正确合理的应用到锅炉的制造改进中,不过,需要特别注意的是锅炉内部叶轮机械的结构相当复杂,外界一些不确定因素很容易影响测量的相关温度变化值,造成了测量中的不可靠性。针对这种情况,目前我国还未研究出有效的解决对策,但是从多种方向将热能与动力工程已开发的相关软件有效测定风机叶片燃烧的速度,并且还可对所测数值进行相关模拟,从而获得较为准确的软件模拟结果,为风机叶片的使用寿命作出准确评估,从而使锅炉燃烧得到更好的控制,降低其生产运行中的使用风险。

3 热能与动力工程在锅炉运行中的科技创新

3.1 锅炉燃烧控制技术的创新

如何有效地调节能量转换是锅炉燃烧控制中的重要部分。早期工业生产中,我国的锅炉填充燃料绝大多数是采取人工添加的方式,从而保障锅炉相关工作的正常稳定运转。不过,随着科学技术的发展,绝大部分企业已从人工填料方式向步进式的自动化转变,而连续控制系统是主要的锅炉燃烧方式,其主要由各种气体的分析装置及燃烧的控制器等部分构成,通过热电偶的有效检测来设定合理数值,再利用计算机准确计算出所测数值偏差,从而保证输出结果的准确性,与此同时,还能够有效且合理的对锅炉燃烧进行控制。

3.2 锅炉风机的仿真类翼型叶片

由于锅炉内部的风机结构复杂、运行精密,因此给实际测量带来一定的困难。目前我国尚未有科学且完整的体系来完善锅炉的叶轮制造及运行发展。如果想要获取准确有效的数值,就应通过实验模拟的方法对机械内部的气体流动进行有效评估,模拟空气以不同方式出入风机时的相关流动分离。最后,再利用计算机对这些数值进行模拟设定,采用模拟实验方法的主要目的是分析在不同速度情况下所得到的矢量图,将多组数据进行比较后,确定出锅炉风机翼型边界层分离及攻角之间的关系,从而进行深一步的研究。

综上所述,随着经济的发展,热能与动力工程在实际生产生活及锅炉发展中均越来越发挥着重要作用,是保证我国经济发展的基础,也是工业水平提高的一个重要标志。因此,不管现在还是未来,对热能与动力学的研究都是不可缺少的,从而使其在锅炉的正常稳定运转及能源生产中更好的发挥作用,为我国经济的可持续发展及能源利用率提供坚实的保障。

参考文献

[1] 武伟佳.浅析热能与动力工程的应用[J].科技创新与应用,2014(25):148.

[2] 田青.热能与动力工程在锅炉领域的应用探究[J].科技创新与应用,2014(19):21.

篇4

关键词:能源与动力工程;实验教材;节能环保

一、引言

《能源与动力工程实验》作为能源与动力工程专业学生的实验参考用书,其既与本专业的基础理论紧密相关,又是一本独立的实验教材,其是本专业学生实验和工程实践能力培养的基础,在本专业的教学过程中占有重要的地位。

目前,能源与动力工程实验教材使用非常广泛。全国有上百所学校开设了能源与动力工程实验课程,每年有几万名大学生及相关工程技术人员都使用能源与动力工程实验教材,大部分学校只有临时内部讲义,并未有正式出版发行的教材,能源与动力工程实验教材的出版发行将受到很多高校及企业的青睐。武汉科技大学能源与动力工程专业自成立以来,三个班级共一百余名学生一直在使用本校教师编写的内部讲义,他们亦急需正式出版的教材。同时,此教材将涵盖冶金工程、材料学、矿物加工专业开设的冶金传输原理、热工基础、冶金炉原理等课程相对应的实验课。此教材的编写出版既能解决本校师生的燃眉之急,又能在其他高校及企业发挥重要作用。

目前,国内能源与动力工程专业的实验教材比较单一分散,如流体力学实验、传热学实验等,没有全面综合的实验教材。本教材涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程,以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容,同时增加了编者科研团队的科研成果。其主要目的是通过完成对一些理论的验证,增强学生的动手能力,让学生学会对实验数据的处理方法,巩固理论课程知识,培养学生辩证思维能力和逻辑推理能力,为今后其他专业课程的学习打好基础,也为毕业生今后从事与能源动力有关的工作提供一定的基础知识。

二、教材编写

1.工作基础

本教材的依托单位是武汉科技大学材料与冶金学院能源与动力工程系。该专业从2008年起开始招收本科生,目前该校的能源与动力工程专业毕业生就业前景良好,得到用人单位的一致好评。其下属的能源与动力工程实验室自成立以来,经过校、院、系教师的努力,已经成为集科研、教学于一体的实验室。目前实验室专职管理教师四名,实验室面积超过500平方米,拥有一百余台科研与教学设备,可进行热工检测、流体、热工、燃烧、炉窑等相关专业的实验。目前编者团队已经为本校能源与动力工程本科生、冶金工程本科生、矿物加工本科生的热工基础实验、热工综合实验、冶金基础实验、冶金炉原理实验、CAD技术等课程,共计56学时编写了教材,此教材也是在这些实验课的基础上编写的。

编写团队就实验教学问题先后承担了“热能与动力工程专业实验教学体系改革研究与实践”“跨学科宽口径节能环保型人才培养的改革与实践”等教学研究项目,对实验室及实验教学进行了系统的研究与建设。其已与国内知名大学取得紧密合作,此教材即是与东北大学共同编写完成的。

2.教材特色

目前国内能源与动力工程实验教材多偏重于汽轮机、锅炉、流体机械、空调制冷实验,适用于火力发电、发动机及汽车工程、流体机械及低温制冷专业方向。而我校设置的能源与动力工程专业是以冶金为背景的学科,偏重于冶金热能方向,其对专业实验有自己特殊的要求。本教材结合本校专业特色,同时注重与其他高校本专业的相同与相近,增加了编者科研团队的科研成果,使整合后的教材既能满足本校师生的需求,又可适用于其他高校及企业人员。

(1)结合专业特色,优化知识结构

在教学实践中,整合教学内容,拓宽专业口径,不仅可以作为能源与动力工程专业学生的重要专业基础课程应用教材,也可以作为其他冶金、流体、C械和暖通工程类专业本科生必修的专业基础课教材。本教材是在武汉科技大学《能源与动力工程实验》讲义的基础上重新编写出版的,其已在能源与动力工程专业以讲义形式试用了七年,从该校毕业的本专业及相关专业毕业生,都具备了热工、能源相关实验技能,在社会就业岗位上发挥了重要作用。

(2)简明、易读和突出实用性

本教材按照简明、易读和突出实用性的原则,归纳总结了能源动力类专业实验课程的内容,编写过程中注重对基本概念、基本理论的描述,始终贯彻理论联系实际、学以致用的原则;注重实践创新,结合开放实验的特点,力求教材内容符合学生的认识规律,便于学生独立操作。教材内容精练,符合教学特点,文字简明,深入浅出。为适应教学改革需要,教材针对部分教学内容进行整合,尤其适用于不同专业和不同教学内容的选择,便于教师的取舍。

(3)理论联系实际,体现学术价值

教材要有自主知识产权的内容,努力做到把本领域的最新科研成果引入实验教学中,不仅包括国内外知名学者的研究成果,也要体现编著者的科研成果。

3.编写方案

本书主要设置工程热力学实验、流体力学实验、传热学实验、燃料与燃烧实验、制冷原理实验、热工综合实验、流体综合实验等七章。每个章节包括2~8个不等的实验,涵盖了传热学、流体力学、工程热力学、燃料及燃烧、制冷原理与装置等专业基础课程,以及锅炉原理、火焰炉等专业课的实验内容,还增加了编者科研团队的科研成果。每个实验下设实验目的、实验原理、实验装置、实验方法与步骤、实验数据及处理、实验分析与讨论、注意事项等部分,每个实验会略有调整。

三、结束语

能源与动力工程实验教材的编写是在武汉科技大学内部实验讲义的基础上编写的,已经得到七届师生的验证试用,培养的毕业生均得到用人单位的认可。本教材结合本校专业特色,同时注重与其他高校本专业的相同与相近,增加了编者科研团队的科研成果,使整合后的教材既能满足本校师生的需求又适用于其他高校及企业人员。

参考文献:

[1]吴美萍.“以生为本”的实验室开放体系构建与实践[J].中国电力教育,2014(32):146-148.

[2]孙会兰,王波,国栋等.冶金工程专业实践教学改革的探索[J].中国电力教育,2014(24):87-97.

[3]许国良,王晓墨.工程传热学[M].北京:中国电力出版社,2005.

[4]杨世铭,陶文铨.传热学(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2006.

[5]沈巧珍,杜建明.冶金传输原理[M].北京:冶金工业出版社,2006.

[6]韩昭沧.燃料及燃烧(第2版)[M].北京:冶金工业出版社,2004.

[7]周国凡,薛正良.钢铁冶金实验[M].长沙:中南大学出版社,2008.

[8]黄希祜.钢铁冶金原理(第3版)[M].北京:冶金工业出版社,2008.

[9]毛根海.应用流体力学实验[M].北京:高等教育出版社,2009.

[10]丁祖荣等.流体力学(上册)[M].北京:高等教育出版社,2013.

篇5

关键词:能源动力;专业特色;人才培养

作者简介:李嘉薇(1979-),女,安徽萧县人,中国矿业大学电力工程学院,讲师。(江苏 徐州 221116)

基金项目:本文系江苏省“青蓝工程”项目、国家自然科学基金项目(项目编号:50504014)的研究成果。

中图分类号:G642.0 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)22-0073-02

随着改革开放的推进,我国国民经济体制发生很大的变化,社会对人才的培养提出了新的要求。为适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将之前能源动力类几十个小专业压缩为9个专业。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。2003年,随着能源动力科学技术的飞速发展和新问题的提出,浙江大学率先将热能与动力工程专业改造成能源与环境系统工程专业。2004年,清华大学将热能与动力工程专业改造成能源动力系统及自动化专业。西安交通大学也将热能与动力工程专业改成能源与动力工程专业。

为适应时展要求,经过教育改革,本专业人才培养口径大大拓宽,学生基本知识面得到拓展,对市场需求的适应性大大加强。目前设置本专业的重点高校51所,普通本科63所,三本及民办本科15所,但因专业定位、地域分布、历史传承和社会和国家需求等具体情况不同,本专业形成了各高校间课程设置、专业重点各有特色和培养模式多样化的态势。[1,2]

一、各高校能源动力类专业特色

1.华北电力大学

动力工程和工程热物理是华北电力大学的优势学科,主要侧重于发电侧的研究。[3]开展的研究方向主要有:节能理论技术及热经济学;新能源和新能量转换方式;节能技术;脱硫脱氮技术;燃料电池;大机组设备安全性及可靠性评估;大机组调峰特性及寿命管理;机电一体化;流体机械;大型汽轮发电机组轴系振动;电站锅炉燃烧技术与仿真;纳米及表面技术;设备状态监测与设备维修等。

2.西安交通大学

西安交通大学的动力工程专业是一个宽口径大类专业,其专业地位与综合实力不仅在全国处于领先地位,而且在国际上也具有较高声誉。在2007年国家一级学科评估中,西安交通大学“动力工程及工程热物理”一级学科最终评分位列全国第一,同时被认定为首批一级学科国家重点学科。培养具备扎实的热工理论基础和能源动力工程知识、计算机应用及开发能力,并且能够从事常规能源及新能源开发、能源的转换与利用、电力自动化生产、内燃机动力系统以及汽车工程、流体机械、制冷低温工程等研究、设计及管理的复合型人才是西安交通大学的动力工程专业主要培养目标。

3.浙江大学

该校本专业称为能源与环境系统工程,分两个专业方向:能源与环境工程及自动化、制冷与人工环境。能源与环境工程及自动化方向依托热能工程、热工与动力系统研究所,建有能源清洁利用国家重点实验室、国家水煤浆工程中心燃烧技术研究所,是我国能源高效和清洁利用、能源环境控制工程等领域的重要研究和人才培养基地之一。制冷与人工环境方向依托浙江大学制冷与低温研究所,是我国高等院校中最早创办的制冷与低温专业之一,是国家重点学科,在全国学科评估中连续多年名列前三名,为我国制冷、低温、空调、低温生物等领域培养了大批的高级专门人才。另外单独设有新能源科学与工程专业,学生主要学习新能源、能源低碳利用、新能源利用过程中节能减排的基本理论和技术,涵盖内容包括太阳能、风能、生物质能以及低碳能源利用等方面。

4.东南大学

该专业包含电厂热能动力及其自动化、建筑环境与设备工程、新能源与新发电技术三个专业方向。电厂热能动力及其自动化方向着重培养集现代信息技术和热能动力工程知识为一体的高级工程技术人才和管理人才。制冷与低温技术方向培养学生系统地掌握现代制冷与低温技术领域内的基础理论和专业知识、计算机应用技能。新能源与新发电技术方向是教育部批准设立的战略性新兴产业相关本科专业方向。培养学生掌握新能源与新发电技术方面的基础理论和专业应用知识,使学生具有开发利用核能、太阳能、生物质能、风能等新型绿色能源和可再生能源方面研究、规划、设计、监测、管理和运行等综合能力,为国家新能源利用领域输送急需的高级工程技术和管理人才。

5.华中科技大学

该专业着重培养集能源与动力工程知识与现代信息技术为一体的高级专门技术人才和管理人才。毕业生在电力系统、制冷低温系统、空调调节、汽车、船舶、电子信息、冶金、流体机械、铁路、医药、化工等部门从事能源动力工程及自动化和相关方面的教学、研究、设计、开发、营销和管理等工作。以能源、环境、动力为工程背景,以热流体科学为基础,兼顾装备制造、过程控制和信息技术,体现出集热、机、电为一体的培养特色。

二、能源动力类专业的发展趋势

现今,能源及环境问题是世界各国所面临的重大的社会问题。我国现有能源利用效率很低,尤其是在能源综合高效利用以及环境保护方面,与发达国家存在着较大的差距。在对环境要求越来越高的大形势下,实施能源的可持续发展战略,必将对能源发展提出更高的要求。[4]长期以来,在能源发展方面,我国一直走的是粗放型的增长方式,日益加剧了能源发展与保护环境、资源之间的矛盾。能源动力行业发展趋势如下。

1.发展新能源和可再生能源

我国能源发展的布局主要有两个重点:一是节能减排,二是发展新能源和可再生能源。相对来说,节能减排技术较为成熟,而在发展新能源和可再生能源这方面,很多技术、政策以及市场尚都处于研究摸索阶段,不够成熟。所以在人才培养方面,高校应加强研究生的培养与教育,在管理型人才、高端研究型人才(如政策和战略研究、项目管理、国际合作等方面)的培养与输送上多做工作。[3]

2.专业发展与环境的密切相关性

只有对能源动力生产过程中的环境问题进行完善控制和处理,才能保证人类的生存和经济的可持续发展。如今环境问题已经成为能源动力技术研究中的重要组成部分,在专业课程的教学中必须有所体现。正是基于该原因,浙江大学将原来的热能与动力工程专业改名为现在的能源与环境系统工程专业。

3.不同学科间的高度交叉性

能源动力学科的专业基础课程和专业技术课程涉及到众多学科领域的知识,如力学、热学、自动控制及计算机、机械制造、化学等学科。为适应21世纪我国能源学科发展的需要,在各专业课程的设置中,应当适当安排有关学科的知识。

4.核电的大力发展

核能工程专业取得了长足的发展。在20世纪70-80年代,国家在核能发电上投资的新建项目少之又少,使得我国各高校招收不到足够的学生。随着国家开始大力发展核电,情况发生了巨大的变化,以至于需要核能专业毕业生的数目超过了可分配毕业生的人数。

5.绿色能源意识的培养

节能是我国能源发展战略的重要组成部分,关于节能的知识不仅能源动力学科的学生应当掌握,也是几乎所有工科学生应当掌握的内容。这就要求高校不仅要做好本学科专业人才的培养,而且也要承担起向所有工程专业的学生进行节能技术教学的任务。教师要注重对学生进行“节能减排”思想的灌输和熏陶,潜移默化地培养学生的节能素养和新能源观念。[5]

三、结束语

为适应国家经济、科技、社会发展对高素质人才的需求,各高校的能源动力类专业根据自己办学定位和发展目标、自身优势,形成了各自的专业特色。通过优化专业结构,提高人才培养质量,办出专业水平和特色,为国家培养更多能源与动力领域的优秀人才。

参考文献:

[1]战洪仁.热能与动力工程专业人才培养模式及课程体系探讨[J].化工高等教育,2008,(1):19-21.

[2]李俊瑞,王艳,田禾.基于社会需求的能源动力专业人才培养探索与实践[J].中国电力教育,2011,(33):22.

[3]非言.中国绿色力量“摇篮”——访华北电力大学可再生能源学院徐进良院长[J].太阳能,2011,(14):23

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[关键词]热能动力;能源利用;特点

中图分类号:TM621 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)17-0012-01

1、简述热能动力工程

1.1 热能动力工程的基本定义

热能动力工程培养的是掌握现代能源科学技术,信息科学技术和管理技术,从事热能动力设备及系统的设计、运行、自动控制、信息处理、计算机应用、环境保护、制冷空调、能源高效清洁利用和新能源开发等工作的知识面广、基础扎实、创新能力强的复合型高级人才。毕业后基本就业于热力发电厂及电力公司、电力设计研究院、大中型用能企业、政府规划和环保部门、制冷和空调设备企业、高等院校等领域,从事设计、运行、自动控制、信息处理、环境保护、清洁能源利用和新能源开发等类型公司。

1.2 热能动力工程中的不同专业方向

热力发动机及汽车工程方向:掌握内燃机或透平机原理、结构、设计、测试、燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。制冷低温工程与流体机械方向:掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。水利水电动力工程方向:掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

2、当前热能动力工程的定义和现状

改革开放以来,随着科学技术的不断发展,国家教育部在颁发的普通高等学校本科专业中把热能动力工程从几十个分支专业压缩成为9个专业,再随着后来的发展教育部颁布的新专业目录中再将上述的9个专业统一为热能与动力工程专业,这也使得热力动力工程发生了质变。所谓“热能动力”也可以称之为热能动力系统工程,它是指热能安全、低污染、高效地转换成动能,给电厂的生产和发展提供原动力。

热力动力工程主要是对热能与动力方面进行深入的研究,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热力动力主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。多能源互补与多功能综合是当代世界能源动力系统发展的主要特征和趋势。热能动力多联产系统是一个多种形式原燃料及电能等能源输入、多种形式产品及热能动力等能量输出的复杂系统。随着经济的发展,能源、环境问题日益突出,由此而诞生的能源、环境、经济等综合的评价准则受到重视。

3、热能的特点以及利用

3.1、热能的特点。现阶段当中,人类所使用的热能,主要是通过一次能源的转换而得来的,所以,分析热能的特点,需要从以下三个方面来入手进行:(1)太阳能及其能量的转换。太阳能,通过对植物的照射,进而使植物的内部存有的叶绿素,发生一系列的能源转换以及光合作用,进而将太阳能转换成为生物的质能,而太阳能的光,则是经过热量的转换以及点的转换,进而成为我们所使用的能源物质;(2)燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换,主要是通过燃烧的方式,将存在于其中的化学能,转换成为热能,进而再通过相关的技术手段,将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能,例如常见的汽轮机等,其工作的方式,就是首先将化学能源,转换成为蒸汽的热能,进而再通过相关的设备以及技术,将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能;(3)热能的转换,其中主要包括两种能量的形式,即电能以及机械能,电能包括热电发电机,而机械能,则主要有汽轮机以及内燃机。

3.2、热能的利用。热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用,并且,在国民经济当中,也占据了核心的地位。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛:电力工业,热能动力工程在其中有着非常重要的应用,在核发电、火力发电等装置设备的使用之中,热能动力工程及相关的技术,是其工作的基础;钢铁工业,尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中,应用极为广泛;相关的有色金属工业,其中包括有铝、铜等有色金属,其冶炼,均使用的是热能;化学工业,在化学工业的相关应用之中,合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序,主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段,以其基本的原理来作为理论依据;石油工业,其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节,都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论;机械工业以及相关的建筑工业,包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等,都有热能的利用;交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;农业生产以及水产养殖等方面,也有着广泛的运用,包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面,均有着广泛的使用。同时,在人们的日常生活之中,热能也有着广泛的使用,例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析,可以看出,热能及其相关的动力工程,在人们的生活以及生产当中,发挥着非常重要的作用,是一项极为重要的能源,下文将针对热能的特点,进行深入细致的探究,帮助在日常的使用过程当中,发挥出更大的效应。

4、对热能动力工程设计的整体规划设计

4.1 制定初步的设计方案

在充分考虑客户的需求上,结合建筑物本身的功能,确定热能动力系统目标。对实施所选用的技术、实施步骤和经费等情况进行论证,然后用通俗易懂的语言、直观的图表制定出初步的设计方案。热能动力系统工程初步设计方案的制作一般包括三个步骤:第一,要涵括整体目标系统的概貌。第二,要确定目标系统的整体结构。第三,要对包括系统的目标、系统的实施计划、系统的布线结构、系统的经费概算等子系统进行描述。

4.2、分析客户的需求,做好客户的沟通

设计人员首先需要了解客户各方面的需求。一方面可以通过其他工作人员采集的客户的信息材料了解客户的需求。另一方面O计人员可以通过直接和客户谈话、讨论、分析等方式了解客户的需求。要从设计的功能、性能,以及费用等方面对客户进行沟通。在充分了解客户需求的基础上根据设计人员自己的技术水平来进行合理的热能动力设计。在设计的过程中遇到问题的时候也要和客户进行及时的沟通,适时地改动设计方案。

4.3、研究设计方案的可行性

设计方案初步确定之后,要研究设计方案的可行性:分析目标热能动力系统技术是否先进,方案的具体实施是否会遇到障碍,方案中的计划经费是否符合实际施工,经济效益是否合理等。只有设计方案具有以上的可行性,才能进入下一步的热能动力设计工作。

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关键词: 热能动力;能源利用;节能减排;研究

中图分类号:TE08 文献标识码:A

0 引言

能源是一个国家和民族发展的基石,同时,也是人类赖以生存的关键。现阶段,在全世界范围之内,相关的不可再生能源,例如天然气、石油、煤炭等,依然是占到了能源使用率的百分之九十左右,就现今而言,这些不可再生的能源,依然是人类生活和生产当中所使用的主体能源,但是,从长远的角度来看,这些能源迟早都会有使用枯竭的一天,所以,如何开发和利用新型能源,并且深入地研究其对环境带来的影响以及节能减排方面的内容,是现今非常关键的一点工作内容,同时,也是国家相关工作当中的重点。将针对热能与动力工程的利用和开发,进行详细的分析,针对其发展的前景、对环境的影响以及节能减排方面,进行细致的探析,力求帮助此项能源更好地开发和利用,为人类的发展做出更加突出的贡献。

1 热能动力装置

在现阶段当中,热能动力工程,其无论是在人们的生产还是生活当中,都发挥着极其重要的作用,对于人类的发展,有着积极的意义,所以,深入地对其相关设备装置进行研究,对设备的工艺技术以及操作的具体流程进行探析,对于此项技术的建设是非常有必要的。其工作的原理,首先,将其工程所需的燃料,放置在相应的设备当中进行燃烧,进而产生热能,然后在相关的热能动力装置之中,通过技术手段,将其热能转化成有效的机械能。燃烧的相关装置以及相应的热能动力机,再加上辅助的设备,此套整体称之为热能动力装置。主要的来讲,热能动力装置分为两大基本类型:a) 主要是以燃烧之中产生的燃气进入到发动机之中,进而进行相关能量的转换,并且加以循环利用,比如内燃机等装置,是此种类型的典型代表;b) 首先将燃料燃烧过程之中所产生的热能,通过技术手段,传递至相关液体之中,并且使液体汽化,进而气化之后产生的蒸汽导入到发动机当中,从而进行热能的传递以及转换,蒸汽机是其典型的代表。

2 热能的特点以及利用

根据上文的详细阐述和分析,可以对热能动力的装置使用情况有一个详细的掌握,接下来,将针对热能动力工程当中的热能特点以及实际的使用情况,进行研究。

2.1 热能的利用

热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用,并且,在国民经济当中,也占据了核心的地位。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛:a) 电力工业,热能动力工程在其中有着非常重要的应用,在核发电、火力发电等装置设备的使用之中,热能动力工程及相关的技术,是其工作的基础;b) 钢铁工业,尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中,应用极为广泛;c) 相关的有色金属工业,其中包括有铝、铜等有色金属,其冶炼,均使用的是热能;d) 化学工业,在化学工业的相关应用之中,合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序,主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段,以其基本的原理来作为理论依据;e) 石油工业,其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节,都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论;f) 机械工业以及相关的建筑工业,包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等,都有热能的利用;g) 交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;h)农业生产以及水产养殖等方面,也有着广泛的运用,包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面,均有着广泛的使用。同时,在人们的日常生活之中,热能也有着广泛的使用,例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析,可以看出,热能及其相关的动力工程,在人们的生活以及生产当中,发挥着非常重要的作用,是一项极为重要的能源,下文将针对热能的特点,进行深入细致的探究,帮助在日常的使用过程当中,发挥出更大的效应。

2.2 热能的特点

现阶段当中,人类所使用的热能,主要是通过一次能源的转换而得来的,所以,分析热能的特点,需要从以下三个方面来入手进行:a) 太阳能及其能量的转换。太阳能,通过对植物的照射,进而使植物的内部存有的叶绿素,发生一系列的能源转换以及光合作用,进而将太阳能转换成为生物的质能,而太阳能的光,则是经过热量的转换以及点的转换,进而成为我们所使用的能源物质;b) 燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换,主要是通过燃烧的方式,将存在于其中的化学能,转换成为热能,进而再通过相关的技术手段,将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能,例如常见的汽轮机等,其工作的方式,就是首先将化学能源,转换成为蒸汽的热能,进而再通过相关的设备以及技术,将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能;c) 热能的转换,其中主要包括两种能量的形式,即电能以及机械能,电能包括热电发电机,而机械能,则主要有汽轮机以及内燃机。

3 热能动力工程对于环境的影响

热能动力工程对于环境的影响,主要存在于四个方面,即热污染、空气污染、噪音污染以及放射性的危害等,在热污染当中,带来的主要危害是温室效应,其主要是河水发电站等,在很大程度上会影响水源当中生物的生存以及空气质量的变化,空气污染,则主要是发电厂、工业设备企业以及暖气、汽车尾气的排放,同样会造成温室效应,所以,针对以上几点问题,需要在相关的工作当中予以改进,更好地为环境的可持续性发展做出积极的贡献。

4 节能减排工作重点

根据上文的详细分析和阐述,可以对热能动力工程的技术要点、实际的应用以及对于环境的影响等多个方面,有着清晰的了解和认识,接下来,将着重地针对热能动力工程当中的节能减排工作,进行研究和分析,力求更加高效率地使用能源,并且减少对于环境的污染以及能源的损耗等。

4.1 工作的重点

针对热能动力工程的实际特点和具体的应用,相关工作的重点,应该从以下几个方面来入手进行:

a) 加快相关产业结构的调整。针对热能动力工程,需要很好地对其相关的产业结构进行调整和改进,力求提升能源的使用效率,同时,积极地针对生产性的服务业,进行发展,以满足人们的方便、提升生产质量为核心内容,来进行改进,在工业生产之中,需要淘汰过时的产品,对于陈旧的工艺技术以及相关的设备,要加快淘汰的速度,并且适时地发展新型的技术,力求全面地提升生产质量以及生产效率,优化产业结构,进一步地推动产业的转型以及升级;

b) 强化技术创新。针对热能动力工程及相关的产业,需要很好地针对其技术手段进行更新,例如在电力工业以及钢铁工业之中,很好地发展新型的技术手段,针对现今存在的主要劣势,进行改进和提升,很好地结合当前市场经济环境和体制的发展,加强和相关科研院校的合作,合力构建起技术性的研究发展以及服务平台,将技术的发展和规范化,作为工作的重点和核心来进行,建设好相关的能源高效循环利用模式,积极地开展相关的减量技术、替代技术、再利用技术以及资源化技术,全面地将热能动力工程当中生产效率较为低下的方面进行改进,力求减少排放、减少对于环境的污染,同时提升能源的利用效率。

4.2 具体措施的实施

具体措施的实施,需要从根本做起、从基础性的建设做起,逐步地控制增量,并且要针对相关的不足,进行产业的调整以及结构的优化,逐渐地强化相关的污染防治措施,全面地实施重点工程建设[3]。同时,还需要发展创新性的模式,进而加快经济的循环,依靠现代化的科学技术手段,将节能减排工作管理,作为工作当中的重点内容以及核心内容,加快新技术的发展步伐,并且很好地结合热能动力工程的实际特点和具体的应用情况,发展新型的热能技术,开发出新的能源,投入到具体的使用当中,针对高能耗的企业以及相关的生产,要采取相关的节能措施,例如窑炉的热效率等,要降低其排烟并且很好地进行相关的热损失回收工作,针对烟气以及余热等,进行回收再利用,进而达到节能的效果和目的。此外,相关的政府部门单位,还需要针对其中的法制进行健全,加大监督和管理工作的力度,完善政策和约束机制、相关体系的建设,并且加强宣传的力度,提升全体公民的节能减排意识,全面地对热能动力工程的使用进行提升和改进。

5 结语

综上所述,根据对热能动力工程的详细阐述,重点地分析了相关热能动力工程设备装置的使用、工艺流程,并且针对热能的特点、利用以及对于环境的污染、节能减排工作的重点和具体的实施措施等,进行了探析,力求更加全面地掌握热能动力工程的实际状况,更好地加以运用,逐步地提升生产的质量和效率,为相关的节能减排工作做出突出的贡献,同时,也为社会的可持续性发展做出积极的贡献。

参考文献:

[1] 张兰.论热能动力工程的建设和发展

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【关键词】热能动力机械;现状;发展走向

中图分类号:F407.42 文献标识码:A 文章编号:

一、前言

当热能转换成动力,并且应用在人们的生产生活中时,不仅改变了人们的生产与生活的方式,而且为资源能源的可持续利用、高效利用提供了空间。热能动力机械以其科学性和先进性亟待在人们的生产实践中有着更大范围内的应用。

二、热能动力机械专业的适应方向

无论日常生活,还是工农业生产;无论交通运输,还是航天领域,都离不开动力。热能是这些动力的主要来源之一,如冬天燃煤取暖是利用煤燃烧所产生的热能;火箭发射人造地球卫星利用的动力来自燃料燃烧所产生的热能;蒸汽机车牵引火车的动力来自于蒸汽的热能;热电厂所产生的低品位蒸汽供给工厂热能,在寒冷地区提供暖气;动力设备产生的废热用作制冷动力等。热能除了能被直接利用外,还可以通过转换装置变成电能,得以更广泛地利用,如火力发电、核能发电等。该专业的主要适应方向有:

(一)适应火力发电、核能发电行业。任何一家火力发电厂都是利用锅炉将化石燃料的化学能转化为蒸汽的热能,利用汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能带动发电机发出电能;锅炉、汽轮机及其热力系统的运行,由热工测量设备进行测量和监视,由自动化装置实行自动控制。核能发电除利用受控核裂变反应所释放的热能将水加热成蒸汽不同于火力发电外,其它生产过程基本上同于火力发电。湖南橡胶厂、冷水江铁厂等大企业的自备电厂的生产过程亦同于火力发电厂。

(二)适应于石化行业。炼油厂、化肥厂、制碱厂、维尼纶厂等企业,都必须有热动力设备产生热动力来满足生产的要求,如工业锅炉、换热器、泵与风机等动力设备。

(三)适应于冶金行业。冶金行业需要大型的热动力设备,如高炉所需要的热空气由锅炉产生再由风机送到高炉中去。

(四)热力设备的设计和生产制造行业。修完本专业的全部课程后,具备一定的设计和生产制造能力。

(五)制冷行业。大型制冷设备的动力来源于锅炉所产生的热能,制冷工质的循环理论同于热动力工质循环理论,制冷专业与热工专业实际上是相关专业。

(六)船舶工业。舰艇、轮船多以锅炉产生蒸汽,以汽轮机为原动机带动船桨推动舰船航行。

(七)航天领域。运载火箭的推力是通过燃料燃烧,产生巨大的热能推进火箭升空。

(八)建材生产行业。如水泥、玻璃、陶瓷等的生产。

(九)服务行业。现代宾馆、酒楼的采暖通风、供水供汽的动力设备的生产与管理。

(十)适用于热能动力设备的生产、技术管理工作。

(十一)适应于其它需要热动力的行业。以上说明,凡是涉及到热动力的行业,都需要热能动力工程专业人才,意即该专业具有广泛的适应性。

三、热能动力机械专业的高技术性

大型的热能动力设备,系统非常复杂,集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体,自动化程度很高。从生产上来看,热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现,并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行,早已是自动控制或远动操作,新建的大型火力发电机组应用了计算机控制,如30MW汽轮发电机组,正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上,锅炉本体的高度超过som,燃煤达10t/11以上,若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的,但是采用集散控制系统,实现全计算机控制,一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉,亦采用机械进煤的方式,运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备,也具有相当高的自动化水平。可见,热力设备的运行,采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作,要搞好热力设备的安全运行,必须经常地进行维护和定期的大小修,为了提高热能利用效率,必须利用新技术对设备进行技术改造,利用先进管理手段进行管理,因此,需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。

四、我国的热能动力工程发展现状

我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局,一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代力工程的基础。

五、热能动力工程的发展方向

(一)热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

(二)热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机(或透平机)原理、结构,设计,测试,燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。

(三)制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

(四)水利水电动力工程方向

掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

(五)热能动力机械中工业炉的发展

工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。工业炉是耗能大户,能耗占全国总能耗的1/4,占工业总能耗的60%。工业炉中燃料炉能耗占工业炉总能耗的92%,其中固体燃料约占70%,液体燃料绝占20%,气体燃料仅占工业炉总能耗的8%左右。可见燃料炉在我国工业炉中起着举足轻重的作用。

(六)热能动力机械在能源方面的发展

热能动力工程在能源方面的发展热能与动力工程专业将重点围绕国家能源战略,以“新能源、核能、智能电网、常规能源、节能减排”为主线,培养能适应国家能源领域(尤其是电力行业)快速发展要求的高级研究应用型人才。能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础。纵观人类社会发展的历史,人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。能源的合理开发和有效利用极大地推进了世界经济和人类社会的发展。我国经济的高速可持续发展同样离不开能源,目前我国是世界上第二位能源生产国和消费国。能源供应持续增长,为经济社会发展提供了重要的支撑。

八、结束语

综上所述,随着自身的发展以及在控制工程、汽车工程、水利水电工程、工业炉以及能源方面的应用,热能动力机械将会释放出更大的生产力,极大的带动经济的发展和社会节能理念的转型。

参考文献

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关键词:实践教学;教学改革;能源与动力工程

作者简介:孟建(1979-),男,山东滕州人,山东理工大学交通与车辆工程学院,讲师;刘永启(1965-),男,山东枣庄人,山东理工大学交通与车辆工程学院,教授,博士生导师。(山东 淄博 255049)

基金项目:本文系山东理工大学教学研究项目(项目编号:4003-111182)的研究成果。

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0155-02

高等教育的目标是培养有独立工作能力的各类专业人才,[1]根据这一目标,制定了山东理工大学能源与动力工程专业的培养目标——培养能够独立从事内燃机行业及其相关行业的应用型工程技术人员,为了使学生毕业后能够迅速适应工作环境,必须提高学生的实践能力和创新能力。为实现这一目标,必须切实加强实践教学体系的建设,提高实践环节的教学质量。为此,本文结合能源与动力工程专业的特点,围绕实践教学体系、实验教学内容、生产实习环节、实验教学方法改革、学生参与科研和课外科技活动等方面,研究了能源与动力工程专业实践教学新方法,探索构建了面向21世纪的能源与动力工程专业实践教学体系,以适应未来人才培养质量规格的需要。

一、实践教学存在的问题

1.实验教学环节缺乏对学生工程实践能力的培养

过去,中国很多高校的实践教学环节与国外大学相比,都缺乏对学生工程实践能力的培养。国内高校实践教学环节旨在帮助学生加深对有关课程理论知识的理解和掌握,不重视实践教学对学生动手能力、工程实践能力和工程意识的培养。实践教学环节的要求不明确、不具体,缺乏综合性、多元化。而欧美大学机械动力类专业在实践教学环节的安排上重视对学生跨学科综合设计能力的培养,重视实践报告和实践成果的考核。[1]

相比较而言,山东理工大学能源与动力工程专业实践教学环节中学生被动接受多,自主学习和动手环节少;缺乏对学生创新能力的培养和跨学科的综合性实践环节。

2.实验教学模式陈旧

实验教学是实践教学环节中的重要一环。传统的实验教学模式中,实验指导教师实验开始前将实验原理、实验步骤、仪器使用及测试方法全部告诉学生,学生只需要按指定的过程一步步去操作,不用思考和创新。这种实验教学模式中的实验指导教师是实验教学过程的主体,学生只是被动接受,主动参与性差。这种实验教学模式很难较好地培养学生的实践动手能力和创新意识,很难适应新世纪对创新性人才培养的需要。

3.实验教学内容单一

实验教学内容以验证性实验为主,枯燥乏味、应用价值不高且许多内容已经过时,导致目前的实验教学内容很难激发学生的学习兴趣和创新意识,不能有效地培养学生的创新精神和工程实践能力。

4.校外实习形式单一

大多数的校外实习流于形式,基本上是由教师组织学生去企业进行走马观花式的参观。实践内容空泛,学生在实习中很难有机会深入细致地学习,更谈不上提高自己的实践动手能力,实习结束后对技术问题还是感到茫然,实习效果不好。

二、实践教学体系的改革

1.形成特色的实践教学体系

随着高等教育教学深化改革和发展的需要,根据市场对能源与动力工程专业本科学生的就业需求和职业要求,在长期的实验实践教学建设的基础上能源与动力工程专业对实践教学环节进行了完善和调整,建立了逐层递进式实践教学体系,如图1所示。在原有实践教学环节的基础上,增加了认识实习、大学生科技创新活动、内燃机电控系统设计、内燃机零部件制造工艺设计、内燃机企业生产流程及管理实习、内燃机工作过程模拟训练、内燃机性能测试实习等实践教学环节,使实践教学环节学分占总学分的比例从原来的17%提高到25%。

2.更新实验教学内容

实验教学内容是实践教学体系的重要组成部分,现有的实验课多依附于理论教学,实验课内容的设置只体现在让学生对理论知识的进一步理解,不重视实验课教学对学生动手能力和创新能力的培养。[2,3]因此,有必要对实验教学内容进行完善与更新。实验教学内容的选择,既要注重纵向知识的系统性,又要注重横向知识的渗透性,还要有利于培养学生的动手能力和创造性思维能力,最大限度地挖掘学生的知识潜力。

能源与动力工程专业从课程设置的实际情况出发,在不影响理论教学的前提下,适当增加部分课程实验教学的学时数,并对各实验课程的教学内容和教学形式进行适当的调整与改革,增加了部分课程实验教学的实验项目数。新的实验教学内容更加注重基础内容与学科前沿的结合,注重理论知识与科研、工程实践和生产实际的紧密联系。由于设计性、综合性实验更有助于激发学生的创新意识,有助于培养学生的创新能力,有助于学生掌握科学研究的思维方式、一般步骤和解决问题的方法。为此,能源与动力工程专业结合车辆工程实验室和热工基础实验室现有的实验仪器设备增加了部分课程实验教学的综合性、设计性实验项目,提高了综合性、设计性实验项目占总实验项目数的比例。如:“汽车单片机原理及应用”的实验学时由原来的4学时增加到20学时,实验项目由4个增加到9个,增加了5个设计性实验项目;“工程热力学”的实验学时由4学时增加到6学时,实验项目数由原来的4个增加到8个,其中4个为必做实验,4个为选作实验(选作其中的两个),验证性实验项目数由原来的2个减少到1个;“计算机辅助设计”的实验学时数由原来的8学时增加到12学时,增加了两个设计性实验项目;“内燃机构造”的实验学时数由原来的6学时增加到10学时,增加了3个综合性实验项目;“画法几何与工程制图”实验学时由8学时增加到16学时。

3.采用开放式实验教学模式

采用开放式实验教学模式替代传统的“被动式”、“抱着走”的实验教学模式,克服了过去教师讲实验,手把手教学生做实验,最后学生交实验报告的做法。开放式实验教学模式突出了学生在实验教学过程中的主体地位,弱化了教师在实验教学环节中的作用。教师根据实验设备的台套数,确定学生每组实验人数,一般为2~3人,学生根据实验任务书的要求完成实验预习,写出实验预习报告,达到要求后,网上预约实验时间。实验开始前,教师进行提问,在规定时间内学生要独立完成实验。实验过程中,指导教师应贯彻“少讲多练,引导为主”的原则,把主要精力放在巡视中,注意每个学生的实验情况,引导学生积极主动地进行实验。对于实验过程中出现的问题,指导教师首先启发、引导学生自行处理,而不是学生一提出问题就立即回答。开放式实验教学模式在巩固学生理论知识的同时,锻炼了学生的实际动手能力,调动了学生在实验教学过程中的主动性,加深了学生对实验内容的理解和体会。开放式实验教学模式提高了实验教学质量,培养了学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力,实验教学效果显著,真正达到了提高学生工程应用能力的教学目的。

4.重视生产实习,培养学生创新能力

生产实习是重要的实践教学环节,是学生将课堂上所学的理论知识、专业知识和实际应用相结合的重要环节。[4]通过生产实习,学生可以接触到企业的生产实际,增强对能源与动力工程专业的了解和认识,建立更加清晰的专业意识。通过生产实习,学生可以应用所学知识来认识、观察、分析和思考实际问题,培养了学生的实践能力和创新能力。因此,必须重视生产实习,切实提高生产实习的教学质量,提高学生的工程实践能力,为学生毕业后的工作打下坚实基础。根据教学大纲的要求,结合实习单位的生产特点,指导教师制订出较为周密的生产实习计划及完善的实习指导说明书。合理安排实习内容,能源与动力工程专业生产实习以内燃机关键零件的机械加工工艺和内燃机的装配工艺为主。生产实习方式采用车间实习、参观实习、专题报告、共同讨论等多种形式。实习期间要加强管理,对学生严格要求,认真指导,每天实习前布置实习内容,要求学生认真做笔记、带着问题去实习,多看、多问、多记。改革实习成绩的评定方式,实习成绩从传统的单纯依据实习报告内容评定,扩展到依据实习纪律、实习报告内容、实习记录内容、分组讨论情况和实习答辩情况综合评定。

5.鼓励学生参与教师科研和科技创新活动

学生参与教师科研和科技创新活动能够调动学生的学习积极性,开拓学生的视野,提高学生综合应用所学知识的能力,锻炼学生的工程实践能力,培养学生的创新能力。目前,能源与动力工程专业有20多位同学参与到教师、研究生的科研活动中,承担改造、搭建试验平台和做实验等工作。鼓励学生参与大学生第二课堂创新活动,学生在教师的指导下申请大学生创新研究项目;鼓励学生参与山东省大学生机电产品创新设计竞赛、瑞萨超级MCU模型车大赛、飞思卡尔杯智能车设计大赛、“潍柴动力杯”山东省大学生汽车技术创新设计大赛等活动,并取得了很好的成绩。

三、结论

能源与动力工程专业通过开展实践教学改革,完善了专业的实践教学体系,开拓了学生的专业视野,培养了学生的工程实践能力和创新意识,提高了实践教学环节的教学效果,保障了专业的整体教学质量。

参考文献:

[1]龚建龙.热能与动力工程专业实践教学改革的探讨[J].实验技术与管理,2007,(9):111-113.

[2]刘咏梅,祝钧,戴敏.构建实践教学体系,强化创新实践能力培养[J].实验室研究与探索,2009,(2):12-14.

篇10

关键词:热能;动力机械;能源;环境

中图分类号:F407文献标识码: A

一、热能动力机械专业的高技术性

大型的热能动力设备,系统非常复杂,集机械、电力、电气、电子、液压、计算机等多学科于一体,自动化程度很高。从生产上来看,热力设备的运行基本上实现了自动、远动控制和计算机监视。全计算机控制已基本实现,并是今后的发展方向。火电厂的锅炉、汽轮机及其辅机的运行,早已是自动控制或远动操作,新建的大型火力发电机组应用了计算机控制,如30MW汽轮发电机组,正常运行时锅炉产蒸汽量在100t/h以上,锅炉本体的高度超过som,燃煤达10t/11以上,若用人力来烧这样的锅炉是根本无法实现的,但是采用集散控制系统,实现全计算机控制,一台锅炉有两名操作人员就够了。对于工业锅炉,亦采用机械进煤的方式,运用自动或远动控制其运行。冶金、化工等行业的热力设备,也具有相当高的自动化水平。可见,热力设备的运行,采用了大量的高尖技术。热力设备一般在高温高压的条件下工作,要搞好热力设备的安全运行,必须经常地进行维护和定期的大小修,为了提高热能利用效率,必须利用新技术对设备进行技术改造,利用先进管理手段进行管理,因此,需要既有理论知识又有丰富实践经验的工程技术人员。

二、常用的热能动力机械

动力机械是把能量转化为机械能而做功的机械装置。其中,由热能转化为机械能的机械称为热能动力机械。常用的热能动力机械有三种。一是燃气轮机。燃气轮机的工质是燃气和空气。这种机械的主要特点是运行平稳,机动性好,噪音污染小。所以应用广泛。未来燃气轮机会向提高效率、利用核能发展燃煤技术的方向发展。二是蒸汽机。说到动力机械就不得不说蒸汽机。蒸汽机的工质是蒸汽,它是将内能转化为功的装置。蒸汽机的产生曾引起了世界上重要的“工业革命”。跨入21世纪之后,才渐渐被内燃机和汽轮机取代了领先地位。蒸汽机的使用之所以持续了两个多世纪归功于它对所有燃料都可以由热能转化成机械能。但是蒸汽机的运作依赖于笨重庞大的锅炉,因此最终被轻巧灵活的内燃机所取代。三是内燃机。内燃机是将化学能转化为机械能的装置。因为燃料在机械内部直接燃烧,所以称为内燃机。内燃机是目前运用最广泛的热机,它以汽油或轻柴油作燃料,虽然热效率高,但热料消耗率高,而且内燃机噪声是动力设备噪声的主要来源。因此,未来内燃机的发展将注重于提高机械效率,减少噪声,降低排放量来严格要求燃料的清洁度,实现节能减排的目标。

三、我国的热能动力工程发展现状

我国能源动力类热能与动力工程专业形成于20世纪50年代。当时受苏联教育体制的影响,专业分割很细。在热能与动力工程专业中就先后包括锅炉、电厂热能、内燃机、涡轮机、风机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程、冷冻与冷藏、水能动力工程、水电站动力装置、水电站动力设备、水能动力及其自动化、机电排灌工程、水能动力与提水工程以及工程热物理等几十个小专业,形成了以工业产品生产引导高等学校人才培养目标的基本格局,一定程度上与我国当时的发展相互适应。随着改革开放,我国国民经济体制发生很大的变化。社会对人的培养提出了新的要求。为了适应这种要求,1993年7月国家教委颁布的普通高等学校本科专业目录,将几十个小专业压缩为9个专业,即热能工程、热能工程与动力机械、热力发动机、制冷及低温工程、流体机械与流体工程、水利水电动力工程、工程热物理、能源工程和冷冻与冷藏。1998年教育部颁布的新专业目录进一步将以上9个专业合并为1个,即热能与动力工程专业。从原来的几十个专业合并为1个专业,全国现在有120多所高校设有热能与动力工程专业。热动主要研究热能与动力方面,是跨热能与动力工程、机械工程等学科领域的工程应用型专业。热动主要学习机械工程、热能动力工程和工程热物理的基础理论,学习各种能量转换及有效利用的理论和技术。本专业涵盖的产业领域十分广泛。能源动力产业既是国民经济的基础产业,又在各行各业中有特殊的应用,也是国家科技发展基础方向之一。能源动力领域人才教育的成败关系到国家的根本利益。随着我国市场经济的建立,社会需求和经济分配状态的变化、科技发展的趋势、对本专业的生源、就业等形成了挑战,更是热能动力专业教的关键。同时,热动还是现代动力工程师的基本训练,可见热动是现代力工程的基础。

四、动力机械带来的环境污染及解决办法

动力设备引起的环境问题主要有热污染、噪声污染和空气污染。热污染是指工业生产和生活中排放的能量以热能形式传给环境,造成大气和水被污染的现象。尤其是火力发电厂、核电站、造纸厂排放出来的含有大量废热的气体和液体对水生植物和鱼类生存繁衍造成了极大的威胁,各种有害成分还会随着水资源的流动被陆地上的树木,蔬菜吸收,进而被人类食用,引起重大的流行疾病等。要减少工业废物的余热对环境的影响,就要减少排放,并且充分利用余热,或者寻找和开发新能源。使用清洁的水能,风能不仅降低了污染物的排放,还保护了环境。

1、空气污染也叫大气污染

从近年来的全国雾霾天气可以看出,空气质量与人们生活息息相关。空气污染直接影响了人们的出行。大气污染源来自于工业废气、汽车尾气、居民生活供暖设备等。在大城市中,汽车、火车是不可或缺的交通工具,但它们消耗煤或石油产生的直接排放进空气的废气,是雾霾天气的主要“凶手”。而且近几年的许多极端天气也是因大气污染引起的。空气污染的防治要靠全国人民的共同努力,调整能源结构,植树造林等都是目前比较流行的办法。

2、噪声污染

动力机械等设备运行时由于机械振动而形成噪声。噪声污染短期内或许没有太大伤害,但处于这样的环境一段时期后就会使生物的听力受损,严重的还会诱发多种疾病。因此,防治噪声也是刻不容缓的事情。对污染源来说需要降低声源噪音,控制噪音传播。而对于人们来说,可以采用吸音设备来阻挡噪声的传播。

六、热能动力工程的发展方向

1、热能动力及控制工程方向(含能源环境工程方向)

主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。

2、热力发动机及汽车工程方向

掌握内燃机(或透平机)原理、结构,设计,测试,燃料和燃烧,热力发动机排放与环境工程,能源工程概论,内燃机电子控制,热力发动机传热和热负荷,汽车工程概论等方面的知识。

3、制冷低温工程与流体机械方向

掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。

结束语

热能动力工程是社会生产力发展的一个重要组成部分,它推动了人类从人力劳动向机械生产的“进化”。作为国民生产的动力,能源已经成为了每家每户的必需品。其中,热能是能量传递和动力机械领域中使用得最多的一种能源形式之一。而现在随着热能转化装置以及动力机械的广泛应用,已经出现了许多全球化的问题。本文针对热能动力工程的相关设备和环境保护做一些基本介绍,仅供参考。

参考文献

[1]黄益军.浅谈热能动力设计研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(28).