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動力工程影響因子范文1
關鍵詞：雙重非均勻性 燃毒物顆粒 燃耗計算
中圖分類號：TL333 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）08（c）-0247-03
Preliminary Analysis of Double Heterogeneity Effects on Burnup calculation
Qin Dong Ju Haitao Qiang Shenglong Ni Dongyang Wei Yanqin
（Science and Technology on Reactor System Design Technology Laboratory，Nuclear Power Institute of China，Chengdu Sichuan，610041，China）
Abstract：The dispersion fuel is an advanced fuel element form，which has advantages of high burnup，strong ability of containing fission products and good thermal conductivity. The dispersion fuel cell has both lattice heterogeneity and fuel core heterogeneity，which has an intrinsic characteristic of double heterogeneity.And a certain amount of burnable poison particles can be arranged in the fuel core in order to control the reactivity.If calculating dispersion fuel with burnable poison particles in a homogeneous way，the absorption will be over evaluated and a certain deviation will be introduced.This paper studies the double heterogeneity effect on burnup calculation in dispersion fuel element with MOI code.
Key Words：Double Heterogeneity；Burnable Poison Particle；Burnup Calculation
彌散燃料是一種先進的燃料元件形式，它由燃料顆粒（U、Pu的化合物）彌散分布在惰性基體材料（如金屬、陶瓷或者石墨等非裂變材料）中構成。彌散型燃料元件在一般非均勻性（燃料芯體、包殼、慢化劑或冷卻劑）之外引入了新的非均勻性，即燃料芯體的非均勻性（燃料顆粒、可燃毒物顆粒彌散分布在基體材料中），形成燃料元件的雙重非均勻性。對于此類燃料特別是在含有可燃毒物顆粒的情況下，如果仍然采取工程上常用的均勻化混合處理的方式，即將燃料及可燃毒物顆粒和基體材料均勻化混合，有可能高估可燃毒物的吸收，造成一定的計算偏差[1]。
該文基于彌散型燃料，使用MOI程序對彌散燃料單板柵元模型進行了計算，初步分析了雙重非均勻性對燃耗計算的影響。
1 研究內容
研究基于單板燃料柵元，柵元可分為燃料芯體、包殼和慢化劑三部分。其中燃料芯體是彌散在金屬基體中的UO2以及硼可燃毒物顆粒。在實際計算建模時，對柵元芯體采用兩種處理方式：（1）認為UO2顆粒、可燃毒物顆粒以及金屬基體均勻混合，形成單一混合物材料，不妨將該計算模型稱為均勻模型，模型示意見圖1所示；（2）將UO2和金屬基體材料均勻混合（計算表明，UO2顆粒的雙重非均勻效應對計算結果影響較小，本次不做考慮），認為可燃毒物顆粒獨立存在（可燃毒物顆粒作為一個獨立燃耗區），不妨將該計算模型稱為顆粒模型，模型示意如2所示。
2 MOI程序
MOI[2，3]程序系統是基于連續能量蒙特卡羅方法開發的堆芯燃耗計算程序，可在UNIX或LINUX平臺下運行，可以實現并行的調棒臨界燃耗計算，具有蒙特卡羅方法可處理任意幾何、異性散射、任意邊界條件等優點，其基本流程如圖3所示。同時MOI采用了獨特的混合燃耗計算模式，可計算多種類型可燃毒物（包括彌散的可燃毒物顆粒），并且該軟件具有較高的燃耗計算精度，適用于該文的研究。
3 計算結果分析
3.1 均勻模型與顆粒模型比較
彌散燃料單板柵元的均勻模型與顆粒模型燃耗計算結果如圖4所示。從圖中可見，均勻模型和顆粒模型的單板柵元Kinf隨燃耗變化的趨勢基本一致，但在燃耗初期以及燃耗中期有一定的計算偏差。燃耗初期均勻模型Kinf偏小，與顆粒模型相比相對偏差接近-5.0%。這是因為均勻模型中將可燃毒物與燃料混合處理，高估了可燃毒物對中子的吸收；燃耗中期均勻模型Kinf偏大，與顆粒模型Kinf的相對偏差約2.0%?？傮w上看，均勻模型與顆粒模型Kinf相對計算偏差呈現從負到正，再逼近零的變化。相對計算偏差由負變正的燃耗時刻約在30000 MWD/tU左右，出現最大正值的燃耗時刻約在60000 MWD/tU左右。
不同計算模型B-10核子密度隨燃耗的變化見圖5所示。從圖5中可見，不同計算模型B-10核子密度隨燃耗增加單調遞減。但顆粒模型與均勻模型B-10核子密度的差隨燃耗增加出現了先增加后減少的現象?？扇级疚锖俗用芏炔钪底畲髸r刻約在30000 MWD/tU左右，對于Kinf而言是計算相對偏差從負變正的時候。
由于可燃毒物熱中子吸收截面很大，隨著燃耗的進行可燃毒物消耗很快，自屏效應也會隨之削弱的比較快，因此，這兩種模型計算的Kinf應會不斷接近，最終相對偏差趨于零。但從計算結果看，這兩種模型所計算的Kinf的相對偏差并不是直接逐漸逼近零，而是先從-5.0%逐漸變為+2.0%，然后從+2.0%逐漸逼近零。出現這種現象的原因是由于自屏效應引起的可燃毒物消耗速度不一樣。
為了便于描述，定義如下參數：N均為均勻模型中B-10核子密度；σ均為均勻模型中B-10微觀吸收截面；N顆為顆粒模型中B-10核子密度；σ顆為顆粒模型中B-10微觀吸收截面。
均勻模型中B-10在燃料芯體中均勻分布，最大程度弱化了B-10的自屏效應，即σ均>σ顆，使得B-10核子密度消耗較快，即N均遞減較快，那么均勻模型中B-10的總吸收Σ均=N均（快）×σ均（變大，速度較慢），從而Kinf增加也較快。
顆粒模型存在自屏效應，使得B-10的等效微觀吸收截面較小，進而B-10的消耗要慢于均勻模型；但隨著燃耗的加深，自屏效應減弱，使得顆粒模型中B-10的微觀吸收截面逐漸增加（但仍小于均勻模型），進而使得B-10消耗也逐漸加快，即顆粒模型中B-10的總吸收Σ顆=N顆（慢）×σ顆（變大，速度較快），從而Kinf的增加要慢于均勻模型。
根據以上兩點，可以初步得出以下關系：
初始時刻：σ均>σ顆，N均=N顆，因而均勻模型的Kinf與顆粒模型的計算偏差較大。
燃耗過程中：σ均>σ顆，N均
燃耗末期末：σ均≈σ顆，N均≈N顆，因而Kinf和B-10核子密度計算偏差均約等于零。
3.2 質量修正的燃耗初步分析
含彌散可燃毒物顆粒的燃料芯體，必須采用顆粒模型才能較為準確的進行計算，而目前一般的柵元計算程序無法進行顆粒模型的建模，難以考慮雙重非均勻性，因此，若繼續使用均勻模型計算則必須考慮一定的修正。
引入可燃毒物的自屏因子[4]，它的定義為：
由此可見，可燃毒物有效吸收截面為：
對于可燃毒物總吸收截面，有：
由于MOI程序使用點截面庫，對可燃毒物吸收截面使用修正因子可等效視為對毒物核子數量使用修正因子。引入修正因子使得燃耗初期Kinf與顆粒模型計算結果一致，并繼續進行燃耗計算。修正均勻模型與顆粒模型計算的Kinf隨燃耗變化見圖6所示。從圖6中可見，燃耗初期和燃耗末期的Kinf相對偏差均為零左右。燃耗初期Kinf相對偏差較小主要是因為引入了修正因子，使得均勻模型計算時吸收減小。燃耗末期Kinf相對偏差較小主要是因為可燃毒物已基本全部消耗，自屏效應已完全消失。但是在燃耗中期附近，修正均勻模型的Kinf比顆粒模型大4%左右。這種變化趨勢和B-10的核子數量變化相關。由于采用了質量修正，這兩個模型的B-10初始核子數量并不一致，因此，進行歸一化處理。歸一化后兩模型B-10核子密度差值及Kinf相對偏差隨燃耗的變化見圖7所示。從圖7中可見歸一化B-10核子密度差值及Kinf相對偏差隨燃耗的變化曲線從形態上是一致的，只是出現極值的燃耗時刻有些差別。
從上述結果看，質量修正能夠在燃耗初使得均勻模型的Kinf計算結果與顆粒模型一致，但是這種修正在燃耗中期會帶來較大的計算偏差。
4 結語
該文基于MOI程序，對彌散燃料單板柵元進行了均勻模型和顆粒模型建模計算，初步分析了雙重非均勻性對燃耗計算的影響，可以得到以下結論。
（1）雙重非均勻性的存在使得含有彌散可燃毒物的柵元Kinf在燃耗初期和燃耗中期出現一定的計算偏差。
（2）如果引入的修正因子不隨燃耗變化，在燃耗中期會高估柵元Kinf，因此，在修正時必須考慮修正因子隨燃耗變化。
參考文獻
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動力工程影響因子范文2
【關鍵詞】高空長航時 無人機 聯結翼 總體參數
海灣戰爭以后，美國根據偵查要求，發展高空長航時無人機。其拋棄一系列的高空維生系統，減輕了無人機的重量，具有更長的航時。中國在80年代開始應用無人機，作為防空體系的靶機與干擾誘餌。無人機在未來的戰爭中充當著越來越重要的角色，其不僅可以進行高空偵查，必要時還可以對敵方目標進行攻擊。無人機中的聯結翼可以增加機翼的剛度，使大展弦比的機翼翼尖位移減小，降低材料要求與成本。
1聯結翼布局研究背景
聯結翼布局最早由Wolkovitch于1986年提出，具有占用空間小、重量較輕的特點。其需要結合航跡規劃靈活合理地選擇飛行路線，不能單純依靠外形隱身來達到較高的生存力。從結構設計的角度來說，聯結翼布局所具有的直接力控制能力可為機動性提供必要的技術保證。聯結翼的前翼和后翼相互連接在一起，簡化為雙支點梁。這使得結構重量與前翼盒段根部所受到的彎矩在氣動損失較小的情況下，可明顯減小。所謂菱形翼可以被看作是聯結翼的一種形式，該布局可以被定義為一種前翼、后翼連接成在俯視圖和前視圖都構成菱形的串聯式機翼布局。根據雙翼空間布置的不同還可分為平列式布局和后翼斜置式布局兩種。布局根據前、后翼聯結方式的不同又可分為翼面直連式和翼尖小翼連接式。研究表明，聯結翼布局飛行器， 具有氣動效率高、結構重量小的特點。但也存在展向流動大、連接處流動復雜等問題。作為一種創新型的亞、跨聲速布局，聯結翼飛行器在過去的20多年里吸引了眾多學者與機構對其進行研究和探索。
2聯結翼的氣動特性與求解模型
合理的聯結翼布局的氣動估算模型能夠快速對聯結翼布局進行計算，剔除對氣動影響較小的部分。在模型建立的前期，采用計算流體力學方法（CFD）得出各設計變量對氣動特性的影響關系，為求解模型的建立做基礎性鋪墊。通過將干擾因子引入到模型分析中，解決了升力線理論無法分析附著渦影響的不足，得出了聯結翼布局的氣動求解模型。
（1）飛行器氣動學科的計算方法主要分為三個精度級別：氣動力工程估算方法為第一級別，精度最低。通過對飛行器幾何外形簡單的描述來計算各部件的升、阻和力矩等性能，最終求和得出全機氣動性能。其特點是求解速度快，但有一定的適用范圍。且飛行器的細節特征很難計算準確，尤其是各部件的干擾阻力；第二級精度級別是升力面理論（渦格法），將物面劃分成若干渦面，用馬蹄渦來代替面分布的基本漩渦作為升力面的氣動模型，該方法思路明晰，計算簡便。但只能對誘導阻力，零升阻力還需要估算完成；第三精度級別是計算流體力學，該方法是目前精度最高的計算方法。它的基本思想是將空間上和時間上連續的流場，用一系列有限個離散點上的變量值的集合代替。通過一定的原則和方式建立起關于這些離散點上場變量之間關系的方程組，然后通過求解方程組來獲得場變量的近似值。
（2）聯結翼布局在飛機上的應用研究在國外早已開展，針對此種布局的氣動與結構設計都取得了很大進展。Wolkovitch早在1986年就提出了聯結翼布局的許多新特點，在此后的研究中，多位學者對聯結翼布局在氣動、結構、顫振以及相互耦合關系方面進行了研究。國內學者針對聯結翼布局的研究開展較晚，但也取得了初步的成效，通過風洞試驗與理論計算相結合的方式，獲得了許多有參考價值的數據。但所選擇的計算模型較為簡單，不能完整的反映實際聯結翼布局氣動力的特點。在分析聯結翼布局的誘導阻力時，很多學者都采用了基于Prandtl-Munk對雙翼機誘導阻力的計算分析，Prandtl提出干擾因子，用以確定雙翼機機翼效率系數。但與計算和試驗結果對比發現采用這種方法計算出的翼展效率因子過小，這主要是因為該理論假定前翼產生的脫體渦不破裂并和自由流平行，Munk提出的假設過高的估計了后翼與前翼交錯部位的下洗及上洗影響。
（3）基于升力線理論對誘導速度的定義展開的升力線理論的基本思想是，通過把機翼的每一個縱向剖面上的流動看作是均勻流繞該剖面（翼型）的二維平面流動。升力線理論僅能分析脫體渦的影響，對采用較大后掠角的機翼還需考慮附著渦的影響。在研究此類問題時通常采用升力面理論，升力面理論主要是將機翼劃分成若干微塊，通過求解各微塊間的渦強并求和進而獲得所需的氣動數據。由于聯結翼布局的前、后翼后掠角超過了升力線理論的適用范圍，不能僅僅將機翼簡化為一條直的、變渦強的升力線，應加入附著渦的影響。因此在研究過程中引入了干擾因子，即不直接研究附著渦的影響，而是通過干擾因子進行了修正。
（4）聯結翼布局并不是對升力線理論的直接應用，因此不受經典升力線理論的適用范圍的約束。聯結翼布局具有氣動結構強耦合的特點，單純從氣動力的角度分析，無法得到系統級最優。從理論上講，采用翼尖連接方式氣動效率最高，但實際情況確是，當高亞音速巡航時，翼表面氣動載荷較大，采用翼內連接要比翼梢連接更輕，使得翼梢連接在氣動上的優點被結構重量的增加所抵消。當巡航速度較小時，翼載荷較小，翼尖聯接則成為可行的方案。當前翼展弦比一定的情況下，兩翼間翼隔2倍于平均氣動力弦，展長比為1時 （即翼尖連接）時，布局具有最佳翼展效率因子，可有效降低總誘阻。
3結語
聯結翼布局的氣動估算模型，與CFD數值方法結果對比，具有足夠的精度。能夠滿足方案設計階段對布局氣動特性的評估需要，是一種適合低速及高亞音速速度范圍的布局形式。與單翼布局相比，在機翼面積、巡航速度一定，后掠角相同，前翼翼展不變的情況下，合理選擇展長比與翼隔可使總誘導阻力降低。
參考文獻：
[1]李光里，李國文，黎軍 等.連接翼布局氣動特性研究[J].空氣動力學學報，2013，
動力工程影響因子范文3
【關鍵詞】太陽能；集熱板；實驗
太陽能集熱器是吸收太陽輻射并將產生的熱能傳遞到傳熱介質的裝置，它是組成各種太陽能熱利用系統的關鍵部件。本文是以大連理工大學梁若冰博士所提出的集熱性能較好的三U型填充式集熱管與帶有蓋板的CPC有效結合，使用導熱系數較大的新型材料―石墨與甘油混合物作為傳熱介質，優化設計了一種新型的中高溫太陽能集熱裝置。
一、集熱裝置結構
每個集熱單元（如圖）包括一個簡化CPC集熱板（非追蹤式復合拋物線聚光板，鍍有減反射比膜），一根全真空玻璃集熱管，并在玻璃管內安裝一個三U型紫銅換熱管，以新型導熱材料―普通石墨與甘油的混合物作為填充材料。其能量傳遞機理為：太陽能經玻璃蓋板輻射傳熱，同時CPC集熱板將太陽輻射匯聚到真空管上，真空管吸熱后熱量通過導熱介質傳入三U型銅換熱管內，加熱管內的換熱介質，使介質溫度升高轉換為有用能被利用。
圖 集熱裝置結構
二、集熱器的熱性能分析
集熱器理想狀態即：系統處于熱穩態；三U型支管間的熱傳遞忽略不計；忽略真空集熱管內空氣對流和傳導熱損失；真空集熱管玻璃外殼與周圍環境的傳熱系數為常數。則該集熱器部分熱性能參數為：
（1）熱損失系數
集熱器的熱損失系數是決定集熱面積的重要因素，熱損失系數越大，環境溫度對集熱效率的影響越明顯，相同熱負荷下所需的集熱面積就越大，集熱器的熱損失系數為：
（為風損系數忽略為零；當有蓋板時=1；分別為玻璃管和蓋板的發射率；分別為玻璃管溫度，天空溫度，集熱管溫度，常量。）
（2）瞬時效率
以集熱管中工質的進口溫度Ti和環境溫度Ta來表示此集熱器的瞬時效率。
（為光學效率，I為照射在集熱器上的總輻射強度，C為幾何聚光比。為該集熱器的熱轉移因子：其物理意義是集熱器實際的有用能量與假象吸熱板溫度為工質進口溫度時的有用能量之比。）
三、集熱器在斯特林發動機小引擎中的應用
球面雙棱鏡或雙軸跟蹤點聚焦聚光器需要跟蹤系統，占用空間大，價格比較昂貴。而該太陽能集光器沒有自動控制系統，材料成本低，預計約占太陽能斯特林發動機系統價格的15%左右。今后，通過斯特林熱機傳熱系統的設計，減少熱阻損失，二者結合具有廣闊應用前景。
我國已在太陽能熱水、太陽能供熱采暖、太陽能制冷空調等眾多領域取得了一定的科技創新成果，本文涉及到的太陽能收集裝置是綜合前期成果基礎上，通過創新組合設計的新型的集熱單元，由于停留在理論設想，與實際應用的預期還有很大差距。
參考文獻：
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動力工程影響因子范文4
關鍵詞：文化自信；紅色文化；文化認同；高校學生
黨員紅色文化是中國特色社會主義文化的有機組成部分。當前，國內外各類文化思潮的層次性與差異性較為突出，紅色文化以其吸引力、感召力和向心力成為社會廣泛認可的文化。正確的價值觀念是人民群眾的客觀需要，亦是推動社會進步的強大精神力量。紅色文化認同教育在高校學生黨員教育中具有榜樣示范、黨性傳承、道德涵養之功能，因此，提升高校學生黨員的紅色文化認同水平，是新時代促進高校學生黨員全面發展與文化自信培育的內在需要。
一、教育載體：紅色文化認同教育的重要支點
1.“紅色浸潤”儀式性教育。著名教育學家夸美紐斯認為：“一切知識都是從感官開始的?！备行哉J識是認識活動中的首要環節，為形成理性認識提供豐富的感性材料?！凹t色浸潤”儀式性教育是傳統紅色文化認同教育的有益補充，是具有直觀性、感官性、體驗性的體驗式教育形式，具有多維度的教育意義?！凹t色浸潤”儀式性教育蘊含豐富的感性體驗，學生在“紅色浸潤”儀式性的沉浸洗禮中深入體察紅色文化的精神力量。將“紅色浸潤”儀式性教育作為紅色文化認同教育的重要載體主要以三個層面為著力點：一是加強“紅色浸潤”儀式教育的規范化，涵蓋教育內容、教育方式、教育目標、教育流程、教育效果反饋及教育活動組織的規范。二是教育內容的方向性與青年化。紅色文化教育是思想政治教育的重要構成部分，具有明確的方向性，需始終與我國社會主義發展方向相一致。當前，高校學生黨員紅色文化教育只有以具有吸引力與感染力的形式呈現，才能進一步提升紅色文化認同水平。三是充分發揮“紅色浸潤”儀式教育的向心作用。高校學生黨員在紅色氛圍中產生情感共鳴并產生正能量體驗，形成革命精神與中國精神的同頻共振，充分發揮紅色文化教育的向心作用。2.“微陣地”指尖微教育。紅色文化認同教育要實現教育空間的遷移，構建教育“微陣地”，善用“指尖微教育”實現“鍵對鍵”與“面對面”的有益補充。第一，就高校學生黨員群體而言，“微學習”是符合其認知特點與具有較強學習吸引力的教育形式。第二，各類微媒體教育平臺應形成教育共同體，全面加強紅色文化教育的時效性與傳播的廣泛性，搭建紅色文化指尖網絡空間，便于高校學生黨員利用碎片化時間接受紅色文化認同教育。第三，以微媒體平臺為陣地反饋教育效果。紅色文化認同教育可通過在線互動等新形式彌補“我教你學、我講你聽”的教育方法的不足，教育主體可通過教育客體的自媒體平臺信息動態深入洞悉其教育內化與外化程度。第四，善用“微陣地”提高紅色文化認同教育影響的延續性與長效性。傳統紅色文化認同教育普遍存在影響時效短、延續性不強的問題，基于此，應重視紅色文化認同教育的系列化與回顧性呈現，充分利用“微陣地”制作系列化紅色文化教育微視頻、微故事、微講堂，通過學生黨員自媒體平臺進行輻射性傳播，提升紅色文化影響力，使高校學生黨員群體自覺成為紅色文化的認同者、學習者、傳播者、堅守者。3.紅色文化符號提升黨員凝聚力。符號既是一種象征物，亦是一種承載信息的介質。紅色文化符號是紅色文化精神的象征，是傳遞紅色文化核心精神力量的載體。紅色文化需要一種便于廣泛傳播以及具有直觀性和視覺沖擊性的載體用以傳承與發展。追溯其源，紅色文化符號是隨著廣大人民群眾物質生活水平提高而產生的精神需求與信仰追求。近年來，紅色文化研究逐步將紅色文化與符號學研究有機結合開展紅色文化符號研究。從符號的功能角度進行探究可知：第一，紅色文化符號具有表述和理解的功能，紅色文化中凝結的紅色文化精神通過紅色文化符號呈現，用視覺化的方式進行表述與闡釋。第二，紅色文化符號作為紅色文化精神的縮影，具有多元化、可塑性強和易于傳播的特征，紅色文化的圖像符號、指索符號及象征符號均有助于紅色文化精神的傳達和保存。紅色文化符號作為具有凝聚力的載體，其傳達功能與表述功能在高校學生黨員教育過程中得到充分發揮。高校學生黨員在紅色精神的感召下，凝聚力進一步提升，進而提升對紅色文化的認同水平，以及加強對文化自信的養成。
二、實踐探索：紅色文化認同教育的三重發展向度
1.紅色文化認同教育場域重構。高校學生黨員紅色文化認同教育的傳統教育場域可概括為三種類型：一是紅色文化認同教育的“短時體驗場域”，即以體驗感受紅色文化精神為出發點舉行傳統紅色教育等社會實踐活動。這種教育活動在活動期間或者活動結束后的短期之內效果明顯，但從長遠反饋來看，部分參與者并未形成真正的紅色文化認同。二是紅色文化認同教育的“碎片化場域”，即以各類型紅色文化元素跨時空組合而成，在此類場域中，紅色文化認同教育不具有系統性、延續性與統一性。三是紅色文化認同教育的“共情化場域”，即紅色文化認同教育以紅色英雄、紅色事跡為載體，以紅色氛圍為依托，以共情為基本手段，使高校學生黨員在接受紅色文化教育之時，對紅色精神達到共情的狀態，以加深對紅色文化內涵的理解。當前，學生黨員群體對紅色文化的認知趨于衰微，紅色文化認同教育呼喚教育場域的重構，需構建具有系統性、遞進性、長時性的教育場域。這種紅色文化認同教育場域以紅色文化內容的縱向傳承、紅色文化元素的整合性、紅色文化認同教育影響力的長效性為特征。以此為目標，將紅色文化中的物質文化資源與人工智能技術與VR模擬技術相結合進行“跨時空”再現，結合大數據技術等將非物質文化資源系統整合，以組合式呈現的方式進行教育。2.紅色文化認同教育生態形成。教育生態學是運用生態學的方法研究教育與人的發展規律的科學，它探討的主要內容是如何構建科學合理的教育生態環境，如何整合校內外各類優質教育資源進而提高教學質量，最終促進學生的全面發展。由此而論，紅色文化認同教育生態的形成需要進一步整合教育資源，從宏觀、中觀、微觀的層面構建國家、政府、社會、學校、家庭的紅色文化認同教育的良性生態環境，在這個生態環境中的各類生態因子互相聯系、互相制約、互相促進。高校在進行學生黨員紅色文化認同教育時，首先應以線上線下相結合的綜合教育環境為紅色文化認同的基本生態，以家庭、學校、社會、政府及國家為該教育生態環境中的各類教育主體因子，各類優質紅色文化資源為教育內容因子，高校學生黨員群體為教育客體因子，各類因子相互配合、相互促進，形成紅色文化認同教育的良性動力循環，不斷促進紅色文化認同教育發展的螺旋式上升與波浪式前進。3.大力培育紅色文化自覺。紅色文化自覺是指身處紅色文化環境的公民對我國紅色文化達到自我覺醒、自我反省與自我構建的水平，并能通過分析紅色文化的形成與發展對其未來趨勢作出清晰的預見。紅色文化認同教育的終極目標是將紅色文化中的精神內核通過教育的方式完成其客體主體化與主體客體化的過程，因此，全社會大力培育紅色文化自覺是紅色文化認同教育的必然發展向度。當前，紅色文化已然成為對高校學生黨員進行教育的寶貴資源，亦成為社會主義意識形態教育的重要載體。大力培育紅色文化自覺與紅色文化認同教育在本質上具有內在契合性，兩者均為高校學生黨員文化自信培育的內在需要，亦成為推動文化自信培育的源動力。
參考文獻：
[1]主持召開文藝工作座談會強調：堅持以人民為中心的創作導向創作更多無愧于時代的優秀作品[N].人民日報，2014-10-16（1）.
動力工程影響因子范文5
關鍵詞：垃圾填埋氣；填埋氣產生；產氣量預測；收集；利用
收稿日期：20130521
作者簡介：楊華明（1978—），男，江蘇無錫人，工程師，主要從事熱能與動力工程專業方面的研究工作。中圖分類號：X799.1 文獻標識碼：A
文章編號：16749944（2013）07020003
1 引言
我國是垃圾生產大國，僅生活垃圾的年產量就約2億t，垃圾對大氣、水體、土壤造成污染，從而影響生態環境及人們的生存環境。
目前國內外垃圾處理方式有：垃圾填埋、垃圾堆肥、制造衍生燃料、焚燒等。我國大部分生活垃圾采用填埋處理，填埋垃圾產生的大量沼氣就地排放至大氣中，不僅污染了空氣，而且資源化利用率很低。根據生活垃圾填埋處理的工藝特點，垃圾填埋場將產出大量的沼氣。沼氣是一種清潔衛生的生物燃氣，是一種燃燒值較高的綠色能源。但它又是一種不易輸送和儲藏的易燃易爆危險氣體，如果不及時合理地處理和利用，不僅會造成不必要的浪費，也會帶來一系列的安全隱患。而大量的生物沼氣流入空氣中，對環境有較大的影響，增加大氣的溫室效應。而與此同時，垃圾在填埋、污水處理過程中也需要消耗大量的電能和熱能。利用垃圾填埋場填埋氣在保護環境、減少大氣污染的同時，能夠化廢為寶。利用垃圾填埋場填埋氣也是一項資源綜合利用的項目。開展資源綜合利用，是我國一項重大的技術經濟政策，也是國民經濟和社會發展中一項長遠的戰備方針。
2 垃圾填埋氣的產生
垃圾在填埋一段時間后，由于厭氧微生物的作用，會產生濃度較高，一定數量的填埋氣體，其主要成分為甲烷（CH4）、二氧化碳（CO2），同時還含有不少于1%的揮發性有機物（VOC）。
填埋場產生的氣體往往需要幾個月才能達到一個穩定的量。在填埋的最初幾個星期或幾個月內，場內進行好氧的反應，主要產生CO2，滲入堆場的水及堆物的沉降將擠走垃圾空隙中的空氣，這樣，好氧階段釋放出的氣體仍然含有O2 和N2。當堆場變成厭氧時，O2 的釋放量降到幾乎為零，N2 為低于1%的基本量。厭氧過程主要的氣體終產物為CO2 和CH4。當甲烷菌增殖時，CH4 產量的聚集相當緩慢。氣體的最終比率通常為甲烷占55%，二氧化碳占45%。該百分比因不同填埋場的條件會有很大變化。同時存在的微量的N2、H2S及乙烷、辛烷、庚烷等氣態碳氫化合物。一般垃圾填埋后要經歷以下4個階段（圖1）。
圖1 填埋場氣體成分隨時間的變化規律
Ⅰ 好氧期：持續時間為幾天到數周，產生的主要氣體是CO2；Ⅱ 厭氧、不產甲烷期：厭氧分解開始，產生大量的CO2 和H2；Ⅲ厭氧、產甲烷不穩定期：出現甲烷，CO2 的產生量減少，H2被耗盡；Ⅳ 厭氧、產甲烷穩定期：氣體的成分趨于穩定，通常要達到厭氧穩定狀態需1～2 年的時間。
由于國內大部分城市填埋垃圾均未分揀和壓實，垃圾容重為340kg/m3，垃圾中水分、易腐蝕的有機物含量高，導致填埋垃圾產氣時間短、產量變化幅度大、氣體熱值較低。根據國內現有的研究數據，填埋垃圾在填埋后的1～2 年內就開始產氣，并且迅速達到產氣高峰，在隨后的幾年中又迅速下降，整個產氣周期不超過15 年。
3 填埋場產氣量預測
國外對沼氣量產生總結出了較為成熟的計算模式。這里主要介紹的計算方法是根據CDM 方法學ACM0001（09.1 版）及相應工具“Tool to determine methane emissions avoided from disposal of waste at a solid waste disposal site”，事先計算出項目的減排量（tCO2e）（采用的是垃圾降解一級模型），再除以甲烷的全球增溫潛勢，得到填埋氣的產生量。
計算公式如下：
BECH4SWDS，y=Φ·（1-f）·GWPCH4·（1-OX）·1612·F·DOCf·MCF∑yx=1∑j=1Wj，x·DOCj·ekj（y-x）·（1-e-kj）
式中：BECH4，SWDS，y：項目活動開始到y年末，因避免生活垃圾填埋處置而避免的甲烷產量（tCO2e）。
φ：模型不確定性校正因子；f：填埋氣收集后用于火炬燃燒、焚燒或其他用途的甲烷百分比；GWPCH4：甲烷全球增溫潛值（tCO2e/tCH4）；OX：填埋場甲烷氧化因子。采用2006 IPCC 缺省值；F：填埋氣中甲烷含量（體積比）。采用2006 IPCC 缺省值；DOCf：可降解有機碳（DOC）百分比。采用2006 IPCC 缺省值；MCF：甲烷校正因子。采用2006 IPCC 缺省值；Wj，x：第x年未填埋的j成分有機垃圾的量（tons）；DOCj：j 成分垃圾中可降解有機碳的百分比（質量比）。采用2006 IPCC 缺省值；kj：j成分垃圾的降解速率。采用2006 IPCC缺省值；j：垃圾種類；x：減排計入期，從第一個減排計入期第一年（x=1）到計算減排的第y年（x=y）；y：計算甲烷排放的年份。
其中：Wj，x=Wx·∑xn=1Pn，j，xZ
式中：Wj，x：第x年未填埋的j成分有機垃圾的量（tons）；Wx：第x年未填埋的有機垃圾的總量（tons）；Pn，j，x：第x年收集的樣本n中j成分有機垃圾的重量比；z：第x年收集的樣本數量。
在任何情況下，總是有一部分生產的填埋氣體是難以收集的。
①困在中間粘土層的填埋氣體無法到達集氣井；②如果沒有完全覆蓋，一部分填埋氣體會從表面逸出。填埋氣收集率的確定考慮到了如下表格的因素（表1）。
根據表1，收集率以60%計。由公式和垃圾量，可計算得產甲烷量和甲烷收集量。
4 填埋氣的收集技術
填埋場氣體收集系統需合理設計和建造，以保證填埋場氣體的有序收集和遷移而不造成填埋場內不必要的氣體高壓。填埋氣收集和導出通常有兩種形式：豎向收集導出和水平收集導出方式。其中豎向收集導出方式應用較廣，其填埋氣收集系統主要包括隨垃圾填埋逐漸建造的垂直收集井以及以每個豎井為中心，向四周均勻敷設多根水平導氣支管。隨著垃圾填埋作業的推進，填埋氣井將以有效地收集、導排、處理和利用填埋氣。
水平收集系統以每個收集井為中心，向四周均勻敷設多根水平導氣支管。導氣水平收集支管敷設在淺層碎石盲溝內，盲溝內填64～100 mm 碎石。如果庫區堆高大的話，水平收集系統在高度方向上，可以每6m 設置一層。
收集井頂部設置集氣裝置，并采用HDPE 管與集氣站相連后通過集氣干管連著至輸送總管，最終送至貯器容器或用戶。
5 填埋氣的利用
填埋氣體的利用方法取決于其處理程度。未處理的填埋氣體熱值是天然氣的1/2。填埋氣體的低位熱值約17MJ/m3。處理程度影響應用的經濟性，為適合氣體的最終使用需要，填埋氣體預處理系統更改了填埋氣體的組成。經不同處理可以進行不同的利用，進而得到不同產品。國內外常見的填埋氣體利用方式有如下幾種。
5.1 用于發電
利用填埋氣體作為燃料，或者利用填埋氣體燃燒產生的熱煙氣或鍋爐蒸汽來帶動發電機發電。這種利用方式投資少，工藝技術和設備成熟，需要對填埋氣體進行冷卻脫水處理，是比較常用的一種填埋氣體利用方式。
我國已建成多個垃圾填埋氣發電電站，其中目前亞洲最大的垃圾填埋氣發電項目上海老港垃圾填埋氣發電項目（建設規模為15MW級燃氣內燃機發電機組）已經正式并網。該項目的并網標志著上海老港填埋場將逐漸由單一的無害化處理基地向資源回收與循環利用的費固基地轉變。
5.2 用于鍋爐燃料
這種利用方式是用填埋氣體作為鍋爐燃料，用于采暖和熱水供應。這是一種比較簡單的利用方式，這種利用方式不需要對填埋氣體進行凈化處理。設備簡單，投資少，適合于附近有熱用戶的地方。
5.3 用于民用燃氣
該種方式是將填埋氣體凈化處理后，用管道輸送到居民用戶，作為生活燃料。此種利用方式需要對填埋氣體進行比較細致的處理，包括去除CO2、少量有害氣體、水蒸汽以及顆粒物等。這種利用方式投資大。技術要求高。適合于大規模的填埋場氣體利用工程。
5.4 生產壓縮天然氣
此種方式是將填埋氣體凈化后，壓縮成液態天然氣，罐裝儲存，用作汽車燃料。這種方法需要對填埋氣體施加高達20MPa 的壓力，工藝設備復雜，不易推廣。
5.5 其他利用方式
最近國外對填埋氣體又開發了一些新的用途，主要有：用于填埋氣體制造燃料電池，用填埋氣體制造甲醛產品以及制造輕柴油等。這些利用方案均在研究和開發中，離實際應用尚有一定的距離。
6 結語
垃圾填埋氣的收集與利用不僅解決了垃圾處理問題，同時提高了垃圾填埋場的資源利用率，減少填埋場填埋氣直接排放對溫室效應的影響，是實現城市垃圾資源化、減少環境污染的重要途徑，具有良好的經濟效益。
參考文獻：
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動力工程影響因子范文6
關鍵詞：電廠鍋爐 混煤摻燒 新型技術 應用
中圖分類號：TK227.1 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（a）-00-02
鍋爐是電廠的三大設備之一，主要燃料有煤、重油以及天然氣，其中以煤為主，必須根據特定的煤種設計出電廠的燃煤鍋爐。由于煤種具有特定性，這就要求鍋爐的設計結構、型號、制粉系統及運營方式等相應的比較特別，這樣設計出來的才是比較合適的鍋爐。實際上，由于經濟發展的需求居民生活的需要，國內的電廠的供電的形式相對嚴峻，在實際的生產過程中，由于現有的燃煤條件比較差，燃燒特定的煤種對很多的電廠而言比較困難。因此，在保證鍋爐燃燒穩定安全及環保的前提下，混煤摻燒已經成為電廠的經濟性選擇。在進鍋爐前將煤摻混，進入鍋爐后讓煤混燒，是電廠傳統的鍋爐混煤摻燒技術，這種技術要求摻混的煤在質量特性上的差異比較小。傳統的混煤技術靈活多變，能夠摻配出整體上質量相對均勻的煤，大多數電廠的鍋爐都是運用這種技術，而少部分電廠則配置了特定的混摻設備，目的在于讓摻配更快速更優質。然而，特殊混摻設備容易受到煤質差異性的影響，如果燃料的差異性太大會影響設備進行摻混，還可能會出現一些問題，如煤粉變粗、排煙的溫度高、飛灰及爐渣的高含碳量等[1]。而新型的混摻方式對煤質的相關參數進行充分的綜合考慮，如混煤的可磨性差異、燃燒特性，通過對煤粉的細度作嚴格的控制，區分易燃的煤種和難燃完全的煤種，這種新型的混摻技術就是“分磨制粉”。
1 混煤摻燒的理論分析
為了更好的熟悉混煤摻燒技術，首先要對混摻技術的理論有一定的了解。煤粉的燃燒是一種化學物理反應，既有燃燒化學反應，又有能量傳遞交換的物理現象，因此過程極為復雜。煤的著火特性和燃盡特性是煤燃燒特性的兩大方面。表面上看，將煤混摻是一個簡單的機械混合的過程，但實際上，各組的煤種的物理構成和特性存在很大的差別，混摻的煤放進鍋爐燃燒的過程中，不同煤的顆粒會產生互相制約互相影響的關系，很難由混摻煤種的比例來判斷混煤的特性。
1.1 混摻煤的可磨差異分析
當把兩種或幾種可磨性差異比較大的煤混摻在一起時，會得到一種比較難磨的煤種，而不是這些煤種的可磨性會相互中和，并且，由于這些煤的顆粒特性不一，混合成的煤種的煤粉粗細度也會參差不齊，導致難以燃盡。
1.2 混煤著火特性研究
當煤被加熱，溫度達到一定的標準的時候，即開始分解，揮發氣體，產生煤焦油，在煤的燃燒過程中，重要的第一階段就是熱分解，只有煤熱分解以后才會著火?；罨堋囟群蜕郎氐乃俣扔绊懨旱姆纸?，因此在動力學角度，煤分解的模型是：
式中，a表示已燃燒的可燃質質量分數；R 是通用氣體常數；k是頻率因子；E表示活化能；T表示溫度；f表示升溫速度[2]。
很多的研究表明，不同的煤種在燃燒時會出現一個高峰，當兩種或幾種燃燒特性差異太大的煤混合燃燒時，混煤的熱解曲線會出現兩個或幾個高峰，說明在混煤在摻燒時各煤種仍然保持著本身的熱解特性，并不能和其他的煤種相適應。由此可以知道，在著火的過程中，混煤的組成煤種都有各自的著火特性，雖然講他們混合起來，但仍然不能讓著火特性一致。這就意味著，混煤摻燒時，有煤種熱分解到一定溫度時就會先著火，它們屬于易著火煤種，混煤的著火特性接近這些易著火煤種。
1.3 混煤燃盡特性研究
如果將兩種煤種混合燃燒，混煤的燃盡率曲線位于兩種煤種的燃盡曲線率之間，這與兩種所占混煤的比例有關，但不是取平均數那么簡單，而是與較難燃盡的那各煤種相近。如果這兩種煤種的燃盡特性相差甚遠，混煤的燃盡特性與較難燃盡的煤種的燃燒特性相近，在燃燒過程中會出現混煤難燃盡的結果。這是因為，易燃煤種燃燒時會消耗鍋爐內大量的氧氣，導致另一種煤種在燃燒時缺氧，延長了混煤的燃燒時間，甚至會氧氣不足最終導致混煤沒有完全燃盡。所以，如果將兩種燃燒特性差異很大，對鍋爐在燃燒時的配風設備的要求就很高，但是大多鍋爐都不能到達這個水平，混煤較難燃盡這個難題困擾著許多電廠。
2 傳統混煤摻燒技術的優劣
傳統混煤摻燒的方式是“爐前摻配、爐內燃燒”，即先將煤種按一定的比例混合均勻，放入磨煤機中磨成煤粉，進而送入鍋爐燃燒[3]。這種方式要求比較高，優缺點主要表現在以下幾點：（1）由于混煤的可磨性接近難磨煤種，如果混煤的煤種的可磨性相差太大，在磨粉時，容易磨的煤會磨得過細，而難磨得煤則會磨得過粗，這樣磨出的煤粉會粗細不均，如果煤種的比例安排不佳或管理不到位，也會導致煤粉細度不均，可能導致電廠制粉系統磨制的煤粉燃燒效果不佳，飛灰和爐渣的碳含量過高，燃料不能得到充分的利用。（2）由于混煤的燃盡率趨向于難燃盡煤種的燃盡率，傳統的混煤摻燒方式不能解決混煤燃燒時煤種搶氧的問題，導致燃燒效率低和原料的浪費，不利于電廠效益的提高。（3）由于煤種配備比例的不同，混合出來的煤質不均，如果劣質煤過多，會影響混煤的整體質量；而優質煤過多，也會影響制粉系統的正常運行，嚴重的話還會發生意外事故。所以混摻技術精湛、設備優良且管理完善這三個條件如果一個欠缺，都將不利混煤的燃燒。另外，混煤是在鍋爐外混摻而成的，這除了要求一定的技術之外，還要求電廠有足夠的儲藏煤原料、混合煤的地方以及足夠的勞動力資源，還需要配以相關的設施，用電量也大，這無疑增加了電廠的運營成本。當然，傳統混煤摻燒方式也具有靈活的優點，這是因為，可以講事先混合磨好的煤粉放入爐內不同的燃燒器里，通過變換混摻煤種來調整放進鍋爐的煤質的指標，充分利用混煤的著火特性與易著火煤的特性相近這一特點，讓煤粉更易著火且燃燒時比較
穩定。
3 新型混煤摻燒技術研究
由于混煤的幾點特性在很大程度上影響著電廠鍋爐混煤的有效燃燒，所以，探尋出新型的混煤摻燒技術對于現代電廠的發展來說意義重大。適應于電廠的發展要求，湖南省電力公司實驗研究院將實驗分析和理論研究相結合，率先提出了“分磨制粉”的新型方式，由于具有實用性強、效果良好等優點而得到了同行廣泛的認可。所謂“分磨”，意思是將不同的煤種分別用不同的磨機進行磨制，這樣就可以保證磨制出來的煤粉的細度均勻，這個方法適用于混煤技術較差的電廠，可以有效克服混煤可磨性趨向于難磨煤種的這一特性[4]。對于不同的制粉系統，具體的分磨方法也存在差別，制粉系統一般有直吹式制粉系統和中間儲倉式制粉系統兩種，隨著技術的不斷進步及制粉設備的具體差異，分磨制粉技術分為“分磨制粉，爐內摻燒”和“分磨制粉、倉內摻混、爐內燃燒”兩種方式。
3.1 “分磨制粉，爐內摻燒”的應用分析
如果電廠的制粉系統是直吹式制粉系統，那么具體混煤方法就是將不同的煤種放入不同的磨煤機中進行相應的磨制，由于是分開磨制，所以可以根據煤種的可磨特性磨不同的時間，讓磨制出來的煤粉整體上粗細均勻，進而經過各煤機一次風管將磨制好的煤粉直接送入鍋爐燃燒，并不是在進入鍋爐前混摻，雖然需要配置不同類型的磨制機，但是節省了入鍋爐前的混摻所需的時間、場地及勞動力，同時克服了煤粉細度不均技術難題，保證燃煤的穩定性，有效提高煤粉的燃燒率。這種摻燒方式的有效性在很多電廠都得到了驗證，適合推廣。如果電廠的制粉系統是倉儲式制粉系統，那么具體的混煤方式是：用不同的磨煤機將不同的煤種磨制好以后，放置各自的儲粉倉，由粉倉將煤粉輸送到不同的燃燒器噴口，煤粉會在燃燒過程中完成混合[5]。這種混合方式的優點在于，煤種可以被送到合適的溫度區域，鍋爐內的燃燒環境得以改善，如高熱負荷區域的燃燒器比較適合不易結渣的煤粉的燃燒。有些電廠由于煤源緊張，在混煤時摻進了很多本地的無煙劣質煤，由于電廠條件的限制，運用傳統的混煤摻燒方法很難保證燃煤的穩定性與安全性和效益性，然而，采用了新型的分磨制粉、爐內摻燒的方式以后，解決場地人手不足等難題，減少了飛灰和爐渣的碳含量，保證了設備的正常運行和混煤燃燒的良好效果。
3.2 “分磨制粉、倉內摻混、爐內燃燒”的應用分析
這一種方式需要在倉內摻混，所以只適用于倉儲式制粉系統，具體操作：倉儲式制粉系統的磨粉機先將各自選定的一種煤種磨制好后，煤粉會被輸入到同一煤粉倉里面，在粉倉內完成混摻，混摻好后分入各燃燒器內。采用這種混煤方式，既克服了混煤燃盡特性與難燃煤種相近的缺點，又發揮了混煤著火特性與易著火煤種相近的優點，對飛灰和爐渣的碳含量的減少也成效顯著，這種方式也被運用在很多電廠的生產上，成果得到了肯定。
4 結語
隨著電力技術的不斷發展及電力需求的不斷擴大，傳統的混煤摻燒技術已經無法滿足電力生產的需要，新型“分磨制粉”的混摻技術具有高燃燒率低浪費率的優點，充分考慮了混煤的特性，結合了電廠制粉系統的具體設計，揚長避短，因材制宜，探尋出兩種不同的混煤摻燒方式，適用于絕大多數電廠的制粉系統，能有效增強電廠的生產力，提高經濟效益，適合大范圍的推廣。對于新設計的鍋爐，可以設置倉儲式制粉系統，采用這種設計的鍋爐，既可以采用“分磨制粉，爐內摻燒”的方式，也可以采用“分磨制粉、倉內混摻、爐內混燒”的的方式，這兩種方式各有其優點和特色，可以根據電廠自身條件的限制，如資金相對緊張、場地不足等等的情況，配置相應的設備，選擇更符合電廠實際情況的混煤方式，旨在提高能源利用率及電廠的效益。
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