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關(guān)鍵詞:水平固定管 單面焊雙面成型機理 焊接工藝
一、低碳鋼焊條電弧焊單面焊雙面成形
焊條電弧焊單面焊雙面成形廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道維修及其他重要焊接結(jié)構(gòu)中,是主要的單面焊雙面成形工藝方法。由于焊條電弧焊工藝靈活,適應(yīng)性強,設(shè)備簡單,生產(chǎn)成本較低,不受環(huán)境、焊接位置等因素的限制,因而盡管工藝較為落后,但在生產(chǎn)和培訓(xùn)中仍被列為首位。
二、單面焊雙面成形機理
1.擊穿成形機理
在母材選用一定的坡口、間隙、鈍邊條件下,選擇合適的焊條角度,采用鋸齒形或月牙形運條方法,焊條均勻向前擺動,使坡口鈍邊處的母材金屬和填充金屬共同镕化形成熔池,從而形成背面焊道;或采用斷弧焊法打底焊,采用一點或兩點擊穿使母材坡口根部鈍邊金屬熔化形成熔池,從而形成背面焊道,這種成形機理稱為擊穿成形機理。
無論是連弧焊法還是斷弧焊法,在打底焊時擊穿成形機理的關(guān)鍵是熔孔效應(yīng)。在電弧高溫和吹力作用下,坡口根部部分金屬被熔化形成金屬熔池,在熔池前沿會產(chǎn)生一個略大于坡口裝配間隙的孔洞,稱為熔孔。液態(tài)金屬通過熔孔送向焊縫背面,使背面焊縫成形。同時,焊條藥皮熔化時所形成的熔渣和氣體可以對焊縫背面進(jìn)行保護(hù),背面焊道的質(zhì)量是由熔孔尺寸大小、形狀、移動均勻程度決定的。在不同的焊接位置觀察熔孔有所差別,在平焊時,由于熔渣的超前影響,熔孔不如其他焊接位置容易觀察到,但在實際中熔孔也是必須存在的。
2.滲透成形機理
滲透成形機理是:在坡口無間隙或間隙很小、鈍邊較厚的情況下,焊接時采用較小的焊接電流和較大的焊條傾角,焊接電弧沿焊縫方向在坡口根部做直線運行,熔化的液態(tài)金屬通過間隙滲透到焊縫背面,與坡口鈍邊形成緊密結(jié)合,使焊件背面形成焊縫。
滲透成形由于坡口間隙小、鈍邊厚,且焊接速度較快,因而不能形成均勻攪拌的熔池,熔池的快速冷卻使根部金屬難于良好熔合,易出現(xiàn)“虛焊”現(xiàn)象,焊縫力學(xué)性能很差,因此在單面焊雙面操作中很少采用。
三、單面焊雙面成形方法的應(yīng)用
按成形方法不同,焊條電弧焊單面焊雙面成形可分為斷弧焊法和連弧焊法兩種。對于薄板、帶障礙、間隙較大工藝條件下及使用酸性焊條焊接時,可使用斷弧焊法,以有效控制熔池溫度。在間隙或坡口角度很大的情況下,也能保證液態(tài)熔滴向熔池正常輸送,實現(xiàn)單面焊雙面成形。對于焊件厚度較大、間隙加減法上及坡口角度較小的工藝條件下及使用堿性焊條焊接時,可采用連弧焊法實現(xiàn)單面焊雙面成形。連弧焊法電弧穩(wěn)定,熱量集中,可通過較窄的間隙實現(xiàn)均勻操作,進(jìn)行各種位置的單面焊雙面成形,且焊接缺陷少,特別適用于堿性焊條的焊接。
1.焊前準(zhǔn)備
1.1試件加工
選用20#無縫鋼管,規(guī)格為Φ114Х6mm。將鋼管用氧-乙炔切成125mm長的管段,單面坡口角度為30度,如圖1-1。
1.2試件的清理
將管子的坡口里外邊緣20mm范圍內(nèi)清除鐵銹、油質(zhì)、氧化皮及其它污垢, 使之呈現(xiàn)出金屬光澤。如圖1-2。
1.3試件的裝配與定位焊
試件在裝配定位焊時,所使用的焊條和正式焊接時使用的焊條相同。定位焊共兩處,每處定位焊縫長約10mm,分布在鋼管10點鐘和2點鐘位置處。
定位焊除在管子坡口內(nèi)直接進(jìn)行外,也可用連接板在坡口外進(jìn)行裝配點固。試件裝配定位可采用下述三種形式中的任意一種,如圖1-3所示。
試件固定好后,將定位焊縫的兩端打磨成緩坡形。待正式焊接時,焊至定位焊處,只需將焊條稍向坡口內(nèi)給送,以較快的速度通過定位焊縫,過渡到前面的坡口處,繼續(xù)向前施焊。
無論采用哪種定位焊,都不允許在仰焊位置進(jìn)行點固。
定為焊時,注意平焊部位的間隙要大于仰焊部位的間隙約0.5mm左右,以防止焊接時的收縮,造成平焊部位間隙變小而影響焊接。仰焊部位的間隙為2.0mm,平焊部位的間隙為2.5mm,試件裝配尺寸見圖1-4和表1-1。
1.4焊接材料和焊接電源
焊條選用E5015Φ2.5mm和Φ3.2mm兩種規(guī)格的。要求焊條不得受潮變質(zhì),焊心無銹,藥皮不得開裂和脫落。用前烘至350-400℃,恒溫2h。電源采用直流反接。
2.焊接操作工藝
2.1焊接工藝參數(shù)
焊接工藝參數(shù)見表1-2,焊縫外觀尺寸要求表1-3,焊接分為三層三道,見圖1-5。
2.2焊接操作
2.2.1根部焊道
要求根部焊透,背面焊縫成形良好。
打底層焊縫的焊接,沿垂直中心線將管件分為兩半周,稱前半周和后半周,各分別進(jìn)行焊接,仰焊—立焊—平焊。在焊接前半周焊縫時,在仰焊位置的起焊點和平焊位置的中焊點都必須超過試件的半周(超越中心線約5-10mm),如圖1-6所示,焊條角度如圖1-7所示。
2.2.1.1前半周從仰焊位置開始,在7點處引燃電弧后將焊條送到坡口根部的一側(cè)預(yù)熱施焊并形成局部焊縫,然后將焊條向另一側(cè)坡口進(jìn)行搭焊,待連上后將焊條向上頂送,當(dāng)坡口根部邊緣熔化形成熔孔后,壓低電弧作鋸齒形向上連續(xù)施焊。橫向擺動到坡口兩側(cè)時稍作停頓,以保證焊縫與母材根部熔合良好。
2.2.1.2焊接仰焊位置時,易產(chǎn)生內(nèi)凹、未焊透和夾渣等缺陷。因此焊接時焊條應(yīng)向上頂送至根部,盡量壓低電弧,使整個電弧在管內(nèi)燃燒,熔化坡口根部邊緣兩側(cè)形成熔孔。焊條橫向擺動幅度較小,向上運條速度要均勻,不宜過大,并且要隨時調(diào)整焊條角度熔孔大時,減小焊條角度,熔孔小時增大焊條角度,以防止熔池金屬下墜而造成焊縫背面產(chǎn)生內(nèi)凹和正面焊縫出現(xiàn)焊瘤。
2.2.1.3焊接立焊位置時,焊條向管件坡口內(nèi)的給送應(yīng)比仰焊淺些。電焊弧柱透過內(nèi)壁約1/2,熔化坡口根部邊緣兩側(cè),橫向擺動的幅度比仰焊可稍大些。平焊位置焊條向試件坡口內(nèi)的給送應(yīng)比立焊更淺些,電焊弧柱透過內(nèi)壁約1/3,熔化坡口根部邊緣兩側(cè),以防止背面焊縫過高和產(chǎn)生焊瘤、氣孔等缺陷。
2.2.1.4更換焊條進(jìn)行焊縫中間接頭時,采用熱接法和冷接法均可。
熱接法更換條時要迅速,在熔池尚沒有完全冷卻,呈紅熱狀態(tài)時,在熔孔前方約10mm處引弧施焊,引燃電弧后,退至原弧坑處焊條稍做橫向擺動待添滿弧坑焊至熔孔時,將焊條向管件坡口內(nèi)壓,并稍做停頓,當(dāng)聽到擊穿聲形成新熔孔時,焊條再進(jìn)行橫向擺動向上正常施焊。采用冷接法,在接頭施焊前,先將收弧處打磨成緩坡,然后按熱接法的引弧位置、操作方法進(jìn)行施焊。
2.2.1.5后半周焊縫下接頭樣仰焊位置的施焊:在后半周焊縫起焊處易產(chǎn)生的氣孔、未焊透等缺陷清除掉,然后打磨成緩坡。施焊時在前半周焊縫前約10mm處引弧,預(yù)熱、施焊,焊至緩坡末端時將焊條向上頂送,待聽到擊穿聲根部熔透形成熔孔時,即可正常運條向前施焊。其它位置焊法均同前半周。
2.2.1.6焊縫上接頭水平位置的施焊:在后半周焊縫施焊前,應(yīng)將前半周焊縫在水平位置的收弧處打磨成緩坡形,當(dāng)后半周焊縫與前半周焊縫接頭封閉時,要將電弧稍向坡口內(nèi)壓送,并稍做停頓,待根部熔透超過前半周焊縫約10mm,填滿弧坑后在熄弧。
在整周焊縫焊接過程中,經(jīng)過正式定位焊縫時,只要將電弧稍向坡口內(nèi)壓送,以較快的速度通過定位焊縫,過渡到前方坡口處進(jìn)行施焊即可。
2.2.2填充焊
要求坡口兩側(cè)熔合好,填充焊道表面平整。
2.2.2.1填充層施焊前應(yīng)將打底層的熔渣,飛濺清理干凈,并將焊縫接頭處的焊瘤等打磨平整,施焊時的焊條角度與打底層相同,采用鋸齒形運條方法,焊條擺動的幅度較打底層寬,電弧要控制短些,兩側(cè)稍做停頓穩(wěn)弧,但焊接時應(yīng)注意不能損壞坡口邊緣的棱邊。
2.2.2.2仰焊位運條速度要稍快,形成中間較薄的凹形焊縫。立焊位置運條采用上凸的月牙形擺動,防止焊縫下墜。平焊仍采用鋸齒形運條,使填充焊道表面平整或稍凸起。
2.2.2.3填充層焊完后的焊道,應(yīng)比坡口邊緣稍低1~1.5mm,保持坡口邊緣的原始狀態(tài),以便在蓋面層施焊時能看清楚坡口邊緣,以保證蓋面層焊縫的齊、直。
2.2.2.4填充層焊縫中間接頭,更換焊條要迅速,在弧坑上方約10mm處引弧,然后把焊條拉至弧坑處,按弧坑的形狀將它添滿,然后正常焊接。進(jìn)行中間焊縫接頭時,切不可直接在焊縫接頭處直接引弧施焊,這樣易使焊條端部的焊心在引弧時,因無藥皮的保護(hù)而產(chǎn)生的密集氣孔留在焊縫中,而影響焊縫的質(zhì)量。
2.2.3蓋面焊
要求保證焊縫尺寸,外形美觀、熔合好、無缺陷。
蓋面層施焊前應(yīng)將填充層的熔渣和飛濺清除干凈。清除后施焊時的焊條角度與運條方法均同填充焊,但焊條水平橫向擺動的幅度應(yīng)比填充焊更寬,當(dāng)擺至坡口兩側(cè)時,電弧應(yīng)進(jìn)一步縮短,并要稍做停頓以避免咬邊。從一側(cè)擺至另一側(cè)時應(yīng)稍快一些,以防止熔池金屬下墜而產(chǎn)生焊瘤。
處理好蓋面層焊縫中間接頭是焊好蓋面層焊縫的重要一環(huán)。當(dāng)接頭位置偏下時,接頭處過高;偏上時,則造成焊縫脫節(jié)。焊縫接頭方法如填充層。
四、結(jié)論
通過大量的焊接施工,證明了該工藝具有可行性,既提高了生產(chǎn)效率,又得到良好的焊接質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:高中;氧化還原;教學(xué)
中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2014)20-0122-02
氧化還原反應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容,在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中形成了一條知識主線。遵照循序漸進(jìn)的教學(xué)原則,教材把有關(guān)氧化還原反應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容分五次編排:初中化學(xué)第一章,結(jié)合氧氣的化學(xué)性質(zhì),定義了氧化反應(yīng),第三章介紹氫氣的化學(xué)性質(zhì)時,又定義了還原反應(yīng);高中化學(xué)第一冊第一章,總結(jié)、分析氧化還原反應(yīng)中元素化合價變化的一般特征和電子轉(zhuǎn)移的實質(zhì),第二冊第二章安排氧化還原反應(yīng)方程式的配平的教學(xué),第三冊第三章有關(guān)重要氧化劑和還原劑的教學(xué)安排,則引導(dǎo)學(xué)生用氧化還原反應(yīng)的觀點認(rèn)識物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和理解物質(zhì)的變化。每一次的教學(xué)都為以后的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ),而每次的后續(xù)學(xué)習(xí)又都是對以前知識的鞏固和深入理解。選修化學(xué)第三章第一節(jié)重要氧化劑和還原劑的教學(xué),作為最高階段的學(xué)習(xí),應(yīng)該結(jié)合對舊知識的復(fù)習(xí),從各角度對氧化還原反應(yīng)知識進(jìn)行梳理,幫助學(xué)生建立知識結(jié)構(gòu)。
1.從氧化反應(yīng)定義、還原反應(yīng)定義入手,著眼于化學(xué)變化,強化宏觀和微觀雙視角分析問題的學(xué)科思想。
初中化學(xué),定義氧化反應(yīng)為物質(zhì)跟氧結(jié)合的化學(xué)反應(yīng),定義還原反應(yīng)為物質(zhì)失去氧的反應(yīng)。隨著化學(xué)知識的不斷豐富,高中化學(xué)深化了氧化還原反應(yīng)的教學(xué),把物質(zhì)失去電子(或電子對偏離)、所含元素化合價升高的反應(yīng)叫做氧化反應(yīng);把物質(zhì)得到電子(或電子對偏向)、所含元素化合價降低的反應(yīng)叫做還原反應(yīng)。新的學(xué)習(xí)使學(xué)生認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)――電子轉(zhuǎn)移。進(jìn)而用電子守恒這一不變的事實,說明氧化還原反應(yīng)中得、失電子總數(shù)相等,元素化合價升、降總數(shù)相等,氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)對立統(tǒng)一、相伴發(fā)生。并把這一規(guī)律應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)方程式的配平。
前后教材,從具體的得失氧的變化到抽象的化合價升降的變化,從宏觀的得失氧的變化到微觀的電子轉(zhuǎn)移的變化,幫助學(xué)生從認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的特征到認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的實質(zhì),強化從宏觀認(rèn)識到微觀認(rèn)識的化學(xué)思想。如下的例題求解過程就體現(xiàn)了這一思想的指導(dǎo)作用:
例:在反應(yīng)CuSO4+P+H2O―Cu3P+H2SO4+H3PO4中,1摩爾CuSO4氧化多少摩爾P?
從元素Cu、P化合價的變化,分析Cu2+、P得失電子數(shù),可知1摩爾CuSO4氧化P的物質(zhì)的量為:
n(P)=■=0.2moL。
2.從氧化劑、還原劑的定義入手,以元素的化合價為線索,總結(jié)、梳理元素化合物之間的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化,傳授科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。
首先,氧化還原反應(yīng)中,得到電子(或電子對偏向)、所含元素化合價降低的物質(zhì)是氧化劑;失去電子(或電子對偏離)、所含元素化合價升高的物質(zhì)是還原劑。根據(jù)物質(zhì)所含元素化合價,F(xiàn)2、Cl2、Br2、O2等非金屬單質(zhì),MnO2、Fe2O3、CrO3等高價氧化物,高價含氧酸及其鹽和Fe3+、Ag+等金屬離子屬于重要氧化劑;Li、Na、K、Mg、Al、Fe、Zn等金屬單質(zhì),C和H2等非金屬單質(zhì),非金屬氫化物及其鹽和SO2、FeSO4、CO等低價態(tài)化合物屬于重要還原劑。
再者,C、N、S、Cl等重要非金屬元素,在不同的化合物中呈現(xiàn)多種不同的化合價。以每種元素的化合價變化為線索,掌握相關(guān)氧化還原反應(yīng),實現(xiàn)物質(zhì)間的相互轉(zhuǎn)化,歸納總結(jié)物質(zhì)間的相互聯(lián)系,把零散的元素化合物知識組合成有機的整體。
(1)碳元素。碳元素處于最低價態(tài)的甲烷跟氯氣發(fā)生取代反應(yīng),生成多種氯代產(chǎn)物:碳元素的化合價隨氯原子取代氫原子個數(shù)的變化而呈現(xiàn)規(guī)律性變化。乙炔跟氫氣加成,生成乙烯或乙烷,發(fā)生還原反應(yīng),碳元素化合價隨之降低。若乙炔、乙烯分別跟氯氣加成,碳元素化合價會隨之升高。
當(dāng)鹵代烴發(fā)生水解反應(yīng)時,鹵原子被羥基取代,碳原子化合價不變。如:CH3ClCH3OH,CH2ClCH2Cl
CH2OHCH2OH等。
(2)硫元素。
①H2S+H2SO4(濃)S+SO2+2H2O
②S+O2 SO2
③SO2+Cl2+2H2OH2SO4+2HCl
④4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2
⑤2H2S+3O2(足量) 2SO2+2H2O
⑥S+2Cu Cu2S
⑦2H2S+SO23S+2H2O
⑧2H2SO4(濃)+Cu SO2+CuSO4+2H2O
3.從氧化性、還原性的定義入手,用元素化合價變化和反應(yīng)中的能量變化來解釋物質(zhì)的穩(wěn)定性,培養(yǎng)科學(xué)觀點。
(1)在中學(xué)化學(xué)中出現(xiàn)了一些“歧化”、“反歧化”反應(yīng)。
2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
SO2+2H2S=3S+2H2O
3S+6NaOH=2Na2S+Na2SO3+3H2O
3NO2+H2O=2HNO3+NO
2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
4HCl(濃)+Ca(ClO)2=CaCl2+2Cl2+2H2O
通過這些反應(yīng),比較各種元素不同價態(tài)的穩(wěn)定性(表現(xiàn)為氧化性或還原性的強弱),并認(rèn)識環(huán)境或介質(zhì)對這種穩(wěn)定性的影響。
(2)分類總結(jié)化合反應(yīng)和分解反應(yīng),認(rèn)識某些物質(zhì)的活潑的化學(xué)性質(zhì)。
①活潑氧化劑、還原劑之間的化合反應(yīng)。
6FeO+O2 2Fe3O4 Cl2+H2 2HCl
3Cl2+2P 2PCl3 Cl2+PCl3PCl5
Cl2+2Na 2NaCl 3Cl2+2Fe 2FeCl3
2Na+O2 Na2O2 2Na+SNa2S(爆炸)
②活潑氧化劑的分解反應(yīng)。
2KMnO4 K2MnO4+O2+MnO2
2KClO3 2KCl+3Cl2
2H2O2 2H2O+O2
2HClO 2HCl+O2
4HNO3 4NO2+O2+2H2O
如果仔細(xì)觀察911 targa的A面,你會發(fā)現(xiàn)它擁有兩種卓然不同的工藝處理,上半部分為金屬氣息十足的拉絲紋理,下半部分則為手感更為細(xì)膩的金屬噴砂,頂部用于隱藏天線的不規(guī)則條形區(qū)域還改用了鉑暉金配色。兩種不同的工藝,三種色調(diào)的撞色設(shè)計,再加上A面頂蓋的三道略微凸起的脊梁,讓911 targa給了我們一種更為立體的視覺沖擊力。
雷神筆記本很早就引入了RGB全彩背光鍵盤設(shè)計,而911 targa則在前輩的基礎(chǔ)上在屏幕轉(zhuǎn)軸上也開出了一道背光條紋,這道呼吸燈和全彩鍵盤的背光遙相呼應(yīng),看起來格外炫酷。此外,雷神還專門為911 targa開發(fā)了Control Center控制軟件對燈光進(jìn)行控制,其中轉(zhuǎn)軸處燈光可在自定義、呼吸、波浪、循環(huán)、流星五種燈光模式間切換,而鍵盤燈光則可對四個區(qū)域進(jìn)行設(shè)置,可選自定義、呼吸、隨機、循環(huán)模式四種燈光模式。
作為雷神家族的最新旗艦之作,911 targa自然不能在配置上含糊。七代酷睿i7-7700HO和GTX1060獨顯就是其性能的最大保障。其他配置方面,911 targa標(biāo)配8GB DDR4內(nèi)存以及256GB SSD??上В@款產(chǎn)品的SSD并非PCIe通道而是SATA通道的版本,如果雷神能一步到位給911 targa配上PCIe SSD就完美了。
為了追求瘦身,雷神911targa將機身厚度壓縮到了24mm,估計不少用戶都會懷疑它的“小身板”是否還能有足夠的升級擴展空間。好消息是,911 targa在纖薄的機身里依舊提供了2個內(nèi)存插槽、2個M.2插槽、1個2.5英寸硬盤位(SATA插槽),最多可以安裝3塊硬盤,輕松解決磁盤容量和性能之間的矛盾。在散熱模塊設(shè)計方面,雷神911 targa采用了雙風(fēng)扇五銅管散熱組合,2×8mm銅管分別覆蓋CPU和GPU表面,而3×6mm銅管則全部為GPU服務(wù)。
屏幕:15.6英寸IPS(1080)
處理器:酷睿i7-7700HQ
內(nèi)存/硬盤:8GB DDR4/256GB SSD
顯卡:GTX1060(6GB GDDR5)
接口:讀卡器、USB3.0×3、Type-C、HDMI、miniDP、RJ45
電池,厚度,重量:60Wh/24mm/2.4kg
優(yōu)點:外觀設(shè)計纖薄炫酷,游戲性能強悍
缺點:沒能標(biāo)配PCIe SSD
關(guān)鍵詞:環(huán)境成本;成本控制;成本計量
1.國外研究文獻(xiàn)
1.1環(huán)境成本的定義和分類
1.1.1環(huán)境成本的定義
國外關(guān)于環(huán)境成本的研究20世紀(jì)70年代就開始了,以英國的《會計期刊》刊載的1971年比蒙斯的《控制污染的社會成本D換研究》和1973年馬林的《污染的會計問題》為代表拉開了環(huán)境會計的研究序幕。
環(huán)境成本得到全球各國普遍關(guān)注是在聯(lián)合國統(tǒng)計署于1993的SEEA中對于環(huán)境成本概念的闡述:環(huán)境成本指環(huán)境降級與資源的耗減帶來的經(jīng)濟(jì)損失。
Glunch(1999)認(rèn)為環(huán)境成本是由于防止或更正環(huán)境影響而產(chǎn)生的成本。SpomarJr.,John(2003)認(rèn)為環(huán)境成本包括兩部分:一是直接影響公司(利潤表)凈利潤(Bottomline)的成本,即私人成本;二是對個人、社會和環(huán)境的成本,即社會成本。
1.1.2環(huán)境成本的分類
加拿大特許會計協(xié)會(CICA,1993)認(rèn)為環(huán)境成本應(yīng)分為環(huán)境對策成本和環(huán)境損失成本兩大類。
美國環(huán)境保護(hù)署(1995)發(fā)表研究認(rèn)為環(huán)境成本應(yīng)該分為傳統(tǒng)成本、偶發(fā)成本、形象關(guān)聯(lián)成本、潛在的隱藏成本四大類。
國際會計師聯(lián)合會在《環(huán)境管理會計國際指南――公開草案》中指出:環(huán)境成本分類應(yīng)以環(huán)境業(yè)績、環(huán)保效益為導(dǎo)向,將環(huán)境成本分為以下六大類:1.產(chǎn)品輸出包含的資源成本;2.非產(chǎn)品輸出包含的資源成本;3.廢棄物和排放物控制成本;4.預(yù)防性環(huán)境管理成本;5.研發(fā)成本;6.不確定性成本。
1.2關(guān)于環(huán)境成本控制的研究
Kumara Swamy,M,A(2004)認(rèn)為要確保財務(wù)報告的真實準(zhǔn)確性,在財務(wù)報告中應(yīng)該包括與環(huán)境成本有關(guān)的資產(chǎn)和負(fù)債,從而真實地體現(xiàn)企業(yè)的價值。
RoyceD.Burnett和Don(2007)探討分析了對環(huán)境成本進(jìn)行識別和檢測的具體方法,研究了企業(yè)改善環(huán)境性能的基本途徑。
Gordon Lee和Amy Gigna(2008)認(rèn)為可以采取總成本管理框架進(jìn)行環(huán)境成本可比性和一致性的估算,在企業(yè)存續(xù)期間,可以采取一定的方法對環(huán)境清理進(jìn)行控制和評估。
1.3關(guān)于環(huán)境成本計量的研究
Aline Chiabai和Romeo Danielis(1997)采用生命價值估算模型對部分交通工具(如小轎車等)產(chǎn)生的懸浮物對大氣污染進(jìn)行了研究。
Takanobu Kosugi(2010)結(jié)合三大模型:生命周期影響評估模型、最優(yōu)經(jīng)濟(jì)增長模型(用于解決外部成本內(nèi)部化問題)和綜合評估模型,對發(fā)達(dá)國家微觀環(huán)境成本進(jìn)行了計量分析。
1.4關(guān)于環(huán)境成本歸集與分?jǐn)偟难芯?/p>
Jan Kristof和Gwynne Rogers(2003)以某五百強公司為例,根據(jù)10年的數(shù)據(jù)和資料,采用作業(yè)成本法對其進(jìn)行環(huán)境成本分析,并且將其科學(xué)合理的分配到產(chǎn)品中去。
美國財務(wù)會計準(zhǔn)則委員會(FASB)的緊急問題工作組給出了三種應(yīng)予以資本化的成本(出售前預(yù)防支出、資產(chǎn)改良支出、環(huán)境預(yù)防支出),其余的環(huán)境成本應(yīng)該費用化處理。
加拿大特許會計師協(xié)會(CICA)則分別從環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的角度提出了環(huán)境成本資本化的方法:未來收益額外成本法和增加的未來利益法。
2. 國內(nèi)研究文獻(xiàn)
2.1環(huán)境成本的定義和分類
2.1.1環(huán)境成本的定義
丁庭選等(2000)突破傳統(tǒng)成本核算的范疇,提倡在傳統(tǒng)會計的基礎(chǔ)上,將環(huán)境成本納入成本核算體系,并且建立科學(xué)合理的環(huán)境成本核算與計量方法。他們從成本流出的概念出發(fā),將其界定為:企業(yè)負(fù)擔(dān)的環(huán)境污染損失和治理支出。
陶建宏等(2011)結(jié)合企業(yè)在其生命周期過程中產(chǎn)生環(huán)境成本的實際表現(xiàn),分別從宏觀角度看和微觀角度對環(huán)境成本進(jìn)行了界定。 張汩江(2013)認(rèn)為環(huán)境成本是指如果企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營活動或生產(chǎn)的產(chǎn)品對環(huán)境造成了不良影響,在遵循可持續(xù)發(fā)展原則做好環(huán)保工作的前提下,制定一套完整的成本措施并記錄企業(yè)在執(zhí)行環(huán)境目標(biāo)過程中所付出的成本。
2.1.2 環(huán)境成本的分類
郭道揚教授(1992)從“生態(tài)環(huán)境成本”這一角度出發(fā),將環(huán)境成本分為4類:追加治理成本、環(huán)境治理費用和罰款、環(huán)境惡化成本以及擅自投資罰款、投資損失及浪費。李明輝(2010)認(rèn)為環(huán)境成本可以分為宏觀經(jīng)濟(jì)成本、微觀經(jīng)濟(jì)成本和微觀財務(wù)成本三大類。張楠等(2014)經(jīng)環(huán)境成本分類為行業(yè)資源消耗成本、行業(yè)環(huán)境污染損失成本、行業(yè)環(huán)境維護(hù)成本、行業(yè)環(huán)境保護(hù)成本。
2.2 關(guān)于環(huán)境成本控制的研究
張琳酈、潘煜雙(2008)認(rèn)為應(yīng)該將生態(tài)效率思想融入到環(huán)境成本的控制管理中,同時將產(chǎn)品生命周期成本法與作業(yè)成本法相結(jié)合。張弘(2010)認(rèn)為燃煤發(fā)電廠應(yīng)完善成本控制體系并且該體系中應(yīng)包括環(huán)境成本,并在成本核算體系中引入碳賦稅、碳減排等成本項目,做好低碳時代的成本控制。
2.3 關(guān)于環(huán)境成本計量的研究
張亞連(2008)運用價值鏈這一分析工具,對環(huán)境成本模型進(jìn)行了構(gòu)建。該方法的引進(jìn),有效降低了計量難度,通過構(gòu)建三個子模型,來對各項環(huán)境成本分別進(jìn)行核算,然后將其與企業(yè)核心價值鏈有關(guān)的環(huán)境成本相加即可。 楊丹輝、李紅莉(2010)在研究中采用了人力資本法計量環(huán)境污染對人體健康的損害;雷鳴(2010)運用市場價值法估算了大氣污染對農(nóng)作物造成的損失。
2.4關(guān)于環(huán)境成本歸集與分?jǐn)偟难芯?/p>
郭曉梅(2001)認(rèn)為,傳統(tǒng)的環(huán)境成本歸集與分?jǐn)?,主要采取的是“一刀切”的方法,統(tǒng)一將其納入制造費用,期末將制造費用(含環(huán)境成本)在所有的產(chǎn)品間進(jìn)行分配,沒有如實反映產(chǎn)品的真實成本。肖序(2006)等學(xué)者提出,費用的歸集與分?jǐn)倯?yīng)當(dāng)以其發(fā)生的原因為依據(jù),以作業(yè)層次為橋梁,對環(huán)境成本的動因進(jìn)行分析,然后對環(huán)境成本進(jìn)行分配和細(xì)化,從而更加清晰和明確環(huán)境成本的分?jǐn)倢ο蟆?/p>
3.國內(nèi)外研究評述
從國內(nèi)外的研究文獻(xiàn)可以看出:國內(nèi)外學(xué)者對企業(yè)環(huán)境成本和環(huán)境成本控制的研究比較多,與環(huán)境成本相關(guān)的研究逐漸加深,研究范圍逐漸擴大,并取得了一定成果。但是大多數(shù)只是停留子在理論研究層面,環(huán)境成本的核算方法也沒有系統(tǒng)、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn),缺少系統(tǒng)的并且可操作的研究而且對某個行業(yè)進(jìn)行能夠研究和構(gòu)建成本控制體系的較少。主要有以下方面還需要進(jìn)一步深入:
(1)環(huán)境成本的構(gòu)成不統(tǒng)一:對是否把自然資源折舊納入環(huán)境成本核算是否考慮越境責(zé)任存在著分歧;
(2)資宏觀層面的研究相對較多,而在中觀的研究還沒有大規(guī)模展開,需要進(jìn)一步開展;而且沒有形成統(tǒng)一和完善的環(huán)境成本核算理論體系。
(3)對環(huán)境成本的計量和劃分方法各式各樣,沒有形成相對統(tǒng)一或比較規(guī)范的模式,這使得對許多研究結(jié)果的真實性和可用性存在很大的疑問。
參考文獻(xiàn):
[1]鞠秋云.基于低碳經(jīng)濟(jì)視角的企業(yè)環(huán)境成本會計核算研究[D].東北財經(jīng)大學(xué),2011.
關(guān)鍵詞:四角切向鍋爐;數(shù)值模擬;網(wǎng)格
Abstract: The main models about numerical simulation of tangentially-fired boiler are represented in this paper, including turbulence flow model, discrete phase model, PDF model, volatile devolatilization model, char combustion model, radiation model. Also the grid-generation of tangentially-
fired boiler is generalized.
Key words: Tangentially-fired boiler; Numerical Simulation; Grid
中圖分類號:TK223文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
0:前言
四角切向煤粉鍋爐是目前世界上比較常用的鍋爐之一。大量的文獻(xiàn)報道了該類型鍋爐爐內(nèi)流體流動的研究工作,其中包括實驗測定和數(shù)值模擬階段。由于現(xiàn)場的條件復(fù)雜和測量上的困難,實驗測定只能得到部分?jǐn)?shù)據(jù),而數(shù)值計算則可以得到全面的數(shù)據(jù),因此,在實驗的基礎(chǔ)上,再通過合適的模型進(jìn)行數(shù)值計算,已經(jīng)成為了研究四角切向鍋爐爐內(nèi)流動和燃燒的主要方法。
1:計算方法
1.1 湍流模型
目前,對于一個問題的數(shù)值模擬主要有以下幾種方法:1,直接數(shù)值模擬(DNS),即直接求解三維瞬態(tài)N-S方程,無需采用任何數(shù)學(xué)模型,也是數(shù)值模擬最精確的方法,但是其網(wǎng)格要求很高,必須足夠小,以便描述小尺度湍流。對于工程上的問題,網(wǎng)格數(shù)量必須和雷諾數(shù)的三次方成正比,這是目前計算機容量和速度都很難實現(xiàn)
的;2:雷諾平均數(shù)值模擬(RANS),包括零方程模型,單方程模型,雙方程模型和雷諾應(yīng)力模型。前三種模型都是基于Boussinesq的渦旋粘性各向同性的假設(shè),對于工程問題,最常用的是雙方程模型,比如標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型,RNG k-ε模型,Realizable k-ε模型;對于雷諾應(yīng)力模型(RSM),拋棄了渦粘性各向同性模型,考慮了湍流粘性的各向異性,從而使得模擬結(jié)果更加接近實際情況,但由于算法上的復(fù)雜和對計算機的要求比較高,所以工程上一般很少采用;3,大渦模擬(LES),這種方法是基于上述兩種方法之間的一種方法。其基本思想是,湍流流動由許多大小不同尺度不同的渦旋組成,大渦主要起動量、質(zhì)量、能量的交換,而小渦則是起到耗散的作用,通過耗散脈動來影響各個參數(shù)。采用高斯濾波的數(shù)學(xué)方法,對大渦實行直接數(shù)值模擬,而對小渦實行亞網(wǎng)格尺度模型進(jìn)行求解。如果亞網(wǎng)格尺度模型選擇準(zhǔn)確,大渦模擬可以模擬出很精確的流場[1]。
前以述,對于工程上的問題,最常用的是雙方程模型,因此,將對k-ε雙方程模型及其改進(jìn)形式做一個詳細(xì)的闡述。
標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型:
標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型是一種半經(jīng)驗?zāi)P?,主要通過解湍動能k和湍流耗散率ε兩個輸運方程,即:
式中: Gk表示由層流速度梯度而產(chǎn)生的湍流動能;Gb是由浮力產(chǎn)生的湍流動能;YM為可壓縮湍流中,過渡的擴散所引起的耗散率的波動;C1ε,C2ε,C3ε是常量,分別為1.44,1.92,0.09;σk和σε是k方程和ε方程的湍流Prandtl數(shù),分別取1.0和1.3;Sk和Sε為用戶自定義源項。
RNG k-ε模型:
RNG k-ε模型是從暫態(tài)N-S方程中推出的,使用了一種叫“renormalization group”的數(shù)學(xué)方法。解析式直接從標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型導(dǎo)出,但是由于引入了新的方法,因此常數(shù)相有所不同,湍動能k和湍流耗散率ε兩個輸運方程,即:
RNG k-ε模型相比于標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型一個的改進(jìn)就是在湍流粘度里考慮了來流旋轉(zhuǎn)的影響,采用下式表示湍流粘度:
為沒有考慮旋轉(zhuǎn)的湍流粘度,為特征旋流數(shù),為一個常數(shù),其大小取決于旋流強度大小,對于一個強旋的流動,應(yīng)該采用較大的值。
Realizable k-ε模型:
標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和其他一些 k-ε模型的另一個弱點就是擴散方程,著名的圓柱饒流佯謬就是歸結(jié)于ε方程的建立。Realizable k-ε模型的兩個輸運方程如下:
注意到這里的k方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型和RNG模型的k方程是一樣的,常量除外。然而ε方程確實大不相同,一個值得注意的問題是在ε方程中產(chǎn)生的一項并不包含在k方程中。比如它并不包含其他k-ε模型的Gk項。另一個值得注意的是消去項沒有任何奇點。比如它的分母不為零甚至k為零或者小于零。這個模型對于和廣泛的的流動有效,包括旋轉(zhuǎn)均勻剪切流,自由流中包括噴射和混合流、管道和邊界流、還有分離流。由于這些原因,這種模型比標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型要好。尤其需要注意的是這種模型可以解決圓柱射流,比如它預(yù)測了軸對稱射流的傳播速率和平板射流一樣。
對于工程上所涉及到的流動,如果流動的旋流強度不大,那么可以采用廉價的標(biāo)準(zhǔn)k-ε模型,但是對于旋流強度比較大的情形,比如四角切圓鍋爐的燃燒器區(qū)域的流動,繞鈍體的流動和旋流燃燒器出口的流場,都屬于強旋流動。當(dāng)旋流強度小于0.5時,采用RNG k-ε模型或者Realizable k-ε模型;而當(dāng)旋流數(shù)大于0.5時,應(yīng)該采用RSM模型,但由于計算RSM模型所付出的計算支出過大,因此在一般情況下,對于工程上的問題普遍采用RNG k-ε模型或者Realizable k-ε模型。
1.2 離散相模型
由于爐內(nèi)流動及燃燒是涉及到氣固兩相流的流動,因此如何處理好氣相和固相之間的相互作用問題,成為了模擬氣固兩相流的一個重點。對于四角切向燃燒鍋爐,一般是用歐拉方法求解氣相方程,而對離散相采取的則是基于拉格朗日方法的隨機軌道模型,連續(xù)相和離散相之間的耦合通過求解以下方程實現(xiàn):
其中方程1.2.1和1.2.2為連續(xù)相的求解方程,項表示氣固兩相之間的相互作用力,包括所受到的阻力、虛擬質(zhì)量力和saffman力等;方程1.2.3 和1.2.4則是顆粒相軌道的求解方程。通過上述四個方程之間的耦合就可以較為恰當(dāng)?shù)奶幚砗眠B續(xù)相和離散相之間的問題。
1.3 湍流化學(xué)反應(yīng)的PDF模型
煤粉在爐膛內(nèi)的燃燒是一個非常復(fù)雜的物理、化學(xué)過程,它包括揮發(fā)分的釋放、焦炭的非均相反應(yīng)和燃燒、輻射傳熱、顆粒運動和氣相流動及湍流燃燒,涉及到多相流動、傳熱傳質(zhì)和燃燒等多個學(xué)科。
對于爐內(nèi)燃燒,由于煤粉和空氣以異相流進(jìn)入爐膛,所以一般來說以非預(yù)混燃燒的方法加以處理。
非預(yù)混模擬方法的基礎(chǔ)為在一定系列簡化假設(shè)下,流體的瞬時熱化學(xué)狀態(tài)與一個守恒量,即混合分?jǐn)?shù)f相關(guān)?;旌戏?jǐn)?shù)可根據(jù)原子質(zhì)量分?jǐn)?shù)寫為:
……..(1.3.1)
式中:Zi――元素i的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。下標(biāo)ox表示氧化劑流入口處的值,fuel表示燃料流入口處的值。如果所有組分的擴散系數(shù)相等,上式對所有元素都是相同且混合分?jǐn)?shù)定義是唯一的。因此,混合分?jǐn)?shù)就是由來源于燃料流的元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)。注:這個質(zhì)量分?jǐn)?shù)包括所有來自燃料流的元素,包括惰性組分N2,也包括與燃料混合的氧化性組分,如O2。
在相同擴散率的假設(shè)下,組分方程可被減少為一個單一的關(guān)于混合組分f的方程。由于刪去了組分方程中的反應(yīng)源項,因此f是一個守恒量。由于相同擴散率的假設(shè)對層流流動來說還存在疑問,因此對于紊態(tài)對流超過分子擴散的湍流通常是可接受的。平均(時間平均)混合分?jǐn)?shù)方程為:
源項Sm僅指質(zhì)量由液體燃料滴或反應(yīng)顆粒(如煤)傳入氣相中。Suser為任何用戶定義源項。
混合分?jǐn)?shù)模擬方法有利之處是將化學(xué)反應(yīng)減少為一或二個守恒的混合分?jǐn)?shù)。所有熱化學(xué)標(biāo)量(組分質(zhì)量分率,密度和溫度)均唯一與混合分?jǐn)?shù)有關(guān)。對于給定反應(yīng)系統(tǒng)化學(xué)性質(zhì)與化學(xué)反應(yīng),流場中任一點的瞬時守恒分?jǐn)?shù)值可被用于計算每個組分摩爾分?jǐn)?shù)、密度和溫度值。
由于湍流流場的脈動特性,流場中的各個物理量也將隨之脈動,再加上化學(xué)反應(yīng)速度的高度非線性,在湍流流動化學(xué)反應(yīng)中采用和雷諾平均一樣的模型是困難的,由此引入了幾率密度函數(shù)模型,即PDF模型(以下寫作p(f)),可被考慮為流動花在狀態(tài)f上的時間分?jǐn)?shù)。圖1.3.1闡明了這一概念。f的脈動值繪在圖的右邊,依賴于一定范圍f的一些時間分?jǐn)?shù)p(f),繪在圖左邊,表現(xiàn)出在f這段范圍內(nèi)曲線下面積值,與f在這段范圍內(nèi)的時間分?jǐn)?shù)相等,寫成數(shù)學(xué)形式如下:
式中:T――時間尺度,τi――f花在f段內(nèi)的時間總量。函數(shù)p(f)的分布依賴于f中湍流脈動的本質(zhì)。實際上,p(f)被表示為一個數(shù)學(xué)函數(shù),近似為試驗中觀察到的PDF形狀。
圖1.3.1 幾率密度函數(shù)p(f)的圖形描述
1.4 揮發(fā)份熱解模型
揮發(fā)份是煤在加熱過程中釋放出來的氣態(tài)物質(zhì),包括碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、硫化氫等可燃物質(zhì)以及二氧化碳和氮等不可燃?xì)怏w以及少量的氧氣組成。揮發(fā)份可以在較低的溫度下就能著火燃燒,釋放出來的熱量對焦炭進(jìn)行加熱,使后者隨之著火燃燒。目前對四角切向鍋爐進(jìn)行熱態(tài)數(shù)值模擬時對揮發(fā)份的析出模型主要有兩種方法,即單步反應(yīng)模型和雙競爭匹配模型。
單步反應(yīng)模型假定析出速率與顆粒中保持的揮發(fā)份含量成一次冪關(guān)系:
雙競爭匹配模型是給出了兩個競爭性速率常數(shù),它們在不同的溫度范圍內(nèi)控制著揮發(fā)份的析出速率。兩個速率常數(shù)按照不同的加權(quán)組合構(gòu)成了總的揮發(fā)份析出速率:
從算法上講,由于雙競爭匹配模型考慮了揮發(fā)份析出前后兩種反應(yīng)速率,因此較單步反應(yīng)模型精確。然而由于雙競爭模型要經(jīng)歷兩次積分,因而所消耗的時間和計算資源都較高。在具體的計算精度要求下,應(yīng)權(quán)衡計算資源和計算結(jié)果之間的矛盾。
1.5 焦炭燃燒模型
揮發(fā)分燃燒后達(dá)到一定的溫度便開始碳的燃燒。碳的燃燒是一種多相燃燒反應(yīng),并且燃燒反應(yīng)在很大程度上都在碳的外表面進(jìn)行,所以外表面可以理解為物質(zhì)的極限反應(yīng)表面。對于碳的燃燒,可以分為動力燃燒、擴散燃燒和過渡燃燒。因此對于焦炭的表面燃燒,所采用的模型主要是動力/擴散控制反應(yīng)速率模型。該模型的擴散速率常數(shù)為:
以及動力學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)為:
依據(jù)兩者不同的加權(quán)值得到焦炭的燃燒速率為:
1.6 輻射模型
爐內(nèi)煤粉燃燒是涉及到顆粒與氣相間強烈輻射的燃燒。采取什么樣的輻射模型合適,一種較好的辦法就是看光學(xué)厚度aL的大小(其中a為輻射吸收系數(shù),L為區(qū)域長度尺寸)。如果aL》1,那么應(yīng)該采用P-1模型或者Rosseland模型。對于一般的鍋爐,aL>1,并且由于涉及到顆粒-氣相之間的輻射,因此采用P-1模型較為合適。
2:網(wǎng)格
2.1 數(shù)值粘性
任何數(shù)值計算總會引起誤差,誤差包括舍入誤差(計算機精度引起)、差分方程的截斷誤差(離散格式引起)和差分方程解的離散誤差(在網(wǎng)格節(jié)點上離散方程的精確解偏離該點上相應(yīng)的微分方程精確解的值就是離散誤差)。數(shù)值粘性的最初就是從差分方程的截斷誤差引出的,即對流-擴散方程中一階導(dǎo)數(shù)項的離散格式的截斷誤差小于二階而引起較大數(shù)值計算誤差[2]。隨著計算傳熱學(xué)的發(fā)展,數(shù)值粘性的含義已經(jīng)擴大到以下幾個方面:
1:非穩(wěn)態(tài)項或?qū)α黜棽捎靡浑A截差的格式;
2:流動方向與網(wǎng)格線呈傾斜交叉(多維問題);
3:建立差分格式時沒有考慮到非常數(shù)的源項的影響。
對于網(wǎng)格的劃分,最為關(guān)心的就是流動方向和網(wǎng)格線之間傾斜交叉多引起的誤差,對于迎風(fēng)差分所引起的二維流動中的垂直流速方向上的假擴散,數(shù)值粘性系數(shù)的表達(dá)式如下:
其中U為速度的絕對值,θ為速度與x軸的夾角。文獻(xiàn)[]指出,上式對于θ=π/4,x=y是正確的,對于其他情形,上述的計算值偏低。
2.2 四角切向鍋爐的網(wǎng)格劃分
從式(2.1.1)知,當(dāng)θ=π/4時數(shù)值粘性所引起的誤差達(dá)到最大,而當(dāng)θ=π/2最小,因此劃分網(wǎng)格的一個最基本的原則就是流動方向要和網(wǎng)格線垂直。對于四角切向形式的鍋爐, 由于燃燒器的四角布置, 進(jìn)行數(shù)值計算時, 若采用一般的直角坐標(biāo)、矩形網(wǎng)格, 則四個角上的射流方向剛好與網(wǎng)格線成45°左右的夾角, 對該燃燒形式的爐膛流場進(jìn)行數(shù)值模擬時, 就不可避免地會產(chǎn)生數(shù)值粘性, 嚴(yán)重影響計算的準(zhǔn)確性。因此模擬四角爐膛內(nèi)的流場時, 如何減小數(shù)值粘性, 是一個十分重要的問題。
國內(nèi)有不少人對四角切向鍋爐爐膛的網(wǎng)格劃分做過研究,由于燃燒器區(qū)域四角帶有多個不同大小的噴口,因此這個區(qū)域的網(wǎng)格劃分是整個鍋爐網(wǎng)格劃分中最難處理的。燃燒器區(qū)域平面的網(wǎng)格劃分的基本思想就是射流入口附近的網(wǎng)格線要盡量和射流方向垂直,以減小偽擴散。另一方面,由于爐內(nèi)穩(wěn)定氣流相互之間形成的切圓大小很難預(yù)測,所以在直角坐標(biāo)系下對爐膛中心的網(wǎng)格處理一直是一個難點。綜合國內(nèi)的研究,在直角坐標(biāo)系下,能較好地減小偽擴散燃燒器區(qū)域平面的網(wǎng)格劃分大體上有如圖2.2.1的幾種形式[7]。
雖然上面幾種網(wǎng)格都能不同程度的減小偽擴散,但在大部分區(qū)域的流場還是不能和網(wǎng)格線很好的正交。另外,網(wǎng)格的疏密也不能很好的適應(yīng)流場內(nèi)物理量的變化,即在物理量變化較大的地方網(wǎng)格密,而在物理量變化小的地方網(wǎng)格相對較疏。采用貼體網(wǎng)格就能很好地避免到上述兩種情況。所謂貼體網(wǎng)格就是在貼體坐標(biāo)系統(tǒng)下所作的網(wǎng)格,貼體坐標(biāo)系統(tǒng)最早由Winslow在1967年提出[3]。文獻(xiàn)[4],[5]提出了圖2.2.2a、b所示的網(wǎng)格。
圖2.2.3所示為在不同網(wǎng)格體系下燃燒器平面流場的比較。從圖中可以看出,貼體網(wǎng)格的計算結(jié)果要明顯優(yōu)于一般的直角網(wǎng)格,計算流場更加接近實際情況。文獻(xiàn)[4][5]對速度場計算值和試驗值進(jìn)行了比較,結(jié)果表明兩者吻合較好,貼體網(wǎng)格系統(tǒng)能有效地減小偽擴散。
3: 總結(jié)
對四角切向鍋爐爐內(nèi)氣固兩相流數(shù)值模擬的主要方法和網(wǎng)格生成進(jìn)行了闡述。
a
b
c
d
圖2.2.1 燃燒器區(qū)域平面網(wǎng)格劃分
a
b
圖2.2.2 燃燒區(qū)的平面水平網(wǎng)格
a
b
c
圖2.2.3 不同網(wǎng)格體系所得到的流場比較
(a: 直角坐標(biāo)網(wǎng)格體系計算所得流場b、c:貼體坐標(biāo)網(wǎng)格體系計算所得流場)
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【關(guān)鍵詞】 2型糖尿??; 地特胰島素; 門冬胰島素30; 起始治療
近年來,我國人口老齡化加劇,糖尿病患病率快速上升,成年人已高達(dá)9.7%[1]。T2DM以血糖升高為最顯著的表現(xiàn)。IDF臨床指南建議,新診斷時的HbA1c>9%的T2DM患者直接啟動胰島素或聯(lián)合藥物治療[2]。本研究通過對新診斷的HbA1c>9%的T2DM患者選用Det作為基礎(chǔ)胰島素聯(lián)合二甲雙胍治療,并與門冬胰島素30聯(lián)合二甲雙胍治療進(jìn)行對照,探討Det作為基礎(chǔ)胰島素在新診斷T2DM起始治療中的療效與安全性。
1 資料與方法
1.1 一般資料 選取2013年1-8月本院門診新診斷的156例T2DM患者,男85例,女71例,均符合1999年WHO糖尿病診斷標(biāo)準(zhǔn)[3],HbA1c>9%,病程0.05),具有可比性。
1.2 研究方法 所有患者均在門診治療,接受糖尿病知識教育,進(jìn)行飲食、運動指導(dǎo),熟練應(yīng)用血糖儀(拜耳公司)自測指尖血糖。治療前禁食過夜,晨8:00~9:00時空腹至門診行標(biāo)準(zhǔn)餐實驗,抽血測定HBA1c、FBG、2 h PBG、及血清胰島素、C-P值。所有患者均同時口服二甲雙胍500 mg,3次/d。治療組注射Det 1次,根據(jù)FBG起始劑量為10~14 U/d,每晚22:00時皮下注射;對照組三餐前皮下注射門冬胰島素30(Asp),起始劑量為6~8 U/次,根據(jù)血糖調(diào)整胰島素用量,每3天調(diào)整1次,2~4 U/次,兩組均以FBG
1.3 統(tǒng)計學(xué)處理 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 20.0軟件,計量資料以(x±s)表示,治療前后比較采用配對t檢驗。計數(shù)資料采用 字2檢驗,P
2 結(jié)果
2.1 兩組基線資料比較 治療前兩組年齡、病程、BMI、SBP、DBP等比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。見表1。
2.2 兩組治療前后血糖、HbA1c、C-P和HOMA-β的比較 12周治療結(jié)束時,以FBG0.05)。治療組治療前后體重分別為(72.16±11.23)kg、(71.94±10.17)kg,治療后無體重增加;對照組治療前后分別為(69.35±9.97)kg、(71.06±10.23)kg,較治療前輕度增加,但體重增加幅度兩組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。治療結(jié)束時,兩組的HBA1c、FBG、2 h PBG與治療前相比均明顯下降(P
2.3 低血糖發(fā)生率和不良反應(yīng)事件 以指尖血糖
3.9 mmol/L定義為低血糖。已經(jīng)證實的低血糖發(fā)生率在治療組為3.85%(3/78),癥狀性低血糖1例;對照組24.36%(19/78)(P
3 討論
2型糖尿病以胰島素抵抗和胰島β細(xì)胞功能進(jìn)行性衰退為主要特征,而在出現(xiàn)糖尿病癥狀的數(shù)年前β細(xì)胞功能缺陷已經(jīng)存在。早期應(yīng)用胰島素治療能夠恢復(fù)β細(xì)胞功能,延長內(nèi)源性胰島素分泌功能,有助于血糖的長期控制[6-9]。雖然嚴(yán)格血糖控制可以改善糖尿病的預(yù)后,但是增加了低血糖的危險,嚴(yán)重者可誘發(fā)急性心、腦血管事件。新診斷T2DM患者的門診治療方案的選擇在兼顧控制血糖和改善β細(xì)胞功能和IR的同時還要考慮患者治療的依從性與低血糖的風(fēng)險[10]。Det是一種新型的可溶性長效胰島素類似物,它在結(jié)構(gòu)上除去了人胰島素B鏈上第30位的蘇氨酸,并在第29位的賴氨酸上結(jié)合了一個14碳脂肪酸側(cè)鏈,這種結(jié)構(gòu)增加了分子間的自我聚合作用,并與白蛋白可逆性結(jié)合,不僅使得作用時間延長可維持約24 h,且無明顯峰值[11-13],從而減少了低血糖發(fā)生的風(fēng)險。
本研究結(jié)果證實,Det聯(lián)合二甲雙胍治療在短期內(nèi)有效的降低了HbA1c>9%的新診斷的T2DM患者的空腹血糖及餐后血糖,HbA1c達(dá)標(biāo),治療效果確切。與門冬胰島素30聯(lián)合二甲雙胍治療比較,兩者均能良好的降低患者的FBG、PBG、HbA1c,而Det治療低血糖發(fā)生率顯著降低,患者對Det治療的耐受性良好,而且伴有平均體重的輕度下降,提示Det作為基礎(chǔ)胰島素在初診時血糖較高的T2DM患者的治療中有著良好的有效性和安全性。
本研究選取的T2DM患者在首診時已經(jīng)HbA1c>9%,提示胰島β細(xì)胞功能損傷更為嚴(yán)重,在早期進(jìn)行Det聯(lián)合二甲雙胍或門冬胰島素30聯(lián)合二甲雙胍強化治療后,HBA1c及FBG均達(dá)標(biāo),改善了基礎(chǔ)胰島β細(xì)胞功能,且治療后HOMA-β改善顯著,提示對這類患者進(jìn)行早期胰島素強化治療,對減輕糖尿病病情具有良好效果。
本研究同樣也觀察到了接受Det治療的T2DM患者體重的下降,除了飲食運動管理及聯(lián)合二甲雙胍的作用外,還與Det獨特的減少體重增加的特性有關(guān)[14-16]。
綜上所述,Det作為基礎(chǔ)胰島素聯(lián)合二甲雙胍治療初診時血糖代謝紊亂嚴(yán)重的T2DM患者,可以有效、安全、平穩(wěn)的控制血糖,改善基礎(chǔ)胰島β細(xì)胞功能,操作方便,便于在基層醫(yī)院和門診使用,為廣大T2DM患者提供了一種簡單、有效、安全的門診強化治療方案,適合初診2型糖尿病的起始治療。值得臨床推廣。
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關(guān)鍵詞 PUE;數(shù)據(jù)中心;節(jié)能
中圖分類號TP39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674—6708(2012)76—0222—02
從2006年開始數(shù)據(jù)中心的能源消耗已經(jīng)開始占到了美國發(fā)電總量的1.5%,并且以每年30%的速率持續(xù)增長,到了2011年已經(jīng)比2006年的數(shù)據(jù)中心能源消耗增加了一倍,而根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在我國所消耗的電能已基本接近一個三峽水電站發(fā)電總量,相關(guān)研究表明,造成溫室效應(yīng)的最大排放源是碳,保守估計一年中碳的排放量大概有8億多噸,并且這種排放趨勢隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展呈現(xiàn)出持續(xù)上升,因此,節(jié)能環(huán)保已經(jīng)越來越受到人們的重視,人們也逐漸關(guān)注綠色數(shù)據(jù)中心的建設(shè)。
1 PUE的定義及影響因素
1.1 PUE的概念
數(shù)據(jù)中心的能源使用效率是在2006年由christian belady所提出來的,并且定義了它的計算公式和測量方法,是對數(shù)據(jù)中心能源做出評價的一項指標(biāo),數(shù)據(jù)中心所消耗的能源是以基礎(chǔ)設(shè)施效率成反比的,以IT負(fù)載的能源成正比的。
PUE=數(shù)據(jù)中心的總能耗/IT設(shè)備能耗
=制冷設(shè)備能耗+IT設(shè)備能耗+供配電損耗+輔助系統(tǒng)能耗/IT設(shè)備能耗
=1+供配電損耗因子+制冷能耗因子+輔助系統(tǒng)能耗因子
1.2 影響PUE的因素
1)制冷設(shè)備的能耗。在數(shù)據(jù)中心除了IT設(shè)備以外最大的能耗設(shè)施當(dāng)屬制冷設(shè)備,數(shù)據(jù)中心空調(diào)系統(tǒng)加濕、照明、供配電系統(tǒng)損耗等所消耗的電能基本上都轉(zhuǎn)換成了熱能,為了能夠保證這些設(shè)備在數(shù)據(jù)中心有著一個正常的運行環(huán)境,需要通過制冷設(shè)備將這些熱量給置換出去,制冷系統(tǒng)的效率和產(chǎn)生的總冷量決定了制冷設(shè)備的能耗,而制冷的方式又決定了制冷的效率,像比較大型的數(shù)據(jù)中心普遍采用的是冷凍水型空調(diào)系統(tǒng),而小型的數(shù)據(jù)中心則一般采用的是膨脹蒸發(fā)式空調(diào)系統(tǒng);
2)供配電的損耗。 供配電的能耗系統(tǒng)一般主要是由配電線路、變壓器及UPS所產(chǎn)生。
配電線路損耗的主要原因是因為負(fù)載電流通過電力電纜和配電設(shè)備的時候因為其自身的電阻產(chǎn)生的損耗,線路的損耗一般是由截面積、導(dǎo)體電阻率、線路負(fù)荷及諧波所決定的,諧波不但能夠增加能耗,并且還會對UPS、供電線路及變壓器等產(chǎn)生危害,因能耗過多使得線路發(fā)熱、絕緣介質(zhì)加速老化負(fù)載能力降弱,易造成失準(zhǔn)、失靈的錯誤動作。
變壓器產(chǎn)生的能耗比較籠統(tǒng),主要原因是因為負(fù)載電流通過繞組時漏磁在金屬外殼的部件上產(chǎn)生雜散損耗及線圈電阻產(chǎn)生的負(fù)載損耗和交變的磁力線通過鐵芯的時候產(chǎn)生的渦流損耗及磁滯損耗所組成的。這些損耗的大小受到了鐵芯繞組材質(zhì)、結(jié)構(gòu)形式、變壓器的容量、變壓器的負(fù)載率、物理參數(shù)等因素所決定的,并且還受到電網(wǎng)諧波和及環(huán)境溫度的影響。
UPS耗能的主要是因為在UPS處于工作狀態(tài)的時候,將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,讓后再將直流電逆變成交流電的雙轉(zhuǎn)換過程,在這中途因為轉(zhuǎn)換器之間和輸入、輸出在變壓器上所產(chǎn)生的損耗及在蓄電池充電、散熱風(fēng)機、控制系統(tǒng)中所消耗的電能。損耗的主要原因是因為負(fù)載率、工作形式、線路結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換器件有關(guān)。雖然蓄電池充電、散熱風(fēng)機和控制系統(tǒng)也存在著消耗,但相對來說比較?。?/p>
3)輔助系統(tǒng)能耗。它包括了新風(fēng)設(shè)備的支持區(qū)和輔助區(qū)、數(shù)據(jù)中心照明的能耗。支持區(qū)包括了電池室、電室、空調(diào)機房、消防設(shè)施用房等輔助區(qū)包括了維修室、監(jiān)控中心、打印室、進(jìn)線間等。
2 PUE與節(jié)能及見解
2.1 PUE與節(jié)能
自從PUE概念出現(xiàn)以來,已經(jīng)慢慢的成為了國際上通用的能源使用效率的衡量指標(biāo)。它是一個比例值,一般情況下是一個大于1的數(shù)值,PUE的值越小,則表明了能源利用的效率越高,綠色化的程度就越高,越符合節(jié)能、低碳的標(biāo)準(zhǔn)。在國外大多數(shù)的先進(jìn)企業(yè)的數(shù)據(jù)中心PUE都在1.4之內(nèi),像谷歌的比利時數(shù)據(jù)中心的PUE為1.16,微軟都柏林的數(shù)據(jù)中心PUE為1.25,雅虎的雞窩式數(shù)據(jù)中心PUE為1.08等,而在我國的大多數(shù)的PUE都大于2.0,像百度計劃在三年中把建立起國內(nèi)最大的綠色數(shù)據(jù)中心,設(shè)置在1.3。
2.2 PUE的設(shè)計
通過了國內(nèi)外的PUE對比及影響PUE的因素可以看出,制冷設(shè)備的能耗在影響PUE的比例中占據(jù)了很大一部分,在大型的企業(yè)在設(shè)計的時候不僅僅考慮的是數(shù)據(jù)中心的規(guī)范要求,更需要考慮的是自然資源和氣候,如果存在著較好的資源,那么在中國大型的數(shù)據(jù)中心PUE的數(shù)值在1.5以內(nèi)時很有可能實現(xiàn)的。
2.3 數(shù)據(jù)中心節(jié)能
在實際應(yīng)用中,人們對于PUE的指標(biāo)還是存在著不少的誤區(qū),PUE只是用來衡量數(shù)據(jù)中心能源的使用效率,PUE取值越小,就表明在數(shù)據(jù)中心的能源利用效率就越高,它并不能完全的表示數(shù)據(jù)中心的能耗低。目前在我國數(shù)據(jù)中心節(jié)能潛力最大的是減少服務(wù)器的數(shù)量,提高數(shù)據(jù)中心CPU的使用率,而并不是設(shè)法降低PUE。就像如果CPU的使用效率提高了一半,那么服務(wù)器的數(shù)量大概減少了一半,PUE的值大概可以從2.0減少到1.2,數(shù)據(jù)中心的能耗也可以減少大約40%,并且還可以減少設(shè)備投資和增加機房的面積。目前在我國大部分企業(yè)的中心服務(wù)器的使用率都偏低,平均的利用率在10%~30%之間,因此對于服務(wù)器的使用率的提高存在著很大的空間,利用虛擬化和云技術(shù)可以大幅度的提高利用率,減少服務(wù)器的數(shù)量,簡化管理、提高資源的使用率,還可以減低成本。雖然降低PUE也是另外一種重要手段,但是在數(shù)據(jù)中心是對基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行大規(guī)模的改造,并且還受到了數(shù)據(jù)中心連續(xù)性的限制,實施起來并不是那么的簡單。如果能夠提高數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的使用率和降低PUE,減少了服務(wù)器的數(shù)量,才會起到事半功倍的效果。
3 結(jié)論
在數(shù)據(jù)中心節(jié)能里降低PUE是一個必要不充分的條件,技能屬于一個系統(tǒng)的工程,需要管理和技術(shù)多方面的措施同時實行。選擇最優(yōu)的狀態(tài)和參數(shù)運行,減少不必要的資源浪費,完備基礎(chǔ)設(shè)施。
參考文獻(xiàn)
超輕腕表
一般打造輕的腕表,很多品牌都會選擇鈦、陶瓷或者碳纖維這幾種材質(zhì),通過新材質(zhì)結(jié)合在一起,讓人們的佩戴感受是輕盈的,無壓力、無重量的,這也跟這幾年大家所提倡的輕生活所契合。
RichaRd Mille
RM 27-01拉斐爾納達(dá)爾陀飛輪腕表
特點:重量19克
一體成型表底結(jié)構(gòu)的腕表表殼以碳材質(zhì)制造,深灰色的色彩來自結(jié)構(gòu)中高集中度的納米碳管,不僅極為輕盈,還擁有完美的防撞擊和耐劃性能。機芯方面,機芯板橋和陀飛輪框架以五級鈦合金制成,發(fā)條盒板橋和齒輪機構(gòu)則以鋁鋰合金制成,以至于整個機芯的總重量只有3.5克。為了保證腕表的抗沖擊性能,腕表的機板有四根鋼索連接至表殼上,機芯以懸掛的方式置于表殼中央,使腕表足以承受5000G的加速度。
Rado瑞士雷達(dá)表
hyperchrome皓星系列超輕腕表
特點:重量56克
HyperChrome皓星系列超輕腕表由氮化硅陶瓷、陽極氧化鋁和硬化鈦金屬這三種無與倫比的超輕材質(zhì)打造而成,擁有極簡設(shè)計和輕盈材質(zhì)。腕表采用深灰色純色調(diào)表盤,天然呈現(xiàn)深灰色的氮化硅為輕盈的一體成型啞光表殼賦予了獨特鮮明的色澤。全新限量版腕表重量僅為56克,輔以時尚的Nato軍用表帶將前衛(wèi)風(fēng)格牢系于腕間。
bReitling百年靈
復(fù)仇者颶風(fēng)腕表
特點:重量69克
創(chuàng)新型材料Breitlight?被首次應(yīng)用于表殼制造。這一獨家高科技材料比鈦金屬輕3.3 倍,比精鋼輕5.8 倍,但卻更加堅固,且具備眾多優(yōu)點:對刮擦、拉伸變形、腐蝕的超強耐抗力,抗磁性、熱穩(wěn)定性、抗過敏性,同時擁有比金屬更加溫暖的觸感,并呈現(xiàn)出斑駁的視覺效果,愈加凸顯其新穎獨創(chuàng)的設(shè)計理念。有賴于50 毫米的超大表徑、側(cè)邊配備加固防護(hù)的剛毅結(jié)構(gòu),以及在百年靈標(biāo)志性黃色調(diào)及航空模制數(shù)字時標(biāo)的映襯下,更顯勁酷的黑色的外觀。
zenith真力時
el Primero系列l(wèi)ightweigh超輕量腕表特點:重量40克
機芯的主板以及5個夾板全部由鈦金屬制成,同時以硅材質(zhì)制作計時腕表的雙齒輪,并添加硅質(zhì)擒縱叉和擒縱齒輪,這一材質(zhì)的使用不僅重量輕盈,更可以保證機芯的卓越功率,整個機芯重量只有15.45克。表殼方面,碳纖維包覆磁化鋁材質(zhì)的45毫米表殼飾以方格設(shè)計,兩個計時按鈕和表冠則以鈦金屬打造,搭配內(nèi)嵌天然橡膠保護(hù)層的Nomex人造纖維表帶,使這只計時碼表僅重40克。
Montblanc萬寶龍
時光行者系列Pythagore超輕概念腕表
特點:重量14.88克(不含表帶)
表耳選用黑色DLC涂層鈦金屬打造,表殼中間件、表背、表圈和表冠則采用獨特的ITR2?Kevlar?/碳材質(zhì)制成,令整塊時光行者系列Pythagore超輕概念腕表成為全球最輕薄的機械時計之一。機芯部件完全采用手工雕鏤,沿襲萬寶龍維萊爾制表工坊(前美耐華表廠)傳承158年的精湛工藝。鏤空機芯設(shè)計不僅是出于美學(xué)考量的選擇,更為了造就極致輕盈的表身。
PaneRai沛納海lo Scienziato-luMinoR 1950 touRbillon gMt titanio 腕表特別版
特點:重量約92克
沛納海向天才伽利略致敬之作「Lo Scienziato系列,引入尖端技術(shù),以全新特別版面世。搭載配備陀飛輪裝置的P.2005鏤空機械機芯,并首次以鈦金屬打造。 如配搭附贈的碳黑色鱷魚皮表帶,及同樣飾有鏤空工藝細(xì)節(jié)的鈦金屬折疊表扣,作品凈重92克。
超薄腕表
超薄腕表從視覺上就“輕薄”。自上世紀(jì)五六十年代以來,超薄腕表便日趨受人追捧。隨著技藝的不斷突破,薄的極限也一再被刷新。多薄算薄?對于這個問題其實沒有答案,沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來定義,各有各的說法。當(dāng)然,石英機芯沒資格談超薄。
Piaget 伯爵
altiplano計時腕表
特點:機芯厚4.65毫米,機殼厚8.24毫米
伯爵在極致纖薄腕表制作領(lǐng)域的斐然成就。全新883P手動上鏈計時機芯再次體現(xiàn)伯爵的超凡工藝,在研發(fā)搭載主要復(fù)雜功能的纖薄機芯方面傲視群倫。機芯與表殼雙雙締造世界纖薄紀(jì)錄,手動上鏈飛返計時機芯厚度只有4.65毫米,而珍貴精致的表殼僅厚8.24毫米。
VacheRon conStantin江詩丹頓
historiques歷史名作1955超薄腕表
特點:機芯厚度1.64毫米,表殼厚度4.13毫米
搭載品牌于1955年推出的1003手動上鏈機械機芯,并裝載在直徑36毫米的圓形鉑金表殼內(nèi)。這一微型機械杰作由117個零件組成,但厚度卻只有1.64毫米,透過透明藍(lán)寶石水晶底蓋可一睹精湛手工修飾打磨的18K金質(zhì)板橋和夾板。腕表防水深度30米,動力儲存31小時。鍍銀乳白色表盤選用了純粹的極簡主義設(shè)計風(fēng)格,搭配金色棒形指針指示小時和分鐘,而藍(lán)色時標(biāo)與深色表帶與鉑金表扣配合相得益彰。
blancPain寶珀
Villeret系列女裝超薄萬年歷月相腕表
特點:機芯厚度為2.91毫米
搭載Cal.5621機芯,其厚度僅為2.91毫米,直徑僅為26.2毫米,是品牌史上當(dāng)之無愧的最薄萬年歷機械腕表。其高達(dá)248個零部件確保了計時的精準(zhǔn),并包含星期、日期、月份、閏年和月相盈虧等功能。乳白色表面精巧纖細(xì),立體羅馬數(shù)字鑲嵌其上,Ⅲ點位設(shè)有日期顯示,Ⅵ點位顯示月相盈虧,Ⅸ點位顯示星期,Ⅻ點位顯示月份和閏年。鱷魚皮表帶配有18K白金折疊表扣。全球限量20枚。
Mido美度表
baroncelli貝倫賽麗典藏系列紀(jì)念款超薄腕表
特點:男女款腕表厚度分別為6.95毫米和6.85毫米
該腕表使其成為市面上同時實現(xiàn)大三針、自動上鏈和日期窗等功能的前提下最輕薄的機械腕表之一。腕表配置了美度1192(以ETA 2892-A2為基礎(chǔ))全自動機械機芯。雙面防眩目藍(lán)寶石鏡面,表背采用透明藍(lán)寶石表殼,使佩戴者能夠欣賞到配有藍(lán)鋼螺絲、裝飾精美的全自動機械機芯,以及精心雕刻的日內(nèi)瓦波紋和MIDO標(biāo)志的自動擺陀。
鏤空腕表
鏤空表以空靈深邃的方式體現(xiàn)著機械制表工藝的心與靈。這種表現(xiàn)形式去除了多余的東西,只留下了機械的精華。縱橫交錯的齒架、齒輪和轉(zhuǎn)盤讓人們驚嘆不已。鏤空加上輕盈材質(zhì),讓腕表具有了輕上更輕的感覺。
hublo宇舶表
經(jīng)典融合超薄鏤空腕表
特點:陶瓷材質(zhì)
拋光和緞面處理的黑色陶瓷材質(zhì)賦予腕表優(yōu)雅而時尚的別樣氣質(zhì)。直徑45毫米,搭載完全由瑞士尼翁宇舶表工廠獨立研發(fā)制造的宇舶表全新自產(chǎn)機芯CLASSICO(HUB1300)。僅為2.9毫米厚度的方寸空間內(nèi),包含130個零件,完全鏤空的設(shè)計展示出腕表內(nèi)部精巧構(gòu)造――無論是調(diào)校部分、平衡錘還是擺輪都更清晰直觀的展現(xiàn)在專業(yè)目光下。表盤7點鐘位置設(shè)置小秒針,其指針部分延續(xù)了宇舶表的早期設(shè)計風(fēng)格,以此向品牌歷史致敬。長達(dá)90小時的動力儲存以及在50米水下正常運轉(zhuǎn)的出色防水系數(shù)再添亮點。
hautlence豪朗時
hl black陶瓷表
教學(xué)目標(biāo)
(1)了解什么是化學(xué)式及化學(xué)式的意義;
(2)熟記常見元素及原子團(tuán)的化合價;
(3)能利用化學(xué)式簡單推求化合價,進(jìn)而能用化學(xué)式正確地表示常見物質(zhì)的組成;
(4)學(xué)會簡單化學(xué)式的讀法。
教學(xué)重點
1.熟記常見元素及原子團(tuán)的化合價;
2.用化學(xué)式表示某些物質(zhì)的組成,并利用化合價推求化學(xué)式。
教學(xué)難點
1.化學(xué)式的書寫;
2.利用化合價寫化學(xué)式。
第一課時
化學(xué)式
1、下列符號分別代表某些物質(zhì),從組成中所含元素的種類判斷各屬哪一類物質(zhì)(單質(zhì)、化合物、氧化物)
Al、CuO、He、H2、NH3、SO2、ZnO、NaCl、KMnO4
一、化學(xué)式
1.定義:用元素符號和數(shù)字的組合表示物質(zhì)組成的式子叫做化學(xué)式
[提問]
化學(xué)式有什么意義呢?我們以水的化學(xué)式“H2O”為例進(jìn)行學(xué)習(xí)。
2.注意:①純凈物的化學(xué)式是唯一的,混合物無化學(xué)式;
②書寫化學(xué)式必須以事實為基礎(chǔ);
③由原子構(gòu)成的單質(zhì)的化學(xué)式與元素符號一樣。
3、意義(以H2O為例)
[提問]
水中是否含氫氣、氧氣?理解右下角小數(shù)字的正確含義。2H2O表示什么?
[回答]
水中沒有氫氣和氧氣;右下角的2表示一個水分子中有2個氫原子;2H2O表示2個水分子。
[練習(xí)]
請以水的化學(xué)式表示的意義為參考,說說二氧化碳的化學(xué)式(CO2)表示的意義。
[討論]
符號H、2H、H2、2H2、2H+各具有幾個意義?分別是什么?
3.化學(xué)式的寫法和讀法
(1)單質(zhì)用元素符號表示:
①金屬(鐵Fe、銅Cu等)
②固態(tài)非金屬(如碳C、磷P、硫S等)
③稀有氣體(氦He、氖Ne、氬Ar等)
④雙原子構(gòu)成的分子:如氫氣H2、氧氣O2、氮氣N2、氟氣F2、氯氣Cl2、溴Br2、碘I2等。
(2)化合物(只研究兩種元素組成的化合物)
①寫法:a.氧化物:如CuO、P2O5,“氧在后”。
b.金屬與非金屬元素組成的化合物:如NaCl、ZnS,“金左,非右”。
(注意)1.化學(xué)式中原子個數(shù)為1時,“1”不標(biāo)出。
2.化學(xué)式中右下方的小數(shù)字一般為最簡整數(shù)比。
②讀法:一般從右向左讀作“某化某”,例如:ZnS讀作硫化鋅。非金屬氧化物還要讀出化學(xué)式中各種元素的原子個數(shù),如P2O5。
板書設(shè)計
課題4
化學(xué)式與化合價
一、化學(xué)式
1.定義:用元素符號和數(shù)字的組合表示物質(zhì)組成的式子叫做化學(xué)式
2.意義(以水為例)
宏觀
微觀
3.化學(xué)式的寫法和讀法
[課堂練習(xí)]
1.上冊課本P87習(xí)題
1.(1)(2)(3)(4)
2.2CO2表示(
)
A.2個二氧化碳分子
B.2個碳原子和4個氧原子
C.2個碳原子和2個氧分子
D.2個碳原子和2個氧原子
第二課時
化合價
二、化合價
實驗測知,化合物均有固定的組成,即形成化合物的元素有固定的原子個數(shù)比。
物質(zhì)
HCl
H2O
NaCl
Fe2O3
原子個數(shù)比
1∶1
2∶1
1∶1
2∶3
通過觀察我們可以得出:物質(zhì)不同,原子個數(shù)比可能不同。
[分析]
原因是在形成化合物時,各原子為了使其結(jié)構(gòu)達(dá)到穩(wěn)定,即最外層電子數(shù)達(dá)到8,不同原子的個數(shù)比是電子數(shù)目不同造成的。
1、化學(xué)上用“化合價”來表示原子之間相互化合的數(shù)目?;蟽r是元素化合時表現(xiàn)出來的性質(zhì)。
看書本P85表4--2
常見元素和根的化合價
2、注意:①化合價有正價和負(fù)價之分,有些元素有多種化合價
②單質(zhì)中元素化合價為0
③金屬元素只有正價,非金屬元素一般顯負(fù)價
④在化合物中正負(fù)化合價的代數(shù)和為0
⑤氧元素通常顯—2價,氫元素通常顯+1價。
[觀察]
Ca(OH)2、NaOH
、
CaCO3、Na2CO3、CuSO4、
NH4NO3
、(NH4)2SO4這些化合物中加橫線的部分有什么特點?
3、原子團(tuán):
有些物質(zhì)如Ca(OH)2、CaCO3中的一些原子集團(tuán),作為整體參加化學(xué)反應(yīng),這樣的原子集團(tuán)叫做原子團(tuán),也叫根,根也有化合價。
原子團(tuán)
化學(xué)式
化合價
原子團(tuán)
化學(xué)式
化合價
氫氧根
OH
-1
硝酸根
NO3
-1
碳酸根
CO3
-2
硫酸根
SO4
-2
銨根
NH4
+1
高錳酸根
MnO4
-1
原子團(tuán)的化合價是其組成元素的化合價的代數(shù)和。
4、化合價的書寫:在元素符號的正上方先標(biāo)“+”“—”,后標(biāo)數(shù)值。
H(+1)
O(-2)
Mg(+2)
S(-2)
[練習(xí)]
請同學(xué)們標(biāo)出下列物質(zhì)中各元素的化合價。討論常見化合物中,正、負(fù)化合價的代數(shù)和有什么相同之處?
[總結(jié)]
1.許多元素的原子在不同的條件下可顯示不同的化合價。
2.在化合物里正負(fù)化合價的代數(shù)和為零。
3化合價口訣:
一價鉀氯氫鉀鈉銀,二價氧鋇鈣鎂鋅;三鋁四硅五價磷,二三鐵,二四碳,二四六硫都齊全
注意:Fe有+2、+3;Cu有+1、+2,高價時讀作鐵或銅,低價時讀作亞鐵或亞銅。
例如:FeCl2讀作氯化亞鐵,F(xiàn)eCl3讀作氯化鐵。Cu2O讀作氧化亞銅,CuO讀作氧化銅。
[探究]化合價的表示與離子符號有何區(qū)別?
如:+3價鐵元素
Fe(+3)
鐵離子
Fe3+
(兩同兩不同)
三、化合價的應(yīng)用
1.已知化合價書寫化學(xué)式(知價寫式)
[例題]
已知磷為+5價,氧為-2價,寫出磷的氧化物的化學(xué)式。
解:(1)寫出組成化合物的兩種元素的符號,正價的寫在左邊,負(fù)價的寫在右邊。
P
O
(2)求兩種元素正、負(fù)化合價絕對值的最小公倍數(shù)。
5×2=10
(3)求各元素的原子數(shù):
最小公倍數(shù)
正價數(shù)(或負(fù)價數(shù)
)
原子數(shù)
P:
10
÷5
=2
O:
10
÷2
=5
(4)把原子數(shù)寫在各元素符號的右下方,即得化學(xué)式:P2O5
(5)檢查化學(xué)式,當(dāng)正價總數(shù)與負(fù)價總數(shù)的代數(shù)和等于0時,化學(xué)式才算是正確的。
(+5)×2+(-2)×5=+10-10=0
答:這種磷的化合物的化學(xué)式是P2O5。
[小結(jié)]
知價寫式一般步驟:
(1)寫出元素符號,正價在左,負(fù)價在右。
(2)求兩種元素正、負(fù)化合價絕對值的最小公倍數(shù)。
(3)求各元素的原子數(shù)。
(4)把原子數(shù)寫在各元素符號的右下方,即得化學(xué)式。
(5)按正負(fù)化合價代數(shù)和為0的原則檢查化學(xué)式。
[練習(xí)]
寫出溴化鈉、氧化鈣、氧化鋁、二氧化氮的化學(xué)式。
答案:NaBr、CaO、Al2O3、NO2
[補充]
十字交叉法寫化學(xué)式
一排序,二標(biāo)價,三約簡,四交叉,五檢查
例如:寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式
氧化鋁
硫化氫
水
氯化鎂
練習(xí):寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式
氧化鈉
氯化鋇
氯化銀
答案:Na2O
BaCl2
AgCl
2.已知化學(xué)式書寫化合價(知式寫價)
例:根據(jù)在化合物中,正、負(fù)化合價代數(shù)和為0的原則,已知氧元素為-2價,計算二氧化硫里硫的化合價。
解:SO2:根據(jù)正負(fù)化合價代數(shù)和為零可知:S元素的化合價為+4。
練習(xí):標(biāo)出下列加點元素的化合價:
S、SO2、SO3、H2SO4
NO、NO2、N2O5、NH4NO3
答案:、、、
、、、
[課堂小結(jié)]
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們知道表示物質(zhì)的組成可以用化學(xué)式,化學(xué)式既可以表示該物質(zhì)中有哪幾種元素,又可表示出該物質(zhì)中的一個分子中每種原子各有幾個。化學(xué)式是通過實驗測定的,除此以外我們還可以通過化合價推求化學(xué)式。同時我們還知道了化合價表示原子之間相互化合的數(shù)目。
板書設(shè)計
課題4
化學(xué)式與化合價
二、化合價
1.化合價表示原子之間相互化合的數(shù)目
2.原子團(tuán):作為一個整體參加反應(yīng)的原子集團(tuán),也叫根
3.注意事項:
4.應(yīng)用
(1)已知化合價書寫化學(xué)式
(2)已知化學(xué)式書寫化合價
布置作業(yè)
1.上冊課本P87習(xí)題3、5、6
2.某寶石的主要成分是SiO2,SiO2中硅元素的化合價是(
)
A.+1
B.+2
C.+3
D.+4
3.某含鐵鹽溶液能夠在高濃度的堿性環(huán)境下長期穩(wěn)定存在,且具有較強的滅菌消毒功能,該鹽是一種綠色、無污染的凈水劑,其化學(xué)式為Na2FeO3。則其中鐵元素的化合價是(
)
A.+2
B.+3
C.+4
D.+6
4.我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn),亞硒酸鈉能消除加速人體衰老的活性氧。亞硒酸鈉中硒元素(Se)為+4價,氧元素為-2價,則亞硒酸鈉的化學(xué)式為(
)
A.Na2SeO3
B.Na2SeO4
C.NaSeO3
D.Na2SeO2
答案:2.D
3.C
4.A
教學(xué)反思
通過本節(jié)課的教學(xué),發(fā)現(xiàn)化合價概念較抽象使學(xué)生接受有一定的困難,所以應(yīng)分散難點。前面的離子、元素等知識的學(xué)習(xí)不容忽視,它是這節(jié)課的重要基礎(chǔ)。記憶化合價十分枯燥,組織好本課的活動與探究,讓學(xué)生主動投入到學(xué)習(xí)活動中。在課下讓學(xué)生編化合價的歌謠,利于學(xué)生記憶,有的學(xué)生編得挺不錯!
第三課時
根據(jù)化學(xué)式的計算
相對分子質(zhì)量:就是化學(xué)式中各原子的相對原子質(zhì)量的總和。(符號為Mr)
1.根據(jù)化學(xué)式計算相對分子質(zhì)量
[例1]
計算H2O的相對分子質(zhì)量。
解:H2O的相對分子質(zhì)量=2×1+16×1=18
[練習(xí)]
計算3HNO3、NH4NO3、(NH4)2SO4的相對分子質(zhì)量。
2.根據(jù)化學(xué)式計算組成物質(zhì)的元素質(zhì)量比
[例]
計算H2O中H、O元素的質(zhì)量比。
在物質(zhì)中各元素的質(zhì)量比就是同種原子的相對原子質(zhì)量之和之比。
解:H2O中H、O元素的質(zhì)量比=(2×1)∶(16×1)=2∶16=1∶8(化為最簡整數(shù)比)
計算二氧化碳中各元素的質(zhì)量比m(C)∶m(O)=(12×1)∶(16×2)=12∶32=3∶8
計算硫酸中各元素的質(zhì)量比:m(H)∶m(S)∶m(O)=(1×2)∶32∶(16×4)
=1∶16∶32
計算硫酸銨中各元素的質(zhì)量比:m(N)∶m(H)∶m(S)∶m(O)=(2×14)∶(1×8)∶32∶(16×4)=7∶2∶8∶16
[練習(xí)]
計算HNO3、NH4NO3中各元素的質(zhì)量比。
3.計算物質(zhì)中某一元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(質(zhì)量分?jǐn)?shù)又稱為質(zhì)量百分含量)
[例]
計算水中H元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
×100%=×100%
=11.1%
答:水中氫元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11.1%。
[練習(xí)]
計算NH4NO3中各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
4.根據(jù)化學(xué)式的其他計算
(1)計算化合物中的原子個數(shù)之比
如:Fe2O3中,鐵原子與氧原子個數(shù)比就是2∶3,CaCO3中鈣、碳、氧原子個數(shù)比為1∶1∶3。
注意某些物質(zhì)的化學(xué)式中,同種元素并不寫在一起的,這時要注意原子個數(shù)。
如:NH4NO3中,氮、氫、氧原子個數(shù)比應(yīng)該為2∶4∶3
Cu2(OH)2CO3中,銅、碳、氫、氧原子個數(shù)比為2∶1∶2∶5
(2)計算一定質(zhì)量的化合物中某元素的質(zhì)量
某元素的質(zhì)量=物質(zhì)的質(zhì)量×該元素在物質(zhì)中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
[例1]
求
60
g
MgSO4
中含有氧的質(zhì)量。
解:m(O)=m(MgSO4)×w(O)=60
g×=32
g
[例2]
多少克碳酸氫銨(
NH4HCO3
)與
400
g
硝酸銨(NH4NO3
)含氮元素質(zhì)量相等?
解:根據(jù)所含氮元素質(zhì)量相等來列等式
設(shè)需要碳酸氫銨的質(zhì)量為x,則質(zhì)量為x的碳酸氫銨中含有氮元素的質(zhì)量為m1(N)=x·=17.7%·x
400
g硝酸銨中含有氮元素質(zhì)量為m2(N)=400××100%=400
g×35%
根據(jù)題意:17.7%·x=400
g×35%;x=790
g
(3)有關(guān)混合物中元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計算
[例1]
硝酸銨樣品中含有雜質(zhì)10%(雜質(zhì)中不含氮元素),求樣品中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解:先求出純凈的硝酸銨中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:
w(N)=×100%=×100%=35%
設(shè)不純的硝酸銨中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,則有如下關(guān)系:
,x=31.5%
[例2]
某不純的尿素〔CO(NH2)
2〕中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
42.4%
,求這種尿素中雜質(zhì)(不含氮元素)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
解:尿素的相對分子質(zhì)量=12+16+(14+2×1)×2=60
尿素中氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(N)=×100%=×100%=46.7%
設(shè)不純的尿素中含尿素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為x,則有如下的關(guān)系:
,x=90.8%
所以該尿素中所含雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是w(雜)=1-90.8%=9.2%
[課堂練習(xí)]
1.計算下列相對分子質(zhì)量。
H2SO4__________
98__________________
2Ca(OH)2__________148________________
2.計算NH4HCO3中N、H、C、O四種元素的質(zhì)量比。
(14∶5∶12∶48)
3.計算12.25
g
KClO3中含有氧元素的質(zhì)量。(4.8
g)
4.計算120
g
NH4NO3中含N元素的質(zhì)量與多少克CO(NH2)2中所含N元素的質(zhì)量相等?(90
g)
布置作業(yè)
1.上冊課本P87
習(xí)題7、8、9、10
2.鋅是人體健康必需的元素,鋅缺乏容易造成發(fā)育障礙,易患異食癖等病癥,使人體免疫功能低下。市售的葡萄糖酸鋅口服液對治療鋅缺乏癥具有較好的療效。下圖是某品牌葡萄糖酸鋅口服液的標(biāo)簽,請根據(jù)標(biāo)簽信息回答:
××牌口服液
主要成分:葡萄糖酸鋅
化學(xué)式:C12H22O14Zn
含鋅量:每支口服液含鋅6.5
mg
××制藥廠
(1)葡萄糖酸鋅的相對分子質(zhì)量為_____455____________;
(2)葡萄糖酸鋅中鋅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____14.3%________。(精確到0.1%)
3.蛋白質(zhì)在人體胃腸內(nèi)與水反應(yīng),最終生成氨基酸被人體吸收。丙氨酸(化學(xué)式為C3H7O2N)就是其中的一種。請回答下列問題:
(1)丙氨酸分子中C、H、O、N原子個數(shù)比為___3∶7∶2∶1__________。
(2)丙氨酸的相對分子質(zhì)量是___89__,氮元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___15.7%__(計算結(jié)果精確到0.1%)。
(3)合格奶粉每100
g中含蛋白質(zhì)約18
g,蛋白質(zhì)中氮元素的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為16%?,F(xiàn)測定某奶粉每100
g中含有氮元素的質(zhì)量為2
g。請通過計算判斷該奶粉是否屬于合格奶粉。{
(3)氮元素的質(zhì)量:18
g×16%=2.88
g>2
g,不合格奶粉(或蛋白質(zhì)的質(zhì)量:2
g÷16%=12.5
g
g,不合格奶粉)}