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1、能源與動(dòng)力工程:此專業(yè)學(xué)生主要學(xué)習(xí)動(dòng)力工程及工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論與技術(shù),受到現(xiàn)代動(dòng)力工程師的基本訓(xùn)練,具有進(jìn)行動(dòng)力機(jī)械與熱工設(shè)備設(shè)計(jì)、運(yùn)行、實(shí)驗(yàn)研究的基本能力。
2、能源與環(huán)境系統(tǒng)工程:此專業(yè)培養(yǎng)具備寬厚熱科學(xué)理論和能源與環(huán)境系統(tǒng)工程知識,能從事清潔能源開發(fā)、電力生產(chǎn)自動(dòng)化、能源環(huán)境保護(hù)、制冷與低溫、空調(diào)和儲能、空調(diào)與人工環(huán)境等領(lǐng)域的設(shè)計(jì)、研究與管理的跨學(xué)科復(fù)合型高級技術(shù)人才。
3、新能源科學(xué)與工程:此專業(yè)面向新能源產(chǎn)業(yè),根據(jù)能源領(lǐng)域的發(fā)展趨勢和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,培養(yǎng)在新能源科學(xué)研究及其利用的技術(shù)開發(fā)與實(shí)施等方面既有扎實(shí)的理論基礎(chǔ),又有較強(qiáng)的實(shí)踐和創(chuàng)新能力的專門人才,以滿足國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展對該領(lǐng)域教學(xué)、科研、技術(shù)開發(fā)、工程應(yīng)用、經(jīng)營管理等方面的專業(yè)人才需求。
(來源:文章屋網(wǎng) )
關(guān)鍵詞:實(shí)踐教學(xué);創(chuàng)新;能源動(dòng)力工程;改革
作者簡介:代元軍(1978-),男,河南正陽人,新疆工程學(xué)院電力工程系,副教授;孫玉新(1982-),女,吉林蛟河人,新疆工程學(xué)院電力工程系,講師。(新疆 烏魯木齊 830091)
中圖分類號:G642.423 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)29-0102-02
能源是世界發(fā)展的重要資源和動(dòng)力,能源的科學(xué)開發(fā)和優(yōu)化配置,是當(dāng)今各國現(xiàn)代工業(yè)以及國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展乃至富民強(qiáng)國的必由之路。新疆有著極為豐富的能源資源。據(jù)統(tǒng)計(jì),新疆的石油、天然氣和煤炭預(yù)測資源量,分別占全國陸地預(yù)測資源量的30%、34%和40%,光、熱、風(fēng)等資源也在全國占有較大份額,這為新疆建設(shè)國家能源戰(zhàn)略基地奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在新疆如此豐富的特色資源下,新疆本科院校能源與動(dòng)力本科專業(yè)如何在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中結(jié)合新疆特色和學(xué)校特色,改革和創(chuàng)新層次分明、知識和能力逐級遞增的實(shí)踐教學(xué)體系,是擺在能源與動(dòng)力工程教育工作者面前的難題。
一、分層次建立能源與動(dòng)力工程專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心
分層次建立能源與動(dòng)力工程專業(yè)基礎(chǔ)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心,將“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”三門能源與動(dòng)力工程專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課程的相關(guān)實(shí)驗(yàn)組合起來,并提出把“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”課程所涉及的相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)置成四個(gè)層次的教學(xué)實(shí)驗(yàn)方案。
第一層次實(shí)驗(yàn):基礎(chǔ)性教學(xué)實(shí)驗(yàn)。主要是指與課堂教學(xué)內(nèi)容緊密聯(lián)系的實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)),其中包括實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技術(shù)的基本訓(xùn)練。例如在“工程流體力學(xué)”課程中設(shè)置了兩個(gè)專項(xiàng)實(shí)驗(yàn):雷諾實(shí)驗(yàn)、伯努利能量方程實(shí)驗(yàn)。在雷諾實(shí)驗(yàn)中,主要讓學(xué)生觀察水流的流態(tài),即層流和紊流現(xiàn)象,然后測定上、下臨界雷諾數(shù),最終使學(xué)生了解流態(tài)與雷諾數(shù)的關(guān)系。在伯努利能量方程實(shí)驗(yàn)中,主要是觀察流體流經(jīng)能量實(shí)驗(yàn)管時(shí)的情況,并對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象進(jìn)行分析,從而加深對能量方程的理解,并最終掌握測量流體流速的原理。在“工程熱力學(xué)”課程中,設(shè)置CO2臨界狀態(tài)觀測及P-V-T關(guān)系測定實(shí)驗(yàn),通過該實(shí)驗(yàn)了解CO2臨界狀態(tài)的觀測方法,增加對臨界狀態(tài)概念的感性認(rèn)識,以及對課堂所講的工質(zhì)熱力狀態(tài)、凝結(jié)、汽化、飽和狀態(tài)等基本概念的理解,掌握CO2的P-V-T關(guān)系的測定方法,學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)測定實(shí)際氣體狀態(tài)變化規(guī)律的方法和技巧。
第二層次實(shí)驗(yàn):“工程流體力學(xué)”、“工程熱力學(xué)”、“傳熱學(xué)”中所涉及主要物理參數(shù)的測試手段和方法的實(shí)驗(yàn)。主要是指溫度、壓力、流量、比熱、流速、傳熱系數(shù)、傳熱溫差及數(shù)據(jù)采集等測試手段和方法的訓(xùn)練。例如在“工程熱力學(xué)”課程中,設(shè)置氣體定壓比熱測定實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解氣體比熱測定裝置的基本原理和構(gòu)思,熟悉本實(shí)驗(yàn)中測溫、測壓、測熱、測流量的方法,掌握由基本數(shù)據(jù)計(jì)算出比熱值和求得比熱公式的方法,分析本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因及減小誤差的可能途徑。在“傳熱學(xué)”課程中,設(shè)置綜合傳熱性能實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)通過測定不同表面狀態(tài)及氣流條件下管道的綜合傳熱系數(shù),觀察和分析影響傳熱的各種因素,從而對傳熱過程有一個(gè)直觀的了解。
第三層次實(shí)驗(yàn):實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)目標(biāo)的綜合性實(shí)驗(yàn)。主要是指以實(shí)現(xiàn)某一功能為目的,構(gòu)建工程性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)想、設(shè)計(jì)、解決問題的能力。例如換熱器結(jié)構(gòu)改造的傳熱性能對比測試實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)的測試對象為學(xué)生設(shè)計(jì)的換熱器外表面不同形狀的肋片,通過實(shí)驗(yàn)測試其傳熱系數(shù),找到最佳的肋片形狀。
第四層次實(shí)驗(yàn):知識延展性實(shí)驗(yàn)。主要是指通過互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、可視化技術(shù)介紹新知識、新技術(shù)、新發(fā)展,以期延伸和拓展學(xué)生知識視野和相關(guān)專業(yè)知識面。
通過以上四個(gè)層次的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練,能夠培養(yǎng)能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生的流體及熱工實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)等實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑸檫M(jìn)一步開展專業(yè)課學(xué)習(xí)和專業(yè)性實(shí)驗(yàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
二、分級建立能源與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)基地及教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心
1.初級為專業(yè)基本實(shí)驗(yàn)
主要培養(yǎng)學(xué)生掌握能源動(dòng)力工程領(lǐng)域常用的實(shí)驗(yàn)方法,使用常用儀器、儀表,學(xué)會(huì)處理數(shù)據(jù),具有規(guī)范、熟練、準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)操作技能,重在學(xué)知識、練技能,屬于專業(yè)學(xué)習(xí)中的初級水平。專業(yè)基本實(shí)驗(yàn)主要包括“公差與金屬材料”組建2個(gè)實(shí)驗(yàn)臺位,“自動(dòng)控制原理”組建2個(gè)實(shí)驗(yàn)臺位,“熱工過程檢測技術(shù)”組建2個(gè)實(shí)驗(yàn)臺位。
2.中級為專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)
以專業(yè)方向課程設(shè)置為主線分別以熱電工程模塊、制冷空調(diào)工程模塊、新能源工程模塊三部分構(gòu)建專業(yè)平臺實(shí)驗(yàn)。
熱電工程模塊包括鍋爐實(shí)驗(yàn)平臺、汽輪機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺、熱工過程自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)平臺;制冷空調(diào)工程模塊包括制冷原理及設(shè)備實(shí)驗(yàn)平臺、空氣調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)平臺、供熱工程實(shí)驗(yàn)平臺、食品冷凍冷藏原理與設(shè)備實(shí)驗(yàn)平臺;新能源工程模塊包括風(fēng)能利用與控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺、太陽能利用與控制技術(shù)實(shí)驗(yàn)平臺。
3.高級為設(shè)計(jì)、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)
在三大專業(yè)方向模塊綜合實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,依據(jù)自主專業(yè)創(chuàng)新教學(xué)環(huán)節(jié)和畢業(yè)設(shè)計(jì)課題,組織大三、大四學(xué)生參加專業(yè)大賽或者參與教師科研項(xiàng)目。教師擬定實(shí)驗(yàn)大綱、提出問題讓學(xué)生自行思考、分析、設(shè)計(jì)、優(yōu)選,重在鍛煉科學(xué)思維,發(fā)展創(chuàng)新能力,培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、大膽創(chuàng)新的學(xué)習(xí)習(xí)慣。這種設(shè)計(jì)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)是基于專業(yè)教學(xué)和科學(xué)研究之間的實(shí)驗(yàn),主要結(jié)合專業(yè)大賽和畢業(yè)設(shè)計(jì)來進(jìn)行。
三、建立能源與動(dòng)力工程專業(yè)校內(nèi)仿真實(shí)習(xí)基地,改革傳統(tǒng)生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式
生產(chǎn)實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)是為了加強(qiáng)學(xué)生對所學(xué)專業(yè)理論課程的理解、增強(qiáng)對所學(xué)專業(yè)的感性認(rèn)識,培養(yǎng)學(xué)生綜合分析問題和解決問題的能力。在這一重要實(shí)踐環(huán)節(jié)的實(shí)施過程中存在諸多問題,實(shí)習(xí)質(zhì)量難以達(dá)到預(yù)期。以能源與動(dòng)力工程專業(yè)方向之一的熱電工程為例,能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生在電廠實(shí)習(xí)花費(fèi)較大;電廠企業(yè)出于安全和經(jīng)濟(jì)效益的考慮,和學(xué)校很難建立起長期穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地。由于電廠崗位工作的資質(zhì)要求,實(shí)習(xí)學(xué)生不能上崗操作,生產(chǎn)實(shí)習(xí)只能是走馬觀花,流于形式,實(shí)習(xí)效果得不到保證。
為了解決以上問題,在自治區(qū)煤炭煤電煤化工實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)工程的不斷推進(jìn)下,新疆工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)將傳統(tǒng)的單純的在電廠企業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式改為校內(nèi)仿真實(shí)習(xí)與校外實(shí)習(xí)相結(jié)合,并逐步過渡到以校內(nèi)仿真實(shí)習(xí)基地為主的生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式。能源與動(dòng)力工程專業(yè)的學(xué)生在新疆工程學(xué)院的300/600MW火電廠仿真實(shí)驗(yàn)室開展與實(shí)際電廠 1∶1仿真的運(yùn)行操作和故障處理的訓(xùn)練。
在仿真實(shí)習(xí)中,學(xué)生主要熟悉、掌握鍋爐機(jī)組及其主要附屬設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和運(yùn)行特性;熟悉鍋爐機(jī)組各系統(tǒng),如煤粉制備系統(tǒng)、風(fēng)煙系統(tǒng)、疏水排污系統(tǒng)等的運(yùn)行方式,運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)及自動(dòng)控制系統(tǒng)概況;熟悉鍋爐機(jī)組正常運(yùn)行中監(jiān)視、調(diào)節(jié)的主要內(nèi)容(參數(shù))及其調(diào)節(jié)方法,如負(fù)荷、給水、燃燒、汽溫等的調(diào)節(jié)和監(jiān)視;熟悉鍋爐機(jī)組起動(dòng)前的準(zhǔn)備內(nèi)容,起動(dòng)程序及起動(dòng)過程中的有關(guān)注意事項(xiàng);對鍋爐機(jī)組的幾種停運(yùn)方式、停爐程序、停爐后的冷卻和養(yǎng)護(hù)等熟練操作;掌握鍋爐機(jī)組的事故預(yù)防和處理方法,學(xué)會(huì)分析有關(guān)事故,如給水、汽溫、管子爆破、煤粉爆炸、熄火等,以及事故發(fā)生原因、預(yù)防處理的方法;熟悉考核鍋爐運(yùn)行的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。生產(chǎn)實(shí)習(xí)模式的改革改進(jìn)了學(xué)生的思維模式,強(qiáng)化了學(xué)生的工程意識,提高了學(xué)生參與實(shí)習(xí)的主動(dòng)性、積極性,強(qiáng)化了學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合能力,培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。
四、改進(jìn)能源與動(dòng)力工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力
畢業(yè)設(shè)計(jì)是能源與動(dòng)力工程專業(yè)學(xué)生在畢業(yè)前關(guān)鍵性的綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),是在教師的指導(dǎo)下學(xué)生獨(dú)立完成的工程設(shè)計(jì)或者論文。通過該綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的鍛煉,復(fù)習(xí)和鞏固本專業(yè)學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識,培養(yǎng)學(xué)生對已學(xué)知識和未學(xué)知識的綜合學(xué)習(xí)與運(yùn)用能力。改進(jìn)能源與動(dòng)力工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì),對培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和適應(yīng)社會(huì)要求的能力具有重要意義。
畢業(yè)設(shè)計(jì)所涉及的內(nèi)容,專業(yè)課程的任課教師應(yīng)該在授課過程中加強(qiáng)講授和訓(xùn)練,讓學(xué)生盡早掌握畢業(yè)設(shè)計(jì)的理論知識。要根據(jù)專業(yè)方向和現(xiàn)有的新技術(shù)和新方法提出貼近生產(chǎn)一線的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目,并且要保證題目的多樣化,使得學(xué)生能盡量根據(jù)畢業(yè)后的工作方向確定題目,以便畢業(yè)后能夠盡快適應(yīng)工作崗位的專業(yè)要求。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)該加強(qiáng)檢查指導(dǎo)工作,保證學(xué)生能夠按時(shí)按質(zhì)的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。嚴(yán)格對畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)行考核,通過考核評定出不同的等級,表彰設(shè)計(jì)過程中的優(yōu)秀學(xué)生,以此來督促和提高學(xué)生做好畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。
五、結(jié)束語
在新疆經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的推動(dòng)下,新疆工程學(xué)院熱能與動(dòng)力工程教研室通過積極調(diào)研和深入思考,對能源與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行了改革,并在實(shí)施過程中加以修訂和調(diào)整,最終取得了較好的效果。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:新能源科學(xué)與工程;實(shí)踐教學(xué);遠(yuǎn)程監(jiān)控
近年來,能源科技日新月異,風(fēng)電等新能源快速發(fā)展,新能源領(lǐng)域的人才培養(yǎng)日益受到政府、高校和社會(huì)各界的廣泛重視[1]。2011年教育部批準(zhǔn)設(shè)置新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科專業(yè)(080503T),全國許多高校紛紛增設(shè)新能源科學(xué)與工程專業(yè),2012年原有的風(fēng)能與動(dòng)力工程和新能源科學(xué)與工程合并統(tǒng)一調(diào)整為新能源科學(xué)與工程,如何辦好戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)背景下的新專業(yè)是一項(xiàng)全新而艱巨的課題。作為傳統(tǒng)能源特色高校的風(fēng)電等新能源學(xué)科和專業(yè)發(fā)展面臨著許多新的挑戰(zhàn),由風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)調(diào)整轉(zhuǎn)變過來的新能源科學(xué)與工程專業(yè)人才面臨諸多現(xiàn)實(shí)和復(fù)雜的研究課題[2],正在進(jìn)行中的新能源專業(yè)人才培養(yǎng)應(yīng)該予以及時(shí)解決。本文將結(jié)合校企共建遠(yuǎn)程監(jiān)控中心建設(shè)項(xiàng)目的實(shí)踐,探索一種新型的實(shí)際教學(xué)模式。
一、新能源專業(yè)校外實(shí)習(xí)面臨的挑戰(zhàn)
新能源專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)模式的探索和實(shí)踐是一項(xiàng)十分緊迫的現(xiàn)實(shí)任務(wù)。新能源專業(yè)直接面對新能源產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)一線,具有很強(qiáng)的工程實(shí)踐性,實(shí)踐教學(xué)必須與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合,需要有良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境和實(shí)踐基地[3]。學(xué)校辦學(xué)應(yīng)與企業(yè)需求緊密結(jié)合,加強(qiáng)校企雙向調(diào)研,優(yōu)化新能源專業(yè)設(shè)置及相關(guān)課程設(shè)置,修訂專業(yè)教學(xué)計(jì)劃,共同培養(yǎng)出更多符合企業(yè)需要的高素質(zhì)的實(shí)踐型人才。在長沙理工大學(xué)的新能源專業(yè)的培養(yǎng)方案中,有兩次校外集中實(shí)習(xí)和兩次校內(nèi)集中實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),探索有效可行的實(shí)踐教學(xué)模式是一項(xiàng)重要的任務(wù)。風(fēng)電專業(yè)校外實(shí)習(xí)面臨較大的實(shí)際困難。長沙理工大學(xué)開設(shè)的“新能源科學(xué)與工程”專業(yè)主要面向風(fēng)力發(fā)電生產(chǎn)一線,實(shí)習(xí)單位主要為建成運(yùn)行的風(fēng)電場,而當(dāng)前周邊的風(fēng)電場大都建在遠(yuǎn)離市區(qū)的山頂,風(fēng)電專業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)路途遙遠(yuǎn)、費(fèi)用高、費(fèi)時(shí)長、交通不便、安全隱患重重,而且風(fēng)電場一般不能為集體實(shí)習(xí)的師生提供住宿和飲食條件,生活極為不便,給校外實(shí)習(xí)的經(jīng)費(fèi)、實(shí)習(xí)時(shí)間、安全、住宿和生活帶來很大困難,很大程度上影響了實(shí)習(xí)效果。為了破解這一難題,結(jié)合智能風(fēng)場和互聯(lián)網(wǎng)+行動(dòng)計(jì)劃,學(xué)校在產(chǎn)學(xué)研合作的基礎(chǔ)上,開創(chuàng)性地探索校企共建遠(yuǎn)程集中監(jiān)控平臺,探索校企聯(lián)合人才培養(yǎng)的新模式。
二、校企共建風(fēng)電遠(yuǎn)程集中監(jiān)控平臺建設(shè)的可行性分析
遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)成熟?,F(xiàn)代遠(yuǎn)程監(jiān)控與診斷模式是隨著通信、計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展而產(chǎn)生的[4],其特點(diǎn)是現(xiàn)場的采樣設(shè)備將各種傳感器獲得的設(shè)備狀態(tài)信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號后,通過網(wǎng)絡(luò)傳送給遠(yuǎn)程診斷工程師[5]?;谟?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)異地控制,也可實(shí)現(xiàn)多風(fēng)場大范圍的資源共享。采用無線通信技術(shù)為安裝具有開通快捷、維護(hù)遷移方便、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)的監(jiān)視控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)已經(jīng)運(yùn)行使用多年,技術(shù)成熟、性能穩(wěn)定可靠[6]。校企共建遠(yuǎn)程集控平臺和校企雙方經(jīng)濟(jì)效益顯著。將新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控中心建在學(xué)校校區(qū),企業(yè)可以節(jié)省房屋建設(shè)或租賃費(fèi)用;企業(yè)可以充分利用學(xué)校的相關(guān)資源和校區(qū)內(nèi)完善的生活設(shè)施,降低運(yùn)行成本和員工的生活成本。另外,企業(yè)投資建設(shè)新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控及仿真中心,學(xué)校則可節(jié)省新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的建設(shè)成本;新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控中心由企業(yè)對其進(jìn)行運(yùn)行維護(hù),學(xué)校還可節(jié)省新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的運(yùn)行維護(hù)成本。這種模式能充分發(fā)揮新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控示范效益、人才培養(yǎng)效益、科研效益、社會(huì)效益。學(xué)校在全國電力行業(yè)特別是中南地區(qū)電力行業(yè)有一定優(yōu)勢,為企業(yè)的相關(guān)業(yè)務(wù)向中南地區(qū)電力行業(yè)推廣有一定較好的作用。人才培養(yǎng)效益主要是為學(xué)校能源類本科生提供認(rèn)識實(shí)習(xí)、風(fēng)電場運(yùn)行與維護(hù)實(shí)習(xí)、風(fēng)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)習(xí)基地;為研究生提供新能源技術(shù)領(lǐng)域的課題研究機(jī)會(huì),特別是風(fēng)電場遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷的機(jī)會(huì)。在新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控建設(shè)和運(yùn)行中開展科研合作能使校企雙方共同受益;新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與仿真中心建成后,可以對湖南省新能源發(fā)電進(jìn)行監(jiān)控和故障診斷,對相關(guān)人員技術(shù)提供培訓(xùn)服務(wù),還可作為示范中心向全國相關(guān)單位推廣。
三、新能源校企共建共享新模式的構(gòu)建
學(xué)生在校內(nèi)能借助“遠(yuǎn)程監(jiān)控”完成運(yùn)行跟班實(shí)習(xí),充分利用多風(fēng)場、多機(jī)型和多種風(fēng)資源狀況的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況,全面提高實(shí)習(xí)效果。建立一套具有統(tǒng)一軟、硬件架構(gòu)平臺的集中監(jiān)控系統(tǒng),滿足新能源自身監(jiān)控需求及企業(yè)對所轄風(fēng)電場、光伏電站的集中監(jiān)管、調(diào)度控制,為新能源領(lǐng)域相關(guān)教師及工程技術(shù)人員提供科研平臺。隨著裝機(jī)容量的快速增長,以及電網(wǎng)公司對風(fēng)電場、光伏電站調(diào)度規(guī)劃的需求,企業(yè)在借鑒國內(nèi)外風(fēng)電集中監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,建立了一套具有統(tǒng)一軟、硬件架構(gòu)平臺的集中監(jiān)控系統(tǒng),可以滿足新能源自身監(jiān)控需求,同時(shí)公司可對所轄風(fēng)電場、光伏電站的集中監(jiān)管、調(diào)度控制,實(shí)現(xiàn)湖南區(qū)域風(fēng)場群、光伏電站群的遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。企業(yè)還充分利用學(xué)校能源動(dòng)力學(xué)科的優(yōu)勢,合作開展新能源發(fā)電領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)研究,以及開展下屬企業(yè)新進(jìn)員工開展業(yè)務(wù)培訓(xùn)。這種模式能很好地破解實(shí)踐教學(xué)難題,全面提升專業(yè)辦學(xué)水平。在整合學(xué)校特別是能源動(dòng)力工程類學(xué)科現(xiàn)有技術(shù)機(jī)構(gòu)、設(shè)施設(shè)備、人才隊(duì)伍的基礎(chǔ)上,建成新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與仿真中心、新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與仿真產(chǎn)學(xué)研基地,以及“新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與仿真大學(xué)生實(shí)踐教學(xué)基地”,實(shí)行統(tǒng)一的運(yùn)行管理機(jī)制,從而大力提升學(xué)校新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與仿真中心水平,推動(dòng)學(xué)校新能源發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)研究、學(xué)生實(shí)習(xí)、社會(huì)服務(wù)等方面的健康、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展,保障學(xué)校新能源發(fā)電技術(shù)大學(xué)生校內(nèi)實(shí)習(xí)基地目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)。
四、新能源遠(yuǎn)程監(jiān)控中心建設(shè)的內(nèi)容
根據(jù)項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo),擬建的“新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控與仿真中心”建設(shè)內(nèi)容主要分為“新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺、新能源發(fā)電實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺、新能源發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)平臺、學(xué)術(shù)交流與培訓(xùn)中心”等四個(gè)主要部分。1.新能源發(fā)電遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。主要由企業(yè)負(fù)責(zé)建設(shè)。根據(jù)公司的發(fā)展規(guī)劃,該平臺將納入該公司下屬十余個(gè)能源開發(fā)項(xiàng)目,總規(guī)劃容量達(dá)1000MW以上。具體建設(shè)內(nèi)容分為軟件、硬件兩大部分。軟件部分包括大容量實(shí)時(shí)/歷史數(shù)據(jù)庫、報(bào)表系統(tǒng)等;硬件部分包括采集設(shè)備、存儲設(shè)備、傳輸設(shè)備、互聯(lián)互通設(shè)備等。2.新能源發(fā)電實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)平臺。主要由學(xué)校負(fù)責(zé)建設(shè)。利用該平臺可對在校學(xué)生開展各項(xiàng)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)(包括認(rèn)識實(shí)習(xí)、運(yùn)行實(shí)習(xí)、仿真實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、新能源綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)、課外科技活動(dòng)等),年均達(dá)1000人次以上。具體建設(shè)內(nèi)容包括場地建設(shè)、相關(guān)設(shè)備及儀器儀表建設(shè)、師資隊(duì)伍教室、文檔資料建設(shè)等。3.新能源發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)平臺。校企合作共建科研和實(shí)驗(yàn)平臺,對新能源發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)難題(如新能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)、先進(jìn)控制技術(shù)、狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷技術(shù)、風(fēng)資源評估及風(fēng)功率預(yù)測技術(shù)等)聯(lián)合攻關(guān),合作開發(fā)科學(xué)研究項(xiàng)目,建設(shè)內(nèi)容包括場地建設(shè)、專用工具和儀器儀表、測試及分析軟件等。4.學(xué)術(shù)交流與培訓(xùn)中心。主要由學(xué)校負(fù)責(zé)建設(shè),可承接企業(yè)員工培訓(xùn)、相關(guān)教師的工程化鍛煉及業(yè)內(nèi)學(xué)術(shù)交流等,培訓(xùn)人工年均人次數(shù)達(dá)50人次以上,每年教師赴企業(yè)進(jìn)行工程化鍛煉3—5人次,每年不定期舉行多場次以上學(xué)術(shù)交流活動(dòng)。建設(shè)內(nèi)容包括培訓(xùn)教室、會(huì)議中心等場地建設(shè)、培訓(xùn)計(jì)劃制訂、培訓(xùn)教材編寫、工程案例準(zhǔn)備等。
五、新能源專業(yè)多環(huán)節(jié)實(shí)踐教學(xué)的效果
在中心建設(shè)和運(yùn)行過程中,研究新能源實(shí)驗(yàn)課程、核心專業(yè)課程的課程設(shè)計(jì)、仿真實(shí)習(xí)、認(rèn)識實(shí)習(xí)、運(yùn)行實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)的調(diào)整,實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)條件的建設(shè)方案等。這主要包括以下方面內(nèi)容:新能源專業(yè)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容和環(huán)節(jié)的研究、省部共建風(fēng)能與動(dòng)力工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室功能的調(diào)整與改造、新能源實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的研究、新能源新增實(shí)踐教學(xué)條件的建設(shè)方案研究。利用筆者所在高?!半娏ιa(chǎn)與控制國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心”的優(yōu)質(zhì)資源,高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)新能源發(fā)電過程仿真實(shí)驗(yàn)室。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合不僅是新能源這樣的工科專業(yè)人才培養(yǎng)的必然要求,能使學(xué)校學(xué)科和教學(xué)受益,同時(shí)也應(yīng)做足做實(shí)讓企業(yè)獲利,實(shí)現(xiàn)雙贏,這樣的產(chǎn)學(xué)研合作模式才能真正發(fā)揮其應(yīng)有的效能。本文不僅為高校新能源專業(yè)人才培養(yǎng)模式提供一種新思路,也為企業(yè)的校企合作提供有用的參考。
參考文獻(xiàn):
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[關(guān)鍵詞]熱能與動(dòng)力工程的概述?;現(xiàn)狀及問題;應(yīng)用
中圖分類號:TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)04-0038-01
1.熱能與動(dòng)力工程的概述
眾所周知,熱能與動(dòng)力工程是一門綜合類學(xué)科,包括對熱能技術(shù)的研究、以及各種能量與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)化的研究。熱能與動(dòng)力工程在鍋爐應(yīng)用中的最主要功能是實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)化,通過分析能源的產(chǎn)生過程和使用過程,從而方便我們更好地對能源進(jìn)行有效利用。熱能與動(dòng)力工程涉及的范圍十分廣泛,應(yīng)用起來十分廣泛,結(jié)合當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我們可以看出熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用在解決實(shí)際能源錄用方面具有十分重要的地位,它直接關(guān)系著我國電力企業(yè)的發(fā)展方向以及經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)情況。并且熱能與動(dòng)力工程充分利用了各個(gè)學(xué)科之間的相互關(guān)系,有效的支持了各種能量之間的轉(zhuǎn)化,為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。
從熱能與動(dòng)力工程的專業(yè)角度來看,研究熱能與動(dòng)力工程的同時(shí),還要注意對機(jī)械能力、物理能量的研究,把熱能與機(jī)械能量之間的轉(zhuǎn)化作為重中之重。并且隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,熱能與動(dòng)力工程也逐漸朝著自動(dòng)化化和智能化發(fā)展。我國能順應(yīng)這種發(fā)展的人才相對較少,要想實(shí)現(xiàn)熱能與動(dòng)力工程在鍋爐中的良好應(yīng)用,就必須進(jìn)一步加強(qiáng)對專業(yè)人才的培養(yǎng),進(jìn)一步提高能源的利用效率,發(fā)揮熱能與動(dòng)力工程在能源使用方面的重要作用,促進(jìn)我國國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)健康發(fā)展。
2.熱能動(dòng)力工程中鍋爐的發(fā)展及存在的問題
2.1 鍋爐在世界上出現(xiàn)的歷史很悠久,鍋爐的創(chuàng)造和使用對人類文明的進(jìn)步和發(fā)展有著很大的作用。鍋爐是由鍋和爐組成的,上面的盛水部件為鍋,下面的加熱部分為爐,鍋和爐的一體化設(shè)計(jì)稱為鍋爐。鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備,向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能、高溫?zé)煔獾臒崮艿刃问剑?jīng)過鍋爐轉(zhuǎn)換成蒸汽能。在一般工廠的工業(yè)生產(chǎn)過程中,使用的是工業(yè)爐來進(jìn)行燃料的燃燒和能量的轉(zhuǎn)換。根據(jù)文獻(xiàn)材料可知,最早的工業(yè)爐出現(xiàn)在我國的商代時(shí)期,它的主要作用是提煉熔鑄青銅器,并且,我國在春秋時(shí)期就能夠鑄造鐵器,這個(gè)進(jìn)步說明了我國控制工業(yè)爐的工藝有了很大的進(jìn)步。在當(dāng)代,工業(yè)爐更是有著廣泛的應(yīng)用和較大的發(fā)展。
2.2 工業(yè)爐在工業(yè)生產(chǎn)中仍然存在著較大的問題,主要包含四個(gè),首先污染物排放量大、面廣。其次單體容量小,平均容量在8噸/小時(shí)左右,10噸/小時(shí)以下燃煤小鍋爐的數(shù)量為42萬臺,占總數(shù)的2/3,再有排放貼近地面,對環(huán)境質(zhì)量影響很大。最后鍋爐技術(shù)、主輔機(jī)不匹配,運(yùn)行狀況差。此外,大多數(shù)小鍋爐缺乏除塵、脫硫和脫硝裝置,導(dǎo)致現(xiàn)在鍋爐的二氧化硫和粉塵排放普遍不達(dá)標(biāo)。煤粉燃燒是先進(jìn)的燃煤技術(shù),具有燃燒速度快、燃盡率高、煙氣熱損失低等優(yōu)點(diǎn),實(shí)踐證明,煤粉燃盡率達(dá)98%以上,鍋爐運(yùn)行熱效率達(dá)88%以上,與傳統(tǒng)燃煤鍋爐相比,可節(jié)能35%。同時(shí),我國還有幾個(gè)比較綜合型的大問題,工業(yè)鍋爐技術(shù)基礎(chǔ)工作比較薄弱,管理水平、工藝水平落后,制造廠家多且生產(chǎn)能力低,難以形成規(guī)?;a(chǎn)等,所以,我國如果想解決工業(yè)爐的問題,還需要進(jìn)行多方面的整治。
3 熱能與動(dòng)力工程在鍋爐運(yùn)行中的科技創(chuàng)新
3.1 鍋爐燃燒控制技術(shù)的創(chuàng)新
如何有效地調(diào)節(jié)能量轉(zhuǎn)換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業(yè)生產(chǎn)中,我國的鍋爐填充燃料絕大多數(shù)是采取人工添加的方式,從而保障鍋爐相關(guān)工作的正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。不過,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,絕大部分企業(yè)已從人工填料方式向步進(jìn)式的自動(dòng)化轉(zhuǎn)變,而連續(xù)控制系統(tǒng)是主要的鍋爐燃燒方式,其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構(gòu)成,通過熱電偶的有效檢測來設(shè)定合理數(shù)值,再利用計(jì)算機(jī)準(zhǔn)確計(jì)算出所測數(shù)值偏差,從而保證輸出結(jié)果的準(zhǔn)確性,與此同時(shí),還能夠有效且合理的對鍋爐燃燒進(jìn)行控制。
3.2 鍋爐風(fēng)機(jī)的仿真類翼型葉片
由于鍋爐內(nèi)部的風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行精密,因此給實(shí)際測量帶來一定的困難。目前我國尚未有科學(xué)且完整的體系來完善鍋爐的葉輪制造及運(yùn)行發(fā)展。如果想要獲取準(zhǔn)確有效的數(shù)值,就應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M的方法對機(jī)械內(nèi)部的氣體流動(dòng)進(jìn)行有效評估,模擬空氣以不同方式出入風(fēng)機(jī)時(shí)的相關(guān)流動(dòng)分離。最后,再利用計(jì)算機(jī)對這些數(shù)值進(jìn)行模擬設(shè)定,采用模擬實(shí)驗(yàn)方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖,將多組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較后,確定出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離及攻角之間的關(guān)系,從而進(jìn)行深一步的研究。
4.鍋爐領(lǐng)域中熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用的綜合評估
熱能與動(dòng)力工程使煤炭資源得到充分利用,降低了鍋爐使用過程中燃燒煤炭所排放的有害氣體的數(shù)量,有利于節(jié)約資源與保護(hù)環(huán)境。另外,熱能與動(dòng)力工程研究的是技術(shù)問題,因此提高了鍋爐領(lǐng)域的技術(shù)。熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域的應(yīng)用給鍋爐領(lǐng)域帶來非常明顯的變化,隨著社會(huì)的發(fā)展,熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域當(dāng)中還將發(fā)揮更大的作用,而面θ嗣嵌勻饒芐棖罅坎歡顯黽擁那魘疲如何提高熱能動(dòng)力的使用效率,鍋爐領(lǐng)域還要進(jìn)一步探索這個(gè)問題。
5.結(jié)束語
熱能與動(dòng)力工程在鍋爐領(lǐng)域當(dāng)中的應(yīng)用促進(jìn)了鍋爐領(lǐng)域的進(jìn)步,提高了資源的使用效率,對于緩解當(dāng)前的能源危機(jī)意義重大,有利于減輕環(huán)境污染。在建設(shè)資源節(jié)約型與環(huán)境友好型社會(huì)的背景下,熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用成效不僅表現(xiàn)在鍋爐領(lǐng)域,在其他領(lǐng)域當(dāng)中也有體現(xiàn)。鍋爐領(lǐng)域在看到熱能與動(dòng)力工程為本領(lǐng)域帶來的可喜變化的時(shí)候,也要留意熱能與動(dòng)力工程帶來的負(fù)面影響,鍋爐領(lǐng)域不能只依靠熱能與動(dòng)力工程來促進(jìn)本領(lǐng)域發(fā)展,要積極開拓創(chuàng)新,不斷借鑒國內(nèi)外成功經(jīng)驗(yàn),引進(jìn)先進(jìn)技術(shù),消除阻礙自身發(fā)展的因素,保證鍋爐高效運(yùn)轉(zhuǎn),只有這樣,才是獲得可持續(xù)發(fā)展的出路。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:雙一流;專業(yè)建設(shè);人才培養(yǎng)模式;新能源科學(xué)與工程
中圖分類號:G424 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)27-0136-02
2015年10月國務(wù)院印發(fā)《統(tǒng)籌推進(jìn)世界一流大學(xué)和一流學(xué)科建設(shè)總體方案》??傮w目標(biāo)分三步實(shí)現(xiàn):到2020年,若干所大學(xué)和一批學(xué)科進(jìn)入世界一流行列,若干學(xué)科進(jìn)入世界一流學(xué)科前列。到2030年,更多的大學(xué)和學(xué)科進(jìn)入世界一流行列,若干所大W進(jìn)入世界一流大學(xué)前列,一批學(xué)科進(jìn)入世界一流學(xué)科前列,高等教育整體實(shí)力顯著提升。到本世紀(jì)中葉,一流大學(xué)和一流學(xué)科的數(shù)量和實(shí)力進(jìn)入世界前列,基本建成高等教育強(qiáng)國。
2016年10月9日,長沙理工大學(xué)創(chuàng)建“雙一流”暨辦學(xué)60周年紀(jì)念大會(huì),賴明勇校長指出按照“六個(gè)突破、六個(gè)提升”的發(fā)展思路,突出優(yōu)勢、強(qiáng)化特色、創(chuàng)新機(jī)制、打造品牌,堅(jiān)持以學(xué)科建設(shè)為龍頭,努力將行業(yè)特點(diǎn)轉(zhuǎn)化為學(xué)科特色,專注打造一批一流學(xué)科,全面提高學(xué)校的核心競爭力,努力躋身全國“百強(qiáng)”。
長沙理工大學(xué)一直重視能源領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)和人才,學(xué)校準(zhǔn)確把握當(dāng)前國際國內(nèi)的能源發(fā)展形勢和能源科學(xué)的發(fā)展方向,瞄準(zhǔn)國家新能源重大人才需求,在全國率先開展新能源人才培養(yǎng)工作,創(chuàng)辦全國第二,湖南省第一個(gè)風(fēng)能與動(dòng)力工程本科專業(yè)。2011年該專業(yè)被批準(zhǔn)為湖南省特色專業(yè),2013年5月順利通過了湖南省教育廳的新增專業(yè)辦學(xué)水平評估和新增學(xué)士學(xué)位授權(quán)學(xué)科專業(yè)評估。2012年教育部要求新能源相關(guān)專業(yè)統(tǒng)一更名為新能源科學(xué)與工程。通過6年的專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng),取得的主要貢獻(xiàn)如下7個(gè)方面:創(chuàng)辦了湖南省第一個(gè)新能源科學(xué)與工程本科專業(yè),構(gòu)建了風(fēng)電特色鮮明的新能源科學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)平臺,探索了科研反哺教學(xué)的新能源科學(xué)與工程人才培養(yǎng)模式,發(fā)展了雙一流建設(shè)背景下新能源人才培養(yǎng)模式系列高等教育理論、建成了國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心重要組成部分即湖南第一個(gè)風(fēng)電場設(shè)計(jì)和風(fēng)力發(fā)電過程仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室、開展了“2+2”新能源國際化辦學(xué)模式、實(shí)施了“頂崗實(shí)習(xí)”的新能源實(shí)踐教學(xué)新模式。
一、創(chuàng)辦了湖南省第一個(gè)的新能源科學(xué)與工程本科專業(yè)
2009年新能源科學(xué)與工程專業(yè)(風(fēng)能與動(dòng)力工程)招收第一批本科生,經(jīng)過4年的教育教學(xué)探索,成功地完成了第一輪本科人才培養(yǎng)工作,2013年5月順利通過了湖南省教育廳的新專業(yè)評估驗(yàn)收,人才培養(yǎng)取得圓滿成功。該專業(yè)2011年被批準(zhǔn)為湖南省特色專業(yè),本研究成果對我省風(fēng)電領(lǐng)域人才培養(yǎng)、新能源科學(xué)與工程本科專業(yè)建設(shè)以及雙一流建設(shè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的指導(dǎo)和借鑒意義。
二、構(gòu)建了風(fēng)電特色鮮明的新能源科學(xué)與工程實(shí)踐教學(xué)平臺
新能源科學(xué)與工程專業(yè)已建成實(shí)驗(yàn)室有:“風(fēng)力機(jī)葉片振動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺”、“新能源材料疲勞特性試驗(yàn)臺”、“風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行與控制實(shí)驗(yàn)臺”、“風(fēng)光互補(bǔ)實(shí)驗(yàn)臺”、“小型風(fēng)力機(jī)拆裝實(shí)驗(yàn)臺”、“風(fēng)電場設(shè)計(jì)與仿真實(shí)驗(yàn)室”、“分布式發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)”等,“風(fēng)力發(fā)電過程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室”是國家級“電力生產(chǎn)與控制”仿真中心重要組成部分。新能源科學(xué)與工程實(shí)驗(yàn)室是能源系統(tǒng)與動(dòng)力工程國家級實(shí)驗(yàn)示范教學(xué)中心重要組成部分。
三、探索了科研反哺教學(xué)的新能源科學(xué)與工程人才培養(yǎng)模式
16位在編教師中主持11項(xiàng)國家自然科學(xué)基金,還承擔(dān)20余項(xiàng)省部項(xiàng)目;多位教師發(fā)表在頂級國際刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文,研究成果獲得國際同行的認(rèn)可;多位教師獲發(fā)明專利授權(quán)。以上這些科研成果反哺教學(xué),通過指導(dǎo)本專業(yè)學(xué)生參加大學(xué)生挑戰(zhàn)杯、節(jié)能減排大賽等方式,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。教師將自己科研成果帶入教學(xué)課堂,從而使同學(xué)們了解新能源領(lǐng)域科技前沿知識和學(xué)術(shù)思維。
四、發(fā)展了雙一流背景下新能源人才培養(yǎng)模式系列高等教育理論
近年來,我國風(fēng)電等新能源產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展需要培養(yǎng)大量的專業(yè)技術(shù)人才,新形勢下培養(yǎng)什么樣的人才和如何培養(yǎng)新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)高級專業(yè)人才是高等教育理論的一項(xiàng)重要的新興課題。本項(xiàng)目結(jié)合“卓越工程師”的人才培養(yǎng)思路、能源領(lǐng)域?qū)I(yè)綜合改革試點(diǎn)和“2011計(jì)劃”,在湖南省和長沙理工大學(xué)教研項(xiàng)目的支持下,研究探索了新形勢下新能源人才培養(yǎng)理念、培養(yǎng)思路、培養(yǎng)模式等系列高等教育理論。
五、建成了國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心重要組成部分即湖南第一個(gè)風(fēng)電場設(shè)計(jì)和風(fēng)力發(fā)電過程仿真教學(xué)實(shí)驗(yàn)室
除了風(fēng)電場的運(yùn)行控制仿真以為,創(chuàng)造性把風(fēng)資源測量與評估、風(fēng)電場設(shè)計(jì)引入風(fēng)電仿真實(shí)驗(yàn)室,建成了多功能、全過程的風(fēng)電仿真實(shí)驗(yàn)室,這在全省甚至全國都是一個(gè)創(chuàng)新。2014年,風(fēng)電場設(shè)計(jì)與運(yùn)行仿真實(shí)驗(yàn)室作為一個(gè)重要部分已成功獲批為“電力生產(chǎn)與控制虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)”國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心,獲得了進(jìn)一步建設(shè)發(fā)展的良好機(jī)遇,將在仿真教學(xué)、科技服務(wù)及科學(xué)研究等方面發(fā)揮更重要的作用。
六、開展了“2+2”新能源國際化辦學(xué)模式
長沙理工大學(xué)與英國諾森比亞大學(xué)簽訂了合作辦學(xué)模式。長沙理工大學(xué)新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科第一、二學(xué)年在本校就讀,且學(xué)習(xí)成績不低于評分標(biāo)準(zhǔn)70%(平均績點(diǎn)2.0以上)、無不及格課程的學(xué)生,可申請諾森比亞大學(xué)機(jī)械工程本科專業(yè)本科第三、四學(xué)年課程,順利完成課程學(xué)習(xí)后可獲得諾森比亞大學(xué)學(xué)士學(xué)位,經(jīng)長沙理工大學(xué)認(rèn)證,并能獲得長沙理工大學(xué)的學(xué)士學(xué)位。
七、實(shí)施了“頂崗實(shí)習(xí)”的新能源實(shí)踐教學(xué)新模式
本專業(yè)把實(shí)踐教學(xué)作為專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)的重點(diǎn)和特色之一,建設(shè)了高水平的風(fēng)力發(fā)電綜合實(shí)驗(yàn)室,建立了多環(huán)節(jié)多層的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式,從無到有,建設(shè)了6個(gè)校外實(shí)習(xí)基地。新能源科學(xué)與工程專業(yè)畢業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)施了“頂崗實(shí)習(xí)”的新能源實(shí)踐教學(xué)新模式,在風(fēng)力發(fā)電場實(shí)踐基地給每一位學(xué)員分配一個(gè)崗位,并配備一位指導(dǎo)師傅,實(shí)習(xí)3周。結(jié)合多項(xiàng)省級、校級教研課題,探索形成了校內(nèi)外實(shí)習(xí)相結(jié)合、風(fēng)電場實(shí)習(xí)和校內(nèi)仿真運(yùn)行相結(jié)合的模式。
在A電仰天湖風(fēng)電場、大唐南山風(fēng)電場、湘電風(fēng)能公司、南車時(shí)代公司風(fēng)電事業(yè)部等單位建立了實(shí)踐教學(xué)基地,為新能源提供良好的實(shí)踐教學(xué)基礎(chǔ)條件。
八、總結(jié)
新能源科學(xué)與工程專業(yè)是我校2009年新開辦的一個(gè)專業(yè),成為我校以風(fēng)電為特色的專業(yè),也是能動(dòng)學(xué)院新的人才培養(yǎng)增長點(diǎn),人才培養(yǎng)質(zhì)量獲得就業(yè)單位的高度評價(jià)。
在國家和學(xué)校雙一流建設(shè)背景下,我校十分重視能源學(xué)科的發(fā)展,在新能源科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)及相關(guān)領(lǐng)域的教學(xué)研究等方面投入了大量人力物力,取得了以上七個(gè)方面的專業(yè)建設(shè)成果。
[關(guān)鍵詞]熱能動(dòng)力工程;鍋爐技術(shù);能源;發(fā)展
中圖分類號:TK221 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1009-914X(2014)35-0085-01
隨著常規(guī)能源的日漸短缺,人類環(huán)境保護(hù)意識的不斷增強(qiáng),節(jié)能、高效、降低或消除污染排放物、發(fā)展新能源及其它可再生能源成為本學(xué)科的重要任務(wù),在能源、交通運(yùn)輸、汽車、船舶、電力、航空宇航工程、農(nóng)業(yè)工程和環(huán)境科學(xué)等諸多領(lǐng)域獲得越來越廣泛的應(yīng)用,在國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)揮著越來越重要的作用。
一、 熱能動(dòng)力工程概念及在能源方面的現(xiàn)狀
(一)、熱能動(dòng)力工程概念
熱能動(dòng)力工程顧名思義主要研究熱能與動(dòng)力方面,其包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī),熱能工程,流體機(jī)械及流體工程,熱能工程與動(dòng)力機(jī)械,制冷與低溫技術(shù),能源工程,工程熱物理,水利電動(dòng)力工程,冷凍冷藏工程等九個(gè)方面,其中鍋爐的運(yùn)行方面主要運(yùn)用熱力發(fā)動(dòng)機(jī),熱能工程,動(dòng)力機(jī)械,能源工程以及工程熱物理等部分專業(yè)技術(shù)。熱能動(dòng)力工程主要研究方面為熱能與動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)換問題,其研究方面橫跨機(jī)械工程、工程熱物理等多種科學(xué)領(lǐng)域。其發(fā)展方向多為電廠熱能工程以及自動(dòng)化方向、工程物理過程以及其自動(dòng)控制方向、流體機(jī)械及其自動(dòng)控制方向、空調(diào)制冷方向、鍋爐熱能轉(zhuǎn)換方向等,熱能動(dòng)力工程是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱能動(dòng)力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題,作為熱能源的主要利用工程,熱能動(dòng)力工程對于我國的國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展中具有很高的地位。?
(二)、熱能工程技術(shù)的現(xiàn)狀
隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的建立,社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)分配狀態(tài)的變化、科技發(fā)展的趨勢、對本專業(yè)的生源、就業(yè)等形成了挑戰(zhàn),更是熱能動(dòng)力專業(yè)教育的關(guān)鍵。同時(shí),熱動(dòng)還是現(xiàn)代動(dòng)力工程師的基本訓(xùn)練,可見熱動(dòng)是現(xiàn)代動(dòng)力工程的基礎(chǔ)。熱動(dòng)主要研究熱能與動(dòng)力方面,是跨熱能與動(dòng)力工程、機(jī)械工程等學(xué)科領(lǐng)域的工程應(yīng)用型專業(yè)。熱動(dòng)主要學(xué)習(xí)機(jī)械工程、熱能動(dòng)力工程和工程熱物理的基礎(chǔ)理論,學(xué)習(xí)各種能量轉(zhuǎn)換及有效利用的理論和技術(shù)。本專業(yè)涵蓋的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域十分廣泛。能源動(dòng)力產(chǎn)業(yè)既是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),又在各行各業(yè)中有特殊的應(yīng)用,也是國家科技發(fā)展基礎(chǔ)方向之一。能源動(dòng)力領(lǐng)域人才教育的成敗關(guān)系到國家的根本利益。
能源問題在當(dāng)今社會(huì)舉足輕重,熱能與動(dòng)力工程專業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位可想而知。
能源動(dòng)力工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支柱型產(chǎn)業(yè),同時(shí)也是涉及多個(gè)領(lǐng)域高新技術(shù)的集成產(chǎn)業(yè),在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)與社會(huì)發(fā)展中一直起著極其重要的作用。
風(fēng)機(jī)是一種裝有多個(gè)葉片的通過軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)氣流的機(jī)械。葉片將施加于軸上旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能,轉(zhuǎn)變?yōu)橥苿?dòng)氣體流動(dòng)的壓力,從而實(shí)現(xiàn)氣體的流動(dòng)。風(fēng)機(jī)廣泛應(yīng)用于發(fā)電廠、鍋爐和工業(yè)爐窯的通風(fēng)和引風(fēng),礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和建筑物的通風(fēng)、排塵和冷卻等。尤其是在電站,隨著機(jī)組向大容量、高轉(zhuǎn)速、高效率、自動(dòng)化方向的發(fā)展,電站也對風(fēng)機(jī)的安全可靠性提出了越來越高的要求,鍋爐風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中常發(fā)生燒壞電機(jī)、竄軸、葉輪飛車、軸承損壞等事故,嚴(yán)重危害設(shè)備、人身安全,也給電廠造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。此外,風(fēng)機(jī)一直是電站的耗電大戶,電站配備的送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和冷煙風(fēng)機(jī)是鍋爐的重要輔機(jī),降低其耗電率是節(jié)能的一項(xiàng)重要措施。
二、熱能動(dòng)力工程技術(shù)運(yùn)用
(一)爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)
其燃燒控制是步進(jìn)爐的核心技術(shù)之一,手動(dòng)控制已被自動(dòng)控制方式所取代。目前大規(guī)格鋼錠推鋼式加熱爐可選用的燃燒自控方式通常有:
(1)空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)獗壤y、空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到PLC與其設(shè)定值進(jìn)行比較,偏差值按比例積分、微分運(yùn)算輸出4-20 mA的電信號分別對空氣/燃?xì)獗壤y和空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié),從而達(dá)到控制空氣/燃?xì)獗壤蜖t內(nèi)溫度之目的。
(2)雙交叉限幅控制系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)饬髁块y、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶等組成。工作原理是:通過一個(gè)溫度傳感器熱電偶把測量的溫度變成一個(gè)電信號,該信號表示測量點(diǎn)的實(shí)際溫度,該測量點(diǎn)的溫度期望給定值是由預(yù)存貯在上位機(jī)中的工藝曲線自動(dòng)給定的。根據(jù)這兩個(gè)溫度值偏差的大小,PLC自動(dòng)校準(zhǔn)燃?xì)?空氣流量閥的開度。該閥通過電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位??諝?燃料比控制,借助于孔板和差壓變送器來測量空氣流量,燃?xì)獾牧髁渴墙柚谝慌_安裝在燃?xì)庵Ч苌系馁|(zhì)量流量計(jì)來測量,使精確的溫度控制得以實(shí)現(xiàn)。
(二)、軟件仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片
由于鍋爐葉輪機(jī)械內(nèi)部流場非常復(fù)雜,并帶有強(qiáng)烈的非定常特征,進(jìn)行細(xì)致的實(shí)驗(yàn)測量非常困難,目前尚沒有完善的流體力學(xué)理論解釋諸如流動(dòng)分離、失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象,這就迫切需要可靠詳細(xì)的流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬工作來了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)本質(zhì)。將利用軟件對鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片進(jìn)行二維的數(shù)值模擬,研究空氣以不同的方向流入翼型葉片入口所造成的流動(dòng)分離。根據(jù)數(shù)值模擬的一般步驟:創(chuàng)建二維模型,進(jìn)行網(wǎng)格劃分,設(shè)定邊界條件和區(qū)域,輸出網(wǎng)格,再利用求解器求解,對不同空氣來流攻角角下的流動(dòng)進(jìn)行二維數(shù)值模擬。在得到模擬結(jié)果后,對不同攻角下模擬所得到的速度矢量圖進(jìn)行比較分析,得出鍋爐風(fēng)機(jī)翼型邊界層分離和攻角的關(guān)系。
三、熱能動(dòng)力工程的發(fā)展方向
1、熱能動(dòng)力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向)主要掌握熱能與動(dòng)力測試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、熱工自動(dòng)控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、流體機(jī)械等知識。
2、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車工程方向掌握內(nèi)燃機(jī)(或透平機(jī))原理、結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì),測試,燃料和燃燒,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放與環(huán)境工程,能源工程概論,內(nèi)燃機(jī)電子控制,熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷,汽車工程概論等方面的知識。
3、制冷低溫工程與流體機(jī)械方向掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識。
4、水利水電動(dòng)力工程方向掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)安裝檢修與運(yùn)行、水力機(jī)組輔助設(shè)備、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動(dòng)化、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護(hù)原理等方面的知識,以及水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測試技術(shù)方面的知識。
四、結(jié)束語
熱能動(dòng)力工程的迅速發(fā)展使得熱力發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)方向,其中包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)主要研究高速旋轉(zhuǎn)動(dòng)力裝置,包括蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、渦噴與渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、壓縮機(jī)及風(fēng)機(jī)等的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、故障監(jiān)測與診斷以及自動(dòng)控制等行業(yè)的發(fā)展都到了提速。熱動(dòng)能的發(fā)展為航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、鐵路及輕工等部門培養(yǎng)高級工程技術(shù)人才,若能將這些理論知識轉(zhuǎn)換成實(shí)際的運(yùn)用,我國的能源壓力將大大降低。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】熱力動(dòng)力工程;能源;鍋爐仿真
熱能動(dòng)力工程專業(yè)的應(yīng)用性增強(qiáng),它主要是以機(jī)械工程學(xué)和跨熱能動(dòng)力工程作為理論基礎(chǔ),通過熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換,來產(chǎn)生動(dòng)力。而鍋爐正是能量轉(zhuǎn)換的工具,只有在鍋爐進(jìn)行合理的設(shè)計(jì),才可以達(dá)到一定的使用效果,最近幾年,我國鍋爐的種類逐漸增多,但在鍋爐的制造和使用方面,還存在很多問題,這樣導(dǎo)致能源的利用率較低,所以怎樣才能提高能源的利用率是目前國家熱能動(dòng)力工程方面需要研究的問題。
1.我國當(dāng)前動(dòng)力工程的情況以及發(fā)展趨勢
1.1我國當(dāng)前動(dòng)力工程的發(fā)展情況
我國熱力動(dòng)力工程專業(yè)形成于20世紀(jì)50年代,興起于蘇聯(lián),主要包括的學(xué)科有鍋爐、電廠熱能、內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、制冷、低溫、供熱通風(fēng)與空調(diào)工程等幾十個(gè)小專業(yè)。而在我國,改革開放之后,我國由幾十個(gè)小專業(yè)壓縮為九個(gè),隨即不久,就從原來的幾十個(gè)專業(yè)合并為一個(gè)專業(yè),目前我國已有120多所高效舍友熱能與動(dòng)力工程專業(yè)。
對于熱動(dòng)主要研究的方面是熱能與動(dòng)力,是一種應(yīng)用性強(qiáng)的專業(yè),主要學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識有:機(jī)械工程、熱能動(dòng)力工程和工程熱物理,還要學(xué)習(xí)能量轉(zhuǎn)換以及有效利用的理論和技術(shù),掌握制冷空調(diào)設(shè)備、制冷裝置、動(dòng)力機(jī)械與動(dòng)力工程、流體機(jī)械等設(shè)計(jì)、制造和實(shí)驗(yàn)研究的基本技術(shù)。這個(gè)專業(yè)在很多領(lǐng)域上有著很廣泛的應(yīng)用,同時(shí)也是我國科技發(fā)展的基礎(chǔ)方向。隨著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,市場經(jīng)濟(jì)的建立,社會(huì)需求和經(jīng)濟(jì)分配狀態(tài)以及科技發(fā)展的趨勢等都成為我國現(xiàn)階段的挑戰(zhàn),也是當(dāng)前本專業(yè)在我國教育發(fā)展的主要方向,而且熱動(dòng)也是當(dāng)前動(dòng)力工程師的基本訓(xùn)練。
1.2我國當(dāng)前動(dòng)力工程的發(fā)展趨勢
首先是在動(dòng)力控制工程方向發(fā)展,主要掌握熱能與動(dòng)力測試技術(shù)、鍋爐原理、汽輪機(jī)原理、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、熱力發(fā)電廠、熱工自動(dòng)控制、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、流體機(jī)械等知識。其次是在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車工程方向上主要掌握內(nèi)燃機(jī)原理、內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、測試、燃料和燃燒,還有熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放、環(huán)境工程概論以及內(nèi)燃機(jī)電子控制、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷等方面的知識。在制冷低溫工程和流體機(jī)械方向上,需要掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動(dòng)化、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低溫技術(shù)學(xué)、熱工過程自動(dòng)化、流體機(jī)械原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學(xué)生掌握該方向所涉及的制冷空調(diào)系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調(diào)與低溫各種設(shè)備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機(jī)和各種容積式壓縮機(jī)的基本理論和知識。除此之外,在水利水電工程方向上主要掌握掌握水輪機(jī)、水輪機(jī)安裝檢修與運(yùn)行、水力機(jī)組輔助設(shè)備、水輪機(jī)調(diào)節(jié)、現(xiàn)代控制理論、發(fā)電廠自動(dòng)化、電機(jī)學(xué)、發(fā)電廠電氣設(shè)備、繼電保護(hù)原理等方面的知識,以及水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控和水電廠現(xiàn)代測試技術(shù)方面的知識。
2.工業(yè)爐的發(fā)展
工業(yè)爐的作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱量,用來對物料和工件加熱。工業(yè)爐是工業(yè)加熱的關(guān)鍵設(shè)備,廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè),量大面廣,品種多,影響極大。我國在很久以前就出現(xiàn)了很完善的煉銅爐,隨著技術(shù)的發(fā)展,煉銅爐發(fā)展迅速。而發(fā)展到現(xiàn)在,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國12個(gè)行業(yè)縣以上企業(yè),工業(yè)爐裝備11萬臺以上,機(jī)械行業(yè)占7.5萬臺(占爐窯總數(shù)66%)。工業(yè)爐中燃料爐約6萬臺,占爐窯總數(shù)55%以上,電爐絕5萬臺。也就是說大部分地區(qū)都在使用工業(yè)爐,而燃燒爐又是工業(yè)爐中使用最多的,所以對于工業(yè)爐發(fā)展對于我國的工業(yè)發(fā)展有著很重要的作用。
3.關(guān)于爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)的運(yùn)用
對于燃燒控制技術(shù)是當(dāng)前步進(jìn)爐發(fā)展的核心技術(shù)之一,而當(dāng)前控制技術(shù)已逐漸由原來的手動(dòng)控制轉(zhuǎn)換為自動(dòng)控制,而當(dāng)前加熱爐選用的自控方式主要有空燃比例連續(xù)控制系統(tǒng)以及雙交叉限幅控制系統(tǒng)。
3.1空比例連續(xù)控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)獗壤y、空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶、氣體分析裝置、PLC等組成。工作原理是由熱電偶或氣體分析裝置檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到PLC,由此得到的偏差值按比例積分、微分運(yùn)算分別對空氣/燃?xì)獗壤y和空氣/燃?xì)怆妱?dòng)蝶閥的開度進(jìn)行調(diào)節(jié),可以達(dá)到控制空氣/燃?xì)獗壤蜖t內(nèi)溫度之目的。
3.2雙交叉限幅控制系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由燒嘴、燃燒控制器、空氣/燃?xì)饬髁块y、空氣/燃?xì)饬髁坑?jì)、熱電偶等組成。工作原理是:通過一個(gè)溫度傳感器熱電偶把測量的溫度變成一個(gè)電信號,該信號表示測量點(diǎn)的實(shí)際溫度。
4.仿真鍋爐風(fēng)機(jī)翼型葉片
對于鍋爐的葉輪機(jī)械內(nèi)部,流場復(fù)雜,有著非定長特征,所以在實(shí)驗(yàn)檢測方面就會(huì)有很大的困難,而目前沒有完善的流體力學(xué)理論解釋諸如流動(dòng)分離、失速和喘振等流動(dòng)現(xiàn)象,需要流動(dòng)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬了解機(jī)械內(nèi)部流動(dòng)本質(zhì)。
5.熱能工程技術(shù)在能源方面發(fā)展
5.1在能源方面出現(xiàn)的問題
對于當(dāng)今世界,各個(gè)國家都很重視能源的問題,而能源動(dòng)力工業(yè)又是我國國民經(jīng)濟(jì)與國防建設(shè)的重要基礎(chǔ)和支柱產(chǎn)業(yè),所以在國家各方面的發(fā)展上起到了很重要的作用。對于風(fēng)機(jī),是一種能源利用中產(chǎn)生的機(jī)械,它本身裝有多個(gè)葉片,通過軸旋轉(zhuǎn)推動(dòng)氣流,這種風(fēng)機(jī)主要廣泛應(yīng)用在發(fā)電廠、鍋爐和工業(yè)路遙的通風(fēng)和引風(fēng),對礦井、隧道、冷卻塔、車輛、船舶和很多大型的建筑物實(shí)現(xiàn)內(nèi)部通風(fēng),同時(shí)實(shí)現(xiàn)排塵和進(jìn)行冷卻。對于在一些發(fā)電站里,隨著機(jī)組的發(fā)展,電站需要向更安全、更可靠地方向發(fā)展才行,所以電站對風(fēng)機(jī)也提出了更高的要求,解決掉一些安全問題,像鍋爐經(jīng)常出現(xiàn)燒壞電機(jī)、竄軸、葉輪飛車等事故,這種事故嚴(yán)重危害到設(shè)備的使用以及工作人員的生命安全,同時(shí)在經(jīng)濟(jì)方面也有大量的損失。
5.2在能源方面的發(fā)展前景
能源是人類社會(huì)賴以生存和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),所以怎樣讓能源更合理的開發(fā)和使用就會(huì)很大程度上推進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)和人類社會(huì)的發(fā)展,而我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展同樣離不開能源,當(dāng)前我國在能源發(fā)展方面主要以“新能源、核能、只能電網(wǎng)、常規(guī)能源、節(jié)能減排”為主要發(fā)展方向,而熱能與動(dòng)力工程專業(yè)正是符合國家的能源戰(zhàn)略發(fā)展方向,通過結(jié)合很多門專業(yè)課程的學(xué)習(xí),來培養(yǎng)能適應(yīng)國家能源領(lǐng)域快速發(fā)展要求的高級研究應(yīng)用型人才。
6.結(jié)語
本研究主要根據(jù)我國熱能動(dòng)力工程在鍋爐方面的應(yīng)用和發(fā)展做了一些研究,在鍋爐的燃燒控制方面,在燃燒方式、風(fēng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)問題以及資源利用率方面做出了一系列的分析和闡述,總結(jié)出熱能動(dòng)力工程無論在鍋爐的發(fā)展或是其他方面都起著很重要的作用,通過結(jié)合和利用一些理論知識能夠轉(zhuǎn)換成實(shí)際的應(yīng)用,將更利于熱能動(dòng)力工程的發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:能源動(dòng)力;互動(dòng)式教學(xué);專業(yè)英語;教學(xué)模式
中圖分類號:G642文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
一、引言
鄭州輕工業(yè)學(xué)院能源與動(dòng)力工程專業(yè)于1981年在機(jī)械和家電研究室的基礎(chǔ)上成立,原名稱為制冷及低溫技術(shù)。近幾年來,隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人民生活水平的提高,我國制冷空調(diào)產(chǎn)品市場以每年20%~30%的比例增加,世界市場80%的產(chǎn)品都在中國生產(chǎn)。在這種形勢下,我國需要大量精通專業(yè)技術(shù)和具有用英語進(jìn)行專業(yè)技術(shù)交流與溝通的高級專業(yè)技術(shù)人才,因此,在卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃背景下,加強(qiáng)能源能力類專業(yè)英語的教學(xué)就具有非常重要的意義。
二、專業(yè)英語的教學(xué)現(xiàn)狀
目前大部分高校將專業(yè)英語作為選修課程,這使得專業(yè)英語沒有得到足夠重視。在師資配備、課程設(shè)置和考核制度等方面,專業(yè)英語教學(xué)都處于薄弱環(huán)節(jié),目前的教學(xué)現(xiàn)狀可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)。
1.教學(xué)和學(xué)習(xí)目的不明確
由于授課教師和學(xué)生都沒有充分重視專業(yè)英語,致使大部分教師對專業(yè)英語的教學(xué)目的不明確,不能正確地去引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識專業(yè)英語的學(xué)習(xí)目的,這會(huì)導(dǎo)致學(xué)生聽課不積極,不能很好地參與到課程的學(xué)習(xí)中去,在學(xué)習(xí)的時(shí)候只是為了翻譯而去翻譯,沒有學(xué)會(huì)一種學(xué)習(xí)方法。
2.授課方式及教學(xué)內(nèi)容單一
目前專業(yè)英語的教師基本上由專業(yè)課老師來擔(dān)任,在上課的過程中,大多數(shù)老師還是按照選定的教材按部就班進(jìn)行授課,內(nèi)容只局限于教材,缺乏和學(xué)生的互動(dòng),這導(dǎo)致學(xué)生上課只是被動(dòng)接受知識,缺乏主動(dòng)去獲取課本之外的知識的動(dòng)力。
三、專業(yè)英語的教學(xué)模式研究
1.明確教學(xué)目的
專業(yè)英語主要目的是培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力、聽、說、寫和翻譯能力,使學(xué)生能夠用英語交流專業(yè)知識。
2.教學(xué)內(nèi)容多樣化
由于能源動(dòng)力類專業(yè)包括能源與動(dòng)力工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、新能源等專業(yè),學(xué)院要根據(jù)學(xué)校學(xué)科專業(yè)的方向來選定相應(yīng)的教材。在授課過程中要逐步讓學(xué)生去了解本專業(yè)的一些特定的專有名詞。在選定教材的同時(shí),還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過學(xué)校外文文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫去了解本專業(yè)方向的英文文獻(xiàn)期刊,從期刊中了解目前專業(yè)的最新研究方向和研究內(nèi)容,以開闊學(xué)生的專業(yè)視野。
3.考核方式
通過教學(xué)內(nèi)容多樣化和互動(dòng)式教學(xué),專業(yè)英語的考核方式也相應(yīng)有變化??己藨?yīng)貫穿整個(gè)教學(xué)過程,不能單獨(dú)考核個(gè)人,而是以分組來進(jìn)行。根據(jù)前面所述的三階段教學(xué),當(dāng)教學(xué)進(jìn)行到第三階段時(shí),由各組對自己檢索到的專業(yè)英文文獻(xiàn)來進(jìn)行翻譯,并對其翻譯結(jié)果進(jìn)行講述,由授課教師和各小組討論,形成一定的評分標(biāo)準(zhǔn)后共同對翻譯結(jié)果進(jìn)行量化打分,最終確定各組的成績。各組成績確定以后,再由組長和授課教師根據(jù)每一小組內(nèi)成員對團(tuán)隊(duì)的貢獻(xiàn)來確定各個(gè)組員的成績。
四、結(jié)語
筆者采取以上專業(yè)英語教學(xué)模式,在實(shí)際的教學(xué)過程中取得了一定的成績。第一,通過教學(xué)內(nèi)容的多樣化,可以擴(kuò)大學(xué)生學(xué)習(xí)的知識面,擴(kuò)大學(xué)習(xí)視野。第二,通過互動(dòng)式教學(xué),可提高學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性,促進(jìn)授課教師去學(xué)習(xí)學(xué)生所檢索到的英文文獻(xiàn),為教師的備課帶來一定的挑戰(zhàn)。第三,新的考核方式,可以使學(xué)生全程參與,不僅提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,而且鍛煉了其團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
參考文獻(xiàn):
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以學(xué)科建設(shè)帶動(dòng)新能源科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展
學(xué)科和專業(yè)建設(shè)兩者之間相互促進(jìn)、共同發(fā)展,學(xué)科建設(shè)中學(xué)科方向的凝練,是課程建設(shè)、教材建設(shè)、教學(xué)方法改進(jìn)的基礎(chǔ)。學(xué)科發(fā)展的水平越高,專業(yè)發(fā)展的后勁越大。中國工程院尹偉倫院士指出新能源是一個(gè)應(yīng)時(shí)代需求、人類必需尋找的能源,其意義、價(jià)值和必行性是不言而喻的。通過尋找煤和石油等簡單能源來解決人類工業(yè)革命的方式終將被取代,過去我們在風(fēng)能、水能的研究上做了很多工作,取得了一些成績。然而,新能源是多元化的,作為一種產(chǎn)業(yè)革命和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,其他能源如生物質(zhì)能源等也是值得去研究的。新能源作為一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè),通過學(xué)科建設(shè)帶動(dòng)專業(yè)的發(fā)展,從而為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的人才支撐。具體來說就是,通過學(xué)科建設(shè)培養(yǎng)大批學(xué)術(shù)水平高、教學(xué)能力強(qiáng)的學(xué)科領(lǐng)軍團(tuán)隊(duì),促進(jìn)一批教學(xué)名師和學(xué)術(shù)骨干的成長,提高專業(yè)教師隊(duì)伍的教學(xué)水平和科研能力;通過學(xué)科建設(shè)提高科研水平促進(jìn)教學(xué)水平的提高;通過學(xué)科建設(shè)為專業(yè)建設(shè)提供有關(guān)學(xué)科發(fā)展最新成果的課程教學(xué)內(nèi)容等。新能源的開發(fā)與利用,代表了一個(gè)時(shí)代。世界上有關(guān)新能源的競爭也很激烈,從國家層面來說,國家應(yīng)加大在這方面人才培養(yǎng)上的投入,給與寬泛的支持和經(jīng)費(fèi)的投入,教育部應(yīng)對新能源科學(xué)與工程這個(gè)新專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃、培養(yǎng)目標(biāo)給予高度關(guān)注。與會(huì)代表們高度贊同和積極響應(yīng)尹偉倫院士提出的“建立新能源學(xué)科帶動(dòng)新能源科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展”的建議,并將推動(dòng)新能源學(xué)科的建立作為各所高校共同努力的目標(biāo)。
明確專業(yè)內(nèi)涵及定位 規(guī)范人才培養(yǎng)原則
究竟什么是新能源,其范疇如何界定?代表們結(jié)合人才培養(yǎng)針對專業(yè)發(fā)展的規(guī)范化問題進(jìn)行了討論。東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院李巖院長提出,自2010年教育部批準(zhǔn)設(shè)立新能源專業(yè)至今,經(jīng)過3年的發(fā)展目前已到了需要進(jìn)行認(rèn)真總結(jié)、梳理的階段,各高校在自由發(fā)展、特色發(fā)展的同時(shí)需要對專業(yè)內(nèi)涵及其定位加以規(guī)范,對于新能源專業(yè)的范疇各高校應(yīng)取得共識。新能源究竟包含哪些能源,除目前發(fā)展迅速的風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能外,是否還包含其他能源,如核能、海洋能、地?zé)崮艿?,從專業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展來看,對新能源概念的認(rèn)識、專業(yè)的范疇進(jìn)行規(guī)范是非常必要且是必需的。
課程體系是否合理、課程內(nèi)容是否先進(jìn)直接關(guān)系到培養(yǎng)人才的質(zhì)量?,F(xiàn)階段我國系統(tǒng)培養(yǎng)新能源科學(xué)與工程專業(yè)本科生、研究生的工作才剛剛起步,對于相應(yīng)課程體系的構(gòu)建正處于探索階段。目前各校課程設(shè)置差別較大,這種狀況不利于該專業(yè)的發(fā)展。對此,李巖教授提出,雖然各種新能源所需要的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課存在較大不同,但應(yīng)該設(shè)置幾門各校均應(yīng)開設(shè)的本專業(yè)的基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課。這種規(guī)范對于今后的學(xué)科發(fā)展與建設(shè)、本科生考研以及學(xué)生就業(yè)非常有利。深圳大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院孫宏元書記補(bǔ)充說到,要找到各高校間的交集,明確學(xué)生應(yīng)具備哪些具體知識。
應(yīng)該在保持特色的基礎(chǔ)上,構(gòu)建明顯有別于傳統(tǒng)專業(yè)的專業(yè)課程體系。浙江大學(xué)周昊教授補(bǔ)充談到,目前新能源課程的開設(shè)表現(xiàn)出趨于泛論或引論趨勢,課程內(nèi)容很淺,且不少課程之間存在著重復(fù),如何解決課程之間的重復(fù)問題也是需要加以考慮的。要抓好主干課程建設(shè),形成從教材,到課件,到網(wǎng)上資源,到實(shí)驗(yàn),到實(shí)習(xí)的一條龍建設(shè),要有一定的深度。深圳大學(xué)能源與環(huán)境工程學(xué)院孫宏元書記提出,新能源科學(xué)與工程專業(yè)對目前我國的各高校而言都是一個(gè)剛起步的專業(yè),是在各高校各自的背景下發(fā)展起來的,從專業(yè)的整體發(fā)展來看,在規(guī)范新能源專業(yè)范疇的基礎(chǔ)上,需要明確學(xué)科專業(yè)的主要課程及課程設(shè)置的特色,與傳統(tǒng)專業(yè)課程的區(qū)別所在。江蘇大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院何志霞教授認(rèn)為,新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一門內(nèi)容豐富而又廣泛的科學(xué)與工程,屬交叉學(xué)科。與數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、生物學(xué)等緊密相關(guān),又強(qiáng)烈的依托于能源與動(dòng)力工程、材料、機(jī)械、電氣、化工、自控和生物工程技術(shù)的發(fā)展。由于國內(nèi)在這方面的研究幾乎為空白,因此,如何以這些學(xué)科為依托,形成內(nèi)容先進(jìn)、結(jié)構(gòu)合理的課程體系是急需解決的一項(xiàng)重大課題。
對于如何強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)在人才培養(yǎng)中的作用,華北電力大學(xué)可再生能源學(xué)院副教授楊世關(guān)指出,新能源科學(xué)與工程專業(yè)是一個(gè)工程與技術(shù)結(jié)合較為緊密的專業(yè),各高校都安排了學(xué)生的實(shí)習(xí),企業(yè)也為學(xué)生提供了實(shí)習(xí)的機(jī)會(huì),然而目前學(xué)生的實(shí)習(xí)過程僅限于“看”、“觀摩”,學(xué)生很難真正參與其中,實(shí)習(xí)很難達(dá)到應(yīng)有的作用,真正起到提高學(xué)生實(shí)踐技能的目的,如何與企業(yè)更好地結(jié)合,發(fā)揮實(shí)習(xí)的真正意義是需要重點(diǎn)考慮的問題。另外,楊教授還介紹了德國在新能源人才培養(yǎng)上的一些經(jīng)驗(yàn)做法,為今后如何切實(shí)培養(yǎng)新能源人才實(shí)踐能力提供了參考。
推進(jìn)精品教材的編寫
新能源飛速發(fā)展,培養(yǎng)專業(yè)型人才是當(dāng)務(wù)之急,同時(shí)急需與之匹配的教材。華北電力大學(xué)可再生能源學(xué)院副教授楊世關(guān)提出:不求大而全,應(yīng)尋找一些共同點(diǎn)、切入點(diǎn),各高校聯(lián)合共同編寫我國新能源學(xué)科的一些教材,為新能源科學(xué)與工程專業(yè)服務(wù)。針對目前已出版的新能源類圖書水平、方向參差不齊,缺少系統(tǒng)的、精品的系列教材的現(xiàn)狀,水利水電出版社電氣編輯室主任李莉談到目前新能源學(xué)科教材的編寫工作存在著4個(gè)特點(diǎn):一是對于教材的編寫只是開設(shè)了該專業(yè)的少部分高校的個(gè)別行為,對于大多數(shù)院校來說還未涉及教材的編寫工作;二是現(xiàn)有教材從內(nèi)容上來說以高校教學(xué)為主,缺少為行業(yè)服務(wù);三是已出版的新能源類圖書,泛談居多,高尖的精品圖書少;第四就是缺少系統(tǒng)性、針對性和權(quán)威性。李莉主任還提出,新能源領(lǐng)域需要通過高校間、高校與相關(guān)單位間的密切合作、整合資源,集眾權(quán)威專家打造一套綜合型、教材型的叢書,在內(nèi)容上應(yīng)避免泛泛而談,必須有所創(chuàng)新。涉及范圍要廣,從高校教材、人才培訓(xùn)、專家參考三個(gè)層面進(jìn)行策劃,滿足不同需求。高校教材作為供學(xué)生學(xué)習(xí)的教材,人才培訓(xùn)部分可供該領(lǐng)域相關(guān)從業(yè)者的培訓(xùn)用書,而專家參考可供相關(guān)研究、設(shè)計(jì)、制造的人員閱讀參考,要能夠做到深淺不同難度的結(jié)合。如何以創(chuàng)新的思路推進(jìn)教材建設(shè)的問題,參會(huì)代表們普遍認(rèn)為目前面臨的一個(gè)現(xiàn)實(shí)難題就是全國統(tǒng)編教材的編寫難以推進(jìn),并建議在確定專業(yè)共性核心課程的基礎(chǔ)上與出版社合作共同推進(jìn)教材的編寫,做精品教材。
建設(shè)新能源科學(xué)與工程專業(yè)資源網(wǎng)絡(luò)共享平臺
新能源科學(xué)與工程專業(yè)作為一個(gè)新興的學(xué)科專業(yè),建立一個(gè)教學(xué)資源共享、教學(xué)成果共享的平臺,有利于開創(chuàng)高校教育資源優(yōu)勢互補(bǔ)、互利互贏的新局面,實(shí)現(xiàn)各高校間的合作與共同發(fā)展,為新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供優(yōu)質(zhì)的人才儲備,為行業(yè)發(fā)展做出更大貢獻(xiàn)。華北電力大學(xué)楊世關(guān)副教授指出目前我國的新能源專業(yè)建設(shè)處在探索階段,各校在該專業(yè)發(fā)展上還不成熟,同時(shí)又各具側(cè)重點(diǎn)和特色,建立基于互聯(lián)網(wǎng)的教學(xué)資源共享平臺,教師授課可相互借鑒,學(xué)生可以接觸到來自不同學(xué)校的教學(xué)資源,視野得到開闊,對教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)都將起到很大的促進(jìn)作用。
倡議成立“全國新能源科學(xué)與工程專業(yè)聯(lián)盟”
新能源科學(xué)與工程專業(yè)開設(shè)3年來,國內(nèi)已經(jīng)有34所院校開始了招生工作,2014年即將迎來第一屆畢業(yè)生。但每一所學(xué)校都有自身的特色,彼此之間溝通協(xié)調(diào)較少,基本上按照自己的優(yōu)勢來辦學(xué),而不是從新能源行業(yè)發(fā)展的整體出發(fā)來制定培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)體系。基于這種現(xiàn)狀,福建師范大學(xué)物理與能源學(xué)院黃志高院長建議成立“全國新能源科學(xué)與工程專業(yè)聯(lián)盟”,該提議得到了與會(huì)高校的一致贊同。深圳大學(xué)孫宏元書記談到,新能源專業(yè)的聯(lián)盟或組織的建立,可為各高校間定期進(jìn)行交流、互訪、青年教師作為交流學(xué)者搭建平臺,在建立聯(lián)盟的同時(shí)還應(yīng)考慮通過創(chuàng)建新能源科學(xué)與工程專業(yè)的刊物,如期刊或電子雜志建立信息交流的平臺,以便及時(shí)了解、分享各校在學(xué)科建設(shè)上的最新進(jìn)展、成果與經(jīng)驗(yàn),推進(jìn)新能源專業(yè)整體水平的提升。此外,代表們呼吁盡快成立“全國新能源科學(xué)與工程專業(yè)建設(shè)咨詢委員會(huì)”,積極與教育主管部門溝通、協(xié)調(diào),定期召開工作會(huì)議,探討專業(yè)建設(shè)的各項(xiàng)內(nèi)容,規(guī)范專業(yè)的發(fā)展。
大學(xué)的人才培養(yǎng)應(yīng)與企業(yè)實(shí)際需求相契合