能量利用范文

能量利用范文（精选10篇）

能量利用 第1篇

关键词：再生制动,能量回收,能量储存,控制策略,技术难题,研究展望

0 前 言

进入21世纪以来,能源和环境对人类生活、社会发展的影响越来越大。其中,交通工具在给人类带来方便的同时,也给环境造成极大负担。在社会、环境和政治的多方压力下,世界各国制定了一系列严格的法律法规限制尾气排放。为此,交通运输工具的节能减排技术日益突出,车辆的能量回收技术受到充分重视,再生制动技术就是其中一种。文献[1]表明,在城市工况下,制动能量占总驱动能量的50%左右。但是目前,制动能量还不能被充分的回收利用,只能任大量的制动动能通过摩擦转变成热能耗散掉,还造成车辆制动系统过早磨损。因此,采用先进的能量回收技术,应用现代车辆设计方法和手段,对汽车的制动能量回收进行深入研究具有十分重要的意义。再生制动技术针对原本废弃的能量,将其回收再利用,使其获得“新生”,实现节省燃料、降低排放、减小制动噪声、改善车辆制动安全性等作用,为车辆的经济性和安全性提供保障。

1 再生制动的原理及应用

1.1 原理

再生制动(Regenerative Braking),也称反馈制动,是一种将车辆制动时的动能转化、储存再利用,并非全部变成无用的热能耗散掉的制动技术。较之传统摩擦制动单向能量传递,有明显节能效果。

1.2 应 用

目前,再生制动主要应用于电气化铁路列车和道路汽车,如电动车、混合动力汽车等。

在电气化铁路列车上的应用,主要是从电机制动原理中得到启发:制动时把负载的动能转换成电能并返回电源,电动机起制动及发电机作用。具体制动过程为:制动工况时将机车上的牵引电动机切换成发电机,将机车运行的动能转换成电能,再将电能反馈到牵引接触网供其它机车重新利用,而在本机车上获得制动力。目前使用的方法有能量消耗制动法、并联直流母线吸引法和能量回馈制动法三种[2]。

在道路汽车上的应用,基本原理是:先将汽车制动或减速时的一部分动能经再生系统转换为其它形式的能量,如:旋转动能、液压能、化学能等,并储存于储能器中,同时产生一定的负荷阻力使汽车减速制动;当汽车再次启动或加速时,再生系统又将储存在储能器中的能量转换为汽车行驶所需的驱动能[3]。

可以发现,两者的区别在于是否附加储能装置。对于电气化铁路列车,有牵引电网,可以把转换收集到的再生能量直接返回到电网中,因此不需要储能装置。而道路车辆没有可以回馈的电网,需要附加储能装置。例如:混合动力汽车回收的制动能量可以储存在飞轮、液压装置和电化学储能装置中;纯电动车就可以直接储存在蓄电池中。

目前,使用再生制动的车辆仍然会有传统的摩擦制动系统,用来提供快速、强劲的制动力。再生制动系统通常可回收利用约30%的制动动能,其余动能仍变为热能耗散掉[4]。

2 再生制动技术的实现装置

本文讨论道路车辆再生制动技术的实现装置,主要由能量转换装置、能量储存装置、再生制动系统的电子控制单元三大部分组成;电气化铁路列车的再生制动装置只需能量转换和电子控制两部分,较简单。

2.1 能量转换装置

再生制动技术中,能量转换是第一步,其作用是进行制动和驱动转矩的变换,把汽车制动动能转换成其它形式的能量。

单从能量转换角度来考虑:

(1)制动动能转换成飞轮旋转动能,是直接的机械能向机械能转换,只有中间轴承处较小的摩擦损耗,转换最直接,转换率也较高;

(2)制动动能转换成液压能,是不同形式能量间的转换,需要液压泵-马达装置,不可避免的存在摩擦和热的损失,能量转换率降低;

(3)制动动能转换为电能,需要经过发电机装置,能量有损耗,能量转化率目前最高可达30%[5]。其结构简单、操作方便、可靠性高。

纯电动车和混合动力汽车再生制动系统能量转换方式的趋势是转化为电能。普遍采用的是集成电机,用一个电机和一个行星齿轮机构组合,电机既担当发电机(再生制动电机)又担当电动机(驱动电机)。用作汽车再生制动集成电机主要有:直流电机、交流电机、无刷永磁电机和开关磁阻电机[6]。表1是对各种电机的比较。

2.2 能量储存装置及其比较

2.2.1 飞轮储能

基本原理:先将汽车在制动或减速时的动能转换为飞轮高速旋转的动能;当汽车再次起动或加速时,再将储存的能量通过传动装置转化为汽车的驱动力,以增加汽车的续驶里程。 主要由发动机、高速储能飞轮、增速齿轮、离合器、变速器和驱动桥组成,见图3所示。

2.2.2 液压储能

工作原理:先将汽车在制动或减速过程中的动能转换为液压能,并贮存在液压蓄能器中;当汽车再次起动或加速时,又将蓄能器中的液压能以机械能的形式反作用于汽车,如图4所示。

2.2.3 电化学储能

工作原理:先将汽车制动或减速过程中的动能通过发电机转化为电能并储存在储能器中。汽车需要起动或加速时再将储能器中的电能转化为汽车行驶的动能。储能器使用蓄电池或超级电容器,由发电机/电动机执行机构进行转换。系统还包括ECU部分,用来控制蓄电池或超级电容器的充放电状态,并保证蓄电池剩余电量在规定的范围内,如图5所示。

2.2.4 各种储能方式的比较

从表2可以看出,最具有发展前景的是电储能再生制动系统,它具有结构紧凑、控制灵活准确、可实现多种功能等优点,是再生制动的趋势。

2.3 控制策略和方案的研究现状

2.3.1 国外再生制动控制策略的研究现状

国外再生制动技术的研究比较深入。除了大量的理论研究成果,实车应用也比较成熟,本田公司的Prius、Estima和丰田公司的Insight轿车就是成功应用再生制动技术的典范。

丰田公司Prius的再生制动系统通过电液比例控制单元调节液压制动力,实现再生制动与摩擦制动的综合控制,在丰田HTS-Ⅱ混合系统下,能提高整车能量利用率达20%以上,同时确保制动安全。丰田公司在混合动力汽车Estima中采用了电控柔性制动系统,并将再生制动纳入整车动力控制系统进行集中控制,通过CVT控制,提高了制动能量回收率。

基于ISG电机(Integrated Starter Generator集成启动电机)、液压系统并结合发动机节气门控制,本田公司提出了一种双制动力分配系数控制再生制动系统,在Insight车上实现了混合动力汽车制动能量的高效回收。在其EV PLUS纯电动汽车上,基于能量的最大化回收、驾驶员制动感觉以及能量的较大回收兼顾驾驶员制动感觉的三种再生制动目标,分别建立了再生制动系统制动力分配控制策略并进行了试验。

美国福特公司的Escape应用了线传电液系列再生制动系统(线传操控技术、电子系统和机械制动器)代替机械及液压制动系统,把来自驾驶者的命令转变为电信号,以驱动电机实现所需的操作,显著提高了制动能量回收效率、汽车制动方向稳定性和汽车舒适性。

制动力分配是再生制动控制策略研究中的关键问题,其设计目标是提高能量回收率和优化驾驶员感觉。美国Texas A&M大学Yimin Gao等提出了评价再生制动能量回收效率的三种制动力分配控制策略。Hoon Yeo采用I曲线[7]作为前、后轮制动力分配策略。Yimin Gao和Mehrdad Ehsani提出一种基于再生制动系统的纯电动汽车和混合动力汽车ABS系统的控制策略,通过精确设计电机制动力门限值,制动能量回收系统与ABS系统可兼容工作。表3就是这几种制动力分配控制策略的性能比较。

国外的研究所等机构也做了大量研究。美国Michahian大学的Panagiotidis等建立了并联式混合动力汽车的再生制动模型,对再生制动的效果进行仿真计算和影响因素的分析比较[8]。美国Union学院的Wicks等建立了城市客车在市区行驶循环工况下的数学模型,研究再生制动系统的节能效果[9]。美国TexasA&M大学的Hongwei Gao等提出了混合动力汽车基于开关磁阻电机再生制动的神经网络控制系统,并在行驶循环工况下进行了能量回收效率的分析[10]。美国福特研究所,日本交通研究所以及荷兰大学等研究机构都进行了这方面的大量研究。

2.3.2 国内研究现状

国内再生制动技术研究目前处于起步阶段。各高校、汽车厂商、科研院所都在这一领域进行研究并取得了初步的结果,但是大部分研究都停留在理论分析和建模仿真阶段,实车应用不多,表4是对国内再生制动控制策略研究现状的总结[11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22]。

总之,控制策略通常有:逻辑门限值控制、动态自适应控制、逻辑模糊控制和神经网络控制四种形式。再生制动控制策略研究的目标是最大限度的提高能量回收率,一个有效的途径即是合理的分配制动力。制动力分配主要方式有并行制动能量回收、理想制动力分配、最大制动能量回收三种。

3 再生制动的关键技术难题以及研究展望

3.1 关键技术难题

本文分析了再生制动的能量转换装置、储能装置和控制策略,并对国内外的研究现状进行了总结,得出了再生制动系统发展要克服的三个关键问题:制动力难于准确控制、制动稳定性差,能量回收有限。

(1)如何准确控制的问题

制动过程本身就是一个短暂的过程,因此对它的控制显得非常困难,特别是如何准确的、快速的控制以及控制的稳定性,这都是急需解决的技术难题。

(2)与汽车其它系统匹配协调的问题

目前的汽车的电控单元越来越多,加入再生制动电控单元后,如何与其它单元更和谐的工作,特别是与ABS系统、传统制动系统、汽车减振系统以及电机控制系统的匹配问题。

(3)能量回收效率的问题

考虑采用何种能量转换装置能更高效的回收制动能量是最引人关注的问题。还要兼顾能量存储装置,解决好高制动能量回收率下能量最优储存的问题。这两者不能单独解决,需要统筹兼顾。

3.2 研究展望

综上所述,根据再生制动技术的现状及其存在的问题,针对道路车辆提出以下两点展望:

(1)从生产和装配的角度出发,要尽量使再生制动系统对车辆整个传动系统影响最小,以达到安装更方便、通用性更强、适用范围更广的目的。

能量利用 第2篇

1. 下图所示的各种生理过程中，不需要消耗ATP的是（ ）

2. 下列过程能使细胞中ADP含量增加的是（ ）

A. 甘油通过细胞膜进入细胞

B. 线粒体中的[H]与O2 结合生成水

C. 叶绿体基质中C3 合成葡萄糖

D. 细胞质基质中葡萄糖分解成丙酮酸

3. 如图表示某种酶在不同处理条件（a、b、c）下催化某反应生成物的量和反应时间的关系，解读此图可以获取的信息是（ ）

A. 三个处理中，b是此酶促反应的最适条件

B. 三个处理条件的差异不可能是酶制剂的量的不同

C. 三个处理条件的差异可能是反应物的量的不同

D. 三个处理条件的差异很可能是处理温度的不同

4. 关于活化能，下列说法不正确的是（ ）

A. 是反应物分子从常态变为活跃状态所需要的能量

B. 加热、加压通常能使反应物分子获得足够的活化能

C. 酶使反应物分子获得的活化能的总量更多而加快反应速率

D. 酶能降低反应物分子发生反应的活化能而使反应更容易进行

5. 下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）

A. 一分子ATP彻底水解后得到三分子磷酸基、一分子核糖和一分子腺嘌呤

B. ATP能溶于水，制成的药剂只能注射，不能口服

C. 细胞内ATP含量处于动态平衡中，对于构成生物体内部稳定的供能环境具重要意义

D. 叶肉细胞内形成ATP的场所只有叶绿体和线粒体

6. 下列有关酶的叙述，正确的是（ ）

①酶对底物有严格的选择性 ②酶的活性与温度呈正相关 ③酶在发挥作用后即被分解 ④酶能降低化学反应的活化能

A. ①② B. ①④

C. ②③ D. ③④

建筑中的能量综合利用方法 第3篇

1 降低建筑能耗途径

建筑节能的前提应该是不牺牲建筑本身固有的功能和舒适性, 因此在不影响建筑本身功能的前提下, 做到降低建筑的能耗, 可以从以下方面入手。

(1) 建筑物合理的平面规划设计。从建筑群的平面规划设计开始, 应当充分考虑到不同纬度地区, 在不同季节的风向、日照等因素。 (2) 选择合理的建筑物体型。多单元拼接, 适当增加层数, 减少外围结构的表面积和凹凸面, 降低建筑物体型系数, 可以降低建筑物的冷热负荷。 (3) 改善建筑物外围结构的气密性。提高建筑物外围结构的气密性, 特别是门窗的气密性, 能有效降低因空气渗漏而造成的冷热负荷。 (4) 提高建筑物外围结构的保温性能。采用导热系数更小, 保温性能更好的材料作为建筑物的外围结构的材料, 可以有效降低因导热造成的建筑物的冷热负荷。 (5) 采用高效率的采暖和空调设备或方式。 (6) 照明方面。设计良好的建筑可以充分利用自然光。同时, 采用更为节能的新型照明灯具, 可以在达到同等照明效果的情况下, 耗能更少。 (7) 建筑物内的设备使用, 宜采用效率更高的新型设备, 直接降低能耗。

2 建筑内外能源综合利用方法

对建筑物内外的能源进行充分的综合利用, 可以进一步降低建筑物的能源消耗总量。因此, 可以考虑从如下几个方面对建筑物内外的能源加以综合利用。

(1) 太阳能的综合利用。首先, 建筑物外表面太阳能的综合利用可以有效解决建筑物的直接能源消耗。BIPVT (Building Integrated Photovoltaic and Thermal) 系统可以对太阳能进行光电、光热综合利用。其中通过太阳能光伏电池的发电可以直接为建筑物提供电能, 降低了建筑物外部供电能耗;而不能转换为电能的部分太阳能可以通过水或者空气转换为热能加以利用, 实现直接为建筑物采暖、通风或者供应热水。其次, 建筑物外表面的太阳能利用, 还有利于降低空调季节, 建筑物的热负荷, 从而降低空调能耗。

(2) 风能的综合利用。风能除了如上述, 可以利用自然风为建筑物直接通风外, 还可以加以利用实现风力发电, 为建筑物直接提供电能。此外, 考虑到某些情况下, 不能直接利用自然风给室内经行通风换气, 可以利用风车将风能转化的机械能直接加以利用, 可以通过传动机构将该机械能直接传给室内的动力机械设备, 如风机、风扇等设备, 实现对建筑物的通风换气, 克服直接利用风能通风的不足。

(3) 天空辐射致冷的利用。由于大气层外的宇宙空间的温度接近绝对零度, 而大气层对8μm～13μm波段的远红外穿透率很高, 因此可以利用建筑物外表面和天空之间在夜晚的天空辐射致冷的冷量, 供给建筑需要制冷的地方, 可以降低因制冷所需的能耗。

(4) 余热回收利用。随着人们生活水平的提高, 包括空调、制取生活热水、烹饪等在内的能源消耗占建筑能耗的比例逐年增加。如果能在这些生活能耗的排放过程中回收余热, 加以重新利用, 将对整个建筑的能耗降起到想到重要的作用。

3 结语

通过对建筑能耗的组成分析, 不难得出, 通过采用合理的降低能耗的途径, 和对建筑物内外, 如太阳能、风能、天空辐射能等能源的综合利用, 可以实现建筑能耗的有效降低, 为经济建设总能源消耗的降低起到积极推动作用。

摘要：在社会总能耗中建筑能耗占的比重较大, 提高建筑物中能量利用效率, 对总能耗的降低和能源安全都有益。本文探讨了建筑能耗的组成以及建筑物中的能量综合利用方法。

关键词：建筑,能耗,建筑能耗

参考文献

[1]Fan Yaming, Fu Xiangzhao, Li Xingyou, Overview of technology and measures to building energy conservation.Journal of Chongqing Jianzhu University, 2004, 10 (26) :82～85.

[2]Zheng Wenheng, Current situation andcontrast of building energy conservation at home and abroad.Refrigera-tion and Air Conditioning, 2008, 8 (22) :134～137.

[3]Xu Yongming, On the current condi-tion and development of conservationof energy both in China and abroad.Journal of Xuzhou Institute of Technology, 2005, 6 (20) :71～73.

利用体育课激发青少年的正能量 第4篇

[关键词]体育课；青少年；正能量

按照一般意义上的理解，体育课（有的地方也叫健康课）的本质是对学生身体素质的培养和提高，这里面主要是从事一些运动项目的训练乃至比赛，包括跑跳投摔等自主动作，并围绕一些运动媒介如球类等，引导学生展开身体的各种锻炼。但笔者在长期的小学体育教学实践中认识到，体育课的本质和最终目的还远不止这些，通过各类身体的训练强健学生的体魄，还要达到一个更高的层次，提升学生的人生正能量，让他们具备高昂的人生热情、坚定的生活意志，形成良好的性格，从而展现一种激情向上的人生状态，这才是体育课应该具备的意义。

一、提升学生的身体正能量

这应该是体育课的首要之义，也是教学的基础和根本。教学过程中，无论是跑、跳、投等训练，还是各类球类乃至活动游戏等，都应该着眼于挖掘学生的身体潜能，最大限度利用他们少年时期的成长优势，使身体的各部位得到最大限度的发挥，形成健壮的体魄，以利于未来生活工作的需要。如果体育课没有做到这一点，而是因为自身的失误，培养了无数不该有的“胖墩”，或者表面看来“奄奄一息、无精打采”病秧子，那就是我们教学的失败。所以，在日常教学中，不能满足于把教学的基本程序完成了就算合格了，而是应该充分利用每一运动环节，让学生最大限度地发挥身体优势，达到最佳的身体状态，从而具备为将来的身体需要储备最大能量和基础。

二、激发学生精神世界的正能量

体育课除了身体的培养，精神世界的塑造也是一个重要内容，很多教师却忽略了这一点。其实，很多人在一生的生命道路上之所以能有永远不肯言败的精神，在困难、挫折乃至失败面前有着坚定的信心、不屈不挠的意志，与他们的精神素质过硬有很多关系。体育课在训练的过程中，就应该强化这种精神培养。我们常常看到，在国内乃至国际赛场上，很多运动员有时候身体素质或许比别人并没有多少优势，但是他们却在最后取得了让人意想不到的成绩，这与他们精神素质的过硬很有关系。在各个年级的教学中，教师都应该抓住这一点，注重培养学生的韧性、耐性和吃苦精神，尤其是如今的一些独生子女，衣食无忧，在家里像小皇帝一样，娇生惯养，就更应该加强精神方面的培养和训练。在教学的每一环节，都要特别重视培养他们不达目的誓不罢休的精神，有时候遇到困难，决不能退却。

三、培育学生性格方面的阳光向上的正能量

如今，学业压力的增大以及社会残酷竞争方面的信息不可避免地影响了学生的心情，致使很多学生在性格方面形成了消极、抑郁、害怕竞争、逃避社会、多愁善感的特点。加上家长在学习成绩以及各种辅导班的多重压力，使很多学生从小失去了自信，有的变得性格畸形、多疑，扭曲，虽然其中一些学习成绩不错，甚至个别人有一些专业才能，像药家鑫、马加爵等就是典型代表。应该说，这类学生的性格从小就处于“负值”状态，作为体育教学，教师应该充分利用课堂中激情、阳光的特点，多方面多角度关注这类学生，引导他们进入到充满热情的集体活动中。如在一些爬山活动中，笔者专门让这类性格的学生在前面高歌，给这些学生自我表现的机会。在游戏课中，让那些平时忧郁的学生主动表现自己，让其他学生把掌声留给他们。在球类项目的教学中，让这些学生成为主角，有时笔者还专门把他们的灿烂的笑容或者优美的动作、出彩的语言记录在相机中视频中，然后在集体中播放和互相欣赏。通过这一系列有意识的激励帮助，大多数同学变得对体育课充满热情，心灵的天空变得阳光灿烂，很多人成为班级体育、文艺以及其他活动的活跃分子，既丰富了他们的童年生活，其性格也向正面方向发生变化，为适应未来社会竞争奠定了基础。

另外，针对近几年男生阴柔化的趋势以及部分女生强势的特点，笔者注意针对性别特点加强教育，对男生尽量保持其阳刚、力量和激情方面的引导训练，使他们真正成为一个个敢作敢为、充满自信、具有血性的男子汉，形成一种永不服输的性格气概。对于女生，既要培养她们正面积极、充满活力的身体素质和精神状态，又要根据女生性格，使她们保持温和、宁静、柔情、充满爱心的形象，这样的教育才真正回归了本质。

化学反应中的能量转化与利用 第5篇

随着科学技术的发展, 人们已能通过先进的科学仪器观察一些物质的原子排列状况。1990年前后, 美国等少数国家首先在-269℃的低温下移动了原子。1993年, 中国科学院北京真空物理实验室的研究人员, 在常温下以超真空扫描隧道显微镜为手段, 通过用探针拨出硅晶体表面的硅原子的方法, 在硅晶体的表面形成了一定规整的图形。这种在晶体表面开展的操纵原子的研究, 达到了世界水平。课本插图中的“中国”两字就是这样形成, 并经放大约180万倍在计算机屏幕上显示出来的。这两个字的“笔画”宽度约2nm, 是目前已知的最小的汉字。

今天化学学科正积极向一些与国民经济和社会生活关系密切的材料、能源、环境、生命等学科渗透, 使化学的作用与地位日益显著。反过来, 这种学科间的渗透, 对化学学科的发展起着重要的促进作用。

人类很早就开始使用材料, 从石器时代到现代, 人类所使用的材料不断地发生变化, 材料的种类越来越多, 用途也越来越广。我们对于材料的认识, 应该包括为人类社会所需要并能用于制造有用器物的物质这两层涵义。也就是说, 并不是所有的物质都可以称为材料。材料按其化学组成或状态、性质、效应、用途等可以分为若干类。例如, 按化学组成分类, 陶瓷属于非金属材料;合金属于金属材料;橡胶、化纤等属于有机高分子材料。历史的发展表明:没有新材料的出现, 就没有工业的进步和大量新产品的涌现。因此, 许多科学家都认为新材料是高技术的突破口, 只有更好地开发和应用具有特殊性能的新材料, 才能拥有更强大的经济优势和技术潜力。化学不仅在一般材料的研究、生产和应用中发挥了巨大的作用, 而且在研制具有特殊性能的新材料方面也会继续发挥其独特的优势。总的来讲, 适应科技迅猛发展所需的诸如耐腐蚀、耐高温、耐辐射、耐磨损的结构材料, 以及敏感、记录、半导体、光导纤维、液晶高分子等信息材料和超导体、离子交换树脂与交换膜等高功能材料, 它们的制取都是需要化学进一步参与研究的重要课题。

位于北京周口店的北京猿人遗址中的炭层, 表明人类使用能源的历史已非常久远。人类社会的发展与能源消费的增长是密切相关的, 我们现在使用的能源主要来自化石燃料———煤、石油和天然气等, 但化石燃料是一种不可再生, 并且储藏量有限的能源, 而且在开采和燃烧过程中还会对自然环境造成污染。为了更好地解决能源问题, 人们一方面在研究如何提高燃料的燃烧效率, 另一方面也在寻找新的能源。这些都离不开化学工作者的努力。例如, 核能和太阳能的发电装置离不开特殊材料的研制;用氢作为能源需要考虑贮氢材料和如何廉价得到氢, 等等。 (下转第27页)

(上接第26页) 环境问题是当今世界各国都非常关注的问题。在世界人口不断增长、生产不断发展、人民生活水平不断提高的过程中, 由于人们对环境与生产发展的关系认识不够, 以及对废弃物处理不当, 使环境受到了不同程度的破坏, 如土地的沙漠化、水资源危机、酸雨、臭氧层的破坏、有毒化学品造成的污染等。因此, 保护环境已成为当前和未来的一项全球性的重大课题之一, 也是我国的一项基本国策。在这些关系到国计民生的环境问题中, 化学工作者是大有作为的。因为污染问题的解决主要还得靠化学方法。有的专家提出, 如果对燃烧产物如CO2、H2O、N2等利用太阳能使它们重新组合, 使之变成CH4、CH3OH、NH3等的构想能够成为现实, 那么, 不仅可以消除对大气的污染, 还可以节约燃料, 缓解能源危机。

对健康的关注也是人类面对的重要课题。我们知道, 用以保证人体健康的营养、药物的研究、人体中的元素对人体生理作用的研究, 以及揭开生命的奥秘等, 都离不开化学。因此, 如何在这些方面正确地运用化学知识, 与其他学科协调研究就成为调节生命活动和提高人体素质的重要手段。

此外, 在资源的合理开发和利用、提高农作物的产量, 以及癌症治疗的研究等方面, 化学也都扮演着极其重要的角色。

综上所述, 在研究材料、能源、环境、生命科学等方面, 以及在我们的日常生活中, 我们不难看出, 化学对社会的发展和人类的进步起着非常重要的作用。

化学对于我们如此重要, 这就要求我们必须掌握一定的化学知识。在初中, 我们学习了氧气、氢气、碳、铁和一些常见的酸、碱、盐的基础知识和某些基本技能, 并具备了初步解释和解决一些简单化学问题的能力。为了适应未来社会的需要, 在高中阶段, 我们仍需要继续学习化学, 提高自己的科学素质, 为今后进一步学习和参加社会主义建设打好基础。

利用中压蒸汽减温减压能量回收发电 第6篇

1 热力系统组成

热力系统组成如图1所示。

1.1 热力管网构成

如图1所示, 蒸汽原有系统不变, 将蒸汽从原减压阀阀前引出至双螺杆膨胀动力机做功并驱动发电机发电, 做功后的排汽进入0.5MPa蒸汽管网。极限流量最低13t/h, 低于此值将自动停机, 最高25t h, 多余流量将走原减压支路分流, 双螺杆膨胀动力机的工作范围56.5%~108.7%。

1.2 双螺杆膨胀动力机工作原理

做功介质进入螺杆齿槽, 压力推动螺杆转动, 齿槽容积增加, 流体降压膨胀做功, 功率从阳转子输出, 实现能量转换。

1.3 公用底座

双螺杆膨胀动力机、发电机、整套机封软化水冷却系统、整套润滑油水冷系统、螺杆动力机润滑油系统等安装在公用底座上, 如图1所示供货范围内设备均安装在公用底座上, 整机现场安装调试, 缩短工程建设周期, 保证工程质量。

1.4 双螺杆膨胀动力机参数

双螺杆膨胀动力机按照乙烯车间长期运行在进气量23~25t/h选择。

型号SEPG400-1000/2550-1.65-S-M;

装机功率1, 000k W;

额定功率870k W;

额定进汽压力1.5MPa A;

额定进汽温度280℃ (高于300℃时喷水减温) ;

额定进汽量23t/h;

极限进汽量最低:13t/h, 最高:25t/h;

额定排汽压力0.5MPa A;

额定排汽温度192℃。

1.5 相同步发电机参数

型号1000k W-2P-6k V;

额定功率1, 000k W;

工作功率870k W;

额定电压6k V;

额定电流121A;

额定频率50Hz。

1.6 机重量及占地面积

机组重量11.4t;

占地面积6.0m2.5m。

2 并网发电

并网采用自动准同期并网技术, 通过自动调节发电机转速, 控制发电机升降压, 实现发电机自动跟踪电网电压。目前中压并网发电属常规成熟技术, 并网送电后, 电能直接输入企业电网, 不会对电网的供电品质带来任何不良影响。

2.1 控制方式

控制设备采用S300西门子PLC, 通过分布在动力机各点的变送器, 对压力、转速、温度的模拟信号进行采集, 通过PLC的内部运算, 转化为相应的数据进行显示或参与控制。控制柜配嵌入式机柜触摸屏 (HMI) , 功能包括:动态参数显示、动力机开/停操作和运行状态显示、报警功能设定及报警状态显示。

2.1.1 双螺杆膨胀动力机启动控制

并网前, 控制系统实行转速控制程序, 以保证发电机并网时安全。转速信号取自转子输出轴测速编码器, 以转速作为调节参数, 采用PID调节模式, 控制电动执行机构调节阀门的开度, 从而保证双螺杆膨胀动力机发电机组按设定的转速稳定运行。

2.1.2 双螺杆膨胀动力机运行控制

并网后, 电机转速随电网频率波动, 流体做功对机组的影响表现为功率输出的大小。系统采用RS-485通讯, 采集发电机运行工况参数, 以发电机功率输出反馈作为调节参数, 采用PID调节模式, 控制电动执行机构调节阀门的开度, 从而保证机组功率的输出。蒸汽不足时, 增大阀门开度尽量多发电;蒸汽富余时, 减小阀门开度, 使机组稳定在额定功率。

2.1.3 机组的自动运行

设备的“手动运行”及“自动运行”转换开关打到“自动运行”位置, PLC设备启动运行的首个扫描周期, 对IO接口及相应的数据进行初始化, 自动运行过程中, 程序自行判断和发出“I段指令”、“II段指令”、“III段指令”。

I段运行:以步进方式将转速控制在额定转速40%以上, 超过额定转速40%时阀门不动作, 历时10min后自动发出“II段指令”, 若此时转速超过“额定转速-50转”, 则自动投入PID运行程序。

II段运行:以步进方式将转速控制在额定转速80%以上, 超过额定转速80%时阀门不动作, 历时10min后自动发出“III段指令”, 若此时转速超过“额定转速-50转”, 则自动投入PID运行程序。

III段运行:转速控制到额定转速。双螺杆膨胀动力机的螺杆转子粗大坚实, 具有自动除垢能力, 结构简单、运行平稳、易维护、经久耐用;整套机组自动化程度高, 操作简单, 无需专用技术人员。

2.2 同期装置

采用微机同步装置, 严格保证同步发电机并网时的必要条件 (电压、频率、相位角、相序) , 只有必要条件全部满足时才允许发电机并网, 否则无法发出合闸指令。

2.3 励磁装置

采用先进的数字励磁装置, 并网前根据电网情况自动调节发电机输出电压, 保证其与电网电压匹配, 并网后不管电网如何波动, 均可自动调节发电机的励磁电流并跟踪电网电压。

2.4 发电并网

采用三相同步发电机, 机组发电并入工厂中压系统。图2是乙烯车间蒸汽减压能量回收发电主接线图, 联络柜与乙烯车间变电所6k V母线I段连接, 实现发电与企业内部电网并网运行如图2所示。

3 投资及效益

3.1 工程投资

工程总投资:947万元。

3.2 效益

实发电功率:870k W;

年发电量:全年连续运行约8000h, W〗8708000〗6960000k Wh/年;

年发电收益:按当地电价0.58元/k Wh, 69600000.58〗4036800元/年=403.68万元/年;

双螺杆膨胀动力机自耗电量:动力机自耗电量:约10 k W;

双螺杆膨胀动力机自耗电量成本:1080000.58=51000元/年=5.1万元/年;

维护成本:26万元/年。

年经济效益:403.68-5.1-26=372.58万元/年

3.3 社会效益

双螺杆膨胀动力机作为一种节能减排的新型设备, 其节能效果显著。在本工程中, 按设备产生的发电能进行折算:

节约标准煤量:每发一度电的煤耗为400g/k Wh, 本工程节约煤约为2784t/a。

年减少CO2排放量:每发一度电产生CO2量约为997g/k Wh, 本工程减少CO2排放量约为6939t/a。

年减少碳粉尘排放量:每发一度电产生碳粉尘量约为272g/k Wh, 本工程减少碳粉尘排放量约为1893t/a。

3.4 投资回收期

按静态回收计算:947/372=2.55年。

4 结论

目前, 使用低压蒸汽是由中压蒸汽采用机械减压阀减温减压方式获得各个装置, 可以采用双螺杆膨胀动力机替代减压阀运行, 在不影响生产的基础上, 实现能量回收发电, 发出的电并入企业电网减少了企业自耗电量, 为企业创造了很好的经济效益, 节能环保, 可以大力推广。

发电机组的整个热力系统简单, 设备可在原有管网系统基础上直接进行改造, 整个现场工程量少, 设备占地面积小。动力机自身结构简单, 无复杂部件, 产品使用寿命长, 维护成本低, 投资回报期比较短。

摘要：在各个工业装置中, 大量使用低压蒸汽, 数量众多的工业装置的低压蒸汽是由中压蒸汽采用机械减压阀减温减压获得, 该方式简单可靠, 在众多工业装置中广泛使用, 缺点是蒸汽减压阀工作时会产生大量的压差能量白白浪费, 目前可以采用技术成熟的双螺杆膨胀动力机替代减压阀运行, 实现能量回收发电, 减少企业能耗, 增加企业的效益。

关键词：双螺杆膨胀动力机,节能,并网发电,同期

参考文献

[1]节约1度电减排多少CO2[J].太阳能, 2010, 20 (12) :65-58.

[2]张文峰.螺杆膨胀动力机利用低品质余热蒸汽发电技术的应用[J].中国石油和化工标准与质量, 2011, 15 (8) .

[3]高顺庆, 胡亮光.蒸汽压差螺杆膨胀机在集中供热中的应用[J].煤气与热力, 2010, 10 (5) :393~395.

循环冷却水系统剩余能量的利用方法 第7篇

从国家发改委公布的1400家高能耗企业名单中发现, 除部分水泥制造企业以外, 90%以上的企业都大量使用这种机械通风式冷却塔, 而平均每家企业的用量又都在10万吨以上。照此保守估算, 仅上述1400家企业中, 传统冷却塔的总量就在1亿3千万吨左右, 因此仅冷却塔一项每年的能源消耗量非常巨大。并且传统的机械通风冷却塔还存在不环保、系统故障点多、维修保养困难且费用高等缺点。

二、冷却塔循环水系统存在剩余能量

经过大量的实践调查发现, 全国大多数冷却塔内的循环冷却水, 其出口一般都具有一定的富余压力 (6~16m) 。原因是目前我国冷却塔的国家标准只体现在降温的温差及噪音方面, 而使用和设计单位为确保温降效果, 往往刻意加大水泵和风机的功率, 在设计和选型时都将余量放得过大, 从而使冷却塔的用户付出了巨大的代价。如果不对这部分能源加以利用, 这些富余能源就白白地被浪费掉了。

目前, 有些研究者开始关注这部分剩余能量, 出现了较好的利用方法。下面将对这些方法加以研究。

三、冷却塔循环水系统剩余能量的利用方法

目前, 我国出现了能利用冷却塔循环水系统剩余能量的水动力能却塔, 即去除电动机, 利用水轮机来回收循环水系统中的能量, 驱动冷却塔中的风机, 从而达到节能的目的。

3.1双击式水轮机驱动装置。

有些开发者以发电用的双击式水轮机为基础经过适当改造, 把无压式水轮机用到冷却塔的有压管路中, 并且立式安装。因双击式水轮机正常情况下需要卧式安装, 且工作在无压系统中, 当改为立式安装并在有压系统工作时, 不能有效地达到双击目的且尾水涌动对转轮造成阻碍, 效率较低出力小, 且产生很大振动和噪音。但结构简单、性能稳定、安装维护简单、成本低, 所以仅适合于小型冷却塔。

3.2普通发电用混流式水轮机驱动装置。

一些厂家把普通发电用混流式水轮机直接用到冷却塔上驱动风机, 由于水轮机参数与风机不匹配, 使装置效率低, 难以达到风机额定转速。

3.3管道式水轮机驱动装置。

以峨眉山市兴建水轮机厂为代表的业者使用管道式水轮机 (轴伸贯流式水轮机) 水平布置, 并采用减速机再变速的同时把水平转矩变换为垂直转矩驱动冷却塔风机。这种装置虽然效率较高, 但需要装减速机。

3.4冷却塔专用超低比速混流式水轮机。

有开发者深入研究了冷却塔循环水系统特点, 设计出了冷却塔风机驱动专用超低比转速混流式水轮机。有效解决水轮机转轮与冷却塔的水流系统及风机参数相匹配, 减少噪音与振动的问题, 其结构独特, 具有超低比转速和超低单位转速, 水流能量充分利用, 高效转换, 有良好的稳定性, 在数百个工业冷却塔水动力的改造实践中证明了这种水轮机的巨大经济和社会效益。

四、结论

实践证明冷却塔专用超低比速混流式水轮机是利用冷却塔循环水系统中剩余能量的较合适的方式, 目前已经得到了较为广泛的应用。

参考文献

[1]段开创.工业冷却塔用水轮机的开发研究[D].华北水利水电学院, 2009, 4.

柴油机排气污染防治及排气能量利用 第8篇

柴油机是工程机械的主要动力机之一，以柴油为燃料。在柴油机的工作循环中，柴油与空气混合成为可燃混合气，在汽缸燃烧室高压、高温的条件下自燃，形成温度和压力更高的气体，推动活塞从上到下运动，并通过连杆带动曲轴旋转做功，做功后的气体由排气装置排出到机外大气中，称为排气(也称尾气、废气)。

1.1 柴油机排气的成分

柴油燃烧时与空气产生化学反应，主要生成二氧化碳、氮气、水蒸气和少量有害气体及固体颗粒物(碳墨)等。各种气体所占的比例为氮气75.2%、二氧化碳7.1%、氧气和其他成分16.89%、有害排放物0.81%(其中NOx占35.4%、CO占35.3%、HC占8.54%、PM、SOx占20.2%)。

1.2 柴油机排气的物理性质

柴油与空气混合成为可燃混合气，在汽缸燃烧室高温、高压条件下自燃时燃烧温度达2 000℃左右，产生的热量中约有30%～45%转化为柴油机的动力输出，约50%的热量以排气为载体排出机外，排气温度约400℃～900℃，其余热量由机体、冷却水、油散发。另外高压、高温的排气以极高的速度从排气管排出时，还具有很大的动能，可以推动涡轮机的涡轮以7万～数十万r/min转速高速旋转，用它带动动力装置发出的功率，可相当于整机功率的9%左右。

排气在排放时还产生200Hz以下的低频噪声，主要是空气噪声：由排气在排气管中流动引起的脉动噪声和流体噪声及结构噪声(包括排气管的自激噪声、消声器壳体的辐射噪声和排气系统机械振动引起的噪声)，排气在排放时产生的噪声量占柴油机产生噪声量的28%左右。

2 柴油机排气的污染防治

柴油机排气中污染物防治的总原则：(1)源头预防，从污染物产生的源头预防，减少污染物产生的种类和数量;(2)后治理，在排气进入大气前，清除所含的污染物，减少其种类和数量。具体的防治措施如下。

2.1 源头预防

1)使用合格柴油研究和实验数据表明，当使用不合格的柴油，油中硫、磷等有害物含量超标时，会恶化柴油机的燃烧工况，增大排气中有害物的种类和数量。如当使用的柴油中硫的含量为670mg/L时，ESS循环硫酸盐灰分排放量会超过0.02g/kWh(法规极限值)，当使用合格的柴油(欧Ⅲ柴油)，其硫的含量为350mg/L，则ESS循环硫酸盐灰分的排放量降为0.01g/kWh，为法规极限值的50%。当磷的含量超标会在氧化性过滤器的碳烟表面形成保护层，阻止炭烟被氧化燃烧，使过滤效率降低40%～90%。

2)废气涡轮增压利用排气(废气)的动能，带动废气涡轮增压器(由废气涡轮机和同轴旋转的压气机组成)运转，提高柴油机的充气系数，改善柴油燃烧工况，减少有害成分(主要是NOx、CO、PM)的数量。

3)高压共轨电控燃油喷射系统这是由高压油泵、压力传感器和ECU模块组成的闭环控制的柴油喷射系统，是一种将柴油喷射压力的产生和喷射过程完全分开的供油方式。ECU模块根据负荷、发动机转速、水温、油温以及燃油轨(公共供油管)的油压和排气中含氧量，通过电磁阀开启时间的长短确定每次喷油量的大小。系统工作时高压油泵把高压柴油输送到公共供油管实施精确控制，改变了传统柴油机用单体高压油泵供油的方式，使柴油的燃烧过程始终处于优化工况，提高了燃烧效率，减少有害气体和PM生成的数量。

4)富氧进气在柴油机空气滤清器后端安装富氧膜组件，使进入气缸的进气成分中氧气的体积百分比达20.3%，并加入适量CO以利减少NOx生成。柴油混合气在富氧工况下燃烧，可以减少CO、NOx和PM的生成数量。

5)废气再循环(EGR)将排气(废气)的一部分再次引入进气管，在气缸燃烧室内参与再次燃烧，减少排气中NOx的含量。

6)综合运用将上述技术综合运用，如康明斯超清洁发动机就同时采用可变截面废气涡流增压+超高压共轨燃烧系统+冷却式废气再循环3项技术，使排气污染物接近“零排放”，排气中PM和NOx的含量均比tier3标准低90%。

2.2 后治理

由于当前防治技术的限制，尚不能完全杜绝柴油在燃烧中产生污染物，为此必须在排气进入机外大气前，对排气中尚存的污染物进行清除，以减少对大气环境的污染。

1)选择性催化还原反应(SCR)由催化消声器、计量喷射泵、传感器、添兰(尿素的水溶液)罐、后治理控制系统及相应管路和线束组成，其工作原理是利用排气的热量将尿素的水溶液在高温下分解为氨气和二氧化碳，氨气与排气中的一氧化氮和二氧化氮反应生成氮气和水。

2)铜一沸石涂层催化剂康明斯发动机将带有铜一沸石涂层的催化剂置于排气管中，可将排气中95%的NOx分为氮气和氧气，并采用墙式滤清器可有效清除排气中的PM。

3)三元催化反应器将三元催化反应器置于排气管中，在排气高温的环境下，三元催化剂可与排气中的CO、HC和NOx分别发生氧化还原反应，生成无害的CO2、水蒸气、N2和O2。

2.3 排气的噪声防治

柴油机排气的噪声防治与排气中污染气体和固体颗粒物的防治原则相同，在采取了优化柴油混合气燃烧工况的各项技术措施后，在减少污染气体和固体颗粒物生成的同时，也会降低燃烧噪声和排气噪声。排气噪声的后治理措施主要是优选排气管结构和消声器形式，降低噪声等级。

3 排气能量的利用

从柴油机排气的物理性质可知，排气蕴藏着较大的热能和动能。但长期以来，除利用排气动能的废气涡轮增压技术外，排气的热能和动能很少被利用，所以俗称为“废气”。近年来，随着节能减排的要求严格和节能减排技术的进步，排气中蕴藏的较大热能和动能逐渐被开发利用，成为经济、高效的节能减排新技术。目前，利用排气的动能和热能进行节能减排的主要技术如下。

3.1 排气动能利用技术

这是利用排气动能来节能减排的技术，目前正进一步完善和改进。除传统的单级废气涡轮增压外，还发展了双级废气涡轮增压、气波增压、可变截面废气涡轮增压、斜流增压、复合增压(废气涡轮增压+机械增压)等。废气涡轮增压技术可提高柴油机的充气系数、优化燃烧工况和降低污染物的生成数量，使柴油机的有效功率比自然吸气型柴油机提高20%～40%。美国底特律柴油机公司开发的DD15型柴油机功率为560HP，采用串联废气涡轮系统，第一级废气涡轮系统用于增压来提高柴油机的充气系数，第二级废气涡轮系统利用第一级废气涡轮增压余气推动二级涡轮，并带动液力耦合器转动并通过传动齿轮带动飞轮齿轮转动。这样，可在不增加油耗的前提下，利用排气的功能提供50HP的辅助动力给主机。

3.2 排气热能利用技术

1)废气加热熨平板PUCKETT公司生产的重力进料式540型、560型、580型沥青摊铺机安装了用发动机废气加热熨平板的节能装置，比传统的燃油加热型熨平板节约燃油。

2)利用尾气加热的热管式沥青加热炉内蒙古乌盟公路局在公路维修车(EQ1092型东风汽车)上安装了利用汽车行驶中产生的尾气热量的热管式沥青加热炉，加热维修公路路面用的沥青，比传统的煤炭式燃油加热装置节油、节煤。

3)排气融冰车俄罗斯《建筑和筑路机械》2011(1)期介绍了汽车式排气融冰车。该车的发动机为航空型发动机，利用该机排气的大冲能和高温(100～400℃)可以融化常规除雪机械难以清除的公路路面和机场跑道上的积冰和压实雪。

4)热电发电、制冷根据热电效应制成的半导体热电模块安装在柴油机排气管中，可以发电、加热和制冷。1992年，美国已研制了功率为1 068W的汽车尾气热电发电机，宝马公司的BMWX6型汽车已安装热电发电机。美国艾梅瑞网公司研制的汽车尾气加热/制冷装置，可为司机座加热/制冷，提高司机座椅的舒适度。我国“973计划”中，已启动500W汽车尾气热电发电机的研发工作。

4 建议

柴油机的排气是柴油机工作循环的必然产物，它有有害的一面，也有有利的一面，加强对柴油机排气进行兴利除弊的研发，对提高内燃式工程机械的动力性、环保性、经济性有重要的现实意义。对此，提出如下建议，供有关部门和同行参考。

1)用系统工程学统筹排气污染防治和排气能量利用柴油机的排气行程与其余3个行程(进气行程、压缩行程、做功行程)构成了柴油机工作循环系统;柴油机作为工程机械的动力装置是工程机械总系统(包括传动装置、热管理装置、作业装置、行走装置、动力装置、控制装置)中的一个子系统;另外柴油机的运行还与油料品质、大气环境等构成外部系统。所以，研究柴油机的排气污染防治和排气能量利用是一个多因素、动态的系统工程，需要综合权衡、优化相关因素才能取得排气污染防治和排气能量利用的良好效果。如日本住友SH210-5型液压挖掘机，采用了废气涡轮增压+废气再循环+高压共轨燃烧油喷射系统等复合防治排气污染技术装置，但必须使用符合欧Ⅲ标准的柴油。而一些用户使用了比欧Ⅲ标准差的柴油，结果柴油机不但达不到设计的节能减排效果，反而黑烟污染严重，功率不足。又如减小排气尾管直径可以降低排气的低频噪声，但同时会造成柴油机排气背压升高、扭矩下降，所以，采取减小排气尾管直径降噪时需要与发动机性能参数优化匹配。

2)加强基础理论研究柴油机排气污染防治和排气能量利用，涉及到化学、物理学、空气动力学、热力学、机械动力学、系统工程学等原料，应用上述基础理论通过建模、试验和仿真研究，可以探索排气污染物的防治规律，探索排气的流动规律、排气的热扩散效应、能量传递和传热效率、热量转化为机械功和电能(热电效应)的定性、定量关系等，从而引领排气污染物防治和能量利用装置的研发方向，如改善涡轮增压器、热电发电机、加热器等的结构和性能，提高排气污染防治的效率和能量的利用效率。从本文的阐述可知，柴油机的排气蕴藏着较大的动能和热能，存在着可为工程机械节能降耗的较大潜力，期待着生产厂、设计部门、使用维修和再制造部门的通力合作，通过基础理论的研究为工程机械研发出创新的节能降耗新装置和新工艺。

摘要：对柴油机排气的成分和物理性质进行分析,介绍国内外在柴油机排气污染防治和排气能量利用方面的新技术和新装置,对加强柴油机排气污染防治和排气能量利用的研究提出建议。

关键词：柴油机,排气污染防治,排气能量利用,建议

参考文献

[1]王春雨,吴学松.当欧Ⅲ遭遇认识局限与油品不佳[J].建筑机械化,2011,(5):21-23.

能量利用 第9篇

【关键词】 历史学科 课堂教学 爱国主义 正能量

【中图分类号】 G633.51 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2014）09-054-02

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杨丞琳，台湾偶像明星，在参加某档综艺节目时，主持人问：“抗日战争打了几年？”她答：“11年吗？”在得知答案以后，她惊叹：“8年而已喔！”而当得知日军在南京大屠杀中残忍杀害我40万同胞时，她的反应居然是：“才40万？”这就是在网上疯传的杨丞琳脑残事件。而后，大陆明星赵薇的“日本军旗装”事件，在网上也引起了轩然大波。作为公众人物的明星，深受青少年的追崇。他们的这些言行不仅给社会、国家造成了一定的负面影响，更会给青少年带来不良的误导。

“少年智则国智，少年富则国富，少年强则国强。”祖国的希望在广大青少年身上。历史作为一门古老的综合学科，潜藏着厚重的文化底蕴与深刻的科学哲理。其学科固有的特点和优势，使历史课堂成为师生之间思想交融和心灵共鸣的“磁场”。梁启超曾说：“历史——是爱国主义的源泉。”爱国主义是中华民族的光荣传统，是实现中华民族振兴的坚强基石。如何充分利用历史学科优势，在课堂教学中传递爱国主义正能量，是历史教师时刻需要思考的问题，也是必须具备的专业功底和素养。以下是笔者的几点肤浅认识。

一、以史授德，激发学生爱国主义情感

“人无德不立，国无德不兴”。中华民族几千年的光辉历史，创造了灿烂辉煌的中华文明，孕育了优秀的民族品格和民族精神。历史教学要以新课程的培养目标为依托，以教师高尚的师德和良好的史学修养为示范，以史授德，潜移默化地陶冶学生情操，根据教学内容在课堂上渲染良好学习氛围，让学生进入情境，以教师之情点燃学生之情，对学生进行爱国主义情感教育，培养学生积极进取的人生态度和健全人格。

如讲“葡萄牙攫取在澳门的居住权”章节时，为让学生更深刻地感受到祖国领土受到殖民者的欺凌、澳门同胞渴望回到母亲怀抱的强烈情感，本人首先播放一段由闻一多先生创作、澳门小女孩容韵林演唱的《七子之歌》，让同学们在稚气的童音和熟悉的旋律中产生共鸣。讲《郑成功收复台湾》一课时，本人会深情地朗诵余光中先生的《乡愁》，让学生从诗的意境中重温台湾的历史，感受祖国大陆与台湾血肉相联的亲情以及游子的思乡之情。又如在讲“中华人民共和国成立”的历史意义时，有意请学生们一起回顾中国近代史的历程：从鸦片战争到八国联军侵华，从“门户开放”、列强瓜分中国到日本全面侵华，从洋务派“自强求富”到民族资产阶级维新变法、实业救国，从辛亥革命到新文化运动，从局部抗战到全面抗战……让学生们深刻领会中国的近代史是一部屈辱史，更是一部抗争史，只有中国共产党才能领导人民找到了一条民族独立的正确道路，“只有共产党才能救中国”。通过多种形式的教学方式，激发学生热爱祖国，热爱中国共产党，热爱中国人民，树立“国兴我荣，国衰我耻”的伟大的爱国主义热情。

二、谈古论今，结合时政热点对学生进行爱国主义教育

英国历史学家卡尔·贝克尔曾说：“只有借助现实，我们才能理解过去；只有借助过去，我们才能充分理解现实。现实和历史是相互对应的两扇窗户，关闭了其中任何一扇窗户，彼此的沟通就难以实现。”对于十四五岁的初中生来说，爱国主义的说教易落入空泛，不能给其一个具体的印象。将时事热点切入历史知识，使两者紧密有机地结合，也是培养学生爱国主义热情、传递爱国主义正能量的一条重要途径。

学习完中国抗日战争史后，本人要求学生思考：近年来日本政府在哪两件事情上激起了亚洲各国乃至全世界热爱和平的人民的愤怒？同学们几乎一致回答：“日本政府通过了严重歪曲历史教科书和日本首相多次参拜靖国神社！”当时，教室里群情激愤，学生们纷纷表达了对日本严重歪曲历史事实行为的强烈不满，此时爱国主义教育可以说收到了很好的效果。本人又问：作为一名青少年，你准备用什么实际行动捍卫祖国的尊严？由此，启发学生认识到只有努力学习，把祖国建设得更加繁荣富强才是我们目前最为迫切的爱国主义。通过时政热点的切入，学生对爱国主义的诠释和理解更具现实性和实际性。

在《亚非拉的奋起》一课中，讲完“非洲的民族独立浪潮”一节后，本人组织学生欣赏一则“象征着中非友谊的坦赞铁路”的图片。在引用坦桑尼亚前总统尼雷尔“坦赞铁路是中国‘对非洲人民的伟大贡献’，‘历史上外国人在非洲修建铁路，都是为掠夺非洲的财富，而中国人相反，是为了帮助我们发展民族经济’”这段话后，介绍坦赞铁路的修建，最初连欧美人都认为是不可能实现的事，却在中国政府的援建下完成。这条长1860.5公里的铁路，是贯通东非与中南非的交通大干线，也是中国政府和人民迄今在非洲大陆上最大的援助项目。由此，让同学们感受到伟大祖国的深情厚谊和国家领导人敢为人先的精神。

在讲改革开放一课时，本人会组织学生一起回顾我国改革开放以来所取得的举世瞩目的成绩：2008年成功举办了让国人骄傲、世人惊叹的奥运会；神七、神八、神九航天飞船载着中国人盼望已久的航天梦飞入了太空，嫦娥奔月的童话梦想得以实现……。祖国日益富强的实例，让学生们深刻地明白改革开放才是强国之路，富民之路。由此激发学生的社会责任感和民族自豪感，使其在潜移默化中增强爱国主义热情，在润物无声中传递爱国主义正能量。

三、以史为镜，辩证地看待中国近代历史，培养学生理性爱国

李大钊在《艰难的国运与雄健的国民》一书中讲到：“历史的道路，不全是平坦的，有时走到艰难险阻的境界。这是全靠雄健的精神才能够冲过去的。”从1840年的鸦片战争开始，西方列强用坚船利炮打开了中国的大门，相继发动了甲午中日战争、八国联军侵华战争、日本侵华战争等，中国在近代遭受着列强的侵略。1839年的虎门销烟，掀开了近代中国人民反抗外来侵略斗争的新篇章……在中国共产党的领导下，推翻了三座大山，解放了全中国。作为青少年而言，要辩证的看待中国近代史，把这一段历史过程化作民族振兴的动力，树立“生吾炎黄，育我华夏。待之有为，必报中华”的爱国主义意识和决心。但爱国是需要理性的，不能盲目。

在讲《甲日中午战争》一课，正逢钓鱼岛争端事件，全国各地都发起了反日集会游行活动，但西安、广州、杭州等地游行现场伴有打砸抢烧等不法行为。初中学生容易受到外界影响，加上心智发育尚未成熟，往往对外界影响缺乏识别能力。在完成本课教学任务后，本人将各地的反日集会游行活动中出现的打砸抢烧等不法行为的照片用多媒体播放给学生们看，然后请他们思考：“你赞同的爱国形式有哪些”、“非理性的爱国行为可能会演变成什么”？在本人引导下，学生们纷纷给出了这些答案：可以采取唱爱国歌曲，挂爱国标语，拿五星红旗等多种正当的爱国形式。非理性的爱国行为可能变成误国，等等。综合学生们所讲的，本人谈到：毫无理性的爱国行为并不能捍卫祖国的领土，反而会成为他人的笑柄。中日之间有诸多历史宿怨未解，领土争端引发的争吵近年来更趋激烈，中国民众抗议也是理所应当的。但是，我们应当将这一理所应当通过正确的渠道来表达，非理性爱国只能适得其反。我们的国家在中国共产党的正确领导下，已经屹立于世界民族之林，祖国的明天在你们手中。作为青少年，要树立国强则民强，国富则民富，国家昌盛则民族亦昌盛的意识，努力学习科学文化知识，保卫祖国，报效祖国。

能量利用 第10篇

瘤胃微生物可以将宿主动物不能直接利用的物质转化为能被宿主利用的高营养物质。如其分泌的β-糖苷酶可消化纤维、半纤维, 将其分解为乙酸、丙酸等断链脂肪酸, 为机体提供能量和合成其它营养物质的成分, 极大的提高了饲料的能量转化效率。瘤胃可以将非蛋白氮转化为瘤胃微生物菌体蛋白和氨基酸, 供给反刍动物利用, 满足反刍动物的维持需要和一定的生产水平, 节约蛋白质。在饲喂无蛋白日粮时, 反刍动物仍能利用瘤胃微生物合成的微生物蛋白供机体消化利用。因此在添加非蛋白氮的基础上, 反刍动物可以充分的消化利用劣质蛋白质, 将非必需氨基酸转化为必需氨基酸, 提高饲料蛋白质的营养价值, 甚至可以达到优质蛋白质的利用效果。瘤胃微生物还可以合成必需脂肪酸、B族维生素等营养物质供机体利用。

但是由于瘤胃其特殊的消化生理特点, 在使反刍动物能大量利用粗饲料的基础上也存在着一些缺点。如瘤胃在发酵碳水化合物的时候, 可以产生大量的温室气体甲烷和二氧化碳, 不仅对大气环境造成不利的影响还能降低碳水化合物的利用效率。当饲喂优质蛋白质或大量蛋白质时, 会被瘤胃微生物过度的降解, 而降解产生的非蛋白氮超过微生物合成菌体蛋白的需要量, 以氨的形式被瘤胃吸收合成尿素, 大部分将被排出体外, 造成蛋白质资源的浪费。在产奶高峰期, 为了满足动物的维持及生产需要, 需要大量蛋白质供给的时候, 瘤胃微生物的消化特点将限制蛋白质的供给, 因此优质的蛋白质需要过瘤胃处理, 如甲醛化处理、包被等。

瘤胃微生物可以将饲料中的不饱和脂肪酸氢化为饱和脂肪酸, 饲料中添加的不饱和脂肪酸等必需脂肪酸被瘤胃微生物氢化, 难以直接被真胃及小肠消化吸收, 不能满足反刍动物在产奶高峰期对高能量及必需脂肪酸的需要。而添加油脂会对瘤胃菌群造成一定的影响, 抑制瘤胃微生物的活力, 长期添加会对瘤胃的菌群平衡造成不利的影响, 造成难以预测的损失。因此为了提高动物的生产性能, 又要能添加适量的油脂, 必须将油脂经过加工处理, 如甲醛化、包被、氢化、皂化等。

2 碳水化合物的消化特点及对能量沉积的影响

反刍动物的能量来源主要为瘤胃发酵产生的挥发性脂肪酸, 由于瘤胃微生物的发酵作用, 由真胃和小肠吸收的葡萄糖微乎其微。碳水化合物在瘤胃内的发酵产物主要为乙酸、丙酸、丁酸等挥发性脂肪酸, 丙酸经糖异生后形成葡萄糖作为供能物质在体内利用, 乙酸、丁酸等可以转化为长链脂肪酸, 合成甘油三酯作为供能物质。因此反刍动物的能量沉积主要靠碳水化合物来提供。碳水化合物的组成和结构特点直接影响能量的利用效率和动物的生产性能。

2.1 糖异生途径及对能量沉积的影响

虽然反刍动物不能从消化道吸收葡萄糖, 但是葡萄糖对反刍动物来说仍有重要的作用。葡萄糖经磷酸戊糖途径生成NADPH, 促进长链脂肪酸的形成, 而合成甘油三酯所需的另一个重要原料甘油磷酸也需要葡萄糖来提供。而糖异生所需的主要原料是丙酸, 因此饲料中必须保证有充足的可发酵为丙酸的碳水化合物。反刍动物日粮中精料的比例高时, 瘤胃发酵产生的丙酸的比例较高, 但为了防止酸中毒和保证瘤胃壁及瘤胃微生物的健康发育, 精料的比例必须保持在一定水平之内。若精料不足, 在糖异生的原料丙酸的产量不足的情况下, 机体为了获得足够的葡萄糖满足肌糖原、肝糖原及大脑的需要, 机体会增加体内蛋白质的代谢, 利用生糖氨基酸来异生葡萄糖。造成机体蛋白质代谢恶化, 体内蛋白质沉积下降, 氮代谢出于负平衡, 血液中生酮氨基酸的浓度升高, 造成代谢性疾病。

2.2 挥发性脂肪酸的氧化供能

反刍动物碳水化合物的消化产物主要为挥发性脂肪酸, 挥发性脂肪酸可以直接由瘤胃壁吸收入血液, 然后运送至各组织器官氧化供能。反刍动物利用挥发性脂肪酸供应的能量可占所吸收的所有营养物质的2/3。除氧化供能外, 其中乙酸可以用于体脂和乳脂的合成, 丁酸也可以合成脂肪, 丙酸可合成葡萄糖和乳糖。

3 影响饲料的能量利用效率因素

碳水化合物分为结构性碳水化合物和非结构性碳水化合物, 前者主要含有纤维素、半纤维素、木质素等, 又称为细胞壁碳水化合物。是饲料中不易消化的成分, 主要由瘤胃微生物发酵利用。后者主要含有糖、淀粉、果胶等成分, 一般易消化吸收。影响饲料的能量利用效率的因素主要是结构性碳水化合物的比例及组成成分。饲料中的中性洗涤纤维 (NDF) 的含量一般与饲料的能量效率和干物质采食量成负相关, 而NDF中纤维素和半纤维素的组成差异也影响饲料的能量效率。一般情况下NDF含量高的饲料的能量效率低于含量低的饲料原料, 若纤维素和半纤维素的组成合理木质素含量低, 其消化性高, 同样会有高的能量效率。

参考文献

[1]李元晓, 赵广永.反刍动物饲料蛋白质营养价值评定体系研究进展[J].中国畜牧杂志, 2006 (1) :61-63.

[2]NRC.1989.Nutrient Requirement of Dairy Cattle.National Acedemy Press.Washington.

[3]赵广永.肉牛规模养殖技术[M].北京:中国农业科学技术出版社, 2003.