第一篇：熱力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)解讀（本站推薦）

鍋爐余熱利用裝置低壓省煤器的題

目

熱力分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)

學(xué)生姓名

學(xué)

號(hào)

院(系)專

業(yè) 指導(dǎo)教師 報(bào)告日期

能源工程學(xué)院

熱能與動(dòng)力工程

摘要

鍋爐排煙熱損失一直都是鍋爐熱損失中最主要的一項(xiàng)。排煙溫度偏高一直是國(guó)內(nèi)各個(gè)電站普遍存在的問題，尤其是運(yùn)行了一段時(shí)期的電站，因?yàn)檫\(yùn)行參數(shù)偏了設(shè)計(jì)參數(shù)，或煤種變化等原因，常常造成排煙溫度過高。這不僅影響電廠的熱濟(jì)性，而且為空氣預(yù)熱器的安全運(yùn)行也埋下隱患。因此，為了提高電站運(yùn)行的安可靠性且做到節(jié)能降耗，必須想辦法降低排煙溫度。低壓省煤器安裝在鍋爐煙道部，是一種利用煙氣余熱的設(shè)備。它在降低鍋爐機(jī)組排煙溫度的同時(shí)降低了煤耗，收的熱量重新引入熱力系統(tǒng)從而提高了鍋爐的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，因此被廣泛應(yīng)用于電余熱回收。本文介紹了降低排煙溫度和排煙損失的各種途徑，并重點(diǎn)介紹了低壓器系統(tǒng)在降低排煙溫度上的實(shí)際應(yīng)用情況。本文研究了低壓省煤器系統(tǒng)的工作原理，分析了影響經(jīng)濟(jì)性的各個(gè)參數(shù)，給出了優(yōu)化設(shè)計(jì)模型。并以某電站加裝低壓省煤器為例，在給定排煙溫度的條件下依據(jù)優(yōu)化設(shè)計(jì)模型，計(jì)算得到了低壓省煤器最優(yōu)受熱面布置方式及所用鰭片管的構(gòu)參數(shù)。然后依據(jù)局部經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的方法對(duì)加裝低壓省煤器后的熱力系統(tǒng)進(jìn)行了分?jǐn)?shù)對(duì)換熱數(shù)的影響。此外，以廣泛應(yīng)用于低壓省煤器的換熱元件型鰭片管為例，通過數(shù)值模 擬對(duì)其傳熱過程進(jìn)行了分析，獲得了型鰭片管翅片側(cè)的溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)的分布，得到了表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力隨煙氣流速和鰭片節(jié)距的變化規(guī)律，為鰭片管化設(shè)計(jì)和低壓省煤器的優(yōu)化選型提供參考。

目錄 緒論.......................................................................................................0 1.1研究背景及意義............................................................................0 1.2 煙氣余熱利用.............................................................................2 1.3 低壓省煤器...................................................................................2 2 低壓省煤器熱力系統(tǒng)分析..................................................................4 2.1 低壓省煤器...................................................................................4 2.2 低壓省煤器熱力系統(tǒng)分析.........................................................5 2.2.1 引進(jìn)外熱源是的熱力系統(tǒng)分析................................................5 2.2.2 串聯(lián)系統(tǒng)分析..........................................................................5 2.2.3 并聯(lián)系統(tǒng)分析..........................................................................5 2.3

本章小結(jié)...................................................................................6 3 低壓省煤器的優(yōu)化設(shè)計(jì)........................................................................6 3.1 設(shè)計(jì)參數(shù).......................................................................................6 3.1.1 熱工參量....................................................................................6 3.1.2 系統(tǒng)布置方案............................................................................7 3.2 設(shè)計(jì)思路.................................................................................8 3.3 本章小結(jié)............................................錯(cuò)誤！未定義書簽。4 結(jié)論.........................................................................................................9 參考文獻(xiàn)...................................................................................................11 緒論

1.1研究背景及意義

人類社會(huì)的發(fā)展歷程就是認(rèn)識(shí)自然，適應(yīng)自然，改造自然的過程。人類從起源之初，便開始了直接或間接的能源利用。能源產(chǎn)業(yè)為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了最重要的原材料和動(dòng)力，所以一直倍受重視。社會(huì)發(fā)展至今，能源結(jié)構(gòu)有了巨大的變化，不在是單一的化石能源，風(fēng)能、太陽(yáng)能、潮汝能、地?zé)崮艿刃履茉吹难芯亢蛻?yīng)用也得到有利的發(fā)展。從新中國(guó)建立至今，隨著國(guó)家社會(huì)新月異的變化，我國(guó)的能源生產(chǎn)也同時(shí)得以緊步發(fā)展壯大。作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展血液的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，能源生產(chǎn)一直得高度重視，年的建國(guó)史同時(shí)也是能源生產(chǎn)能力不斷發(fā)展壯大的歷史。年至年，能源工業(yè)累計(jì)完成投資億元，年平均增長(zhǎng)。年，我國(guó) 能源生產(chǎn)總量達(dá)到億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比年增長(zhǎng)倍，年均增長(zhǎng)。原煤 產(chǎn)量由年的億噸擴(kuò)大到年的億噸，增長(zhǎng)倍。年，發(fā)電裝機(jī)容量萬(wàn)千瓦，年末達(dá)到億多千瓦，發(fā)電量由年的億千瓦小時(shí)增加到年的億千瓦小時(shí)，增長(zhǎng)倍。其中火電萬(wàn)千瓦，電力方面，萬(wàn)千瓦、百萬(wàn)千瓦大容量高參數(shù)火電發(fā)電機(jī)組得到廣泛應(yīng)用。但我國(guó)在能源的使用上，很長(zhǎng)一段時(shí)間里，由于主觀的意識(shí)和客觀的設(shè)備的原因造成了很多浪費(fèi)。近幾年來(lái)，我國(guó)對(duì)能源產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)也逐步發(fā)展中，對(duì)以往粗放式發(fā)展所造成的能源浪費(fèi)，在主客觀上有了越來(lái)越多的反思和改進(jìn)，“節(jié)能減排”這一與時(shí)俱進(jìn)的主題被提上議程，成為未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展和變革的目標(biāo)，越來(lái)越多的資金投入和政策性關(guān)懷也體現(xiàn) 0

出我國(guó)政府對(duì)此的重視。

1.2 煙氣余熱利用

目前國(guó)內(nèi)外煙氣余熱回收利用裝置有輝接板管式換熱器，回轉(zhuǎn)式換熱器，熱媒式換熱器，熱管式換熱器，此外，還有加裝低壓省煤器和有效吹灰或加裝程控吹灰裝置等。熱媒式換熱器對(duì)系統(tǒng)的要求十分苛刻，且其運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備多，設(shè)備維護(hù)和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也高，所以在國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較少；熱管一種新型且高效的換熱元件，是依靠其內(nèi)部的工質(zhì)的循環(huán)流動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱量傳遞，與金屬材料相比，它的當(dāng)量熱導(dǎo)率要高出數(shù)倍；以熱管為傳熱元件的熱管換熱器在回收廢熱、利用熱能、節(jié)約原料、降低成本等方面較其他換熱器優(yōu)點(diǎn)獨(dú)特，特別是應(yīng)用于中低溫?zé)煔獾挠酂峄厥丈?，因此被廣泛應(yīng)用于鍋爐的余熱回收“，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)也表明其節(jié)能效果顯著；可通過空氣預(yù)熱器回收煙氣余熱，將回收熱量用于加熱爐膛燃燒所用的空氣提高進(jìn)入鍋爐的空氣溫度，從而提高爐膛溫度使煤粉能夠充分燃燒，同時(shí)降低了排煙溫度，減少了排煙熱損失，提高了鍋爐的燃燒效率；另外也可以采用低壓省煤器，利用煙氣余熱來(lái)加熱鍋爐給水，提高給水溫度，減少加熱器的抽汽，從而將抽汽排擠回汽輪機(jī)繼續(xù)做功，華北屯力人學(xué)碩士學(xué)位論文提高機(jī)組的效率。1.3 低壓省煤器

低壓省煤器在國(guó)內(nèi)的研究起步較早，鍋爐尾部受熱面改造中已廣泛應(yīng)用低壓省煤器和擴(kuò)展表面強(qiáng)化換熱技術(shù)。隨著節(jié)能減排政策的深入實(shí)施，為了相應(yīng)政策號(hào)召，許多電廠都將回收煙氣余熱作為主要突破口，因此低壓省煤器被越來(lái)越多的應(yīng)用于電廠的節(jié)能技術(shù)改造，此外，在研究方面也己經(jīng)到達(dá)了最優(yōu)化設(shè)計(jì)的階段。西安交通大學(xué)的林萬(wàn)超教授在國(guó)內(nèi)的學(xué)者中最早對(duì)低壓省煤器系統(tǒng)進(jìn)行了研究。他利用等效燴降法對(duì)低壓省煤器系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了深入分析，比較了兩種連接方式并總結(jié)了不同的連接方式的優(yōu)缺點(diǎn)，最后給出了各自的計(jì)算公式。此外，提出了余熱利用的多級(jí)利用和梯度開發(fā)的概念。山東大學(xué)的黃新元教授等從優(yōu)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化運(yùn)行兩方面對(duì)低壓省煤器作了深入的研究，總結(jié)出了低壓省煤器系統(tǒng)的最優(yōu)水流量分配數(shù)學(xué)模型和低壓省煤器系統(tǒng)最優(yōu)設(shè)計(jì)通用數(shù)學(xué)模型，其中重點(diǎn)包括變量分析、目標(biāo)函數(shù)及計(jì)算、約束函數(shù)、數(shù)學(xué)模型解法等諸方面。同濟(jì)大學(xué)的安恩科教授等對(duì)加裝低壓省煤器后汽輪機(jī)的內(nèi)效率變化情況進(jìn)行了研究，通過熱力系統(tǒng)分析和數(shù)學(xué)建模的方法，分別用等熵過程和等溫的過程計(jì)算確定了汽輪機(jī)抽汽點(diǎn)蒸汽參數(shù)的變工況值。華北電力大學(xué)的閻維平等對(duì)館片管省煤器的欺騙尺寸優(yōu)化進(jìn)行了研究，通過鶴片管換熱機(jī)理模型的分析，建立了其傳熱控制方程，然后對(duì)方程進(jìn)行無(wú)量綱化推導(dǎo)，3

得到了優(yōu)化尺寸選取函數(shù)。長(zhǎng)春工程學(xué)院的季鵬偉等對(duì)于加裝了低壓省煤器的系統(tǒng)提出了幾點(diǎn)說(shuō)明，分別從螺旋肋片管的積灰、煙道省煤器磨損問題、煙道省煤器的低溫腐蝕、煙道省煤器的管內(nèi)腐燭、低壓省煤器的荷重等方面進(jìn)行了說(shuō)明，并對(duì)某電廠的鍋爐加裝省煤器后進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析和計(jì)算。年以來(lái)，國(guó)內(nèi)的河南省開封火電廠、長(zhǎng)春第二熱電有限責(zé)任公司、山東龍口電廠等依次投入使用了低壓省煤器系統(tǒng)。運(yùn)行結(jié)果表明，這些電廠加裝低壓省煤器之后，排煙溫度均降低了，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤耗，節(jié)能效果顯著。

2低壓省煤器熱力系統(tǒng)分析

2.1 低壓省煤器系統(tǒng)

鍋爐低壓省煤器系統(tǒng)，主要包括省煤器管屏、換熱管束、進(jìn)口集箱、出口集箱等，其特征在于進(jìn)口集箱通過管道與回?zé)嵯到y(tǒng)中的低壓加熱器連接在一起。低壓省煤器安裝在鍋爐空氣預(yù)熱器出口的尾部煙道上，由管束、進(jìn)口聯(lián)箱、出口聯(lián)箱等組成。水側(cè)引入的是低壓回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)中的凝結(jié)水，并且可以進(jìn)行高溫和低溫間的切換，出水最遠(yuǎn)可引至除氧器。低壓省煤器能夠降低鍋爐排煙溫度，提高發(fā)電廠循環(huán) 熱效率，并且具有抗磨損、抗腐燭的能力，在鍋爐工況發(fā)生較大變動(dòng)時(shí)，仍然具有較高的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。低壓省煤器的熱力系統(tǒng)簡(jiǎn)圖如圖所示。由圖可看出低壓省煤器布置在鍋爐煙道尾部，其水側(cè)連接于

回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，通過各類管道進(jìn)行內(nèi)外冷熱流體的熱量傳遞。

2.2 低壓省煤器熱力系統(tǒng)分析 2.2.1 引進(jìn)外熱源時(shí)的熱力系統(tǒng)分析

對(duì)于低壓省煤器熱力系統(tǒng)而言，計(jì)算它的熱經(jīng)濟(jì)性時(shí)，把其在鍋爐尾部回收的煙氣熱量當(dāng)做余熱利用來(lái)處理，這樣熱力分析將會(huì)很方便。主要體現(xiàn)在：一，排煙熱損失由空氣預(yù)熱器出口煙溫也就是低壓省煤器入口煙溫決定，而與其后的低壓省煤器無(wú)關(guān)，所以鍋爐效率不受影響保持不變；二，外部純熱量進(jìn)入熱力系統(tǒng)，只記它的做功收入而不記循環(huán)加入熱量的增加，用等效絵降法便可極為方便的分析其經(jīng)濟(jì)性。按照此種方法處理時(shí)的具體分析如下。

2.2.2 串聯(lián)系統(tǒng)分析

根據(jù)低￡省煤器水側(cè)在熱力系統(tǒng)中的接入方式的不同，可將其分為串聯(lián)式接入和并聯(lián)式接入兩種。對(duì)于水側(cè)而言，串聯(lián)時(shí)低壓省煤器的引入水從抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)中的某一級(jí)加熱器的出口接入，在低壓省煤器中通過換熱管排吸收煙氣熱量，升溫后的給水，被引回到該級(jí)加熱器的出水管道上從而返到熱力系統(tǒng)中，繼續(xù)進(jìn)入下一級(jí)的加熱器吸熱，被引入到低壓省煤器的水為全部的凝結(jié)給水。低壓省煤器的串聯(lián)系統(tǒng)如圖所示，從第低壓加熱器出口引出全部凝結(jié)水￡送入到低壓省煤器，凝結(jié)水在低壓省煤器升溫后，又被全部送回到第低壓加熱器的入口，回?zé)峁苈放c低壓省煤器系統(tǒng)串聯(lián)在一起。串聯(lián)時(shí)通過低壓省煤器吸熱，的外部熱量被引入熱力系統(tǒng)，所以千克新蒸汽獲得的熱量為

2.2.3 并聯(lián)系統(tǒng)分析

并聯(lián)時(shí)低壓省煤器的引入水從抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)中的某一級(jí)加熱器的出

口接入，在低壓省煤器中通過換熱管排吸收煙氣熱量，升溫后的給水，被引回到該級(jí)加熱器的上一級(jí)或上一級(jí)之前的某一級(jí)的出水管道上從而返到熱力系統(tǒng)中，繼續(xù)進(jìn)入下一級(jí)的加熱器吸熱，也就是說(shuō)跨過 了一些加熱器。被引入到低壓省煤器的水只是凝結(jié)給水的一部分，關(guān)于并聯(lián)系統(tǒng)，引入一個(gè)新的參數(shù)，叫做分水系數(shù)，表示流經(jīng)低壓省煤器的凝結(jié)水量與產(chǎn)生的新蒸汽的量之比，用表示。當(dāng)流過低壓省煤器水量為新蒸汽流量為時(shí)，對(duì)應(yīng)新蒸汽的凝結(jié)水份額為凡。

2.3

本章小結(jié)

本章介紹了低壓省煤器的簡(jiǎn)況，重點(diǎn)講解了用于低壓省煤器經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的等效捨降法。從基本理念出發(fā)，運(yùn)用熱平衡關(guān)系式進(jìn)行推導(dǎo)歸納，得到等效恰降的概念，針對(duì)回?zé)岢槠綑C(jī)組得到抽汽等效洽降及抽汽效率的概念。分析了引入外部熱源時(shí)熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的變化，排擠抽汽產(chǎn)生的等效熱降的計(jì)算以及煤耗熱耗的變化量的計(jì)算方法。最后針對(duì)低壓省煤器的兩種連接方式串聯(lián)和并聯(lián)，推導(dǎo)出等效洽降的計(jì) 算公式。低壓省煤器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)參數(shù) 3.1.1 熱工參量

關(guān)于低壓省煤器設(shè)計(jì)時(shí)的熱工參數(shù)，分別從冷熱源兩方面考慮。煙氣側(cè)，主要給定設(shè)計(jì)煤種及煙氣成分，確定煙氣進(jìn)口洽，然后結(jié)合煙氣酸露點(diǎn)和設(shè)備材料性能確定煙氣溫降范圍，進(jìn)而確定煙氣的出口洽。水側(cè)，進(jìn)水溫度主要考慮管壁金屬的低溫腐燭的影響，結(jié)合各個(gè) 6

加熱器的出水溫度，確定低壓省煤器在回?zé)嵯到y(tǒng)中的引入及引出點(diǎn)，從而確定進(jìn)水溫度和出水溫度的范圍，進(jìn)而得到進(jìn)口和出口水的洽值。

熱工參量的確定主要用于低壓省煤器的熱平衡計(jì)算。

3.1.2 系統(tǒng)布置方案

關(guān)于布置位置，低壓省煤器在鍋爐尾部煙道中的安裝位置，目前常的 有二種情況：一是安裝在除塵器之前空氣預(yù)熱器之后；這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是此處的煙溫高，同等情況下可利用的能量大，此外煙氣被冷卻后其流量和比電阻將降低，這樣除塵器和引風(fēng)機(jī)的電耗量將會(huì)降低，節(jié)省了廠用電；缺點(diǎn)是此處的煙氣流速高且粉塵濃度大導(dǎo)致低壓省煤器磨損嚴(yán)重，此外因?yàn)闊煔馑崧饵c(diǎn)的原因，低壓省煤器的運(yùn)行溫度難以控制，容易導(dǎo)致電除塵設(shè)備及引風(fēng)機(jī)的腐蝕。二是安裝在引風(fēng)機(jī)之前除塵器之后；這樣布置的優(yōu)點(diǎn)是低壓省煤器的磨損、積灰及堵灰等現(xiàn)象相對(duì)減輕，煙溫被降低，其比體積增大，由引風(fēng)機(jī)引出的煙氣量減少，引風(fēng)機(jī)電耗量降低；缺點(diǎn)同樣是低壓省煤器的運(yùn)行溫度難以控制，容易導(dǎo)引風(fēng)

機(jī)的腐蝕，此外裝置在此處時(shí)其位置在高位煙道上，不利于檢修及護(hù)，若出現(xiàn)水側(cè)泄漏則后果嚴(yán)重。三是安裝在引風(fēng)機(jī)的出口，這是目最多的安位置，此處煙道中心位置較低，低壓省煤器布置在地面上，運(yùn)維護(hù)及檢修便。關(guān)于連接方式°，低壓省煤器在回?zé)嵯到y(tǒng)中的連接方式分為兩類，分別為串聯(lián)連接和并聯(lián)連接：串聯(lián)式，凝結(jié)水全部通過低 7

壓省煤器，水側(cè)的流動(dòng)阻力較大，傳熱溫壓也大，平北電力火學(xué)碩士學(xué)位論文但是對(duì)水錄等動(dòng)力設(shè)備的要求也變高。并聯(lián)式，凝結(jié)水分流進(jìn)入低省煤器，水側(cè)的流動(dòng)阻力較低，傳熱溫壓也相對(duì)較小，所以在換熱面積一定的情況下，換熱量要比串聯(lián)式接入的低壓省煤器小。關(guān)于煙氣與水的流動(dòng)方式，分為逆流和順流兩種，在相同的進(jìn)、出口溫度條件下，逆流的平均溫差大，順流的平均溫差小，所以為了強(qiáng)化傳熱效果，一般選擇逆流布置，但要注意，逆流時(shí)冷熱流體的最高溫度集中在同端，對(duì)于最高點(diǎn)處應(yīng)防止該處的壁溫過高。

3.2 設(shè)計(jì)思路

優(yōu)化設(shè)計(jì)英文名是從多種方案中選擇最佳方案的設(shè)計(jì)方法。它以數(shù)學(xué)中的最優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為手段，根據(jù)設(shè)計(jì)所追求的性能目標(biāo)，建立目標(biāo)函數(shù)，在滿足給定的各種約束條件下，尋求最優(yōu)的設(shè)計(jì)方案。

針對(duì)安裝型鰭片管省煤器的熱力系統(tǒng)，結(jié)合型轄片管的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮以下這些結(jié)構(gòu)變量：管束橫向間距管束縱向間距七，鰭片寬度，鰭片高度，開縫寬度，片節(jié)距，嬉片厚度，基管厚度？，基管外徑。管子的外徑和厚度（主要影響的是磨損壽命，所以從這個(gè)角度出發(fā)來(lái)確定其值。影響換熱性能的主要是管束的橫向間距■和縱向間距，鰭片的寬度、鰭片的高度、鰭片的節(jié)距和鱔片的厚度。對(duì)于并聯(lián)系統(tǒng)，分水系數(shù)是影響節(jié)能效果的重要因素。以上這些參量構(gòu)成了決策變量。這些參量的范圍，橫向間距。和縱向間距確定時(shí)要考慮管道的布置空余距離和煙道的寬高比尺寸；鰭片管的結(jié)構(gòu)參數(shù)則要考慮鰭

片管的加工工藝；分水系數(shù)的選擇要以低壓加熱器的安全運(yùn)行為參考前提。

3.3 本章小結(jié)

本章建立了低壓省煤器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。從熱工參量、系統(tǒng)布置方案、管型參數(shù)方面考慮，給出了數(shù)學(xué)模型、設(shè)計(jì)流程及優(yōu)化參量。此外，通過數(shù)值模擬對(duì)廣泛應(yīng)用于低壓省煤器的換熱元件型鰭片管的傳熱過程進(jìn)行了分析，獲得了型鰭片管表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力隨煙氣流速和鰭片節(jié)距的變化規(guī)律，為鰭片管的優(yōu)化設(shè)計(jì)和低壓省煤器的優(yōu)化選型提供參考 結(jié)論

各電廠的熱力設(shè)備不盡相同，又加上其所處的地理位置不同，所采用的煤質(zhì)也不盡相同。所以對(duì)其進(jìn)行煙氣余熱回收即降低排煙溫度的方法也不可能固定，必須進(jìn)行方案的論證。本文根據(jù)國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司的實(shí)際情況，參考電站對(duì)工程改造效果的要求，采用型鰭片管省煤器來(lái)降低鍋爐的排煙溫度，并對(duì)低壓省煤器進(jìn)行了布置和設(shè)計(jì)的優(yōu)化，給出了技術(shù)改造方案。主要工作內(nèi)容總結(jié)：

一、介紹了低壓省煤器的簡(jiǎn)況，重點(diǎn)講解了用于低壓省煤器經(jīng)濟(jì)性計(jì)算的等效焓降法。從基本理念出發(fā)，運(yùn)用熱平衡關(guān)系式進(jìn)行推導(dǎo)歸納，得到等效焓降的概念，針對(duì)回?zé)岢槠綑C(jī)組得到抽汽等效焓降及抽汽效率的概念。分析了引入外部熱源時(shí)熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的變化，排擠抽汽產(chǎn)生的等效熱降的計(jì)算以及煤耗熱耗的變化 量。

二、通過數(shù)值模擬對(duì)廣泛應(yīng)用于低壓省煤器的換熱元件型鰭片管的傳熱過程進(jìn)行了分析，獲得了型鰭片管翅片側(cè)表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)和流動(dòng)阻力隨煙氣流速和鰭片節(jié)距的變化規(guī)律，為鰭片管的優(yōu)化設(shè)計(jì)和低壓省煤器的優(yōu)化選型提供參考。結(jié)果表明：隨著煙氣流速的增大，鰭片側(cè)的換熱系數(shù)逐漸增大，流動(dòng)阻力也隨之增大；隨著鰭片節(jié)距的增大，換熱系數(shù)先升高后又有所降低，流動(dòng)阻力隨節(jié)距的增大而降 低。

三、建立了低壓省煤器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。從熱工參量、系統(tǒng)布置方案、管型參數(shù)方面考慮，給出了數(shù)學(xué)模型，設(shè)計(jì)流程及優(yōu)化參量。并以國(guó)電雙遼發(fā)電有限公司工程擴(kuò)建擬安裝的凝汽式機(jī)組為例，對(duì)其安裝煙氣余熱利用裝置，即低壓省煤器。工程計(jì)算的結(jié)果表明，加裝低壓省煤器后，全廠熱效率相對(duì)提高，煤耗率降低，熱耗率降低，節(jié) 能效果顯著。存在的不足：

利用等效焓降法計(jì)算低壓省煤器熱力系統(tǒng)時(shí)，將吸收熱量作為外熱源引進(jìn)，認(rèn)為新蒸汽參數(shù)、再熱參數(shù)、各級(jí)抽汽參數(shù)以及終參數(shù)均為已知且保持不變，即汽輪機(jī)膨脹過程線的變化不予考慮。但實(shí)際上，汽輪機(jī)加裝低壓省煤器后，汽輪機(jī)抽汽量發(fā)生了變化，這必然引起抽汽

點(diǎn)壓力、溫度等參數(shù)的變化，抽汽點(diǎn)參數(shù)變化了，汽輪機(jī)蒸汽膨脹過程線和汽輪機(jī)的熱平衡也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。

參考文獻(xiàn)

[1] 閏順林李永華電站鍋爐排煙溫度升高原因的歸類分析中國(guó)電力，2000，6,33(6)：20-22．

[2] 孔凡續(xù)燃煤火力電廠鍋爐節(jié)能改造現(xiàn)狀研究裝備制造技術(shù)，2008：90-91． [3] 容鑾恩袁鎮(zhèn)福劉志敏田子平電站鍋爐原理中國(guó)電力出版社，1997 [4] 曾小中熱電站鍋爐排煙溫度過高原因分析及對(duì)策華北電力技術(shù)2004． [5] 張方煒煙氣余熱利用研究發(fā)電設(shè)計(jì)，2010． [6] 劉媛鍋爐尾部煙氣余熱利用工程技術(shù)，2010．

讀書的好處

1、行萬(wàn)里路，讀萬(wàn)卷書。

2、書山有路勤為徑，學(xué)海無(wú)涯苦作舟。

3、讀書破萬(wàn)卷，下筆如有神。

4、我所學(xué)到的任何有價(jià)值的知識(shí)都是由自學(xué)中得來(lái)的?！_(dá)爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發(fā)不知勤學(xué)早，白首方悔讀書遲?！佌媲?/p>

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來(lái)。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學(xué)、不知義。

10、一日無(wú)書，百事荒廢?！悏?/p>

11、書是人類進(jìn)步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上?！郀柣?/p>

14、書到用時(shí)方恨少、事非經(jīng)過不知難?！懹?/p>

15、讀一本好書，就如同和一個(gè)高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學(xué)習(xí)永遠(yuǎn)不晚?！郀柣?/p>

18、少而好學(xué)，如日出之陽(yáng)；壯而好學(xué)，如日中之光；志而好學(xué)，如炳燭之光?！?jiǎng)⑾?/p>

19、學(xué)而不思則惘，思而不學(xué)則殆?！鬃?/p>

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干?！喔?/p>

第二篇：《熱力環(huán)流》教學(xué)設(shè)計(jì)

《熱力環(huán)流》教學(xué)設(shè)計(jì)

一．

教材分析 1． 教材的地位和作用

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容選自普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（人教版）《地理》（必修1）第二章第一節(jié)“冷熱不均引起的大氣運(yùn)動(dòng)”，是“大氣運(yùn)動(dòng)”這個(gè)重要內(nèi)容的開篇和基礎(chǔ)性的內(nèi)容。

地球上的大氣這一單元各部分內(nèi)容前后之間的關(guān)聯(lián)性很強(qiáng)，熱力環(huán)流的形成過程是本單元的基礎(chǔ)，也是理解大氣運(yùn)動(dòng)的突破口，后面大氣的水平運(yùn)動(dòng)、氣壓帶和風(fēng)帶的形成都是熱力環(huán)流的具體體現(xiàn)，所以熱力環(huán)流墊定了整個(gè)章節(jié)的基礎(chǔ)。

2． 教學(xué)重難點(diǎn)

（1）

地表冷熱不均造成熱力環(huán)流的形成過程。

（2）

熱力環(huán)流的動(dòng)態(tài)過程引起的等壓面的彎曲方向。

（3）

運(yùn)用熱力環(huán)流原理分析繪制山谷風(fēng)、海陸風(fēng)、城郊環(huán)流形成。二．

學(xué)生分析

新課程改革中高中地理教材比較強(qiáng)調(diào)知識(shí)的應(yīng)用，盡管現(xiàn)在高一學(xué)生的地理基礎(chǔ)在現(xiàn)有加強(qiáng)初中地理教育的前提下比以前學(xué)生有所提高，但部分學(xué)生空間想象力較差。而本節(jié)的重難點(diǎn)都集中在對(duì)熱力環(huán)流的理解和運(yùn)用上，課堂上教師運(yùn)用書上插圖、多媒體、板圖，并結(jié)合課前學(xué)生已有必備的相關(guān)知識(shí)技能基礎(chǔ)，如大氣壓強(qiáng)與高度的關(guān)系，物體的熱脹冷縮性質(zhì)，太陽(yáng)輻射的緯度分布不均等，對(duì)相應(yīng)知識(shí)進(jìn)行講解。

三．

教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能

掌握熱力環(huán)流的形成原理,并且能夠用事實(shí)解釋自然界中的熱力環(huán)流。2．過程與方法 本課遵循由問題→媒體演示獲得感性認(rèn)識(shí)→分析推理運(yùn)動(dòng)過程→歸納概括運(yùn)動(dòng)規(guī)律（理性認(rèn)識(shí)）→應(yīng)用規(guī)律解決實(shí)際問題的教學(xué)主線，在此過程中進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生用分析、推理、歸納等方法學(xué)習(xí)地理知識(shí)。

3．情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）激發(fā)學(xué)生親自探究地理問題的興趣和動(dòng)機(jī)，養(yǎng)成求真、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。（2）通過對(duì)海陸風(fēng)、山谷風(fēng)、城市風(fēng)等問題的探討，將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際，服務(wù)于社會(huì)。

四．

教學(xué)媒體

多媒體教學(xué)設(shè)備制作Flash動(dòng)畫和幻燈片，彌補(bǔ)學(xué)生空間想象力不足的缺陷 五．

教學(xué)方法

1、實(shí)驗(yàn)教學(xué)法：通過實(shí)驗(yàn)演示，獲得知識(shí)，驗(yàn)證結(jié)果。

2、圖式教學(xué)法：學(xué)生繪圖、析圖。

3、探究式教學(xué)法：通過創(chuàng)設(shè)問題情境，學(xué)生自主學(xué)習(xí)、討論、探究，并因此獲得發(fā)展。

4、情境教學(xué)法：創(chuàng)設(shè)情景，激起學(xué)生的求知欲。

5、比較法：通過對(duì)海陸風(fēng)、山谷風(fēng)的比較，讓本節(jié)知識(shí)實(shí)際化。六．

設(shè)計(jì)思想

高中地理課程注重與實(shí)際相結(jié)合，要求學(xué)生在分析地理事實(shí)的基礎(chǔ)上，逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用基本的原理探究地理過程、地理成因以及地理規(guī)律等。

地面冷熱不均而引起大氣的運(yùn)動(dòng)可采用多媒體展示和直觀圖示法進(jìn)行教學(xué)。1．多媒體展示熱力環(huán)流的形成過程。

2．按照水平方向上冷熱不均—→大氣垂直運(yùn)動(dòng)（空氣受熱膨脹上升或空氣冷卻收縮下沉）—→同一水平面上空氣密度分布不均—→水平方向上氣壓差異—→大氣水平運(yùn)動(dòng)這一線索，邊講邊畫熱力環(huán)流基本模式圖。

3．歸納總結(jié)熱力環(huán)流過程中氣壓分布與氣流分布之間的關(guān)系。

4．實(shí)踐探索：展示一組海陸間、城郊間、山谷間的圖片，啟發(fā)學(xué)生依據(jù)熱力環(huán)流的模式，熟練繪出各種熱力環(huán)流圖，進(jìn)一步明確冷熱不均是引起大氣運(yùn)動(dòng)的根本原因，大氣先有垂直運(yùn)動(dòng)后有水平運(yùn)動(dòng)。

在教學(xué)過程中，教師設(shè)計(jì)了一些由淺入深的問題，并聯(lián)系學(xué)生身邊的一些現(xiàn)象，并借助于現(xiàn)代化多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)，把抽象的大氣運(yùn)動(dòng)具體、生動(dòng)、形象地表現(xiàn)出來(lái)，便于學(xué)生認(rèn)識(shí)發(fā)展過程的實(shí)現(xiàn)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中來(lái)，積極主動(dòng)地獲取知識(shí)。這樣不僅激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)欲望，而且還可以實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生探索知識(shí)、發(fā)展能力的目標(biāo)。

七．

課型 新課

八．

課時(shí)安排 1課時(shí) 九． 教學(xué)過程

（一）引入 ：復(fù)習(xí)．復(fù)習(xí)大氣受熱過程

出示圖文,提問: 1．白天和夜晚的云層對(duì)地面的氣溫有什么影響？ 2．在寒冬，為什么人造煙霧能起到防御霜凍的作用 春暖花開，大家都喜歡到野外放風(fēng)箏。為什么人們會(huì)選在春天放風(fēng)箏？ 【設(shè)計(jì)意圖】用簡(jiǎn)單的生活現(xiàn)象引起學(xué)生興趣，使學(xué)生對(duì)空氣受熱上升形成感知。

（二）熱力環(huán)流的形成過程。1．介紹大氣運(yùn)動(dòng)的有關(guān)內(nèi)容提問:（1）.大氣運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源于哪里？（2）.引起大氣運(yùn)動(dòng)的根本原因是什么？ 學(xué)生自學(xué)課文第29頁(yè),思考并回答問題

2、小組合作完成煙霧飄動(dòng)的實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)演示：在教室門口點(diǎn)燃蚊香，讓學(xué)生觀察其煙霧的飄向，并分析原因。小結(jié):以上實(shí)驗(yàn)表明，由于中間和四周受熱不均而形成的熱力環(huán)流現(xiàn)象。那么，大氣受熱不均勻又會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？大氣運(yùn)動(dòng)情況到底是怎樣的呢？

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生觀察到煙霧的飄動(dòng)，通過探究實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的好奇心和探討問題的興趣。

3、引導(dǎo)學(xué)生分析熱力環(huán)流的形成過程 問題（1）、氣壓值的大小與那些因素有關(guān)？

（2）、物體受熱或受冷后，體積怎樣變，密度怎樣變？

（3）、大氣上升后近地面和高空大氣的密度和原來(lái)相比有什么變化？如果受冷呢？（4）、密度變化后，原來(lái)同一平面的氣壓會(huì)怎樣變化？（5）、同一水平面氣壓變化后對(duì)大氣的運(yùn)動(dòng)有什么影響? 當(dāng)?shù)孛媸軣峋鶆驎r(shí)，大氣受熱均勻空氣相對(duì)穩(wěn)定；空氣受熱不均時(shí)大氣產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。空氣受熱膨脹上升，空氣受冷收縮下沉，形成垂直運(yùn)動(dòng)?？諝馐軣嵘仙龝r(shí)，近地面密度變小，形成低氣壓，高空密度變大，形成高氣壓；空氣遇冷下沉，近地面密度變大，形成高氣壓，高空密度變小，形成低氣壓。在水平方向，大氣由高壓向低壓運(yùn)動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)形成環(huán)流圈。

總結(jié)過程：

冷熱不均→垂直運(yùn)動(dòng)→同一水平面氣壓變化→水平運(yùn)動(dòng)

總結(jié)：地表冷熱差異就會(huì)形成環(huán)流，冷熱不均是大氣運(yùn)動(dòng)的根本原因。

問題；太陽(yáng)輻射能在地球上緯度分布不均，高低緯度之間存在溫度差異，大氣會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢

【設(shè)計(jì)意圖】從復(fù)習(xí)物理學(xué)科相關(guān)原理開始，引導(dǎo)學(xué)生理解熱力作用與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，把環(huán)流形成的過程通過問題進(jìn)行分解，通過多媒體展示，加強(qiáng)學(xué)生的理解，再進(jìn)行過程總結(jié)；提出問題為以后講氣壓帶風(fēng)帶的形成做好鋪墊

4．讀圖分析，加強(qiáng)理解

（1）、學(xué)生比較A B 兩地氣壓值的大小（2）、合作探究，學(xué)生討論繪制等壓面，展示講解得出規(guī)律（3）、讀圖總結(jié)，得出結(jié)論

①、近地面受冷形成高壓，受熱形成低壓，高空與地面的氣壓狀況相反。②、等壓面高壓向上彎，低壓向下彎

③、水平方向大氣由高壓向低壓運(yùn)動(dòng)，高空和地面風(fēng)向相反

小結(jié):無(wú)論是高空還是在低空，同一水平面而言，等壓面凸起的地方是高壓，等壓面下凹的地方是低壓。而在垂直方向上，高空的高壓也比低空的低氣壓數(shù)值小，氣壓低

【設(shè)計(jì)意圖】讓學(xué)生在探索中掌握知識(shí)，突破難點(diǎn)，通過讀圖回顧強(qiáng)化理解，形成完整的知識(shí)體系，有利于學(xué)生掌握學(xué)科方法，形成技能。

（三）熱力環(huán)流的實(shí)際應(yīng)用

熱力環(huán)流是一種常見的自然現(xiàn)象，地表存在冷熱差異，就會(huì)形成環(huán)流。（1）、海陸風(fēng)的形成

結(jié)合問題學(xué)生探討理解海陸熱力環(huán)流 問題：

1、白天陸地與海洋的溫度有何差異？氣壓呢？大氣如何運(yùn)動(dòng)？

2、夜晚海陸間的大氣運(yùn)動(dòng)狀況

3、海陸風(fēng)形成的根本原因是什么？

4、海陸風(fēng)對(duì)海濱地區(qū)的氣溫有什么調(diào)節(jié)作用？（2）、拓展提高

城市和郊區(qū)之間的熱力環(huán)流，山谷風(fēng)的形成（原因，影響）【設(shè)計(jì)意圖】培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力 十．

課堂小結(jié)

太陽(yáng)輻射→冷熱不均（熱力）→垂直運(yùn)動(dòng)→水平運(yùn)動(dòng)（環(huán)流）十一． 布置作業(yè)

課后實(shí)踐活動(dòng)觀察鍋中水燒開時(shí)，如何流動(dòng)。十二． 板書設(shè)計(jì)

2．1 冷熱不均引起的大氣運(yùn)動(dòng) 二．熱力環(huán)流 1．概念

2.形成過程

太陽(yáng)輻射→

地面冷熱不均→ 大氣的垂直運(yùn)動(dòng)→ 同一水平面氣壓差異→（能量來(lái)源）

（上升和下沉運(yùn)動(dòng)）

大氣水平運(yùn)動(dòng)→熱力環(huán)流 3.實(shí)例

（1）熱島效應(yīng)

（2）海陸風(fēng)

（3）山谷風(fēng) 十三．教學(xué)反思

本課采取多媒體、圖示分析法將教材的知識(shí)情景化、直觀化，并以各知識(shí)點(diǎn)為線索，通過設(shè)計(jì)問題將知識(shí)逐步聯(lián)系和展開，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

熱力環(huán)流是重點(diǎn)也是難點(diǎn)，學(xué)生雖然整體水平比較高，可對(duì)于地理這門在初中被忽略的學(xué)科，學(xué)生基礎(chǔ)相對(duì)比較薄弱，因此，若想落實(shí)學(xué)生自主探究的新課標(biāo)思想，有一定的難度，本人便采用播放錄像，給學(xué)生有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，便于接下來(lái)自主探究的順利開展，并在課前發(fā)了自主學(xué)習(xí)的相關(guān)指導(dǎo)和思路途徑，使學(xué)生更能有的放矢，避免造成不知所為，無(wú)從下手。另外，該年齡段的學(xué)生空間想象能力還有待加強(qiáng)，考慮到這點(diǎn)，本人將圖片和動(dòng)畫從課本的二維平面轉(zhuǎn)換成三維圖，這能幫助學(xué)生建立空間概念，更好地理解熱力環(huán)流。

在學(xué)完熱力環(huán)流的基本原理和過程后，讓學(xué)生學(xué)以致用，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，分析海陸風(fēng)、城市風(fēng)、山谷風(fēng)，并作簡(jiǎn)圖，學(xué)生知識(shí)會(huì)掌握得更深刻、牢固。

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)是想充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官進(jìn)行聽、說(shuō)、讀、寫，引導(dǎo)他們通過小組探討交流合作，自主學(xué)習(xí)，但由于學(xué)生平時(shí)都比較習(xí)慣在老師的引導(dǎo)下被動(dòng)接受知識(shí)，對(duì)于這樣幾乎完全靠自己的課，還不是非常適應(yīng)，學(xué)生口頭表達(dá)能力也相對(duì)比較薄弱。畫熱力環(huán)流簡(jiǎn)單示意圖，有部分學(xué)生還是知其然，不知其所以然地依葫蘆畫瓢。因此，如果讓學(xué)生更好地自主學(xué)習(xí)，這還待探討和深究。

從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和已有的知識(shí)出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生開展觀察、分析圖、思考、討論等活動(dòng)，通過學(xué)生活動(dòng)掌握基本的地理知識(shí)和技能，地理思想和方法，獲得廣泛的地理經(jīng)驗(yàn)。上課初始，采用對(duì)比差異產(chǎn)生的原因創(chuàng)設(shè)情景引入新課，使學(xué)生覺得輕松、自然、又有神秘感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，喚起學(xué)習(xí)的積極性

“讓地理走進(jìn)生活，在生活中學(xué)地理”在課堂上有意識(shí)的引導(dǎo)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)地理，使學(xué)生深切地感受到：地理離他們很近很近。這節(jié)課內(nèi)容知識(shí)理論性強(qiáng)，但是實(shí)效性也很強(qiáng)，學(xué)習(xí)這節(jié)課內(nèi)容能夠解釋很多生活現(xiàn)象。在教學(xué)中我力圖把所學(xué)知識(shí)與學(xué)生的生活體驗(yàn)相結(jié)合，讓學(xué)生容易掌握。在教學(xué)過程中對(duì)知識(shí)內(nèi)容的處理力求形象、直觀、簡(jiǎn)單。

第三篇：減速器設(shè)計(jì)方法優(yōu)化策略論文解讀

減速器設(shè)計(jì)方法優(yōu)化策略論文

摘要：減速器是各類機(jī)械設(shè)備中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)裝置。減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣直接影響機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)性能。本文通過對(duì)兩種減速器主要優(yōu)化設(shè)計(jì)方法的分析，提出了減速器設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的約束條件、目標(biāo)函數(shù)和變量等。關(guān)鍵詞：減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)一般通過反復(fù)的試湊、校核確定設(shè)計(jì)方案，雖然也能獲得滿足給定條件的設(shè)計(jì)效果，但一般不是最佳的。為了使減速器發(fā)揮最佳性能，必須對(duì)減速器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以在不同的優(yōu)化目標(biāo)下進(jìn)行。除了一些極為特殊的場(chǎng)合外，通?？梢苑譃閺慕Y(jié)構(gòu)形式上追求最小的體積(重量)、從使用性能方面追求最大的承載能力、從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮追求最低費(fèi)用等三大類目標(biāo)。第一類目標(biāo)與第二類目標(biāo)體現(xiàn)著減速器設(shè)計(jì)中的一對(duì)矛盾，即體積(重量)與承載能力的矛盾。在一定體積下，減速器的承載能力是有限的；在承載能力一定時(shí)，減速器體積(重量)的減小是有限的。由此看來(lái)，這兩類目標(biāo)所體現(xiàn)的本質(zhì)是一樣的。只是前一類把一定的承載能力作為設(shè)計(jì)條件，把體積(重量)作為優(yōu)化目標(biāo)；后一類反之，把一定的體積(重量)作為設(shè)計(jì)條件，把承載能力作為優(yōu)化目標(biāo)。第三類目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，將涉及相當(dāng)多的因素，除減速器設(shè)計(jì)方案的合理性外，還取決于企業(yè)的勞動(dòng)組織、管理水平、設(shè)備構(gòu)成、人員素質(zhì)和材料價(jià)格等因素。但對(duì)于設(shè)計(jì)人員而言，該目標(biāo)最終還是歸結(jié)為第一類或第二類目標(biāo)，即減小減速器的體積或增大其承載能力。

一、單級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

單級(jí)主減速器可由一對(duì)圓錐齒輪、一對(duì)圓柱齒輪或由蝸輪蝸桿組成，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、質(zhì)量小、成本低、使用簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但是其主傳動(dòng)比i0不能太大，一般i0≤7，進(jìn)一步提高i0將增大從動(dòng)齒輪直徑，從而減小離地間隙，且使從動(dòng)齒輪熱處理困難。單級(jí)主減速器廣泛應(yīng)用于轎車和輕、中型貨車的驅(qū)動(dòng)橋中。單級(jí)圓柱齒輪減速器以體積最小為優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計(jì)問題，是一個(gè)具有16個(gè)不等式約束的6維優(yōu)化問題，其數(shù)學(xué)模型可簡(jiǎn)記為： minf(x)x=[x1x2xj(x)≤0(j=1，2，3∧，16)

3x

4x

5x

6]T∈R6S.t.g采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法后，在滿足強(qiáng)度要求的前提下，減速器的尺寸大大地降低，減少了用材及成本，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。優(yōu)化設(shè)計(jì)法與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)密切相關(guān)，優(yōu)化設(shè)計(jì)是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料，同時(shí)考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。優(yōu)化設(shè)計(jì)雖然彌補(bǔ)了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的某些不足，但該設(shè)計(jì)法仍有其局限性，因此可在優(yōu)化設(shè)計(jì)中引入可靠性技術(shù)、模糊技術(shù)，形成可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)或模糊可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)等現(xiàn)代設(shè)計(jì)法，使工程設(shè)計(jì)技術(shù)由“硬”向“軟”發(fā)展。

二、混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì) 1.主要參數(shù)

混凝土攪拌運(yùn)輸車攪拌筒(罐)的設(shè)計(jì)容積為8～10m3，最大安裝角度12°，工作轉(zhuǎn)速2～4r/min和10～12r/min(卸料時(shí)的反向轉(zhuǎn)速)；減速器設(shè)計(jì)傳動(dòng)比131∶1，最大輸出轉(zhuǎn)矩60kN·m，要求傳動(dòng)效率高、密封性好、噪聲低、互換性強(qiáng)。2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括前蓋組件、被動(dòng)輪組件、第一級(jí)行星輪總成、第二級(jí)行星輪總成、機(jī)體中部組件和法蘭盤組件6大部分。機(jī)體間采用螺栓和銷釘連接與定位，機(jī)體與內(nèi)齒圈之間采用彈性套銷的均載機(jī)構(gòu)。為便于用戶在使用時(shí)裝配與拆卸，減速器主軸線與安裝面設(shè)計(jì)有15°的傾角，法蘭盤軸線可以向X、Y和Z方向擺動(dòng)±6°，并選用專用球面軸承作為支承。軸承裝入行星輪中，彈簧擋圈裝在軸承外側(cè)且軸向間隙≤0.2mm，減速器最大外形尺寸467mm×460mm×530mm，總質(zhì)量(不含油)為290kg。2.傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

該減速器采用3級(jí)減速方案：第一級(jí)為高速圓柱齒輪傳動(dòng)，其余兩級(jí)為NGW型行星齒輪傳動(dòng)。其中，第二、三級(jí)分別有3個(gè)和4個(gè)中空式行星輪，行星輪安裝在單臂式行星架上，行星架浮動(dòng)且采用滾動(dòng)軸承作為支承；第二級(jí)行星架與法蘭盤之間采用鼓形齒雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器連接，混凝土攪拌運(yùn)輸車減速器對(duì)齒面接觸疲勞強(qiáng)度、齒根彎曲疲勞強(qiáng)度和齒面磨損等要求十分苛刻，因此合理地選擇變位系數(shù)和進(jìn)行修形計(jì)算十分重要。

三、減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 1.目標(biāo)函數(shù)

對(duì)于C型問題，目標(biāo)函數(shù)是A=min{f(x)}=min{f(x1，x2，…，xn)}式中：A——減速器總中心距，即各級(jí)中心距之和；x——各設(shè)計(jì)變量(包括各級(jí)中心距、模數(shù)、螺旋角、齒數(shù)、齒寬和變位系數(shù)等)；n——設(shè)計(jì)變量的個(gè)數(shù)。對(duì)于P型問題，目標(biāo)函數(shù)是P=max{f(x)}=max{f(x1，x2，…，xn)}。式中：P——減速器的許可承載功率；x——同C型；n——同C型。2.約束條件

約束條件是判斷目標(biāo)函數(shù)中設(shè)計(jì)變量的取值是否可行的一些規(guī)定，因此減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中提出的每一個(gè)供選擇的設(shè)計(jì)方案；都應(yīng)當(dāng)由滿足全部約束條件的優(yōu)化變量所構(gòu)成。對(duì)于減速器來(lái)說(shuō)，在列出優(yōu)化設(shè)計(jì)的約束條件時(shí)，應(yīng)當(dāng)從各個(gè)方面細(xì)致周全的予以考慮。例如，設(shè)計(jì)變量本身的取值規(guī)則，齒輪與其它零件之間應(yīng)有的關(guān)系等等。減速器優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下約束條件：（1）設(shè)計(jì)變量取值的離散性約束 齒數(shù)：每個(gè)齒輪的齒數(shù)應(yīng)當(dāng)是整數(shù)；模數(shù)：齒輪模數(shù)應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)系列(GB1357-78)；中心距：為避免制造和維護(hù)中的各種麻煩，中心距以10mm為單位步長(zhǎng)。

（2）設(shè)計(jì)變量取值的上下界約束

螺旋角：對(duì)直齒輪為零，斜齒輪按工程上的使用范圍取8°~15°；總變位系數(shù)：由于總變位系數(shù)將影響齒輪的承載能力，常取為0~0.8。（3）齒輪的強(qiáng)度約束

齒輪強(qiáng)度約束是指齒輪的齒面接觸疲勞強(qiáng)度與輪齒的彎曲疲勞強(qiáng)度，這兩項(xiàng)計(jì)算根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB3480-83中的方法進(jìn)行。強(qiáng)度是否夠，根據(jù)實(shí)際安全系數(shù)是否達(dá)到或超出預(yù)定的安全系數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)。（4）齒輪的根切約束

為避免發(fā)生根切，規(guī)定最小齒數(shù)，直齒輪為17，斜齒輪為14~16。（5）零件的干涉約束

要求中心距、齒頂圓和軸徑這三者之間滿足無(wú)干涉的幾何關(guān)系。對(duì)于三級(jí)傳動(dòng)的減速器(如圖1)，干涉約束相當(dāng)于兩個(gè)約束：第二級(jí)中心距應(yīng)大于第一級(jí)大齒輪齒頂圓半徑與第三級(jí)小齒輪頂圓半徑之和；第三級(jí)中心距應(yīng)大于第二級(jí)大齒輪頂圓半徑與第4軸半徑之和。而二級(jí)齒輪傳動(dòng)類推。

四、結(jié)語(yǔ)

機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)是在常規(guī)機(jī)械設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上發(fā)展和延伸的新設(shè)計(jì)方法，而減速器的優(yōu)化就是其中之一，是以傳統(tǒng)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)、沿用了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中積累的大量資料，同時(shí)考慮了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)所涉及的有關(guān)因素。在實(shí)際應(yīng)用中已產(chǎn)生了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，減少了用材及成本，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，使減速器發(fā)揮了最佳性能。參考文獻(xiàn)：

[1]孫元驍?shù)戎?圓柱齒輪減速器優(yōu)化設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)出版社，1988.[2]胡新華.單級(jí)圓柱齒輪減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，2006.[3]陳立平，張?jiān)魄?，任衛(wèi)群等.機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析及ADAMS應(yīng)用教程.清華大學(xué)出版社，2005.[4]梁曉光.優(yōu)化設(shè)計(jì)方法在齒輪減速器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西機(jī)械，2003.[5]范順成，馬治平，馬洛剛.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).機(jī)械工業(yè)出版社，2002.[6]馬曉蕓.混凝土攪拌車減速器制造專家[J].商用汽車雜志(CommercialVehicleMagazine)，2007，(8)：84-85

第四篇：著眼教材文本解讀 優(yōu)化閱讀教學(xué)設(shè)計(jì)

著眼教材文本解讀 優(yōu)化閱讀教學(xué)設(shè)計(jì)

摘要 文本解讀是閱讀教學(xué)的第一步，本文由筆者聽的一節(jié)市級(jí)公開課說(shuō)起，探究了如何從語(yǔ)篇結(jié)構(gòu)、語(yǔ)言知識(shí)、文化內(nèi)涵等多方面做好教材文本的解讀，準(zhǔn)確地定位閱讀教學(xué)的重點(diǎn)和方向，優(yōu)化閱讀教學(xué)設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞 初中英語(yǔ)；文本解讀；閱讀設(shè)計(jì)

在平時(shí)的教學(xué)過程中，為了能夠達(dá)到目標(biāo)要求，教師課上精講細(xì)講，課后跟進(jìn)訓(xùn)練。然而大部分學(xué)生的閱讀能力并沒有如教學(xué)目標(biāo)設(shè)定的一樣順利地提高，許多學(xué)生面對(duì)閱讀仍然是望文生畏，興趣不足，方法不得當(dāng)。這些問題的出現(xiàn)與教師在閱讀材料解讀中的定位不當(dāng)有一定關(guān)系，由于對(duì)教材缺乏充分而準(zhǔn)確的解讀，過于重視語(yǔ)法知識(shí)的講解，導(dǎo)致任何一篇體裁和題材的文章都成了語(yǔ)言點(diǎn)和語(yǔ)法點(diǎn)的集合。①因而學(xué)生的閱讀能力很難得到提高，閱讀興趣的培養(yǎng)更無(wú)從談起。

閱讀不僅是一個(gè)語(yǔ)言學(xué)習(xí)的過程，也是極為復(fù)雜的生理、心理過程，因此要求閱讀者能運(yùn)用閱讀技巧，領(lǐng)會(huì)作者通過語(yǔ)言符號(hào)表達(dá)的意圖，使這些符號(hào)意義化，從而達(dá)到與作者思想溝通的目的。②因此若要學(xué)生能更好地理解語(yǔ)篇的含義，體會(huì)作者的情感，體味文化的內(nèi)涵，感受閱讀的樂趣，就需要教師能從篇章結(jié)構(gòu)、語(yǔ)言知識(shí)、文化內(nèi)涵等方面做好教材的文本解讀。

在目前使用的仁愛教材中，從七年級(jí)開始每個(gè)話題都設(shè)有一個(gè)閱讀課型，復(fù)習(xí)課中也常常設(shè)有針對(duì)話題的擴(kuò)展性泛讀篇目。到了九年級(jí)上冊(cè)，教材中開始出現(xiàn)180-250詞的中長(zhǎng)篇閱讀文章，話題也開始涉及各種社會(huì)問題如人口，污染，科學(xué)及跨文化交流等學(xué)生較為陌生的話題。因此，從語(yǔ)篇結(jié)構(gòu)，篇章理解和話題深度上對(duì)學(xué)生語(yǔ)言知識(shí)，閱讀技能及情感體驗(yàn)的能力提出了更高的要求。本文是基于仁愛版九年級(jí)上冊(cè)Unit 3 Topic 2 Section C的一節(jié)市級(jí)公開課聽課觀摩中的幾點(diǎn)感悟，談?wù)勗诮虒W(xué)中如何做好文本解讀，進(jìn)行有效教學(xué)設(shè)計(jì)的 啟示。

一、教材文本的分析和解讀

作為課文的文章首先是一個(gè)獨(dú)立的語(yǔ)篇，具有自身的語(yǔ)義功能、語(yǔ)用目的和語(yǔ)境。③當(dāng)然每篇文章所具有的內(nèi)涵都是多方面的，在閱讀教學(xué)中教師應(yīng)思考作者賦予語(yǔ)篇的價(jià)值，挖掘文本的典型特征，從而更有針對(duì)性地設(shè)計(jì)教學(xué)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生真正地從文體結(jié)構(gòu)性、趣味性、交際性、人文及文化特性中體會(huì)英語(yǔ)閱讀的樂趣，也讓英語(yǔ)閱讀教學(xué)更多維、更立體、更綜合、更有趣。

這篇課文話題是 “Different Cultures，Different Meanings”。文章通過介紹與狗相關(guān)的短語(yǔ)在中英文里象征意義的不同，普及文化差異的知識(shí)，幫助學(xué)生了解中西文化。文章利用生動(dòng)而典型的例子（如狗、龍、玫瑰花的有關(guān)短語(yǔ)）和象征意義上鮮明的反差比較，突出了文章所要傳遞的文化信息，使文章讀起來(lái)充滿趣味性，因此這篇是很好的跨文化交際教育的語(yǔ)料。把握文章的特征，緊扣文章話題，授課教師對(duì)本節(jié)課的處理如下：

1.讀前活動(dòng)。利用圖片向?qū)W生介紹同一種事物（動(dòng)物或植物）在中西方的文化里的含義并比較他們是否相同，導(dǎo)入新課。

2.讀中活動(dòng)。打亂文章，讓學(xué)生排序；利用語(yǔ)境，理解重點(diǎn)詞句；文章朗讀。

3.讀后活動(dòng)。隨堂鞏固，用短文填詞的方式檢測(cè)學(xué)生對(duì)新學(xué)詞匯的掌握（短文為課文縮寫）；小組活動(dòng)，仿照縮寫段落，完成一段有關(guān)中西文化差異的短文并上臺(tái)展示。

4.課外拓展。了解更多英語(yǔ)中有關(guān)dog，cat的短語(yǔ)或諺語(yǔ)。

5.家庭作業(yè)。課后完成兩篇相關(guān)話題的閱讀理解（該材料為老師補(bǔ)充）。

二、對(duì)于文本解讀的啟示

本節(jié)課的設(shè)計(jì)主線明晰，至始至終都圍繞著主題“culture differences”展開。在導(dǎo)入部分直入主題，在語(yǔ)言知識(shí)上簡(jiǎn)潔處理，在課外拓展部分也不離中心，通過精心準(zhǔn)備的補(bǔ)充材料，讓本節(jié)課的文化信息更加飽滿充實(shí)，更進(jìn)一步突出了本課的主題。通過基于文本解讀定位的教學(xué)設(shè)計(jì)充分實(shí)現(xiàn)了這篇課文的語(yǔ)用價(jià)值，達(dá)到了幫助學(xué)生了解中西文化的教學(xué)目標(biāo)。在聽課學(xué)習(xí)過程中，筆者從這堂課上得到了以下幾點(diǎn)啟示：

1.宏觀解讀，把框架

通讀這篇課文不難看出本文是一篇條理清晰，結(jié)構(gòu)明確的說(shuō)明文。第一段為總述段，有明確的文章中心句；其余三段分別用舉例和對(duì)比的手法介紹了中西方文化中同一種事物象征意義的不同。在搭建文本框架的環(huán)節(jié)中，授課老師沒有遵循教學(xué)慣例讓學(xué)生聽讀課文再找中心句，被動(dòng)接受文章的邏輯，而是打亂的段落排序，讓學(xué)生主動(dòng)思考給段落排序。同時(shí)，為了增強(qiáng)課文二三段間的邏輯聯(lián)系，授課老師還用心地為文章加了一句話“Besides phrases about dogs，there are other examples.” 這樣文章結(jié)構(gòu)線索更為清晰，讓學(xué)生在完成閱讀任務(wù)的同時(shí)，不僅迅速把握每段話的大意，理順了上下文的邏輯關(guān)系，還順利地為文章搭建出結(jié)構(gòu)框架，對(duì)文章也有了整體的認(rèn)知輸入。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)正基于對(duì)文本特點(diǎn)的準(zhǔn)確把握，根據(jù)教學(xué)需求創(chuàng)造性地使用課文，賦予了課文全新的生命，真正做到了“用教材教”。

因此，一篇課文首先應(yīng)該是一個(gè)邏輯相關(guān)的詞句構(gòu)成的有機(jī)整體。當(dāng)然一篇文章的整體性不僅表現(xiàn)在表層結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)層次中詞、句、段等方面的聯(lián)系，還表現(xiàn)在深層結(jié)構(gòu)或意圖層次中所存在的一個(gè)語(yǔ)義中心，即作品的中心和主旨。④因此閱讀教學(xué)設(shè)計(jì)必須讓學(xué)生能整體認(rèn)知、理解、領(lǐng)悟課文，培養(yǎng)學(xué)生的語(yǔ)篇意識(shí)，讓學(xué)生能夠首先抓住文章的主旨，避免在細(xì)節(jié)閱讀時(shí)出現(xiàn)因斷章取義而造成的文意的曲解。

2.微觀解讀，習(xí)語(yǔ)言

在逐字細(xì)讀課文后，可以看出本文并未出現(xiàn)新的語(yǔ)法知識(shí)點(diǎn)，也沒有復(fù)雜的句型結(jié)構(gòu)。文章閱讀的語(yǔ)言障礙就是13個(gè)新詞匯，其中consider，honest，ancient，compare為四會(huì)詞，其他均為理解性詞匯。根據(jù)文本語(yǔ)言運(yùn)用上的特點(diǎn)，授課教師遵循課標(biāo)要求即培養(yǎng)學(xué)生能根據(jù)上下文和構(gòu)詞法推斷、理解生詞的含義，用心設(shè)計(jì)語(yǔ)境進(jìn)行詞匯教學(xué)。如在讀前活動(dòng)中，運(yùn)用大量生動(dòng)形象的圖片，讓學(xué)生猜測(cè)東西方文化中同一種事物的含義，同時(shí)教授單詞如magical，emperor，creature，ancient以及詞組如a homeless dog，a running dog等；在比較東西文化的不同種象征意義時(shí)，反復(fù)使用negative和positive兩個(gè)詞，學(xué)生也很快領(lǐng)悟了詞義；在讀中環(huán)節(jié)，提取出文中兩個(gè)句子“But in western countries，dogs are considered honest and good friends of humans.”“The ancient emperors compared themselves to dragons.”學(xué)生順利地通過上下文猜測(cè)出目標(biāo)詞匯的含義。在隨堂鞏固環(huán)節(jié)，授課老師改編縮寫了課文文本，以短文填詞的形式讓學(xué)生鞏固訓(xùn)練這些重點(diǎn)詞匯。這一設(shè)計(jì)有效而靈活地利用了課本教材資源，也是體現(xiàn)了老師準(zhǔn)確而到位的文本 解讀。

閱讀課不能脫離文章整體理解成文逐字逐句的翻譯講解課，也不能都不講語(yǔ)言知識(shí)，讓學(xué)生失去了語(yǔ)言知識(shí)輸入重要途徑。每個(gè)閱讀課文都有作者行文寫作的特色，因此每篇文章都有語(yǔ)言知識(shí)運(yùn)用上的突出特點(diǎn)，這可能體現(xiàn)在詞匯的運(yùn)用，時(shí)態(tài)的復(fù)雜，修辭的優(yōu)美或長(zhǎng)難句的解讀等方面。所以沒有對(duì)文本的微觀解讀，就難有靈活而有重點(diǎn)地教授新知識(shí)的出彩的教學(xué)設(shè)計(jì)。

3.細(xì)節(jié)解讀，學(xué)文化

在構(gòu)建了文章框架，解讀了文章的語(yǔ)言知識(shí)后，再回頭重讀文章，會(huì)發(fā)現(xiàn)這篇文章最多的細(xì)節(jié)就是用大量的例子來(lái)對(duì)比中西方的文化差異。透過這些細(xì)節(jié)，我們不難分析出作者寫這篇文章的主旨和用意就是引起學(xué)生對(duì)文化差異的重視，激發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究文化差異的興趣。所以這篇文章更像是一篇拋磚引玉的文章，但是如果老師的教學(xué)到此止步，可能很多學(xué)生的探究也就到此止步了。授課老師在解讀出文本用意后，做了更進(jìn)一步的教學(xué)設(shè)計(jì)：如在讀后活動(dòng)中，教師結(jié)合書本活動(dòng)3，介紹了peacock，bat，bamboo等事物在中西文化中的含義，讓學(xué)生通過小組討論活動(dòng)，仿照課文縮寫段落，完成一段介紹中西方文化差異的短文，并上臺(tái)展示自己的作品；在課外拓展中，老師以dog和cat兩個(gè)常見的動(dòng)物為切入點(diǎn)，向?qū)W生介紹了更多有趣的英語(yǔ)短語(yǔ)和詞匯，如lead a dogs' life，let the cat out of the bag等；另外老師還補(bǔ)充了兩篇相關(guān)話題的閱讀理解作為家庭作業(yè)。這些補(bǔ)充更強(qiáng)化了本課文本要介紹文化的用意，讓學(xué)生真正能夠通過英語(yǔ)學(xué)習(xí)感受英語(yǔ)文化，體會(huì)閱讀的樂趣。

語(yǔ)言是文化的重要載體，脫離了文化背景的語(yǔ)言是枯燥乏味，生澀難懂的。因此，文本的解讀需要教師能透過細(xì)節(jié)解讀，更敏銳地捕捉文本的文化內(nèi)涵。在閱讀教學(xué)中，教師也應(yīng)結(jié)合教材有意識(shí)地滲透文化知識(shí)，使語(yǔ)言知識(shí)和背景文化相結(jié)合，在提高學(xué)生語(yǔ)言能力的同時(shí)擴(kuò)大其知識(shí)面，使他們更進(jìn)一步了解英語(yǔ)國(guó)家的歷史、地理、風(fēng)土人情、文化習(xí)俗等知識(shí)，激發(fā)其學(xué)習(xí)英語(yǔ)的興趣，提高綜合閱讀理解能力。⑤

當(dāng)然，文本的準(zhǔn)確解讀還應(yīng)該根據(jù)每篇文章的特點(diǎn)從文體、標(biāo)題、配圖、情感線索等多方面切入。

總之，只要我們教者有心，能夠在文本解讀中有整體的語(yǔ)篇意識(shí)，靈活處理語(yǔ)言知識(shí)，重視語(yǔ)篇的文化內(nèi)涵，從多角度分析把握文本特點(diǎn)，就一定能把閱讀課上得更加精彩，讓學(xué)生有更多的收獲。

參考文獻(xiàn)：

①⑤王娟娥：《初中英語(yǔ)閱讀教材文本解讀例談》，《教育實(shí)踐與研究》，2013年第12期。

②朱益華、肖仕瓊：《外語(yǔ)閱讀教學(xué)的心理分析》，《教學(xué)與管理（理論版）》，2006年第7期。

③魯子問：《中小學(xué)英語(yǔ)動(dòng)態(tài)真是原則理論與實(shí)踐》，中國(guó)電力出版社，2005年。

④陳玉卿：《義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）案例式解讀初中英語(yǔ)》，教育科學(xué)出版社，2012年。

（責(zé)任編輯：周大明）

第五篇：優(yōu)化設(shè)計(jì)（本站推薦）

合理利用科學(xué)趣味小實(shí)驗(yàn)

摘要：

小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)較多，教師應(yīng)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)，積極利用與開發(fā)多種多樣的課程資源。引入趣味小實(shí)驗(yàn)，更容易激發(fā)學(xué)生的探究熱情，有助于學(xué)生完成知識(shí)的建構(gòu)，合理利用科學(xué)趣味小實(shí)驗(yàn)，是提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)，提高教學(xué)實(shí)效的重要策略。

關(guān)鍵詞：

優(yōu)化設(shè)計(jì) 探究活動(dòng) 趣味小實(shí)驗(yàn) 教學(xué)實(shí)效

科學(xué)教師應(yīng)立足于學(xué)生綜合素養(yǎng)的培養(yǎng)，科學(xué)合理地重組、整合、拓展教材，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，提升探究能力。

1、游戲式探究活動(dòng)能激發(fā)探究興趣

由于小學(xué)生的年齡特點(diǎn)，他們的學(xué)習(xí)興趣以一定的情境性為特征。教師應(yīng)該從激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣出發(fā)，優(yōu)化或重新設(shè)計(jì)一些探究活動(dòng)，將探究活動(dòng)游戲化，讓學(xué)生身心愉悅地在游戲式探究活動(dòng)中獲得科學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)能力，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。

例如，三年級(jí)下冊(cè)“磁鐵有磁性”一課中，有一個(gè)“磁鐵能隔著物體吸鐵嗎”實(shí)驗(yàn)，教材中的實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生用磁鐵隔著紙、布、塑料片 等物體吸鐵，從而得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。筆者在教學(xué)時(shí)，將這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成一個(gè)過關(guān)挑戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)。第一關(guān)：將回形針放在書本上，不接觸回形針，讓回形針自由運(yùn)動(dòng)。第二關(guān)：將回形針黏在一塊小泡沫上，放入一個(gè)裝水的燒杯中，讓回形針漂浮在燒杯中間，要求不接觸到水取出回形針。第三關(guān)：在回形針上系上一條線，手拿線的一端，要求不接觸回形針，讓回形針向上豎起來(lái)。這一關(guān)讓學(xué)生體會(huì)磁鐵能隔著空氣吸鐵，且磁鐵的磁力穿透是有一定距離的。

過三關(guān)的挑戰(zhàn)活動(dòng)，能大大激發(fā)學(xué)生興趣，學(xué)生在挑戰(zhàn)活動(dòng)中體會(huì)到磁鐵不僅能隔著上些固體吸鐵，還能隔著一些液體和氣體吸鐵。在實(shí)驗(yàn)后的研討環(huán)節(jié)，筆者還讓學(xué)生隔著兩本書、三本書、四本書吸一吸、隔著裝水的大盆子吸漂浮在中間的回形針，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到磁鐵不是隔著所有的物體都能吸鐵，它的磁力穿透力是有一定限度的。通過這樣的優(yōu)化設(shè)計(jì)，徹底改變了教材中枯燥單一的實(shí)驗(yàn)形式。

2、主題式探究活動(dòng)能豐富探究?jī)?nèi)涵

主題式探究活動(dòng)就是把教材中幾個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)有機(jī)整合或深挖某個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)成有一個(gè)明確研究主題的綜合性探究活動(dòng)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)自主設(shè)計(jì)與操作能力、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與現(xiàn)象分析能力、語(yǔ)言表達(dá)能力、邏輯思維能力等綜合科學(xué)素養(yǎng)。

例如，在教科版六年級(jí)上冊(cè)“電磁鐵”一課中，教材編排了“制作鐵釘電磁鐵”和“鐵釘電磁鐵的南北極”兩個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)。筆者在教學(xué)中，重新整合了教材，以“電磁鐵和磁鐵有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)”為研究主題，讓學(xué)生開展自主式實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。先復(fù)習(xí)磁鐵有哪些性質(zhì)，然后引出電磁鐵并提問：和磁鐵相比，我們可以研究電磁鐵的什么呢？根據(jù)學(xué)生的回答概括出本節(jié)課的研究主題：電磁鐵和磁鐵有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。然后學(xué)生對(duì)照磁鐵的性質(zhì)開展電磁鐵性質(zhì)的探究。學(xué)生在長(zhǎng)達(dá)20分鐘的自主探究中，獲得了電磁鐵的豐富知識(shí)。在后面的研討環(huán)節(jié)，筆者重點(diǎn)對(duì)每個(gè)小組電磁鐵吸引回形針的數(shù)量和電磁鐵的南北極情況組織了討論：為什么每個(gè)小組的電磁鐵吸引回形針的數(shù)量不一樣？電磁鐵的磁力大小可能和哪些因素有關(guān)？為什么有的小組釘尖是南極，有的小組釘尖是北極？電磁鐵的南北極可能和哪些有關(guān)？由于學(xué)生有了的探究經(jīng)歷，研討活動(dòng)學(xué)生積極參與，說(shuō)出了一些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與猜測(cè)，但筆者并沒有給予肯定回答，因?yàn)閷W(xué)生提出的這些假設(shè)和猜想正好可以作為下節(jié)課的研究問題進(jìn)行深入探究。

在前面較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)探究過程中，學(xué)生邊思考邊實(shí)驗(yàn)，獲得了大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)歷與發(fā)現(xiàn)。通過后面的集中研討、梳理，去偽存真，學(xué)生的思維會(huì)發(fā)生碰撞，閃光出智慧的火花，這才是真正意義上的科學(xué)學(xué)習(xí)。

科學(xué)教材明確了教學(xué)目標(biāo)與方向，為教師開展提供了有效素材，但教材中編排的實(shí)驗(yàn)并不一定就是最優(yōu)化設(shè)計(jì)，有的甚至還存在著一定的問題。教師只要立足學(xué)生綜合素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)不動(dòng)搖，有效利用身邊的材料，吃透教材編寫意圖，科學(xué)合理地優(yōu)化探究活動(dòng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出具有真正探究意義的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，就能讓學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中不斷成長(zhǎng)。

除了充分利用小學(xué)教材里安排的實(shí)驗(yàn)外，科學(xué)教師還應(yīng)根據(jù)實(shí)際 情況，利用與開發(fā)多種多樣的課程資源，自行設(shè)計(jì)、補(bǔ)充一些趣味科學(xué)小實(shí)驗(yàn)。所謂趣味小實(shí)驗(yàn)一般是指適合小學(xué)生動(dòng)手，較為安全、取材容易、成本低廉、趣味性高、操作性強(qiáng)、效果明顯，包含一定簡(jiǎn)單科學(xué)原理的小實(shí)驗(yàn)。在教學(xué)中，教師如果能恰當(dāng)運(yùn)用趣味小實(shí)驗(yàn)，就能大大提高科學(xué)課堂的教學(xué)實(shí)效。

1、趣味實(shí)驗(yàn)更容易激發(fā)學(xué)生的探究熱情

趣味小實(shí)驗(yàn)因其本身顯著的特點(diǎn)，對(duì)小學(xué)生具有極強(qiáng)的吸引力，能迅速激發(fā)學(xué)生的好奇心。因此，將趣味性的小實(shí)驗(yàn)穿插于課堂教學(xué)之中，可以快速地集中學(xué)生的注意力，引發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強(qiáng)烈的求知欲望，把學(xué)生迅速帶到學(xué)習(xí)科學(xué)的環(huán)境中。

例如，在學(xué)習(xí)四年級(jí)上冊(cè)“空氣中有什么”一課時(shí)，為了調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，讓學(xué)生對(duì)二氧化碳有直觀的認(rèn)識(shí)，筆者引入了“可樂噴泉”這個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)，由教師在教學(xué)的導(dǎo)入環(huán)節(jié)進(jìn)行演示。將一只裝有5L可樂的瓶蓋擰開，放在塑料水槽中，而后將32粒曼妥思口香糖放在卷成的紙筒中并迅速倒進(jìn)可樂瓶中。這時(shí)，大量的可樂溶液和二氧化碳?xì)怏w會(huì)從瓶口噴涌而出，形成10厘米左右的噴泉。剛開始，學(xué)生只是用疑惑的眼光看著筆者在擺弄各種物品，當(dāng)他們看到噴涌而出的可樂時(shí)，他們躍躍欲試。這時(shí)，教師再因勢(shì)利導(dǎo)進(jìn)行下面的教學(xué)效果就想而知了。

2、趣味實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生完成知識(shí)的建構(gòu)

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，教學(xué)并不是把知識(shí)經(jīng)驗(yàn)從外部裝到學(xué)生的頭腦中，而是要引導(dǎo)學(xué)生從原有的經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，建構(gòu)起新的經(jīng)驗(yàn)。例如，在學(xué)習(xí)“研究透鏡”一課時(shí)，學(xué)生將學(xué)習(xí)光的折射知識(shí)。課前，學(xué)生對(duì)光折射的現(xiàn)象多少有些了解，但并不深刻。因此筆者引入“捉迷藏的硬幣”這一趣味小實(shí)驗(yàn)來(lái)幫助學(xué)生完成這一知識(shí)的建構(gòu)。先在玻璃杯底下放上一枚一元硬幣，然后在玻璃杯中平裝滿水，再把碟子放在上面。試一試，能否看到硬幣。然后，在硬幣上滴幾滴水將其再次放到玻璃杯底下，試試看能否看得見硬幣。學(xué)生通過分組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只能看見滴過水的硬幣，而沒有滴過水的硬幣卻神奇般消失了。兩種截然不同的現(xiàn)象引發(fā)了學(xué)生思維的劇烈碰撞，大家熱烈地討論起來(lái)卻又不能給出合理解釋。在這一教學(xué)環(huán)節(jié)中，筆者借用趣味小實(shí)驗(yàn)，有意創(chuàng)設(shè)沖突或矛盾的事件來(lái)引發(fā)學(xué)生的思維產(chǎn)生碰撞，使他們無(wú)法對(duì)某些新的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行合理解釋，從而產(chǎn)生不滿意的心理。

這時(shí)，筆者故意賣個(gè)關(guān)子，讓他們自己回家查閱資料尋找答案，下次上課時(shí)再來(lái)交流。帶著滿肚子的疑惑，學(xué)生通過各種方式想要揭開折射的謎底。在第二天的課堂上，各個(gè)小難踴躍發(fā)言，紛紛說(shuō)出自己的見解，課堂氣氛異常活躍，大家的學(xué)習(xí)狀態(tài)都很投入。最后在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生終于明白折射程序的差異是出現(xiàn)兩種不同現(xiàn)象的原因。在學(xué)習(xí)中，教師可以根據(jù)教材內(nèi)容，恰當(dāng)設(shè)計(jì)和引入一些趣味小實(shí)驗(yàn)來(lái)充當(dāng)“不一致的事件”，幫助學(xué)生自主探究，以建構(gòu)科學(xué)知識(shí)，從而讓他們?cè)凇耙延械慕?jīng)驗(yàn)世界里找到新知識(shí)的生長(zhǎng)點(diǎn)”。

3、趣味實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生樹立科學(xué)生活的態(tài)度

《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》指出，應(yīng)通過科學(xué)教育，使學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的思維解決自身學(xué)習(xí)、日常生活中遇到的問題。因此，教師應(yīng)注重將課 堂內(nèi)的知識(shí)與生活實(shí)際相結(jié)合起來(lái)，培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)。而許多的趣味小實(shí)驗(yàn)本身就來(lái)源于生活，通過趣味小實(shí)驗(yàn)的演示和操作，學(xué)生不僅對(duì)課堂上的知識(shí)理解得更深刻，還能將課堂上的相關(guān)知識(shí)遷移運(yùn)用到實(shí)際生活中去，從而達(dá)到學(xué)以致用、事半功倍的效果。

例如，在學(xué)習(xí)六年級(jí)“生態(tài)平衡”一課時(shí)，筆者引入了“雨水溶化建筑物”這個(gè)趣味小實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。找兩只玻璃杯，一杯裝水，在外側(cè)貼上“中性”兩個(gè)字，一杯則在水中放一勺檸檬水并攪拌好，在外側(cè)貼上“酸性”；再取兩支粉筆，分別在上面刻上英文字母“S”；最后將兩支刻字的粉筆分別放入兩杯液體中。過一段時(shí)間后，倒出溶液并取出粉筆，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)放入檸檬水中粉筆上，英文字母幾乎看不見，而放入清水中的粉筆上的英文字母依然清晰可見。從這個(gè)對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以清楚地感受到酸雨的腐蝕作用，在這個(gè)基礎(chǔ)上，教師再對(duì)其進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的教育就會(huì)水到渠成。他們學(xué)會(huì)了將課堂上知道的環(huán)保知識(shí)運(yùn)用到日常生活中，去愛護(hù)我們的地球，逐步樹立起科學(xué)生活的態(tài)度。

實(shí)踐證明，科學(xué)趣味小實(shí)驗(yàn)可操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)效果明顯。在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中，恰當(dāng)引入趣味小實(shí)驗(yàn)，能充分激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的好奇心，并在好奇心的驅(qū)動(dòng)下，自覺進(jìn)行科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)，從而愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)。合理利用科學(xué)趣味小實(shí)驗(yàn)，是提高科學(xué)課堂教學(xué)實(shí)效的重要策略。

參考文獻(xiàn)

1、中華人民共和國(guó)科學(xué)（3-6年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（北京師范大學(xué)出版社 2003）

2、后藤道夫，讓孩子著迷的77*2個(gè)經(jīng)典科學(xué)游戲（天津教育出版社 2003）

3、烏爾里克 伯格 77個(gè)令人驚訝的實(shí)驗(yàn)（湖北少年兒童出版社 20

合理利用科學(xué)趣味小實(shí)驗(yàn) 姓名：李如香

學(xué)校：江濱學(xué)校

科目：小學(xué)科學(xué)

日期：

2017，9，8