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流體力學(xué)的常用研究方法范文第1篇

關(guān)鍵詞： 流體力學(xué) 教學(xué)方法 教學(xué)改革 自學(xué)方法

教育是一個(gè)國家的立國之本，我國自春秋戰(zhàn)國時(shí)期就有先賢孔子開始教書育人。然而在我國傳統(tǒng)教學(xué)中往往以教師作為主體，重教而輕學(xué)，教師在課堂上使出各種方法強(qiáng)化教學(xué)效果，而對學(xué)生的“學(xué)”重視不足，甚至視而不見。對于很多學(xué)科而言，這種教學(xué)方式對于學(xué)生掌握知識(shí)情況的改善確實(shí)有顯著的效果，但是對于《流體力學(xué)》課程，這種教學(xué)方式影響十分有限。究其原因主要有：1.課程對數(shù)學(xué)基礎(chǔ)要求高；2.概念理解困難，費(fèi)時(shí)；3.公式多且難，學(xué)生容易失去學(xué)習(xí)興趣。當(dāng)學(xué)生處在課后不學(xué)、課上不聽或聽也聽不懂的狀態(tài)時(shí)，教師的諸多課堂教學(xué)手段在實(shí)施時(shí)就像沒有觀眾的表演一樣是達(dá)不到良好教學(xué)效果的。正是由于《流體力學(xué)》課程的這種特性，使得教學(xué)中的“學(xué)”在該課程的教授過程中顯得越來越重要。這里的“學(xué)”，不應(yīng)僅僅是傳統(tǒng)教學(xué)方式中，學(xué)生在課堂上被動(dòng)接受，而應(yīng)包含課外自主學(xué)習(xí)。通過對過往學(xué)生學(xué)習(xí)情況的了解，有良好自學(xué)習(xí)慣和自學(xué)方法得當(dāng)?shù)膶W(xué)生往往《流體力學(xué)》課程成績優(yōu)于沒有自學(xué)習(xí)慣的學(xué)生。正因如此，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成良好自學(xué)習(xí)慣和教會(huì)學(xué)生學(xué)會(huì)選擇恰當(dāng)?shù)淖詫W(xué)方法在《流體力學(xué)》的教學(xué)中顯得尤為重要。為了達(dá)到以上教學(xué)目的，需對傳統(tǒng)教學(xué)方法進(jìn)行如下調(diào)整。

一、讓學(xué)生具有主動(dòng)自學(xué)的意愿

要引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，首先要讓學(xué)生有自學(xué)的意愿，較常用的有以下兩種方法。

1.上好第一堂課。

“第一印象效應(yīng)”是婦孺皆知的一種心理效應(yīng)，在日常生活中經(jīng)常用到，如面試者注意儀表，為官者的“下馬威”等。這個(gè)道理在流體力學(xué)教學(xué)中同樣適用。聰明的教師通常特別注意教授第一堂課，這樣更容易引起學(xué)生的興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。針對工程流體力學(xué)的第一堂課，教師最好避免采用過于生硬的公式或太理論化的概念進(jìn)行教授，可將現(xiàn)實(shí)中的一些有趣現(xiàn)象與課程進(jìn)行聯(lián)系或提及一些與課程有關(guān)且同學(xué)們感興趣的問題。這一點(diǎn)得到很多教師的共識(shí)，如上海交通大學(xué)的丁祖榮教授在其《流體力學(xué)》公開課中就以高爾夫球?yàn)槭裁床徊捎霉饣砻?、汽車的形狀怎樣最?yōu)等幾個(gè)有趣的例子將看不見、摸不著的力與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系在一起，使得學(xué)生對學(xué)習(xí)流體力學(xué)充滿期待?！芭d趣是最好的老師”，有了興趣之后學(xué)生自然愿意投入精力學(xué)習(xí)。

2.重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“前車之鑒”。

這里的“前車之鑒”當(dāng)然可以指流體力學(xué)考試的一次通過率較低和流體力學(xué)成績普遍偏低的現(xiàn)實(shí)，但是事實(shí)證明，這種“前車之鑒”對調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性效果并不顯著，反而容易引起部分學(xué)生的畏懼心理，不利于學(xué)生自學(xué)積極性的提高。通常來講最好的辦法就是對比平時(shí)喜歡學(xué)習(xí)和善于自學(xué)的同學(xué)與平時(shí)沒有自學(xué)習(xí)慣且學(xué)習(xí)態(tài)度不端正的同學(xué)進(jìn)行對比，通過兩類同學(xué)在這門課程上取得的不同學(xué)習(xí)效果使得學(xué)生意識(shí)到自學(xué)對于流體力學(xué)課程的重要性。

當(dāng)然以上兩種方法在增強(qiáng)學(xué)生自學(xué)意識(shí)上第一種效果更佳，但過于依賴學(xué)生興趣會(huì)使學(xué)生對后續(xù)課程的趣味性要求提高，反而不利于理論部分的教學(xué)，所以教師在課程上應(yīng)盡可能將兩種方法結(jié)合，以期達(dá)到最佳效果。

二、讓學(xué)生學(xué)會(huì)流體力學(xué)課程的自學(xué)方法

僅有自學(xué)意識(shí)和自學(xué)動(dòng)力對于流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，受制于中國基礎(chǔ)教育，我國進(jìn)入大學(xué)學(xué)習(xí)的學(xué)生多半擅長記憶，而不是對公式概念的理解和運(yùn)用。記憶固然重要，但是僅擅長記憶對于流體力學(xué)課程自學(xué)而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。于是很多高校教師面臨的問題除了專業(yè)知識(shí)的教授外，還多了本應(yīng)在中小學(xué)教育中教授的自學(xué)方法。為了使學(xué)生學(xué)會(huì)力學(xué)課程的自學(xué)方法，在教學(xué)中要注意以下幾點(diǎn)。

1.由淺到難。

所謂的由淺到難即留給學(xué)生自學(xué)的內(nèi)容難度應(yīng)由淺到難。有的老師為了提高學(xué)生自學(xué)能力，只要是自己不感興趣的章節(jié)或自認(rèn)為不重要的章節(jié)統(tǒng)統(tǒng)不講解，完全留給學(xué)生自我消化。這樣的方法固然能夠極大地促進(jìn)學(xué)生自學(xué)能力的提高，然而僅對本身自學(xué)能力較強(qiáng)的學(xué)生有效。這種教學(xué)方式對于重點(diǎn)院校的本科生，其差異性表現(xiàn)不明顯，但對于大多數(shù)普通院校的學(xué)生而言，只有少數(shù)學(xué)生適應(yīng)這種教學(xué)方式，大多數(shù)學(xué)生則會(huì)因?yàn)殡y度過大而過早喪失學(xué)習(xí)興趣。因此教師在教授過程中，可先留一些較簡單的問題讓學(xué)生自學(xué)，等學(xué)生習(xí)慣自學(xué)且達(dá)到一定自學(xué)能力后再將部分較復(fù)雜的理論推導(dǎo)留給學(xué)生。

2.保證課前預(yù)習(xí)，課后復(fù)習(xí)。

自學(xué)能力不是一蹴而就，掌握方法就能立即提高的，需要不斷地練習(xí)。對于流體力學(xué)這門課程而言，其學(xué)習(xí)過程也需要循序漸進(jìn)，因?yàn)榱黧w力學(xué)的課程內(nèi)容包含大量模型簡化、理論推導(dǎo)、概念理解、公式運(yùn)用等需要大腦復(fù)雜加工的過程，一次的內(nèi)容接觸不足以使大腦完成所有的任務(wù)。因此要保證課程學(xué)習(xí)質(zhì)量，對課程內(nèi)容的反復(fù)斟酌是必不可少的過程。通常要使得該課程學(xué)習(xí)效果最佳，除了上課聽教師的講解外，課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)對于學(xué)生而言也是必不可少的。學(xué)生課前預(yù)習(xí)的主要目的是貫穿課堂知識(shí)點(diǎn)，整體把握課程內(nèi)容的難點(diǎn)和自己不容易理解的。為促使學(xué)生養(yǎng)成課前預(yù)習(xí)習(xí)慣，教師除了在第一堂課調(diào)動(dòng)學(xué)生興趣外，還可在前一次課堂上布置少量預(yù)習(xí)任務(wù)，要求學(xué)生下一次課進(jìn)行回答，但主要還是依靠學(xué)生的自覺性。而課后復(fù)習(xí)的主要目的是加深學(xué)生對課堂教學(xué)內(nèi)容的理解和提高知識(shí)運(yùn)用能力。通常教師可以通過布置練習(xí)題的形式達(dá)到目的，偶爾可采用小測驗(yàn)的形式對學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行測試，通過測試可增強(qiáng)學(xué)生課后學(xué)習(xí)的動(dòng)力。

3.教會(huì)思考，舉一反三。

上述兩點(diǎn)都是教師使學(xué)生了解怎樣有效自學(xué)的引導(dǎo)手段，而流體力學(xué)不同于其他學(xué)科自學(xué)的真正關(guān)鍵之處則在于教會(huì)學(xué)生如何思考。

不同于諸多學(xué)科，流體力學(xué)的學(xué)習(xí)不僅僅依賴對公式和知識(shí)點(diǎn)的記憶，學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)的理解和運(yùn)用更重要。因此往往有些學(xué)生學(xué)習(xí)很用功，但是遇見問題總是無法自己解決，只能通過背題目的方式應(yīng)付考試。這種學(xué)生就是典型的學(xué)習(xí)方法不得當(dāng)，沒有學(xué)會(huì)思考。實(shí)際上，學(xué)習(xí)流體力學(xué)知識(shí)和其他力學(xué)課程類似，大部分知識(shí)點(diǎn)都不脫離假設(shè)、建模、公式推導(dǎo)和公式運(yùn)用的流程，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)時(shí)只要能夠回答出“3W1H”，那么這個(gè)知識(shí)點(diǎn)就已經(jīng)掌握了。

那么這“3W1H”到底是什么呢？第一個(gè)“W”就是“When could I use it？”什么時(shí)候可以用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)？這就意味著學(xué)生在學(xué)習(xí)中一定要先弄清楚運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)的前提，力學(xué)當(dāng)中的很多概念都是在一定先決條件下得到的推理，因此對于這些知識(shí)點(diǎn)而言，其使用不得違背這些先決條件。第二個(gè)“W”就是“What problems could I solve？”我能夠解決什么問題，所有的知識(shí)都不是萬能的，它僅僅只是研究或解決某一類問題的方法或手段，流體力學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)很多體現(xiàn)的是各種物理量之間的關(guān)系，而這些關(guān)系決定了我們可以解決什么樣的問題。第三個(gè)“W”是“What situation should I use it？”什么情況下我應(yīng)該用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)？在運(yùn)用知識(shí)點(diǎn)解決問題的時(shí)候，一個(gè)問題往往有很多種解決思路，不同的物理量之間有多種表示關(guān)系的公式，選用公式的時(shí)候一定要找準(zhǔn)問題的關(guān)鍵點(diǎn)，最終選擇合適的公式或運(yùn)用正確的知識(shí)點(diǎn)解決問題。最后一個(gè)“H”，指的是“How should I use it？”我怎么用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。選擇了正確的知識(shí)點(diǎn)并不意味著你就會(huì)用了，什么地方我們該忽略掉，什么地方要補(bǔ)充其他知識(shí)點(diǎn)，都是需要考慮的問題。通過將各知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行組合，分析他們的邏輯、數(shù)學(xué)或物理等關(guān)系，最終才能解決要求的問題。舉一個(gè)簡單的例子：假設(shè)現(xiàn)要求某處的靜水壓力，這個(gè)題目只涉及單一的知識(shí)點(diǎn)。我們首先要分析，靜水壓力是什么？什么情況下才有？靜水壓力的求救問題屬于水靜力學(xué)部分的知識(shí)點(diǎn)，也就是當(dāng)液體處于靜止?fàn)顟B(tài)或相對靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，靜水壓力才存在。第二步，則要分析靜水壓力這個(gè)知識(shí)點(diǎn)能解決什么問題或與其他的物理量之間有什么關(guān)系。顯然和靜水壓力相關(guān)的有靜水壓強(qiáng)和作用面積，壓強(qiáng)乘以面積即壓力，那么我們現(xiàn)在的思路出來了，要解決靜水壓力的問題首先要了解靜水壓強(qiáng)和液體作用面積的情況，現(xiàn)在問題變?yōu)榱丝检o水壓強(qiáng)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。第三步，什么情況下我應(yīng)該運(yùn)用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)？由于這個(gè)問題較簡單，解題思路清晰，因此對于該題這一步可以跳過。最后就是怎樣用這個(gè)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)靜水壓強(qiáng)的特性，其方向都是垂直于作用面，任一點(diǎn)處各方向上的靜水壓強(qiáng)大小相等，各點(diǎn)處靜水壓強(qiáng)大小不同。因此我們知道對于該物體的靜水壓力不能直接用某一點(diǎn)的壓力乘以物體的面積而應(yīng)該將物體上每一微面積上的靜水壓強(qiáng)與面積乘積計(jì)算得出各微面積上的靜水壓力再進(jìn)行矢量加和。這樣這個(gè)問題的思路就完整了。當(dāng)然對于這個(gè)思路來講只能保證將所有問題都分析清楚。在實(shí)際解題過程中，學(xué)生還要在不違背以上各物理量關(guān)系的前提下，想想能不能找到簡化的方法，如果有，思考為什么可以這樣簡化，該簡化方法有沒有局限性。

以上就是我們學(xué)習(xí)和分析流體力學(xué)問題的基本思路。該思路貌似復(fù)雜，但當(dāng)學(xué)生按照該過程接受了一定量的練習(xí)之后，便可以快速分析出某一流體力學(xué)問題的關(guān)鍵。同時(shí)，這個(gè)過程對于學(xué)生的自學(xué)也是至關(guān)重要的。只有真正學(xué)會(huì)這樣思考的同學(xué)，才可能避免題海戰(zhàn)術(shù)，對任一知識(shí)點(diǎn)都可以做到舉一反三。這樣的自學(xué)過程不僅是對學(xué)生自學(xué)能力的鍛煉，而且是對學(xué)生分析問題能力的鍛煉。而這種綜合邏輯分析問題的思路不僅在流體力學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)需要，對于其他的如數(shù)學(xué)、大學(xué)物理等很多理工科課程也是必不可少的。然而在現(xiàn)有的基礎(chǔ)教育和高等教育中往往缺少的就是分析問題方法的教育，更多的是讓學(xué)生通過數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)無意識(shí)地培養(yǎng)邏輯分析能力。

三、讓學(xué)生養(yǎng)成自學(xué)習(xí)慣

自學(xué)動(dòng)力有了，學(xué)習(xí)方法也掌握之后，要使學(xué)習(xí)效果得到充分體現(xiàn)就需要學(xué)生持之以恒，真正將自學(xué)變?yōu)樽约毫?xí)慣的一部分。對于這一點(diǎn)而言，主要靠學(xué)生本身的自覺性，但是老師也可以給其少量外部刺激，促使學(xué)生養(yǎng)成這種習(xí)慣，如課后布置作業(yè)，定期小測驗(yàn)，甚至可以通過舉行類似于結(jié)構(gòu)大賽的流體力學(xué)興趣大賽等形式提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使其自學(xué)。

通過如上教學(xué)方法改革，我所帶班級(jí)的學(xué)生對流體力學(xué)課程的學(xué)習(xí)熱情普遍提高，同時(shí)分析解決問題能力得到增強(qiáng)。但是這種教學(xué)方法也存在一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，即過分依賴學(xué)生自覺性，對于少部分沒有自學(xué)習(xí)慣且學(xué)習(xí)態(tài)度不好的學(xué)生不僅沒有促進(jìn)其學(xué)習(xí)而且使得個(gè)別學(xué)生為自己的缺勤找到了充分理由。學(xué)生的兩極分化現(xiàn)象更加明顯，雖然良好率提高了，但課程總淘汰率有小幅提高。

總體而言，該課程的教學(xué)方法改革是有意義且有成效的，但其中遇到的某些問題還需進(jìn)一步深化研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]李國正.培養(yǎng)自學(xué)能力引導(dǎo)學(xué)生成長――淺談自學(xué)方法在學(xué)習(xí)過程中的滲透[J].新課程?上旬，2011，09：144-145.

[2]鄧克.機(jī)械類專業(yè)工程流體力學(xué)課程教學(xué)方法探討[J].安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，06（26）：146-147.

[3]畢金杰.試論學(xué)習(xí)過程中心理障礙產(chǎn)生的原因與對策[J].教學(xué)與管理，2012，10：19-20.

流體力學(xué)的常用研究方法范文第2篇

引言

CFD即計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD）是一門通過數(shù)值計(jì)算方法求解流體控制方程組進(jìn)而預(yù)測流體的流動(dòng)、傳熱和化學(xué)反應(yīng)等相關(guān)物理現(xiàn)象的學(xué)科。常用的方法有有限差分法、有限元法和有限體積法。進(jìn)行CFD分析的基本思路如下：將原本在時(shí)間與空間上連續(xù)的物理場如速度場或壓力場等，離散成有限的變量集合，并根據(jù)流體力學(xué)的基本假定，建立起控制方程，通過求解這些流體力學(xué)的控制方程，獲得這些變量的近似值。

我國作為一個(gè)人口眾多的發(fā)展中國家，巨大的能源消耗已成為亟待解決的問題。其中建筑耗能占到總耗能的19.8%，而室內(nèi)空調(diào)的耗能占到了整個(gè)建筑耗能的85%以上[2]。因此，在供暖、空氣調(diào)節(jié)和建筑物內(nèi)外空氣流通等研究領(lǐng)域，采用CFD分析來替代傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法，可大大縮短研究時(shí)間并提高經(jīng)濟(jì)效率。而本文將著重就CFD在暖通工程節(jié)能中的應(yīng)用來展開討論。

CFD基本原理

CFD是通過計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)值計(jì)算方法對流場進(jìn)行仿真模擬，解決物理問題的精確數(shù)值算法。它是流體力學(xué)、數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)三者相互結(jié)合的產(chǎn)物。CFD是繼實(shí)驗(yàn)流體力學(xué)和理論流體力學(xué)之后出現(xiàn)的第三種流體力學(xué)的研究方法，是十分重要的研究方法。在航空航天、土木工程、水利工程等研究領(lǐng)域都扮演著重要角色。尤其是在暖通空調(diào)和室內(nèi)外通風(fēng)等研究方法，CFD成為了最為行之有效的分析方法。

CFD在暖通工程的應(yīng)用

CFD在暖通空調(diào)中的主要應(yīng)用領(lǐng)域CFD主要可用于解決以下幾類暖通空調(diào)工程的問題：

1.提高室內(nèi)空調(diào)效率

采用CFD分析方法可以預(yù)測氣流在房間中的流動(dòng)情況，在充分考慮室內(nèi)環(huán)境、各類邊界條件與擾動(dòng)的影響后，可全面地反映室內(nèi)的氣流分布情況，通過進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以得道一個(gè)合理的氣流分布方法，使空調(diào)的使用效率最優(yōu)。

2.建筑周邊環(huán)境分析

建筑周邊環(huán)境對居民日常生活起著舉足輕重的作用。對居民小區(qū)的風(fēng)環(huán)境和熱環(huán)境進(jìn)行預(yù)測，是CFD分析的又一重要應(yīng)用領(lǐng)域。采用CFD方法，在建筑設(shè)計(jì)階段即可對建筑周邊環(huán)境進(jìn)行分析和優(yōu)化，對規(guī)劃設(shè)計(jì)的效果進(jìn)行驗(yàn)證，使建筑通風(fēng)和自然采光達(dá)到最佳效果，是小區(qū)居民生活品質(zhì)的重要保障。

3.室內(nèi)環(huán)境狀況分析

采用試驗(yàn)方法分析室內(nèi)環(huán)境狀況，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間與經(jīng)費(fèi)，而采用CFD方法進(jìn)行分析不僅可以節(jié)省時(shí)間，同時(shí)也能精確預(yù)測利房間內(nèi)的風(fēng)速、溫濕度、污染物分布等指標(biāo)，計(jì)算出通風(fēng)效率、毒害物擴(kuò)散效率和熱舒適等，進(jìn)而對室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)做出一個(gè)合理的評(píng)估。

4.暖通設(shè)備性能評(píng)估

暖通空調(diào)工程使用的大部分設(shè)備，如風(fēng)機(jī)、水槽、空調(diào)等，其運(yùn)行狀態(tài)都受流質(zhì)運(yùn)動(dòng)的影響，空氣或水的流動(dòng)情況是評(píng)價(jià)設(shè)備性能的重要指標(biāo)。通過CFD分析設(shè)備工作時(shí)的流場分布情況和流質(zhì)流動(dòng)情況，可有效地預(yù)測設(shè)備的工作狀態(tài)。進(jìn)而選擇設(shè)備最佳工作狀態(tài)，降低設(shè)備能耗，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用。

暖通空調(diào)領(lǐng)域中CFD的求解過程

暖通空調(diào)領(lǐng)域用CFD進(jìn)行模擬仿真，其主要環(huán)節(jié)無外乎包括以下幾個(gè)方面：建立數(shù)學(xué)物理模型、進(jìn)行氣流數(shù)值求解、將數(shù)值解結(jié)果可視化等。

1.建立數(shù)學(xué)物理模型

建立數(shù)學(xué)模型是對所研究的流動(dòng)問題進(jìn)行數(shù)學(xué)描述，為數(shù)值求解做準(zhǔn)備工作?；緮?shù)學(xué)模型有：

質(zhì)量守恒方程：

動(dòng)量守恒方程：

能量守恒方程：

式中；ρ為流體密度（kg/m3），t為時(shí)間（s），u為速度矢量（m/s），ui為速度在i方向上的分量（m/s），p為壓強(qiáng)（Pa）Fi―――體積力（N），T為溫度（K），cp為定壓比熱，ST為粘性耗散項(xiàng)。

2.求解過程

（1）確定邊界條件與初始條件

初始條件和邊界條件是控制方程有確定解的前提。初始條件是所研究對象在過程開始時(shí)刻各個(gè)求解變量的空間分布情況。對于瞬態(tài)問題必須給定初始條件，對于穩(wěn)態(tài)問題不需要初始條件。

（2）劃分計(jì)算網(wǎng)格。

網(wǎng)格分結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。簡單說，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間上比較規(guī)范，如對一個(gè)四邊形區(qū)域，結(jié)構(gòu)網(wǎng)格多是成行成列分布的，而非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格在空間分布上沒有明顯的行線和列線。

（3）建立離散方程并求解。離散方程常用的方法有：有限容積法、有限差分法和有限元法等。選擇合適的方法，對求解區(qū)域進(jìn)行離散。

CFD在暖通空調(diào)節(jié)能應(yīng)用情況

隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和人民生活水平大幅提升，城市生活對化石能源的需求量越來越大。但今年來一系列能源危機(jī)提醒我們應(yīng)當(dāng)注重能源安全問題。在建筑工程領(lǐng)域，采用 CFD分析模擬，可有效減少建筑能耗，并能提高暖通設(shè)備的運(yùn)行工作效率，我國暖通工作者已認(rèn)識(shí)到CFD計(jì)算在研究和設(shè)計(jì)中的重要地位。

1.我國CFD在暖通空調(diào)節(jié)能應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，我們已開始采用CFD對暖通空調(diào)節(jié)能的相關(guān)因素進(jìn)行整體的系統(tǒng)模擬分析。通過在CFD模擬中改變設(shè)備參數(shù)，就有可能優(yōu)化設(shè)備組合，改進(jìn)系統(tǒng)性能。國外已把CFD用于室內(nèi)空氣流動(dòng)與建筑能耗禍合模擬，我國清華大學(xué)也用CFD對空間氣流組織設(shè)計(jì)與空調(diào)負(fù)荷的關(guān)系進(jìn)行研究，這對建筑節(jié)能有重大意義。目前，我國在采用CFD解決建筑節(jié)能方面的研究還不是很深人，因而應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究和推廣的力度。

2.我國CFD應(yīng)用存在的問題

我國研究機(jī)構(gòu)很早就開始CFD模擬技術(shù)的應(yīng)用研究，研究的范圍從以室內(nèi)空氣分布以及建筑物內(nèi)煙氣流動(dòng)規(guī)律的模擬為主，逐漸擴(kuò)展到室外及建筑小區(qū)繞流乃至大氣擴(kuò)散問題，并已形成一些可以解決實(shí)際問題的軟件。所以，從總體上看，我國暖通行業(yè)中開展CFD方面研究尚有大量工作要做，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）還要建立在考慮輻射條件下計(jì)算室內(nèi)空氣的溫度分布、壁面和空氣的換熱、壁面的溫度分布的多種模型。

（2）將已有的CFD模擬技術(shù)方法進(jìn)行簡化，能夠在微機(jī)上較準(zhǔn)確地計(jì)算包括高大空間氣流組織在內(nèi)的各種通風(fēng)空調(diào)熱環(huán)境問題。

（3）考慮實(shí)際空調(diào)管道連接帶來的風(fēng)口出流特性變化，從而使室內(nèi)空氣流動(dòng)模擬更加準(zhǔn)確等。

（4）CFD技術(shù)在CAE工程中已表現(xiàn)出巨大的優(yōu)勢，如果將與CAD及CAM乃至AI技術(shù)有效地結(jié)合在一起，將顯示其強(qiáng)大的生命力。

結(jié)語

流體力學(xué)的常用研究方法范文第3篇

關(guān)鍵詞：攪拌；厭氧反應(yīng)器；數(shù)值模擬

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-0432（2010）-12-0212-2

0 引言

厭氧反應(yīng)器廣泛應(yīng)用于包括農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖場廢水在內(nèi)的各種廢水的處理過程中。由于一些廢水如養(yǎng)殖場廢水含有較高濃度的固體，為了強(qiáng)化混合，常常需要攪拌，雙層攪拌是厭氧反應(yīng)器常用的攪拌方式。在目前工業(yè)上在對雙層攪拌槳攪拌厭氧反應(yīng)器設(shè)計(jì)時(shí)，大都依賴經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，設(shè)計(jì)效果達(dá)不到最優(yōu)。

近年來，計(jì)算流體力學(xué)廣泛應(yīng)用于各種不同流場的研究，如王定標(biāo)等[1]對雙層槳葉攪拌器進(jìn)行了數(shù)值模擬。通過流場的數(shù)值模擬不僅可以得到實(shí)驗(yàn)手段無法得到的局部信息，而且還能節(jié)省研究經(jīng)費(fèi)。因此，國內(nèi)外學(xué)者也開始用計(jì)算流體力學(xué)的方法研究厭氧反應(yīng)器內(nèi)的流場結(jié)構(gòu)。Robert N.等學(xué)者用Fluent軟件模擬了厭氧反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)，模擬結(jié)果顯示，厭氧反應(yīng)器的重要操作參數(shù)如水力停留時(shí)間模擬值和計(jì)算值吻合較好[2，3]。在國內(nèi)，葉群峰[4]對UASB反應(yīng)器內(nèi)單相流動(dòng)進(jìn)行了初步數(shù)值模擬。王衛(wèi)京等[5]對UASB反應(yīng)器內(nèi)氣液兩相流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬，并得出了厭氧反應(yīng)器內(nèi)氣相和液相的流場。這些研究對厭氧反應(yīng)器流場進(jìn)行了探索，但總體上來說，厭氧反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)還未得到充分研究。本文對側(cè)伸攪拌厭氧反應(yīng)器內(nèi)流場進(jìn)行了模擬，研究反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)規(guī)律。

1 流體力學(xué)模型

本文假設(shè)反應(yīng)器內(nèi)流動(dòng)為穩(wěn)態(tài)不可壓縮流動(dòng)，厭氧反應(yīng)器內(nèi)的湍流用k-ε方程進(jìn)行計(jì)算。連續(xù)性方程為：

反應(yīng)器內(nèi)流體的粘度取為0.85mPa?s[7]。

2 厭氧反應(yīng)器結(jié)構(gòu)

本文模擬了一個(gè)有雙層攪拌槳的厭氧反應(yīng)器。該厭氧反應(yīng)器直徑為6m，高8m，攪拌槳為雙層斜葉槳，有三個(gè)葉片，直徑為1.5m。第一個(gè)槳距底部高度為2m，第二個(gè)槳距底部為6m。有4個(gè)寬度為0.6m的擋板。采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格對整個(gè)厭氧反應(yīng)器區(qū)域計(jì)算，其網(wǎng)格劃分如圖1所示。

3 模擬結(jié)果與討論

反應(yīng)器流動(dòng)的數(shù)值模擬結(jié)果如圖所示。圖2是流動(dòng)軌跡圖，圖3 是速度矢量圖。從圖中可以看出，流體在攪拌槳的推動(dòng)作用下，由反應(yīng)器中心向下流動(dòng)，到底部后沿壁面向上流動(dòng)，這樣流體在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流動(dòng)，使物料在整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行混合。

圖4和圖5分別是耗散率兩個(gè)擋板中間截面及攪拌槳區(qū)域的等值線圖。這兩個(gè)圖顯示出，在雙層攪拌槳厭氧反應(yīng)器的流場中，除在攪拌槳小部分區(qū)域內(nèi)，湍流特性在整個(gè)反應(yīng)器區(qū)域分布是比較均勻的，這種情況的對厭氧菌的生長比較有利。而從圖5也可以看出，在攪拌槳區(qū)域內(nèi)，耗散率的只在攪拌槳葉片及附近區(qū)域內(nèi)分布不均勻，表明在這一區(qū)域內(nèi)流動(dòng)剪切力較大，對厭氧菌的生長不利。因此，需要開發(fā)新型攪拌槳，降低攪拌過程的剪切作用，使反應(yīng)器的流場更有利于厭氧菌的生長。

圖5 耗散率ε等值線圖（上：攪拌槳橫截面，下：攪拌槳表面）

4 結(jié)論

本文對雙層攪拌槳厭氧反應(yīng)器流場進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明，在攪拌槳的推動(dòng)作用下，流體在反應(yīng)器內(nèi)形成循環(huán)流動(dòng)。而湍流的特性值ε在反應(yīng)器內(nèi)分布比較均勻，存在著這對厭氧菌的生長較有利。

參考文獻(xiàn)

[1] 王定標(biāo)，楊麗云，于艷，等.雙層槳葉攪拌器流場的CFD模擬與PIV測量[J].鄭州大學(xué)學(xué)報(bào)：工學(xué)版，2009,30(2):1-5.

[2] 葉群峰.升流式厭氧污泥床（UASB）數(shù)值模擬及流態(tài)分析[D].鄭州大學(xué)，2002.

[3] 王衛(wèi)京，左秀錦，朱波.UASB厭氧反應(yīng)器內(nèi)流場數(shù)值模擬[J].大連大學(xué)學(xué)報(bào)，2007,28(3):8-10.

[4] 顏智勇，胡勇有，肖繼波，等.EGSB反應(yīng)器的流態(tài)模擬研究[J].工業(yè)用水與廢水，2007,35(2):5-9.

基金項(xiàng)目：遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目資助(2009A068)。

流體力學(xué)的常用研究方法范文第4篇

關(guān)鍵詞 分解槽； Fluent；攪拌槳葉；數(shù)值分析

中圖分類號(hào)TQ13 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào) 1674-6708（2014）110-0048-02

Numerical Simulation of optimum designing for Stirring blade of Precipitator Tank

Wang You

Guiyang Aluminum-Magnesium Design & Research Institute Co.Ltd.， Guiyang，Guizhou， China 550081

AbstractBased on the principle of hydromechanics similarity， this paper gives a numerical simulation analysis on the precipitator’s stirring blade （MIG）relevant design modification， and combined with the fluid analysis software Fluent. The paper competitively analyzes four aspects as the three dimensional flow field velocity distribution， solid content difference analysis， stirring power and the maximum shear stress， provides reference basis for design of stirring blade.

KeywordsPrecipitator Tank， Fluent， Stirring Blade， Numerical Simulation

0 引言

隨著氧化鋁生產(chǎn)大型化的發(fā)展，傳統(tǒng)的Φ14m分解槽已不能滿足生產(chǎn)要求，需要開發(fā)更大直徑型的分解槽。分解槽大型化設(shè)計(jì)的主要難點(diǎn)是攪拌裝置的設(shè)計(jì)，其攪拌在生產(chǎn)過程中既要滿足料漿充分的混合懸浮又不破壞晶種的長大，因而其攪拌有一定的特殊性。攪拌裝置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于槳葉的選型，目前由于攪拌過程種類繁多，介質(zhì)情況差異很大，實(shí)際使用的攪拌槳葉形式多種多樣。目前的選型方法多是根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選擇習(xí)慣應(yīng)用的槳型，再在常用范圍內(nèi)決定攪拌器的各種參數(shù)。也有通過小型試驗(yàn)，再進(jìn)行放大的設(shè)計(jì)方法。隨著計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展，運(yùn)用流體分析軟件對攪拌過程進(jìn)行數(shù)值模擬技術(shù)已日趨成熟，本文就是在現(xiàn)有的氧化鋁生產(chǎn)上通用的MIG型攪拌器的基礎(chǔ)上，運(yùn)用相似原理和Fluent軟件提供的穩(wěn)態(tài)多重參考系法(MFR)對設(shè)計(jì)的三種攪拌器進(jìn)行數(shù)值模擬，并與原有Φ14m分解槽的MIG型攪拌器進(jìn)行對比分析，得到適合大型分解槽攪拌使用要求的槳葉形式，為設(shè)備改進(jìn)優(yōu)化提供設(shè)計(jì)參考依據(jù)。

1 研究對象及模型建立

1.1 物理模型

分解槽整體模型如圖1，槽體直徑16m，高42m，內(nèi)設(shè)置6層攪拌槳、1組擋板、在擋板對面設(shè)置提料管，建模中忽略提料管內(nèi)部流場，忽略攪拌槳厚度。三種不同槳葉結(jié)構(gòu)形式見圖2，其中模型A是傳統(tǒng)MIG槳葉形式，槳葉與軸的夾角為60°，模型B是將模型A中內(nèi)槳葉分為上內(nèi)槳及下內(nèi)槳兩部分，模型C是將模型A中槳葉與軸的夾角由60°增加到70°，具體結(jié)構(gòu)尺寸見表1。

圖1 整體攪拌分解槽模型

圖2 槳葉模型圖

模型A 模型B 模型C

分解槽內(nèi)徑（m） 16 16 16

液面高度（m） 38 38 38

槳葉層數(shù) 6 6 6

槳葉直徑（m） 底層 11.6 11.6 11.6

其它層 10 10 10

每層槳葉之間高度（m） 6 6 6

軸徑規(guī)格（mm） Φ610X26 Φ610X26 Φ610X26

槳葉與軸夾角（°） 60 60 70

內(nèi)漿分段 1段 2段 1段

擋板數(shù)量（含出料管） 2 2 2

轉(zhuǎn)速（rpm） 4.4 4.4 4.4

表1 分解槽不同攪拌槳葉形式結(jié)構(gòu)尺寸

1.2計(jì)算方法

本文選用Realizable k-ξ湍流模型，歐拉-歐拉多相流模型對分解槽內(nèi)固液體系進(jìn)行數(shù)值模擬。在模型中考慮相間作用力、虛擬質(zhì)量力及升力對固體顆粒的影響，其中固－液兩相間阻力系數(shù)的理論計(jì)算采用相間相互碰撞的Gidaspow 模型。

采用穩(wěn)態(tài)多重參考系法（MRF），將各個(gè)計(jì)算區(qū)域分成兩個(gè)或多個(gè)互不重疊的圓筒狀區(qū)域，整個(gè)分解槽分為旋轉(zhuǎn)區(qū)域和靜止區(qū)域兩部分，旋轉(zhuǎn)區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)只有攪拌槳，靜止區(qū)域的幾何結(jié)構(gòu)包括整個(gè)槽壁、擋板與提料管，旋轉(zhuǎn)區(qū)域創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系，靜止區(qū)域創(chuàng)建靜止坐標(biāo)系，攪拌槳相對內(nèi)部子區(qū)域靜止，實(shí)現(xiàn)攪拌槳的旋轉(zhuǎn)。

1.3 工藝條件

表2是分解槽實(shí)際生產(chǎn)中的一組常用物性參數(shù)。

項(xiàng)目 料液的密度

kg/m3 料液的粘度

Pa.s 顆粒密度

kg/m3 固含

g/l 顆粒

大小

μm 含量

（質(zhì)量分率）%

數(shù)值 1753 0.0038 2424 1000 70 10.25/31

表 2 物性參數(shù)

2 模擬結(jié)果分析

2.1 分解槽內(nèi)物料的三維速度矢量

圖3為穿過攪拌槳葉中心X-Y平面的三維速度分布圖，模型A、B形成的流場相似，都只在每層槳葉之間形成了非常明顯的流體循環(huán)，流體在槽內(nèi)基本是在每層槳葉之間流動(dòng)，沒有形成槳葉之間的兩層流體循環(huán)，而模型C在每層漿之間形成明顯的槳間循環(huán)，內(nèi)外槳葉有明顯地流體向上運(yùn)動(dòng)之后分別向內(nèi)外槳葉的流場位置循環(huán)從而形成了明顯的兩層流體循環(huán)，導(dǎo)致顆粒在槽內(nèi)提留時(shí)間要比模型A、B長，從而有利于顆粒的結(jié)晶長大，也同實(shí)際設(shè)計(jì)MIG型攪拌器的預(yù)期效果吻合。

圖3 流場(X-Y平面)三維速度分布圖

2.2流場內(nèi)的均勻度

分解槽攪拌的主要目的之一還要保持溶液濃度均勻，保證晶種與溶液有良好的接觸以利于析出晶體。通過模擬可以得到顆粒相在整個(gè)流場中的分布狀況，以及確定顆粒相的高濃度區(qū)域。

圖4給出了70μm顆粒的體積相分布情況，從圖中可以看出，在分解槽底面上有比較明顯的沉積，說明底層槳附近區(qū)域是沉積高危區(qū)，且易沉積的區(qū)基本可以分為兩塊，就是攪拌軸附近區(qū)域以及槽底邊緣的區(qū)域。模型A、B的沉積區(qū)域明顯多于模型C。

圖4 70μm顆粒體積相分布圖（X-Y平面）

流場內(nèi)的最大固含差，可以在一定程度上反映出整個(gè)攪拌的顆粒相分布的均勻程度，本文根據(jù)固體顆粒體積分?jǐn)?shù)換算為固含量，進(jìn)而得到固含差，表 3給出了三種槳葉形式的最大固含差的計(jì)算分析值。

從表中可以看出，模型C的最大固含差最小，模型A最大，工業(yè)生產(chǎn)要求固含差控制在5%∽8%以內(nèi)，從計(jì)算結(jié)果看，模型B和C可以滿足。

模型 顆粒

直徑 體積分?jǐn)?shù)/% 固含/g/l 最大固含差/%

最大 最小 差值 最大 最小 差值

A 70μm 31.38 28.93 2.53 1033.11 918.21 114.9 11.12

125μm 11.24 8.95 0.60

B 70μm 31.63 30.5 1.13 1046.2 968.4 77.8 7.45

125μm 11.53 9.45 2.08

C 70μm 31.39 30.43 0.68 1035 977.11 57.89 5.59

125μm 11.31 9.88 0.44

表3 三種槳葉形式的最大固含差

2.3攪拌功率

攪拌功率是攪拌中重要的參數(shù)，一定程度影響了生產(chǎn)成本和工業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)可能性。

圖5給出了運(yùn)用Fluent計(jì)算的三種槳葉形式各層槳葉消耗功率分布情況。模型A消耗的總功率為106.4 KW， 模型B消耗的總功率為137.1 KW， 模型C消耗的總功率為115.6 KW，通過比較分析，在滿足使用要求和經(jīng)濟(jì)性方面綜合考慮，模型C的綜合性能最好。

圖5 功率分布圖

3 結(jié)論

1）本文建立了大型分解槽攪拌槳葉的三種計(jì)算模型，并采用穩(wěn)態(tài)多重參考系法對三種槳葉的攪拌過程進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，結(jié)論是模型C相較于模型A和模型B，攪拌流動(dòng)效果較好，沉積區(qū)最少，均勻度最好，綜合性能經(jīng)濟(jì)指標(biāo)亦能滿足生產(chǎn)需要；

2）通過與現(xiàn)有工業(yè)上使用的分解槽及其攪拌結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析，運(yùn)用Fluent計(jì)算所得的分解槽攪拌模型能滿足實(shí)際生產(chǎn)對分解槽攪拌結(jié)構(gòu)和工藝性能的要求，能為分解槽的大型化工業(yè)生產(chǎn)提供可靠的理論設(shè)計(jì)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1]王凱，虞軍，等.攪拌設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]鐘麗，黃雄斌，賈志剛.用CFD研究攪拌器的功率曲線[J]. 北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，30(5):5-8.

[3]李振花，何珊珊，萬茂榮，談遒.攪拌槽中的流體力學(xué)模型[J].高?；瘜W(xué)工程學(xué)報(bào)，1996，10(1):22-29.

流體力學(xué)的常用研究方法范文第5篇

Abstract： This paper proposes a new way of steam power cycle， according to the working medium vapor hydrodynamic characteristics， improve power cycle thermal efficiency of the whole process.

關(guān)鍵詞：朗肯循環(huán)；蒸汽動(dòng)力；節(jié)能減排；火力發(fā)電

1 朗肯循環(huán)

朗肯循環(huán)（英語：Rankine Cycle）也被稱為蘭金循環(huán)，是一種將熱能轉(zhuǎn)化為功的熱力學(xué)循環(huán)。郎肯循環(huán)從外界吸收熱量，將其閉環(huán)的工質(zhì)（通常使用水）加熱，實(shí)現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化做功。朗肯循環(huán)理論雖然誕生于19世紀(jì)中期，但即便到了今天，郎肯循環(huán)仍產(chǎn)生世界上90%的電力，包括幾乎所有的太陽能熱能、生物質(zhì)能、煤炭與核能的電站。郎肯循環(huán)是支持蒸汽機(jī)的基本熱力學(xué)原理。

因?yàn)槔煽涎h(huán)誕生的那個(gè)時(shí)代正處于第一次工業(yè)革命的開始階段，研究熱力學(xué)的材料、加工、設(shè)計(jì)、控制等綜合基礎(chǔ)條件，包括相關(guān)學(xué)科理論研究和現(xiàn)在差距很大，有必然的歷史局限性，以現(xiàn)在的技術(shù)水平去衡量、分析，難免要存在一些缺陷和不足。

1.1 郎肯循環(huán)應(yīng)用特點(diǎn)

朗肯循環(huán)實(shí)現(xiàn)工質(zhì)水的閉環(huán)循環(huán)，大大減少水資源的消耗，但是為了實(shí)現(xiàn)閉環(huán)，必須將水蒸氣冷凝為水，然后再把幾乎不能被壓縮的液態(tài)工質(zhì)加壓，才能使之進(jìn)入下一個(gè)動(dòng)力循環(huán)。熱量只能參與一次做功循環(huán)，不能轉(zhuǎn)換為功的熱量必須被拋棄，因此，應(yīng)用朗肯循環(huán)的工業(yè)系統(tǒng)熱量浪費(fèi)巨大、熱效率難以提高！

實(shí)現(xiàn)蒸汽直接再利用通常能想到的就是機(jī)械再壓縮，但由于工作過程中需要消耗機(jī)械能，通過直觀的能量守恒定律分析費(fèi)效比很低，實(shí)際應(yīng)用中一般不會(huì)采用這種技術(shù)來實(shí)現(xiàn)蒸汽再循環(huán)利用。

在郎肯循環(huán)誕生的歷史條件、技術(shù)條件下，可以不考慮、也沒有能力考慮熱回收，人們習(xí)慣于接受凝汽環(huán)節(jié)的大量熱量必須以低溫形態(tài)散失。另外，水的凝結(jié)熱幾乎是常見工質(zhì)中最大的，工作溫段也偏高，但是綜合考慮當(dāng)時(shí)的條件，從成本、安全、環(huán)保等綜合因素考慮，直到現(xiàn)在，也似乎只有水是最理想的工質(zhì)。

1.2 理論應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀

目前傳統(tǒng)朗肯循環(huán)理論應(yīng)用中多用回?zé)?、再熱等改進(jìn)循環(huán)方式提高效率，還采用增加蒸汽溫度、壓力的臨界、超臨界工作模式來提高效率。這些方法根本的思路都是盡可能提高有效功在全部消耗熱能中的比例。

另外還有采用有機(jī)工質(zhì)（非水蒸氣）來實(shí)現(xiàn)朗肯循環(huán)，即有機(jī)朗肯循環(huán)，它改變了溫度較低情況下的循環(huán)效率，還是存在凝結(jié)熱浪費(fèi)的問題。

還有一種方法主要的出發(fā)點(diǎn)則是設(shè)法采用消耗少量熱能、機(jī)械能的方式，直接、間接對排放的低溫廢熱進(jìn)行再利用，用于工業(yè)熱水制備、生活采暖等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)余熱利用來提高有效輸出的功和熱在全部消耗熱能中的比例。

上述多種方法在系統(tǒng)成本、安全性、費(fèi)效比、可行性等方面都受到諸多限制，很難實(shí)現(xiàn)熱能利用效率的大幅度提高，特別是難以實(shí)現(xiàn)熱-電轉(zhuǎn)換效率的大幅度提高。

2 流體力學(xué)相關(guān)原理

流體力學(xué)里面有些基本原理，實(shí)際應(yīng)用時(shí)具有一定的“特殊”功能，在流體流動(dòng)過程中，作為流體的物質(zhì)屬性本身，也會(huì)附帶實(shí)現(xiàn)熱傳導(dǎo)交換、物質(zhì)傳輸、物質(zhì)壓縮等效果。其特點(diǎn)，就是幾乎都是在不需要機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)、機(jī)械功消耗的情況下，僅僅在空間變化、熱能傳遞、流動(dòng)過程就能實(shí)現(xiàn)。

2.1 射流真空泵

基于流體力學(xué)文丘里管原理的射流真空泵是一種具有抽真空、冷凝、排水等三種效能的常用機(jī)械裝置。射流真空泵是利用一定壓力的水流通過對稱均布成一定形狀和傾斜度的噴咀噴出。由于噴射水流速度很高，于是周圍形成負(fù)壓使器室內(nèi)產(chǎn)生真空，將外界氣（液）體抽吸進(jìn)來，共同進(jìn)入混合管，混合管內(nèi)的水（氣）流互相摩擦， 混合與擠壓，通過擴(kuò)壓管被排除，使器室內(nèi)形成更高的真空。結(jié)構(gòu)如右圖。

說明：1、高壓水進(jìn)口；2、噴嘴；3、螺母；4、噴嘴板；5、氣體進(jìn)口；6、泵體；7、混合室；8、喉部；9、擴(kuò)壓管；10、混合氣液出口；

如果使用的射流是水，吸入的是低溫、低壓水蒸氣，則蒸汽與噴射水流直接接觸，進(jìn)行熱交換，絕大部分的蒸汽必將冷凝成水與原水流混合，體積大大縮??；小量未被凝的蒸汽與不疑結(jié)的氣體亦與高速噴射水流一起從噴口噴出，流體具有動(dòng)壓。查閱部分射流泵參數(shù)（如石油行業(yè)普遍使用的產(chǎn)品），射流抽取的目標(biāo)介質(zhì)可以達(dá)到自身質(zhì)量的80%以上，壓力損失約10%左右。

有資料報(bào)道國內(nèi)有單位做了這樣的應(yīng)用，產(chǎn)品名稱叫“射流凝汽器”，但沒有大量推廣應(yīng)用，其節(jié)能減排效果也沒有得到行業(yè)的重視。

右圖是一種利用噴霧或射流的混合式凝汽器：

這種裝置確實(shí)利用的冷卻水射流、霧化吸熱的效果，但是沒有利用射流的動(dòng)能，而且蒸汽熱量巨大，冷卻吸熱能力有限，造成冷卻水用量增加，最后冷卻效果好了，但是還不能解決熱量回收利用的問題。

2.2 氣體放大器

進(jìn)入20世紀(jì)70年代以后，世界各國都在進(jìn)一步研究有關(guān)射流引流、真空理論，通過對一些細(xì)節(jié)的研究，如噴口形狀、方式、脈動(dòng)等等因素的研究實(shí)踐，取得了一定的成果。比如和人類生活密切相關(guān)的無葉片風(fēng)扇，以及工業(yè)化應(yīng)用的氣體放大器。

氣體放大器原理如下圖：當(dāng)高壓氣體通過氣體放大器0.05～0.1毫米的環(huán)形窄縫（3）后，向左側(cè)噴出，通過科恩達(dá)效應(yīng)原理及氣體放大器特殊的幾何形狀，右側(cè)最大10～100倍的低壓氣體可被吸入，并與原始高壓氣體一起從氣體放大器左側(cè)吹出。近兩年來氣體放大器（空氣放大器）應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴(kuò)展，常用大比例節(jié)約壓縮空氣，并且利用壓縮空氣實(shí)現(xiàn)吹塵、吸塵、物料運(yùn)送等工業(yè)應(yīng)用，技術(shù)成熟穩(wěn)定。

結(jié)構(gòu)說明：（1） 環(huán)形腔； （2） 可調(diào)環(huán)形槽；（3） 發(fā)生科恩達(dá)效應(yīng)的剖面；（4）待吸入氣體；（5） 固定環(huán)（可調(diào)氣體放大器有）。

如果被吸入的氣體是低溫、低壓蒸汽，驅(qū)動(dòng)氣流是高溫、高壓過熱蒸汽，在高溫蒸汽從環(huán)形噴口噴出時(shí)，會(huì)膨脹、降溫、降壓，同時(shí)與低溫、低壓蒸汽混合，達(dá)到熱量、動(dòng)量平衡，最終氣流是中溫、中壓混合蒸汽，從左側(cè)排出。

2.3 渦流管

渦流管（Vortex Tube）又稱渦流制冷管、渦旋管、渦旋制冷器等，一定壓力的壓縮空氣輸入渦流管渦旋發(fā)生器后膨脹加速后旋轉(zhuǎn)，氣流以1，000，000 rpm的旋轉(zhuǎn)速度沿?zé)峁鼙谶M(jìn)入熱管內(nèi)部，在熱管的終端，一部分壓縮空氣通過調(diào)節(jié)閥以熱空氣的方式瀉出，剩余的壓縮空氣以較低速度通過進(jìn)入熱管旋轉(zhuǎn)氣流的中心返回，這股冷氣流通過發(fā)生器中心形成超低溫冷氣匯集到冷氣端排出。以某種型號(hào)渦流管產(chǎn)品為例，輸入氣流7Bar，25℃干燥空氣的前提下最低冷氣溫度可達(dá)-45℃， 冷氣端射出冷氣流在7Bar，溫度最大降幅達(dá)-70℃，另一端射出的熱氣流極限溫度可達(dá)+130℃。冷氣、熱氣比例可以調(diào)整，從10%～90%之間互相變化，所能達(dá)到的最低、最高氣溫也和氣流量有關(guān)。

渦流管是一種結(jié)構(gòu)非常簡單的能量分離裝置，它是由噴嘴、渦流室、分離孔板和冷熱兩端管組成。工作時(shí)壓縮氣體在噴嘴內(nèi)膨脹，然后以很高的速度沿切線方向進(jìn)入渦流管。氣流在渦流管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，經(jīng)過渦流中心的離心減壓、渦流外圈離心增壓作用，氣體從渦流中心到外壁分離成壓力、溫度不相等的兩部分氣流，處于中心部位的氣流溫度低，而處于外層部位的氣流溫度高，調(diào)節(jié)冷熱流比例，可以得到最佳制冷效應(yīng)或制熱效應(yīng)。

結(jié)構(gòu)說明：（1） 高壓氣體入口； （2） 冷氣輸出口；（3） 熱氣輸出口。如果被吸入的氣體是低溫、低壓蒸汽，經(jīng)過渦流管后，就可以在高溫輸出端輸出更熱蒸汽，低溫輸出端輸出低溫甚至低溫汽水混合物。

2.4 壓力溫度關(guān)系

其實(shí)上述三種特殊功能的裝置，其背后的理論基礎(chǔ)都來自于流體力學(xué)的一些基本定律，在蒸汽流動(dòng)速度不大的時(shí)候，以下定律都適用：

波義耳定律：溫度恒定時(shí)，一定量氣體的壓力和它的體積的乘積為恒量。數(shù)學(xué)表達(dá)式為：pV = nRT =恒量或p1V1 = p2V2。

查理-蓋呂薩克氣體定律：壓力恒定時(shí)，一定量氣體的體積（V）與其溫度（T）成正比。

根據(jù)上述兩條定律分析，朗肯循環(huán)中沒有提及蒸汽傳輸過程中的氣體流體力學(xué)、熱力學(xué)問題，僅僅把蒸汽按照理想狀態(tài)氣體、靜止?fàn)顟B(tài)氣體去研究，存在一定的局限性。

可壓縮流體流速加快，壓力降低，必然引起體積膨脹，從而使密度減?。环粗?，在流速減慢、壓力升高的同時(shí)，可壓縮流體受壓縮，體積縮小，因此，密度必然增大。氣體體積的膨脹，還會(huì)使溫度降低。當(dāng)打開自行車氣門芯放氣，高壓氣體從氣門芯噴出來時(shí)，氣門芯的溫度顯著下降，甚至使表面結(jié)霜。這并不是自行車胎里面裝著很“冷”的氣體的緣故，而是高壓空氣從噴口噴出時(shí)體積膨脹引起降溫導(dǎo)致氣體中所含有的水蒸氣冷凝所致。同樣，當(dāng)可壓縮流體受壓縮時(shí)，溫度會(huì)升高。譬如，用打氣筒打氣，氣筒壁會(huì)發(fā)燙。這并非皮碗與筒壁摩擦的結(jié)果，而主要是筒內(nèi)空氣被壓縮，導(dǎo)致溫度升高。

一個(gè)對高低溫、高低壓變化非常敏感的蒸汽動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)，應(yīng)該充分考慮體積、空間、流速、壓力、溫度等混合因素，充分利用這些因素之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)高效率的熱動(dòng)力循環(huán)。

3 新的蒸汽動(dòng)力循環(huán)

通過對朗肯循環(huán)特點(diǎn)分析，需要提出一種新的循環(huán)，首先利用非機(jī)械動(dòng)力（至少是非電能）的方式實(shí)現(xiàn)對完成做功后的乏蒸汽進(jìn)行再利用，其次充分利用氣體體積、溫度、壓力甚至氣體流速的關(guān)系，設(shè)法直接回收再利用冷凝熱，未能通過汽輪機(jī)一次轉(zhuǎn)化為功的熱量有機(jī)會(huì)參與下一次做功循環(huán)，經(jīng)過多次轉(zhuǎn)化做功，系統(tǒng)效率趨向于100%，在理論上實(shí)現(xiàn)蒸汽動(dòng)力循環(huán)整體熱效率的大幅度提高。

3.1 新循環(huán)

新的循環(huán)采用類似氣體放大器的裝置實(shí)現(xiàn)對低溫、低壓乏汽的升壓、升溫、引流；再通過對凝汽器內(nèi)外部乏汽分流，管路空間（流管）截面積重新安排設(shè)計(jì)，使得蒸汽乏汽傳輸過程中產(chǎn)生壓差、溫差，讓低溫、低壓蒸汽吸收較高溫度、較高壓力蒸汽的熱量，同時(shí)使得較高溫蒸汽冷凝，較低溫蒸汽吸熱、升壓并直接進(jìn)入蒸汽再循環(huán)，冷凝水則通過高壓鍋爐再生為高壓過熱蒸汽，攜帶新補(bǔ)充的熱能進(jìn)入下一個(gè)蒸汽工作循環(huán)。

具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖。

結(jié)構(gòu)說明：1.凝汽器；2.高壓水泵；3.高壓鍋爐；4.氣體放大器；5.汽輪機(jī)；6.發(fā)電機(jī)；7.乏汽總管路；8.待凝結(jié)乏汽入口；9.待降壓乏汽入口；10.冷凝水管路；11.吸熱升溫乏汽出口；12.待吸入蒸汽入口；13.驅(qū)動(dòng)高壓高溫蒸汽入口；14.再生混合工作蒸汽出口。

還可以采用下面的方式，改變凝汽器汽路，讓全部蒸汽均進(jìn)入凝汽空間后，再進(jìn)入吸熱管路，可以調(diào)整凝氣量和再生乏汽溫度。系統(tǒng)如下圖。

經(jīng)過兩年多思考和相關(guān)領(lǐng)域的研究，這種新循環(huán)的理念、思路不斷地完善，而且越來越簡單明了，其實(shí)核心部件4氣體放大器，應(yīng)該就是一個(gè)利用高能量工質(zhì)（超高壓蒸汽）通過某種裝置、系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)低能量工質(zhì)（低壓乏汽），重新升壓升溫達(dá)到工作蒸汽（高壓蒸汽）的要求，并且最終混合共同去做功。利用超臨界蒸汽作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)蒸汽再壓縮、低品位冷凝熱回收利用，品位降低后的蒸汽再去驅(qū)動(dòng)中低壓蒸汽發(fā)電機(jī)組。如果使用蒸汽動(dòng)力的汽輪-壓縮機(jī)系統(tǒng)就更容易理解，如下圖所示。

3.2 新循環(huán)的特點(diǎn)

首先，和朗肯循環(huán)相比，系統(tǒng)設(shè)計(jì)上就沒有大量對系統(tǒng)外介質(zhì)散熱的環(huán)節(jié)，整體熱效率會(huì)大幅度提高；

其次，朗肯循環(huán)實(shí)際應(yīng)用中，近年來都是主要依靠提高全系統(tǒng)的壓力來提高熱電轉(zhuǎn)換效率，從水泵開始全部工作過程都處于超臨界壓力之下，系統(tǒng)的制造技術(shù)難度增加、成本增加、安全風(fēng)險(xiǎn)增加。該新循環(huán)方式雖然鍋爐的壓力也是需要大幅度提高，但是鍋爐的蒸汽發(fā)生量大幅度下降，高壓蒸汽涉及的范圍減少，高壓蒸汽涉及的過程幾乎沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)、需要較多維護(hù)的機(jī)械部件，關(guān)于技術(shù)難度加大、成本大幅增高、系統(tǒng)安全性下降的問題得以解決；

從過程上看出，該循環(huán)可以適用于各種汽輪機(jī)機(jī)組壓力，單次循環(huán)熱-功轉(zhuǎn)換效率變化，不影響系統(tǒng)整體效率，對安全生產(chǎn)有利；也可以用于現(xiàn)有中低壓蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，在保留核心系統(tǒng)的情況下，以最低的成本實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造，改造過程還可以分階段、分步驟實(shí)施。

4 能量守恒法分析

改進(jìn)后的郎肯循環(huán)的動(dòng)力、熱力學(xué)分析相對復(fù)雜，我們完全可以首先應(yīng)用用熱力學(xué)第一定律（能量守恒定律）對它進(jìn)行初步分析。

目前應(yīng)用朗肯循環(huán)的熱電廠能效如下圖。

行業(yè)已知的數(shù)據(jù)表明鍋爐、水泵、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)整體效率損失合計(jì)約10%；冷端損失，即凝汽器冷卻水帶走的熱量要占到50%以上，新的循環(huán)改進(jìn)了凝汽器，采用了氣體放大器（射流或科恩達(dá)效應(yīng)），下面逐個(gè)簡單分析這兩個(gè)部件的能量變化、流動(dòng)情況。

4.1 凝氣器分析

該循環(huán)所用凝汽器結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)凝汽器相似，所不同的是吸熱管路內(nèi)部空間和凝汽空間的比例，前者應(yīng)為后者空間、流管截面的數(shù)倍以上。假設(shè)乏汽通過兩條相同截面積的管路分別接入這兩個(gè)大小不同的空間，根據(jù)波義耳定律，蒸汽的壓力就會(huì)發(fā)生差異，進(jìn)入吸熱管路的蒸汽膨脹比例較大，溫度下降較多，加之受到空氣放大器（或射流引流裝置）產(chǎn)生的抽真空作用，壓力、溫度進(jìn)一步下降，因此溫度相對較低；進(jìn)入凝氣空間的蒸汽膨脹比例較小，溫度下降較少，相對較高，吸熱管路內(nèi)外蒸汽存在溫差，進(jìn)行熱交換；凝氣空間的蒸汽放熱冷凝，吸熱管路內(nèi)部蒸汽吸熱升溫，壓力回升。

全過程沒有對第三方做功，屬于絕熱過程，能量損失少。

4.2 氣體放大器分析

接入空氣放大器的壓力超百倍于乏汽的高溫、高壓、過熱蒸汽從環(huán)形噴口高速噴出，膨脹、擴(kuò)散，同時(shí)基于流體的粘滯作用、氣體分子的混合、碰撞作用，依據(jù)科恩達(dá)效應(yīng)，帶動(dòng)大量乏汽一起運(yùn)動(dòng)，兩種蒸汽的動(dòng)量、熱量混合、交換，達(dá)到平衡。最后形成中溫、中壓混合汽流。

全過程也沒有對第三方做功，屬于絕熱過程，能量損失少。

4.3 汽輪機(jī)-壓縮機(jī)分析

接入汽輪機(jī)-壓縮機(jī)系統(tǒng)的超高壓蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)工作，輸出動(dòng)力帶動(dòng)壓縮機(jī)實(shí)現(xiàn)對乏汽的機(jī)械再壓縮，乏汽升溫升壓；汽輪機(jī)的排氣壓力接近壓縮機(jī)的輸出壓力，兩組蒸汽最后形成中溫、中壓混合汽流，滿足發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)工作的蒸汽壓力溫度要求。

全過程也沒有對第三方做功，屬于絕熱過程，能量損失少。

5 進(jìn)一步應(yīng)用改進(jìn)

針對不同應(yīng)用條件變化，改進(jìn)后的郎肯循環(huán)可以進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，進(jìn)一步滿足工程應(yīng)用的具體要求。

5.1 乏汽直接利用

該應(yīng)用改進(jìn)增加一個(gè)乏汽歧路、乏汽直供閥，實(shí)現(xiàn)對凝結(jié)乏汽的調(diào)整，必要時(shí)可以通過氣體放大器直接再利用部分尚未膨脹、降溫的乏汽。具體系統(tǒng)如上圖。

新增加的設(shè)備和管路有：15.乏汽直供閥；16.乏汽歧管。

該過程沒有對第三方做功，屬于絕熱過程，能量損失少。

5.2 射流泵輔助凝汽

該應(yīng)用改進(jìn)通過使用射流凝汽泵，可以直接吸收再利用部分乏汽，由于射流壓力較高，吸入的乏汽在混入高壓冷凝水流后凝結(jié)，放出熱量，使得冷凝水升溫預(yù)熱，同時(shí)也具有抽真空的作用。具體系統(tǒng)圖如下：

新增加的設(shè)備和管路有：17.射流凝汽泵；18.中壓冷凝水泵；19.射流輸入口；20.待凝結(jié)蒸汽吸入口；21.射流輸出口；22.凝汽器乏汽歧路。

該過程沒有對第三方做功，屬于絕熱過程，能量損失少。

5.3 渦流管應(yīng)用

該應(yīng)用改進(jìn)通過使用渦流管，把排出的乏汽所含的能量進(jìn)行分割，乏汽進(jìn)入渦流管以后，分成高溫、低溫乏汽兩路輸出，冷的乏汽進(jìn)入凝汽器的冷卻管路后，去射流凝汽器凝結(jié)；射流凝汽器的凝結(jié)、抽真空作用使得低溫乏汽在冷卻管路中溫度進(jìn)一步降低，吸熱性能更好。

高溫乏汽一部分在凝汽器中把熱量傳遞給冷卻管路后凝結(jié)成冷凝水，經(jīng)高壓泵進(jìn)入射流凝汽器，開始下一個(gè)循環(huán)；沒有凝結(jié)的高溫乏汽，可以通過氣體放大器直接再利用。具體系統(tǒng)圖如下。

新增加的設(shè)備和管路有：23.渦流管；24.低溫蒸汽輸出口。該過程沒有對第三方做功，屬于絕熱過程，能量損失少。

6 需進(jìn)一步研究的關(guān)鍵問題

本文只是提出一個(gè)新的循環(huán)過程，并基于熱力學(xué)第一定律進(jìn)行了定性分析，如果該循環(huán)得到學(xué)術(shù)界初步認(rèn)可，那么后續(xù)還有許多問題留待學(xué)術(shù)界討論、研究，主要可能有以下幾點(diǎn)：

6.1 凝氣與再生蒸汽比例

改進(jìn)后的郎肯循環(huán)采用部分凝氣通過高壓鍋爐蒸發(fā)產(chǎn)生高溫、高壓過熱蒸汽來驅(qū)動(dòng)低溫低壓蒸汽，以蒸汽循環(huán)一個(gè)周期熱電效率30%估算，需要補(bǔ)充約40%的熱能。如果不采用蒸汽再熱、過熱系統(tǒng)，所有這些熱能大部分由再蒸發(fā)的冷凝水承載。

如果假設(shè)氣體放大器可以再生利用90%的蒸汽，必須冷凝的蒸汽量將約占10%。這10%的水，又會(huì)釋放大量的熱量，如果不用冷卻水散熱，則應(yīng)該由剩余的90%余熱蒸汽帶回再循環(huán)中。因此需要進(jìn)一步研究如何合理設(shè)計(jì)蒸汽流動(dòng)過程的空間、截面積比例，控制好各個(gè)環(huán)節(jié)的壓力、流量。

6.2 鍋爐壓力增加量

從氣體放大器工作原理可以得知，改進(jìn)后的郎肯循環(huán)驅(qū)動(dòng)蒸汽壓力應(yīng)該是朗肯循環(huán)相應(yīng)鍋爐壓力的10倍或更高，在有條件實(shí)現(xiàn)的情況下，越高越好！高壓鍋爐的研究，特別是結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)對鍋爐結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，充分考慮動(dòng)壓、靜壓的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)“動(dòng)態(tài)升溫”、“動(dòng)態(tài)升壓”，控制好高壓鍋爐技術(shù)難度，降低高壓鍋爐的生產(chǎn)制造成本。

6.3 其它工質(zhì)選擇

近年來，人們已經(jīng)考慮采用水以外的工質(zhì)實(shí)現(xiàn)郎肯循環(huán)，也就是選擇沸點(diǎn)和臨界溫度較低或很低的物質(zhì)（多是有機(jī)化合物），但是由于這些工質(zhì)在自然界多數(shù)是不存在的，因此只能用于小系統(tǒng)，無法大量使用，因?yàn)橐坏┌l(fā)生大規(guī)模泄漏，即便能自然分解，也對環(huán)境存在潛在威脅。但從某種角度來講，說明人們已經(jīng)開始思考傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)變革。

目前有人提出用液態(tài)空氣代替水，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行降溫、保溫，實(shí)現(xiàn)低溫、超低溫朗肯循環(huán)，采用自然界已有的熱量作為能量來源使液態(tài)空氣汽化膨脹。這個(gè)思路，如果和本循環(huán)結(jié)合，會(huì)大大降低液態(tài)空氣的再液化量，使得新的工藝實(shí)用價(jià)值會(huì)大大提高，在儲(chǔ)能發(fā)電、低溫發(fā)電，甚至是環(huán)境熱能發(fā)電技術(shù)上產(chǎn)生新的突破。

針對郎肯循環(huán)本身，這兩百多年來也有很多細(xì)節(jié)的變化，各種回?zé)?、再熱、過熱手段均用于盡可能提高熱-電轉(zhuǎn)換效率和改善機(jī)組運(yùn)行綜合性能。這些努力在改進(jìn)后的郎肯循環(huán)中也一樣適用，在具體應(yīng)用中也應(yīng)該繼續(xù)推廣實(shí)施。

7 結(jié)束語

本文提出一個(gè)新的蒸汽動(dòng)力循環(huán)方式，并做了簡單的分析和論證，希望能引起同行的關(guān)注，對其中的熱力學(xué)、流體力學(xué)過程進(jìn)行進(jìn)一步研究分析，共同利用現(xiàn)有的跨行業(yè)、多學(xué)科的先進(jìn)成果技術(shù)，對傳統(tǒng)基礎(chǔ)理論進(jìn)行再認(rèn)識(shí)、再發(fā)展。

創(chuàng)新的角度，除了對郎肯循環(huán)理論進(jìn)行發(fā)展研究意外，我們還應(yīng)該對理論的應(yīng)用同樣進(jìn)行突破和創(chuàng)新。這么多年來，火電廠越做越大、工作壓力越來越高、能量越來越集中難以綜合利用、系統(tǒng)造價(jià)急劇增加，這些是不是值得我們反向思考一下？如果我們每臺(tái)工業(yè)鍋爐、采暖鍋爐都是一個(gè)小火電站，雖然發(fā)電效率并不一定很高，但都是先發(fā)電、后供暖，每個(gè)郎肯循環(huán)都實(shí)現(xiàn)全熱利用，有必要造這么大的火電廠嗎？有必要把電能、余熱來回輸送嗎？

長期以來，我們往往給定理、定律強(qiáng)加一些“習(xí)慣”、“必然”，比如，能量守恒定律讓我們想當(dāng)然認(rèn)為能量的獲得只有消耗能源才能獲得，忽略了能量還可以用“熱泵”技術(shù)實(shí)現(xiàn)高效率“借用”獲得；卡諾循環(huán)關(guān)于熱機(jī)做功效率的理論上限就想當(dāng)然成了熱能利用全系統(tǒng)的上限；蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)都是高溫下工作，想當(dāng)然認(rèn)為只有人類感覺高溫的熱量能做功、低溫?zé)崮懿荒茏龉?，忽略了熱和功的單位都是焦耳，沒有溫度標(biāo)記，類似的情況比比皆是。我們應(yīng)該打破自己內(nèi)心的條條框框，還定理、定律的本來面目，進(jìn)行新的理論的應(yīng)用創(chuàng)新。