能量平衡
【能量平衡】能量平衡，即能平衡，是考察一个体系的输入能量与有效能量、损失能量之间的平衡关系。它的理论依据是热力学第一定律。在能量的利用过程中，其利用率不可能达到100％，输入的能量一部分被有效的利用了，其余部分则损失掉了。根据能量守恒的原理，输入的能量必然等于被有效利用的能量与损失能量之和。其能量平衡方程式： 输入能量=有效能量+损失能量 能量平衡是一种科学的管理方法，是加强能源管理，提高能源利用水平，降低能耗的行之有效的基础工作。能源平衡按体系分类，有国家或地区能量平衡，企业能量平衡和设备（工序）能量平衡。按能源种类划分有热平衡，电平衡、煤平衡、油平衡等。 【企业能量平衡】企业能量平衡是以企业为对象，以能量守恒定律为基础，进行各种能源收入与支出的平衡，消耗与有效利用和损失之间数量平衡。 能量平衡的基本方法是统计计算法和测试计算法。统计计算是以统计期内各种计量和记录数据为基础进行统一的综合计算，其结果是反映实际的平均水平；测试计算是以主要耗能设备的现场实测数据进行标准化的统一模式综合计算，其结果是反映测试状况下的能耗水平。为了提高企业能量平衡的有效性，应以统计计算为主，测试计算为辅的方向发展。 企业的能量平衡是提高能源管理的重要基础。企业进行能量审计、能源监测、建立能源管理信息系统等工作，都要以企业能量平衡为基础。通过能量平衡，摸清企业的耗能状况，查清企业的余热资源和回收利用情况，了解主要耗能设备、装置的热效率和整个企业的能源利用率。经过对企业能源利用系统及其各个环节用能状况的综合分析与评价，找出企业的节能潜力，明确节能方向，对提高企业能源利用率和降低单位产品（或产值）能耗提供科学依据。 【供给能量】供给能量是指外界供给体系的能量。设备供给能量通常有以下几种：1.燃料带入能量。2.助燃空气带入能量。3.外界不经物质媒介传入体系的能量（如体系吸收太阳辐射热、微波能等）。4.裁能体带入体系的能量。5.放热反应的化学反应热（不包括燃料燃烧的放热量）。6.外界供给体系的，参加能量平衡的电能、机械能以及其他未包括在以上各项内容的能量。 【有效利用能量】有效利用能量是指在企业实际消耗的多种能源中，终端利用所必须的能量。包括以下各项：1.用于生产的有效利用能量。2.用于采暖的有效利用能量。3.用于照明的有效利用能最。4.用于运输的有效利用能量。生产转换、生产设备空运转、运输工具空载行驶、取暖和照明超过规定时数时，不计入有效利用能量。 【损失能量】损失能量是指在体系的供给能量中未被利用的部分，常见的损失量有：不完全燃烧损失、排烟热损失、散热损失、疏水（排气）热损失、泄漏损失。机械运动摩擦引起的能量损失，未包括在以上各项中的其它能量损失。 【焦耳和卡】焦耳是热、功、能的国际制单位。我国已规定热、功、能的单位为焦耳。焦耳的定义为：1牛顿的力（1牛顿＝1千克·米／秒）作用于质点，使其沿力的方向移动1米距离所作的功称为1焦耳。在电学上，1安培电流在1欧姆电阻上，在1秒种内所消耗的电能称为1焦耳。 卡是应淘汰的热单位。卡的定义是：1克纯水在标准气压下把温度升高1摄氏度所需要的热量称为1卡。热量的常用单位为20℃卡，简称卡，某些西欧国家采用15℃卡，我国
湿地土壤水源涵养功能探讨 朱林 摘要：湿地是陆生以及水生生态系统中具有多功能的过渡性生态系统，能够涵养水源，保护生物多样性，湿地是“地球之肾”。当前世界水资源短缺现象日益严重，水环境的恶化也比较严重，湿地作为比较独特的生态系统，对于促进水土保持，实现水源的涵养有着十分重要的作用，因此应积极促进湿地土壤水源涵养功能的实现。本文根据天津地区的湿地，对湿地土壤水源涵养功能进行分析和研究。 关键词：湿地土壤水源；涵养功能 土壤除了能够为生物生存提供良好的环境，还能够利用土壤孔隙、土壤与地下水之间的联系实现水源涵养。土壤水源涵养功能一般情况下只是土壤蓄水。湿地土壤也有一定的水源涵养功能，能够调节水分分布，从而实现对供水、干旱等灾害的抵御，保护湿地生态系统实现多样化的发展，促进生态服务功能的发挥。湿地土壤水源涵养功能有助于促进湿地水循环以及生态系统功能的发挥，避免出现湿地退化的问题。水源涵养功能也是生态系统服务功能中的重要内容，水源涵养能够保证人们对水资源的需求。 1 影响湿地土壤蓄水能力的因素 土壤的蓄水能力其实是受到可蓄水土壤层的厚度以及其单位蓄水能力的影响。单位土壤厚度的蓄水能力会受到土壤性质的制约，还有土壤孔隙、粒径、土壤结构、容重、水分以及有机质等因素的影响[1]，这些都会关系到土壤的持水性。 1.1 土壤的孔隙 水在土壤中的储存主要是通过土壤孔隙，土壤的孔隙容易受到外界因素的影响，非毛管孔隙相比于毛管孔隙更加敏感，非毛管孔隙比较复杂，孔隙会受到生物、物理以及化学因素的影响，植被是影响非毛管孔隙生长、寿命等的决定性因素。非毛管孔隙不仅能够形成根系，还能够为形成孔隙的动、微生物提供基础，落叶以及枯枝能够促进大孔隙的稳定发展。植物根系的死亡以及生长都会产生大孔隙，会对植物以及环境产生影响。森林土壤中植物根孔会随着深度的加大而逐渐降低。湿地中的水分胁迫程度不高，湿地植物的地下根茎能够形成比较强大的根孔体系。 1.2 粒径、土壤结构 土壤颗粒以及结构之间有孔隙，颗粒是土壤构成的重要要素，主要分为3个级别，有沙粒、粉粒、粘粒[2]，这是按直径由大到小进行划分的。如果土壤的粗沙粒含量比较多，蓄水的孔隙较大，水分比较容易流失，对于水源的涵养是极为不利的。粘粒较多，蓄水能力也比较弱。 土壤结构的改变会影响土壤的孔隙以及非毛管孔隙度。土壤结构主要是由土壤的有机质、粘粒、生物因素等影响的[3]。土壤侵蚀会对土壤的粒径以及结构产生影响，使土壤的蓄水能力降低。 1.3 水分含量 土壤的蓄水能力在很大程度上是受到自然含水量影响，含水量低的土壤，其蓄水能力更强。土壤中的水分含量会受到降水、气温因素的影响，如果气温升高，水分就会蒸发，有些冬季饱和的土壤在夏季有很强的蓄水能力。在雨季，由于降水量比较大，土壤处于饱和的状态，蓄水能力就会比较差。 1.4 有机质 土壤中的有机质能够对其持水性产生影响，进而影响土壤结构，湿地土壤中的有机质比较高。有机质含量比较高时，增加有机质的含量能够促进任何土壤持水能力的提升，有机质
自考土壤地理学复习资料
资料仅供参考 1.土壤的定义：土壤是地球陆地表面具有肥力能够生长植物的疏松层，是独立的历史自然体。其特征：有生物活性、孔隙结构其功能：有肥力及生产性能缓冲与净化功能。土壤肥力：是指土壤为植物生长供应，协调营养因素和环境条件的能力。 土壤自净能力：是指土壤对进入土壤中的污染物经过复杂多样的物理过程，化学及生物化学过程，使其浓度降低，毒性减轻或者消失的性能。 土壤腐殖质：是土壤特异有机质，也是土壤有机质的主要组成部分， 土壤结构：土壤固相颗粒很少呈单粒存在，它们经常是相互作用而聚集形成大小不同、形状各异的团聚体，土壤中这些团聚体的组合牌类方式称为土壤结构。土壤地理学：是自然地理学与土壤学之间的边缘科学，它是以土壤与地理环境之间的特殊矛盾为对象，研究土壤的发生、发育、分异和分布规律的科学。土壤圈：覆盖于地球陆地表面和浅水域底部的土壤所构成的一种连续体或覆盖层，犹如地球的地膜。 土壤生态系统：土壤与其它上部生物和地下部生物之间进行复杂的物质和能量的迁移、转化与交换的场所，构成一个动态平衡的统一体，成为生物同环境间进行物质和能量交换的活跃场所。土壤环境容量：物理净化、化学净化、物理化学净化和生物净化四种作用使土壤具有容纳消化污染物的性能，这种性能称之为土壤环境容量。土壤质地土壤的机械组成）自然土壤的矿物质都是有大小不同的土粒组成的，各个粒级在土壤中所占的相对比例或者质量分数称为土壤质地或者土壤的机械组成成土母质：形成土壤的初始物质，简称母质。它是地表岩石的风化产物。 土被结构：在各种土壤带或地区的不同地形部位上所分布的不同的土壤类型之间，是有规律的，并形成一定的空间构型。这种有规律的土壤组合称之为土被结构。次生矿物：大多数是由原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其原来的化学组成和构造都有所改变而不同于原生矿物。 土壤退化过程：是指因自然环境不利因素和人为开发利用不当而引起的土壤物质流失、土壤性状与土壤质量恶化以及土壤肥力下降，作物生长发育条件恶化和土壤生产力减退的过程。土壤有机质：泛指以各种形态和状态存在于土壤中的各种含碳有机化合物。诊断层：凡是用于鉴别土壤类型，在性质上有一系列定量说明的土层，称为诊断层。诊断特性：用来鉴别土壤类型的依据不是土层，而是具有定量说明的土壤性质土壤地理分布规律：由于土壤地理分布与地理位置存在着内在联系，这种在位置上相连或相邻的土壤便构成了一定的空间组合，呈有规律的分布，称之为土壤地理分布规律。土壤资源：指具有农、林、牧生产性能的土壤类型的总称，是人类生活和生产最重要的自然资源，包括土壤类型、组合及其性质特征。土壤质量：土壤在生态系统边界范围内保持生物生产力、维持环境质量以及促进植物和动物健康的能力。土壤地理学的研究方法：土壤野外调查与定位观测研究法；实验室化验分析与实验模拟研究法；在土壤调查中的应用；数理统计与SGIS在土壤研究中的应用；土壤历史发生研究法。。土壤的物理特性：土粒密度，土壤密度，土壤孔隙度，土壤磁性，土壤颜色土壤矿物划分：原生矿物，次生矿物，可溶性矿物（盐类） 土壤的本质特征是具有肥力和自净能力土壤形成的两个重要标志：其一是含腐殖质的结构层次的出现；其二是土体中的有机—无机复合体的形成。土壤对酸碱性的缓冲性能：是指所具有的抵抗在外界化学因子作用下酸碱反应剧烈变化的性能，即当减少或增加土壤溶液中H+的浓度时，其pH并不随之相应的上升或降低。土壤的生态环境功能：土壤肥力，即土壤在保持生物活性、多样性和生产性方面的功能；调节水体和溶质流动的能力；具有过滤、缓冲、降解、固定并解毒无机和有机化合物的能力；能够储存并使循环生物圈及地表养分和其它元素进行再循环；是之城社会经济构架并保护人类文明遗产的物质基础。 成土因素学说的基本原理：土壤是成土因素综合作用的产物‘称涂鸦因素的同等重要性和不可替代性’成土因素的时空分异与土壤演化。 植物在土壤形成过程中的作用：植物在土壤有机质积累中的作用；植物对于土壤矿质养分及性状的影响 微生物在土壤形成过程中的作用：分解复杂的有机质促进矿物养分的释放，合成土壤腐殖质，加速无机物的转化 土壤成土过程中物质与能量迁移转化归结为以下三类：a、土体物质与能量的输入； b、土体内部物质和能量的迁移与转化，C、土体物质的输出， 有关土壤腐殖质形成的生物化学过程归纳起来有3种学说：①木质素－蛋白质聚合学说；②生物化学合成学说；③化学催化聚合学说。 土壤圈物质循环主要是指土壤圈内部的物质迁移转化过程，以及土壤圈与地球其它圈层之间的物质交换过程。 8.土壤固相组成的物理诊断特性主要包括土壤结构、密度、孔隙度、土壤颜色和土壤质地，它们是土壤发生的重要标志，也是影响土壤与环境间热量、水分、养分和气体交换，以及土壤中物质迁移转化的重要因素，因此，成为土壤分类和土壤资源开发利用的重要依据。 土壤颜色采用国际通用的蒙氏颜色卡来表示 1.土壤空气是土壤的重要组成成分，它和土壤水分共同存在于土壤孔隙之中，是影响土壤肥力与土壤自净能力的因素之一。土壤空气的组成与大气层中空气的组成有明显的不同 2.影响土壤热量状况的主要因素：①土壤吸收的净热量②使土壤温度变化所需热量；③土壤水相态转化及其扩散所需热量④土壤物质迁移转化所消耗或释放的热量 3.太阳辐射能是土壤热量最主要的来源，地球表层土壤表面能量平衡模式。一般来说表土年均温高于当地年均气温值。与同时期的气温相比，心土层和底土层温度在秋冬季高于气温，而在春夏季低于气温 1.土水势是指单位水量从一平衡的土-水系统移动到与它同温度而处于参比状态的水池时所作的功。土水势包括：基质势、压力势、渗透势、重力势、总水势。 2.土壤-植物-大气的水分运移动态系统 土壤水分状况不但影响土壤中物质能量的迁移转化过程，还影响土壤形成发育的方向和性质。3.土壤水分状况类型：根据成土环境及土壤特征，能够将土壤水分状况划分为以下类型：①淋溶型与周期淋溶型；②非淋溶型；③渗出型；④停滞型；⑤冻结型。另外，全球土壤水分状况还具有明显的季节性变化 3.4 土壤分散系及其特征土壤是由多相态物质如固相物质、液相物质、气相物质及生命体构成的复杂综合体。当某种土壤物质微粒子分布在土壤液态水之中，就构成了土壤分散系。它包括土壤溶液、土壤胶体和土壤浊液。 土壤胶体对土壤养分元素、污染物的迁移转化有重要作用，这种作用与土壤胶体类型及其性质密切相关，土壤胶体均具有双电层结构。 土壤胶体可分为三种类型：①土壤矿质胶体；②有机胶体；③有机-无机复合胶体。土壤溶液是土壤水分及其所含气体、溶质的总称。分析土壤溶液组成、特性及其中化学过程，是土壤地理学、环境科学研究的重要内容。
第26卷增刊I V ol.26 Sup. I 工 程 力 学 2009年 6 月 June 2009 ENGINEERING MECHANICS 176 ——————————————— 收稿日期：2008-03-04；修改日期：2008-11-21 基金项目：国家自然科学基金项目(50878093) 作者简介：李 黎(1956―)，女，上海人，教授，学士，副院长，从事结构抗震抗风与振动控制研究(E-mail: lili2431@https://www.doczj.com/doc/978336597.html,)； *叶志雄(1981―)，男，湖北人，博士生，从事结构振动控制研究(E-mail: yesui5685@https://www.doczj.com/doc/978336597.html,)； 孔德怡(1982―)，男，河南人，博士生，从事结构抗震抗风研究(E-mail: kongdy@https://www.doczj.com/doc/978336597.html,). 文章编号：1000-4750(2009)Sup.I-0176-05 输电线微风振动分析方法能量平衡法的改进研究 李 黎1,2，*叶志雄1,2，孔德怡1,2 (1. 华中科技大学土木工程与力学学院，湖北，武汉430074；2. 华中科技大学控制结构湖北省重点实验室，湖北，武汉 430074) 摘 要：针对输电线微风振动传统计算方法能量平衡法计算误差较大的特点，分别从风能输入功率、输电线自阻尼功率、防振锤消耗功率、输电线-防振锤耦合体系的振动求解等方面，对能量平衡法进行了改进，使能量平衡法可以考虑更多的影响因素以提高求解精度。基于改进后能量平衡法编制了计算机辅助计算程序，并以特高压汉江大跨越地线的微风振动防振计算为例，说明了改进后的能量平衡法在特高压输电线微风振动防振设计中的应用。 关键词：微风振动；能量平衡法；防振锤；风能输入功率；导线自阻尼 中图分类号：TM752; TU311.3 文献标识码：A IMPROVEMENT OF ENERGY BALANCE METHOD AND ANALYSIS OF AEOLIAN VIBRATION ON UHV TRANSMISSION LINES LI Li 1,2 , *YE Zhi-xiong 1,2 , KONG De-yi 1,2 (1. School of Civil Engineering & Mechanics, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, Hubei 430074, China; 2. Hubei Key Laboratory of Control Structure, Huazhong University of Science & Technology, Wuhan, Hubei 430074, China) Abstract: The aeolian vibration of an overhead line is analyzed most commonly by applying the energy balance method, but the result of this method has big errors. In order to improve the solving precision of the method, the improvement of power inputted from wind, the conductor self-damping, the power dissipated by dampers and the solution for the nonlinear vibration of power line-damper coupling system were reported in the paper. Then the computer program is developed by applying MATLAB based on an improved energy balance method, and Ultra-high Voltage (UHV) Han-River Large Crossing Ground Wires were analyzed. The results show that the algorithm is very efficient. Therefore, the improved method can be applied to the design of UHV transmission lines. Key words: aeolian vibration; energy balance method; stockbridge dampers; wind power input; conductor self-damping 微风振动是输电线风致振动中的一种危害极大时常性振动。目前，对输电线微风振动的防振计算，国内外普遍采用能量平衡法[1 ―2] 。该方法是基 于风输入给输电线的能量与输电线-防振器系统消耗能量相等的原则计算输电线平衡振幅，继而求解输电线微风振动强度。由于风能输入和输电线自阻尼的不确定性，用能量平衡法求解的导线振幅存在一定误差，其精度很大程度上由实验精度决定。国 际大电网会议(CIGRE)1998年发表文章[3]对该法的精度进行了探讨，指出用能量平衡法求解的导线振幅的误差最大达到40%。近年来国外学者对如何更好、更精确的使用能量平衡法的研究已经取得较多的成果。Lu [4]用阻抗矩阵转换结合强迫振动分析理论，把输电线等效成小刚度梁来分析输电线-防振锤体系的微风振动情况，具有较高的精度和效率，并且开发出了微风振动分析设计商用软件。而国内工
水源涵养林作用及造林技术 一、作用 调节坡面径流 ①调节坡面径流，削减河川汛期径流量。一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小,林内融雪期较长,在林内因融雪形成的坡面径流也减小。森林对坡面径流的良好调节作用，可使河川汛期径流量和洪峰起伏量减小，从而减免洪水灾害。 调节地下径流 ②调节地下径流，增加河川枯水期径流量。中国受亚洲太平洋季风影响,雨季和旱季降水量十分悬殊,因而河川径流有明显的丰水期和枯水期。但在森林覆被率较高的流域，丰水期径流量占30～50%，枯水期径流量也可占到20%左右。森林增加河川枯水期径流量的主要原因是把大量降水渗透到土壤层或岩层中并形成地下径流。在一般情况下,坡面径流只要几十分钟至几小时即可进入河川,而地下径流则需要几天、几十天甚至更长的时间缓缓进入河川，因此可使河川径流量在年内分配比较均匀。提高了水资源利用系数。 减少含沙量 ③减少径流泥沙含量，防止水库、湖泊淤积。河川径流中泥沙含量的多少与水土流失相关。水源林一方面对坡面径流具有分散、阻滞和过滤等作用；另一方面其庞大的根系层对土壤有网结、固持作用。在合理布局情况下，还能吸收由林外进入林内的坡面径流并把泥沙沉积在林区。 水土保持功能 水源林可调节坡面径流，削减河川汛期径流量。 一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小，林
能源平衡计算及统计分析标准及考核办法 企业能源平衡是以企业为考察体系进行的能源平衡，包括企业各种能源输入与支出的平衡，消耗及有效利用能源及各项损失之间的数量平衡，以及与之相关的技术经济分析。其目的在于掌握企业的耗能情况，分析企业的用能水平，查找节能潜力和明确节能方向，为改进企业的能源管理，实行节能技术改造，从而为提高企业的能源利用率提供科学依据。 1 内容与要求 1.1 能源平衡计算及统计分析的内容 1.1.1 能源平衡计算是反映一个企业在统计期内所消耗的各类能源总量及其组成结构。包括购入能源、库存变化；二次能源、利用余热余能；外销能源、企业自耗能源(燃料及动力)等信息。 l.1.2 能源平衡反映了企业主要产品品种耗能情况。 1.1.3 能源平衡反映了企业二次能源转换及其消耗水平。包括企业自产燃料、动力所消耗的燃料、动力。 1.1.4 能源消耗品种按企业统计习惯分为两大类。第一类为燃料，包括：原煤、洗精煤、冶金焦、重油、焦油、汽油、柴油、高炉煤气、焦炉煤气、转炉煤气；第二类为动力，包括：电力、蒸汽、氧气、氮气、压缩空气、鼓风、深井水、循环水、净化水等。 1.1.5 根据能源平衡计算，对各种耗能指标进行统计分析，找出末完成指标的原因，并提出解决问题的办法。 1.2 能源平衡计算及统计分析的要求
1.2.1 产品产量必须以统计期内生产处的统计数据为准。 1.2.2 产品产量必须是指同类型各种产品产量的总和。生产同类产品可直接计算合计产量，如钢产量。生产不同规格产品，但生产工艺相近的产品产量也可直接相加。 1.2.3 生产不同类型的多种产品，各种能耗不宜直接相加，应选择一种主要产品，做为计算综合能耗的产量。 1.2.4 分品种能耗必须是统计期内，各厂实际消耗的各种能源实物量及相应的标准煤量。 1.2.5 总能耗量必须是各单位实际消耗的能源量折算标准煤量与回收并外供能量折算标准煤量之差。 1.2.6 各种能源折算标准煤系数，均以公司能源主管部门计算确定的折算系数为准。各生产厂在计算各种能源消耗量时均要采用公司规定的统一折算系数。 l.2.7 吨钢综合能耗是综合反映一个单位能源消耗总水平的指标，其含义是单位钢产量(产值)所消耗的能源量。 1.2.8 工序能耗是工序的总能耗与该工序同期产品产量之比，是衡量该工序(车间)能耗高低的技术经济指标。 1.2.9 工序能耗是按产品分工序进行计算的能源消耗水平。如炼铁厂分炼铁工序、烧结工序等。 1.2.10 各种能源消耗定额，以统计期内能源实物消耗量与该统计期内产量之比。 1.3 其它
浙江大学 怦然心动 团队 李盛巧、喻虹羽、王挺、王啸、蓝佳龙 扬子石化年产55万吨对二甲苯项目 能量平衡计算书 附录二
目录 能量平衡计算书.................... - 1 - 1.1 总述.............................. - 1 - 1.2热量衡算的原理和准则 .............. - 1 - 1.3热量衡算任务 ...................... - 2 - 1.4热量衡算 .......................... - 2 - 1.4.1 三苯分离工段热量衡算......... - 2 - 1.4.2甲苯歧化及烷基转移工段热量衡算- 4 - 1.4.3甲苯甲醇烷基化工段热量衡算.... - 8 - 1.4.4异构化工段热量衡算........... - 12 - 1.5总结 ............................. - 16 -
能量平衡计算书 1.1 总述 拟建一套年产值55万吨的对二甲苯装置，在全工艺段中伴随着物料从一个体系或单元进入另一个体系或单元，在发生质量传递的同时也伴随着能量的消耗、释放和转化。其中的能量变换数量关系可以从能量衡算求得，对于新设计的车间，可以由此确定设备的热负荷。再根据设备的热负荷大小、所处理物料的性质及工艺要求选择恰当的设备。总之，通过下述能量衡算，可以为后续设计工作中提高热量的利用率，降低能耗提供主要依据。 1.2热量衡算的原理和准则 工程依据化工设计中关于热量衡算的基本思想和要求，遵循基本规范与实际工艺相结合的原则，进行热量衡算书的编制。其中一个主要依据是能量平衡方程： ∑∑∑+=l out in Q Q Q 其中， ∑in Q ——表示输入设备热量的总和； ∑out Q ——表示输出设备热量的总和； ∑l Q ——表示损失热量的总和。 对于连续系统： Q + W = ∑Hout - ∑Hin 其中， Q ——设备的热负荷。 W ——输入系统的机械能。 ∑Hout ——离开设备的各物料焓之和。 ∑Hin ——进入设备的各物料焓之和。 在进行全厂热量衡算时，是以单元设备为基本单位，考虑由机械能转换、化学反应释放和单纯的物理变化带来的热量变化。最终对全工艺段进行系统级的热量平衡计算，进而用于指导节能降耗设计工作。
收稿日期:2004207225;修订日期:2004208228 基金项目:国家重点基础研究发展规划项目(“973”项目)(G 2000077908)资助。 作者简介:王介民(1937-),男,研究员,博士生导师,主要从事大气科学与遥感应用研究。 关于地表反照率遥感反演的几个问题 王介民1,高 峰1,2 (11中国科学院寒区旱区环境与工程研究所,甘肃兰州 730000;21中国科学院资源环境科学信息中心,甘肃兰州 730000)) 摘要:分析了地表反照率对陆面辐射能收支以及区域和全球气候的影响,强调了地表反照率是遥感反演陆面参数时的第一重要参数,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用 土地覆盖等状况的先决条件。在对当前关于反照率的概念及容易混淆的术语进行阐述和说明的基础上,简述了遥感反演地表反照率的步骤和主要难点的解决方法,进而对常用陆面过程模式计算地表反照率的过程作了分析,并将其结果与M OD IS 有关产品进行了比较,强调了遥感与陆面过程模式和气候模式的结合。关 键 词:地表反照率;二向反射分布函数;地面能量收支;陆面过程模式;遥感中图分类号:T P 79 文献标识码:A 文章编号:100420323(2004)0520295206 1 引 言 反照率似乎是一个教科书上早已讲述过的基本概念,然而在卫星遥感日新月异地发展和广泛应用的今天,却时时出现许多混淆和困惑。地表反照率的遥感反演,经过多年的实验研究已经有了一些成熟的算法,但其精确估算依然存在诸多困难。 概念上,反照率(albedo )是对某表面而言的总的反射辐射通量与入射辐射通量之比。一般应用中,指的是一个宽带,如太阳光谱段(～013-410Λm )。对多波段遥感的某个谱段而言,称为谱反照率(sp ectral albedo )。这都是指向整个半球的反射。对某波段向一定方向的反射,则称为反射率(reflectance )。 以下是关于地表反照率(反射率)的几个问题的讨论。 2 为什么把地表反照率称为遥感反演 中的第一重要参数? 狭义上说,地表反照率或多波段遥感中不同谱段的地表反射率的准确反演,常常是准确估算其它陆面参数如植被和土地利用 土地覆盖等状况的先决条件。以下关于地表反照率反演方法的介绍中对 此还会有进一步说明。 其实,地表反照率的重要性远不止此。从影响局地乃至全球气候的陆面过程分析,地表反照率是对陆面辐射能收支影响最大的一个参数。地面吸收的净辐射能(R n )可以表示为: R n =R S ↓(1-Α)+(R L ↓-ΕΡT 4 s ) (1) 其中:R S ↓为太阳总辐射,与当地的经纬度、时间以及天空云状况等有关。Α为地表反射率,是太阳谱段的地表反射率的积分。R L ↓为大气向下的长波辐射,是大气温湿廓线和云状况的函数。ΡT 4s 为地面向上的长波辐射,其中Ε为地表比辐射率,Ρ为斯忒藩-波尔兹曼常数,T s 为地表温度。 (1)式右边第一项是短波净辐射(R nS ),第二项是长波净辐射(R nL )。为了解各有关量的大小,图1给出一个有代表性的实例。这是高原地区短草地上夏季一个晴天(下午略有云)的日变化观测。由图1可见,由于大气和地表的温度差异相对较小,大气向 下的长波辐射和地面向上的长波辐射(R L ↓=ΕΡT 4 s )量值接近。长波净辐射总的来说是一个小量(绝对值不大于短波净辐射的1 5)。地面所吸收的净辐射主 要由短波净辐射R S ↓?(1-Α )提供。很明显,地表反照率的影响是第一重要的。对这 块草地,白天的绝大多数时段,Α≈0115,即净辐射大 第19卷 第5期2004年10月 遥 感 技 术 与 应 用 REMO TE SEN SI N G TECHNOLO GY AND A PPL ICA T I O N V ol .19 N o .5O ct .2004
水源在涵养水源方面的作用 调节坡面径流 ①调节坡面径流，削减河川汛期径流量。一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小,林内融雪期较长,在林内因融雪形成的坡面径流也减小。森林对坡面径流的良好调节作用，可使河川汛期径流量和洪峰起伏量减小，从而减免洪水灾害。 调节地下径流 ②调节地下径流，增加河川枯水期径流量。中国受亚洲太平洋季风影响,雨季和旱季降水量十分悬殊,因而河川径流有明显的丰水期和枯水期。但在森林覆被率较高的流域，丰水期径流量占30～50%，枯水期径流量也可占到20%左右。森林增加河川枯水期径流量的主要原因是把大量降水渗透到土壤层或岩层中并形成地下径流。在一般情况下,坡面径流只要几十分钟至几小时即可进入河川,而地下径流则需要几天、几十天甚至更长的时间缓缓进入河川，因此可使河川径流量在年内分配比较均匀。提高了水资源利用系数。 水土保持功能 水源林可调节坡面径流，削减河川汛期径流量。 一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小，林内融雪期较长，在林内因融雪形成的坡面径流也减小。森林对坡面径流的良好调节作用，可使河川汛期径流量和洪峰起伏量减小，从而减免洪水灾害。结构良好的森林植被可以减少水土流失量90%以上。 滞洪和蓄洪功能 河川径流中泥沙含量的多少与水土流失相关。水源林一方面对坡面径流具有分散、阻滞和过滤等作用；另一方面其庞大的根系层对土壤有网结、
甲醇气化水平衡计算： 计算依据： 1.物料守恒和能量守恒定律： 物料守恒：m a +m b =m c +m d 能量守恒：m a H a +m b H b =m c H c +m d H d 其中，Ha 即焓值，可根据温度查表得到。 a,b 为进入系统的物质，c,d 为从系统出去的物质。 2.Q=cm △t 其中Q ：热量， c ：液体的比热，m ：质量，△t ：温差 3.与空气进行热交换过程中蒸汽冷凝液的计算 Q *P P -P Q 2 1 冷凝液 其中Q 冷凝液：冷凝液的质量流量， P1：饱和蒸汽最初的饱和蒸汽压， P2：饱和蒸汽最终的饱和蒸汽压， P ：出气系统压力， Q ：饱和蒸汽最初的流量
1.高压闪蒸系统 备注：①24小时平均值 ②现场实测值 ③按水的密度计算 ④通过温度查表计算得到 ⑤根据流量乘以体积算得到 根据物料守恒和能量守恒定律可得 m a+m b=m c+m d即65.4+39.6= m c+m d ① m a H a+m b H b=m c H c+m d H d 即65.4*867.02+39.6*815.15=m c*661.68+m d*667.75 ②由①和②可得： m c=9 t/h m d
2.高压闪蒸分离罐系统（产蒸汽去精馏段） 备注：①③24小时平均值 ②根据温度查表得到 ④根据高压闪蒸罐计算得到 h t /1.679*0.7 0.439 -0.569Q *P P -P Q 2 1== = 冷凝液 则Q 蒸汽=9-1.67=7.33t/h 备注：①24小时平均值 ②⑤现场实测值 ③通过温度查表计算得到 ④通过高闪罐系统计算得到 ⑤通过蒸汽冷凝液的计算方法计算得到 根据能量守恒定律可得 m a *H a =m b *H b +m c *H c +Q d 即9*2759=7.33*2746.8+1.67*619.27+Q d Q d =3662775.1KJ
一、【子程序】vumat有沙漏问题么？ 沙漏问题和VUMAT无关，跟你选择的单元有关系，如果你采用减缩积分单元，则会存在沙漏。 有限元的一个核心就是单元模型，其思想是采用单元近似连续体，单元内采用形函数进行插值。采用全积分的话，可以精确地积出刚度矩阵，但是采用全积分会导致有限元过刚，例如体积锁死和剪切锁死等，因此很多力学及提出了各种各样的单元模型来解决这些问题。现在用的较多的低阶单元就是一点积分，一点积分的单元由于积分点过少而存在零能模式（沙漏），即在某些变形模式下会出现零应变，这个可以从形函数的公式中推导出来。所以，沙漏模式是否存在取决你选用的单元，但是你采用ABAQUS的默认设置基本上就可以解决这个问题。 不知道我有没有说清楚 二、【基础理论】【概念】剪切锁死、体积锁死、沙漏、零能模式 1.剪切锁死（shear locking） 简单地说就是在理论上没有剪切变形的单元中发生了剪切变形。该剪切变形也常称伴生剪切（parasitic shear）。 发生的条件：1.一阶、全积分单元；2.受纯弯状态； 产生的结果：使得弯曲变形偏小，即弯曲刚度太刚。 解决方法：1.采用减缩积分；2.细化网格；3.非协调单元；4.假定剪切应变法； 2.体积锁死（volumetric locking） 简单地说就是应该有单元的体积变化的时候体积却没发生变化。该原因是受到了伪围压应力（Spurious pressure stresses ）。 发生的条件：1.全积分单元；2.材性几乎不可压缩； 二阶单元：对于弹塑性材料（塑性部分几乎属于不可压缩），二阶全积分四边形和六面体单元在塑性应变和弹性应变在一个数量级时会发生体积锁死。二次减缩积分单元发生大应变时体积锁死也伴随出现。 但值得注意的是，一阶全积分单元当采用选择性减缩积分（selectively reduced integration）时可以避免出现体积锁死。 产生的结果：使得体积不变，即体积模量太大，刚度太刚。 解决方法：1.将大应变区域网格细化；2.mixed formulation法； 检查方法：输出积分点的围压应力，分析围压应力是否在相邻积分点存在突变，是否显棋格
火力发电厂能量平衡导则总则 一九八六年国务院颁发的《节约能源管理暂行条例》要求各单位开展企业能量平衡工作，各省、市主管能源部门还要求发放合格证书。我局在大连发电总厂搞了试点，在试点的基础上搞了《火力发电厂能量平衡普查方法》，并在直属火电厂中开展了此项工作，为适应各方面的要求，又搞了包括：燃料、热、水、电平衡在内的《火力发电厂能量平衡普查方法》。 一九九二年根据电力部（当时能源部）的要求，着手编写《火力发电厂能量平衡导则》，先后进行了三次较大的座谈讨论修改，目前电力部已正式批准下发，供各火电厂搞能量平衡工作遵循，借此机会向为本导则提出宝贵修改意见的：华东电管局薛玉兰、西北电管局胡慰才、河北省电力局丁焕翔等同志表示感谢。 在总则中对火电厂的能量平衡工作，做了一些原则性的规定，如：能量平衡普查的基本方法，开展能量平衡工作的程序，燃料、热、水、电的平衡边界，总结报告的格式，验收标准等。 1 能量平衡的定义 火力发电厂能量平衡是以火力发电厂为对象，研究直接用于发电、供热的主要能源的输入、输出和损失之间的平衡关系。 结合电厂的实际情况，便于直观分析问题，简化能平过程，没按《企业能量平衡通则》规定，把各种能源和高耗能源材料都折成标准煤的作法，把火力电厂的能量平衡分成四个部分：燃料、热、电、水四个平衡分别进行，使能量平衡工作更加清楚、条理，便于指导电厂的节能工作，对不是直接用于发电、供热的能源如汽车用油等不列入能量平衡范畴，使能量平衡工作简化。 2 能量平衡的目的 通过能量平衡普查，搞清火电厂各主要生产环节能源消耗情况、节能潜力所在，用于指导火电厂的节能技术改造、节能科学管理，提高各厂的能源利用率，普查中除了量的平衡之外，涉及一些能耗指标，通过这些指标与设计值，国内先进水平等比较，为节能工作确定方向。 3能量平衡的基本方法 能量平衡整个过程是围绕以下几方面工作展开的： 1)如何划出符合本厂实际情况的燃料、热、水、电平衡框图； 2)如何能把框图上需要填的数据准确的填上； 3)框图出来以后如何降低能源损失，还是通过指标对比分析，如与设计值，有关标准考 核值，或先进指标对比分析。 能量平衡框图需要填的数据，指标完成情况的来源，有累计计量表的按累计量表，有记录表的按记录表、无记录表的按指示表统计，无表的采取测量，有的还需通过试验获得，无论用什么方法获得的数据要求尽可能齐全、准确，使能量平衡的不明损失降到最低。 4 能量平衡工作的组织工作 能量平衡普查工作必须由主管生产的厂长（或总工）负责、牵头，负责人员的调配，计量仪器仪表，测量器具的备置，机组运行方式等，能量平衡大纲，总结报告的审批。 能量平衡工作分成四个组，燃料、热、电、水普查小组负责本专业能量平衡普查提纲的编制、测试直至提出专业能量平衡报告 能量平衡工作的归口应归到节能专工，负责全厂的能量平衡大纲的编制、培训、测试工作的协调，直至交出全厂的能平报告。 参加能平普查的人员必须进行培训，了解此项工作的方法、步骤。 能量平衡的边界划分 燃料平衡从电厂入厂燃料计量点至入炉煤计量点。
(三）（10分） ①森林涵养水源，保持水土，防止水旱灾害的作用非常大。据专家测算，一片10万亩面积的森林，相当于一个200万立方米的水库，这正如农谚所说的：山上多栽树，等于修水库。雨多它能吞，雨少它能吐。森林因这种特殊的吞吐功能而被科学家称之为吞水吐雨器。 ②说起森林的功劳，那还多得很。它除了为人类提供木材及许多种生产生活的原料之外，在维护生态环境方面也是功劳卓著，它用另一种能吞能吐的特殊功能孕育了人类。因为地球在形成之初，大气中的二氧化碳含量很高，氧气很少，气温也高，生物是难以生存的。大约在4亿年以前，海里的先进植物登陆，陆地才产生了森林。森林慢慢将大气中的二氧化碳吸收，同时吐出新鲜氧气，调节气温，这才具备了人类生存的条件，地球上才最终有了人类。所以科学家又称森林是吞碳吐氧机。 ③森林，是地球生态系统的主体，是大自然的总调度室，是地球的绿色之肺。森林维护地球生态环境的这种能吞能吐的特殊功能是其他任何物体都不能取代的。因此，我们必须高度重视植树造林，并且保护好森林。目前，值得我们每个人关注的是地球的绿色之肺在日益萎缩。近200年间，地球上的森林已有三分之一以上被采伐和毁掉。而另一方面，由于地球上的燃烧物增多，二氧化碳的排放量在急剧增加。此消彼长，使得地球生态环境急剧恶化，主要表现为全球气候变暖。全球气候变暖对人类的生产和生活有着巨大的影响，甚至威胁人类生存。因为全球气候变暖，水分蒸发加快，改变了气流的循环，使气候变化加剧，从而引发热浪、飓风、暴雨、洪涝及干旱。 ④为了使地球的这个能吞能吐的绿色之肺恢复健壮，以改善生态环境，抑制全球变暖，减少水旱等自然灾害，我们应该大力植树造林，使每一座荒山都绿起来。 12、文中第③段画横线的句子用了哪种说明方法？有什么作用？ （3分） 13、阅读全文，简洁地回答森林的两大功劳（4分）
2. 5. 1 能量分析法 此法的特点：仅依据热力学第一定律（即只从能量的数量出发）分析揭示装置或设备在能量的数量上的转换、传递、利用和损失的情况。故此法被许多人称为“第一定律分析法”。其主要计算：对装置或设备进行“能量平衡”（一般又称“热平衡”）计算。故此法又称为“能量平衡法”（或“热平衡法”）。其主要热力学指标为“能效率”（或“热效率”），其定义为： （ 2-6 ）故此方法又常称为“能效率法”。 2. 5. 2 分析法 此法的本质：结合热力学第一定律和第二定律（以第二定律为主），即从能量的数量和质量相结合的角度出发分析揭示装置或设备在能量中的（有效能）的转换、传递、利用和损失的情况。故又被许多人称为“第二定分析法”。其主要计算：对装置或设备进行平衡计算。故又称为“平衡法”。其主要热力学指标为“效率”，其定义为： （ 2-7 ） 故此法又称为“效率法”。 2. 5. 3 能量分析法和分析法的比较 因为能量分析法是依据不同质的能量在数量上的平衡，只考虑了量的利用和量的直接“外部损失”，在计算投入装置或设备的总能量中，有多少被利用（收益），有多少直接转移到环境中损失掉，比较直观和容易理解。例如，若某锅炉的热效率为何 90% ，则在投入（消耗）的燃料燃烧发出热量的总能量中，有偿使用 90% 能量（热能）传给水蒸汽被利用（收益），10% 能量（热能）通过排烟．散热等直接损失到环境中。又如一个蒸汽动力发电厂，若其总效率为 40% ，则在投入燃料发热量的总能量中，有 40% 能量（热能）转变为机械能（最后变为电能）输出被利用（或收益），而 60% 的能量（热能）在锅炉、汽轮机、冷凝器、换热器、管道等设备通过各种途径散失到环境中造成损失。而且也确为节约能量指明了一定的方向，例如回收余、废热、减少工质或物料的泄漏．加强保温等措施
森林在涵养水源方面的 作用 集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#
水源在涵养水源方面的作用 调节坡面径流 ①调节坡面径流，削减河川汛期径流量。一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小,林内融雪期较长,在林内因融雪形成的坡面径流也减小。森林对坡面径流的良好调节作用，可使河川汛期径流量和洪峰起伏量减小，从而减免洪水灾害。 调节地下径流 ②调节地下径流，增加河川枯水期径流量。中国受亚洲太平洋季风影响,雨季和旱季降水量十分悬殊,因而河川径流有明显的丰水期和枯水期。但在 森林覆被率较高的流域，丰水期径流量占30～50%，枯水期径流量也可占到20%左右。森林增加河川枯水期径流量的主要原因是把大量降水渗透到土壤 层或岩层中并形成地下径流。在一般情况下,坡面径流只要几十分钟至几小 时即可进入河川,而地下径流则需要几天、几十天甚至更长的时间缓缓进入 河川，因此可使河川径流量在年内分配比较均匀。提高了水资源利用系数。水土保持功能 水源林可调节坡面径流，削减河川汛期径流量。
一般在降雨强度超过土壤渗透速度时，即使土壤未达饱和状态，也会因降雨来不及渗透而产生超渗坡面径流；而当土壤达到饱和状态后，其渗透速度降低，即使降雨强度不大，也会形成坡面径流，称过饱和坡面径流。但森林土壤则因具有良好的结构和植物腐根造成的孔洞，渗透快、蓄水量大，一般不会产生上述两种径流；即使在特大暴雨情况下形成坡面径流，其流速也比无林地大大降低。在积雪地区，因森林土壤冻结深度较小，林内融雪期较长，在林内因融雪形成的坡面径流也减小。森林对坡面径流的良好调节作用，可使河川汛期径流量和洪峰起伏量减小，从而减免洪水灾害。结构良好的森林植被可以减少水土流失量90%以上。 滞洪和蓄洪功能 河川径流中泥沙含量的多少与水土流失相关。水源林一方面对坡面径流具有分散、阻滞和过滤等作用；另一方面其庞大的根系层对土壤有网结、固持作用。在合理布局情况下，还能吸收由林外进入林内的坡面径流并把泥沙沉积在林区。 降水时，由于林冠层、枯枝落叶层和森林土壤的生物物理作用，对雨水截留、吸持渗人、蒸发，减小了地表径流量和径流速度，增加了土壤拦蓄量，将地表径流转化为地下径流，从而起到了滞洪和减少洪峰流量的作用。枯水期的水源调节功能 中国受亚洲太平洋季风影响，雨季和旱季降水量十分悬殊，因而河川径流有明显的丰水期和枯水期。但在森林覆被率较高的流域，丰水期径流量占30～50%，枯水期径流量也可占到20%左右。森林能涵养水源主要表现在对水