热传导方程的模型 一块热的物体，如果体内每一点的温度不全一样，则在温度较高的点处的热能就要向温度较低的点处流动，称为热传导。由于热能的传导过程总是表现为温度随时间和点的位置的变化，故问题归结为求物体内温度的分布。 在三维直角坐标系下，假设在时刻t点x M的温度为),,,(t z y x u，考虑一个区域的y , ) , (z 温度，为此，在物体中任取一闭曲面S，它所包围的区域记作V（如图），n为曲面S 的法向（从V内指向V外）。
由热传学中的Fourier 实验定律可知：物体在无穷小时间段dt 内流过一个无穷小面积dS 的热量dQ 与时间段dt 、曲面面积dS ，以及物体温度u 沿法线方向的方向导数n u ??三者成正比,即 dSdt n u k dQ ??-= dSdt u grda k n )(-= dt S d u grda k ?-= 其中),,(z y x k k =称为物体的热传导系数 (0≥k )，当物体均匀且各向同性时，k 为常数。式中负号出现是由于热量的流向与温度梯度的正向相反。 从时刻1t 到时刻2t ，通过曲面S 流入区域V 的全部热量为 ?????=2 11t t S dSdt n u k Q ????=21t t S dt S d u grad k 利用奥高公式 dxdydzdt z u k z y u k y x u k x t t ????Ω??????????+????+????21 )()()(
流入的热量使V 内温度发生了变化，在时间间隔],[21t t 内区域V 内各点温度),,,(1t z y x u 变化到),,,(2t z y x u ，则在时间间隔 ],[21t t 内V 内温度升高所需的热量为： []dxdydz t z y x u t z y x u c Q ???Ω -=),,,(),,,(122ρ ????Ω??=21t t dtdxdydz t u c ρ 其中c 为物体的比热，ρ为物体的密度，对均匀且各向同性的物体来说，它们都是常数。 由于热量守恒，故21Q Q =，即021=-Q Q 。 交换积分次序,得 0)()()(21=????? ?????-????-????-??????Ωdxdydzdt z u k z y u k y x u k x t u c t t ρ 由于时间间隔],[21t t 及区域Ω是任意取的，并且被积函数是连续的，得到 )]()()([1z u k z y u k y x u k x c t u ????+????+????=??ρ 如果物体是均匀的,即k c ,,ρ为常数，得到方程： )(2222222z u y u x u a t u ??+??+??=??
呼吸系统构造图(详细)
呼吸系统（RespiratorySystem）是执行机体和外界进行气体交换的器官的总称。呼吸系统的机能主要是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进新鲜氧气，完成气体吐故纳新。呼吸系统包括呼吸道（鼻腔、咽、喉、气管、支气管）和肺。 人体呼吸系统解剖结构（图） 头孢克肟颗粒 人体解剖学对呼吸系统的定义 机体在进行新陈代谢过程中，经呼吸系统不断地从外界吸入氧，由循环系统将氧运送至全身的组织和细胞，同时将细胞和组织所产生的二氧化碳再通过循环系统运送到呼吸系统排出体外．因此，呼吸系统由气体通行的呼吸道和气体交换的肺所组成。 呼吸道由鼻、咽、喉、气管、支气管和肺内的各级支气管分支所组成。从鼻到喉这一段称上呼吸道；气管、支气管及肺内的各级支气管的分支这一段为下呼吸道。其中，鼻是气体出入的门户，又是感受嗅觉的感受器官；咽不仅是气体的通道，还是食物的通道;喉兼
有发音的功能。呼吸道要很好地完成气体通行的任务，必须保持通畅，这是怎样实现的呢？它是依靠骨和软骨作支架来保证的。例如，鼻腔就是由骨和软骨围成的；喉的支架全部由软骨构成；气管和支气管的壁上也少不了软骨。一旦呼吸道的软骨消失，就移行为肺组织。由于有软骨的支撑，使呼吸道的每一部分都不致于塌陷，使气体得以畅通无阻，因此，如果呼吸道的某一部位发生狭窄或阻塞都会影响气体的通行，使病人发生呼吸困难。 任何生物都必须呼吸，只是呼吸的方式和结构不同而已。一些低等动物的呼吸极其简单，而高等动物和人的呼吸极为复杂。呼吸系统的进化和演变也是随动物的演化逐步形成的。单细胞动物和二胚层动物没有专门的呼吸器官，它们分别通过细胞膜和体壁细胞直接与外界进行气体交换；三胚层动物才出现了专门的呼吸器官。随着动物的演变，代谢增高，出现了比较完整的呼吸器。气体交换的方式也有了改变，外界的氧不是直接进入细胞，而是通过呼吸器官进入血液，由血液运送至全身的组织和细胞，再把它们的代谢产物之一，即二氧化碳带至肺排出去。鱼类用腮呼吸；两栖类幼体动物用腮呼吸，成体后由于生活在陆地上，出现了囊状的肺；爬行类肺呈蜂窝状，呼吸面积进一步扩大；哺乳类的肺分化更为复杂，呼吸面积更加扩大，呼吸道也逐渐分化完善。人类由于劳动和语言的影响，呼吸器官发展到了更高级更完备的阶段。它不仅执行着气体通行和交换的任务，而且具有嗅觉和协助语言等多种功能。这是任何动物所不能比拟的
第三章 溴化锂吸收式制冷机模型 3.1 溴化锂吸收式制冷机工作原理 高压发生器 吸收器蒸发器 低压发生器 冷凝器 吸收废气热量Q hg 高温蒸汽 吸热Q lg 中温蒸汽 中浓溶液 稀溶液 高温交换器Q a 蒸汽 浓溶液低温交换器Q b 冷凝水 冷却水吸热Q con 蒸发蒸汽 蒸发吸热Q sh 冷却水吸热Q ab 输入输出制冷量 图1.1 制冷机工作流程图 在高压发生器中，稀溶液被驱动热源加热。在较高的发生压力如下产生冷剂蒸汽，因该蒸汽具有较高的温度，又被通入低压发生器作为热源，加热低压发生器中的溶液，使之在冷凝压力下产生冷剂蒸汽。此时，低压发生器则相当于高压发生器的冷凝器。由此可见，驱动热源的能量在高压发生器和低压发生器中得到了两次利用，称为双效循环。显然，与单效循环相比，产生同等制冷量所需的驱动热源加热量减少，即双效机组的热效率比单效机组高。
图1.2 单效溴化锂制冷机 在制冷剂回路中，高压发生器中产生的冷剂蒸汽，在低压发生器中加热溶液后，凝结成冷剂水，经节流减压后进入冷凝器，与低压发生器中产生的冷剂蒸汽一起被冷凝管内的冷却水冷却凝结成冷剂水。冷凝器中的冷剂水节流后进入蒸发器，经冷剂泵输送，喷淋在蒸发器管簇上，吸取管内冷水的热量，在蒸发压力下蒸发，使冷水温度降低，达到制冷的目的。蒸发器中产生的冷剂蒸汽流入吸收器被溴化锂溶液吸收。 在溶液回路中，吸收器中的溴化锂稀溶液被溶液泵输送经高低温换热器送入高压发生器，热源加热产生制冷剂蒸汽，中间浓度溶液经高温换热器流入低压发生器继续蒸发出制冷剂蒸汽，浓溶液流出低压发生器经低温换热器回流至吸收器。 冷却水回路中，冷却塔中的冷却水经冷却水泵输送至吸收器中，降低了吸收器中溴化锂溶液的温度，随之被送往冷凝器冷凝制冷剂蒸汽，最后回流至冷却塔，完成一次循环。 3.2 高压发生器模型
为热力学建筑确定合适的模型 摘要：本篇论文介绍了为热力学建筑确定合适的模型的过程。这个过程对于确定模型而言是十分必要的，这有利于更好的使用智能仪表，未来几年这些智能仪表会被安装在几乎全部的建筑上。而且这个模型有许多用途，例如，控制室内气候，预测能源消耗，以及对于建筑物的能源性能的准确描述。灰箱模型基于先前的物理学知识，并且应用了数据驱动建模，这帮助我们得以了解建筑物的物理特性。日益复杂的层次结构模型由先前的物理学知识论述，并且提出了一个正向的选择策略，以此来使分析人员反复地在日益复杂的模型中筛选出合适的模型。分析人员使用概度比检定来比较不同模型的性能，并且使用适当的数据和物理解释这两者结合的方式来验证结果。在对一个单层120平方米的建筑分析之后，分析人员找到了一个合适的模型来描述个案分析。成果是对一系列日益复杂的不同模型，以及建筑物特征，例如导热性，不同部位的热容，和窗口区域进行了预估。 关键词：连续时间模型；概度比检定；灰箱模型；热力学；热动力学；建筑物；模型选择；集总模型；参数估计 1.简介 本篇论文描述了一种新方法来获得关于建筑热动力学的信息，这种方法基于对热量消耗，室内温度，和其他气候变量的频繁的测取。这种方法被认为极其重要，是更好的使用智能仪表的关键性步骤，未来几年这些智能仪表会被安装在几乎全部的建筑上。这种方法是基于为热动力学建筑选择一个合适模型的过程。Rabl [12]给出了一种关于分析稳态和动态的建筑能源使用的技术的观点，后来涉及到关于建筑热动力系统的建模。这种动态模型可以由一系列不同的等式（由Sonderegger [13]和Boyer et al. [4]实施）来实现。在动态模型中参数估计作为系统识别被认知，并且一项关于建筑物的不同方法在Ref. [3]中被发现。该方法采用的模型是灰箱模型，它由一系列连续时间随机微分方程和一系列分离时间测量方程组成。灰箱模型可以被很好地证明是一个复杂却又精确的方法来模拟动态系统，因此可以得到关于建筑物热力性质的信息（见[8,1,5]）。确定一个合适模型的问题在于找到一个符合物理现实的模型，并且这个模型具有与数据信息水平相符的复杂度，这意味着这个模型应该既不低于标准，又不能高于标准。大多数合适的模型通过一系列日益复杂的模型来确定。一项正向的策略已经被实施，所以分析人员由最简单易行的模型开始建模，并且反复选择日益复杂的模型。在每次迭代中，不同的模型通过概度比检定来比较，并且分析模型的性能。筛选程序直到模型没有明显的进步为止。通过Refs. [11,10]来对可能的理论和模型选择进行深入的评估。分析
人体呼吸系统结构解剖示意图 人体解剖学对呼吸系统的定义 机体在进行新陈代谢过程中，经呼吸系统不断地从外界吸入氧，由循环系统将氧运送至全身的组织和细胞，同时将细胞和组织所产生的二氧化碳再通过循环系统运送到呼吸系统排出体外．因此，呼吸系统由气体通行的呼吸道和气体交换的肺所组成。 呼吸道由鼻、咽、喉、气管、支气管和肺内的各级支气管分支所组成。从鼻到喉这一段称上呼吸道；气管、支气管及肺内的各级支气管的分支这一段为下呼吸道。其中，鼻是气体出入的门户，又是感受嗅觉的感受器官；咽不仅是气体的通道，还是食物的通道;喉兼有发音的功能。呼吸道要很好地完成气体通行的任务，必须保持通畅，这是怎样实现的呢？它是依靠骨和软骨作支架来保证的。例如，鼻腔就是由骨和软骨围成的；喉的支架全部由软骨构成；气管和支气管的壁上也少不了软骨。一旦呼吸道的软骨消失，就移行为肺组织。由于有软骨的支撑，使呼吸道的每一部分都不致于塌陷，使气体得以畅通无阻，因此，如果呼吸道的某一部位发生狭窄或阻塞都会影响气体的通行，使病人发生呼吸困难。 任何生物都必须呼吸，只是呼吸的方式和结构不同而已。一些低等动物的呼吸极其简单，而高等动物和人的呼吸
极为复杂。呼吸系统的进化和演变也是随动物的演化逐步形成的。单细胞动物和二胚层动物没有专门的呼吸器官，它们分别通过细胞膜和体壁细胞直接与外界进行气体交换；三胚层动物才出现了专门的呼吸器官。随着动物的演变，代谢增高，出现了比较完整的呼吸器。气体交换的方式也有了改变，外界的氧不是直接进入细胞，而是通过呼吸器官进入血液，由血液运送至全身的组织和细胞，再把它们的代谢产物之一，即二氧化碳带至肺排出去。鱼类用腮呼吸；两栖类幼体动物用腮呼吸，成体后由于生活在陆地上，出现了囊状的肺；爬行类肺呈蜂窝状，呼吸面积进一步扩大；哺乳类的肺分化更为复杂，呼吸面积更加扩大，呼吸道也逐渐分化完善。人类由于劳动和语言的影响，呼吸器官发展到了更高级更完备的阶段。它不仅执行着气体通行和交换的任务，而且具有嗅觉和协助语言等多种功能。这是任何动物所不能比拟的。 1真实的处女膜图片 2女性生殖器官解剖图 3女性生殖系统图片详解 4真实高清拍摄处女膜 5女性外生殖器实图 6实拍女性生殖器官 7真实的阴道解剖图 8女性生殖器解剖图祥解
实验一 控制系统的数学模型 一 实验目的 1、学习用MATLAB 创建各种控制系统模型。 2、掌握传递函数模型、零-极点增益模型以及连续系统模型与离散系统模型之间的转化，模型的简化。 二 相关理论 1传递函数描述 (1)连续系统的传递函数模型 连续系统的传递函数如下： ? 对线性定常系统，式中s 的系数均为常数，且a1不等于零，这时系统在MATLAB 中 可以方便地由分子和分母系数构成的两个向量唯一地确定出来，这两个向量分别用num 和den 表示。 num=[b1,b2,…,bm,bm+1] den=[a1,a2,…,an,an+1] 注意：它们都是按s 的降幂进行排列的。 tf （）函数可以表示传递函数模型：G=tf(num, den) 举例： num=[12,24,0,20];den=[2 4 6 2 2]; G=tf(num, den) (2)零极点增益模型 ? 零极点模型实际上是传递函数模型的另一种表现形式，其原理是分别对原系统传递 函数的分子、分母进行分解因式处理，以获得系统的零点和极点的表示形式。 K 为系统增益，zi 为零点，pj 为极点 在MATLAB 中零极点增益模型用[z,p,K]矢量组表示。即： z=[z1,z2,…,zm] p=[p1,p2,...,pn] K=[k] zpk （）函数可以表示零极点增益模型：G=zpk(z,p,k) (3)部分分式展开 ? 控制系统常用到并联系统，这时就要对系统函数进行分解，使其表现为一些基本控 制单元的和的形式。 ? 函数[r,p,k]=residue(b,a)对两个多项式的比进行部分展开，以及把传函分解为微 分单元的形式。 ? 向量b 和a 是按s 的降幂排列的多项式系数。部分分式展开后，余数返回到向量r ， 极点返回到列向量p ，常数项返回到k 。 ? [b,a]=residue(r,p,k)可以将部分分式转化为多项式比p(s)/q(s)。 11 211121......)()()(+-+-++++++++==n n n n m n m m a s a s a s a b s b s b s b s R s C s G ))...()(())...()(()(2121n m p s p s p s z s z s z s K s G ------=22642202412)(23423++++++=s s s s s s s G
精品文档 课题第 2 节人体的呼吸 知识目标 1．了解人体呼吸系统的组成及各器官的功能。 2．在模拟呼吸运动实验的基础上，了解胸廓的变化与人体完成呼吸的关系。 教学目标能力目标 在小组讨论、交流过程中，培养学生的自主合作、探究学习的能力。注重培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力以及语言表达能力和归纳能力。 情感态度与价值观目标 学生在了解呼吸系统结构和功能的基础上懂得呼吸系统对于人体生命活动的重要性，懂得更加珍爱生命，培养讲究个人卫生和环境卫生的好习惯。 教学重点指导学生通过感受呼吸、模拟实验和观察，了解人体呼吸系统的各部分结构的功能。 教学难点通过实验和分析，理解人体呼吸运动。 设计思想根据学生认知规律和水平，通过探究、自主、合作等教法引导学生在情境中探究、在互动中共进、在体验中感悟、在升华中创新。 教学进程 课堂流程教师活动学生活动 情境导入多媒体展示图片：刚出生的婴儿观察图片，体验呼吸对生命的 意义。 师：从一条小生命呱呱坠地开始，生 命不息，呼吸不止。 多媒体展示图片：大火【表达交流】 观察图片，感受呼吸对生命的 重要性。 说出在这样的环境中人们的感师：一场大火突袭，在这样的场景中，受。 人们的呼吸会有什么样的感受？ 多媒体展示图片：沙尘暴【表达交流】 观察图片，感受呼吸。 说出在这样的环境中人们的感 师：沙尘暴袭击了整座城市，你正行走在大街上，此时你的呼吸会有什么样的感受？ 多媒体展示图片：潜水员 师：潜水员潜水前仔细检查呼吸器具和氧气瓶。为什么呢？受。 【表达交流】 观察图片，说出潜水员关爱自己生命的原因。
教师：——可见呼吸对人体是多么重要。人体时刻都在通过呼吸系统从空气中源源不断地获取氧气，人体的呼吸系统由哪 些器官组成？其中最重要的器官是什 么？呼吸系统的各部分分别担负着怎样 的职责和使命？就让我们带着这些问题 一起去感受、去探究人体的呼吸。 感受呼吸 引导学生体验感受呼吸：把一只手轻轻地放在胸部下侧，另一只手放在鼻腔前，缓慢吸气和呼气。 思考： ①鼻孔前面的空气有什么变化？ ②胸部有什么变化？ 【精讲点拨】 观察人体的呼吸系统 引导学生合作学习： 组织学生完成“呼吸系统的组成” 的活动，考察学生的自主情况。 活动一：“按序排队” 活动规则：请各小组分别将写有 “鼻、咽、喉、气管、支气管、肺”字样的纸版，按呼吸系统各器官的次序排 队，看哪些同学反应得快、知识掌握得准确。 活动二：“找朋友” 活动规则：“活动一”中的小组同学继续参与“找朋友”活动。分别将写有“呼吸系统各器官的功能”的纸板，去找和相对应呼吸器官的纸版。看谁找得最快最准。 精品文档 【表达交流】 体验、感受并比较空气的变化： 鼻孔前空气 胸廓的变化 的变化 吸气扩张干燥、常温 呼气收缩湿润、温暖 学生自主学习： 参考资料：课本 114 至 115 页内容，以及“信息库” 123至124页有关“呼吸道的组成”的相关知识。学生完成学案中的第 2 题。 思考问题： 1．人体的呼吸系统从上到下 由哪些器官组成？各器官的功能是 什么？ 2．经鼻腔进入肺内的空气发 生了什么变化？并说明理由。 表达交流呼吸系统 【表达交流】识图辨识结构说 出功能 1 2 3 4 56
应用WILSON NRTL UNIQUAC模型计算乙醇-水体系汽液平衡 摘要：利用已知的乙醇-水混合体系在常压下的汽液相平衡数据。选用Aspen plus 模拟软件系统自带的活度系数数学模型关联相平衡数据，并和实验测定值相比较。 关键词：汽液相平衡, Aspen plus 流体相平衡数据是化工过程中重要的基础数据，在热力学方面，新的热力学模型的开发，各种热力学模型的比较筛选。特别是在分析和解决传质分离设备的设计、操作、控制过程中，开发新的传质分离过程，往往离不开平衡数据的测定，关联和推算【1】。 1 实验数据部分 1.1由参考文献提供的实验数据（表1）和汽液平衡相图（图1）如下表 表1：H2O-C2H5OH体系相平衡实验数据 T/K x/% y/% T/K x/% y/% 373.15 0.00 0.00 357.65 32.73 58.26 368.65 1.90 17.00 355.85 39.65 61.22 362.15 7.27 38.91 354.95 50.79 65.64 361.85 9.66 43.75 354.85 51.89 65.99 360.45 12.38 47.04 354.45 57.32 68.41 359.25 16.61 50.89 352.85 67.63 75.85 358.85 23.37 54.45 352.55 74.72 78.15 358.45 26.08 55.80 351.25 89.43 89.43 注：x-液相摩尔分率；y-汽相摩尔分率: 图（1）
2 计算原理 2.1汽液相平衡的计算 在热力学汽液相平衡的计算中，对于真实体系，采用逸度来表示汽液相平衡，即： L i V f f =i （1） 通常的计算方法有活度系数法和状态方程法2种，UNIQUAC 、WILSON 、NRTL 的相平衡计算称为活度系数法，是将液相组分i 的逸度与混合溶液中组分i 的活度系数建立联系。换而言之，就是在处理真实溶液时修正理想溶液的浓度【3】。 因此，对于液相： =^ l i f 0 i i i f x γ（2） 其中，i γ为组分i 的活度系数，0i f 为标准态逸度，取Lewis-Randall 定为基准的标准状态，则： dp RT V p f f s i p l i s i s i l i i ∫ ==exp φ （3） 对于气相：v i f ^v i i py ^φ=（4） 式中，v i ^φ 为汽相混合物中组分i 在体系温度T 和压力P 下得逸度系数，综上可知得到活度系数法汽液相平衡计算的公式： ),.....2,1(,exp φ φ∫^N i dp RT V p py s i p l i s i s i v i i ==（5） 式中，l i V 为纯组分i 在体系温度T 时液相的摩尔体积，s i p 为为 纯组分i 在体系温度T 时的饱和蒸汽压，衬为纯组分s i φ在体系温度与其饱和蒸汽压 s i p 时的 逸度系数。 在中、低压范围内，压力的变化对0 i f 和i γ的影响可以忽略，即可以假设： dp RT V s i p l i ∫exp =1（6） 则（5）式可以简化为： i s i s i v i i x p py i ^φ φγ=（7） 应用活度系数法汽液相平衡关系式计算时，先选定适用于体系气相的状态方程，导出i ^ ln φ表
第四章过程特性与数学模型 教学要求：了解过程特性的类型的四种类型 掌握描述过程特性的参数的物理意义及对控制通道、扰动通道的影响 学会一阶对象、二阶对象的建模 掌握机理分析法建模的一般步骤 了解实验测试法 重点：描述过程特性的参数的物理意义及对控制通道、扰动通道的影响 运用机理分析法建模 难点：时间常数的物理意义 过程特性的参数对控制通道、扰动通道的影响 过程控制系统的品质是由组成系统的各个环节的结构及其特性所决定。过程即为被控对象，它是否易于控制，对整个系统的运行情况有很大影响。 §4.1过程特性 被控过程的种类常见的有：换热器、锅炉、精馏塔、化学反应器、贮液槽罐、加热炉 等。这些被控过程的特性是由工艺生产过程和工艺设备决 定的。 被控过程特性-----指被控过程输入量发生变化时，过程输出量的变化规律。通道------被控过程的输入量与输出量之间的信号联系 控制通道-----操纵变量至被控变量的信号联系 扰动通道-----扰动变量至操纵变量的信号联系 一、过程特性的类型 多数工业过程的特性可分为下列四种类型： 1.自衡的非振荡过程 2. 无自衡的非振荡过程 3. 有自衡的振荡过程 4. 具有反向特性的过程 二、描述过程特性的参数 用放大系数K、时间常数T、滞后时间τ三个物理量来定量的表示过程特性。（主要针对自衡的非振荡过程） 1.放大系数K ⑴K的物理意义 K的物理意义：如果有一定的输入变化量ΔQ作用于过程，通过过程后被放大了K倍，变为输出变化量ΔW。
⑵放大系数K对系统的影响 对控制通道的影响 对扰动通道的影响 2. 时间常数T ⑴时间常数T的物理意义 时间常数是被控过程的一个重要的动态参数，用来表征被控变量的快慢程度。 时间常数T的物理意义还可以理解为：当过程受到阶跃输入作用后，被控变量保持初始速度变化，达到新的稳态值所需要的时间就是时间常数T。 ⑵时间常数T对系统的影响 对控制通道的影响 对扰动通道的影响 3. 滞后时间τ ⑴纯滞后τ0（P142） ⑵容量滞后τn ⑶滞后时间τ对系统的影响 对控制通道的影响 对扰动通道的影响 §4.2 过程数学模型的建立 过程的（动态）数学模型---是指表示过程的输出变量与输入变量间动态关系的数学描 述。 过程的输入是控制作用u（t）或扰动作用f（t）, 输出是被控变量ｙ（t）． 数学模型：非参数模型，即用曲性或数据表格来表示，如阶跃响应曲线、脉冲响应曲线 和频率特性曲线；另一种是 参数模型，即用数学方程式来表示，如微分方程（差分方程）、传递函数、 状态空间表达式等。本节所涉及的模型均为用微分方程描述的 线性定常动态模型。 建立数学模型的基本方法 机理分析法-----通过对过程内部运动机理的分析，根据其物理或化学变化规律， 在忽略一些次要因素或做出一些近似处理后得到过程特性方 程，用微分方程或代数方程。这种方法完全依赖于足够的先验 知识，所得到的模型称为机理模型。机理分析法一般只能用于 简单过程的建模。机理分析法 实验测试法-----由过程的输入输出数据确定模型的结构和参数。 4.2.1机理分析法 微分方程建立的步骤归纳如下： ⑴根据实际工作情况和生产过程要求，确定过程的输入变量和输出变量。 ⑵依据过程的内在机理，利用适当的定理定律，建立原始方程式。 ⑶确定原始方程式中的中间变量，列写中间变量与其他因素之间的关系。 ⑷消除中间变量，即得到输入、输出变量的微分方程。 ⑸若微分方程是非线性的，需要进行线性化处理。
数学建模在传热学中的应用 从物理学角度讲，热量传递无处不在。人类从事各项生产及生活过程中，热量传递起到十分重要的作用。本文通过数学建模相关理论，以传热学定律作为依据，按照相关傅里叶定律概念，并根据热传导过程科学组建模型。按照有关统计分析的方式方法，注重演绎推理科学运用；同时采取一定假设，着力于平壁导热模型。 标签：数学建模；传热学；应用 现阶段自然科学不断发展，工程技术同样取得进步，与此同时，数学建模得到广泛普及与推广。只有不断加强定量化研究，才能有助于各项学科发展，并为其提供良好的理论及方法。 能量转换利用过程中，热能利用非常普遍，只有注重科学利用热能，才能真正解决当前能源短缺等一系列问题，并真正推动社会不断发展。 一、传热学简介 1.传热过程概述 在工程建设开展过程中，在固体壁面两侧通常会出现流体热交换现象。比如说，热量如果位于蒸汽管道，高温蒸汽容易扩散，借助管壁等途径实现热量传递，并使周边空气吸收热量。对于暖气片来说，热水中含有一部分热量，热量只有送达室内，才能给室内带来温暖。又如，电冰箱运行过程中，散热片热量也在进行传递。从传热学角度讲，热量经由固体壁侧逐渐将流体传递至另一区域。 2.导热基本概念 温度场主要是指借助温差为热量传递过程提供动力。无论是哪种传热方法，都与物体温度具有一定关联。针对任意时刻T，在物体内部，不同点温度分布呈现不同，我们一般称其为此时温度场。 从同一时刻来说，在温度场范围内，如果将温度相同点进行连接，最终构成一条线，则称其为等温线。对于等温面来说，其中随便一条线可以称之为等温线。 二、平壁稳态导热的数学模型和有关应用 1.平壁稳态方面导热数学模型概述 在平时生活及工程方面，无论是平壁还是圆筒壁，都是一维导热范畴。 在平壁导热方面，数学模型构建过程中，应明晰稳态导热概念。在稳态导热
《呼吸系统的组成》教学设计 韶关市第九中学王燕娟 一．教学分析 本节内容是初中生物新教材（北师大版）第四单元《生物圈中的人》中的第十章第二节人体获得氧气的过程内容。通过本节内容的学习，为进一步学习下节课呼吸运动引起的《肺通气》及《肺换气》的过程打下基础，做好知识铺垫。呼吸是人体生存的基本生理活动，学生本身知道只要人活着就必须进行呼吸作用，鼻是用来呼吸的器官，但对呼吸时还有哪些器官参与，这些器官对吸入的气体有什么作用，了解比较少。新课标要求学生能描述呼吸系统的组成，并解释呼吸系统结构与功能的关系。 二．学情分析 根据七年级学生年龄和心理特点，表现为学生心理上的发育还不成熟，思维模式仍然有明显的形象思维痕迹，对于枯燥的和深奥的描述更是缺乏由感性认识到理性思维过渡的经验，对交流的本质的分析尚不够深入，不能主动透彻的去分析和总结现有的资料，但学生的好奇心很强。应该采取各种手段激发学生的问题意识，从学生的学习动机和态度上着手，给学生留有独立思考，自主学习和创造的时间和空间，突出学生学习方式的变革。因此，在课堂教学中要多引用资料、数据、图片，结合运用多媒体，联系贴近生活的事例，拓展学生的思维空间，提高学生的健康意识和环保意识。 三．教学目标 1.知识与技能目标： （1）描述呼吸系统的组成； （2）了解呼吸道各部分及其对吸入空气的处理作用； （3）理解肺部适于气体交换的形态结构特点。 2.过程与方法目标： 通过尝试和观察，培养分析问题的能力；通过讨论和交流，培养合作学习及语言表达能力。 3.情感、态度与价值观目标： 通过学习呼吸道对吸入气体的处理作用，倡导学生讲究个人呼吸卫生，养成良好的卫生习惯；并提高环境保护的意识。 四．教学重难点： 教学重点 描述呼吸系统的组成，解释呼吸系统结构与功能的关系。 教学难点： 理解呼吸道对气体的处理能力是有限的，培养学生的环保意识和健康意识。 五．教学策略 呼吸系统的组成是本节的基础知识部分，为后面的肺通气及肺换气的学习埋下伏笔。呼吸系统的组成虽不难理解，但是学生不能直观地看到其内部的结构，只能通过图文等资料分析探究呼吸系统的结构与功能的关系。通过分析使学生认识到呼吸道对空气的处理是有限的，从而培养学生的良好生活习惯，形成科学的
统计热力学 摘要：统计热力学应用统计力学方法研究平衡系统的热力学性质。统计热力学认为物质的宏观性质是大量微观粒子运动量的统计平均值的体现。统计热力学从系统内部粒子的微观性质及其结构的数据出发，在统计原理的基础上，运用力学和统计规律推求大量粒子运动的统计平均结果，从而得到宏观性质。统计力学把热运动的宏观现象和微观机制联系起来，给经典热力学的唯象理论提供了数学证明。随着计算机和量子力学的发展,统计热力学会在工程上有更为广泛的应用。 关键词：统计热力学微观经典热力学 Statistical Thermodynamic Abstract：Statistical thermodynamic applies statistical mechanics method to study the thermodynamic properties of balance system. On the basis of statistical principle, statistical thermodynamic starts from internal system of the micro particle properties and structure of data in view of statistics to derive a lot of particle motion statistical average results, thus obtains the macroscopic properties. Statistical mechanic makes the thermal movement of the macroscopic phenomena and microscopic mechanism connected, providing a mathematical proof to the classical thermodynamic of phenomenological theory. For the development of computer and quantum mechanics, statistical thermodynamic will be more widely used in engineering. Key words：statistical thermodynamic microscopic classical thermodynamics 1 序论 热力学是以热力学三定律为基础，以大量分子的集合体作为研究对象，利用热力学数据，通过严密的逻辑推理，进而讨论平衡系统的各宏观性质之间的相互关系及其变化规律，揭示变化过程的方向和限度[1-3]。从热力学所得到的结论对宏观平衡系统具有高度的普适性和可靠性，但是，热力学处理问题时没有考虑物质的微观结构，而任何物质的各种宏观性质都是微观粒子运动的客观反映[4]。人们希望从物质的微观结构出发来了解其各种宏观性质，这是经典热力学所不能满足的，而统计热力学在这点上弥补了经典热力学的不足[5-6]。 统计热力学从微观粒子所遵循的量子规律出发，研究的对象是大量分子的集合体，用统计的方法推断出宏观物质的各种性质之间的联系，阐明热力学定律的微观含义,揭示热力学函数的微观属性。统计热力学可以根据统计单元的力学性质（如速率，动量，位置，振动等）,用统计的方法来推求系统的宏观热力学性质（如压力，热容，熵等）[7-8]。 2 统计热力学 2.1 统计力学的发展历程 统计力学产生于经典分子运动论。麦克斯韦(James Clerk Maxwell，1831—1879) 通常被认为是统计力学理论的奠基人。他率先开始寻找热力学系统的微观处理方法(表征为统计力学特性)和唯象处理方法(表征为热力学特性)之间的联系。1860年麦克斯韦题为《对气体运动论的解释》的论文，第一次提出了统计力学的基本思想。1867年麦克斯韦引入了
1热分析 简介 FLAC3D的热选择包含了传导模型和平流模型。传导对材料的瞬态热传导模型进行了模拟，并对热传导过程进行了研究，引起的位移和压力。对流模型采用对流传热。考虑到它可以模拟温度相关的流体密度和流体的热对流。这个热选择有几个具体的特点: 1.四种热材料模型:各向同性传导，各向异性传导，各向同性传导/平流和零热模型。 2.在FLAC3D的标准版本中，不同的区域可能有不同的模型属性。 3.所示。任何力学模型都可以与热模型一起使用。 4.所示，温度、通量、对流和绝热边界条件可以规定。 5.热源可以作为点源或体积源插入材料中。这些来源可能随时间呈指数衰减。 6.显式和隐含求解算法都是可用的。 7.所示。热选择为机械应力和孔隙压力提供单向耦合。通过热膨胀系数计算。 - 8.用户可以通过FISH访问温度来定义温度相关的属性。 本章描述了热配方(第节)和数值实现节)。还提供了解决热问题的建议。节)。用于热分析的FLAC3D输入命令(第节)和系统给出了热分析的单元(第节)。最后，几个验证问题(部分)。。请参考这些例子，作为创建FLAC3D模型的指南。分析和耦合热应力或热-地下水流动分析。 数学模型描述 约定和定义 作为符号约定，符号ai表示向量a在笛卡尔坐标系中的分量i；Aij是张量[A]的分量(i, j)。同样，f，我被用来表示f对xi的偏导数。(f可以是标量变量，也可以是矢量分量。)爱因斯坦求和约定只适用于i、j和k的指数，它们取包含空间维度的分量的值1、2、3。在矩阵方程中，指数可以取任意值。SI单位用于说明变量的参数和维度。请参阅第节转换到其他单元系统。以下无量纲的数字在瞬态热传导的表征中是有用的。 特征长度： 热扩散系数：
呼吸系统（RespiratorySystem ）是执行机体和外界进行气体交换的器官的总称。呼吸系 统的机能主要是与外界的进行气体交换， 呼出二氧化碳，吸进新鲜氧气，完成气体吐故纳新。 呼吸系统包括呼吸道（鼻腔、咽、喉、气管、支气管）和肺。 人体呼吸系统解剖结构（图） 人体解剖学对呼吸系统的定义 机体在进行新陈代谢过程中，经呼吸系统不断地从外界吸入氧， 由循环系统将氧运送至 全身的组织和细胞，同时将细胞和组织所产生的二氧化碳再通过循环系统运送到呼吸系统排 出体外?因此，呼吸系统由气体通行的呼吸道和气体交换的肺所组成。 呼吸道由鼻、咽、喉、气管、支气管和肺内的各级支气管分支所组成。从鼻到喉这一段 称上呼吸道；气管、支气管及肺内的各级支气管的分支这一段为下呼吸道。 其中，鼻是气体 出入的门户，又是感受嗅觉的感受器官；咽不仅是气体的通道，还是食物的通道 ；喉兼有发 音的功能。 呼吸道要很好地完成气体通行的任务， 必须保持通畅， 这是怎样实现的呢？它是 依靠上畏甲3 启 腔 下鉀- □腔 一 甲状软骨 和软骨 mm --W f 咽 气管 吐叶 气管 - 下叶（X 肺” 肋隔隐窝 头抱克肟颗粒
骨和软骨作支架来保证的。例如，鼻腔就是由骨和软骨围成的；喉的支架全部由软骨构成；气管和支气管的壁上也少不了软骨。一旦呼吸道的软骨消失，就移行为肺组织。由于有软骨的支撑，使呼吸道的每一部分都不致于塌陷，使气体得以畅通无阻，因此，如果呼吸道的某一部位发生狭窄或阻塞都会影响气体的通行，使病人发生呼吸困难。 任何生物都必须呼吸，只是呼吸的方式和结构不同而已。一些低等动物的呼吸极其简单，而高等动物和人的呼吸极为复杂。呼吸系统的进化和演变也是随动物的演化逐步形成的。单细胞动物和二胚层动物没有专门的呼吸器官，它们分别通过细胞膜和体壁细胞直接与外界进行气体交换；三胚层动物才出现了专门的呼吸器官。随着动物的演变，代谢增高，出现了比较完整的呼吸器。气体交换的方式也有了改变，外界的氧不是直接进入细胞，而是通过呼吸器官进入血液，由血液运送至全身的组织和细胞，再把它们的代谢产物之一，即二氧化碳带至肺排出去。鱼类用腮呼吸；两栖类幼体动物用腮呼吸，成体后由于生活在陆地上，出现了囊状的肺；爬行类肺呈蜂窝状，呼吸面积进一步扩大；哺乳类的肺分化更为复杂，呼吸面积更加扩大，呼吸道也逐渐分化完善。人类由于劳动和语言的影响，呼吸器官发展到了更高级更完备的阶段。它不仅执行着气体通行和交换的任务，而且具有嗅觉和协助语言等多种功能。这是任何动物所不能比拟的
§7.2-1 人体的呼吸系统 【学习目标】 1呼吸系统的组成及其功能 2肺泡有利于气体交换的特点（重点） 3呼吸运动及其与气体进出的关系（难点） 【自主预习】 （预习教材P.116~P.118&信息库P.125） 1.人的呼吸系统是由和两部分组成的。 2.人体的呼吸系统中，最主要的器官是，它是的场所。 3.呼吸道不仅是____________的通道，而且具有、、空气的作用，它由鼻、_____ ___、___ _____、_____ ___、支气管共同组成。 4.肺泡适于气体交换的特点： ①； ②； ③。 5.人体的胸廓是由、和构成的。 6.呼吸运动包括和两个过程。 【合作探究】 活动1：观察课本P.116图7-5“人体的呼吸系统”,思考下列问题： ⑴人体的呼吸系统由哪些器官组成？其中最重要的器官是什么？ ⑵你认为进入肺内的气体变得清洁、温暖、湿润的原因是什么？ 活动2：观察P.118图7-7“肺的结构示意图” 思考：肺泡适于气体交换的特点有哪些？ 活动3：模拟呼吸运动的实验 1.呼吸运动由什么结构完成？ 人的胸廓有哪些部分构成？ 人体的呼吸肌有哪些？ 2.仔细观察P.119图7-8的演示实验,对照右图回答下列问题: ⑴该模型此时模拟的状态是(填“吸气”或“呼气”)。 ⑵图中A、B、C、D、E分别表示什么结构? ⑶展示时,用手下拉E,小气球如何变化?这表示什么?
【课堂检测】 1 下图中能正确模拟吸气时肺和膈肌活动情况的是（） 2 下图是呼吸系统示意图，请据图回答问题： ⑴根据图填写呼吸系统各器官的名称： ①②③④ ⑤⑥⑦ ⑵人体的呼吸系统由和两部分组成，其中呼吸道由（填序号）组成。 ⑶人体的呼吸系统中，最主要的器官是，它是的场所。 ⑷人体发声的结构是[ ] 。 ⑸平常所说的痰是在[ ] 和[ ] 处产生的。 ⑹食物和气体的共同通道是[ ] 。
第二章自动控制系统的数学模型 教学目的： （1）建立动态模拟的概念，能编写系统的微分方程。 （2）掌握传递函数的概念及求法。 （3）通过本课学习掌握电路或系统动态结构图的求法，并能应用各环节的传递函数，求系统的动态结构图。 （4）通过本课学习掌握电路或自动控制系统动态结构图的求法，并对系统结构图进行变换。 （5）掌握信号流图的概念，会用梅逊公式求系统闭环传递函数。 （6）通过本次课学习，使学生加深对以前所学的知识的理解，培养学生分析问题的能力 教学要求： （1）正确理解数学模型的特点； （2）了解动态微分方程建立的一般步骤和方法； （3）牢固掌握传递函数的定义和性质，掌握典型环节及传递函数； （4）掌握系统结构图的建立、等效变换及其系统开环、闭环传递函数的求取，并对重要的传递函数如：控制输入下的闭环传递函数、扰动输入下的闭环传递函数、误差传 递函数，能够熟练的掌握； （5）掌握运用梅逊公式求闭环传递函数的方法； （6）掌握结构图和信号流图的定义和组成方法，熟练掌握等效变换代数法则，简化图形结构，掌握从其它不同形式的数学模型求取系统传递函数的方法。 教学重点： 有源网络和无源网络微分方程的编写；有源网络和无源网络求传递函数；传递函数的概念及求法；由各环节的传递函数，求系统的动态结构图；由各环节的传递函数对系统的动态结构图进行变换；梅逊增益公式的应用。 教学难点：举典型例题说明微分方程建立的方法；求高阶系统响应；求复杂系统的动态结构 。 图；对复杂系统的动态结构图进行变换；求第K条前向通道特记式的余子式 k 教学方法：讲授 本章学时：10学时 主要内容： 2.0 引言 2.1 动态微分方程的建立 2.2 线性系统的传递函数 2.3 典型环节及其传递函数 2.4系统的结构图 2.5 信号流图及梅逊公式 2.0引言：
第三章人体的呼吸 1．呼吸系统的组成：呼吸道（鼻、咽、喉、气管、支气管）和肺P47图 2．呼吸道的作用：（1）保持空气的畅通，气体进出肺的通道；（2）使进入肺的气体温暖、清洁、湿润；鼻毛能够阻挡灰尘，起到清洁空气的作用；鼻腔内表面的黏膜分泌粘液能黏住灰尘，使气体保持湿润；鼻腔内表面的黏膜中分布着丰富的毛细血管能够温暖空气。但呼吸道对空气的处理是有一定限度的。 2.1.呼吸道有什么结构能保证气流畅通？骨或软骨做支架。 2.2．呼吸和进食的共同器官是？呼吸和吞咽能否同时进行？咽不能,呼吸时，会厌软骨像抬起的盖子，使空气畅通无阻，吞咽时又像盖子一样盖住喉口，以免食物进入气管，所以呼吸和吞咽不能同时进行，吃饭时尽量不要说话。 2.3在对溺水者进行人工呼吸前，为什么要先清除他口、鼻内的污物？保持呼吸道的畅通2.4欧洲人大鼻子有什么好处？鼻腔长，可以更好的预热空气。 2.5痰形成的部位，如何形成？气管、支气管.气管和支气管壁内有腺细胞，能分泌黏液，吸附着吸入气体中的细菌灰尘随着管壁上纤毛的摆送到咽部，随咳嗽排出体外。 3.肺的作用？气体交换的场所，包括肺与外界气体交换和肺与血液气体交换 3.1．体验呼气和吸气时胸阔的变化：吸气时胸廓增大，呼气时胸廓缩小 3.2.胸廓的变化与呼吸有什么关系？胸廓扩大导致吸气。 3.3.呼吸时，胸廓的变化与膈关系？吸气时，膈肌收缩，膈顶部下降，使胸廓的上下径增大；呼气时，膈肌舒张，膈顶部回升，使胸廓的上下径缩小。 3.4.呼吸时，肺内气压是如何变化的？吸气时，肺扩张，肺内气压降低，呼气时，肺收缩，肺内气压增大。 3.5.怎样的过程导致吸气？肋骨间的肌肉收缩，胸廓横向扩张；同时，膈肌收缩，膈顶部下，使胸廓的上下径增大。导致整个胸廓容积扩大，肺扩张，肺内气压降低，外界空气被吸入。（呼气时，反之）强调：注意吸气和呼气时膈肌的变化情况。P53模拟膈肌运动图 3.6.肺泡有哪些结构特点适于与血液进行气体交换？ ①肺泡外缠绕着丰富的毛细血管；②肺泡壁和毛细血管壁薄，只有一层上皮细胞构成；③肺泡数量多 3.7.人体吸入的氧气最终的去处？呼出的二氧化碳最终来自哪里？氧气最终在细胞的什么部位被利用？请用表达式表示如何被利用 细胞细胞线粒体表达式： _____________________________________. 3.8.呼出的气体与吸入的气体有什么不同？为什么会有这种变化？（P54资料分析） 呼出气体二氧化碳增多，氧气减少。因为在细胞中进行呼吸作用，分解有机物需要消耗氧气，产生二氧化碳 3.9．吸入和呼出气体中含量最多的分别是什么？都是氮气 4.实验 4.1.测定胸围差52页 （1）自然站立，双手下垂，不挺胸，不憋气，呼吸均匀 （2）在胸前，软尺下缘与乳头上缘平齐；在背侧，软尺应固定在两肩胛骨的下角. （3）胸围差=深吸气时的胸围长度--深呼气时的胸围长度，测3次，取平均值 4.2.探究：采集和测算空气中的尘埃粒子P61 擦黑板时，粉笔灰会飘满教室，尤其是前面的同学更是遭殃，据此情景设计实验： 提出问题：前中后排的尘埃粒子数一样吗？ 作出假设：前排的多，中间的较少，后排的更少。 制定并实施计划： (1)取三个载玻片；（2）将透明胶带贴在载玻片背后， 用缝衣针在透明的胶带上画出20毫米x20毫米的小方格100个，如右图。 （3）在载玻片的正面涂上凡士林（将尘埃粒子粘住）； （4）把三个载玻片分别放教室的前排，中间，后排10分钟； （5）把三个载玻片放在显微镜下观察； （6）用抽样检测法计算尘埃的粒子数；（7）多测几次求平均值。 实验结论：前排的多，中间的较少，后排的更少。 注意：1）五点取样法：先确定对角线的中点为中心抽样点，再在对角线上选择四个与中心样点距离相同的点作为样点。2）计数时要注意：以小方格边线以内的计数为准，正好在边线上的只记两条边线的，即记上不记下，记左不记右，要始终保持一致。3）在某处只放一载玻片，测算结果可能会不准确，因此要设置重复组。（4）每个载玻片上尘埃粒子数的计算方法：假设途中的五点上的尘埃粒子数分别是a个,b个,c个,d个,e个，则整个载玻片上的尘埃粒子数是（）