流体静力学方程的应用范例(12篇)
流体静力学方程的应用范文篇1
【关键词】电磁感应高考题;霍尔效应;洛伦兹力是否做功
在教学中，我遇到两道与霍尔效应有关的高考题目。
（2001年高考）电磁流量计广泛应用于测量可导电流体（如污水）在管中的流量（在单位时间内通过管内横截面的流体的体积）。为了简化，假设流量计是如图1所示的横截面为长方形的一段管道，其中空部分的长、宽、高分别为图中的a、b、c，流量计的两端与输送液体的管道相连接（图中虚线）。图中流量计的上下两面是金属材料，前后两面是绝缘材料，现于流量计所在处加磁感强度为B的匀强磁场，磁场方向垂直于前后两面。当导电液体稳定地流经流量计时，在管外将流量计上、下两表面分别与一串接了电阻R的电流表的两端连接，I表示测得的电流值。已知流体的电阻率为ρ，不计电流表的内阻，则可求得流量为（A）。
图1
A．ΙB(bR+ρca)B．ΙB(aR+ρbc)C．ΙB(cR+ρab)D．ΙB(R+ρbca)
（2010年重庆23题）法拉第曾提出一种利用河流发电的设想，并进行了实验研究。实验装置的示意图如图2所示，两块面积均为S的矩形金属板，平行、正对、竖直地全部浸在河水中，间距为d。水流速度处处相同，大小为v，方向水平，金属板与水流方向平行。地磁场磁感应强度的竖直分量为B，水的电阻率为ρ，水面上方有一阻值为R的电阻通过绝缘导线和电键K连接到两个金属板上，忽略边缘效应。求：
图2
⑴该发电装置的电动势；
⑵通过电阻R的电流强度；
⑶电阻R消耗的电功率。
答案：⑴E＝Bdv⑵Ι=BdvSρd+SR⑶P=(BdvSρd+SR)2R
发现学生在做的时候，多数可以做对，没有做深入的思考。在近两年教学过程中，有学生提出了疑问，（2001年高考）电磁流量计的上下表面的电势差是路段电压还是电源电动势？同理（2010年重庆23题）法拉第利用河流发电的模型中两金属板的电势差是路段电压还是电源电动势？对比恒定电流中的电路知识，应该是路段电压。若是路段电压，则带电粒子所受的洛伦兹力和静电力平衡：Bqv=Udq，路段电压U=BdvU＜E。但以上两题都是E=Bdv，其中的矛盾如何解决？难道电磁流量计的上下表面的电势差和河流发电的模型中两金属板的电势差都是电动势？
笔者和学生讨论并思考后，发现并不矛盾。电动势的定义为非静电力在闭合回路对单位正电荷做的功①。或电动势为单位正电荷从负极经电源内部移到负极时非静电力做的功②。如：干电池电动势为1.5V，即在电池内部把单位正电荷从负极搬运到正极过程中，化学力（非静电力）做的功。则电磁感应现象中电动势为1V的意思就是在电源内部把单位正电荷从电源负极搬运到电源正极过程中，非静电力（感生电动势为涡旋电场力，动生电动势为洛伦兹力）做的功为1J。上述的两道高考题目中，（2001年高考）电磁流量计的上下表面的电势差是路段电压，（2010年重庆23题）法拉第利用河流发电的模型中两金属板的电势差也是路段电压。但注意，ε=Bqv・dq或εdq=Bqv,而不是Bqv=Udq，或也可以从总能量角度理解，电动势做的总功（其它能量）等于总的电能。
但新的问题又马上出现了，洛伦兹力不是永不做功的吗？其实并不矛盾。分析如下:
导体向右以V1运动，电荷受力沿导体向下以V2运动，电荷的实际运动速度V与V1是不同的，应为V1与V2的合速度。
F洛应与V垂直，如图3所示，即:f1=qV1Bf2=qV2B
图3
这样洛伦兹力就分成了两部分，分力f1和分力f2在时间内，两部分力做的功分别为：
Wf1=qV1B・V2t（非静电力）Wf2=-qV2B・V1t（安培力）
两个力做的总功为Wf1+Wf2=0即F洛做功为零。
安培力Wf2=-qV2B・V1t=-BV1qV2t=-BV1q=-BV1q=εq转化为电能。
由此我们可以看出，动生电动势的产生过程中，洛伦兹力是不做功的，产生电动势的非静电力是洛伦兹力沿导体方向的一个分力，另一个垂直导体方向的分力的总和从宏观上表现为安培力。这两个力都做了功，但总功为零。从能量转化的角度来看，安培力做负功把机械能转化为电能。
另外，霍尔效应还可以用来测半导体材料的性质。半导体中参与导电的电流载体称为载流子。N型半导体的载流子是带负电的电子，P型半导体的载流子是带正电的“空穴”，如图所示，一块厚度为d、宽度为L的长方形半导体样品，置于方向如图所示、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，当半导体样品中通以向右的电流强度为I的恒定电流时，样品上、下底面出现恒定电势差U，且上表面带正电、下表面带负电。设半导体样品中每个载流子带电荷量为q，半导体样品中载流子的密度（单位体积内载流子的个数）用n表示，则可以判断样品材料类型为P型半导体，其中载流子密度n大小的表达式为n=BΙqLU。
总之，霍尔效应是电磁感应中一个重要的现象，曾今获得过诺贝尔奖，在很多领域有重要的应用。我们只有深刻认识其本质才能很好的理解和创造新的应用。
参考文献
［1］赵凯华、陈熙谋《电磁学》77-78页
流体静力学方程的应用范文篇2
关键词：气体静压轴承；小孔节流；狭缝；多孔质；专利申请
1.气体静压轴承的原理与特点
气体静压轴承的结构和工作原理与液体滑动轴承类似，不同的是采用气体作为介质。当外部压缩气体通过节流器进入轴承间隙，就会在间隙中形成一层具有一定承载能力和刚度的气膜，依靠该气膜的支承作用将轴浮起在轴承中。工作时，由于滑间隙自始至终充满着压力气体，在支承件的起动或停止工作时无固体接触。
与传统滚动轴承或油膜轴承相比，气体静压轴承具有以下优点：
（1）几乎无摩擦、磨损小、寿命长；
（2）运转平滑、精度高；
（3）耐高、低温性能好，抗辐射能力强，可应用于极端工况例如低温、制冷或核工业领域；
（4）清洁度高，无污染。
2.气体静压轴承的技术分支
采用外压供气是气体静压轴承的基本工作方式，节流器是其关键结构，按节流机制的不同主要可分为以下三个分支：
2.1小孔节流式
气体流经小孔而形成压力降的节流装置称为小孔式节流器，是气体静压轴承使用最广泛的一种节流形式。
2.2狭缝节流式
气体流经狭缝而形成压力降的节流装置称为狭缝式节流器。狭缝式节流器中起节流作用的部分为狭缝，产生承载能力的部分称为承载气膜。具有这种结构的轴承具有很小的长径比，结构尺寸小；同小孔节流比较具有很小的扩散损失；动态稳定性较好；但是狭缝易被污染物堵塞。
2.3多孔质节流式
多孔质材料通常由金属或者非金属小颗粒烧结而成。气体由气源经颗粒间孔隙流至轴承工作面而造成压力降的节流装置为多孔质式节流器。具有该结构的气体轴承承载能力较高、且刚度、稳定性能好、结构简单；但是该类轴承间隙较大，在确定渗透率时很有难度，压力的确定涉及非常复杂的函数，加工时孔隙易堵塞。
除了上述类型的气体静压轴承，还有毛细管节流、弹性节流静压轴承。
3.气体静压轴承的发展历程
从专利申请情况来看，全球气体静压轴承的发展历程主要经历了四个阶段，如图1所示。
3.1萌芽期（1930～1959）
从1897年到大约1950年，由于技术水平的限制、应用需求不旺盛等原因，对气体轴承仅有少量理论与试验研究，主要研究成就是使“气体作为一种剂”这种设想变成了现实。在专利申请方面，1930年美国人PENICKEDWARD第一个申请了气体静压轴承的专利，随后BAYER、IBM等公司陆续发明多种新型的气体静压轴承结构，如小孔节流式、狭缝节流式、多孔质节流式轴承等。
3.2缓慢发展阶段（1960～1964）
1950年到20世纪70年代末，由于计算机的出现及数字计算技术的进步，且出于航空航天等高新技术发展的需要，气体轴承的理论和实验研究获得了飞速发展。气体轴承的专利申请量也随之增加，而多数是对早期申请的改进。
3.3停滞阶段（1965～1998）
这一时期，理论和试验研究的气氛非常活跃，气体轴承的应用领域也从航空航天领域拓展到民品领域；气体轴承的静态特性被成功掌握，而动态特性方面的研究也取得一定进展。
该时期的专利申请量趋于稳定，其中小孔节流式静压轴承的申请量居多，而狭缝节流、多孔质节流式气体轴承由于自身的优点也越来受到重视，申请量仅次于小孔式节流气体轴承，这标志着气体静压轴承技术已趋于成熟。
3.4快速发展期（1999至今）
伴随计算机及计算技术的快速发展，优化设计、计算机辅助设计等现代化设计方法在气体轴承设计中获得应用，以前的经验设计被理论设计逐步取代。
随着应用范围的不断扩大，对气体静压轴承的性能提出了更高要求，因而对气体中提高刚度、稳定性的研究、对惯性力影响的研究、对超音速现象的轴承空气动力学研究、对带弹性元件的气体轴承研究、对过渡状态的分析等成为气体轴承研究的重要课题，从而衍生出了更加新型的气体静压轴承结构。例如，着重对气体静压轴承系统的稳定性进行改进的专利申请代表有：2002年韩国人PARK.J.G提出的“一种沿轴承圆周方向具有不同宽度狭缝的静压气体轴承”，利用轴承刚度非对称性来提高轴承系统的稳定性；2006年韩国人RHOBH提出的“一种小孔供气静压气体轴承”，该轴承的供气孔在轴承圆周方向不对称分布，能提高转子-轴承系统的最大转速，改善转子的振动特性；2007年英国GSI公司提出“一种空气静力轴承”，通过节流喷嘴绕轴承的圆周方向不对称布置，使得在使用中绕轴承产生不均匀的压力分布以产生减振作用。
4.国内外专利申请分析
通过对全球专利申请进行统计分析发现，气体静压轴承领域专利申请量最多的国家是美国（约370件），其次是日本、德国、欧洲等国，反映了这些国家在该领域研究较早、较成熟的真实情况。
进一步地，通过外文专利库的检索和统计，得到该领域全球重要申请人的专利申请排名情况，前15名申请人中有7位是日本申请人，其中日本OILES工业株式会社的申请量遥遥领先（约84件）。该公司在此领域的专利申请多集中于小孔节流式和多孔质节流静压气体轴承，其研究的重点在于对气流的引导和对自激振动的抑制。例如该公司将已经较为成熟的复合材料自轴承技术用于气体静压轴承上，具有良好的自激振动衰减性能。
我国对气体技术的研究始于20世纪60年代初，起步较晚，研究初期的专利成果较少。通过在中文专利库检索发现，2003年以前的申请大部分为国外来华申请人提出，而此后国内申请人的申请量开始迅猛增长，这种变化与我国在气体技术方面的研究全面展开并进展迅速有紧密的联系。国内重要申请人以各大高校为主，其中，哈尔滨工业大学在国内的研究水平处于领先地位，其出版了多部关于气体轴承的著作，例如航天学院刘暾教授等编著的《静压气体》，并且在气体轴承的承载能力、刚度、数值计算方法上进行了深入的研究，该校在此方面的专利成果数量在国内申请中位列榜首（约70多件），其申请涉及混合式螺旋槽动静压气体轴承、人字槽动静压气体轴承、气体弹性箔片轴承、零刚度隔振器与隔振系统等。
流体静力学方程的应用范文
关键词：静力触探；理论研究；模型试验；数值模拟
中图分类号：TU413文献标识码：A
文章编号：16721683（2013）05007804
静力触探法是用于划分土层、判别土体液化、确定地基承载力等参数常用的原位测试方法，具有操作简单、费用低、成果准确、周期短、节省人力等优点。1917年，该方法最先使用于瑞典铁路建设，1930年荷兰学者通过技术攻关，改进了仪器结构，构成了现有静力触探设备的框架。静力触探法经过百年的发展，无论在仪器设备、理论研究、模型试验、数值模拟技术还是基于测试成果基础上的土层划分、地基承载力、土体物理力学参数、桩体承载力、土体液化判别、压实填土质量判别等方面均取得了很大进步。
[BT2+*4]1静力触探的仪器设备发展
原始的静力触探设备为螺旋锥头式静探仪。该仪器操作复杂、不便应用，受外界因素影响较大，测试精度较低。1930年，荷兰人设计了“荷兰静力触探试验”，其使用的设备简称“荷兰锥”，用于测试浅层软土的物理力学性质指标。在1948年荷兰鹿特丹召开的第2届国际土力学基础会议上，该试验被视为最有效测定锥头贯入阻力qc的深层测试方法[12]。1954年，我国学者陈宗基首次将该技术用于黄土地区，但测试效果不甚理想，原因是：杆与管之间的摩擦力极大地抵消、掩盖或歪曲了原有的锥尖阻力；钻杆自重产生的负压力及土层摩阻力使得靠地面油压表显示的锥尖贯入阻力读数失真；土体进入钻杆与套管之间的空隙，产生极大的假贯入阻力[3]。1950年，在“荷兰锥”的基础上，Vermeiden和Plantema设计了带有一定长度的侧壁摩擦筒的圆锥形探头，较好的解决了上述问题，现有静力触探设备仍采用该结构。1962年，我国原建筑工程部综合勘察研究院成功研制了电阻应变式静力触探仪，有效消除了旧式静力触探设备装置的各项误差，大大提高了测试精度，为静力触探方法在工程中的广泛运用提供了坚实基础[4]。1980年以后，国外研制了具有多功能的静力触探探头，在量测锥尖贯入阻力和侧壁摩擦阻力的同时，还可以量测侧向应力、热传导率、地温、倾斜、地震波、电阻率等参数，并逐步代替了单一型探头。随着电子技术的快速发展和机械制造工艺的提升，静力触探设备由单一的单桥探头逐步发展到双桥探头、孔压静探探头、波速静探探头、密度静探探头、地震静探探头等；探测深度由原来的不足10m到现在的近100m；记录方式由传统的人工读数到自动记录；设备传输由原有的电缆传输发展到无电缆声波传输；作业方式由人工向半自动、全自动作业方式转变；工程应用范围由浅层软土扩展至砂土、粉土、黏土、淤泥质土、素填土及含少量碎石的土。
2静力触探的理论研究进展
2.1锥头贯入阻力计算
静力触探法理论研究主要侧重于锥头贯入阻力计算方面。影响锥头贯入阻力的因素很多，如土的含水率、强度、压缩性、材料性质差异较大的界面等，现有的本构关系往往只侧重于土体的某个特性，不能精确反映土体所有性质。因此，工程中只能采用近似理论方法分析计算锥头贯入阻力，如承载力理论、孔扩张理论、运动点位错法、应变路径法等。
承载力理论：将锥头贯入阻力作为探头以下土体受圆锥头贯入产生剪切破坏的直接因素，土体破坏时的荷载即为锥头贯入阻力的大小。常采用极限平衡与滑移线两种方法估算锥头贯入阻力，如Kerisel理论、Durgunoglu和Mitchell理论、Janbu和Senneset理论[57]。极限平衡法是先假定一种破坏机制，然后对土体进行整体平衡分析，得到破坏面的破坏荷载。滑移线法是将平衡方程和屈服准则联立，给出土体的一组表征塑性平衡的微分方程，利用滑移线法求解破坏荷载；将破坏荷载乘以锥头形状系数，即为锥头阻力。承载力理论最大的不足是未考虑土的压缩性和探杆周围应力增加的影响，不能精确计算锥头阻力，不过该理论相对简单，易被工程技术人员掌握，应用较广。
孔扩张理论：基于弹塑性介质中产生一个深孔所要求的压力与在相同情形下扩展一个相同体积的空洞所需要的压力相等的原理，通过联立平衡方程、几何方程和本构方程等三个方程，并借助破坏准则和边界条件进行求解。根据扩张形状的不同，孔扩张理论分析法可分为球形扩张分析法和圆柱扩张分析法。该方法考虑了土体的弹塑性，能反映实际情况；如Yu[89]对黏土得到的理论计算结果与实测结果误差在3%以内；Collins[10]对砂土得到的理论解与试验结果符合较好。但在孔压静力触探超孔隙水压力理论分析和柱形孔空间问题解析解等方面孔扩张理论仍有待于发展。
运动点位错法：认为运动的正常点位错的行为与锥头贯入过程中超静孔压的产生、消散及锥头贯入阻力之间存在相关关系，其优点是考虑了孔隙水的消散作用。Cleary[11]、Elsworth[1213]等学者研究表明，超静孔压产生的速度随贯入速度的增加而增加，随固结系数的增大而减小，停止贯入后则完全相反。该方法的缺点是未考虑土体的塑性特性和点位错的锥头尺寸大小影响，与锥头实际贯入过程存在差别。
应变路径法：假设在锥头贯入过程中，周围土体相对锥头存在一个恒定流场，通过流场方程及边界条件计算锥头阻力[14]。根据构造流场的不同可分为Rankine法和保角映射法。其中Rankine法是将平行流和一系列源和汇叠加而成，有效性需通过试验验证，且该方法仅适用于饱和黏土的不排水情况，对于其他土体有待于进一步研究。
2.2模型试验研究
目前有关静力触探模型试验的研究成果并不多，国内铁道部静力触探协作组[15]、夏增明[16]、刘仕顺[17]、刘仰韶[18]等学者通过砂土的静力触探模型试验分析了锥头阻力、附加应力和变形规律、自由表面效应、深度效应、层位界面效应及相对密实度等特性；陈铁林[19]以室内模型试验为基础，并结合堆砌体模型，建立了结构性黏土流变模型；安岚[20]研究了贯入过程中黏性土的孔隙水压力的消散程度和土体径向应力的分布，揭示了孔压静力触探测试黏土固结系数的机理。室内模型试验针对性强，可根据需要制备不同土体类别，开展不同密实度及各种工况条件下的静力触探试验。因此，静力触探室内模型试验是现场原型试验的有效补充研究手段，是研究和验证贯入机理、建立土体本构模型及相关参数的重要方法。
2.3数值模拟技术研究
随着计算机技术的发展，以小变形、大变形和离散元等三种分析理论为基础的数值模拟技术[21]被引入到静力触探研究。小变形分析理论假设锥头进入一个预先成型的孔中，但周围土体仍处于初始应力状态，执行一个增量塑性破坏计算，对应的破坏荷载即为锥头阻力。该模拟过程与实际情况不符，因为锥头在贯入过程中增大了锥杆附近的侧向压力，使实际应力值大于小应变分析结果。考虑到静力触探过程中，探头附近土体的应变通常超过10%，有时剪切应变甚至达到40%，因此以大变形理论为基础的数值模拟技术应运而生。陈铁林[19]等采用大变形有限元和简单的接触面理论，将静力触探过程看作边界条件不断改变的过程，模拟了静力触探的整个贯入过程，并将砌块体模型的大变形模拟计算结果与弹性模型、修正剑桥模型计算结果进行对比，揭示了大变形模型在模拟分析静力触探试验具有一定的优势。蒋明镜[22]基于离散元原理模拟了静力触探试验过程，认为在粒状材料触探分析时，建立的本构关系应包含土体的剪胀性、率相关性、颗粒破碎和非共轴性。以大变形分析理论为基础模拟土-锥界面刚度的过程非常复杂，整个数值模拟的完整性仍不清楚，而基于离散元理论的土体本构关系的建立仍然需要做很多工作。
3静力触探测试成果的应用研究
3.1土体参数的计算
借助静力触探试验测试成果，能获得较多的土体参数，如土层划分、估算地基承载力与单桩承载力、土体物理力学指标、土体液化趋势判别、黄土湿陷程度等。静力触探法以土体受力的反映特性为基础，通过建立土体受力与粒径分布、阿太堡界限等传统土质分类方法的联系，进行土层分类。图1和图2分别是文献[23]中利用双桥探头静力触探试验和孔压探头静力触探试验进行土体判别的结果。
3.2堤防工程质量检测的应用
土体颗粒之间的接触紧密程度是影响静力触探试验锥尖阻力和侧摩阻力大小的主要因素，而土体的接触紧密程度可用土体的压实度表示，即可以通过qc、fs的换算来反映土体的压实质量，因此，利用静力触探成果判定土方压实质量是可行的。周景宏[24]、陈维家[25]等学者相继提出了锥尖阻力与砂土密实度之间的经验公式。在检测堤防工程质量方面，仅局限于qc或fs与密度、干密度等之间的简单相关公式转换，未考虑含水率对qc的影响，研究成果相对较少。目前，作者正在进行粉土、黏土等土料压实质量检测基础理论、检测成果可靠性和合理性等方面研究，已建立了粉土的干密度、锥尖阻力、与含水率三者之间的非线性计算模型，通过蚌埠市圈堤工程的应用验证了模型的合理性和可靠性。
4结语
静力触探法作为一种工程中广泛使用的现场测试方法，历经近百年发展，其仪器设备与测试理论逐步完善，应用范围逐步扩展。随着科学技术的进步，新型带有多功能参数测试探头将逐步广泛应用，但在锥头贯入阻力理论和数值模拟技术方面与工程实际差别较大，仍需要进一步研究。
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流体静力学方程的应用范文1篇4
Thecoaxialelectrospinnigtechniqueisoneofthesimplemethodstomakecore-shellnanofibers,andthenanofibersaremostusefulinthebiomedicalfield.Inthispaper,therecentdevelopmentofcoaxialelectrospinningdevicesandtheprocessofspinningwassummarized,andtheuseofcore-shellnanofibersinsomefieldswerecollected,andsomefuturetrendswerealsoaddressed.
静电纺丝是利用电场力使聚合物溶液或熔体在喷丝口处形成Taylor锥，当电场强度达到一个临界值时，电场力就能克服液体的表面张力，在喷丝口处形成一股带电喷射流。喷射过程中，由于喷射流的表面积急速增大，溶剂挥发，纤维固化并无序状排列于收集装置上[文献1―4]，从而得到静电纺纤维。静电纺纤维直径可以在数十纳米到数百纳米之间，到目前已经有上百种聚合物利用静电纺技术制备出了纳米纤维。静电纺装置包括高压静电发生器、液体供给系统、喷丝头和纤维接收装置（图1（a））。
同轴静电纺丝是静电纺丝的新技术，与传统的静电纺丝原理相同，只是将喷丝头改为内外2个同一轴心的复合喷头，复合喷丝头由同轴的2个毛细管相互嵌套而成，内层与外层毛细管之间留有一定的缝隙以保证壳层液流的畅通，芯层液体则通过内层毛细管在喷丝头尖端与壳层液流会合形成复合液滴（图1（b））。不同研究小组所采用的同轴静电纺丝实验装置尽管不尽相同，但原理相同。目前同轴静电纺丝的研究主要集中在喷丝头装置设计、喷射流形成过程及其一些纺丝参数，如内外层溶液性质、纺丝速率等。
1 同轴静电纺丝装置的研究现状
2002年，Loscertales等[文献5]在流动聚焦技术的启发下，发明了第一台同轴静电喷雾设备。后来研究者通过控制内外层溶液组分和过程参数，同轴电喷装置也可应用于静电纺丝，即为同轴静电纺丝。目前所用同轴静电纺丝装置都是由高压静电发生器、液体供给系统、同轴喷丝头和纤维接收装置几部分组成[文献6―9]（图2）。
同轴静电纺丝装置的研究目前主要集中在喷丝头结构参数的设计上。孙良奎[文献10]在同轴电纺PAN／甲基硅油的实验中发现，影响同轴射流形成的主要因素为同轴内针尖伸出外针尖的距离。太小，内针头甲基硅油被外层PAN溶液堵住，注射泵呈报警状态，此时芯液得不到拉伸，壳液独自形成射流；太大，PAN溶液沿内管外表面流出，不能将内针头伸出部分完全包覆，许多射流从冠状锥体四周射出，得不到稳定的单一同轴射流；当内针尖伸出外针尖的距离为外针尖半径的一半时能得到较好的同轴射流。Hu等[文献9]基于不可压缩牛顿流体的Navier-Stokes方程，利用CFD软件FLU-ENT6.0对同轴电纺纳米纤维的形成过程、溶液在内外管中流动过程的流体力学现象进行了数值分析，发现内层溶液在复合流体截面中所占的比例是复合纳米纤维成型的一个决定因素，内外层喷丝头的长度可以影响纤维中内外层溶液在截面中所占的比例，此外还发现内外管是否严格同轴并不影响壳-芯复合结构的形成。
2 同轴喷射流形成过程及纺丝参数的研究现状
对同轴静电纺过程进行深入的理论分析会涉及物理学、电流体动力学、空气动力学、流变学、湍流、固液表面的电荷输运、质量输运和热量传递等学科领域，因而十分复杂。对于同轴静电纺来说，涉及到的影响参数和未知量更多，比传统静电纺在理论分析方面更为复杂。同轴共纺法中获得完整的芯壳结构纤维需要一系列苛刻的实验参数，主要有芯壳溶液的浓度、分子量、黏度、电导率、表面张力、芯壳流速及其流速比等。
现在关于同轴喷射流的形成机理比较一致的说法就是处于喷丝头端部的复合液滴在电场作用下芯层液体表面的电荷迁移到壳层液体表面，故增加了其所带的电荷量。随后受高频拉伸产生能够传递到芯层液体的黏性应力，芯层液体在这种应力作用下沿轴向被快速拉伸形成复合喷射流。Lopez-Herrera等[文献11]对同轴电喷进行了初步理论分析，发现内外层中电场弛豫时间较短的液体会成为驱动液体。驱动液体的流速决定了电纺的电流，电流与驱动液体流速的平方根成正比，该结果与传统电喷实验大致相同。此外，由同轴射流分裂产生的液滴直径与液体的黏度、内外层液体的流动速度以及驱动液体是内层还是外层密切相关。从目前的研究来看，影响同轴喷射流的主要因素如下。
（1）纺丝溶液的物理性质。纺丝溶液的物理性质包括各层溶液的电导率、介电常数、界面张力、黏度等。Lopez-Herrera[文献11]等研究了以EG（ethylene-glycol）为芯层液体外面包覆Somos溶液的同轴电纺，发现同轴喷射流所带电荷仅仅依赖于一种液体的流速，在喷射流的形成过程中称这种液体为驱动液，流体所带电荷量与驱动液的流速成正比。在同轴静电纺丝的体系中，外管纺丝溶液的黏度要足够大，使其具有足够大的表面张力可以与电场力相平衡，而在这种平衡力的作用下喷丝口处形成稳定的液滴，进而形成Taylor锥。同时，内管纺丝溶液的黏度则不能太大，否则会使整个体系的黏度增加导致表面张力太大，在电场中不能形成Taylor锥。
（2）内外两层溶液的相容性。内外两种溶液相容性较好的，容易在界面处相互渗透，但是由于时间短，溶液不会完全互溶，另外相容性增大了界面剪切应力，有利于芯液在纤维内连续分布。
（3）内外层液体的流速。同轴静电纺丝时，内外层液体应有各自的适当流速。如果内层纺丝液流速过快，它就会突破外层纺丝液的包覆；如果外管纺丝液的流速过快，它就会单独进行纺丝，不能形成连续的核／壳结构的喷射流。通常情况下外层液体的流速要大于内层液体的流速。
过去几年针对具有不同芯层及壳层材料的同轴共纺纤维的研究表明，纤维芯层溶液的黏度、流速与浓度是影响芯壳纤维直径分布、芯层厚度、包裹效率以及芯层可溶性物质释放速率的主要因素。然而目前各参数与纳米纤维的结构关系尚不完全清楚。
3 芯 / 壳结构纳米纤维的应用现状
虽然同轴静电纺丝与传统的静电纺丝装置相比仅仅对喷嘴进行了改进，但却能制备出具有特殊结构和功能的复合纳米纤维。研究者在过去几年中利用同轴静电纺技术已成功制备了至少4种类型的复合纳米纤维。（1）将功能性物质涂覆在纤维表面或对表面进行功能性改性；（2）在纤维加工过程中掺入功能性物质对纤维进行改性；（3）两种组分内外结合而形成功能复合纳米纤维；（4）除去核 / 壳结构纳米纤维的芯层而形成的中空纳米纤维。这些复合纳米纤维在组织工程、药物包覆缓释、催化、增强等领域有潜在的应用价值。
3.1 组织工程用
静电纺纳米纤维膜由于在结构和尺寸上与天然细胞外基质相似，因此可作为支架材料促进细胞的黏附、生长、分化。最初几年间人们用像PLA、PLGA、PCL这类合成并可生物降解的脂肪族聚酯来构建纳米纤维细胞生长支架。这是由于它们具有良好的加工性和机械性能。然而合成的聚合物纳米纤维缺少天然聚合物的细胞识别点，细胞亲和力差，并且酸性降解产物对细胞有毒害作用。
理想的支架材料是像胶原、丝素之类的天然生物材料，但这类材料的一大缺陷就是机械性能差。因此人们尝试将合成材料作为芯层，天然生物材料作为壳层同轴电纺制备具有优良性能的复合纳米纤维。比如将纳米羟基磷灰石（HAP）的悬浊液为内核、丝素蛋白溶液为外壳的同轴静电纺[文献12]，这种复合纳米纤维膜中含有大量的HAP物质，提高了其矿化能力。还有研究者[文献13]以胶原为壳层材料、PCL为芯层材料的同轴复合纳米纤维支架，并观察细胞的生长活性。并将同轴电纺复合纳米纤维支架、胶原涂覆PCL支架和胶原 / PCL共混支架三者相比，结果表明同轴电纺复合纳米纤维支架上的细胞能够深入到同轴膜的孔隙并在层间自由生长，而在涂覆膜与共混膜中细胞生长只停留在膜的表面，说明同轴电纺支架更能促进细胞的生长。
3.2 药物包覆缓释
静电纺纳米纤维膜在生物医学上的另一个应用就是作为药物载体。利用传统静电纺丝法简单地将药物或活性物质与载体材料相混合纺丝的前提条件包括：（1）药物或活性物质必须能够静电纺；（2）药物材料与载体聚合物之间具有好的物理化学相容性；（3）有机溶剂不能对药物产生毒害作用。除这些限制外，共混静电纺丝法还会使药物分散不均匀，易出现暴释现象。
而采用同轴静电纺丝法制备核 / 壳结构的复合纳米纤维膜能够克服这些不足，这是由于内核对药物或活性物质的包覆作用可防止它们暴露在有机溶剂中。即使在恶劣的环境中也能保持稳定；从而使药物均匀分散并能达到持续输送释放的目的。而且对纤维表面进行改性时也不会影响到内核的材料及所负载的活性物质。因此，将药物、蛋白质、生长因子、DNA等活性物质加入到芯层材料溶液中，通过同轴电纺得到核 / 壳结构的复合纳米纤维膜在控制释放方面有着广泛的应用。有研究者[文献9]将牛血清蛋白（BSA）溶于PEO水溶液作为内核溶液，以PCL的DMF溶液作为外层溶液同轴电纺制备了可控BSA释放的纳米纤维膜，BSA的释放在同轴电纺膜中可实现零级释放。Zhang[文献13]等将荧光标记的BSA与PEG共混溶于三氟乙醇中作为芯层材料SUPCL进行同轴电纺，BSA持续释放的时间可达5个月。与BSA、PEG、PCL的共混电纺纤维对比，发现核 / 壳结构的复合纳米纤维能有效地阻止BSA的突释现象。还有研究者[文献15]以PCL的氯仿 / 乙醇溶液为外管溶液，直接以小分子药物庆大霉素水溶液和白藜芦醇乙醇溶液为内管溶液，通过同轴电纺得到的复合超细纤维膜，可以持续地释放2种药物，并避免突释现象。
3.3 中空纳米管
由于中空纳米纤维比一般的纳米纤维具有更大的比表面积，因此它在催化工业、传感器、水净化、储氢工业等领域有着广泛的应用。与传统的模板法和分子自组装法相比，同轴静电纺丝技术可以一步制得中空纳米管。其制备原理一般是将易溶解或易挥发的物质（如矿物油、甲基硅油等）作为芯层，以高聚物溶液为壳层同轴电纺后再以溶解或加热的方式除去芯层即可得到中空纳米管。Xia[文献15―16]等研究了以矿物油为内管纺丝液，以PVP / Ti（OiPr）4混合溶液为外管溶液同轴静电纺丝制得核 / 壳结构的复合纳米纤维。用辛烷溶去矿物油，500℃高温煅烧除去PVP即可制得具有高强度、高刚度的中空TiO2纳米管。利用同轴电纺法不仅可制得单孔道纳米纤维，还可制备多孔道纳米管。Zhao[文献17]等利用自行设计的多孔道同轴电纺装置，并利用PVP / Ti（OiPr）（壳层）和矿物油（芯层）制备了多孔道微米管，孔道数量可多达5～6个，如图2（d）所示。这种特殊结构的管状物一般用于人造血管、多组分药物缓释和催化剂等方面。
3.4 难纺聚合物的纤维化
由于材料的分子量和溶解性的限制，并不是所有材料都可利用静电纺丝来纺制成纤维。同轴静电纺丝技术的出现可在一定程度上弥补这种不足。将易纺聚合物作为壳层，难纺或不能纺的无机物或有机物作为芯层，在外层液体作用下芯层物质被纺成纤维。一般纺丝过程中壳层聚合物起到模板的作用。PDT由于分子量低不能单独进行静电纺丝形成纤维。据报道Sun[文献18]已成功纺制PEO / PDT核 / 壳结构复合纳米纤维。有研究人员[文献19]研究了刚性多糖类同轴电纺复合纳米纤维的情况，以PEO为同轴电纺的外层纺丝液，壳聚糖、海藻酸或透明质酸配制成的水溶液为内层纺丝液，通过同轴电纺制得外壳为PEO、内核为刚性多糖的核/壳纤维。纤维外壳PEO组分被萃取后，与单轴电纺法制得的刚性多糖纤维相比，同轴电纺可以保持最终纤维结构的完整性。褐藻酸是一种生物相容性好的聚合物，但可纺性差，Diaz[文献20]等以PEO为外壳，褐藻酸溶液为芯层，利用同轴电纺技术制备了核 / 壳结构复合纳米纤维。钙离子扩散到芯层引起褐藻酸的交联，去离子水溶去外层的PEO可得到交联型褐藻酸纳米纤维。
3.5 其他功能性复合纳米纤维
利用同轴静电纺技术不仅可以制备表面功能化的纳米纤维材料，还可将功能性材料包裹在纳米纤维内部，以起到持久发挥功效的作用。有研究者[文献21―22]利用此方法将自组装的FePt磁性纳米颗粒包裹在PCL中。通过透射电镜观察发现，当调整芯层液体流速时可以得FePt磁性纳米颗粒沿纤维轴的不同排列情况。虽然纳米颗粒的纤维形不是十分连续，但连续度仍可达3000nm。磁性纳米粒子包覆在纳米纤维中赋予了纤维优异的磁性能，使其在电磁材料方面有着潜在的应用价值。还有研究者[文献23]以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶胶 / 钛酸四正丁酯（Ti（OC4H9）4）为外层纺丝液和PVP溶胶 / 银颗粒为内层纺丝液，以同轴静电纺丝法制备了银填充的TiO2中空纳米纤维前驱体。然后将双组分纤维在200℃下热处理去除乙醇与表面吸附水后，再在600℃下煅烧处理，得到在内表面上沉积银颗粒的TiO2纳米管。与Ag / TiO2纳米纤维、TiO2纳米中空纤维、TiO2纳米纤维及TiO2纳米粉体相比较，Ag颗粒填充的TiO2纳米中空纤维在光分解亚甲基蓝上表现出了更好的光催化性能。
4 展望
同轴静电纺丝法制备芯/壳结构复合纳米纤维已被证明是一种简单有效的方法，且由该技术制备的芯 / 壳结构复合纳米纤维等已在诸多领域显示了广阔的应用前景。虽然现阶段同轴静电纺丝的研究已经取得了一定的突破，但目前该技术理论研究尚不完善，如何得到连续均匀的复合一定比例要求的芯 / 壳结构复合纳米纤维有待进一步解决，另外同轴静电纺丝装置的生产效率较低，不能满足大规模生产应用，纺丝的规模化生产也是今后研究的重要内容。
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流体静力学方程的应用范文篇5
关键词：重症患者；深静脉血栓形成；分级加压弹力袜；间歇充气加压泵
由于重症患者长期卧床、约束、血管损伤和（或）血液高凝状态等因素，重症患者是发生深静脉血栓的高危人群，因为病情、检查方法等因素不同，重症患者深静脉血栓发生率（10%～90%），差异很大[1～3]，危重患者一旦出现深静脉血栓形成会增加其他并发症的发生，可危及生命[4]。ICU危重患者通常被认为存在抗凝治疗的禁忌证，为了避免使用药物抗凝增加出血风险，近2年来我院联合应用分级加压弹力袜和间歇充气加压泵在预防深静脉血栓形成方面取得了较满意的成效，大大降低了深静脉血栓的发生率，现报道如下。
1资料与方法
1.1一般资料将我院2013年5月～2015年5月入住ICU的60例危重症患者按入住先后顺序分成两组，即对照组予常规护理及使用分级加压弹力袜，观察组在对照组的基础上联合应用间歇充气加压泵。对照组30例，男16例，女14例，年龄38～85岁，其中颅脑外伤术后患者10例，髋关节置换术后患者3例，膝关节置换术后患者2例，多器官功能衰竭患者4例，脑出血患者6例，药物中毒及其他病种患者5例。观察组30例，男18例，女12例，年龄36～88岁，其中颅脑外伤术后患者9例，酮症酸中毒患者3例，髋关节置换术后患者5例，膝关节置换术后患者3例，多器官功能衰竭患者3例，脑出血患者5例，药物中毒及其他病种患者2例。既往有血栓栓塞性疾病、肿瘤、长期运用抗凝治疗及入住ICU少于3d者，均未纳入研究，两组患者在病情、治疗方法及一般资料方面比较差异无统计学意义。
1.2方法
1.2.1对照组给予患者抬高下肢、按摩双下肢、双下肢交替做屈伸运动、定时协助或督促翻身、温水泡脚、下床坐轮椅等常规预防下肢深静脉血栓形成的方法的同时，予使用分级加压弹力袜。患者入住ICU当天，即测量大腿根部周径，然后测量小腿最粗部分周径及脚踝（脚脖子最细处）周径，根据测量结果选择合适型号分级加压弹力袜。大腿周径≥62.5cm选用长型弹力袜或连，小腿周径≤31.5cm选小号，小腿周径31.5～39.6cm选中号，小腿周径>39.7～46.51cm选大号。因正常人的下肢静脉压力自上而下是逐渐增加的，分级加压弹力袜是通过在脚踝部建立最高支撑压力，顺着腿部向上逐渐递减，在腓肠肌减到最大压力值的70%～90%，在大腿处减到最大压力值的25%～45%，压力的这种递减变化可促使下肢静脉血回流，起到支持下肢静脉并促使下肢静脉血液回流，以利于有效地缓解或改善下肢静脉和静脉瓣膜所承受的压力，使静脉功能不全的临床症状得到明显的改善。要特别注意，不能向下翻折分级加压弹力袜，防止在袜的近心端有弹力圈，以避免近端压力太大，影响静脉回流；足趾洞与足趾平齐，确保足趾活动自如；密切观察下肢周径的改变，及时调整分级加压弹力袜型号。
1.2.2观察组在对照组的基础上联合应用间歇充气加压泵（珠海市普天医疗器械公司的PT2060气压式循环促进仪，由主机1台、气压接管1付和四腔袖套、腿套各1付组成）与分级加压弹力袜。按对照组方法选择合适分级加压弹力袜，将合适型号压力腿套（型号选择与弹力袜选择要求一致）套在患者的双下肢，连接间歇充气压力泵，开启间歇充气压力泵，保持一个较低气压20mmHg（1mmHg=0.133kPa），待2min后患者适应腿套压力后，逐渐将压力调至45～80mmHg，加压15s，减压45s，连续使用24h后，然后2次/d，每次应用2h，一直应用到患者转出ICU。注意压力腿套应由下肢足踝开始自下向上包绕，松紧以容纳1指为宜。在使用过程中注意防止压力腿套松脱；密切观察肢体皮肤温度、颜色、足背动脉搏动情况。
1.3评价标准所有患者于接受治疗后3～10d内使用Du3型高分辨率彩色多普勒超声，行双下肢深静脉血管超声检查。加压超声纵切和横切血管不可压迫，血流及声音消失，显示静脉内有血栓形成，为超声诊断静脉血栓形成的标准，记录双下肢深静脉血栓发生的部位。彩色多普勒（Doppler）超声检查深静脉血栓是一种简洁实用的检查技术，被誉为无创伤性血管造影，诊断下肢深静脉血栓的敏感性和特异性超过90%[8～11]。
1.4统计学处理数据采用SPSS16.0软件进行统计学处理，计数资料采用χ2检验。P
2结果
两组患者深静脉血栓形成发生情况比较差异有统计学意义，观察组深静脉血栓形成发生率明显低于对照组（P
3讨论
分级加压弹力袜是使用特定材料特殊编制成的弹力袜，是根据人体生理学原理，精心设计自下而上的压力系统，即产生踝部18mmHg、小腿18mmHg、膝盖8mmHg、大腿10mmHg、大腿根部8mmHg的压力梯度，能对腿部肌肉起到细致的按摩功效，并向静脉管壁有效传递适度压力，对抗静脉血液淤滞、高压状态，促进静脉血液回流，有效加速下肢血液流动达138%，还能对静脉给予有效的压力支持，减少静脉内径。循序的挤压，可以促使肢体产生搏动性血流，提高下肢回心血流速度，改善肢体血流缓慢现象，能引起血流动力学改变，增加纤溶活性，防止凝血因子的聚集及对血管内膜的粘附，从而有效预防下肢深静脉血栓形成。郑雪玲等在预防深静脉血栓形成的过程中，运用加压弹力袜，通过弹力作用刺激小腿肌肉加速静脉回流，使用简单廉价。间歇充气加压泵用包绕腿部的气囊规律性地充气放气顺序压迫腿部，采用梯度压力，分别对踝部、小腿和大腿产生45、30和20mmHg的压力，使下肢血流速度增加240%，把淋巴水肿以及一些引起疼痛、不舒服的代谢物质挤到主循环里清除掉，改善局部组织代谢的内环境，增加内源性纤维蛋白溶解活性，能有效减少下肢深静脉血栓形成的总体发病率。卢伟杰等对40例下肢手术患者单独使用间歇充气加压泵预防下肢术后深静脉血栓，发现间歇性充气加压泵能明显减少下肢术后深静脉血栓形成的发生。本研究结果显示分级加压弹力袜与间歇充气加压泵联合应用比单独应用加压弹力袜更有效地加速下肢静脉回流，有效减少下肢深静脉血栓形成的总体发病率，但对高风险患者仅用机械性疗法疗效尚不能肯定。此方法无药物的不良反应，且经济方便易被患者及家属接受。
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流体静力学方程的应用范文
关键词：静电冷却；干式切削；钛合金
1.引言
美国的统计数据显示，与切削液使用有关的花费约占总制造费用的16%，是刀具费用的3～4倍。德国汽车制造业的调查数据显示，把切削液和有关设备费、能耗费、处理费、人工费、维修费、材料费都加在一起达到全部工件加工成本的7%～17%，而全部刀具费用仅为总制造费用的2%～4%。干式切削技术是为适应全球日益高涨的环保要求和可持续发展战略而发展起来的一项绿色切削加工技术。目前德国、美国和日本等工业发达国家把这项技术已成功应用到生产领域。干式切削的方法有：高速干式切削、低温冷风切削、液氮冷却切削等，静电冷却干式切削便是其中的一种。
2.静电冷却干式切削装置
2.1.汤森放电理论
气体中的载流子是离子和电子。由于在正常压力和温度下，外界电离因素（热、光和辐射等）所产生的载流子极少，空气中1cm3体积中，1秒中仅产生4～6对。无外加电场时，这些载流子会因复合而消失，当外加极弱电场时，除一部分载流子仍有复合而消失外，另一部分漂移到电极上而被中和，漂移到电极上的电子与电场强度成正比，此时气体内的电流密度正比于电场强度，符合欧姆定律。进一步提高电场强度，这时电离因素所积累的能量将逐渐增大，当电场强度增加到一定的强度，离子积累的能量大到与气体分子碰到时足以使它离解，被碰撞分子离解为正离子和电子。由于载流子增多，电流不再保持恒定而迅速上升，新形成的离子和电子在电场作用下积累能量，再碰撞分子，产生新一代的载流子。这样，整个电离过程像雪崩似的发展下去，载流子数激增，因而气体内的电流无限增加。此时，空气失去绝缘性能而被击穿。
2.2.静电冷却装置
静电冷却干式切削的实质在于向切削区域输送经过放电处理的空气。空气经过空气压缩装置加压后以适合的速度通过静电冷却装置，使空气离子化、臭氧化。然后通过传输系统把电离空气送到切削区，在切削点周围形成特殊气体氛围，既降低切削区的温度，又能在刀具与切屑、刀具与工件接触面上形成起作用的氧化薄膜，并使被加工表面呈压缩应力。
静电冷却装置由供电电源装置、空气压缩装置、静电场装置、电离空气的传输系统、喷嘴等组成。（见图1）
3.静电冷却作用
常规切削加工中，切削液的作用机理有：冷却作用；作用；清洗作用；防锈作用。静电冷却技术具有：冷却作用；作用；表面钝化；清洁作用；切屑断裂和导出等。
3.1.冷却作用
由于存在带电离子，经过放电处理的空气的冷却作用远高于普通空气。向切削区域输送空气的温度介于-10℃～-20℃之间，当空气流直接冷却和被加工材料遭受破坏所需要能量减少时，产生温度下降。在温度下降时会出现列宾捷而效应。
3.2.作用
作用主要取决于切削过程中存在臭氧和离子被摩檫表面所吸收并同其化学键结合而形成为边界薄膜。薄膜厚度介于数百到数千nm之间，其抗剪强度略高于流体动力油，但远低于金属。
3.3.表面钝化
由于物理——化学等离子体活性组分发生反应的结果，而切削区域的物理——化学等离子体是在高温分解转化过程中，在伴随有氧气以及存在高剪切应力和外激电子发射条件下出现的。因为臭氧、氧和各种成分的带电离子有足够高的浓度，钝化过程可以更高速度进行。
3.4.清洁作用
清洁作用是指零件被加工表面和刀具清除切削区域碎屑、碳化物和非金属夹杂物的能力。静电冷却的清洁作用相当显著。
3.5.切屑断裂和导出
对切屑形成过程控制，不仅可以通过改变切削参数和刀具几何角度来实现，也可通过改变静电冷却装置的工作规范和该装置的喷嘴对刀具和工件的位置来实现。
4.静电冷却干式切削钛合金的试验及分析
试验数据
试件：BT20钛合金（近α钛合金）
刀具：YD15外圆车刀
仪器和设备：车床，静电冷却装置
试验方法：在同样的切削参数下，对切削液冷却和静电冷却的试验数据进行分析比较
试验表明：在静电冷却干式切削条件下，选用切削性能先进的新型刀具材料，合理的刀具几何参数和切削用量，对钛合金的切削加工达到了常规切削。提高了刀具耐用度、生产效率、降低了生产成本。尤其在高速精加工中效果更加明显。
5.结束语
静电冷却技术从源头上解决了切削液污染环境和危害工人健康，又减少了资源和能源消耗的弊端，较好的解决了生态环境、技术与经济间的协调关系与可持续发展。静电冷却技术亦为难加工材料切削技术的发展，增添了探索途径。
参考文献：
流体静力学方程的应用范文篇7
【关键词】教学流程;活跃的思维;动静结合
个人认为课堂投入了孩子才能真正走近数学、喜爱数学，才能让数学外延到老师所不能看到的课外，让孩子学到课堂所学不到的数学知识。课堂的时间是有限的，但对数学的喜爱是无限的。
在每节课我都会有2-3分钟评价孩子的课堂表现，把上课表现好的孩子的名字记下来，然后发飞信告诉他们的爸爸妈妈。课后还能得到一枚五角星。孩子上课非常的活跃，师生关系融洽。常常会有孩子课后跑来给我做脑筋急转弯，会有孩子跑来告诉我妈妈给她买了她最喜欢的小白兔，更有家长发飞信告诉我女儿的理想已经从做的一个画家变成了当一名数学老师。这无疑对于我来说是一种鼓励。但是考试的成绩却不如人意。从中我进行了反思：热闹的课堂并不是真正的活跃，静静的课堂中也有活跃的思维！静静的思考更是一种激烈的思维过程，它内涵丰富多彩，足以让每一个孩子收获甚丰。
一、教学流程张弛结合，在静静的思考中体会数学美
过于活跃的气氛，学生常常关注的更多是表面形式，容易产生浮躁自负、注重外在表现的心理，不能从内心体会数学美，更不可能对数学产生真正的兴趣。数学教学要培养学生的数学意识，发展数学能力，体验数学的美。在流程安排上，就要注意适时动静结合，张弛有度。既要创造活跃的课堂气氛，张扬学生的数学个性，也要给予学生静静的学习和思考时间，让学生在静静的学习与思考中不断完善数学思维品质，体验数学的思想方法。
在实际教学中，每次不妨安排几分钟让学生独立完成数学作业，边做作业边静静地思考，自行解决数学问题，这时不要给予学生太多的关注，相信他们能通过自身的努力完成任务，只给一些确有困难的学生个别提示与帮助，使课堂真正拥有一方“静土”。当组织了激烈而紧张的辩论后，不妨安排几分钟让学生静静地思考和疏理收获的成果，或拿起笔以书面的方式概括结论，进一步深化和巩固所学知识。在合作讨论时，既要引导学生积极发表见解，勇于参与小组学习，同时也要引导学生学会静静地倾听别人的意见，在静静地倾听中学会理解和欣赏别人的不同意见，学会善于从相互的交流与倾听中开拓自己的视野。
二、问题引领，在静静的思考中顿悟数学问题
在课堂中提出问题后，不要急着给予过多的解释与引导，而要留给学生一定的思考时间。可以让学生带着问题一起进入分析情境。当学生在学习中遇到困惑和疑问时，教师要善于“卖关子”，而让学生先行深入思考，即要有意识帮助学生创造“最近发展区”。课堂中的沉默，恰如书法艺术中的布白，有时是一帖思维清醒剂，在静静的思索中加深学生对数学问题的领悟能力。
有时候，当课堂气氛过于活跃时，当学生沉湎于“小手直举，小口直开”的状态时，不妨给他们浇浇泠水，让他们静下心来再细细地思考：我考虑的数学问题已经全面了吗？我是不是已经考虑了足够多的因素？问题有没有更好的解决办法？热闹的场景，往往会造成学生过于浮燥的心态，急于求成，急于表现自己。而学会冷静的思维，才是数学教育成功的真谛。
三、学习方式倡导自主，在静静的思考中探索数学问题
在实际小学数学教学中，我们总是能够见到讲课教师在一节课结尾时，用课件出示一些相应的练习题，指名叫学生口答，可是这样的应用效果又有多大呢？这值得我们教师去深深的思考。其实，每次我们不妨安排几分钟，让学生们独立完成数学练习题，让他们边做边静静地思考，自行解决数学问题，这时不要给予学生们太多的关注，相信他们能够通过自身的努力完成这项任务，只给一些确有困难的学生些许个别提示与帮助，使小学数学课堂真正能够拥有一方“静土”，积极营造出学生们需要的安静的思考空间。当学生们做完数学练习题后，引导他们积极相互交流答案及做法，再次让学生们动起来。由于有了思考的时间，学生们发言一定会十分积极，解题方法也会出现多样化，从而增强他们的知识应用能力。
热闹的课堂不一定都是真正活跃的课堂，静静的课堂中也有着积极活跃的思维！我们只有将静和动有机统一结合起来，才能共同创造出小学数学课堂教学活动和谐的共振，达到心随我“动”，“静”彩无限的良好教学效果，让整个小学数学课堂充满魅力，变得更加完美，从而不断提高学生的学习能力和数学成绩。
流体静力学方程的应用范文篇8
【关键词】静压隔断技术；高层建筑；热水采暖；技术应用
由于我国对于城市的采暖工程基础设施的建设时间较短，技术水平相对较为落后，尤其是在高层建筑越来越多的今天，水静压力问题对于热水采暖系统的正常运行影响更大，传统的暖通工程技术已经远远不能满足现代高层建筑的热水采暖需求，为了解决水静压力这一问题，暖通工程设计人员采取各种措施与技术来完善高层建筑热水采暖技术。但这些暖通技术在解决水静压力问题时，并不能表现出较强的适应性、经济性与合理性，很多技术会增大高层建筑热水暖通系统的工程成本，对水静压力问题的处理也不够完善，且会使热水暖通系统过于复杂，不利于日常维护与管理，若系统出现故障，也很难对其进行维修和处理。为此，高层建筑热水暖通系统在解决水静压力这一问题上，仍然存在很大技术发展空间。现笔者主要针对目前应用范围较广的静压隔断技术在解决水静压力问题中的应用进行探讨。
1、静压隔断技术在高层建筑采暖系统中的应用
静压隔断技术是目前在高层建筑采暖系统中对于解决水静压力所带来的一系列影响与问题时的一种较为完善的技术方法。笔者在对其应用进行深入了解与分析后，总结出当前较为常用的几种静压隔断技术，并分析了其各自的应用机理与方法，具体分析如下所示：
1.1双水箱或单水箱分层式采暖系统
双水箱系统由于其高区静水位高于供热给水管网压力，因而通过加压泵把采暖给水提升到系统给水箱；单水箱系统则把热水提升到系统高区供水水平干管最高点以上，从而具有一定的压头。两种系统分别借助于给水箱和回水箱的水位差产生的压力和系统最高点压头进行水循环。在该类型系统中，回水利用连接回水箱上部的溢流管以非满管流动的形式与供热管网回水管连接，从而达到水静压隔断的目的。由于采用了开式水箱和非满管流的溢流管，很容易使空气进入采暖循环水中，从而增加了采暖系统氧腐蚀的因素。开式水箱占据了建筑物空间，减少了建筑有效利用面积。
1.2加压泵、减压阀分层式采暖系统
在系统高区供水管路上设置了加压水泵，通过加压水泵把热水提升到系统水平干管最高点具有2～5mH2O的水头，系统借助该水头进行水循环，以达到采暖的目的。同时，回水一侧的多余静压通过减压阀或调节阀装置而被消除，实现高低区静压的隔断。用于隔断高区与低区静压的压力调节阀或减压阀，应同时满足以下三个条件：阀前压力应使高区各部位压力高于大气压，应具有正常运行所需的壅水高度；阀后压力应与低区该处的压力相近；压力调节阀的流量应与高区计算流量相等。
然而根据压力调节阀的流量、压差、额定流量系数存在的关系，当压差满足壅水高度（通过壅水阀的节流作用，来抬高阀前管网的测压管水头，使高区呈充水状态，此时的阀前测压管水头高度称为壅水高度）要求时，流量不一定满足额定流量的要求。压差与流量的关系曲线比较陡峻，这就增加了阀的选择难度，很难找到合适的型号与规格。
1.3无水箱直连分层式采暖系统
该系统采用一种类似旋流器的能量转换与消耗机构—排气断流装置—实现回水静压隔断。系统高区必须为下供上回式；系统高区运行所需的作用压力，由加压泵提供；在回水最高点设置了一只排气断流装置。系统运行时，加压泵将室外网路供水加压送至散热器放热后，供暖回水进入排气断流装置，然后以溢流管的形式返回到回水干管中去，依靠非满管流动与热网回水相隔绝。采用“倒流”式系统，有利于排气，并且消除了垂直失调现象。但是，当计算流量过大时，造成旧区原有多层建筑及低区系统的倒空。超压时，会发生断流器溢流情况，污染环境；氧腐蚀现象只是缓解，并没有完全消除；采用“倒流”式系统，将多耗散热器，经济性不佳，并且系统形式极大地限制了旧系统改造的适用性。
1.4通气立管直连分层式采暖系统
该系统立管静压力切断装置是在立管内加装一个为水流提供流动边界条件的部件和U形水封。该装置通过对其内管冲大气形成稳定的空气柱，这个空气柱必须占管段面积的四分之三，这种情况很难保证。另外，该系统由于在开式系统模式下使用该装置，使得系统氧腐蚀严重。
1.5组合旋流器直连分层式采暖系统
该系统的静压隔断装置以水力旋流器为基本单元，设置上置器、中置器和下置器，三个用导流管和衡压管将其连接，利用水力旋流器气液分离的原理，实现气空间连通，将水的势能转化为动能和克服摩擦消耗，达到水静压隔断的目的；另外，双向水封、补气、排气等辅助构件的设计使装置更加完善，能满足任意条件下的稳定可靠的静压隔断效果。该系统的局部构件的流动特征复杂，目前已采用计算流体动力学（CFD）的湍流模型实现对其流场的数值模拟，并取得了一定理论成果。该静压隔断式热水采暖系统的具体实施方式不受系统形式约束，即可用于倒流式、顺流式系统，也可用于水平串联式系统，因而应用十分广泛。
2、静压隔断技术的研究现状
从上文可以看出，静压隔断技术的多种不同技术方法在高层建筑热水采暖系统的应用中有着各自不同的优势与劣势，但总体来讲，我国的水静压隔断技术在不断的发展与进步，这是一个较为良好的发展趋势，为我国未来的高层建筑的热水采暖技术提供了更多的选择，也为进一步改进高层供暖技术应用现状提供了新的理论实践基础。
就目前的静压隔断技术来讲，主要存在的问题是在解决水静压力带来的影响与问题的同时，静压隔断技术会产生其他的影响，也就是会有新的问题产生，如何才能更使静压隔断技术更加完善，彻底解决高层建筑热水采暖系统中的相关问题，就是未来静压隔断技术研究的主要方向。除此之外，静压技术的适用范围仍需不断扩大，技术应用中所需成本要更经济合理，静压隔断技术要更加可靠，静压隔断技术的理论研究仍需要进一步加强。
流体静力学方程的应用范文篇9
【关键词】静脉留置针；产科分娩
【文章编号】1004-7484（2014）07-4418-02
产妇在输液过程中要吃饭，大小便，频繁的起床活动，分娩时需要双手紧握产床手柄用力，输液部位经常活动，针头易滑脱于血管外造成液体外渗，另外，产妇血液处于高凝状态，加上产妇分娩用力时局部受压引起静脉压力过高导致血液反流，易引起针头堵塞[1]。以往使用的7#金属头皮针，管径较小，不易固定，在手臂活动时针尖易滑脱于血管外造成液体外渗。而静脉留置针由先进的生物材料制成，可以随血管形状而弯曲，无尖刺，不易打折，固定较稳固，不会因为病人手臂活动而刺破血管壁造成液体外渗，达到减少穿刺次数、减少血管损伤，减轻病人痛苦，提高产妇对护士的满意度。
下面本文选取我院于2013年7月至2014年2月收治的120例产妇，对照组60例产妇采用一次性普通输液器进行输液，而试验组的60例产妇使用静脉留置针进行输液。临床观察对比两组产妇在输液过程中针头滑脱于血管外，流速不畅、阻塞情况、一次穿刺成功和静脉炎发生情况，现总结如下。
1资料与方法
1.1临床资料
本次试验选用2013年7月至2014年2月在我院分娩的120例产妇。按照随机分组方式将其分为试验组和对照组。试验组60例产妇，产妇年龄22到40岁之间，平均年龄30.12±1.76岁，进行手背浅静脉一次性静脉留置针输液60例，对照组60例产妇，产妇年龄22到40岁之间，平均年龄31.90±1.99岁，进行手背浅静脉一次性普通输液器输液60例。两组产妇一般临床资料相比，无显著差异性（P>0.05），具有可比性。
1.2方法
对照组60例产妇采用一次性普通输液器进行输液，利用普通的静脉穿刺方法进行输液[2]。而试验组的60例产妇使用静脉留置针进行输液。下面我简单对静脉留置针输液方式进行探讨，第一，选择手背弹性好、粗直的血管进行穿刺，常规消毒，选用医院提供的留置针进行试验，在血管上方大约呈20度角左右的角度入针[3]，在插入针头的过程中速度要尽量慢一点，必须直接刺入血管中，见到回血后降低穿刺的角度，将留置针继续沿着血管前行1毫米-2毫米，使用右手将针芯固定，将针尾适当抬高，之后左手将外套管柄沿着上下左右两侧将针芯全部推入，套管进入到血管后，松开止血带，退出针芯[4]，使用3M透明敷贴固定，调节好静脉滴注的速度。
1.3统计学处理
本次采用SPSS18.0统计学软件进行处理分析，组间比较采用X2检验，P
2.结果
2.1两组产妇在输液过程中针头滑脱于血管外，流速不畅、阻塞情况结果对比
通过对两组产妇在输液过程中针头滑脱于血管外，流速不畅、阻塞情况结果对比，我们发现试验组针头滑脱于血管外的产妇只有1例，所占百分比为1.67%，流速不畅、阻塞情况没有发生，而对照组中，针头滑脱于血管外的产妇有6例，所占百分比为10.00%，流速不畅、阻塞情况的产妇有7例，所占百分比为11.67%，因此试验组产妇在输液过程中针头滑脱于血管外，流速不畅、阻塞等情况明显少于对照组，两组结果对比有显著性差异（P
3讨论
在产妇分娩过程中，通过采取静脉滴注、输血治疗等方式，能够有效地预防产后出血[5]，通过静脉留置针，一次穿刺成功率高，能够及时地对产妇进行输液输血救治，对于在产妇分娩过程中有着积极的作用。本文对照组60例产妇采用一次性普通输液器进行输液，而试验组的60例产妇使用静脉留置针进行输液。临床观察对比两组产妇在输液过程中针头滑脱于血管外，流速不畅、阻塞情况、一次穿刺成功和静脉炎发生情况，结果发现产妇在临床静脉输液过程中，采用静脉留置针的方式进行输液，可以有效地减少在输液过程中出现针头滑脱于血管外，减少产妇出现流速不畅、阻塞情况，因此静脉留置针在产科分娩中有着较好的应用效果，值得在临床上推广应用。
参考文献：
[1]王静，岳崇玉，池旭英.产妇应用静脉留指针的常见问题及防范措施[J].现代医药卫生，2006，22（1）：108-109.
[2]赵桂珍.浅静脉留置针在分娩中的应用[J].全科护理，2009，07（8C）：2196.
[3]朱小红，李莉琼.静脉留置针在产妇分娩中的应用体会[J].家庭护士，2008，06（03）：592-593.
流体静力学方程的应用范文篇10
关键词:化工厂电气接地技术应用
中图分类号:TU276.2文献标识码:A文章编号:1672-3791(2012)07(b)-0007-01
电气接地是指电气设备或设施的任何部位,与大地(土壤)间作良好的连接。正确、适当的电气接地,不仅可以抑制电磁干扰,还可以抑制设备向外发出干扰。但是错误、不恰当的电气接地,会引入严重的干扰信号,导致系统无法正常工作。电气接地技术在现代社会发展进步中的应用越来越多,也越来越重要。
1电气接地的类型
1.1基于安全原因的保护接地
基于安全原因的保护接地是要为了防止化工厂内的电力设施或电子电气设备绝缘受到损坏而危及到正常的生产活动和人身安全,此种接地方式可以消除化工厂在进行生产的过程中产生及积累的静电,能够进行电磁感应而对化工厂内的电子设备的金属外壳、屏蔽罩或屏蔽线外皮进行有效的屏蔽接地。
1.2防静电接地
在化工厂内进行生产活动的过程中,静电产生的危害会在多方面影响着化工厂的正常工作运行。例如:静电会导致化工厂内的生产系统、生产设备、生产工艺过程及所生产出来的产品等等发生不定程度的故障危害,静电会产生一定的高电压而可能造成人身触电,威胁人身安全,产生的静电严重时更有可能会造成很大损害的火灾及爆炸事故。接地是消除静电的最简单和最有效的方法措施,所以要对化工厂内可能会产生静电的所有设备都实施防静电接地,以保护化工厂内的生产活动正常稳定的进行。要根据化工厂内物体的不同类型采取不同的静电接地方式,静电导体要采用金属导体方式直接的进行静电接地,移动式设备及人体要采用非金属导电材料或者是静电材料以及防静电制品进行间接的静电接地。
1.3电子设备的接地
化工厂中的电子设备的接地主要是为了保证和提高电子设备工作的准确,以便于化工厂更好的进行工作运行。化工厂内的高频电压本身并不会对人体产生危害,而且即使化工厂内的电子设备的外壳没有进行接地,而与大地保持绝缘状态的时候,电子设备的外壳与大地形成电容,伴随着频率不断的增高,而形成的电容电抗值将会相对的减少,当频率的数值到达一定的程度时,就相当于是在进行接地。
2接地的原理
接地是一种为方便电流流入大地而提供的低电阻或是低阻抗途径。就实用方面来讲就是在线路或者是电气设备发生某些接地故障的时候为故障电流流回电源提供的一条低电阻或是低阻抗路径。总而言之,接地就是将电气系统、电路及设备等与大地进行很好的互相连接,或者是和范围广泛且能用来代替大地的具有同等效果的金属导体连接,以便于传导电流在大地或具有同等效果的金属导体之间互相来往。电气接地技术可以有效的保护输电线路与变配电设备以及用电设备绝缘不会遭到一定的损坏,在很大程度上保证电力系统的正常运行,防止和避免出现人身触电伤亡的现象,预防发生不确定的火灾事故、防止静电放电产生的一系列危害,防止和避免设备受到雷击的损坏等等。而接地的作用主要是利用接地极把故障电流或雷电流快速自如地泄放进大地土壤中,以达到保护人身安全和电气设备安全的目的。
3化工厂电气接地的技术应用
3.1化工厂接地的因素
化工厂内存有很多易燃液体、气体的设备、储气罐、干燥器、过滤器等等加工存储物品和设备,很容易引起危险事故,一旦发生爆炸和火灾事故,将会使化工厂内的电子设备和人身安全受到严重的影响和危害,必须要采取相对严格的对应接地方法措施,以控制事故的发生及危害,避免造成换工厂的生产损失及人身危害。化工厂内的所有易燃性的液体、气体的设备、干燥器、储气罐、过滤器等都一定要进行适当的接地保护措施。化工厂内的所有可能会产生静电的例如空气压缩机、通风装置、空气管道,特别是局部排风的空气管道等等部位,都一定都要连接成一个连续的导电体,并进行相对应的可靠性接地保护。
3.2化工厂防直击雷技术措施
一般情况下的化工厂内的车间、仓库都是单层框架结构的金属屋面厂房,较为适宜选用避雷带沿屋檐敷设,还应在厂房的各檐角安装上避雷短针以防止和避免雷击。因为化工厂车间、仓库内有许多易燃物品,因而铁板的厚度不能小于4mm,且不可以有绝缘被覆层。在屋面接闪器的保护范围之外的非金属物体要根据相应的实际情况装设上接闪器,还要与屋面防雷装置进行良好的互相连接。每根引下线的冲击接地电阻都一定要小于等于10,防直击雷接地适合与防雷电感应接地及化工厂电气设备接地共用接地装置。
3.3化工厂静电防范接地措施
在化工厂内的生产过程中,静电所造成的危害是多方面的。静电现象会导致生产系统、设备、工艺过程、产品等发生故障,静电产生的高电压会引起人身触电,静电严重时可能会引起火花放电,甚至会造成火灾甚至爆炸事故。对所有会产生静电的设备都应保护可靠接地,化工厂内的静电防范接地措施为:进行静电接地,固定设备与接地线或连接线采用螺栓连接以固定设备外壳;当设备较大时,其接地点至少应是两处,接地点应沿设备均匀布置;皮带传动的机组及其防护罩,都要进行接地;储藏、生产化工物品的房间及场所应设置防静电端子板,所有设备的外壳及防静电地板均应与其连接;应在干燥季节的储藏、生产化工物品房间设置加湿装置,以保证场所的湿润。应根据需要进行静电接地的物体类型而采取不同的相对应的静电接地方式,可以采用金属导体直接进行静电接地、人体和移动式设备需要采用非金属导电材料或静电材料以及防静电制品进行间接静电接地;静电非导体除应间接静电接地外,尚应配合其它的防静电措施。
防爆静电接地报警器主要作为静电接地监测保护,主要用于石油化工、有机化工、加油站、油库付货台、铁路油槽车及液化气装卸等易燃易爆场所。防爆静电接地报警器可以将化工厂易燃易爆化工原料及产品储罐或付油作业过程中产生的静电导入大地,连续自动监测,确保生产和作业的安全。
4结语
在化工厂的生产发展中,不断出现多种先进的接地技术及产品,化工厂的电气接地技术将会得到新的发展进步,希望更多、更安全的电气接地技术在化工厂中得到更好的应用。
参考文献
[1]邢小彦,陈芳,周良忠,等.分析炼化工程中电气接地施工的质量通病及其预防[J].中国石油和化工标准与质量,2011,31(7):40-41.
流体静力学方程的应用范文1篇11
关键词：右美托咪定；静脉泵注；七氟烷吸入诱导；宫腔镜手术；麻醉
妇科宫腔镜手术应用广泛，其有微创、恢复快的优势[1]。宫腔镜手术常用保留自主呼吸喉罩全麻，七氟烷麻醉后苏醒快，为常用诱导剂。但单纯七氟烷吸入诱导达到满意麻醉深度需要较大剂量，可影响血流动力学。右美托咪定可有效减轻手术应激反应，有抗焦虑、镇静镇痛作用，对术中血流动力学的稳定以及减少术后不良反应的发生均有良好作用，多应用于复合麻醉中[2]。本研究探讨右美托咪定静脉泵注联合七氟烷吸入诱导在宫腔镜手术麻醉中的应用，现将结果报告如下。
1资料与方法
1.1一般资料随机将我院2014年3月～2015年8月纳入100例行宫腔镜手术患者作为研究对象，均为子宫内膜息肉者，均自愿接受宫腔镜手术治疗。根据随机数字表法随机分组，每组各50例。其中乙组：患者年龄为25～44岁，平均年龄（32.14±2.67）岁；体重41kg～81kg，平均体重（53.45±10.45）kg；甲组：患者年龄为23～45岁，平均年龄（32.99±2.56）岁；体重40kg～82kg，平均体重（53.26±10.36）kg；两组患者一般数据不具显著差异，不对结果造成影响（P>0.05）。
1.2方法所有患者进入手术室后对静脉通道进行开放，静注0.5mg阿托品。
均采取七氟烷吸入诱导，甲组麻醉诱导前15min以10ml生理盐水静脉泵注，乙组患者麻醉诱导前15min以5μg/kg右美托咪定静脉泵注（用生理盐水稀释为10ml，泵注时间持续10min）。诱导开始时面罩吸入纯氧3min，开启七氟烷蒸发罐，浓度8.0%，以4L/min氧流量对环路进行预充，在CETSev为7.5%时，将面罩紧闭后吸入诱导，嘱患者深呼吸，在意识小时、下颌松弛、脑电双频指数低于60之后，置入喉罩，并在自主呼吸下链接麻醉剂，对七氟烷吸入浓度进行调整，为2%～3%之间，以2L/min氧流量吸入，并调整麻醉机模式为同步间歇指令通气模式，维持脑电双频指数为40～60[3]。
1.3观察指标观察两组七氟烷吸入适应性（是否挣扎、抗拒等）；观察血流动力学指标HR、MAP和SpO2的变化（时间为右美托咪定泵注前T0、泵注后5minT1、意识消失时T2、喉罩置入后1minT3。插入喉罩时CETSev、并观察呼吸抑制、体动等并发症发生率。
1.4统计学处理本研究数据均采用SPSS18.0软件进行统计学处理，血流动力学指标均为计量资料，以（x±s）表示，采用t检验，呼吸抑制、体动等并发症为计数资料以百分率（%）表示，采用？字2检验，P
2结果
2.1七氟烷吸入适应性两组吸入七氟烷过程均未出现挣扎、抗拒或中断现象，均有良好适应性。
2.2血流动力学指标变化甲组意识消失时MAP跟诱导前比较显著降低，乙组右美托咪定泵注后5minHR显著降低，数据间有统计学意义（P0.05）。
2.3插入喉罩时CETSev和麻醉不良现象乙组插入喉罩时CETSev为2.01%±0.42%，明显低于甲组2.78%±0.79%，乙组体动（10.0%）明显低于甲组（34.0%），数据间有统计学意义（P0.05）
3讨论
基于七氟烷麻醉诱导的保留自主呼吸喉罩全麻在宫腔镜手术麻醉中比较多用，优势突出，有诱导特点平稳、麻醉后苏醒快速等优势，且喉罩置入简单、迅速，无需应用喉镜，可避免刺激咽喉和气管，减少延后疼痛和声音嘶哑现象出现，跟气管插管全麻比较，其麻醉深度较浅，可减少体动、呛咳等现象发生[4]。但单纯七氟烷麻醉吸入浓度较高，时间较长，可影响血流动力学，将其跟合适药物联用可降低吸入量和吸入时间，但麻醉期间联合阿片类镇痛药物和咪唑安定等效果均不理想，作为选择性α2肾上腺素能受体激动剂，右美托咪定抗焦虑、镇痛和镇静效果显著，其不会引发呼吸抑制，具有血流动力学稳定作用，唤醒能力强，可减少苏醒期不良反应。
本次研究表明，5μg/kg右美托咪定静脉泵注联合七氟烷吸入诱导在宫腔镜手术麻醉中的应用可确保患者自主呼吸保留情况下完成喉罩置入，麻醉效果较好，对循环系统影响小。
参考文献：
[1]张贝贝，朱慧慧，李超伟，等.右美托咪定静脉泵注联合七氟烷吸入诱导在宫腔镜手术麻醉中的应用[J].山东医药，2014，13（30）：71-73.
[2]王克胜.右美托咪定静脉泵注联合七氟烷吸入诱导在宫腔镜手术麻醉中的应用效果[J].中国社区医师，2015，24（8）：58-58，60.
流体静力学方程的应用范文篇12
【关键词】离子敏传感器光线传感器静电传感器料位传感器
在火力发电厂的电力生产过程中，必须保证热力设备系统的安全经济运行，这就要求能准确、及时地分析和监督设备中使用工质（水、汽等）的主要参数和品质。随着电力工业的发展，高温、高压、大容量机组越来越多地进入电厂的生产行列。水处理设备、工艺不断革新，自动化技术也引入到水处理工艺和水处理控制的自动调解中，所有这些对分析的准确性和及时性都提出了更高的要求[1]。另一方面，我国仪表工业发展很快，提供了越来越多的可供选用的成分分析仪表。
1离子敏传感器的应用
离子敏传感器的敏感膜的作用是选择待测离子，是接受器；换能器的作用是将待测离子的活度转换为电信号。敏感膜和换能器是化学传感器的关键，器形式决定了离子敏感期的类型。因此，可以根据敏感膜和换能器将离子型传感器分类。按敏感膜分类有：玻璃膜式、固态膜式、液态膜式离子敏传感器；按换能器分类有：电极型、场效应管型、光导纤维型、声表面波型离子敏传感器[2]。
其中玻璃膜和固态膜类型应用最广泛，最易于各种换能器结合；而再换能器中，离子选择电极应用最广。但目前发现最多最快的是场效应管型离子敏传感器。这一方面得益于近年来飞鼠发展的硅半导体制造技术，另一方面，由于这种传感器性能可靠，应用方便，易于集成化，因而很受欢迎[3]。在电厂中利用离子敏传感器原理建立起来的仪表，最常见的是pH计和pNa计。
2光线传感器的应用
光线是20世纪后半叶的重要发明之一。它与激光器、半导体光电探测器一起构成了新的光学技术，即光电子学新领域。光线的最初研究是为了通讯；由于光线具有许多新的特性，因此，在其他领域也发展了许多新的应用，其中之一就是构成光线传感器。
光纤传感器以其高灵敏度、抗电磁干扰、耐腐蚀、可挠曲、体积小、结构简单、以及与光线传输线路相容等独特优点，受到世界各国广泛重视[4]。现已证明，光线传感器可应用于位移、振动、转动、压力、弯曲、应变、速度、加速度、电流、磁场、电压、湿度、温度、声场、流量、浓度、pH值等70多个物理量的测量，且具有十分广泛的应用潜力和发展前景。
3静电传感器的应用
采用静电传感器对气力输送管道中煤粉颗粒的质量流量进行在线测量是一种极具前景的测量方法，具有很高的研究与应用价值。其测量原理是利用气力输送过程中煤粉颗粒产生静电电荷的机理，通过信号采集系统对静电信号进行转换和处理[5]。因此，静电产生原理静电传感器测量系统的基础，静电传感技术的本质就是静电电荷测量技术。
静电法进行煤粉质量流量测量是国际多相流测量领域的一项新技术。采用静电传感器，对处于气力输送管道中各个位置的固体颗粒具有较高的敏感度，适合于在稀相及浓相等各种条件下进行测试。同时，由于固体颗粒的静电粘合特性会使传感区域产生颗粒沉积，这将导致在速度及浓度测试中产生较大误差。从这个角度来说，静电传感器只对管道中运动的颗粒产生反应，测得的浓度值在很大程度上不受颗粒沉积的影响[6]。因此，采用静电传感方法可以有效地避免这种误差的产生。静电传感器的结构设计新颖，易于安装在大口径的气力输送管道中，因此，静电传感器具有广泛的研究与应用的前景。
4料位传感器的应用
料位测量是物位测量中的一个分支。物位是指贮存容器或工业生产设备里的液体、粉粒状固体、气体之间的分界面位置，根据具体用途分为液位、料位和界位传感器。
目前，我国主要是以原煤为发电燃料，大多数电厂锅炉都采用煤粉向锅炉供料。对于直吹式供料的锅炉，煤仓料位高低关系到锅炉乃至发电系统能否正常运行。煤仓料位过满溢出，造成冒煤事故；煤仓料位过低或排空会造成燃烧不稳甚至灭火停机的大事故[7]。对于中贮式供料的锅炉，既有煤仓，又有粉仓，煤仓粉位的控制尤为重要。煤粉仓是燃料的中转站，煤粉是用空气传输的，高热的气体使煤粉进入煤仓中就有了一定的“基温”，一般在70°C左右，其作用是使煤粉有一定的离散性。可是，这个温度使煤粉中的水分快速蒸发并被吸潮管排出仓外，煤粉将越来越干燥，这种煤粉是极易集热，集热的最终结果是燃烧。燃烧加剧周围乃至仓内的集热，周而复始，恶性循环，这样如不能及时的有效控制，其结局将是白白烧掉大量煤粉。据有关资料报道，自燃煤粉约占发电总用煤量的0.5%左右。另外，煤仓煤粉爆炸的损失更大，多年来，煤仓煤粉爆炸事故常有发生，给火电厂造成巨大损失[8]。目前，最经济、最适用的方法是通过可靠的料位传感器对煤仓的煤位和粉位进行监控，使其始终处于最佳中转适控状态，这是火力发电机组安全运行的首要保证。
众所周知，科技进步是社会发展的强大推动力。科技进步的重要作用在于不断用机器（仪器）来代替和扩展人的体力劳动和脑力劳动，以大大提高社会生产力。在电厂中，仪表代替手工分析，不仅仅是为了节省人力、减轻劳动强度、改善劳动条件，它的准确、灵敏、及时、连续等方面也是手工分析无法比拟的，这对现代火力发电厂或是核电站都是十分重要的。
参考文献：
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[2]王化祥，张淑英.传感器原理及应用[M].天津大学出版社，2007，3：1～3.
[3]贾伯年，俞朴，宋爱国.传感器技术[M].东南大学出版社，2007，2（5）：249～256.
[4]熊晓方，王凯睿.分布式光纤温度传感技术及其应用[J].江西电力，2007，3（31）：9～12.
[5]李序.静电传感器在电厂煤粉质量流量测量中的研究与应用[J].沈阳工业大学学报，2002，2：16～28.
[6]何伟仁，王恒，宋增福.传感新技术[M].中国计量出版社，1999，3（1）：3～9.