动力工程能源范文

时间:2023-10-30 17:24:46

动力工程能源

动力工程能源篇1

根据上文的详细阐述和分析,可以对热能动力的装置使用情况有一个详细的掌握,接下来,将针对热能动力工程当中的热能特点以及实际的使用情况,进行研究。

1.1热能的利用

热能在我国许多行业当中都有着广泛的运用,并且,在国民经济当中,也占据了核心的地位。总的来讲,热能的相关利用,在以下几个行业当中最为广泛:a)电力工业,热能动力工程在其中有着非常重要的应用,在核发电、火力发电等装置设备的使用之中,热能动力工程及相关的技术,是其工作的基础;b)钢铁工业,尤其在高炉炼铁、炼钢以及轧钢等工艺当中,应用极为广泛;c)相关的有色金属工业,其中包括有铝、铜等有色金属,其冶炼,均使用的是热能;d)化学工业,在化学工业的相关应用之中,合成氮、酸碱等的相关生产工艺程序,主要使用到的是热能动力工程之中的技术手段,以其基本的原理来作为理论依据;e)石油工业,其中包括石油的采集、冶炼、运输等等多个环节,都运用到了热能动力工程当中的相关技术理论;)f机械工业以及相关的建筑工业,包括材料的生产、材料的制造、相关工艺锻造、焊接技术以及铸造等,都有热能的利用;g)交通运输领域当中,包括汽车、轮船、飞机等的使用;h)农业生产以及水产养殖等方面,也有着广泛的运用,包括蔬菜的温室培养、鱼池的加温加热、电力方面的农业灌溉等方面,均有着广泛的使用。同时,在人们的日常生活之中,热能也有着广泛的使用,例如冬天之时的供暖设备等。根据上述的分析,可以看出,热能及其相关的动力工程,在人们的生活以及生产当中,发挥着非常重要的作用,是一项极为重要的能源,下文将针对热能的特点,进行深入细致的探究,帮助在日常的使用过程当中,发挥出更大的效应。

1.2热能的特点

现阶段当中,人类所使用的热能,主要是通过一次能源的转换而得来的,所以,分析热能的特点,需要从以下三个方面来入手进行:a)太阳能及其能量的转换。太阳能,通过对植物的照射,进而使植物的内部存有的叶绿素,发生一系列的能源转换以及光合作用,进而将太阳能转换成为生物的质能,而太阳能的光,则是经过热量的转换以及点的转换,进而成为我们所使用的能源物质;b)燃料化学能及其转换过程。燃料化学能的转换,主要是通过燃烧的方式,将存在于其中的化学能,转换成为热能,进而再通过相关的技术手段,将其转换成为人类生活和生产所需要的机械能,例如常见的汽轮机等,其工作的方式,就是首先将化学能源,转换成为蒸汽的热能,进而再通过相关的设备以及技术,将汽轮机之内的热能转换成为机械发动所需的机械能;c)热能的转换,其中主要包括两种能量的形式,即电能以及机械能,电能包括热电发电机,而机械能,则主要有汽轮机以及内燃机。

2热能动力工程对于环境的影响

热能动力工程对于环境的影响,主要存在于四个方面,即热污染、空气污染、噪音污染以及放射性的危害等,在热污染当中,带来的主要危害是温室效应,其主要是河水发电站等,在很大程度上会影响水源当中生物的生存以及空气质量的变化,空气污染,则主要是发电厂、工业设备企业以及暖气、汽车尾气的排放,同样会造成温室效应,所以,针对以上几点问题,需要在相关的工作当中予以改进,更好地为环境的可持续性发展做出积极的贡献。

3节能减排工作重点

根据上文的详细分析和阐述,可以对热能动力工程的技术要点、实际的应用以及对于环境的影响等多个方面,有着清晰的了解和认识,接下来,将着重地针对热能动力工程当中的节能减排工作,进行研究和分析,力求更加高效率地使用能源,并且减少对于环境的污染以及能源的损耗等。

3.1工作的重点

针对热能动力工程的实际特点和具体的应用,相关工作的重点,应该从以下几个方面来入手进行:a)加快相关产业结构的调整。针对热能动力工程,需要很好地对其相关的产业结构进行调整和改进,力求提升能源的使用效率,同时,积极地针对生产性的服务业,进行发展,以满足人们的方便、提升生产质量为核心内容,来进行改进,在工业生产之中,需要淘汰过时的产品,对于陈旧的工艺技术以及相关的设备,要加快淘汰的速度,并且适时地发展新型的技术,力求全面地提升生产质量以及生产效率,优化产业结构,进一步地推动产业的转型以及升级;b)强化技术创新。针对热能动力工程及相关的产业,需要很好地针对其技术手段进行更新,例如在电力工业以及钢铁工业之中,很好地发展新型的技术手段,针对现今存在的主要劣势,进行改进和提升,很好地结合当前市场经济环境和体制的发展,加强和相关科研院校的合作,合力构建起技术性的研究发展以及服务平台,将技术的发展和规范化,作为工作的重点和核心来进行,建设好相关的能源高效循环利用模式,积极地开展相关的减量技术、替代技术、再利用技术以及资源化技术,全面地将热能动力工程当中生产效率较为低下的方面进行改进,力求减少排放、减少对于环境的污染,同时提升能源的利用效率。

3.2具体措施的实施

具体措施的实施,需要从根本做起、从基础性的建设做起,逐步地控制增量,并且要针对相关的不足,进行产业的调整以及结构的优化,逐渐地强化相关的污染防治措施,全面地实施重点工程建设。同时,还需要发展创新性的模式,进而加快经济的循环,依靠现代化的科学技术手段,将节能减排工作管理,作为工作当中的重点内容以及核心内容,加快新技术的发展步伐,并且很好地结合热能动力工程的实际特点和具体的应用情况,发展新型的热能技术,开发出新的能源,投入到具体的使用当中,针对高能耗的企业以及相关的生产,要采取相关的节能措施,例如窑炉的热效率等,要降低其排烟并且很好地进行相关的热损失回收工作,针对烟气以及余热等,进行回收再利用,进而达到节能的效果和目的。此外,相关的政府部门单位,还需要针对其中的法制进行健全,加大监督和管理工作的力度,完善政策和约束机制、相关体系的建设,并且加强宣传的力度,提升全体公民的节能减排意识,全面地对热能动力工程的使用进行提升和改进。

4结语

综上所述,根据对热能动力工程的详细阐述,重点地分析了相关热能动力工程设备装置的使用、工艺流程,并且针对热能的特点、利用以及对于环境的污染、节能减排工作的重点和具体的实施措施等,进行了探析,力求更加全面地掌握热能动力工程的实际状况,更好地加以运用,逐步地提升生产的质量和效率,为相关的节能减排工作做出突出的贡献,同时,也为社会的可持续性发展做出积极的贡献。

动力工程能源篇2

关键词:能源动力工程;发展;探讨

中图分类号: P754.1文献标识码:A 文章编号:

能源动力工程主要是以物理热学为理论基础的一门重要学科,其重点研究对象是内燃机与一些新型动能设备,广泛使用在环境学、计算机、机械工程、微电子领域、工程力学等知识领域,研究怎样将燃料中的能量转换成低污染或是无污染、清洁、高效的动能。石油与煤炭是能源的主要组成部分,但由于石油和能源属于不可再生资源,因此,现阶段的主要任务是找寻新型可再生的节能能源。文章对动力能源工程的重要性进行了简单的分析,并详细探讨了动力能源工程今后的发展方向,希望能为可再生能源的研究提供一些借鉴。

一、动力能源工程的重要性

动力能源工程是每个国家经济与发展的主要物质保障,是保证人们生活水平的重要保障,更是实现我国四个现代化的前提。随着社会经济的不断发展,自动化、电气化、机械化水平的逐渐加强,对能源有着越来越多的需求。通常来讲,能源的消耗量一般和国家的生产总值成正比。能源通常是指动能,生产的产品越多,所需的能源就越多,社会经济发展的就越快,国家就越富裕,民众生活水平就越高。

动力能源工程与人们的实际生活有直接关系。我国是人口大国,其总人口约占世界人口的五分之一,为了解决我国民众的生活问题,因此要努力发展农业,农业的发展离不开生产,在农业生产过程中要使用很多水利化、电气化、化学化、机械化的设备,这都需要大量的能源来支撑。为了确保农产品有较高的产量,就要在农业生产中投入大量能源,所以,在也可以说棉花与粮食的大量增产是能源换来的。其实生活中的很多用品都是用能源换来的:包括,生活中人们穿的各种纤维衣服;居住中使用的各种建材;调节室内温度的各种设备;为了工作和生活的照明设备;以及家用电气设备;出行时使用的各种交通工具;生活中的各种娱乐活动等,这些都要依靠能源。由此可见,在生活中倘若没有能源,将什么事都做不了。

能源动力工程还和国家安全有直接关系,例如国防中使用的各种武器设备,这些武器在使用时都需要使用能源,例如战舰、飞机、潜艇、远程导弹、坦克等。倘若没有最够的能源,国家的安全就不能得到有效保障,也不能使经济建设平稳发展。所以,动力能源工程与国民经济以及人们的日常生活有直接关联。社会需要发展,人们生活水平需要提高,民众的生活需要物质文明与精神文明的双丰收。所以,为了实现我国四个现代化,能源所占据的地位就显得极其重要,一定要将解决能源问题作为保证国家安全、提高民众生活质量、提升国民经济等方面的重要事情。

自改革开放以来,我国的呢光棍生产量最在世界排名中位列首位,在因为我国的人口基数大,每人实际占有的能源只占发达国家的10%左右,同时我国使用的能源多为煤炭,对环境有着较大污染,使环境污染问题持续加重,但发达国家每人使用的煤炭量只占有能源的25%。经年来,我国对能源的开发与利用虽然取得了一定成果,但是从农村到城市,从生活到生产,石油、煤炭都发生了严重的短缺。能源问题已经迫在眉睫,要想解决这个问题有两种方式可选:第一,减缓经济发展速度;第二,加强对可再生能源的研究,环境保护和节约能源两手都要抓,两手都要硬。

二、动力能源工程的发展方向

(一)加强环保意识,改变经济发展方式,加大环保力度,提高环保制度的法制建设。环境污染严重制约了社会发展、经济建设,并对人类的生活造成了一定的威胁,倘若没有一种能够长期使用的能源以及一个良好的生活环境,那么社会将很难继续发展,人们也将失去可以发展与生存的基础。我国为了使四个现代化得以实现,建设有中国特色的社会主义国家,首先,要考虑环境与能源,绝不能为了发展先污染后治理;其次,要对环境进行严格管理,一切扩建、技术改造、改建、经济开发区的建设、新建等建筑工程的建设,都要严格遵守环境评价,防污染的使用设备一定要坚持和建筑工程主体一起投产、施工、设计的制度;第三,要积极改变经济发展的方式,使用先进的机械设备,淘汰了传统设备,严禁生产污染严重、消耗能源多的产品;第四;要加强投入环保资金;第五,要提高环保制度的法制建设,按照国家规定对排放标准严格执行,将保护环境建设在法制前提下。

(二)加强对能源的使用率,使周围环境得到改善。

1、大型化的工业锅炉。我国约有60万台用作工业生产的锅炉,因为这些锅炉的污染大、效率低、耗煤高、容量小,因此锅炉平均热效率只有60%左右,对煤炭的年损耗约有4亿吨。发达国家每台锅炉的容量一般为30到130吨,自动化、机械化水平高,除尘效果好,所以热销高,对周围的环境污染较少。所以,我国要使用一些热点联合供应,分片供热或是集中供热系统来代替分散的小锅炉,这样即有助于减少煤炭的损耗,还有助于优化周围环境。

2、现代化的火电机组。我国火电发电量占我国总发电量的75%,自进入21实际,我国的火电机械容量已经超过3亿千瓦,然而供电时所损耗的煤炭比发达国家高处1/3,主要因素是火电机组的机械设备落后,工作效率低。所以,要将这批机组改造成中压中容量,淘汰小型低压机组,同时发展与完善300到800MW超临界与亚临界机组,逐渐将电场的供热效率提高到40%,同时加强对超超临界大型机组的发展,将电厂的供热效率提高到45%。

(三)使用煤炭清洁技术。

1、在燃烧煤炭前对其进行净化处理。包括:先对煤炭进行洗选处理,然后除去或是减少煤炭中含有的矸石、灰分等杂质,洗选处理效率要达到95%以上;加工民用煤炭时,用机械设备将低品位煤炭与粉煤制成具有一定形状的煤炭制品。

2、煤炭燃烧后对其进行净化。使用干式或是湿式脱硫法,其使用效率高达90%;在大型电厂中使用静电除尘的方式,除尘率高达99%。

总结:

综上所述,研究动力能源工程对可再生资源的研发有十分积极的作用。新世纪开始,伴随大气污染、全球变暖、资源短缺等问题的出现,人们越来越意识到保护环境的重要性,为了顺应时代需求,人们开始找寻新型可再生资源。新型能源的出现有效解决了环境污染以及能源短缺问题。因此,今后要重点研究动力能源,将其应用在我国各个领域中,为国家的长远发展做贡献。

参考文献:

[1] 蔡睿贤,金红光,林汝谋,宋小亮,等.能源动力系统应与环境相协调[J].创新科技,2011,15(03):174-176.

[2] 叶寒栋,李宇红,叶大均.能源动力工程的总资源评价方法[J].重庆环境科学. 2013,09(10):180-182.

[3] 林汝谋,金红光,蔡睿贤.新一代能源动力系统的研究方向与进展[J].动力工程,2010,11(03):142-145.

[4] 陈学俊,叶寒栋,李宇红,叶大均,等.能源工程的发展与展望[J].西安交通大学学报(社会科学版),2011,16(02):211-213.

动力工程能源篇3

【关键词】热力动力工程;能源;锅炉仿真

热能动力工程专业的应用性增强,它主要是以机械工程学和跨热能动力工程作为理论基础,通过热能和机械能的转换,来产生动力。而锅炉正是能量转换的工具,只有在锅炉进行合理的设计,才可以达到一定的使用效果,最近几年,我国锅炉的种类逐渐增多,但在锅炉的制造和使用方面,还存在很多问题,这样导致能源的利用率较低,所以怎样才能提高能源的利用率是目前国家热能动力工程方面需要研究的问题。

1.我国当前动力工程的情况以及发展趋势

1.1我国当前动力工程的发展情况

我国热力动力工程专业形成于20世纪50年代,兴起于苏联,主要包括的学科有锅炉、电厂热能、内燃机、压缩机、制冷、低温、供热通风与空调工程等几十个小专业。而在我国,改革开放之后,我国由几十个小专业压缩为九个,随即不久,就从原来的几十个专业合并为一个专业,目前我国已有120多所高效舍友热能与动力工程专业。

对于热动主要研究的方面是热能与动力,是一种应用性强的专业,主要学习的基础知识有:机械工程、热能动力工程和工程热物理,还要学习能量转换以及有效利用的理论和技术,掌握制冷空调设备、制冷装置、动力机械与动力工程、流体机械等设计、制造和实验研究的基本技术。这个专业在很多领域上有着很广泛的应用,同时也是我国科技发展的基础方向。随着我国的经济发展,市场经济的建立,社会需求和经济分配状态以及科技发展的趋势等都成为我国现阶段的挑战,也是当前本专业在我国教育发展的主要方向,而且热动也是当前动力工程师的基本训练。

1.2我国当前动力工程的发展趋势

首先是在动力控制工程方向发展,主要掌握热能与动力测试技术、锅炉原理、汽轮机原理、燃烧污染与环境、动力机械设计、热力发电厂、热工自动控制、传热传质数值计算、流体机械等知识。其次是在热力发动机及汽车工程方向上主要掌握内燃机原理、内燃机的结构、设计、测试、燃料和燃烧,还有热力发动机排放、环境工程概论以及内燃机电子控制、热力发动机传热和热负荷等方面的知识。在制冷低温工程和流体机械方向上,需要掌握制冷、低温原理、人工环境自动化、暖通空调系统、低温技术学、热工过程自动化、流体机械原理、流体机械系统仿真与控制等方面的知识。使学生掌握该方向所涉及的制冷空调系统、低温系统,制冷空调与低温各种设备和装置,各种轴流式、离心式压缩机和各种容积式压缩机的基本理论和知识。除此之外,在水利水电工程方向上主要掌握掌握水轮机、水轮机安装检修与运行、水力机组辅助设备、水轮机调节、现代控制理论、发电厂自动化、电机学、发电厂电气设备、继电保护原理等方面的知识,以及水电厂计算机监控和水电厂现代测试技术方面的知识。

2.工业炉的发展

工业炉的作用是将燃料燃烧产生的热量,用来对物料和工件加热。工业炉是工业加热的关键设备,广泛应用于国民经济的各行各业,量大面广,品种多,影响极大。我国在很久以前就出现了很完善的炼铜炉,随着技术的发展,炼铜炉发展迅速。而发展到现在,据不完全统计,全国12个行业县以上企业,工业炉装备11万台以上,机械行业占7.5万台(占炉窑总数66%)。工业炉中燃料炉约6万台,占炉窑总数55%以上,电炉绝5万台。也就是说大部分地区都在使用工业炉,而燃烧炉又是工业炉中使用最多的,所以对于工业炉发展对于我国的工业发展有着很重要的作用。

3.关于炉内燃烧控制技术的运用

对于燃烧控制技术是当前步进炉发展的核心技术之一,而当前控制技术已逐渐由原来的手动控制转换为自动控制,而当前加热炉选用的自控方式主要有空燃比例连续控制系统以及双交叉限幅控制系统。

3.1空比例连续控制系统

该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气比例阀、空气/燃气电动蝶阀、空气/燃气流量计、热电偶、气体分析装置、PLC等组成。工作原理是由热电偶或气体分析装置检测出来的数据传送到PLC,由此得到的偏差值按比例积分、微分运算分别对空气/燃气比例阀和空气/燃气电动蝶阀的开度进行调节,可以达到控制空气/燃气比例和炉内温度之目的。

3.2双交叉限幅控制系统

该系统主要由烧嘴、燃烧控制器、空气/燃气流量阀、空气/燃气流量计、热电偶等组成。工作原理是:通过一个温度传感器热电偶把测量的温度变成一个电信号,该信号表示测量点的实际温度。

4.仿真锅炉风机翼型叶片

对于锅炉的叶轮机械内部,流场复杂,有着非定长特征,所以在实验检测方面就会有很大的困难,而目前没有完善的流体力学理论解释诸如流动分离、失速和喘振等流动现象,需要流动实验和数值模拟了解机械内部流动本质。

5.热能工程技术在能源方面发展

5.1在能源方面出现的问题

对于当今世界,各个国家都很重视能源的问题,而能源动力工业又是我国国民经济与国防建设的重要基础和支柱产业,所以在国家各方面的发展上起到了很重要的作用。对于风机,是一种能源利用中产生的机械,它本身装有多个叶片,通过轴旋转推动气流,这种风机主要广泛应用在发电厂、锅炉和工业路遥的通风和引风,对矿井、隧道、冷却塔、车辆、船舶和很多大型的建筑物实现内部通风,同时实现排尘和进行冷却。对于在一些发电站里,随着机组的发展,电站需要向更安全、更可靠地方向发展才行,所以电站对风机也提出了更高的要求,解决掉一些安全问题,像锅炉经常出现烧坏电机、窜轴、叶轮飞车等事故,这种事故严重危害到设备的使用以及工作人员的生命安全,同时在经济方面也有大量的损失。

5.2在能源方面的发展前景

能源是人类社会赖以生存和经济可持续发展的重要物质基础,所以怎样让能源更合理的开发和使用就会很大程度上推进世界经济和人类社会的发展,而我国经济发展同样离不开能源,当前我国在能源发展方面主要以“新能源、核能、只能电网、常规能源、节能减排”为主要发展方向,而热能与动力工程专业正是符合国家的能源战略发展方向,通过结合很多门专业课程的学习,来培养能适应国家能源领域快速发展要求的高级研究应用型人才。

6.结语

本研究主要根据我国热能动力工程在锅炉方面的应用和发展做了一些研究,在锅炉的燃烧控制方面,在燃烧方式、风机的旋转问题以及资源利用率方面做出了一系列的分析和阐述,总结出热能动力工程无论在锅炉的发展或是其他方面都起着很重要的作用,通过结合和利用一些理论知识能够转换成实际的应用,将更利于热能动力工程的发展。

参考文献

[1]李敬.浅谈热能动力工程在锅炉和能源方面的发展概况[J].商界论坛,2013.

动力工程能源篇4

关键词:实践教学;教学改革;能源与动力工程

作者简介:孟建(1979-),男,山东滕州人,山东理工大学交通与车辆工程学院,讲师;刘永启(1965-),男,山东枣庄人,山东理工大学交通与车辆工程学院,教授,博士生导师。(山东 淄博 255049)

基金项目:本文系山东理工大学教学研究项目(项目编号:4003-111182)的研究成果。

中图分类号:G642.423 文献标识码:A 文章编号:1007-0079(2013)31-0155-02

高等教育的目标是培养有独立工作能力的各类专业人才,[1]根据这一目标,制定了山东理工大学能源与动力工程专业的培养目标——培养能够独立从事内燃机行业及其相关行业的应用型工程技术人员,为了使学生毕业后能够迅速适应工作环境,必须提高学生的实践能力和创新能力。为实现这一目标,必须切实加强实践教学体系的建设,提高实践环节的教学质量。为此,本文结合能源与动力工程专业的特点,围绕实践教学体系、实验教学内容、生产实习环节、实验教学方法改革、学生参与科研和课外科技活动等方面,研究了能源与动力工程专业实践教学新方法,探索构建了面向21世纪的能源与动力工程专业实践教学体系,以适应未来人才培养质量规格的需要。

一、实践教学存在的问题

1.实验教学环节缺乏对学生工程实践能力的培养

过去,中国很多高校的实践教学环节与国外大学相比,都缺乏对学生工程实践能力的培养。国内高校实践教学环节旨在帮助学生加深对有关课程理论知识的理解和掌握,不重视实践教学对学生动手能力、工程实践能力和工程意识的培养。实践教学环节的要求不明确、不具体,缺乏综合性、多元化。而欧美大学机械动力类专业在实践教学环节的安排上重视对学生跨学科综合设计能力的培养,重视实践报告和实践成果的考核。[1]

相比较而言,山东理工大学能源与动力工程专业实践教学环节中学生被动接受多,自主学习和动手环节少;缺乏对学生创新能力的培养和跨学科的综合性实践环节。

2.实验教学模式陈旧

实验教学是实践教学环节中的重要一环。传统的实验教学模式中,实验指导教师实验开始前将实验原理、实验步骤、仪器使用及测试方法全部告诉学生,学生只需要按指定的过程一步步去操作,不用思考和创新。这种实验教学模式中的实验指导教师是实验教学过程的主体,学生只是被动接受,主动参与性差。这种实验教学模式很难较好地培养学生的实践动手能力和创新意识,很难适应新世纪对创新性人才培养的需要。

3.实验教学内容单一

实验教学内容以验证性实验为主,枯燥乏味、应用价值不高且许多内容已经过时,导致目前的实验教学内容很难激发学生的学习兴趣和创新意识,不能有效地培养学生的创新精神和工程实践能力。

4.校外实习形式单一

大多数的校外实习流于形式,基本上是由教师组织学生去企业进行走马观花式的参观。实践内容空泛,学生在实习中很难有机会深入细致地学习,更谈不上提高自己的实践动手能力,实习结束后对技术问题还是感到茫然,实习效果不好。

二、实践教学体系的改革

1.形成特色的实践教学体系

随着高等教育教学深化改革和发展的需要,根据市场对能源与动力工程专业本科学生的就业需求和职业要求,在长期的实验实践教学建设的基础上能源与动力工程专业对实践教学环节进行了完善和调整,建立了逐层递进式实践教学体系,如图1所示。在原有实践教学环节的基础上,增加了认识实习、大学生科技创新活动、内燃机电控系统设计、内燃机零部件制造工艺设计、内燃机企业生产流程及管理实习、内燃机工作过程模拟训练、内燃机性能测试实习等实践教学环节,使实践教学环节学分占总学分的比例从原来的17%提高到25%。

2.更新实验教学内容

实验教学内容是实践教学体系的重要组成部分,现有的实验课多依附于理论教学,实验课内容的设置只体现在让学生对理论知识的进一步理解,不重视实验课教学对学生动手能力和创新能力的培养。[2,3]因此,有必要对实验教学内容进行完善与更新。实验教学内容的选择,既要注重纵向知识的系统性,又要注重横向知识的渗透性,还要有利于培养学生的动手能力和创造性思维能力,最大限度地挖掘学生的知识潜力。

能源与动力工程专业从课程设置的实际情况出发,在不影响理论教学的前提下,适当增加部分课程实验教学的学时数,并对各实验课程的教学内容和教学形式进行适当的调整与改革,增加了部分课程实验教学的实验项目数。新的实验教学内容更加注重基础内容与学科前沿的结合,注重理论知识与科研、工程实践和生产实际的紧密联系。由于设计性、综合性实验更有助于激发学生的创新意识,有助于培养学生的创新能力,有助于学生掌握科学研究的思维方式、一般步骤和解决问题的方法。为此,能源与动力工程专业结合车辆工程实验室和热工基础实验室现有的实验仪器设备增加了部分课程实验教学的综合性、设计性实验项目,提高了综合性、设计性实验项目占总实验项目数的比例。如:“汽车单片机原理及应用”的实验学时由原来的4学时增加到20学时,实验项目由4个增加到9个,增加了5个设计性实验项目;“工程热力学”的实验学时由4学时增加到6学时,实验项目数由原来的4个增加到8个,其中4个为必做实验,4个为选作实验(选作其中的两个),验证性实验项目数由原来的2个减少到1个;“计算机辅助设计”的实验学时数由原来的8学时增加到12学时,增加了两个设计性实验项目;“内燃机构造”的实验学时数由原来的6学时增加到10学时,增加了3个综合性实验项目;“画法几何与工程制图”实验学时由8学时增加到16学时。

3.采用开放式实验教学模式

采用开放式实验教学模式替代传统的“被动式”、“抱着走”的实验教学模式,克服了过去教师讲实验,手把手教学生做实验,最后学生交实验报告的做法。开放式实验教学模式突出了学生在实验教学过程中的主体地位,弱化了教师在实验教学环节中的作用。教师根据实验设备的台套数,确定学生每组实验人数,一般为2~3人,学生根据实验任务书的要求完成实验预习,写出实验预习报告,达到要求后,网上预约实验时间。实验开始前,教师进行提问,在规定时间内学生要独立完成实验。实验过程中,指导教师应贯彻“少讲多练,引导为主”的原则,把主要精力放在巡视中,注意每个学生的实验情况,引导学生积极主动地进行实验。对于实验过程中出现的问题,指导教师首先启发、引导学生自行处理,而不是学生一提出问题就立即回答。开放式实验教学模式在巩固学生理论知识的同时,锻炼了学生的实际动手能力,调动了学生在实验教学过程中的主动性,加深了学生对实验内容的理解和体会。开放式实验教学模式提高了实验教学质量,培养了学生的实践动手能力和分析问题、解决实际问题的能力,实验教学效果显著,真正达到了提高学生工程应用能力的教学目的。

4.重视生产实习,培养学生创新能力

生产实习是重要的实践教学环节,是学生将课堂上所学的理论知识、专业知识和实际应用相结合的重要环节。[4]通过生产实习,学生可以接触到企业的生产实际,增强对能源与动力工程专业的了解和认识,建立更加清晰的专业意识。通过生产实习,学生可以应用所学知识来认识、观察、分析和思考实际问题,培养了学生的实践能力和创新能力。因此,必须重视生产实习,切实提高生产实习的教学质量,提高学生的工程实践能力,为学生毕业后的工作打下坚实基础。根据教学大纲的要求,结合实习单位的生产特点,指导教师制订出较为周密的生产实习计划及完善的实习指导说明书。合理安排实习内容,能源与动力工程专业生产实习以内燃机关键零件的机械加工工艺和内燃机的装配工艺为主。生产实习方式采用车间实习、参观实习、专题报告、共同讨论等多种形式。实习期间要加强管理,对学生严格要求,认真指导,每天实习前布置实习内容,要求学生认真做笔记、带着问题去实习,多看、多问、多记。改革实习成绩的评定方式,实习成绩从传统的单纯依据实习报告内容评定,扩展到依据实习纪律、实习报告内容、实习记录内容、分组讨论情况和实习答辩情况综合评定。

5.鼓励学生参与教师科研和科技创新活动

学生参与教师科研和科技创新活动能够调动学生的学习积极性,开拓学生的视野,提高学生综合应用所学知识的能力,锻炼学生的工程实践能力,培养学生的创新能力。目前,能源与动力工程专业有20多位同学参与到教师、研究生的科研活动中,承担改造、搭建试验平台和做实验等工作。鼓励学生参与大学生第二课堂创新活动,学生在教师的指导下申请大学生创新研究项目;鼓励学生参与山东省大学生机电产品创新设计竞赛、瑞萨超级MCU模型车大赛、飞思卡尔杯智能车设计大赛、“潍柴动力杯”山东省大学生汽车技术创新设计大赛等活动,并取得了很好的成绩。

三、结论

能源与动力工程专业通过开展实践教学改革,完善了专业的实践教学体系,开拓了学生的专业视野,培养了学生的工程实践能力和创新意识,提高了实践教学环节的教学效果,保障了专业的整体教学质量。

参考文献:

[1]龚建龙.热能与动力工程专业实践教学改革的探讨[J].实验技术与管理,2007,(9):111-113.

[2]刘咏梅,祝钧,戴敏.构建实践教学体系,强化创新实践能力培养[J].实验室研究与探索,2009,(2):12-14.

[3]徐兆康,刘涛.热能工程专业实习实践教学应用改革模式的探究[J].高校实验室工作研究,2012,(12):7-8.

动力工程能源篇5

关键词:实践教学体系;卓越工程师;多层次

中图分类号:G642.4 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2016)44-0075-03

一、前言

近二十年来,世界发达国家的工程教育逐渐融合了技术取向和科学取向,一些大学提出了“回归工程实践”的改革理念,不断改革各自的工程教育,开始重视工程教育的实践性和创新性,以适应现代大工程的要求。迄今为止,美国实行工程教育的高校已有900多所,约占全美高校的1/3;以德国和法国为代表的欧洲也有一大批知名高校实施了工程教育模式。由于我国工程教育所处的历史阶段与西方发达国家完全不同,面临的国家使命与西方发达国家完全不同,因此我国的工程教育只能创新,走建设中国模式工程教育之路[1-3]。

为了贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010―2020年)》精神,树立全面发展和多样化的人才观念,树立主动服务国家战略要求、主动服务行业企业需求的观念,2010年教育部牵头实施了“卓越工程师教育培养计划”。该计划旨在改革和创新工程教育人才培养模式,创立高校与行业企业联合培养人才的新机制,着力提高学生服务国家和人民的社会责任感、勇于探索的创新精神和善于解决问题的实践能力。2013年,山东省开始实施“省级卓越工程师教育培养计划试点专业”建设,我校能源与动力工程专业成功入选。

“卓越工程师教育”的核心与关键是培养学生的工程实践能力和创新能力。实践能力的培养主要依赖于实践教学体系,构架优良的实践教学体系是保障高质量卓越工程师人才培养的关键,而实践教学体系是否科学、合理、切合实际,将直接影响大学生工程实践与创新能力的高低。现有的实践教学体系普遍存在实践内容与工程应用结合程度不足、各实践环节相互关联较差、职业思想意识教育欠缺、合作培养企业缺乏积极性等共性问题,无法适应卓越工程师人才培养的要求[4,5],因此必须构建以培养学生工程实践能力、工程设计能力与工程创新能力为核心的能源与动力工程实践教学新体系,才能培养出具有“宽厚、复合、开放、创新”特征的高层次、高水平、高素质的应用型高级专门人才。

二、现有培养体系存在的问题

1.缺乏“实践教育是培养体系的关键组成部分”的基本理念。一方面,部分学校职能部门或教师将课程设计、毕业设计、生产实习、毕业实习作为课堂教学之外的“辅”工作,且缺乏具备丰富工程经验的双师型导师的参与,缺乏实践教学环节的总体设计,缺乏综合性、设计性实验的指导与设计。另一方面,学生对实践环节的重视程度不够,参与过程中缺乏主动性和积极性。

2.校外实践教学基地缺乏建设。校外实践教学基地本应为学生在实习、毕业设计、社会实践等环节创造工程实践环境,是工程实践教学必不可少的前提条件。校外实践教学基地一般为具有一定专业背景和影响力的大中型企业,由于缺乏相应的支持政策和经济效益刺激,企业在安排学生实习时缺乏积极性,甚至借故推脱,不愿意学生去实习,即使能够到达现场,也很难保证实习质量。

3.实践教学师资队伍缺乏建设。能源与动力工程专业是工程实践能力要求较强的专业,该专业在对卓越工程师培养的环节中对实践能力的要求更甚。实践教学应与理论教学、科学研究工作同步发展,这就要求高校教师能够既熟悉理论知识又要有丰富的工程实践、科研经历。然而,高校教师虽然具有较高的学历,但具有丰富工程实践经验的教师越来越少,同时教师数量不足,师生比大幅提高,教师负担较重,无法适应卓越工程师教育培养的需求。

三、实践教学体系构建与支持资源建设

1.构建多层次实践教学体系。

以培养学生具备优秀的工程实践能力和创新能力为目标,构建了“一个核心、两个基础、四个层次”的卓越工程师培养多层次实践教学体系,体系结构如图1所示。

(1)一个核心是以工程实践能力和创新能力为培养核心。

(2)两个基础为实践平台和指导团队,是支撑培养体系正常运转的软件和硬件条件,实践平台包括在合作培养企业建立的校外实践教学基地和校内各种实验、实训实验室。

(3)四个层次是指整个体系由基础实践层、专业实践层、创新实践层和企业综合实践层组成,各层次采用逐层递进的方式完成。①基础实践层,包括基本素质模块和实验模块,基本素质模块主要由思想政治理论实践课、入学教育及军训、公益劳动、学科导论、创新创业通识教育课等组成,实验模块由学校通识教育课、专业基础课、专业核心课、专业方向选修课的课内实验环节组成。一方面培养学生树立“工程实践能力和创新能力是生存根本”的基本理念和具备良好的职业道德、职业精神、吃苦耐劳精神等;另一方面培养学生掌握基本专业实验操作能力和动手能力,加深对专业理论的认识和理解,锻炼分析问题和解决问题的基本能力。②专业实践层,包括工程训练模块和综合实习模块。工程训练模块包括工程训练、机械设计课程设计和机械制图测绘等实践课程,该模块主要依托于大学生实训中心开展,主要培养学生对技术工具及加工方法的掌握和图纸的基本绘制能力。综合实习模块包括驾驶实习、认识实习、内燃机构造拆装实习和内燃机制造工艺生产实习,主要为了强化学生对专业综合知识和工程技能的认识,培养学生的专业实践能力和解决实际问题的能力。③创新实践层,包括社会实践模块和科技创新模块。社会实践模块依托社会实践环节开展,主要为了使学生加深对本专业和相关行业的了解,确认适合的职业定位,为向职场过渡做准备,可增强其就业竞争优势,等等。科技创新模块依托专业设计与制作实践课、大学生科技创新项目和大学生科技创新比赛开展,主要为了发挥学生的创新思维和创新精神,使学生的理论知识得到巩固和升华,突出学生个性发展,提高学生的创新能力。④企业综合实践层,包括企业学习模块和工程研发模块。企业学习模块依托企业学习实践环节开展,包括标准化学习、质量管理体系学习、观摩生产线、参与工艺制定及设计等内容,主要培养学生对技术规范的认知与实践,让学生现场体会设计及生产的主要工艺流程及所依据的技术规范及企业文化,等等。工程研发模块依托毕业实践与毕业设计和毕业鉴定实践环节开展,企业根据研发部门需要和学生自身的特点,依托现有研发项目,为学生设计毕业设计题目和内容,使学生在参与工程研发的过程中完成毕业设计环节,从而使学生真正融入到企业中,通过真实项目的操作达到提升工程设计创新能力的目的。

2.制定了实践体系课程标准和质量评价标准。在充分吸收企业对工程人才要求的前提下,针对多层次实践教学体系制定了各个组成环节详尽的课程标准(标准中突出企业的主导和引领地位)。为了保障人才培养质量,各课程制定相应的评价标准,建立以素质、实践、学校导师、企业导师多位一体的质量评价体系。评价标准以学生工程能力评价为主体,评价标准包括详尽的考核评价方案和细则,依据不同环节的性质差异确定针对性的评价指标,并进行量化,以求评价的科学性、公正性和可操作性。

3.加强了指导团队建设。指导团队的建设着重于提高工程教育师资队伍的工程实践能力和设计创造能力,能够有效地将工程实践经验转化为优质的教学资源。

(1)提高了学校专业教师的工程实践创新能力。一方面,加强了学校与企业间的研究和开发合作。一是使已经有企业工作经历的教师具备更加丰富的企业工作经验和工程实践经历;二是使已经具备一定工程实践经历的教师具有企业工程工作的经历,采取了与企业进行工程项目合作、共同完成技术开发、技术服务等方式,教师可直接参与企业日常生产和企业的技术升级、改造。另一方面,对教师队伍中工程实践经历不足或是没有工程经历的教师,采取了集中训练和长期培训相结合的方法。一是通过与企业的技术项目合作、专题训练等方式派遣到相关企业进行每年至少累积3~6月的工程实践,熟悉生产过程、工程技术和管理;二是在校内聘请具有丰富工程实践经历的教师,实行“一对一”的互相帮、带的长期培训方式。

(2)聘用了企业导师。在卓越工程师实践培养过程中,企业导师具有举足轻重的地位,实施了“企业导师核心化”的指导思想。一是聘请企业专家为学校兼职教师参与全部校内实践环节,在培养中采用“企业导师、校内实践中心专业指导教师和专业教师”复合式团队指导模式,采用案例教学、现场教学、专题讲座、工程实践技术指导等方式开展工作,使工程元素提前融入校内教学,使学生进入企业前具备一定的工程设计知识和基本能力。二是在企业综合实践层的培养中采用“企业导师为主、专业教师辅助”的双导师模式,企业导师根据企业的实际情况为学生的生产学习、毕业设计选题及其实施等环节提供指导或现场咨询,负责对学生进行工程师专业培养的全面基本训练。

4.强化实践平台建设。实践平台是保障实践教学顺利开展的基础,本专业在校内实践平台和企业实践平台两方面开展了系统建设。在校内实践平台建设方面,依托学院车辆工程与交通部级虚拟仿真实验教学中心、能源与动力工程省级高等学校骨干学科教学实验中心、山东理工大学工程实训中心、学院大学生创新创业实验室等,加强了仪器设备投入、实验实训规范化管理、综合性创新性实验项目等建设,划拨了专门经费资助大学生创新创业活动,加强了创新创业活动的管理和指导。在企业实践平台建设方面,以企业研发中心为依托,建立了“卓越工程师培养”专用实践教育中心,设置了专门人员进行管理和运作,建设了实训、实习的专用场所与设备,聘请了企业高级职称以上的技术人员和高级管理人员担任企业导师,充分利用了企业工程设计资源和导师队伍,使企业综合实践层的教学任务落到了实处。

四、多层次实践教学体系优势与特色

1.构建的“一个核心、两个基础、四个层次”实践教学体系,可有效提升学生的工程素养、工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。在本体系中,各校内实践层次中均高度融合了工程实践内容,既可以使学生充分理解专业知识,还可以提前掌握丰富的工程应用知识,实现了理论知识和实践应用的有机结合,为企业综合实践层的快速深入开展奠定了良好基础。在企业实践层次中,充分发挥企业的主导作用,以项目引导培养,学生通过深入参与项目研发,可充分提升其工程素质和创新能力。

2.与企业紧密结合建立“卓越工程师培养”专用实践教育中心,形成了校企合作培养的双赢模式。以企业研发中心为依托,建立了“卓越工程师培养”专用实践教育中心,充分发挥企业在工程人才培养中的核心作用和主导地位。在实践过程中,使学生真正成为了企业的一份子,既可以使实践教学完全融入工程研发过程中,保障了学生工程设计创新能力的培养,又可以使学生成为企业研发的鲜活有生力量,促进了企业整体研发能力提升和人才队伍建设,学生取得的有效成果与企业共享,互惠互利,达到学校和企业双赢的效果。

3.建立了多位一体的卓越工程师培养质量评价体系,有效保障了培养质量。质量评价体系以学生工程能力评价为主体,注重对学生的工程能力、组织能力、团队合作能力、人际交往能力、国际视野等方面的综合评价,是提升培养质量的有效保障。

五、结论

在“卓越工程师教育”核心培养理念下,构建了适用于能源与动力工程专业的“一个核心、两个基础、四个层次”的多层次实践教学体系,建立了相应的课程标准体系和培养质量评价体系,同时强化了指导团队和实践平台的建设,可实现学生的高质量培养。

参考文献:

[1]杨弋涛,朱丽慧.“金属材料工程专业”卓越工程师培养课程体系的构建与实践[J].教育教学论坛,2016,(16):22-24.

[2]李云春,李敬民,韩利红,等.基于“卓越计划”的工程造价专业实践教学体系构建[J].中国教育学刊,2015,(S1):49-50.

[3]周永,夏玉英.基于卓越工程师培养的土木工程专业实践教学改革研究[J].教育教学论坛,2016,(17):77-78.

[4]刘全忠,王洪杰.能源与动力工程专业卓越工程师培养模式研究与实践[J].黑龙江教育学院学报,2013,32(12):40-42.

动力工程能源篇6

摘要:在能源与动力工程专业英语教学改革过程中,更好的衔接英语教学与双语教学,是培养高素质外语人才的关键,对双语教学的开展和英语教学质量的提升,具有重要的促进作用。目前,能源与动力工程专业双语教学改革还处于探索阶段,因此处理好二者的衔接非常重要。基于此,本文首先讨论了能源与动力工程专业课程进行双语教学的意义,并对英语教学和双语教学的有效衔接的策略进行了探究,以其能够更好的促进能源与动力工程专业外语教学改革的推进,提高学生的专业英语学习质量。

关键词:双语教学;教学改革;能源与动力工程

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)21-0171-02

随着日益加快的全球一体化进程,社会的进步对英语教学所提出的要求也越来越高,双语教学因为具有非常重要的作用,而被提到改革的日程中。双语教学与英语是相互渗透和补充的关系。如何将二者的关系处理好,将会对外语教学的开展产生直接的影响。

一、能源与动力工程专业课程进行双语教学的意义

目前,国际能源与动力专业的相关公司招聘人才时,首先考核目标往往是学生的英语能力,其次,才是对学生专业综合素质的考核,很多在此专业毕业的学生,因为听、说、读、写等基础的外语能力达不到行业标准,而与好的岗位失之交臂。中国能源与动力专业的人才进入国际行业的主要障碍,就是综合运用英语水平的能力差距。为了更好的提高能源与动力工程专业英语教学的综合应用能力和学生的英语表达能力,高校开始积极推进双语教学改革。而作为一种专业的课程教学模式,双语教学融合了先进的知识和学科前沿,而非简单意义上的语言教学。作为英语教学的辅助手段,双语教学能促进学生对系统的、专业课程的知识更好的掌握。相比于能源与动力工程专业英语教学,双语教学对第二语言的意义更加重视,希望能通过外语进行其他方式或者是学术上的交流。同时,通过营造良好的外语学习的环境,有效提高学生的英语水平,使学生毕业后能找到一份称心的工作,并且能够达到国际能源专业外语使用水平的条件,提高在国际上的就业率。

纵观当前能源与动力专业双语教学现状,还处于探索阶段,究其原因,是因为学生有较慢的阅读速度、掌握较少的专业的英语词汇量。同时,学术英语知识欠缺,对科技词汇的语法特点并没有掌握。所以目前亟待开展双语教学,做好双语教学和能源与动力工程专业英语的衔接,着重培养学生的语言技能知识,对双语教学的需求给予满足。

二、能源与动力工程R涤⒂锝萄Ш退语教学的关系

1.英语教学是开展双语教学的根基。重视使用功能性语言,具备功能性策略,是双语教学的特征,它能有效提高学生的交际能力和语言运用能力。而对语言知识的系统性学习,往往会受限制于课堂教学的模式。所以,双语教学应重视开展语言学习的形式,有效结合传统的能源与动力工程专业英语教学模式,将专业的知识在课堂上传授。同时,通过双语教学,培养学生对英语的实际应用能力,保障英语教学的顺利实施。传统英语教学一般都是训练学生听、说、读、写等各个方面的能力,促进学生对英语基本的句法、词汇和语言的掌握。而双语教学能同时提高英语教师的英语表达水平和学生英语应用水平。因此,双语教学对专业英语教学产生了重要的影响,对于这一点,高校应该有明确的认识。在能源与动力工程专业英语教学过程中,密切联系双语教学与英语教学的策略、内容和方法,更好的衔接双语教学与英语教学的环节。

2.双语教学对英语教学发挥着促进作用。首先,双语教学有效的补充了能源与动力工程专业英语。通过有机的结合英语学习和专业知识的掌握,将更多的运用英语的机会提供给学生。其次,双语教学营造了一个多维的英语语言环境,将教学的重点,放在语言交流上。通过对语言课堂的简化和结构性操练,使语言交流更具开放性和真实性。因此,双语教学的本质,就是从对语言的纯粹学习,向以语言为载体的学习转化,通过对具体的课程和学科的学习,促进学生英语交际能力的提高。

三、能源与动力工程专业英语教学与双语教学的有效衔接途径

1.更新理念、转变意识。对于专业英语和双语教学的关系,高校管理者应有正确的认识,对于新形势能源与动力工程专业英语教学目标更好的理解,对传统的思想观念及时进行更新,为双语教学的顺利开展夯实基础。同时,高校还应立足于人才优势,在各学科中有效运用英语,通过英语学习环境的营造,在全校范围内为双语教学的开展,提供语言教学条件,进而使学生英语学习能力得到大幅提升。

2.改革英语教学模式。在能源与动力工程专业英语教学中,需要对教学方法不断的创新,摒弃传统的教学模式。对学生运用语言的能力进行强化,使学生实际应用英语的能力得到进一步的提升。同时,还应促进学生更好的吸收专业的英语知识。在英语教学中,应积极的创设各种问题情境,实施各种形式多样的课堂教学方法,营造良好的英语学习的氛围,为学生自由的表达提供机会。最后,教学策略应灵活多变,通过双语教学模式的构建,对学生语言学习的难度进行缓解。

3.科学设置课程。改变传统的单一的课程设置,是提高大学生英语运用能力的关键。可根据学生入学后的实际英语水平,对不同层次的学生采用不同的课程设置,进行分层教学的方法。对于具有中等学习程度的学生,可对课程综合英语进行学习。而针对那些具有良好的学习基础的学生,要在综合英语课基础之上,对一门专业英语课进行选修。如英美概况或英语视听等,这样既能更好的向双语教学过渡,还能有效提高学生语言学习的能力。

4.精心挑选教材。选择任何一门课程和教材,都会直接影响到教学效果。因此在能源与动力工程专业英语教学改革中,对合理的教材的选择,是非常关键的。目前能源与动力工程专业英语教材往往缺乏时代感,滞后性严重,因此在英语双语教学的背景下,需要有针对性的权衡能源与动力工程专业英语教材的选用和编写。学校应与自身的特点相结合,选用的教材应具有较强的实用性,能真正提高学生的英语水平,教材的选用上,应与本专业的教学要求、规划和目标相符,尽量选择原版教材。使学生能对课程更好的理解,不会受到语言因素的影响。同时,也可将国外成熟的原版教材直接引入,或者多本教材同时选用,这样对不同层次的学生需求给予满足。教师还可根据某些专题教学的特点,对教材自行编写。

四、结论

为了更好的推进能源与动力工程专业英语教学改革,需要对双语教学和专业英语教学的关系有正确的认识,及时转变观念,更新思路。而只有将二者互相渗透,有机的结合在一起,才能更好的推动能源与动力工程专业英语教学的发展,完成英语教学向双语教学的过渡。

参考文献:

[1]李光伟,苗宏志,贾彦.浅谈双语教学[J].卫生职业教育,2006,(09).

[2]于立平.课程开发视域中的小学双语教学――对青岛市一所学校的个案研究[J].课程-教材-教法,2006,(10).

[3]郭峰,张凤杰.对高校开展双语教学的思考[J].石河子大学学报(哲学社会科学版),2006,(S1).

[4]陈宁.提高经贸课程双语教学的实效性[J].中国成人教育,2006,(06).

[5]王万学,任春玉,赵杰,曲树杨.双语教学的思考与实践探索[J].黑龙江教育(高教研究与评估),2006,(Z2).

收稿日期:2016-11-05

动力工程能源篇7

可见,战略性新兴新能源产业的发展离不开新能源科学与工程等专业,而且,新能源产业的发展同样离不开能源与动力工程专业的参与。同时,战略性新兴新能源产业的发展,为能源与动力工程专业的建设带来挑战与机遇,因此,需要加强能源与动力工程专业建设,满足新能源及常规能源发展对人才的需求。

能源动力类专业是战略性新兴的新能源相关产业及新能源科学与工程等专业的发展基础

战略性新兴产业如新能源学科与工程等专业的发展需要以传统优势学科为其基础。传统产业的基础和发展现状将影响战略性新兴产业的形成与发展,战略性新兴产业的发展也将从传统产业的发展中获取帮助。能源动力类专业涉及的多是传统产业,而新能源科学与工程专业所涉及的是战略性新兴产业,因此,能源动力类专业的发展直接影响到新能源及其新能源科学与工程专业的发展。新能源科学与工程专业涉及的学科领域广泛且属交叉学科,涉及物理学、能源与动力工程、电子科学与技术、自动控制、材料科学、机械工程、化学等多个基础学科。新能源科学与工程专业是一个典型的多学科交叉专业并强烈地依托于能源与动力工程等工程技术的发展。基础学科是催生和促进新的学科领域特别是交叉学科、新兴学科发展的源泉。战略性新兴新能源产业及新能源科学与工程专业的发展离不开孕育其出生的能源动力类专业,能源动力类专业作为其发展的基础与源泉,并为新能源科学与工程专业的发展提供强大的理论基础。

国内外高校的新能源科学与工程专业的课程设置与能源与动力工程专业的设置有共同之处,如均以流体力学、工程热力学、传热学等作为专业基础课。国内已开设的新能源科学与工程专业的人才培养课程体系可知,大部分培养方案体现了能源动力类专业的学科基础(包括流体力学、工程热力学、传热学等),这些均与教育部新修订的《普通高等学校本科专业目录(2010)》中,将新能源科学与工程专业设为能源动力类特设专业的要求是一致的。北京工业大学新能源科学与工程专业的实践教学方面,主要依托热能与动力工程北京市实验教学示范中心的实践教学平台,并借助重点实验室的科研优势和动力工程及工程热物理学科优势,进行新能源科学与工程专业的创新性实验项目研究。

综上所述可知,国内大多数高校的新能源科学与工程专业多是建立在原来的能源动力类专业基础之上的,能源动力类专业是战略性新兴的新能源相关产业及新能源科学与工程等专业的发展基础,因此,需要深入探讨能源与动力工程专业的人才建设。

战略性新兴的新能源产业发展对能源动力类专业人才培养的需求

自2010年7月教育部下文开办新能源科学与工程专业的建设已有4年时间,该专业的发展取得了很大的进步,该专业主要是学生通过学习各种类新能源的特点、利用方式和方法以及新能源应用的现状、未来发展的趋势,学习动力工程及工程热物理学科宽厚理论基础,系统掌握新能源与可再生能源转换利用过程中所涉及到的能源动力、化工、环境、材料、生物等专业知识,培养具备热学、力学、电学、机械、自动控制、能源科学、系统工程等宽厚理论基础,受到新能源转换与利用以及新能源利用技术与设备的全面训练,具备能源科学及工程知识与现代信息技术,具有良好的团队合作精神和国际视野,具有较强工程实践与创新能力的专门人才。

经过近几年的发展,新能源科学与工程专业的人才培养目标及课程体系的设置取得了很大的进步,但是,从新能源科学与工程专业的人才培养目标以及课程设置体系设置的分析,可以看出,其侧重于将风能、太阳能、地热、生物质能、核电能等各种“新能源”如何高效的转换为“中间能源”,如将将太阳能转化为热能,生物质转换为生物油,将风能转化为机械能,将潮汐能转换为势能等“中间能源”。但是,新能源要高效地为我们所利用,还需要将这些“中间能源”合理高效转换为可以利用的“二次能源”如电能以及可以直接应用的生物油等,这些“中间能源”的高效转换需要有能源与动力工程专业的参与才能够高效完成“中间能源”向“二次能源”的转换。

因此,在大力发展新能源相关产业及新能源科学与工程专业的同时,对能源与动力工程专业的发展提出了新的挑战与机遇,需要针对新能源科学与工程专业设置的不足之处,针对各种“中间能源”的特点及转换特点,制定出合理的能源动力类专业的人才培养方案,使其与新能源科学与工程等新能源相关专业形成互补,共同完成从“新能源”向“中间能源”再到“二次能源”的高效转换,将新能源的利用率发挥到极致。

基于战略性新兴的新能源产业发展背景下的能源动力类专业人才培养的探讨

国内开设有能源动力类专业的高校有100余所,通过查阅并归纳国内各个高校能源动力类专业的人才培养目标:着力培养拥有扎实的动力工程及工程热物理学科宽厚基础理论与专业知识,并具有较高的人文社会科学和管理学的知识,系统掌握热力科学、控制技术和计算机应用技术、能源高效转换、清洁利用及其自动控制与运行的专业知识、基本技能及学科发展动态,具有较强的工程意识、工程素质、工程实践能力、自我获取知识的能力、创新素质、创业精神、社会交往能力、组织管理能力和国际视野的高素质人才。

根据战略性新兴产业之新能源发展的要求以及新能源科学与工程专业人才培养的特点,结合能源与动力工程专业的人才培养目标以及当今能源动力类专业自身发展的需求,提出了能源与动力工程专业人才培养的一些建议。

针对新能源产业的发展,调整能源与动力工程专业的人才培养课程体系

针对新能源产业的发展特点,以及新能源的能源转化特点,适当调整人才培养目标及课程体系使之满足新能源后续利用对人才的需求。如太阳能的热利用过程中,可设置高效吸收、储存及释放太阳能(热能)的相关课程,以及高效利用其储能材料释放的热能的动力机械的相关课程,完成从“新能源”(太阳能)到“中间能源”(储能材料所储存的热能)再到“二次能源”(如电能)的高效转换;可以添加高效热解生物质转换为高品质的生物油(“中间能源”)的课程,以及开设特定课程来讲解如何将生物油(“中间能源”)转换为可以直接高效利用的“二次能源”或直接将生物油“中间能源”高效利用的课程等等。

构建多层次、不同规格的人才培养体系

能源动力类专业(学科)的人才培养需要分为博士、硕士、本科及专科,满足不同层的人才需求。同时,不同性质的高校在本科层次的人才培养目的是不同的,如研究型大学主要培养学术型以及研究与应用人才、教学研究型大学培养学术和应用型人才为主、教学型大学培养应用型人才为主以及高等职业院校培养应用型学生为主。

加强职业教育与培训,发展继续教育,构建终身教育体系

虽然高校有多层次、不同规格的人才培养方式,可以针对不同层次的人才需求制定相应的人才培养目标并培养出合格的人才,但是,当今科技发展日新月异,知识发展迅猛,技术更新频繁,如果企业引进的人才仅仅靠在学校所学的知识是不能满足企业的快速发展的。总书记在十六大的政治报告中指出:要“加强职业教育与培训,发展继续教育,构建终身教育体系”。因此,需要为已经毕业的能源动力类专业人才制定继续教育培训计划,构建终身教育体系,使能源动力类人才时刻具备最新知识与技能,满足企业发展的需求。

采取的措施可以是要根据不同岗位的人员,帮助其制定终身的自我学习与培训计划,使其获得并完善各种知识与技能;与高校联合制定长期的培训计划,如每年对企业的人才进行专业相关新知识的培训或是按照企业的要求进行专业知识培训;邀请能源动力类的研究院所专家定期举行学术讲座,传播能源动力类的最新技术发展,起到抛砖引玉的作用;可以与行业协会共同举办相关知识的讲习班,使热能工程师掌握相关最新的专业技术;要求企业员工进行培训考证,使他们在考证过程中学习到相关知识,同时也使其保持强烈的学习愿望;出国进行短期培训学习,学习国外最新的能源动力类知识;采取要求每位员自己工定期举办讲座,将其学习、工作或查阅中所获得的知识进行相互交流,使大家能便捷地学习到更多的知识。

建立跨产业、跨领域、跨学科合作的人才培养模式

对能源动力类专业进行教育资源的整合,在培养常规的能源动力类人才基础之上与新能源相关产业合作培养跨产业人才,并与能源动力类之外的领域如化学工程及材料学科合作培养生物质能高效利用与新能源材料相关的专业技术人才。

建立高校与企业、研究院所及国外高校学联合的人才培养模式

高校与企业联合人才的培养主要是让企业里面的既懂理论专业知识和具有丰富实践工程经验的工程师担任本科人才培养(毕业设计)的第二导师,让本科生在毕业设计阶段可以得到实际工程知识的训练,学习到如何将理论知识与实践工程联合起来解决实际工程问题的能力,学习如何将知识转换为生产力。其次,可以让企业参与硕士及博士人才的培养,由于硕士人才与博士人才培养目标不同,因此,对于硕士人才的培养主要是让学生参与企业的技术改革,解决较高难度的实际课题为主。博士人才的培养可以部分参照博士后流动站对其博士后工作人员的要求进行培养,参与企业的产品研发的研究工作。聘请国内能源动力类研究院所的知名专家院士来校进行学术交流,让学生有机会与这些学术泰斗面对面交流,学习他们的思维方式,以及他们所带来本领域的最新专业知识信息。可以聘请国外高校知名教授专家来国内短期讲课,让学生了解国外本领域的最新发展及相关知识。

注重能源动力类人才出国留学培养

选送优秀的学生在完成国内的课程以后,到国外动力类著名高校继续学习先进的能源动力类知识,使人才的培养具有国际水准,这些学生在国外完成本科、硕士或博士的学业之后回国工作,这样就可以为我国能源动力类的建设起到推波助澜的作用,加快我国能源动力类产业及新能源产业的快速发展。

能源动力类人才的后续培养

从高校毕业的博士、硕士、本科及专科具备一定理论知识,但是,这些人才要在企业做出成果,离不开企业的“二次培养”,就是按照不同层次人才的特点安排在不同的工作岗位进行专业技能、技术以及研发的后续培养锻炼,在此过程中培养出能够将知识转化为实际生产力的各个环节上的不同层次的人才,培养出如科技创新的领军人才、科学研究与技术开发人才、高技能的技术创新人才以及实际科技成果的转化人才等。

按照CDIO模式及卓越工程师模式培养能源动力类人才

根据CDIO培养模式要求制定相应的人才培养方案,培养能源动力类人才所要求具备的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个层面的知识与能力。另外,加入教育部“卓越工程师教育培养计划”的试点专业,在能源动力类卓越工程师人才培养过程中,邀请企业深度参与人才的培养,按照通用标准和行业标准培养具备工程能力和创新能力的工程人才。

动力工程能源篇8

关键词:新能源;工程机械;节能减排

1新能源工程机械概述

1.1新能源设备应用现状

新能源工程机械设备种类繁多,天然气机械、电驱动机械及混合动力机械等是我国新能源机械设备发展的代表。目前,我国新能源工程机械研究的技术理念逐步形成,部分新能源工程机械设备已经实现了产业化发展,三一、柳工、山河智能及中联等国内大型的工程机械企业均已推出了自己的新能源工程机械设备。较国家发达国家而言,我国新能源工程机械发展起步较晚,新能源机械的发展受到多方面因素的影响,在发展过程中,新能源行业普遍缺乏统一的制度化标准。国家应积极组织人员制定新能源工程机械生产的质量控制及关键技术标准,通过制度规范的方式促进新能源工程机械的发展[1]。当前,工业企业生产中,传统能源的应用出现了一系列问题,能源消耗及环境污染问题日益严重。随着节能减排及可持续发展理念逐渐深入人心,我国工业企业在新能源工程机械设备方面的研究不断推进,新能源工程机械立足于社会对清洁能源的需求,进行机械设备结构及性能的优化,有效地践行了绿色、节能的发展理念。

1.2制约新能源工程机械发展的因素

电驱动工程机械设备具有零污染、不耗油、噪声污染小的特点,但蓄电池容量较小,造成电动机整体功率存在局限性。蓄电池无法维持机械设备的长时间作业,电驱动机械设备在实际应用中给企业作业带来不便,因此,电驱动设备的应用会受到工作场地的制约,其在电源场所中才能正常作业。新能源工程机械设备的推广是一个漫长的过程,传统能源在长期的发展中形成了数量众多的能源补给站,但新能源的补给站相对较少。因此,新能源工程机械设备在应用过程中存在能源补给困难造成的设备无法正常运转问题,天然气设备加气方式局限于槽车与加气站。我国天然气配套设施不够完善,造成天然气保存方面的难题,天然气对存储环境的要求较高,由于气瓶无法保证隔热,遇到周围环境的温度升高时,瓶内的天然气会逐渐气化升压[2]。当压力值达到极限时就会出现天然气泄漏的问题,造成资源浪费,给设备使用企业带来安全隐患。

2新能源工程机械的特点

2.1新能源工程机械的多样性

我国机械设备的种类繁多,不同建设区域的具体工况及地理环境等存在明显的差异,工程建设人员为满足建设项目的需求,必须采用合适的机械设备开展作业,技术人员依据工程需要设计出了不同的机械设备。现代新能源机械设备具有多样性的特征,我国工程机械制造企业积极进行技术研发,生产出各种各样的现代化机械设备,新能源机械设备的研发队伍不断发展壮大。2.1.1太阳能光伏发电的应用世界能源危机的到来,推动了现代可再生能源产业的发展,气候变化及环境污染问题带来了世界能源格局的变化。可再生能源具有储量大、污染小的优势,水能、太阳能、地热能、潮汐能、风能及生物质能都是可再生能源。可再生能源应用于工程机械中,是实现现代产业优化升级、促进经济发展的关键环节。太阳能是一种很清洁能源,避免了传统化石能源使用中造成的环境污染问题,利用太阳能发电,提高了资源利用率。光伏装机容量的推广与应用,促进了我国政府光伏政策的完善,我国光伏电装机容量呈现出不断增长的态势,光伏设备的使用是现代新能源工程机械设备应用的典型代表[3]。在政府政策支持及技术进步的推动下,我国光伏产业进入了新的发展阶段,产业链不断完善,光伏电池材料及相关组件的质量得到明显提高。建设光伏及滩涂光伏是两种主要的光伏电机装置,滩涂光伏在集中开发模式下与风电项目结合实现了分光互补发电。在电力企业并网光伏发电系统中,依据系统的结构及功能,人们将其分为可调试与不可调试两种。不可调试系统中未设置蓄电池组,系统集成度高,结构相对简单,系统的安装及调试环节简便,其工作原理为通过对系统中逆变器的控制,将光伏电池产生的直流电转换为交流电并将其输入公共电网,应维修或者公共电网故障而需要停止供电时,系统会自动停止供电,光伏供电机械设备降低了企业的运维成本。含大型光伏电站的电力系统中,调度中心依据有功需求调整光伏电站的出力状态,并网逆变器及光伏电站系统的无功补偿装置间相互协调,保证了电网的安全运行,提高了电力企业的经济效益。2.1.2LNG工程机械的应用工业生产中普遍使用天然气作为燃料,液化天然气(LNG)及压缩天然气(CNG)是工业企业中普遍应用的两种天然气。LNG采用压缩、冷凝的手段,在低温状态下液化后进入工业生产。CNG通过天然气加压的方式,将其以气态的方式存储在容器中,其与管道天然气的成分相同。新能源工程机械的应用中,通常以1:3的比例配置CNG与LNG,保障发动机高效运转,实现了节约能源的目标。新能源研究中,我国的自主品牌机械研究取得了重要的成就。例如,我国研发出了LNG装载机,与传统的柴油机相比,其使用过程中排放的污染物较少,造成的能源消耗也较小,是现代工业企业节能减排的典范。2.1.3双动力工程机械的应用与传统单一动力的机械不同,新能源双动力工程机械中配置有两个动力机,其使用的能源也不同,一台以柴油供能的方式运作,一台利用交流电实现供能,很好地适应了工作环境的要求。国外创造了一种双动力的移动筛分机,利用柴油发动将机械设备移至施工现场,有效地节约了能源,满足了人们工作的需要。山重建机制造的GC58DP-8双动力挖掘机采用上述原理,利用220V及380V电网工作,有效地节省了电源,降低了作业噪音,设备运行中对人力、资金的要求较低,在远离电源设备的作业中被广泛应用。2.1.车田技术的进步电力平衡发展中,风电具有重要的地位。在风电场中,通过安装许多风力机组并网发电的方式建立起来的风车田,是现代工业供电的典型模式。风车田装机采用技术先进的中型机组,配合发电机并网的风力发电机组进行发电,其单机容量较大,设备性能可靠,实现了风电资源的开发利用。我国风力发电机组的数量持续增加,总装机容量也不断增加。随着技术的进步及政府政策的支持,风车田建设在工业化发电中发挥着重要的作用,避免了化石燃料造成的资源浪费及环境污染问题。风能作为一种可再生能源而被广泛应用,我国风车田建设是现代经济社会可持续发展的重要措施。

2.2新能源工程机械的低碳环保性

工业企业为我国经济的发展做出了重大的贡献,但在工业化发展过程中,企业的生产、制造环节造成了严重的资源浪费及环境污染问题。机械设备制造环节产生的二氧化碳、二氧化硫及粉尘、微粒等造成严重的空气污染,电力企业技术的落后造成机械生产环节严重的资源浪费,传统变电站运行下,落后的电缆技术等造成了电能输送环节的电力浪费。电力企业的风力发电系统,有效地节约了煤炭资源,减少了煤炭燃烧过程中产生的有毒气体排放,降低了能源的消耗。汽车行业使用的天然气发动机,较传统的柴油机设备而言,减少了20%的二氧化碳排放量,而二氧化硫的排放减少了70%。现代电驱动机械采用电源设备或者蓄电池提供动力,实现了零排放,有效地减少了噪声污染。与传统的内燃机机械相比,混合动力机械节约了20%的燃油,使用过程中的污染物排放量也明显减少。

3新能源工程机械设备的应用前景

随着技术的不断进步,新能源工程机械的种类不断增多,在长期的发展研究中,设计人员依据不同工作场景及环境的需要,设计出了满足工业企业发展的多种工程机械设备,传统发动机驱动下的工程机械设备逐渐被大功率马达的电驱动工程机械设备所代替。例如,典型的JCM921D(电动)挖掘机采用电网提供的电能作为动力源,代替传统的柴油机,向外输出功率,电动工程机械设备节能效果好,运作过程中产生的噪声污染较小[4],实现了零排放,该机械在隧道、港口及城市建设的电源场所被广泛应用。电力企业常会出现外接电源供用不够的情况,双动力工程机械的应用有效解决了这个问题。随着天然气机械的普及应用,加气站的设立密度发生了变化,在我国市区或郊区的拌合站,周围存在较多的天然气站。天然气设备在节能减排方面具有独特的优势,天然气作为主要的新型能源在机械工程中被广泛应用。例如,人们已经开始采用天然气机械进行作业,如天然气装载车、天然气搅拌车及天然气泵车等。但是,在偏远地域,由于加气设备、运输条件及加气站数量等多方面因素的影响,天然气机械无法推广应用。我国在新能源工程机械研究中取得了一定的成果,随着技术的不断进步及社会的发展,政府在发展新能源工程机械方面制定了相关政策,未来企业在新能源机械的应用与开发方面将加大资金投入。我国应借鉴发达国家新能源工程机械的技术与经验,建立完善的新能源机械产业链,实现关键零部件的自主生产。政府应制定更多的激励政策,促使现代企业积极应用新能源工程机械,将节能减排作为企业发展的重要目标。

4结语

随着技术的进步及传统能源设备应用下环境问题的不断恶化,新能源工程机械设备的研究与应用进入新的发展阶段。现代新能源工程机械设备具有多样化的特征,其结构及性能不断优化,有助于现代工业企业节能减排目标的实现,新能源工程机械的应用与推广是促进人类社会可持续发展的重要途径。

参考文献

1章崇任.新能源工程机械特点分析[J].建筑机械,2009,(15):90-92.

2苏兆杰,唐向阳,王保森.浅谈几种新能源工程机械特点及发展[J].建设机械技术与管理,2014,(3):65-67.

3侯林帅.新能源工程机械特点研究[J].中国设备工程,2017,(3):133-134.

4邱瑞.浅谈几种新能源工程机械特点及发展[J].山东工业技术,2017,(11):52.

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