功效系數法的基本原理范文
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篇1
中圖分類號:F205 文獻標志碼:A文章編號:1673-291X(2010)32-0004-02
引言
發展循環經濟可以實現資源的高效利用和循環利用,減輕環境污染,緩解經濟發展與自然資源、生態環境之間的矛盾,減輕經濟增長對資源供給的壓力,是在科學發展觀指導下,轉變經濟增長方式,實現低碳經濟和可持續發展的戰略途徑。
區域循環經濟的綜合評價是對區域循環經濟發展水平和質量進行測度的方法,能夠為區域相關政府部門和有關主體提供分析、評價、比較和決策的依據。
一、循環經濟評價指標體系的構建
根據區域循環經濟評價指標體系設計的系統優化原則、科學性原則、客觀性原則和可行性原則,本文構建了區域循環經濟評價指標體系,如表1所示。
二、基于綜合評價指數法對區域循環經濟的評價
(一)計算各項三級指標的個體指數
本文采用功效系數法,先分別確定各項三級指標的閾值,然后計算其功效系數,并作為每個指標的個體指數。功效系數d的計算方法為:
di=
其中,xh和xs分別為各項指標的滿意值和不允許值,xi是第i項三級指標,di為第i項三級指標的功效系數,也即第i項三級指標的個體指數。
確定滿意值和不允許值的基本原則是:應該以某項指標可能達到的最佳值為滿意值,而以該項指標不應出現的最差值為不允許值。實際操作時,如果理論上的滿意值和不允許值難以確定,可以適當作變通處理:第一種方法是,以某項指標歷史上曾經達到的最佳值為滿意值,而以該項指標曾經出現過的最差值為不允許值;第二種方法是,以所有參評對象中某項指標的最大值和最小值分別作為該指標的滿意值和不允許值。應該注意的是,第二種方法中,對于“正指標”,滿意值是最大值,不允許值是最小值;對于“逆指標”則相反,滿意值是最小值,而不允許值是最大值,所以功效系數為:
對于正指標:di=
對于逆指標:di=
且這樣得到的功效系數取值范圍為:0≤di≤1。在對區域循環經濟進行綜合評價時我們使用第二種方法。
(二)利用熵權法確定各指標的權重
1.熵權法的基本原理
熵本是熱力學概念,最先由申農引入信息論,現已在工程技術、社會經濟等領域得到了廣泛應用。根據信息論的基本原理,信息是系統有序程度的度量,而熵則是系統無序程度的度量。
若系統可能處于多種不同狀態。而每種狀態出現的概率為 pi(i=1,2,……m)時,則該系統的熵就定義為:
e=-pi •1npi
顯然,當pi=1/m (i=1,2,……m)時,即各種狀態出現的概率相同時,熵取得最大值,為:
emax=1nmi
現設有m個待評項目,n個評價指標,形成原始指標數據矩陣R=(rij)m×n,對于某個指標rj,有信息熵:
ej=-pij •1npij,其中pij=rij /rij
容易理解,如果某個指標的熵ej越小,說明其指標值的變異程度越大,提供的信息量越多,在綜合評價中該指標起的作用越大,其權重應該越大;反之,若某個指標的熵ej越大,說明其指標值的變異程度越小,提供的信息量越少,在綜合評價中起的作用越小,其權重也應越小。故在具體應用時,可根據各指標值的變異程度,利用熵來計算各指標的權重,利用各指標的熵權對所有的指標進行加權,從而得出較為客觀的評價結果。
2.利用熵權法確定各指標權重的步驟
第一步:計算pij(第j個指標下第i個城市指標值的比重)
pij=rij /rij,其中rij為第j個指標下第i個城市對應的指標值。
第二步:計算第j個指標的熵值ej
ej=-kpij •1npij,其中k=1/lnm,m為參加評比的城市個數。
第三步:計算權重wj (第j個指標的權重)
wj =(1-ej)/(1-ej),其中n為指標的個數,易見0≤wj ≤1,wj=1。
在這里需要注意的是,本文給出的評價指標體系是具有層次的,在確定權重時,需要先確定各三級指標的權重,然后結合各項三級指標的功效系數利用加權算術平均法求得各二級指標的指數,再利用熵權法確定各二級指標的權重,最后對各二級指標對應的指數加權平均,即得到對區域循環經濟進行綜合評價的綜合指數。
3.計算綜合評價指數
假設通過計算得出全環節指數下各三級指標的權重分別為w11,w12,……,w14,功效系數分別為d11,d12,……,d14,則全環節指數計算方法為:
d1=w11•d11+w12•d12+……+w17•d17
設通過同樣的計算方法得到輸入端指數、過程指數和輸出端指數分別為d2,d3,d4,則可以根據不同區域全環節指數、輸入端指數、過程指數和輸出端指數對應的數值,通過熵權法確定的權重w2,w3,w4,最后的區域循環經濟綜合評價指數的計算方法為:
D=w1d1+w2d2+……+w4d4
D即為對某一區域循環經濟進行評價時所要計算的綜合評價指數。
根據不同區域循環經濟對應的綜合評價指數可對不同區域的循環經濟運行狀況作出評價和比較。更重要的是,綜合指數法不僅可以使當地政府和相關主體認清各區域循環經濟發展的綜合狀況,而且可以根據計算出的全環節指數、輸入端指數、過程指數和輸出端指數,清楚地分析各區域在發展循環經濟時在各方面存在的優劣勢,以便為區域后續發展提出對策。
參考文獻:
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關鍵詞:高速公路;清冰除雪;導電混凝土;導電原理
一、高速公路積雪積冰特點
受地理環境、氣候及交通量的影響,降雪后高速公路路面的積雪形成多種狀態。總的來說,具有這樣的幾個特點:車道路面的摩擦力小,路面很滑;車道平整度差,汽車行駛起伏大;行車通視條件差,能見度一般較差;車道路面狀況不清楚,超車行車不安全;路面結構受到積雪積冰的破壞。
二、國內高速公路主流清冰除雪技術
(一)清冰除雪機械
目前,國內除冰雪機械經過十幾年的產品開發,其工作原理已有近十種,但都難以克服機械在進行除冰雪作業時對路面的損傷或機械自身的損傷。因此,在大力發展我國除雪機械的同時,也注意引進吸收國外先進的除雪設備。歸納起來,主要有以下兩類設備:犁式除雪機:主要適用于未經壓實的積雪,特別是密度較小的新降積雪;旋切式除雪機:一般具有切削、集中、推移和拋投功能,具有結構復雜、功能多的特點。
(二)清冰除雪劑
目前國內外所采用的方法主要有:一是傳統的人工清冰雪技術;二是在道路上撒施化學物質融化冰雪;三是靠各種清冰雪機械清除積雪。人工除冰雪功效低、浪費人力、作業成本高、占有路面時間長,且不安全因素多,易發生交通事故,不能適應高速公路清除冰雪的要求。
三、國外高速公路清冰除雪技術現狀
目前,發達國家為確保冬季高速公路和地方道路暢通,已采用防冰養護新技術:即根據天氣預報(雪情)及路面現狀(露點、溫度、濕度、風速和風向)觀測參數,降雪前,在路面撒布化學溶劑,預防冰雪凍結在路面上,以此代替公路養護部門一直沿用掃雪機噴灑除冰鹽的被動除雪方法。
(一)機械目前存在的主要問題
作業速度低,整機利用效率低、成本高,避讓功能不理想,對路面保護能力差。
(二)溶劑目前存在的主要問題
除雪劑的黏度小,噴灑于路面后不便粘結在路面上,易揮發,也易被風和車輛帶走;降雪后除雪劑不能馬上開始工作,反應時間慢;需要量大,成本高;需要撒砂子或爐灰等抗滑材料,不但使除雪成本增加,而且增加路面不平整度,加大環境污染。
但隨著溫室效益的不但加劇,全球天氣的可預測性越來越差。怎樣針對突降形成的路面冰雪的清除是我們必然考慮的問題。所以,使用溶劑和機械進行清冰除雪是被動的挨打,我們應該做好主動的防御措施,這樣就不會出現大量的高速公路癱瘓的狀況。
四、導電混凝土新構想
(一)基本原理
目前在道路橋梁上運用導電混凝土都是在混凝土整體導電性上下功夫,但是路面橋面防凍不需要加熱深層混凝土,而且深層混凝土中的熱量不易傳導到表面造成能量的損失,且一旦混凝土破裂,接觸電阻將相當大,不易維護。
運用電熱毯的基本原理,由于素混凝土(導熱系數:0.50-5.00W/(mK))是熱的不良導體,且電阻相對較大,設想在高速公路的面層瀝青混凝土的內部添加材質均勻的網格狀鐵絲網作為電熱絲,對表層瀝青混凝土直接加熱,由于表層的瀝青(導熱系數:0.02-1.00W/(mK))是熱的良導體,使得在冬季的瀝青混凝土表層能散發出熱量到路面,使路面起到除雪融冰的作用。
(二)設計思路及理由
1.選取材料的優勢
鐵具有優秀的物理性質:強度高,其強度遠遠高于骨料的強度,添加后不會減弱混凝的強度,反而提高混凝土的強度;熔點、沸點高,自身熱穩定性好;延展性良好,對一般變形能克服,不易發生斷裂;熱傳導性好,有利于將熱量散發到周圍瀝青混凝土;電阻率低。
2.設計效果的加強方案
在基本設計的基礎上可以將最上層瀝青混凝土中再添加其他有助于導熱的物質,以便熱量更快的達到路面,此時最上層混凝土易采用允許厚度的最小值,其中如果線路太長,電阻過大無法達到預期電流,可在中間任意地方焊接預留電極接頭供于外接電壓,并提倡采用多段供電的方法,減小電壓,以防安全,且更減小故障率。
3.強度測驗
強度測驗與一般混凝土的測驗沒有區別,但當路面部分為受拉區測抗剪強度時其值將大于同等條件下的素混凝土,原因是鐵絲網此時充當了受力鋼筋的角色,雖然這個鋼筋受拉力有限。
4.電阻率測量
經28天標準環境下養護后,將成型的模型取出測量其電阻值R,由于兩端電極直接與導體相連,而且上下層混凝土并非絕緣體根據電阻的并聯原理電阻率在初期必定略小于鐵絲網的電阻率,到后期,由于鈍化作用,使得鐵與混凝土的接觸電阻大大增大,其值下降至約等于鐵絲網的電阻率,但不會降至過低,保證了電阻率的穩定性。
5.發熱熱量控制
在實際運用中什么地面溫度改用多大的電流可使路面溫度保持0℃以上則需要通過實際測量,實驗室可用熱敏電阻在混凝土試驗塊表面測量電流與溫度的曲線。或是將模型預埋在冬季室外,待降雪后通電,每隔一段時間,記錄表面融雪情況并記錄相關數據,為實際應用提供一定的依據。
6.設計的附加優點
由于路面在行車的影響下會有剪切破壞,鐵絲網還可以提供反力,保護路面。即強度測驗時抗剪強度單方面提高的原因。
五、結束語
導電混凝土這種新型的特種功能混凝土,其電阻率取決于導電材料的種類、性能與摻量,具備熱和電的感知和轉換能力, 是一種“智能”型材料。它材料來源廣泛、制備簡單、經濟。高速公路的除雪防滑工作是一項綜合技術,清冰除雪工作重點在于怎樣快速的清除冰雪保障路面行車安全。導電混凝土的應用解決了路面冰雪快速的清除及路面防御作用。這些優勢使得導電混凝土應用于路面的清冰除雪是十分可行的。
參考文獻:
[1]齊曉杰.道路與公路冰雪清除技術發展現狀與探討[J].林業機械與木工設備,2004,(6).
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關鍵詞:會展旅游;層次分析;發展潛力
隨著上世紀70年代末國門的開放,我國參與國際、國內會展旅游活動的次數逐漸增加,會展旅游逐漸成為國內各大城市和地區的新寵,很多城市開始紛紛大力組織發展會展旅游,并形成了以北京、上海、廣州為中心的會展旅游經濟圈。但是由于國內會展旅游業起步比較晚,發展基礎比較薄弱,如何在激烈的市場競爭中挖掘其發展潛力并可持續發展成為很多城市和地區關注的問題。本文借助層次分析方法對其發展潛力進行評價。
一、會展旅游發展潛力簡介
所謂城市會展旅游發展潛力,是指一個城市在發展會展旅游的過程中,利用其自身資源及其優化組合,推動自身會展旅游發展的能力。也就是從影響會展旅游的各個因素入手,評價影響城市會展旅游發展能力的各因素的強弱,分析評價城市會展旅游的發展能力。
發展潛力的評價與測量,主要采用層次分析法。層次分析法(AHP)最初用于服務領域,是美國運籌學家沙旦(T.L.Saaty)于20世紀70年代提出的。AHP是將決策者的定性判斷和定量計算有效結合起來,它采用數學方法將哲學上的分解與綜合思維過程進行了描述,建立了決策過程的數學模型,是解決多目標,不確定性決策的一種有效的決策和評價工具,是一種實用的決策分析方法。其基本原理是將一個復雜問題分解成若干層次和若干因素,通過比較因素的重要程度構造判斷矩陣,利用判斷矩陣的最大特征根值和它所對應的特征向量,確定下層元素對上層元素的貢獻程度,從上到下逐層計算,最后得到基本元素對總體目標的重要排序結果。運用AHP的一般步驟如
圖1-1層次分析法的實施步驟
二、廊坊市會展旅游發展潛力評價體系的構建
1.確定評價指標
評價指標的選取對于評價結果有著極大的影響,需要謹慎。但實際應用過程中,具體指標的選取過程存在著一定的主觀性,用不準確的指標體系來評價系統必然導致評價結果的偏離。在確定會展旅游發展潛力評價體系指標的時候,應遵循目的性、全面性、代表性、可操作性、定性與定量相結合等原則,從復雜的關系中找出起主導作用的因子。
關于會展旅游發展潛力的評價指標目前還沒有統一的說法,本文在分析會展旅游發展潛力影響因素及參考相關文獻的基礎上,初步建立了一套評價指標體系(如表2-1所示)。
該發展潛力評價指標體系分為三層,第一層是目標層,以會展旅游發展潛力作為定量評價的目標;第二層是準則層,以經濟因素、基礎設施、區位因素作為影響會展旅游發展潛力的因素;第三層是因子層,是準則層指標的更進一步分解和具體化。
2.建立判斷矩陣
判斷矩陣的確定是AHP分析法的核心問題。判斷矩陣表示的是針對上一層次中某一元素而言評價層中各元素的相對重要性,其基本形式為:
對于任何判斷矩陣來說,都應滿足以下條件:Xii=1且Xij=1/Xij。Xij表示對于Ak而言的元素Xi和Xj相比,Xi重要性的判斷值。本文中的判斷矩陣是請有關專家給出的。例如,會展旅游發展潛力(A)準則層(B)的判斷矩陣為:
同理,我們可以建立因子層的判斷矩陣。
3.計算判斷矩陣的權重
判斷矩陣的權重指的是該指標占上級指標的權重。其計算公式為:
其中,ai就是所求權重,i=1,2,…n
經過計算,現求得準則層(B)的權重分別為:b1=0.637,b2=0.258,b3=0.105;
同理可得因子層(C)的權重分別為c1=0.376,c2=0.412,c3=0.212,c4=0.679,c5=0.321,c6=0.408,c7=0.315,c8=0.277。
4.一致性檢驗
一致性檢驗是AHP的重要的必不可少的步驟,在構造判斷矩陣時,雖然沒有要求所有的判斷達到完全一致性,但是要求判斷具有大體的一致性。因此,在出權重系數之后,還要進行一致性檢驗,這是保證結論可靠性的必要條件。一致性檢驗的公式是:
公式中,CR是相對一致性檢驗指標,當CR≤0.1是,我們就認為判斷矩陣是基本合理的,否則就要對判斷矩陣進行調整;RI是平均隨即一致性指標,通過工具書的查詢能夠得到;CI為一致性檢驗指標,其計算公式是:
其中,n是判斷矩陣的階數,λmax是判斷矩陣的最大特征值,其計算公式為:
公式中,A為判斷矩陣,a為判斷矩陣A所對應的各因素的權重向量。
經計算可得準則層的λmax=2.929,CI=0.036,查表得3階RI為0.52,因此,CR=0.069≤0.1,可以認為判斷矩陣基本合理。
同理可對因子層進行一致性檢驗,經檢驗得知因子層的判斷矩陣也都基本合理,可以使用。
5.指標量化
指標量化是指將所有影響因子都賦予一定的量化數字,但這些影響因子有些可以從相應的統計資料中查找,具有確定的數據,有些則沒缺確定的數值。對于能具有確定數據的那些指標可以通過功效系數法來進行確定,那些沒有確定數據可以參考的指標則可以通過德爾菲法進行確定。
功效系數法是根據多目標規劃的原理,對每一個評估指標分別確定滿意值和不允許值,然后以不允許值作為下限,計算各指標現實滿意度的程度,并轉化為相應的評估分數。各項指標的滿意值和不允許值一般是行業中最優值和最差值,也正因為這樣,功效系數法的一個最大優點就是能夠反映企業某一時點在行業中的地位。本文將具有直接參考數據的量化指標進行轉化,其公式為:
Si=(Zi-Zib)(Ziy-Zib)*40+60
式中,Zi是指標的實際值;
Zib是指標不允許值;
Ziy是指標最優值。
按照功效系數法計算出來的分值范圍在60-100之間,為了和后面的取值范圍相統一,將計算結果縮小10倍,變為6-10之間。
本文涉及的指標當中,適合采用功效方法進行量化的分別是C1、C2、C3和C4,在查閱相關統計資料和文獻的基礎上,經計算可確定各指標的取值(表2)。
表2 功效法確定可量化指標的數值
德爾菲法又稱專家意見征詢法。它采用一套系統的程序,采用匿名和反復函詢的方式進行。擬定調查提綱,并提供背景資料,經過幾輪的征詢和反饋,使不同意見漸趨一致,最后匯總,用簡單的統計方法進行收斂,從而得出統一的預測結果。德爾菲法主要對評價因子中那些難以找到數據支撐的指標進行量化。
本文中評價因子C5、C6、C7和C8在實際中都很難找到數據支撐,因此采用了德爾菲法對他們進行評分,以得到量化結果(表3):
表3 德爾菲法確定的不可量化指標的數值
根據確定的權重和進行量化后的指標數值,首先計算準則層的分值Bi:
經計算得出:B1=8.17,B2=8.52,B3=8.93。
然后,計算廊坊市會展旅游的發展潛力(A):
三、廊坊會展旅游發展潛力綜合評價
經過計算A=8.34,即廊坊市會展旅游發展潛力為8.34,具有較強的發展潛力優勢。通過以上的分析,廊坊會展旅游在今后工作當中,應加大經濟發展、加快基礎設施、利用區位優勢、重視文化建設等方面進一步增強其發展能力,創造良好的經濟效益。
參考文獻:
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關鍵詞:高效液相色譜 蜂王漿藥物殘留檢測 應用 必要性
一、高效液相色譜的基本原理及特點
(一)高效液相色譜的基本原理
高效液相色譜一般是指高壓相層析儀,經常用于生物和化學中,整個檢測系統由儲液器、色譜柱、檢測器以及記錄儀等設備組成。樣品進入儲液器中會被高壓泵直接打入檢測系統內,樣品載入色譜柱內,樣品在流動相與固定相內具有不同的分配系數,樣品經過反復的吸附和解吸過程,被分離后的液體會色譜柱中流出,檢測儀會將分離的信號發送給記錄儀,最后將分離的數據以圖譜的形式打印出來。
(二)特點
高效液相色譜主要有以下四個特點:一是高壓,液體檢測物在流經色譜柱時會受到很大的阻力,為了保證檢測的正常進行,需要在原本壓強基礎上加大壓強;二是效率高,這也是高效液相色譜最顯著的特點。它可以在最短時間內達到最佳的分離效果,相比較其他的分離方式更加高效;三是靈敏度高,檢測儀可以對樣品進行深度的檢測,細微的變化都會被檢測出來;四是應用范圍廣,高效液相色譜憑借自身的優勢,現在大部分的有機化合物都通過這種方式檢測和分析。
二、高效液相色譜在蜂王漿藥物殘留檢測中的必要性
蜂王漿中包含多種藥物,其中有的藥物不利于人的身體健康,例如氯霉素、磺胺類、林可胺類以及大環內酯類等常見藥物會給人造成一定的副作用。因此現在進口國對于副作用藥物的檢測十分嚴格,為了促進出口貿易的健康發展,加強藥物殘留檢測工作刻不容緩。但是氯霉素、磺胺類等藥物的結構和性質在本質上都有很大的區別,現今的藥物檢測儀很難將藥物殘留檢測出來,無法真正實現檢測的目標。隨著高效液相色譜在各種有機化合物中的廣泛應用,現在也開始將這種檢測方式引進到蜂王漿藥物檢測中,利用高效液相色譜本身獨特的優勢進行藥物殘留檢測工作,給我國整個蜂王漿產品的出口貿易工作創造了良好的條件。
三、高效液相色譜在蜂王漿藥物殘留檢測中的具體應用
(一)氯霉素殘留檢測
我國早年的公告中就明確指出動物性食品中嚴禁使用氯霉素,這種藥物會給人類的身體健康造成很嚴重的影響,降低蜂王漿本身的保健功效。傳統的氣相色譜以及質譜等方式在檢測中會出現環境干擾、凈化不安全等問題,很難達到檢測的要求。針對這種情況,相關的專家首先利用高效液相色譜串聯質譜的方式對樣品中的藥物成分進行凈化,再使用高效液相色譜噴霧電離質譜分離凈化后的樣品。這種檢測方式大大提高了樣品的回收率。例如采用高效液相色譜串聯質譜測定蜂王漿中氯霉素的藥物殘留,提取1.5μg/kg的樣品,樣品回收率高達92%,利用固相萃取方式凈化樣品之后,再使用噴霧電離方式進行分離,回收率會達到90%~110%,在原本的基礎上有了很大的提高。這種檢測方式在提高檢測質量的同時,還提高了樣品的回收率,檢測成本大幅度降低。
(二)鏈霉素殘留檢測
鏈霉素也是蜂王漿中很常見的一種藥物,也是近幾年藥物殘留檢測中比較棘手的一個問題。檢測人員利用高效液相色譜檢測鏈霉素主要分為以下幾個方式:一是利用熒光檢測儀檢測樣品,每個樣品的檢測的時間比較短,但要增加樣品檢測的數量,滿足實際檢測工作的需要;二是在檢測之前用磷酸提取液溶解蜂王漿樣品,聯合柱后衍生高效液相色譜梯度洗脫以及熒光檢測兩種方式分析鏈霉素中的藥物殘留,使得鏈霉素藥物在短時間內能夠得到很好地分離,回收率也在70%左右,基本滿足藥物殘留檢測的標準;三是利用烷磺酸鈉酸溶液來提取蜂王漿樣品,凈化之后利用高效液相色譜測定鏈霉素殘留,回收率高達84%~104%。
(三)硝基咪唑類殘留檢測
硝基咪唑類藥物是一種抗原蟲感染的藥物,但是一旦人服用之后可能會存在細胞誘變以及動物致癌等等危險,這種藥物現在已經被多個國家禁止使用在動物性藥物中,但是我國蜂王漿產品中仍有這類藥物的殘留。高效液相色譜檢測這種藥物殘留的方式分為兩種:一是利用高效液相色譜串聯質譜,樣品在氫氧化鈉溶液中溶解之后,再使用萃取液提取蜂王漿樣品中硝基咪唑類殘留,采用H-RSM技術降低環境干擾,提高樣品的穩定性,為下階段的樣品殘留檢測工作打下基礎;二是蜂王漿樣品經鹽酸稀釋后,加入氯化鈉等物質對樣品去脂,磷酸二氫鉀調節PH值后再進行反萃,洗脫之后再萃取。利用紫外波長檢測蜂王漿中硝基咪唑類殘留,這種檢測方式的定量為0.01μg/kg,回收率在50%~60%,檢測誤差也小于16%,相比較之前的檢測水平有了很大程度的提高,符合藥物殘留檢測標準。
(四)磺胺類殘留檢測
磺胺類藥物是磺胺結構藥物的總稱,主要用于治療細菌感染的一種藥物,但是同時也伴隨著一些副作用。藥物引起的過敏、中毒等導致藥性菌株產生,會直接影響到人體造血系統、細胞系統的正常工作。檢測人員利用固相萃取高效液相色譜熒光檢測方式對磺胺醋酰、磺胺吡啶、磺胺對甲嘧啶等八種藥物殘留進行分析,利用乙酸乙酯提取蜂王漿樣品,磷酸溶液溶解,色譜柱凈化,洗脫吹干后利用鹽酸和乙酸鈉溶解,再利用熒光檢測儀進行檢測,這種方式的回收率在60%~70%,誤差小于8.5%。
四、總結
隨著世界蜂王漿進口國對于藥物殘留的要求越來越高,傳統的檢測方式已經不能達到藥物檢測的標準。為了保證蜂王漿產品出口貿易的健康發展,必須在原本檢測方式的基礎上進行創新。現在越來越多的專家開始研究高效液相色譜在其他物質中的檢測效果,積累經驗將這種檢測方式引進到蜂王漿藥物殘留檢測工作中,解決現在藥物殘留檢測工作中的難題。高效液相色譜具有高效、成本低、檢測質量高等等優點,但是在實際的檢測工作中還是存在一定的問題,高效液相色譜檢測儀不是特別靈敏,給檢測工作帶來一定的困擾。隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高,越來越關注食品的安全問題,特別是蜂王漿這類保健產品。高效液相色譜檢測技術在實踐活動中不斷進步和完善,在今后的時間里將會越來越多的應用到蜂王漿藥物殘留檢測工作中,也是保證我國保健產品行業健康發展的有效手段。
參考文獻
[1]周志勇,安建東.高效液相色譜在蜂王漿藥物殘留檢測中的應用[J].分析科學學報,2011(3)
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[關鍵詞]利率期限結構;預期理論;貨幣市場
[DOI]1013939/jcnkizgsc201529207
1引言
所謂利率期限結構,描述的是特定考察時間點上不同類型的債券(或其他金融證券產品)的到期收益率與到期期限之間的相關關系。這一結構給出了市場上不同到期期限債券(或其他金融證券產品)的收益率之間的聯動關系,因而也被稱為收益率曲線。由于利率期限結構是金融產品設計、資產定價以及套利投機等諸多金融行為的基礎,所以對這一結構的估計一致是金融領域理論探索和實踐指導中非常基礎性的研究問題,其重要性不言而喻。
與之相對應的利率期限結構理論,主要集中于解釋這一收益率曲線怎樣形成、其形狀如何決定以及變動的機理如何。不同學者提出了諸多邏輯原理,但其中三種理論相對較為成型且被學者廣泛接受:預期理論(Expectations Hypothesis Theory)、市場分割理論(Market Segmentation Theory)和流動性偏好理論(Liquidity Preference Hypothesis Theory)。
預期理論,也被稱為完美預期理論或純粹預期理論,最早由美國經濟學家歐文?費雪(Irving Fisher)于1896 年提出,隨后其他經濟學家如希克斯(Hicks,1939)和盧茲(Lutz,1940)不斷將其發揚光大,逐步形成了較為完整的預期理論體系,并稱為利率期限結構理論大廈的奠基之作。該理論認為:長短期收益率或利率之間的相關關系,更進一步收益率曲線的形狀,主要來自市場上眾多投資者對未來的預期。若投資者認為未來利率會走高,則會買入更多的短期和長期債券,兩者價格的上升進而使各自的收益率上升;類似地,若投資者認為未來利率會下降,則對兩類債券的拋售行為將使得兩者的價格都下降,進而降低兩者的收益率。這一“自我實現的預言”的預期傳導機制,使得市場上投資者對未來預期樂觀時演變成一條上升的收益率曲線,而對未來預期悲觀時則形成一條下降的收益率曲線。
流動性偏好理論最早源于英國經濟學家凱恩斯(Keynes,1930)的思考:由于市場上正常投資活動之外總是可能或多或少地出現一些投機機會,這些投機機會通常意味著相應的選擇權價值;若長期債券的利率與相應短期債券組合的利率完全相同,則投資者會傾向于購買短期債券以不斷攫取間或出現的投機機會的相應價值;為了吸引投資者,長期債券發行人需要以更高利率這一優厚條件以滿足長期融資需求。在此基礎上,希克斯(Hicks,1939)系統性地提出了所謂的“風險溢價”(Risk Premium)或“流動性溢價”(Liquidity Premium)來表征長短期債券收益率之間的這一差異。
庫爾博特松(Culbertson,1957)、莫迪里安尼與薩奇(Modigliani & Sutch,1966)則分別指出,實際情形中由于市場監管、信息傳遞以及消費者習慣性好(Habitat Preference)等原因,長期債券和短期債券可能分屬于兩個不同的市場,其利率或收益率主要取決于相應市場上的供給和需求。在部分情形中,套利行為所導致的兩個市場間的資金流向活動可能會使兩者呈現出某種聯動的正向關系,但由于種種原因這一資金流動可能并不完全。甚至在極端情形中,兩者可能毫不相干,并不必然地存在某種特定的聯系。此即為所謂的“市場分割理論”,有時也被稱為“習慣性偏好理論”(Preferred Habitat Theory)。這一理論假設可以視為“預期理論”和“流動性偏好”的有機合成,同時考慮投資者的投資偏好習慣導致的市場分割的問題,也考慮了不同債券之間的可替代性問題。
從邏輯上而言,上述三種理論都有其合理性,但究竟何種理論更適用更重要呢? 要對這個問題做出精確的說明是很困難的,只有通過經驗性的證據對其進行考察。
國外檢驗利率期限結構的文章很多,但對于未來短期利率的預期是否決定了目前長期利率這一問題仍然沒有一個肯定的答案。有的檢驗結果支持預期在利率期限中期起著重要的作用,有的檢驗結果卻反對預期理論。Cargill(1975)利用英國的數據對預期理論進行經驗分析,但結果表明預期理論并不成立:因為預期理論沒法解釋市場上流動性溢價的變動。Mankiw和Miron(1986)發現預期理論在早些年份(1915年以前)成立,但之后并不與實際情形相符。Lee(1989)利用廣義矩方法(GMM)檢驗了非線性關系的預期理論,結果發現不同債券呈現出非常不同的特征(異方差性),并且流動性溢價也是債券收益率非常重要的影響因素。Froot(1989)發現預期理論在短期內無效,但在長期內具有一定的解釋力。Campbell和Shiller用美國政府債券1952―1987年的月度數據發現了一些并不與預期理論相符的現象。
本文將選擇我國貨幣市場上三類(銀行間質押式回購、銀行間買斷式回購以及銀行間拆借)的1年期、2年期、……30年期共計90個產品來檢驗利率期限結構理論在我國貨幣市場的適用性。這是因為,貨幣市場作為金融市場的重要組成部分,是中央銀行實施貨幣政策以調控宏觀經濟的關鍵場所,在其中扮演著不可替代的基礎性作用。貨幣市場上的利率或收益率,是整個金融或者資本市場中各類型證券產品利率的風向標。
2預期理論在我國貨幣市場的實證檢驗
2.1數據來源及說明
本文選取我國貨幣市場上的銀行間質押式回購、銀行間買斷式回購以及銀行間拆借三大類產品1年期至30年期共計90小類產品,1999年1月至2014年4月期間的所有月度(共計184個月)數據。數據來自Wind數據庫。值得一提的是,部分產品在早些年份由于交易量較小等原因數據缺失,所以這些小類產品的觀測值少于184個。
2.2檢驗結果及分析
在對這90個產品的利率進行協整檢驗,從而考察是否存在“市場分割”以及長短期利率之間的聯動性之前,我們首先需要對這些產品的利率進行單位根和平穩性檢驗。
由于相關指標都是時間序列,而檢驗時間序列平穩性常用的方法包括DF檢驗(Dickey & Fuller,1979)或ADF檢驗(Dickey & Fuller,1981)、PP檢驗(Phillips & Perron,1988)、DF-GLS檢驗(Elliot等,1996)以及KPSS檢驗(Kwiatkowski等,1992)。其中前三種方法的原假設皆為“H0:有單位根”從而為單邊左側檢驗。研究表明,這三種檢驗方法在實際中檢驗的功效不高,尤其對于宏觀經濟變量經常無法拒絕原假設而被迫接受單位根的存在,此時犯第Ⅱ類錯誤的概率比較高(陳強,2010);第四種方法則基于此,將原假設改為“H0:時間序列為平穩序列”從而為單邊右側檢驗。這四種方法基于不同的原理分別構造統計量,對于同一時間序列而言檢驗結果并不一定完全相同,并且也很難一致地認為哪種方法更優;但是如果我們發現對于某一時間序列,前三種方法基本都傾向于拒絕原假設,而第四種方法則傾向于接受原假設,那么我們基本可以得出該時間序列為平穩序列不存在單位根的結論。
但在這四種方法中,其中DF-GLS檢驗和KPSS檢驗通常要求時間序列數據沒有間隔,但我們所選取的這90個指標并不嚴格地滿足這一要求。因此下表首先給出了基于DF或ADF檢驗和PP檢驗的結果。
上表說明,對于我們所選取的這90個指標而言,絕大多數都可以接受平穩序列(0階單整,或I(0))的結論;極少數指標(銀行間買斷式回購16年期,銀行間拆借27、28、29年期)未能通過平穩序列檢驗,但一階差分后平穩,從而為1階單整(I(1))序列。
由于這90個產品中部分產品部分月度數據缺失,導致另外兩個功效較大的檢驗(DF-GLS檢驗和KPSS檢驗)無法發揮作用。我們采用如下方法首先對月度缺失數據進行插值補缺(注意此方法只能進行對中間缺失月份數據進行補充):第一,首先充分考慮宏觀經濟周期和季節性效應的影響,對每個產品可得的利率月度數據對1999―2014年的年份虛擬變量(考慮到完全共線性問題,引入15個虛擬變量)以及1~12月的月份虛擬變量(考慮到完全共線性問題,引入11個虛擬變量)進行回歸;第二,基于回歸結果預測該利率序列在1999年1月至2014年4月間的各月數據。在得到所有90個產品的完整無缺失值的利率月度數據后,我們再利用DF或ADF檢驗、PP檢驗、DF-GLS檢驗以及KPSS檢驗對所有時間序列數據進行平穩性檢驗。出于節約篇幅考慮,我們并沒有給出具體的檢驗結果。但結論與上表中的結論基本相同:貨幣市場上的這些產品利率的月度數據基本滿足平穩序列要求。
我們接下來從三個層面對這三大類90小類產品的利率期限結構是否滿足預期理論進行檢驗。檢驗過程及其基本原理如下:我們首先以大類產品為組,分別考慮同大類中不同期限產品的長短期利率之間的聯動相關性,檢驗方法為協整檢驗和回歸分析;此時檢驗的是每大類產品作為一個獨立的“子市場”,該市場上的產品是否滿足利率期限結構預期理論。其次考慮到期期限相同,不同大類產品利率之間的聯動相關性,檢驗方法仍然為協整檢驗和回歸分析;此時檢驗的是大類產品所形成的各“子市場”之間是否存在“市場分割”跡象;最后綜合考慮所有90小類產品的利率之間的聯動相關性,檢驗方法為相關系數矩陣檢驗。
我們發現,就第一個層面的分析而言,對每一大類產品(銀行間質押式回購、銀行間買斷式回購以及銀行間拆借)而言,1年期~30年期各期限子產品的利率之間都通過了Johansen協整性檢驗,表明不同期限利率之間存在長期均衡關系。不僅如此,所有回歸分析結果表明,各期限產品利率對其他產品利率回歸的系數均統計顯著,且回歸擬合程度R2普遍較高。所有這些都表明各大類產品中不同期限子產品所組成的相應“子市場”基本滿足預期理論。第二個層面的分析結果同樣表明,我國貨幣市場上這三大類產品之間存在非常高的聯動相關性,基本不存在“市場分割”現象。因為相應期限產品的利率對其他大類各期限產品的利率的回歸的系數均統計顯著,且回歸擬合程度R2普遍較高。對于第三個層面的分析而言,我們首先發現銀行間質押式回購和銀行間買斷式回購產品“子市場”內部各期限產品利率的相關系數基本接近于09,銀行間拆借產品“子市場”內部各期限產品利率的相關系數稍低,但也基本在05以上(可能與數據缺失相對較為嚴重有關)。其次,這三大類產品中到期期限相同的子產品的利率存在高度正相關性,相關系數基本接近于095。
3結論
應用利率期限結構的預期理論,對我國貨幣市場上三大類(銀行間質押式回購、銀行間買斷式回購和銀行間拆借)1年期至30年期共計90小類產品,在1991年1月至2014年4月間的月度數據,進行了檢驗。檢驗表明:我國貨幣市場整體上較好地符合利率期限結構中的預期理論:一方面同大類產品長短期利率之間存在非常高的正相關性,另一方面不同大類產品所形成的“子市場”之間并不存在明顯的市場分割現象。
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關鍵詞:高級別墅土壤熱源熱泵系統風冷熱泵系統節能效果
1引言
隨著人民生活水平的提高和國民經濟的高速增長,人們對居住環境舒適度和能耗要求越來越高。而如今自然資源的過度耗費,自然環境的嚴重污染,迫使人類不得不對自己所走過的道路進行反思。1992年聯合國環境與發展大會制定并通過了《21世紀議程》,明確指出:節能、環保是人類可持續發展的兩大主題。土壤熱源熱泵系統(GSHP)以其節能、環保和可持續發展的突出優點,成為空調供暖工程優先選擇的方案之一。
2GSHP系統的基本原理
它以大地作為熱源(熱匯),冬季將大地中的低位熱能取出提高,對建筑供暖,同時儲存冷量以備夏天使用;夏季將建筑內的熱量轉移到地下對建筑進行降溫,同時蓄存熱量以備冬天使用。夏熱冬冷的長江三角洲地區制冷與供暖的天數大致相當,冷熱負荷基本相同。利用該技術可以充分發揮土壤的蓄熱作用,達到環保節能的雙重功效。
3某高級別墅GSHP系統設計
3.1建筑概況
該高級別墅群依托佘山國家旅游度假區,山體、森林、水系和綠化面積高達62%,自然資源優勢突出。以某幢兩層獨立式別墅為例,建筑面積為950m2,功能分區明確,房間眾多包括臥房、客房、起居室、餐廳、門廳等,地下一層設有娛樂、酒吧間、健身房、酒窖等。
3.2土壤地質狀況
地質鉆探表明:佘山地區的淺層土壤是以粘土、砂粉土為主的軟土,土壤比較潮濕,地下水位較高,較適合GSHP系統的應用。
3.3室外設計參數[1]
夏季:室外干球溫度為34℃,濕球溫度為28.2℃,日平均溫度為30.4℃,大氣壓力為100530Pa,風速為3.2m/s。
冬季:室外空調溫度為-4℃,相對濕度為75%,大氣壓力102510Pa,風速為3.1m/s。
表1室內設計參數房間用途夏季設計溫度℃冬季設計溫度℃夏季相對濕度%冬季相對濕度%人員密度人/m2照明W/m2新風量m3/hp
起居室高級起居261860400.152030
門廳門廳261860400.122030
餐廳餐廳261860400.122030
臥室高級臥室261860400.102025
娛樂酒吧261860400.232030
女傭一般臥室261860400.122025
表2房間負荷及機組主要參數表房間冷負荷kW熱負荷kW機組型號冷量kW耗功kW熱量kW耗功kW尺寸
1F-1起居13.018.69GEHA04212.13.7112.63.431472*638*533
1F-2餐廳7.955.77GEHA0247.22.037.51.911168*584*432
1F-3客房10.696.29GEHA0309.12.529.52.371270*635*432
2F-1主臥7.514.77GEHA0247.22.037.51.911168*584*432
2F-2其他13.689.68GEHA04212.13.7112.63.431472*638*533
-1F地下11.026.25GEHA04212.713.7112.63.431472*638*533
注:斜體為制熱工況。
表3埋地換熱器基本設計參數單位換熱量W/m換熱量kW管長m孔數孔深m計算流速m/s孔間距m鉆孔直徑mm水管凈間距mm管徑mm
IIIIIIIIIIIIIII
50[2]34.8535.266977056658.158.80.730.824.5[3]1106025
表4上海地區2℃間隔、24小時運行的BIN參數BIN-6-4-202468101214
小時數(h)
濕球溫度(℃)1276168351524486440498521478428
-6.3-5.1-3.3-1.60.11.83.86.28.210.011.5
BIN1618202224262830323436
小時數(h)
濕球溫度(℃)499589613616537718587361927714
13.615.517.61921.423.825.025.826.427.027.4
3.4負荷計算及機組選型
鑒于別墅內房間眾多,功能分區明確,同時使用系數低。空調系統采用分區獨立設計,不同房間負荷及機組配置見表2。外墻開設新風口,直接引入主機回風靜壓箱,計算不考慮風系統引起的冷量損失。
3.5埋地換熱器設計
根據空調負荷分配,設置兩組地下埋管系統,I號系統負責別墅地上一層需求,II號系統負擔地下一層和地上二層空調需要。環路采用單U型豎埋管設計,同程式布置以保持環路間水力平衡。根據系統設計流量、阻力計算并考慮附加修正,I、II號系統各配置PTB40-125A循環水泵一臺。換熱器主要設計參數見表3。
4GSHP系統節能效果分析
研究人員在分析空調系統能耗時,多采用負荷頻率表法和滿負荷當量法,這種方法雖然直觀簡便,但未考慮建筑的個體特性,誤差不容忽視。本文選擇BIN法進行別墅全年動態負荷及空調系統全年能耗計算。
4.1BIN參數[4]
根據1984年的氣象觀測日報表,上海氣象局用拉格朗日插值法,生成了全年8784小時(閏年)的逐時干球溫度、相對濕度、風向、風速、氣壓、總云量、法向直射日射、水平面的散射日射等數據。基于上述數據,上海地區2℃間隔、24小時運行的BIN參數見表4,其中四個與建筑能耗有關的代表溫度見表5。
表5上海地區BIN參數關鍵溫度高峰冷負荷溫度℃中間冷負荷溫度℃中間熱負荷溫度℃高峰熱負荷溫度℃
36248-6
4.2別墅全年動態負荷
別墅全年動態負荷見圖1。
4.3GSHP系統全年運行能耗
土壤熱源熱泵系統能耗主要包括水源熱泵機組的功耗、埋地換熱器側循環水泵功耗、室內側冷凍水循環水泵功耗、空調末端設備功耗。節能效果評價選擇風冷熱泵(ASHP)為參考,以冷熱源側運行能耗為主,不考慮室內側循環水泵、末端設備功耗,見圖4、5、6。
4.4節能效果評價
本文使用季節能效比SEER(SeasonEnergyEfficiencyRatio)來分析兩種系統的運行性能。SEER定義如下:
計算可得:
ASHP系統夏季運行:SEER=2.86
ASHP系統冬季運行:SEER=2.69
GSHP系統夏季運行:SEER=3.28
GSHP系統冬季運行:SEER=4.14
顯然,冬夏季運行,GSHP系統的季節能效比均遠遠高于ASHP系統,尤其冬季運行時,節能效果更加顯著。
空調系統分區獨立設計便于用戶根據房間使用情況,自由調節主機、埋地換熱系統開啟。表6列舉了GSHP系統若干運行工況分類,能耗比較見圖7。
表6工況運行參數Sort1F2F-1FI#II#
Case1√√√√√
Case2√××√×
Case3×√××√
Case4××√×√
注:√代表系統開啟;×代表系統關閉。
5結論
本文介紹了上海地區某高級別墅土壤熱源熱泵系統設計情況。采用BIN法,分別計算了別墅全年動態負荷分布、GSHP系統全年運行能耗、ASHP系統全年運行能耗,并選擇季節能效比SEER評價其節能效果。結果表明:
(1)GSHP系統冬夏季運行,其SEER均遠高ASHP系統。夏季運行可節能12%,冬季運行穩定,避免除霜能耗,節能效果更加顯著,可節能35%。
(2)系統分區獨立設計便于住戶根據使用需求,自由調節主機、埋管系統的開啟狀況,節能潛力更加顯著。
(3)GSHP系統換熱器深埋地下,無外掛設備,對城市熱環境、聲環境沒有影響,是一種在夏熱冬冷地區值得大力推薦的綠色空調系統。
參考文獻
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篇7
關鍵詞:熱泵 傳遞因素 能效比
供熱在US能源機構部建立的檢定程序里面,其中熱泵和空調性能的比較已經建立。加熱的季節性能傳遞因數(HSPF)和季節性的能量效率比,分別用加熱和冷卻指標來表示,盡管這程序引起很多令人想要的公制標準,但是與氣候相關的行為準則已經被限量出版,特別是當擴充到性能預言區域時,在程序里描敘的熱泵和空調性能與氣候相關的變動評估,操作季節的效率統計與冬天和夏天的設計溫度和生產設備效率有關,這種可能性現在被討論之中。
1.熱泵
在美國南部,住宅用的氣源熱泵是逐漸地流行的供熱系統,目前超過100萬人使用這種氣源熱泵,氣源熱泵的實際效率達到2.0~3.0的能效比,達到這種效率是一種標準方式,在室外的不同溫度下和各種外在因素的影響下運行操作決定著加熱季節性的性能傳遞因素,當這種操作被提出以傳統的性能傳遞因素表示是在6.8COP=1.99的最小的性能傳遞因素之上)。性能傳遞因素被定義依照測試程序如在10CFE中,ASHR標準1%和母鹿試驗程序,零件430,輸氣管M(AIR2003)
性能傳遞因素是在IV區域的氣候溫度和最小加熱設備下測定的,即加熱機器的加熱能力基礎下形成的,這種選擇有利于限定抵抗加熱,因為它具有這種是特性,造成在17℃到25℃之間有個平衡點,雖然性能傳遞因素是與氣候特別是2080加熱加載小時有關已經知道,但是它絕沒有考慮到這單一的特性普遍為所有的氣候預知措施,考慮到美國大部分陸地冬天氣候的嚴寒以及熱泵對戶外溫度的敏感性,特別是其性能因氣候上的區域(區域在A6.2.4和A6.2.5標準中)不同而不同,已經出版的數據有效地為所有熱泵和空調部件在IV氣候區域計算其性能,因此,盡管這種方法有利于計算機性能傳遞因素和能效比在其它區域的計算,但是也有不在這IV氣候區域里,消費者和其他人沒有從指定機器的測試點出入口獲得信息
ARI程序已經被證實氣源熱泵為所有六個區域提供初步關于加熱措施的信息,這程序包含了“供暖成本傳遞因素”的一個表,這表提供的信息通常用來調整每年的能量成本基于聯邦貿易委員會為IV區域和其他五個區域列出每年的能量成本,不幸的是,就如論文所說的那樣,氣候分類在ARI程序里離地球緯度越遠與能準確撲捉到冬天的嚴寒成比例的,而且,這種方法過去常用來估算在程序里面加熱系統的性能,相對于傳統的操作狀態它傾向于樂觀的
然而,在AIR210/240里面獲得六個氣候區域的規律,粗略地與氣候相關,例如:ARI氣候二區域包括變化廣闊的鳳凰城氣候(1125天供暖日—度,4189冷卻天數,99%設計溫度為37℃,1%設計溫度為108℃
盡管它從沒想到四區域性能傳遞因素和能效比,過去常用跨越區域估計能量的方法,為了實現這些目標已經使用軟件和計算程序進行計算(例如:看見ACCA[1986])特別是熱泵在橫過更迭與無壓熱泵在功效上的比較導致錯誤的結論,由于這些限制,它已經成為令人渴望有方法去解釋熱泵和空調在相同地方的季節性性能比。
由于其他原因,超過氣候變化,采用傳統的措施也達不到ARI提議的在210/240程序里面的標準,一個修正后的傳遞因素C用數值0.77表示,它常用來減少供暖系統中氣源熱泵的負載, C-傳遞因數的這種用途已得到證明,它是在接近地測量建筑物加載當中使用度日或天數的數據基于65℃建立的,一個最好的解釋方法是使用一個低平衡點而不是一個增殖平衡點,因為低自效應在改變戶外溫度與C=0.77的缺省值是非常不同的,例如:在1970年電氣動力研究組織測試發現在現實的住宅中C能從1.2變化到0.4,但是,這種估計的方法已經沒人使用,1985年后,來自ASHRAE手冊基本原理的證據已經消失了。
使這ARI程序的另一個問題是假定在65℃的加熱點上,使用傳遞因數C和加熱點65℃去減少加載,在我們的分析中,我們更傾向于使用68℃內部加熱設定點,這將加重圍護結構的效率,將傾向于減少性能傳遞因素的摸板,就如在ARI210/240標準里與假定的65℃比較一樣,后緩抵抗力使用也將會增加,在戶外溫度為45℃時,這個差別和頂層都將被考慮。
2. 冷卻模型和能效比
中央空調采納季節的能效比作為檢定是在1979年后發展起來的,最后一次修改是在1994年,能效比是由一個國家限定的,它不能為夏季不同氣候區域的叁數不同解釋, 除此之外,能效比檢定強調高溫措施,的確,由于簡單的設備,實驗是基于措施82℃下完全的,如此設計很難成為溫、濕度最佳的優化設計,因此、調整設備,重量分配到高溫度措施都非常低,因為高溫度措施在相同的能效比的設計之中有很大的改變,而且高溫度措施是公用設備達到頂峰負荷的一個主要行列,除此之外,這ARI標準是在靜態壓力下,就如來自外界研究平均一半高靜態壓力將意味著降低橫穿蒸發器螺圈的氣流,造成相對冷卻線圈導線,在各處的烘干機氣候和較低的熱泵措施中使用冷卻能量的增加,同樣地在ARI程序暗示那樣,如在這項研究中被假定的78℃設定點與冷卻承擔一個80℃內部設定點相反,這更趨向于現實中,但是較低的設定點也將造成這里計算運行操作效率“很大的負荷”,因此,較低的可預知的冷卻措施,這些限度在能效比程序中被其他人所證明,當在冷卻光模型中使用的時候,由于在戶內和戶外狀態下溫度的差值是比較小的,因此、泵的動力性能是比較好的,事實上,這動力是從室內而不是來自寒冷的外界得來的,因此,傳統的冷卻系統能效比是在10-17級別,目前的現代設備,對于目前的分析,有的與能效比系統等同,有的甚至超過13.5級別很多,被假定在戶內的鼓風機里面使電動機方向轉換的功能與性能傳熱系數等同、或者極大地超過8.5級別
3. 熱泵性能測試的研究
在1970年代早期內出現的動力泵技術后,許多的丈量是在供熱系統措施上制定的,許多實驗室研究都是在穩定狀態下運行對除霜周率影響的評估,曲橋箱加熱和其他的影響力,被長期使用不變的恒溫器凝結設備,當建筑物負荷超載,熱泵的傾斜容量的時候,由于存在差異,它影響著總效率(蘆葦從生的和單呢爾1992)
許多存在的早期研究表明熱泵性能通常是比ARI程序所期待的還低,在一項為路易期安那(美國南部一州)公用設備,研究中,兩個1976年的古典熱泵中在交換使用中發現季節的性能系統(SCOP)測量為1.75而檢定的性能系數SCOP為2.25
在新澤西州的比較寒冷的氣候中,尼克季期(1977年)估計單臺熱泵的性能系數為1.65是基于預先和測量后的,在加拿大的安大略省比較寒冷的氣候中,40多臺熱泵被詳細地檢測,檢測出來的成績平均性能系數為1.43在1975-1977年中的供暖季節性能系數,同樣地,一項大的研究表明在波士頓和明尼斯州氣候中性能系數SCOP值為1.61到1.2
篇8
【關鍵詞】電子競技運動;結構構造;結構特征;要素電子競技運動是以高科技化的軟硬件設備為運動器械,在人與人之間的進行的智力對抗運動,主要包括電子、競技運動以及人(隊)與人(隊)之間的競賽等三大要素。它是計算機技術和競技運動完美結合的產物〔1〕。時至今日,盡管關于電子競技運動的研究成果頗豐,但大部分研究主要集中在概念界定、類型劃分、職業和產業化發展取向,以及是否屬于體育競賽項目方面,其理論基礎研究卻極其單薄,導致目前對電子競技運動學理認識的模糊,導致對電子競技運動的歸屬爭議不止,嚴重制約了電子競技運動的良性發展。因此,從學理視角出發,系統研究電子競技運動的結構框架、要素及其結構特征,采用模糊數學(Fuzzy Mathematics)法研究電子競技運動結構四級要素的相對權重數值,并用克倫巴赫(Cronbach)alpha系數對電子競技運動結構四級要素的內部一致性進行檢測,以此來確定電子競技運動的內部結構特征,以期為促進研究電子競技運動提供理論層面的基礎性成果,為我國電子競技運動在國際比賽取得更好的成績,為電子競技運動的良性發展提供理論依據。
1電子競技運動結構的構造
1?郾1電子競技運動結構的概念界定
所有學科領域都使用結構概念作為重要的分析范疇,所謂結構是指在總體中的元素以及元素之間的關系(既有特定差異性又有相同性的相對不變的關系)〔2〕。結構是指系統的內在規定性,是構成有系統的各要素、各成分、各部分相互結合的內在組織形式,是事物組合和存在的一種普遍形式。當系統的要素和所處的環境不變的情況下,結構決定系統功能的發揮。
基于結構的概念,依據發生定義學理論,本研究將電子競技運動結構界定為:是指組成電子競技運動系統內部各組成要素及其相互關聯與作用方式特征的總和。其實質是構成競技電子運動的整體框架以及框架中的各個要素和要素之間相互關聯與作用方式特征的關系的集中體現。電子競技運動結構是電子競技運動內部的基本構造,隱藏于其內部,反映在電子競技運動的功能之中。對電子競技運動結構的研究充分體現出了宏觀向微觀、抽象向具體、顯性向隱形、表象向本質的認知規律,利于深化對電子競技運動本質和功能的系統了解,更大程度上發揮其功效。電子競技運動的結構構造是對其進行基本的初期構造,然后進行結構和技術上的分析,最后進行深入的刻畫研究、進行調整。其基本原理是首先要分析電子競技運動的內容,分析內容與結構之間的具體關系,然后確定分析其中的正確性,進行結構構造。系統認識電子競技運動的結構,其目的就在于促進電子競技運動在現實發展中的各個方面的完善和科學保障,利于電子競技運動的良性發展。
1?郾2電子競技運動結構的框架構造
電子競技運動是計算機技術和競技運動完美結合的產物,既不同于一般意義上的網絡游戲和網絡體育游戲(源于游戲但又高于游戲),又有別于現實中的競技體育運動項目,它是一個復雜的大系統工程,具有多維度的特征。其競賽過程凸顯在虛擬化和虛構化的兩個本質特征方面,與現實中的競技體育運動相比,電子競技運動對于運動員的身體素質條件和場地器材等都沒有特殊的要求。從運動訓練學理論分析,競技體育的內部構成包括運動員選材,運動訓練、運動競賽和競技體育管理四個有機組成部分〔3〕。“競技運動結構的構造也是主要包括競技運動結構各部分的層次模型,包括選材、訓練、競賽和管理,其中訓練和競賽是核心要素”〔4〕。因此,對于電子競技運動而言,其結構的構造可以從訓練、競賽和管理三個要素進行。同時,運動競賽過程包括賽前準備、競賽實施和賽后評價三個基本階段,每個階段可以視為整個競賽系統中相互獨立又相互依存的三個子系統功能〔5〕。基于運動競賽過程的三個基本階段,依據電子競技運動的自身特征,本文構建出電子競技運動的結構框架(如圖1所示)。
1?郾3電子競技運動結構的要素解析
(1)競賽策劃:構成競賽策劃的主要要素包括參賽獎勵、環境分析、狀態診斷和參賽計劃。參賽獎勵是隊員參與比賽的主要驅動力,而狀態診斷是科學化設定比賽成績和目標的基本判斷依據,環境分析則是規避各種外界因素干預比賽的必要條件,參賽計劃則是對競賽周期規劃的總體思維運籌。
(2)賽前訓練:構成賽前訓練的要素包括計劃制定與實施,模擬訓練和狀態調整。科學化制定的訓練計劃是賽前訓練的總體指導綱要,而訓練計劃的具體實施則是賽前訓練的的實踐運行;模擬訓練則是針對對手的強化手段;狀態調整是賽前訓練的必要恢復。
(3)競賽表現:構成競賽表現的要素是參賽隊員的臨場水平發揮、教練員和相關人員的臨場指揮能力以及裁判影響和環境影響。其中運動員的臨場發揮是對賽前訓練以及競賽狀態調整的直接反應;隊長或者教練員的臨場指揮是運動員戰術調整和心理調控的重要支柱;裁判影響和環境影響是運動員公平、有序比賽的主要因素。
(4)競賽控制:其構成要素是競賽規則和競賽規程。其中競賽規則是運動員戰術調整,人員調配,裁判員判定違規以及判定名次的唯一標準;競賽規程是觀眾選擇賽事觀看、運動員統籌安排的參考指南。
(5)競賽保障:其構成要素是醫療保障和后勤保障。其中醫療保障是運動員不斷調整身心指標,保持良好競技狀態的重要手段;后勤保障是運動員規避外因干擾,集中精力于比賽的必要條件。
(6)競賽評價:競賽評價是探尋競賽根本規律的重要手段,通過競賽評價反思比賽過程中的得與失,總結經驗教訓,為科學的分析和總結提供依據。
2電子競技運動的結構層次劃分及要素權重
2?郾1電子競技運動的結構層次與要素的權重確定
基于結構框架的構造,“運用德爾菲法(Delphi Expert Assessment Method)和模糊數學(Fuzzy Mathematics)確定電子競技運動結構四級要素的相對權重數值”〔6〕,并采用克倫巴赫(Cronbach)alpha系數對其內部結構的一致性進行檢驗〔7〕,確定電子競技運動結構層次及要素〔8〕。電子競技運動結構層次劃分及要素相對權重(見表1)。
2?郾2電子競技運動結構要素相對權重的計算
以 “臨場發揮”所隸屬的四級層次要素為例,對要素相對權重的計算過程進行說明。邀請6名相關研究的專家(簡稱p),基于本人研究成果經驗的運用判斷,逐一對評價要素的原始權重進行打分,再對原始權重歸一化處理。原始權重的矩陣如表2、表3、表4所示。
以下計算均采用歸一化后的矩陣數據。
計算關于每個指標的平均權重:
(1)
表示第幾個指標的平均權重,k是專家的總人數。
原始權重偏移量的計算:
(2)
αij*表示原始權重的偏移量
確定新權重:
由于偏移量越小,將在實際權重中占的比例越大,設:
(3)
(4)
對A0=[α10,α10…αn0]進行歸一化處理,即得:
(5)
其中:αj表示指標j的新權重。
依據以上步驟,可得電子競技運動三級要素中“臨場發揮”所隸屬的四級層次要素相對權重。計算結果見表5。
2?郾3電子競技運動結構的層次要素信度檢驗
克倫巴赫(Cronbach)alpha系數是測驗內部一致性信度的重要指標。本文采用克倫巴赫(Cronbach)alpha系數對電子競技運動結構要素的內部一致性進行檢驗。
克倫巴赫(Cronbach)alpha系數計算公式為:
(6)
其中k為評價表中的被評價對象數,Si2為第i要素得分的方差,Sx2為整個評價要素總得分的方差。
在本文中變量k=68,∑Si2=1.57,Sx2=10.09帶入公式(6)可得α=0?郾869。一般認為α=8—9為內部一致性良好〔9〕。檢驗結果證明:本研究構造的電子競技運動結構層次合理,四級要素指標體系具有良好的內部一致性。
3電子競技運動的結構特征
2010年版《辭海》對“特征”的定義是:“指一事物區別于他事物的特別顯著的征象、標志,描述的是該事物與他事物比較后的不同征象。”〔10〕依據該界定,電子競技運動結構的特征是指構成電子競技運動結構,區別于其他競技體育運動結構的特殊征象、標志。包括了整體框架結構、結構層次以及結構要素的特殊性。
3?郾1電子競技運動結構的框架特征
電子競技運動結構框架的構造是研究電子競技運動結構特征的基礎。根據上述研究,電子競技運動的結構是由競賽準備過程和競賽實施過程兩部分組成。競賽準備是電子競技運動結構的框架基礎,競賽實施是框架的主體。充分的競賽準備是競賽實施的前提條件,良好的競賽實施是競賽準備的集中體現。構成了電子競技運動的二級層次要素,包括了競賽策劃、賽前訓練、競賽表現、競賽控制、競賽保障以及競賽評價。這些二級層次要素不僅體現出電子競技運動的完整比賽的具體工作環節,并且呈現出了所有的參賽內容。因此,電子競技運動結構框架的特征突出呈現出了框架的系統完整性和結構的穩定性。
3?郾2電子競技運動結構的層次特征
電子競技運動的層次結構根據從宏觀到微觀的認知過程構建規律,明晰地展現出了四級層次體系,系統地反映出了電子競技運動結構的內部構造。縱觀各層次之間,清晰地體現了有序鏈接、依次遞進、環環相扣的網狀結構。因此,電子競技運動結構的層次特征表現出層次的邏輯性和結構的關聯性。
3?郾3電子競技運動結構的要素特征
電子競技運動結構的要素是以電子競技運動的本身特點為依托,充分參考運動競賽結構的各個要素而提出的,為研究其要素特征提供了解析的關鍵要點。電子競技運動的結構要素是由第四級要素構成,共68項,表現了其復雜繁多的特點,充分反映了電子競技運動的結構內容。電子競技運動的結構要素不但系統地構建和銜接了電子競技運動的結構框架,并且有秩序地夯實和建構出了電子競技運動的結構層次。因此,電子競技運動的結構要素特征表現出要素的多樣性和結構的復雜性。
4小結
以虛構化的電子競技運動中的智能技能結合類項目DOTA(Defense of the Ancients)為載體,結合運動競賽結構層次框架建立了電子競技運動結構層次框架體系,運用德爾菲法(Delphi Expert Assessment Method)和模糊數學(Fuzzy Mathe matics)計算求出了電子競技運動結構要素的相對權重值,基于克倫巴赫alpha系數對四級要素內部進行一致性檢驗,數據顯示檢測結果呈現出良好的內部一致性。反映出本研究構造的電子競技運動的結構框架、結構層次以及結構要素客觀、合理、科學。電子競技運動的結構框架特征表現出框架的系統性和結構的穩定性;電子競技運動的結構層次特征表現出層次的邏輯性和結構的關聯性;電子競技運動的結構要素特征表現出要素的多樣性和結構的復雜性。
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篇9
Abstract: In the current road engineering construction process, the soft soil foundation is a major construction difficulty, which is highly concerned by road engineers and construction personnel. Because CFG pile has the advantages of high bearing capacity, wide application, low cost and simple construction, so it is widely used in the soft foundation reinforcement. In the high-grade construction, the quality of the treatment of soft foundation directly affects the progress and quality of the project construction and the effect and safety of road operation. CFG pile is a kind of soft foundation reinforcement, its application in the structure foundation of engineering and the foundation reinforcement of bridge culvert has small settlement, good stability, fast construction period and other advantages. It is worth promoting. Based on the comprehensive analysis of soft soil foundation, this paper discusses the basic principle of CFG pile construction, and the application of CFG pile in soft soil foundation construction to provide reference for the relevant technical personnel.
關鍵詞: CFG樁;軟土地基;施工;應用研究
Key words: CFG pile;soft soil foundation;construction;application research
中圖分類號:TU44 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2016)24-0195-02
0 引言
中國改革開放以來,隨著我國社會主義市場經濟建設步伐的加快,城市化進程突飛猛進,帶來基建行業的蓬勃發展。基建工程中的施工技術建設亦隨著整個行業迅速發展,施工技術已經發展成為一個相對完整的專業體系。在基建施工中會遇到大量的軟土地基,軟土地基具有承載能力差、工程量大的特點,而由于規劃不容易更改,必須在軟土地基上施工,在軟土地基上進行施工時若處治不當,往往會導致路基失穩或沉降達不到預期目的,很容易造成道路、橋梁不能正常運營以及后期維護費用高等問題。因此,如何處理軟土地基成為建設施工的重要研究內容,選擇何種軟土處理技術對施工建設有著重要的意義。
1 CFG樁簡介
CFG樁也就是碎石粉煤灰混凝土樁,它由沉管灌注樁演變而來,起初應用在房建基礎工程上,屬于復合地基處理形式。CFG樁通過振動沖擊力、振動力、靜壓力或錘擊力將暫時堵住下端開口的無縫鋼管(即套管)沉入到地基預定深度,然后在CFG樁的管套內灌澆水泥混凝土,最后利用外部動力將套管拔出地面,而將先前下入的鋼筋籠和混凝土留在地下形成鋼筋混凝樁。
CFG樁一般由石屑、碎石和粉煤灰等所構成,水泥含量最多,是其主要的成分,將石屑、碎石和粉煤灰等均勻攪拌就可以構成CFG樁。通過不同的設備進行制作CFG 樁會產生不同的粘結性的差異。CFG樁體的制作一般通過完善骨料級配、水泥摻量進而配比,這樣可以增強樁體的強度。在施工中CFG有很多的施工方法:靜壓沉管法、振動沖擊沉管法、振動沉管法、錘擊沉管法;根據其成樁的工藝可分為:爆擴法、夯擴法、復打法、反插法、單打法成樁。CFG 樁的施工方法分為 3 步:沉管,灌注混凝土,拔管。此外,在公路施工中還經常采用錘擊沉管反插成樁法,施工過程中灌混凝土與拔管交替進行。
2 CFG樁基本應用原理
2.1 CFG 構成
CFG由褥墊層、樁周土、樁體構成。由于載荷的存在,樁體、樁周土會存在一定的沉降問題,因此,要對頂樁進行合理的鋪設,要對褥墊層設計適宜厚度,還要確保其能夠滿足樁間土、樁身的共同受力,進而復合地基。試驗研究表明,如果CFG 樁可承擔 50% 以上的荷載,那么相應的軟土地基承載方面的能力也會提高 3 倍以上。但是實際中復合地基置換率僅能達到 8%左右,嚴重影響工程的造價。而CFG樁憑借復雜的構成,以及各部分之間的相互作用合作,在保證施工質量的同時,使公路軟土地基施工荷載力得到了有效的提升,可以承受公路40%到70%的荷載力,大大提升了公路的施工壽命。
2.2 褥墊層作用
散體為褥墊層的主要構成材料,褥墊層可充分調整樁土水平的荷載能力、復合地基沉降量,進而發揮關鍵的作用。第一,樁和土二者可共同承擔荷載方面的能力;第二,褥墊厚度實行調整,可以將樁垂直方向的荷載力分散和調整。理論上來講,在褥墊層較薄的情況下,總荷載可承擔荷載力,進而提高百分比;第三,褥墊層可以降低基面層的應力集中現象;第四,褥墊層實際的厚度可以通過樁、土水平荷載力來調整,所承擔的載荷越大,褥墊層的土越厚。
3 CFG樁實際應用方案設計
3.1 施工工藝流程分析
首先實行樁尖的安裝工作進行放樣測量以及振動器下的沉管體啟動環節,此外還要加強對于樁體沉入情況的檢查,待拌合料完全攪拌后,啟動拌合料和振動器,然后將導管拔出。最后按照規劃移動樁機進行下一根的施工工序。
3.2 具體施工步驟
施工過程決定著工程的質量、進度。首先要對施工材料按照設計要求合理選擇,在施工材料進場時依據相關制度進行嚴格審查,不準許不合格材料進場;然后針對進場材料落實情況進行嚴格檢查,針對出現的問題快速解決,不能蒙混過關,防止影響其他部門進度;最后針對施工方案時時進行比對,防止施工現場與方案發生不一致現象。
①CFG 樁相關設備入場的檢查。進入施工現場后對CFG 樁相關設備要進行嚴格的檢查,包括打樁機、攪拌機、以及其他材料,還有沉管入土深度、樁長等情況。
②CFG 樁就位。CFG 樁應該結合混凝土樁尖加以預埋,還應該發揮樁尖凸頭密貼和無縫功效。樁機就位要做到水平、穩固,要對沉管實施調整,最終達到與地面垂直的狀態。沉管機上自帶有垂直調整器,可以利用它在施工現場對沉管垂直度進行控制調整,保持偏差小于1%,鉆具偏差小于10cm。
③沉管。啟動振動器,在振動作用下使沉管向預定標高位置下沉,到達位置停機。沉管的過程要時刻調整樁基的穩定,防止傾斜現象的發生,還要做好相應的電流變化記錄,分析記錄土層的改變情況。我們可以把混凝土樁的試樁樁長作為控制依據,當沉管遇到持力層時會出現電壓下降、電流瞬間增大的現象,此時應該作好記錄,對持力層進行準確的判斷。
④投料。結合實驗室數據和現場混凝土攪拌機對混合料進行混合攪拌,配制確定好的混凝土,要對攪拌原料進行嚴格配比和稱量,確保誤差控制在規定范圍內。在攪拌中將砂、石子、水泥進行均勻攪拌,確保攪拌時間,使最終顏色一致,控制混合料的坍落度,控制在80-120mm的范圍內。還要將施工現場的原材料的含水量變化進行記錄,對各項參數進行有效調整。
⑤拔管。拔管需要一邊振動一邊拔管,為了使混合料對孔底徹底灌滿,要在拔管初期拔的越慢越好。還要向樁頂實施連續拔管,這樣可以避免反插現象發生。以設計標高相比,施工樁的標高要超出其50cm,浮漿厚度控制在20cm以下。要做到拔管過程的先慢后快,慢速時保持1.5-2m/min,快速時保持2.5-3m/min。
⑥檢測。當施工完成后要對樁進行檢測,首先運用低應變方式由專業檢測單位對樁身的完整性進行檢測,然后驗證,可以采用鉆芯法將樁身的完整性及強度進行驗證。如果檢測出不符合要求的施工段,要加大檢測頻率和力度從而進行施工項目的檢測,對相應問題進行解決,確保質量安全。
3.3 完工后
在工程竣工以后,要針對工程的性能、外觀和質量進行檢測,和設計圖紙進行比對,檢查是否有出入。在工程投入使用以后,還要對工程實施內部管理維護,保證工程實際使用效果,切實提高服務質量,對后期實施質量監控,總結問題,解決問題,促進企業內部的創新管理。
4 案例分析
位于廣西省的A高速公路由于地理原因,需要開展軟土地基施工工作,加固施工設計原為復合地基碎石樁加固,但在實際的施工試驗過程中,逐漸發現此種設計方案存在一定的缺陷,存在軟土地段與征途路段的基線存在不平順等問題,這不僅對行車速度形成了一定的限制,在通車后也難以達到理想的效果。為此,通過以上對CFG樁施工技術、工藝等方面優勢的分析,以及CFG樁與碎石樁各方面數據的對比,我們將工藝更先進的CFG樁引入到本工程的軟基段施工當中,通過借助CFG樁優勢的發揮,在最大程度上使公路地基得以更好的加固。
該工程的不良地質主要在公路第二標段有所分布,在河流的交互侵蝕作用下,該軟土地基不僅結構穩定性較差且分選也較差。基底以粉砂巖為主,同時含有不同程度的礫巖和粒砂巖,且基底巖層凹陷部位的軟土較厚在1.4到22.5m之間,巖層整體呈波狀起伏狀態。在含水量方面,該段軟土高達105.4%,平均值可以達到90%以上;最大壓縮系數可以達到4.98 MPa-1;孔隙比最大值為2.806,平均值達到2.640。淤泥質土、淤泥是該工程設計變更地段軟弱土層的主要構成,且存在不均勻分布,厚度變化也較大在0到11m之間。在這種情況下,結合前期碎石樁施工效果,對該路段的軟土地基的涵洞部分采取復合型的CFG樁加碎石墊層形式實施加固作業。計劃樁徑要達到500mm,深度必須能夠穿透淤泥層并深入持力層達1m左右。CFG樁的樁土應力比為n≥30倍,一般的碎石樁n=2.2-4.1,;CFG樁承載力提升幅度可以達到300%,一般的碎石樁是能夠達到50%到100%之間;CFG樁面積置換率百分比可以控制在10到20之間,一般的碎石樁要遠遠高于CFG樁百分比在20到40之間。在前期實驗施工以及工期緊迫的情況下,該路段正式通車僅用了半年時間,提前完成施工任務。
5 結語
由于我國處在快速發展的時期,各種基建項目如雨后春筍般崛起,而基建項目會遇到不同的環境問題,特別是地基的問題,CFG樁具有施工速度快、操作簡單而且經濟效益好的優勢,憑借嚴謹、科學、合理化的施工方法,CFG樁與一般的碎石樁相比,無論在樁土應力比、承載力還是面積置換率方面都有很大程度的提升。無論是從以上對CFG樁施工工藝、技術等方面的優勢介紹來看,還是透過數據分析來看,與一般的碎石樁相比,CFG樁在各方面都保有一定的優勢和先進性,在軟土地基施工中的應用價值也更高。因此,在軟土地基施工中得到了廣泛的運用。
參考文獻:
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【關鍵詞】煤礦機電;帶式輸送機;驅動模式;節能減排;自動控制;變頻調速
0 引言
帶式輸送機作為一種連續輸送設備,主要用于碎散物料、成件物品的輸送,與其他運輸設備(如提升類)相比,具有輸送距離長、運量大、連續輸送等的特點,易于實現自動化和集中化控制,被廣泛應用在煤炭、冶金、電廠、化工、礦山、港口等領域。
1 直接起動
直接起動是將電動機的定子直接接入電網,電機定子可獲得全網的全電壓。直接起動的起動線路是最簡單的,具有高起動電流、高起動轉矩、起動時間最短和裝置價格低等特點,然而這種起動方法有許多不足。感應電機在額定電壓下起動,其輸入電流值常為銘牌值(額定電流)5至6倍。這種突如其來的過大電流,在加速的那一段持續的時域內,由于機械慣性,以及與之耦合的機械負載特性的聯合作用,將會導致很高的溫升,以致毀壞電動機。更加不利的后果則是,在饋線上產生較大的電壓降,而對臨近的其他電氣設備造成不利的影響。在一般情況下,只有直接起動時的起動電流在電網中引起的電壓降落不超過 10%-15%(對于經常起動的電動機取10%,對于不經常起動的電動機取15%),才允許直接起動。
2 限矩型液力耦合器驅動系統
液力耦合器是德國人于1905年首創的。液力耦合器是利用液力來傳遞功率(力矩)的裝置,采用液力耦合器傳動可使驅動裝置的機械特性變軟,從而改善機器的起動性能,增大起動力矩。因為電動機可以空載起動,因而可以縮短電動機的起動時間。
限矩型液力耦合器能夠限制超載力矩使其升至一定范圍后不再升高,從而保護電動機。它的特點是運轉前充入一定量的工作液體,在運轉期間,其充液量不能改變。同一型號的液力耦合器所傳遞的功率隨充液量變化而不同,充液量越多,傳遞功率就越大。根據運行功率的需要,充液率(腔體中實際充液量與腔體總容積的比值)可在40%-80%內選定。限矩型液力耦合器設有輔助腔,運行時輔助腔中可存有部分液體,因而工作腔內的充液量可在一定范圍內變化,從而使其性能發生變化液力耦合器具有過載保護作用,能改善電動機的起動工況,減少工作機構的沖擊和振動現象,減輕系統的動載荷,并使多電機傳動的負荷分配趨于均衡,實現帶式輸送機的軟起動與功率平衡,解決了同步性問題。并且價格低廉,性價比高,國內重型帶式輸送機比較多地應用這種控制驅動方式。但限矩型液力耦合器僅有緩沖作用,只能起到“軟”起動作用,不能實現可控傳動。
3 調速型液力耦合器驅動系統
調速型液力耦合器主要由液力耦合器、電動執行器、稀油裝置與油箱等組成。其工作原理是利用液態傳動介質來傳遞動力,通過調節耦合器工作腔內充液量的多少,來控制耦合器輸出軸的轉速,達到輸送機的可控軟起動。先由電動機帶動耦合器的泵輪空運轉,然后向耦合器工作腔中注入液態傳動介質液。當導流管處于最里邊位置時,進入工作腔中的傳動介質液全部由導流管流回油箱,此時渦輪與輸出軸不轉動。當電動執行器帶動導流管緩慢向外移動時,進入導流管流回油箱的傳動介質液逐漸減少,而進入工作腔中的傳動介質液逐漸增多。在高速旋轉的泵輪葉片帶動下,傳動介質液形成高壓高速液流,沖向渦輪葉片,使渦輪與輸出軸逐漸轉動起來。隨著工作腔內傳動介質液的不斷增多,渦輪與輸出軸的轉速也就逐漸增加,直至達到額定轉速。只要控制導流管向外移動速度,就可使帶式輸送機按照設定速度曲線平穩起動。
采用調速型液力耦合器控制方法:
(1)實現電機空載起動,能利用其尖峰力矩作起動力矩,提高其起動能力,縮短了電動機起動時間,而使皮帶滯后于電機緩慢起動;
(2)功率平衡達±5%;
(3)起動加速度0.1-0.3m/s2;
(4)隔離扭矩,減緩沖擊,防止動力過載,保護電機及帶式輸送機主要部件,不會因過載而損壞;
(5)結構簡單可靠,無機械磨損,能在環境惡劣條件下工作,無需特殊保護,使用壽命長,運營費用低,易于實現輸送機的自動控制;
(6)能實現多機順序起動,減少對外界電網的沖擊;
(7)操作維護簡單,工人易于掌握,備品備件方便。
然而,由于調速型液力耦合器為工業通用性產品,不是使用在帶式輸送機上的專用產品,對大功率長距離帶式輸送機采用調速型液力耦合器驅動的控制沒有達到較為滿意的性能指標及精度要求,而且當單機功率大于500kW時,調速型液力耦合器則不能滿足工況要求。
4 CST起動模式
CST可控驅動系統是美國道奇?利蘭斯電氣公司開發生產的一種專用于大型、重載帶式輸送機的驅動系統,是帶有電--液反饋控制及齒輪減速器,在低速軸端裝有線性、濕性離合器的機電一體化的高技術驅動系統。典型的CST系統由以下部分組成:機械傳動系統;電--液控制系統;風冷熱交換器;油泵系統;冷卻控制系統。其工作原理是根據實際情況,可通過控制器設置所需要的加速度曲線和起動時間。在收到起動信號后,電動機空載起動,達到額定速度后,液壓系統開始增加離合器反應盤系統的壓力。當反應盤相互作用時,其輸出力矩將與液壓系統的壓力成正比。設在輸出軸上的速度傳感器,檢測出轉速并反饋給控制系統,該速度信號將與控制系統設定的加速度曲線比較,其差值將用于調整反應盤壓力,從而確保穩定的加速度斜率。
采用CST驅動裝置控制方法的優點:
(1)起動平穩,可實現S型曲線起動;
(2)可調速度10%-99%;
(3)傳動效率可達85%;
(4)保護功能齊全;
(5)功率平衡精度范圍可達±2%;
(6)其起動系數為1左右,所選擇膠帶的強度可降低30%左右。
CST驅動裝置的缺點:
(1)調速系統與減速器合為一體,體積大,安裝不便;
(2)實現多點驅動電動機平衡時,某些液體粘性離合器將始終處于邊界的半制動狀態,此時制動器中的摩擦片之間無法形成完整的油膜,摩擦片之間不可避免地直接接觸打滑,造成摩擦片的磨損,從而縮短其使用壽命;
(3)系統為機、電液一體化,復雜且維護困難,備品備件依賴進口,后期運行成本高;
(4)在軟起動和調速過程中,發熱量大,傳動效率低。
5 變頻起動
變頻調速的基本原理就是根據電機轉速與工作電源頻率成正比的關系,通過改變電動機工作電源的頻率來達到改變電機轉速的目的,公式如下:(下轉第346頁)
(上接第316頁)n=60f(1-s)/ p
式中:n為電動機轉速;f為工作電源頻率;s為電動機轉差率;p為電動機極對數。
變頻調速裝置主要由功率器件(IGBT)、絕緣柵極可控晶體管、控制器與電抗器組成。其工作原理是通過控制器來調節功率器件中的絕緣柵極,使進入功率器件的交流電源的頻率發生變化。由上式可知,電動機轉速與交流電源頻率成正比關系。當交流電源的頻率由小到大變化時,電動機轉速也隨之由小到大變化。只要控制頻率變化范圍以及頻率變化的時間,就可使輸送機按照設定的速度曲線平穩的起動,達到輸送機的可控起動。從技術的角度來看,電動機的變頻調速是實現大型機械設備軟起動和無級調速比較理想的方法之一。
變頻器調速優點:
(1)真正實現了帶式輸送機系統的軟起動;
(2)實現帶式輸送機多電機驅動時的功率平衡;
(3)降低設備的維護量;
(4)節能。
6 結束語
總之,帶式輸送機一般都是以固定速度運行,所以帶式輸送機驅動電機做功效率就會降低,耗費大量電能,增加企業的生產成本。降低帶式輸送機的生產電耗已經成為企業迫切需要解決的問題。
【參考文獻】