热能动力工程前沿

祁海鹰（热能工程研究所）62796036,hyqi@《热能动力工程前沿概论》2005.9.6.科学研究方法与思想题目例1：血液流动试验在没有任何Idea的时候，唯一的出路是仔细观察，观察还必须与周密的思考相结合，思考还应有所联想，才可能有所发现例2：烟气脱硫试验思维不够慎密无法做出有效的判断取“推断验证再推断再验证”之法方可逼近目标采用非常手段应对时间压力“沟通”也意味着“效率”吸收剂SO2问题出口SO2数值低，但被吸收的量却不高流量计有读数时间紧迫，却依然没有进展束手无策，却毫无思路例3：燃烧研究报告写作判断不足和缺乏计划性——在初期无总体考虑和计划，时限将至而无紧迫感，并采取有效弥补措施；沟通不足——不懂得寻求帮助和支持；不分轻重缓急——主要精力不在分析上而是做图；由此可见，非智力因素在科学研究中的重要性背景：计算结果已有，图形均已输出；只待整理，时间一个月要求：分析结果，提交完整报告；留数天导师审阅修改。特别交待：国家项目务必保证按时完成结果呢……例4：分析与研究深度纵坐标问题只说明了模型与实验数据吻合。吻合程度？其他不吻合的原因？点评：仅限于描述曲线形状，未解释原因仅满足于定性吻合，不深究定量不吻合的原因，也就找不到应有的规律例5：超越思想的禁锢

让思想突破常规和权威认识的牢笼在一定条件下，事物可以相互转化——哲学观和认识论

实现的前提：懂得哲学与辩证法；较宽的知识面科学研究方法与思想是成为专家或学者所必备的两个支柱之一是检验自我能力的多棱镜是通往成功彼岸的不可或缺的舟船是实现深度研究的基本工具一种精神“铁肩担道义，妙手著文章”众里寻她千百度，蓦然回首，那人却在灯火阑珊处独上高楼，望尽天涯路衣带渐宽终不悔，为伊消得人憔悴三个境界落霞与孤鹜齐飞秋水共长天一色

独上高楼，望尽天涯路成为专家向导师学习，，向文献学习习目的：解读方方法，把握前前沿，明确方方向——弄清已有有的研究结果果（基础），，指出现有研研究的不足，进而而明确自己研研究的目的、、思路、主要要研究方法What（Was）Why（Warum）How（Wie）文献，文献，，文献……读呗…晕！例：燃气轮机机干式低污染染燃烧室DryLowNOxCombustionChamber关键词：DLNDLNcombustionPremixingLiquidfuelLHVgasFlashbackInstabilityModeling+CFDCatalyticcombustionMeasurement信息……Documentation！文献分类关键词；代表表性研究者；；研究机构；；英语词汇为自我与后人人的研究奠定定基础，提供供联系手段读快读or精精读？精读读什么？？读中、读后做做什么？先快读，后精精读——快读以短短时通晓诸多多类目，效率率为先——精读以汲汲取所必须之之精华，信息息为重快读只读：标标题、摘要、、引言或概述述(Introduction)、、每段首句、图图、结论即成成读法：强迫眼眼睛快速、多次扫描一段话记录：在文献献页眉处记录录要点精读之要领有选择、有重重点、反复读读汲取所必须之之精华，信息息为重勿忘细节（如如坐标、单位位、流动方向向等）再分析以超越越作者——大阪大学学Tsuji（1987）例：管内气固固两相流湍流流特性读后——笔记记之重要性每份文献读后后均留一页笔笔记——乃浓浓缩之精华好处：（1）手写可勾勒各各种关系，突突出文、图重重点（2）便于日日后查阅（英英文中文）（3）便于撰撰写综述———看缩写较看看全文来得迅迅捷、简易（4）其他：：练字、练徒徒手绘图综述化阅读为报告告集散乱成精华华归无序为系统统由无知向专家家——厚积而薄薄发“催化剂的价价格对燃煤污污染物联合脱脱除的运行成成本影响巨大大，寻找廉价价的吸收/催催化剂一直是是研究中的热热点。“中国科学院院山西煤炭转转化研究所的的刘守军等人人6对CuO/-A12O3在200－400℃温度度下的脱硫活活性进行了评评价，研制了了能在较低温温度下进行联联合脱硫脱氮氮的Cu/活性炭吸吸收催化剂，，并初步考察察了添加少量量K、Na、、Ca、Mg、Fe、A1、V、Ti、Mn和和Zn等金属属氧化物助剂剂后的脱硫剂剂活性变化。。“四川大学汪汪涛、梁斌等等人7利用CaO-Fe2O3/-Al2O3制成脱硫剂，，改变了活性性物质与SO2的反应途径，，使得在SO2脱除率、脱除除速率、硫容容等方面有了了显著提高，，SO2浓度对脱硫剂剂硫容影响很很小。所制备备的脱硫剂可可以通过再生生重复使用。。……“另外，WestVirginia大学BilgesuH.I.和Ali,M.W.等人(2002)首次用计算算流体动力学学（CFD））软件，对直直井和水平井井2种特殊工工艺下岩屑运运移情况进行行了初步的数数学模拟分析析，并与可比比试验进行了了对比，获得得了较好的吻吻合效果。””罗列罗列罗列列罗列罗列罗罗列……言之无物………问题罗列：某人做做了某事———相互间无任任何联系，事事情反而未说说清楚重事不重结果果：只知道干干了什么，不不知道干得怎怎样，最终还还是不知所云云，问题的进进展和前沿依依旧未知改进例子：3高温空空气燃烧技术术的发展动态态3.1技术术概念的多样样化国际上对高温温空气燃烧已已经形成了多多种技术概念念和称谓，归归结起来主要要有：Ÿ““低氧氧燃烧”（Lowoxygencombustion）；Ÿ““稀释释燃烧”（Dilutioncombustion）；；Ÿ““无焰焰燃烧”（Flamelesscombustion））；Ÿ““蓄热热燃烧”（Regenerativecombustion）；Ÿ““空气气高温预热燃燃烧”（Highlypreheatedaircombustion））；Ÿ““低氮氮氧化物燃烧烧”（LowNOxemissioncombustion））等。这些概念分别别从燃烧原理理、火焰形态态、所采取的的技术措施或或污染排放等等方面体现了了高温空气燃燃烧的主要技技术特征。原则：论述问问题本身，勿勿罗列文献和和作者做过之之事情：内容：(1)论述前沿和进进展；(2)围绕主题题和目的讲；；(3)有有总结和评论论；(4)言之之有物和具体体化，内容有有利用价值主题124……3A,B,CB,CD,BA,C,D文献方面ABD……C1,21,2,31,2,43,4方面文献相互联系目的：在同一一基准上比较较差异，使问问题论述得更更清楚逐个论述方面A：现状、进展、不足（定性）…[文献1，4…]方面B,C,D写作方式：综述之要领成为专家；纵观全局和前沿；确定未来研究方向；站在巨人肩上创新（关键词，研究者，机构，英语词）实验方法，数学模型等结果的再分析与作者交流重点标记在文献上笔记要点信息分类阅读综述火灾研究火灾烟气中CO的生成机机理：一次裂裂解二次裂解二次加热装置加热温度(oC)不加热5008001000木材氮气产率0.03010.04320.16760.1432产率倍数1.001.445.574.76空气产率0.09020.11780.15330.0303产率倍数1.001.311.700.34PVC氮气产率0.00070.00810.03190.0708产率倍数1.0011.5745.57101.14空气产率0.05710.08640.17190.1271产率倍数1.001.513.012.23结论：“二次反应””过程不仅存存在，而且对对CO产率有有显著影响。。设置“二次加加热器”后，，CO产率大大幅度提高，，温度增加时时常为单调增增加趋势，但但在高温和氧氧气充足时又又会降低。衣带渐宽终不不悔，为伊消消得人憔悴发现成就已踏入科学研研究的领域核心工作：分分析与综合环境要求：静静心与交流关键：任何时时候都要问““为什么”渐入佳境比较分析综合规律？机理？实验数值模拟数据曲线关键1：数据处理关键2：深入思考为什么是关键键？相关？关键1：数据处理是否测得什么么数据就用什什么数据？例：气固两相相流动的湍流流变动气固两相的湍湍流脉动速度度分布常见分析方法法管道中心湍流流脉动弱，边边壁附近强颗粒脉动大于于气体颗粒使气相脉脉动减弱，湍湍流变动较为为均匀-单相11.1～32.6%-两相7.4～25.7%问：这是我们们所要的流动动规律吗？关键1：数据处理实验数值模拟数据曲线一次信息二次信息思考和分析信息不足……三次信息思考和分析规律、机理提取提取气固两相的湍湍流脉动速度度分布怎么分析呢？？GasonlyGasParticle注意：壁面处处的特殊性目标探明颗粒加入入后气相湍流流的变化规律律关键点：剪切应力颗粒浓度气固两相轴向向速度的径向向分布信息提取分析渐深深趋近真理二次三次通过以上分析析了解到什么么呢：颗粒浓度影响响着湍流变动动的程度趋势函数关系规律？湍流变动分析析“听交响乐””方法特征捕捉比较——相互互关系提问——思考考和科学研究究的真正开始始思考过程中使使用的“元素素”熟悉关键2：深入思考问“为什么””推断1推断2推断3验证再问再推断1再推断2再推断3再验证从事科学研究究的原则决不要停留在在一次信息上上，它绝非自自然规律3.依依靠什么？———你的大脑脑，你的积累累，你的能力力对象越复杂，，需要的信息息越多必须收集集和提炼更多多的信息？自然规律与一一次信息的关关系？什么是科学研研究？哪个阶阶段是呢？有没有通俗一一点的说法呢呢？自然过程科学研究：认认识一棵树的的过程——宇宙生成成的逆过程只有在问了““为什么”之之后才真正开开始“收集黄豆榨油”“道”生两仪仪，两仪生四四象，四象生生八卦，八卦卦生万物众里寻她千百百度，蓦然回回首，那人却在灯火火阑珊处感受探索和成功的乐趣成果论文发表，演演讲，ppt……“绝大多数人都普遍承认”“丢失了半含在脉动运动中的大量有重要意义的信息”“这种方法于70年代开始提出，随着计算机的不断改善，这种方法发展很快”“人们普遍认为”“丢失了其中大量的重要信息”“这种方法于70年代提出，并随着计算机的不断改善而快速发展”要点：合理组织原始始材料明确国内外进进展和不足明确自我研究究的动机、目目的和方法清晰简洁的、、有逻辑性的的表述严谨的学风温度范围介于400-800℃之之间，….发生了明显的流动动沸腾现象，，如图2-18，随着温度度的升高，……对样品的酸化化处理是该方方案中的关键键环节，目的的是要探索解决该技术的的效率较低的的问题。只有同时考虑虑样品的原始始成分、经历历的工艺过程程、可能的物物相变化等因因素…样品参与反应应的内外表面面积越大，就就意味着其微微孔结构越好好，生成的产产物层越薄，，化学反应速速度越大，脱脱硫剂转变的的速率越快，，转化率也越越高，即认为为脱硫剂的脱脱硫活性高，，固硫能力强强….200-600℃高温后后，该化合物物能够稳定存存在以一定比比例。根据以往研究究，认为该物质的热分分解特性与其其结晶性….CaO与Ca(OH)2同时并存，该实验装置分别由固体物料循循环系统，管管路，燃烧器器，加料装置置和测量系统统六部分组成成….可见床内固体体物料量的变化趋势是是随着床内气流流速度的增加加而降低…如果不采取任任何其他措施施，….因此，气流速速度必须保证在适当水平…….语言、曲线、、图表：遵循“简简练”原则则，少重复二、单位在正正文中的写法法错： 200kW,300mm对： 200kW,300mm注： 数字与与单位之间加加一空格，避避免可能的混混淆。错： 箱体尺尺寸分别取200mm、300mm、340mm和和500mm；标竿高高度介于10cm～20cm之之间。对： 箱体尺尺寸分别取200、300、340和500mm；标竿竿高度介于10～20cm之间。。注： 连续几几个数据具有有相同的单位位时，只在最最后那个数据据后写单位，，以求简洁。。图2脱硫效率的变化图2CO2浓度对脱硫效率hSO2的影响[13]（实验条件：Tbed=360℃,U0=2m/s……）坐标变量和图图题中的所有有变量和参数数，均用符号号，而不是用用文字；坐标轴两端要要有数字；如果有足够空空间，尽量在在曲线旁边直接标注参数；多个数字只写写一次单位；；图题尽量写明明白，最好点点明横纵坐标标变量；尽量在图题后后用括号给出