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所謂的采油工程技術屬于一個系統性的工程,是指利用新的技術,使石油油面上升,增加石油開采的容易性,以便完成原油的生產和開發的目標,這種技術的應用對采油工程的發展具有非常重要的作用。采油工程技術為采油工程提供一定的工程技術指標。其中包含了很多學科的內容,需要機械、物理、化學以及材料力學等方面的技術相互融合在一起才能玩完成采油工程。每一次的產量增長都是采油技術提升的一個表現[1]。因此,采油工程屬于一項非常復雜的技術工作。
1 采用工程技術的發展階段分析
1.1 采油工藝發展階段
了解我國采油工程技術的發展,可以結合目前目前采油的發展趨勢進行分析,見圖1。
圖1 采油的發展趨勢
從圖中,可以了解到隨著新技術的不斷應用,采油量逐漸增加,新的發現也逐漸增加。所以,分析采油的發展階段需要從采油工藝技術發展、工程技術在發展中的突破、以及采油工程系統的形成這三個方面出發。關于采油工程技術的發展在上個世紀50年代就已經實現了一定的突破,其中包含了油田堵水實驗以及油層水力壓裂實驗以及火燒油試驗等,開發了一整套的采油工藝技術。第一,分層采油的方式,屬于利用低滲透層的力度對自噴井進行開采的過程,分層測試的方式屬于向井中剖面注入水的過程,使井能夠自噴,使油能夠被開采出來。關于分層管理,是利用系統的完善性,進行平面調整的時候一般都進行注水的結構分析,實現了對采油技術的調整和穩定性的控制[2]。關于分層研究,能夠掌握出油田生產的主動權,采用動態結構分析的方式,對油井進行改造分析并且判斷油層的使用情況。
1.2 采油工技術突破階段
采油工程技術突破發展階段。這個階段的重點內容在于形成了適合各種類型的油氣藏的開采技術,推動了采油工程技術的多樣性,突破了以往采油方式受到場地限制的特點,油井的生產以及產油數量等都有很大的提高。關于淺油藏開采技術,是一種典型的開發方式,與以往的砂巖油藏的方式存在很大的區別,體現在油氣儲藏很難開發的地方,如空洞的縫隙以及裂縫中等采用裸眼測試以及裂縫認識術以及排除大量耐高溫的淺泵技術。 使開采實現了采油產量的有效提升。針對氣定砂巖油藏的開采及技術確定優射孔井段,一方面保持了水錐以及氣錐的穩定性,實現了對油田的合理開采[3]。
1.3 采油技術系統與發展的階段
隨著科技的發展,采油工程系統實現了進一步的改善,能夠在采油過程中攻克一些技術性的難題,完善了采油技術開發的儲備量。對于低滲透油田的采油小井距,采用簡化升距的方式,實現了開發的有效性。在這個階段的發展中采用了蒸汽吞吐的方式,扭轉的被動的局面。
2 新技術的應用
(1)熱處理油層的采油技術,能夠對原油進行升溫處理,是油藏的粘稠度減小,降低了石油的開采的難度。利用流體的熱脹冷縮的作用下,原油的體積會迅速膨脹,使原油能夠迅速的提升到地面。熱處理技術主要有蒸汽激勵、蒸汽驅動以及火燒油層的作用。這些采油方式的應用提高了采油的效率,但是推廣中存在一定的風險性,所以沒有得到廣泛的應用,具體過程見圖2。
圖2 熱處理的采油過程
(2)微生物采油技術的應用,需要向油層中注入某種細菌,與油層發生化學反應,產生的能量能夠推動地下殘留的原油,是其很容易被開采出來,適用于很多老油田以及含水量很高的油田[4]。
(3)水力振動采油技術的應用,利用油井管道在井下安裝激振器,激振器能夠產生一定頻率脈沖波,激振器在水力的作用下,清理油井深處的物質。脈沖波能夠對地面產生一種作用,使地面產生網絡裂縫,有效的提高了原油的回收效率,同時也減少了原油中水分的含量。
(4)納米的采油技術的應用,目前主要采用MD膜驅動原油技術,是將納米級的驅動劑分子,與膠束子形態組合起來。提升了原油的動態運動能力,也提高了原油的開采效率。
(5)熱超導采油技術的應用,通過加熱也能夠增強分子運動能力,使開采能的難度降低。這種開采的方式經濟性能好,同時也降低了污染性,安全性也很高,具有廣闊的應用前景[5]。
3 采油工程技術的發展趨勢
采油工程技術具有廣闊的發展前景。各種技術都得到了廣泛的應用。生物制劑的應用促進了采油工程技術的發展。在未來采油技術的發展中,筆者結合相關資料,總結未來的發展方向主要由以下幾點。第一,采油工程能夠向集合加成技術以及智能控制的方向發展。第二,采油技術的能夠向信息技術以及數字模擬的方向發展。第三,能夠向自動化以及定向化的方向發展。第四,這種技術的應用能夠向低污染以及低耗能的方向發展,其中發展的過程也能夠向以人為本的方向發展。第五,向勘測以及探測以及開采等方面的發展,實現開采性質的一體化,使開采的概念性增強[6]。
結束語:
石油開采的工程技術在不斷的發展,但是這個行業在我國也屬于底子比較薄的行業。需要加強開采技術的管理與發展。目前,石油開采技術與國外事業發展存在一定的差距。我國石油資源分布很復雜,地理環境以及石油資源的地形分布很復雜,地理環境多樣化,加快高新技術的應用,能夠滿足生產生活的需求。
參考文獻
[1] 任閩燕,賈慶生,王鋒等.勝利油田采油工程技術新進展[J].石油鉆采工藝,2009,31(z1):88-92.
[2] 蘇曉東.采油工程技術研究現狀及發展方向[J].中國科技博覽,2012,(17):245-245.
[3] 劉翔鶚,王浦潭.采油工程技術的發展與展望[J].石油鉆采工藝,2000,22(3):42-49.
[4] 劉婷婷,謝錦柱,文棟等.采油工程技術的發展探討[J].中國石油和化工標準與質量,2012,33(16):142.
[5] 朱敏.采油工程技術的發展趨勢探討[J].中國化工貿易 ,2013,(6):366-366.
關鍵詞:表面工程;技術發展;應用;
表面工程是經表面預處理后,通過表面涂覆、表面改性或多種表面工程技術復合處理,改變物體表面或非金屬表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態等,以獲得所需要表面性能的系統工程。
一、表面工程技術的重要性
1.材料的疲勞斷裂、磨損、腐蝕、氧化、燒損以及輻射損傷等。一般都是從表面開始的,由此帶來的破壞和損失也是很驚人的。據世界摩擦學會統計,摩擦損失了世界性一次能源的1/3―1/2,據有關資料介紹,磨損給工業國家帶來的損失可達國民生產總值的2%-8%。我國機械工業每年所用的鋼材,約有一半是消耗在備件的生產上,而備件中的大部分是由于磨損壽命不高而失效的。
2.隨著經濟和科學技術的迅速發展,人們對各種產品抵御環境作用的能力和長期運行的可靠性、穩定性提出了越來越高的要求。在許多情況下,構件、零部件和元器件的性能和質量主要取決于材料的表面性能和質量。例如:由于表面工程技術有了很大的改進,材料表面成分和結構可得到嚴格的控制,同時又能進行高精度的微細加工,因而許多電子元器件不僅可做得越來越小,大大縮小了產品的體積和減輕了質量,而且生產的重復性、成品率和產品可靠性、穩定性都獲得顯著提高。
4.許多產品的性能主要取決于表面的特性和狀態,而表面(層)很薄,用材少,因此表面技術可大幅度節材、節能、節省資源。
5.應用表面工程技術,有可能在廣闊的領域中生產各種新材料和新器件。目前表面技術已在制備高(臨界溫度)、超導膜、金剛石膜、納米鍍層膜、納米粉末、納米晶體材料、多孔硅、碳-6O等新型材料上起著關鍵作用。同時也是許多光學、光電子、微電子、磁性、量子、熱工、聲學、化學、生物等功能器件的研究和生產上最重要的基礎之一。
二、表面工程技術在鋼結構工程的應用
1.激光表面處理。激光表面處理技術是把傳統的表面處理與焊接技術相結合的一門新技術,與其它傳統的表面工藝和熱噴涂等相比,突出特點在于能夠得到其它表面工程技術很難達到或不能達到的效果。激光處理主要有以下幾種工藝。
(1)激光相變硬化。用高能激光束掃過可硬化材料表面,使表面溫度達到相變點以上,當激光束移開后,表面由于快速冷卻而硬化。對一選定鋼種,激光加熱區域的組織主要取決于該區域達到的最高溫度和此溫度停留時間。研究表明:該工藝是改善高碳鋼和鑄鐵耐磨性的有效方法。
(2)激光沖擊硬化。高功率、短脈沖強激光和材料相互作用,在表面形成高壓應力沖擊波,當沖擊波峰值壓力超過被沖擊金屬材料的動態屈服強度時,金屬材料表層發生塑性變形,形成的殘余應力為壓應力的冷硬層,其微觀上表現為高密度位錯和共格細化等。該工藝能改善金屬材料的力學性能,特別是抗疲勞斷裂性能。在提高抗疲勞斷裂性能方面,可完全取代噴丸處理。
(3)激光表面熔覆。用一定功率激光掃描工件表面涂覆材料,使其熔化形成功能結合層。可獲得較厚的覆層,易實現濟上和覆層質量都優于傳統的堆焊和熱噴涂工藝。適用于局部易磨損、沖擊、剝蝕、氧化腐蝕及要求特殊性能(局部光敏、熱敏等)的零部件。
(4)激光表面合金化。與激光表面熔覆類似,不同的是激光功率更大一些,基體表面熔化與合金充分混合形成堆焊層。由于合金元素完全熔于表層,薄層成分均勻,對開裂和剝落等傾向不敏感。稀釋率比激光表面熔覆要高。
(5)發展。第一,合金化熔覆材料的研究。利用激光的快速加熱和冷卻可以在非平衡態的情況下制出不受常規相圖限制的新合金,乃至性能優異的非晶體。而現在的激光熔覆材料大部分是沿用熱噴涂材料,不能充分發揮激光處理的特性。第二,建立適當的數學模型。激光和材料的交互作用是一個非常復雜的過程,建模尚處于試驗和近似階段。建立正確反映激光和材料交互作用及基體的熱傳導模型,對于實施現場控制,制定工藝參數都很有幫助。
2.焊接技術。堆焊在使基體表面獲得耐磨性能的同時,覆層材料與基體形成牢固的冶金結合,因此,在一些要求表面不僅具有抗磨、抗蝕等性能而且還需承受強載荷作用的條件下,堆焊具有絕對優勢。
(1)堆焊方法。采用每種堆焊方法都希望獲得盡可能小的稀釋率、好的堆焊層質量和經濟效益。近年來堆焊工藝方法都是圍繞“優質、高效、低稀釋率”來進行的。埋弧焊是應用最廣泛的堆焊方法。焊材從最初的單絲發展到多絲、帶極。焊機也從單機頭到多機頭。熔敷效率從單絲的4.5-11.3kg/h提高到多帶極堆焊的22-68kg/h,而稀釋率則由30%-60%降到10%-25%。
(2)堆焊材料。按使用形式可分為焊絲、焊帶、焊條、焊劑等。焊條堆焊適用于工作量比較小或用其他自動化焊接方法難以處理的場合。堆焊質量依賴焊工的水平,質量不穩定。由于我國自動化水平比較低,焊條堆焊占的比重不大。與焊條相比,利用焊絲、焊帶堆焊可獲得較高的工作效率,穩定的質量,焊材的消耗量也低。藥芯焊絲近幾年發展很快,具有合金成分自由可調、燃弧穩定、經濟高效等優點,尤其適合硬度高、冷作硬化嚴重、軋制拉拔困難的合金材料的堆焊。
3.在鋼結構構件噴涂方面,我國已利用噴焊技術解決了油泵柱塞、閥門等的耐磨問題。上海電力學院對寶鋼電廠進口設備上的大型閥桿、石洞口一廠的給水泵大軸、吳涇熱電廠磨煤機大軸進行了噴熔和噴涂修補,使廢舊的部件重新投入使用。總的來看,國內在熱噴涂材料及工藝研究方面取得了很多成果,如在設備方面,國內已研制成功適于大型零部件的等離子噴涂整套設備和電弧噴涂設備,等離子粉末噴涂技術應用于修復、強化汽車零部件,使其壽命提高了4-10倍,用于耐磨、熱障、密封、高溫、防腐等多種陶瓷材料的噴涂工藝技術已基本解決。
三、開拓表面工程,迎接新世紀的挑戰
目前,許多發達國家都在努力研究和應用各種提高零件表面性能的新技術、新工藝,使得諸多表面工程技術不僅成為了先進制造技術中的重要工藝方法,而且在設備的技術改造和維修方面發揮了重要作用。我國的表面工程在過去的十幾年中,已獲得了重大發展,在國民經濟中發揮了重要作用。在研究水平與規模方面,可與國際水平相比,并有自己的獨創和特色,在重大工程中的部分應用已達到國際先進水平。
隨著表面工程學科和技術的發展及其向現實生產力的轉化,各種表面工程技術將促進我國先進制造技術的發展,并有力地推動產品制造和設備維修技術的進步,從而全面提高我國經濟增長質量和我國產品在國際市場上的競爭能力,并建立起具有我國特色的表面工程學科體系。
參考文獻:
[1]蔣百靈,文曉斌,欒亞,等.非平衡度和閉合狀態對磁控濺射離子鍍過程的影響[J].材料熱處理學報,2009,3O(2):1 15―120.
[關鍵詞]采油 工程技術 應用與發展
中圖分類號:TE355 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)16-0367-01
采油工程技術作為油田開發關鍵技術,對采油開發的效率提高具有非常重要的作用。如何依托采油工程技術,最限度地采出地下的原油,提高企業采油效能,已成為石油企業的一個重要任務。
1 采油工程技術現狀
中國采油、氣工程技術大致經歷了5個階段:探索、試驗階段,分層開采工藝配套技術發展階段,發展多種油藏類型采油工藝技術階段,采油工程新技術重點突破發展階段及采油系統工程形成和發展階段。(1)分層注入技術:隨著油田開發的深入,分層注水技術逐漸得到了發展,以常規偏心配水技術、橋式偏心分注技術、同心集成注水技術、高效測調分層注水技術以及水井調剖技術為主。(2)分層采油技術:油井中有多套層系合采時,由于油層之間的壓力、油層物理性質、原油性質等差異,往往互相干擾,使部分油層不能發揮應有的作用。為減少或消除層間干擾,應分層開采,包括分層采油、分層開采技術、分層注水及其配套技術。(3)增產改造技術:目前研究形成了多項系列壓裂配套技術,包括了限流法多裂縫壓裂技術、以多層壓裂技術、深井壓裂技術、橋塞法壓裂技術以及復雜巖層控縫高壓裂技術。為了滿足了油田二次加密井、三次加密井開發的需要,發展了以復合酸解堵技術、粉末硝酸酸化解堵增注技術、水平井酸化技術為代表的系列酸化技術。(4)油水井大修技術:為了滿足油田生產需要,提高油水井修復率,針對各種類型套損,發展形成了小直徑打通道技術、密封加固技術及鉆銑磨銑配套系列技術,使得技術水平和修井能力得到了大幅度提高。
2 采油工程新技術的應用
2.1 微生物采油技術
在油田開發中,利用微生物提高原油產量,即提高原油采收率。其原理是使細菌在油層中發酵,把油層作為巨大的生物反應器,將選好的微生物注入其中,由于細菌活動及代謝產物的作用,使油層中的殘余油采出,從而提高采收率。
2.2 熱力采油技術
蒸汽吞吐采油。把高溫高飽和的一定量蒸汽注入油井內,注入關井數天后再開井進行回采的循環采油方法。此方法因其工藝簡單、不需要多少投資即可產生較好的經濟效益,所以在含量,幾乎沒有任何風險性,同時還能實現快速的增產,所以廣泛的應用于稠油層的開采中,也有部分稠油層先用蒸汽吞吐法進行開采,然后再用蒸汽驅采油方法再對余下的油藏進行開采。蒸汽驅采油在很大程度上提高了油井的開采率,但同時蒸汽驅也存在著投資量大,技術復雜、風險大等缺點,所以在實際石油的開采過程中,蒸汽驅采油量還無法與蒸汽吞吐采油量相比。
2.3 火燒油層采油
這種方式是向油層注入空氣,通過原油的自燃或人工點火,使地層部分原油就地燃燒,利用燃燒前緣推動原油的熱采方法。
3 采油工程配套技術
3.1人工地震法。此方法是在保證油水井正常生產的前提下進行的,是提高油井增產的一種物理方法,此辦法是通過人工震源建立起來波動場,并以頻率極低的機械波形式傳到地層,從而使大面積油層發生振動,這樣就增加了油井的開采量,達到增產、增效的目的。
3.2水力振動法
水力脈沖波對地層的振動作用使地層孔隙中的固態堵塞物松動,并在水壓的作用下脫落排除,達到疏松孔道的作用,當振動足夠大時,能在地層中產生裂縫網,從而提高地層的滲透性。
3.3聲波采油
聲波技術在采油過程中的應用范圍很廣,主要包括聲波防垢、聲波驅油、聲波降翰、聲波破乳脫水、聲波處理油層等方面。地層中有油、氣、水等物質,對于這些流動物質的處理采取波的形式具有很大的可能性,但在實際油井開采過程中,比較多的還是采用聲波來進行,這主要是由于聲波的穿透性較強,具有電磁波無法比擬的性質,所以在開采過程中都是利用聲波的形式來影響地層內的油、水的流動,從而達到油井增產的目的。
4 采油工程技術的發展趨勢展望
4.1 開發厚層采油技術
首先,必須做的是開發比較高效的低成本深度調剖劑;其次,對開采的技術環節進行細分,將相關的單項采油技術進行有機的整合,積極挖掘油水井分幼⒉膳浜鮮褂玫募際酢
4.2 細分挖潛技術
針對薄層位、品味差的儲層實習細分挖潛技術,通過精細地質描述,挖潛采油工藝技術,提高薄油層的動用和單井的產液能力,形成細分控制技術的相關工藝標準和規范,提高出液效率。
4.3 深化分注工藝技術
在三次采油工程中,采用分層注入的技術和方式能有效的緩解聚驅II、III類油層的層間矛盾。繼續沿著縱向及平面分質注入的方向發展,克服非均質性的影響,著手研究電動測調工藝技術。
4.4 開發新型壓裂技術
針對儲層地質特點,開發相應的新型精細控制壓裂技術,提高儲層的動用效率以及單井的小層壓開率。在充分認識儲層微觀傷害機理的基礎上,開發并研究出無傷害或者低傷害的壓裂技術。
4.5 研發水平井配套工藝技術
根據儲層具體的地質情況開發符合儲層特征的壓裂技術。對水平井完井、堵水和控水以及分段注水等方面進行深入的研究,使得其與水平井形成配套,實現油田的規模化開采。
5 結語
中國石油工業面臨高含水油田開采、低滲透油田開發、西部沙漠超深油田開采、灘海油田開發建設和稠油、超稠油油田改善熱力開采等諸多難題和挑戰。為進一步提高油田開發的經濟效益,采油工程技術將以降低原油生產成本,提高油田采收率為目標,重點研究發展水平井、復雜結構井開采技術,深部調剖和液流轉向技術,加大深井和超深井的完井、作業增產、舉升系列的采油工程技術的研究、形成適合中國特點的深井和超深井配套技術。加強應用基礎和決策技術的研究,發展配套采油工程數值模擬軟件的開發和建設,加大原油工程技術、研究推廣投資的回報力度,在未來的新世紀中采油工程技術將創造更高的效益和達到更高的水平。
參考文獻:
關鍵詞:計算機技術;軟件工程;研發應用;發展趨勢
一、軟件工程概述
在1968年德國舉行的北大西洋公約組織(NATO)軟件工程大會上,首次提出“軟件工程”這一名稱。計算機包括軟件、硬件兩個重要組成部分,軟件是靈魂,硬件是軟件運行支持的重要載體。軟件分為應用軟件與系統軟件,其中系統軟件能實現對計算機硬件、軟件的統一控制,其主要包括驅動程序、操作系統等,而應用軟件則主要用于提供休閑娛樂、購物、辦公等功能,常見的有office辦公軟件、騰訊QQ等。軟件工程包括工具、方法和過程三個主要要素,軟件工程是衡量一個國家經濟發展水平的重要因素,它是高科技的產品,也是經濟發展的產物,互互聯網的進步間接地促進了軟件工程的發展,每一次進步都凝結著科學技術的進步,軟件工程的目的是開發出可用的、具有較高經濟性的軟件產品,以滿足人們工作和生活的需要。
二、計算機軟件開發技術的應用價值分析
計算機軟件的開發最大的目的就是為了人們工作和生活服務,在計算機中安裝相應的軟件,并將軟件的功能充分發揮出來才是實現了其真正的價值。例如,應用兩款不同的軟件,其中一種為Web+Xml+ActiveX,另一種為VB6.0+Acess。前者需要安裝有關組間,后者則可以直接在計算機上運行。當計算機安裝好這兩種軟件之后,在運行的過程中能夠發現,第一種軟件運行時總是存在多方面的限制,對用戶的使用產生很大的影響,因而使用的人不多。而第二種系統則運行十分流暢,且無需對瀏覽器作出任何方面的修改,所以大部分的用戶都會傾向于選擇這一款軟件。但隨著用戶人數的不斷增多,導致系統運行速度相對減慢,此時相關開發人員就應當對這款軟件作出一定的更改。因此,計算機軟件開發技術在應用過程中,需要依據人們的具體生活需求對開發設計的軟件進行優化與完善。
三、軟件工程包含的內容
軟件工程,英名:Software engineering。它涉及到設計語言、數據庫、開發過程、系統運行平臺、涉及模式以及運行、維護、人員管理等多方面。以工程化原則解決軟件問題,具有復雜程度高、規模化集成的特點,簡單的來說軟件是一種邏輯實體。工程管理是對計算機軟件產品進行開發的過程,運行維護的過程以及各方面控制上的管理。它以實現客戶要求為目標,以實現計算機產品的正確性和可靠性為自身發展的目標,在軟件工程進行開發時,其目的是為了滿足客戶的需求,達到自身發展的需要,期間還得考慮用什么樣的程序設計語言,在什么樣的環境中運行、客戶的需求具體分析等因素,以此確保軟件工程的有效維護和管理,以不斷的滿足客戶不斷變化的新需求。
四、軟件工程技術的現狀
軟件工程技術是隨著計算機系統的發展而形成一門綜合性極強的學科。該學科起步于20世紀六十年代,渡過了萌芽階段、成長階段和技術應用研究階段,經歷了幾十年的發展變遷,技術已經日趨成熟,其研究重點主要囊括軟件構件技術、信息自動化技術和安全穩定技術。首先、軟件構件技術的核心內容是搭設構件,通過對問題的定義,促使問題空間同求解空間盡可能地保持一致,從而擺脫了開發人員一味寫程序代碼的時代;其次、信息自動化技術將人工智能和軟件開發有機地結合到一起,將智能化模塊組裝至軟件之中,通過特定編碼來實現自動化的操作與命令,這對推進工業自動化進程起到了不可磨滅的貢獻;最后、軟件的安全穩定性能是軟件質量的重要性能之一,純粹運用數理計算是難以保障精確度,因此軟件工程要對軟件產品的可靠性、穩定性和安全性進行預測管理,從而確保軟件性能穩定可靠。
五、軟件工程技術的前景展望
(一)網絡化發展。網絡給人們帶來了巨大的便利,在各個領域都已經離不開網絡的介入,通過網絡可以改變現代人的生活方式。而計算機軟件的發展也離不開網絡,在新時期內,計算機軟件越來越依賴網絡,安裝下載過程也是通過網絡來實現的,可以說,網絡化是軟件與網絡發展的雙贏模式。網絡是計算機軟件的發展平臺,也是很多軟件使用的前提保證。因此,計算機軟件將越來越向網絡化發展。
(二)模塊化的設計思想。當前軟件工程技術涵括了各種各樣的模塊技術,研發團隊都將精力放在技術的重復研究上面。因此,今后的軟件工程技術更多地要朝著模塊化方面發展。模塊化設計思想是為了解決傳統技術在實際應用中缺少靈活性的問題,其基本思想是在軟件開發時以科學的方法把已知的軟件構件和相似的軟件構件分別歸類,并通過的一定技術手段使之模塊化。軟件工程技術模塊化是利用抽象、層次化等科學方法對軟件進行重組整合,將軟件拆分成為許多不同的模塊,每個模塊安排特定的團隊進行研究開發,從而提高軟件的重構水平,使得企業能夠更好地應付種類繁多且靈活性高的業務。
(三)開放性的發展空間。軟件工程領域中的開放性計算是軟件開發行業的一種新趨勢。軟件工程本身具有極強的開放性,加上全球化協作的不斷加深,這種趨勢必然成為未來軟件工程的重點發展方向。當前軟件開發缺乏統一的標準和制度,大多數軟件產品不能互聯使用,缺乏兼容性。以后軟件工程技術需要朝著開放化方向發展,實現技術經驗的融合交流,從而推動軟件工程技術邁向新的臺階。軟件工程技術的開發性主要是建立統一的標準化平臺,使得不同軟件之間能夠相互兼容,不同的軟件開發工具之間能夠集成使用,取其精華去其糟粕,進一步完善軟件工程技術。
(四)全球化的趨勢。互聯網技術原本是無國界的,然而由于一些政治因素和經濟因素,各國對軟件的開發都還處于獨立狀態之中。因此,軟件工程技術必將朝著全球化交互協助的方向發展。某一個軟件的開發可能在美國設計概念,在英國設計開發,在中國進行模塊組裝,在印度進行測試維護,這樣就實現了軟件技術全球化理念的實現。
(五)智能化發展。智能化已成為衡量硬件實力的核心水平之一,對于軟件來說,智能化的應用程度顯得格外關鍵。智能化的設計也將使計算機軟件變得更加便捷、高效,可使其像人類一樣擁有思維與運行的方法。今后計算機軟件將進一步向智能化發展,將是計算機軟件開發的趨勢與方向。計算機軟件的產生就是為用戶提供更好的服務為目的的。因此,計算機軟件的服務化發展也是整體計算機軟件開發技術的必然趨勢。
參考文獻:
[1]張淑娟.軟件工程技術發展趨勢研究[J].軟件導刊2014(02)
陳志亮
(身份證號:32092419850508087x)
【摘要】近年來,我國經濟建設不斷發展,特別是土建工程,
作為我國的基本建設發展迅速,因此如何在土建工程中進行有效的
施工是目前亟待解決的問題。筆者就圍繞土建工程現狀,對其技術
的創新與發展進行了分析。
【關鍵詞】土建工程;技術創新;發展
隨著我國城市化進程的不斷加快,建筑行業的消耗能源量液逐
漸增多,隨著而來的是能源短缺的困境以及環境污染的加劇。隨著
綠色節能理念的普及,環境問題也得到了人們越來越多的重視,這
就要求土建工程在保證工程效率的同時將節能技術應用其中也成為
了工程建設的必經之路。
1. 土建工程節能技術的必要性
我國的戰略目標為可持續發展,為此人們對工程建設中的能源
問題極為重視。我國在近年來對節能施工技術的研究越來越深入,
節能施工技術在土建工程中得到了廣泛應用。
土建工程是土木工程和建筑工程的總稱,是指使用建筑材料和
施工設備完成一切和水、土、文化有關的基礎建設的計劃。土建工
程在早期是屬于非軍事用途的民用的工程項目,但隨著科學技術的
不斷發展,工程科學交叉的增多,土木工程的建設范圍也變得日益
廣闊,包括房屋、道路、水務、渠務、防洪工程及交通等,除此之
外還有一些曾經屬于土建工程范圍的學科內容已經獨立成單獨的科
目。
在現階段我國已經成為了能源消耗的最大發展中國家,因此對
于土建工程的節能技術我國一直處于探索發展階段。節能施工技術
在提高能源利用率的同時,一定程度上也大大節約了建筑成本,實
現了環境保護。節能施工技術在土建工程中的施用是以國家法律法
規遵守為基礎,在實現節能目的的同時為施工人員提供了一個舒適
的工作場所。土建工程中節能技術的有效施工決定了施工過程的后
續環節,為土建工程施工提供了工程所需要的數據資料,在節能的
基礎上保證了土建工程的正常運行,是土建工程不可忽視的關鍵技
術。
2. 節能施工技術在土建工程中的應用創新
2.1 太陽能技術在土建工程中的應用
太陽能是目前地球上最豐富的資源,其無污染、可循環的特性
使其在工程建設中占有重要作用。但是就目前的發展情況來看,在
土建工程中施用太陽能仍具有一定的局限性。在土建工程中應用太
陽能的主要目的在于輔助土建工程的散熱、遮陽,而我國土建工程
中廣泛應用的是太陽能收集一體化的太陽能混合型技術,該技術的
主要目的在于在施工過程中為土建工程提供足夠的熱量,從而節約
工程的耗能,保證了工程的零污染。
但是由于目前的科學發展有限,在土建工程中應用太陽能混合
技術仍存在許多問題,其中最關鍵的問題就是工程的投資成本因為
太陽能而增加,另外天氣也是土建工程中影響太陽能混合技術的不
可控因素。如何在保證太陽能技術在土建工程中得到有效應用的同
時,避免一些不利影響仍是技術人員需要不斷研究的方向之一。
2.2 地熱能技術在土建工程中的應用
地熱能也是常見的可再生能源,主要來源于地殼中的熱能,獲
得地熱能的主要方法就是對地熱能進行提取。但就我國目前的技術
發展來看,我國的地熱能提取技術仍處于起步階段,并沒有完善的
地熱能提取技術與運輸技術,因此在土建工程中施用地熱能技術仍
具有一定的局限性。但是地熱能作為現代建筑土建工程應用中的一
種新能源,其在土建工程中的積極作用是不可否認的,地熱能在給
予土建工程熱量的同時,提高了土建工程的施工效率,大大節約了
土建工程的能耗。因此為了保證地熱能技術在土建工程中的有效應
用,相關的技術人員仍需要不斷深入探究,為地熱能的發展應用提
供可能。
2.3 墻體節能施工技術在土建工程中的應用
土建工程建設中外墻是最重要的建設部件,由于外墻占據的面
積很大,因此在建設時需要很大的能源消耗,所以在進行外墻設計
時要格外注意,盡可能將墻體節能施工技術應用到土建工程中的外
墻設計中。外墻節能設計的關鍵是通過選取適合的保溫隔熱材料實
現傳熱系數的提高,當前的保溫結構注意有三種:外保溫、內保溫
以及夾心層保溫,在選擇材料時設計人員要結合工程建設的實際情
況進行選擇,只有這樣才可以最大限度地提高工程建設的節能效果。
但實際的土建工程建設中常會出現冷橋熱橋的現象,這就需要外保
溫的輔助,通過墻體節能技術可以在保護主體結構的同時減少能源
消耗,最大限度地延長建筑物的使用壽命,因此墻體節能技術在土
建工程中具有重要作用。
3. 節能技術在土建工程中的施用方法
隨著經濟的不斷發展,人們的生活水平也得到了提高,對土建
工程的要求也隨之提高,特別是最近幾年,自然能源被人們不斷的
開發利用,以及人們對自然能源開采的不夠重視,導致了自然能源
已經到了嚴重匱乏的地步,因此節能技術的作用就凸顯了出來。通
過節能技術,土建工程可以利用最少的資源和最低的污染使土建工
程呈現最利益最大化。那么如何將節能技術有效地應用到土建工程
中也成為了關鍵。
3.1 有效運行監督安全保障體系
施工現場是工程進行的第一線,因此監理人員對施工現場的檢
查就顯得格外重要,監理人員需要加強現場巡視檢查,對施工現場
的安全標志和安全防護措施進行嚴格審查。土建工程的監理人員需
要對施工過程中的危險性較大工程作業情況進行定期巡查,特別需
要注意的是,監理人員需要在巡視現場后及時做好經驗總結。如果
在巡視過程中發現任何安全隱患,監理人員需要立即對施工人員進
行指導,幫助分析原因,制定整改的方法,確保工程的安全。
監理人員需要嚴格按照相關制度有效運行監督安全保障措施的
落實,督促施工單位按照施工組織設計中的安全技術措施和專項施
工方案組織施工。土建工程的監理人員需要嚴肅認真履行職責,嚴
格執行程序、規定、措施和制度,對施工過程進行及時的檢查、匯
報、研究和處理,將工程的所有環節都檢查到位,確保在施工過程
中不出現任何違章,如果在檢查過程中發現任何形式的不安全狀態
和行為,監理人員要及時制止違規施工作業,不放過任何程度的異
常情況。
3.2 積極探索節能技術
土建工程技術的發展建立在健全的技術管理機構和技術責任制
度保障體系上,這就要求土建工程在應用節能技術前做好工程的準
備工作。在工程施工伊始階段要明確全體施工人員的職責,尤其是
技術管理人員的規范。由于我國技術探索程度有限,因此相關的技
術人員在明確自身指責后要熟練地掌握工程中各分項的施工方法、
質量標準、驗收標準,只有這樣才能進而更深程度地探索節能技術。
土建工程的技術人員在平時的工作中要積極學習先進的管理方
法和管理經驗,定期組織技術培訓,從而提高技術人員的技術水平,
為節能技術的發展提供條件。同時,技術人員的素質提高也能夠避
免在施工過程中出現的因技術不達標而產生的質量安全隱患。在土
建工程的施工過程中技術人員要加強新技術的應用和管理,確保技
術在行業中的優勢,從而推動技術水平的提高。
4. 結語
在土建工程中應用節能施工技術是在節約能源的同時降低了工
程成本,達到了環境保護的目的,縱觀我國目前的大部分土建工程,
節能施工技術已經成為了大部分土建工程的主要技術,在土建工程
中占有重要位置。因此,在實際的土建工程施工過程中為了將節能
施工技術有效地應用到土建工程中,技術開發人員仍需要堅持探索,
從而達到色環保的功效。
參考文獻
[1] 吳幼琴. 對建筑工程施工技術管理的思考[J]. 中小企業
管理與科技(下旬刊),2011.1
[2] 呂智英,王秀琴,鄭偉華. 土木工程材料課程“三層一線”
教學體系的構建[J]. 高教論壇.2010(08)
一、電子技術的發展現狀
電子信號處理是電子技術的一個重要內容,主要的處理方式有:信號的轉換、濾波、轉換。信號放大是指強化接收到的電子信號的等級和強度,從而方便信號的再次接收或傳輸;信號轉換是指轉換信號表達形式,以滿足接收方設備的型號要求。以應用方向為依據,電子技術主要分為電力電子技術、信息電子技術兩大類。以應用方式為依據,又可將信息電子技術細分為數字(Digital)電子技術和模擬(Analog)電子技術兩種。(1)電力電子技術。隨著電力電子技術的發展,實現了傳統電力電子技術向現代電力電子技術的完美轉變。傳統電力電子技術主要為低頻技術,低頻技術是指其信號傳輸、波段強度均較低;現代電力電子技術主要為高頻技術,高頻技術的信號傳輸頻率、強度都相對較高,也更能滿足現代信息傳輸的高要求。就電力電子技術的應用規模、應用范圍而言,它已覆蓋了傳統工業和高新技術產業。高新技術行業中的電力電子技術應用,在與其他科學技術下的協同作用下,為現代化建設做出了巨大的貢獻。(2)信息電子技術。信息電子技術在汽車工業中的應用,產生了“電子汽車”概念,并使之變為現實。智能化傳感器,主要提供用于處理、模擬的信號,并能對信號進行放大;軟件技術,是指在各種新型技術的不斷應用下,原有軟件需要進一步加以完善,或需要接入互聯網;嵌入式微處理機目前已廣泛應用于汽車的故障診斷、速度控制、傳動系、發動機、環保、安全等方面。目前,通過應用微處理機來對汽車性能加以改善,將是汽車電子設備的一大發展趨勢。
二、通信工程發展現狀
在信息科技中,通信工程是一個極具活力而發展迅速的領域,特別是互聯網絡通信、光纖通信、數字移動通信的發展,讓人們在信息的傳遞、獲取方面的便捷程度大為提高。隨著人們對于信息傳遞、交流需求的不斷提高,各種信息溝通極大地改變了人們的工作和生活,其中以現代網絡技術尤為典型,目前,在人們生活的各個方面都能看到網絡技術的影子,網絡技術的應用極大地滿足了人們的信息交流、信息的需求,鑒于此,通信工程的發展前景將蔚為可觀。對于信息產業來說,其覆蓋面非常廣泛,既包括了媒介信息獲取與處理所需的器件設備,還包括計算機、衛星、光纖、自動控制、激光等,信息產業以其范圍廣、產值高、技術新等特點,已逐步成為了我國國民經濟建設的重要組成產業。通信工程的硬件基礎是現代聲、電、光技術,并在相關軟件的配合下,實現信息交流。20世紀末以來,互聯網、多媒體得到了極大的推廣應用,對于通信工程的發展也起到了很好的推動作用,在21世紀初,光通信、寬帶技術就逐漸開始發展。
三、電子技術與通信工程的結合
在工程技術方面,電子技術、通信工程二者的結合主要表現在:個人和移動通信、寬帶通信、寬帶通信網、光通信、衛星通信、多媒體通信、人機交互、語音處理、圖像通信與處理、信號處理及應用、EDA技術、集成電路制造、微波技術、微波工程、微波元器件、微波輻射和散射、微波傳輸、微波電路、光電子學工程、光纖通信工程、真空電子工程、納米材料、納米技術、微電子系統制備,等等。電子技術、通信工程在各行業中的廣泛應用,也受到了國家教育部門的重視,通過各大高校的專業學習,培養了一批批具有扎實理論基礎、創新精神,能從事通信技術、通信系統、電子信息技術等領域的設計、研究、開發、運營工作的高級技術人才。縱觀社會經濟和科學技術的發展,電子技術、通信工程的發展前景必將十分廣闊。
參考文獻
[1]陳豐.電子技術及通信工程的協同發展探析[J].機電信息,2012,30:163-164.
[2]通信[J].中國無線電電子學文摘,2011,03:89-133.
關鍵詞:計算機;電子工程技術;應用發展探討
中圖分類號:C93 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2015)005-000-01
一、引言
現代科學技術的發展,引領人們進入了信息化時代,計算機電子工程技術在人們的生活中起著越來越重要的作用,電子工程技術也理所當然的成為了工程中重要的項目。由此,國家也開始逐步加大對電子工程技術扶持力度,但是,我國電子信息工程的起步較晚、起點低,同國際先進電子工程技術水平還存在著較大的差距。經濟全球化進程的不斷加深,給我國的電子工程技術的發展帶來了新的機遇和挑戰。
1.電子子工程的概念
電子工程技術是利用網絡技術和計算機技術對電子信息進行監控和處理的學科,其中包括電子設備及相關系統的開發和信息處理等內容的獨立學科。
2.電子工程的特點與優勢
(1)政府為電子工程技術的發展提供了廣闊的空間。在電子工程逐漸成為促進我國經濟發展的同時,廣闊的國內市場也為電子工程技術的發展提供了廣闊的空間。同時,已出臺的相關政策也為電子工程技術的發展提供了人才、技術交流平臺和制度保障。
(2)新的產業類型在推進工程項目進程和造價控制等方面有著較大的作用。電子工程是在網絡技術應用的基礎上生成的的一門新興產業,雖然其發展歷史較短,但是其發展速度和規模卻一點不比傳統產業遜色。由于電子工程的理論形成過程、服務對象的確立,與信息技術和計算機系統緊密相關。電子工程技術更注重電子信息的整合、處理電和子產品的開發。
(3)應用領域汽廣。電子工程技術的應用領域包括基礎的信息處理、土木工程建設中的進度控制、成本造價控制以及其他領域新技術和新產品的開發等。目前來看,電子信息工程市場潛力巨大其的應用范圍還將不斷擴大。
二、推動電子工程技術發展的措施探討
1.電子工程技術的應用推動措施
(1)促進產品的融合創新。電子工程企業要主動加強同其他產業部門的交流與合作,大膽嘗試產品的融合與開發,尋找創新點和融合項目,不斷加大電子工程的應用領域和使用規模。建立完善的創新體系,加大科研投入,開放科研基礎平臺,以提高我國電子工程技術的整體研發能力。
(2)加大國家扶持力度。任何技術上的發展離開了國家的扶持和都不可能很好的發展,電子工程的發展亦是如此。政府相關部門應該加大對電子產業的投資力度,拓展電子產業的融資渠道,鼓勵新型電子產業的發展,深化電子工程技術的應用,規范行業標準,對對該行業做出突出貢獻的單位或個人加以鼓勵。此外政府部門還應擔負起對電子工程技術的引領作用,建立電子工程委員會,規范技術標準,使之能更好地同國際接軌。
(3)拓展電子產業的領域。在電子工程的發展過程中政府部門要做好積極地引導和宏觀調節的職能,進行分多領域的開發,比如進軍家電、計算機網絡、醫療、交通運輸等領域,同時還用對已經應用的領域不斷地拓深和加寬,促進電子工程技術更好地發展。
(4)國家技術支持。①在推進收集整理工程技術應用的過程中,國家要根據市場的開發狀況,結合各電子工程企業的發展狀況,作出合理的引導。②在原有的政策落實基礎上加大對企業發展中的各項技術指標進行指導力度,盡可能多的實施“三網融合”一類的國家政策,推動中小企業的產業發展和水平標準制定。③國家對部分企業進行技術引導的同時,高等學校也需要有針對性地進行人才培養,提供充足的人力資源。
(5)加大企業技術改進力度。①企業自身的努力對電子工程技術的發展起著決定性作用。企業應根據自身情況引進新技術或者進行改進,為企業提供符合技術應用的理論知識學習平臺,提高企業的知識接受度。②融資是目前電子工程企業面臨的較大問題,企業要在國家的相關政策扶持下,合理調整融資結構,進一步完善完企業管理結構。③鼓勵企業內部員工進行技術研發,加強與國外先進技術的對接,對新產品的開發進行科學風險評估以及市場效益預測評價,確保電子信息企業的經營科學性。
三、電子工程技術應用的措施保障
1.加強對知識產權的立法保護
為了保障電子工程技術這一新興產業的健康發展,國家要對技術研發領域相關人員進行知識產權知識培訓,和產權保護意識培養。因為,落實《知識產權保護法》能保障產品開發者的合法權益,保持研發者研究創新的積極性,對電子工程技術的發展有著很大程度上的促進作用。只有每個技術研發者都具備了一定的知識產權保護意識,才會更加主動的維護自己的應得權益,同時也杜絕的不勞而獲、竊取別人研究成果事件的發生。
2.加強企業間的交流與合作
(1)加強各電子工程企業之間的交流和合作有兩個方面的作用。一方面,企業間的技術交流與合作對其企業的技術開發整體水平的提升有一定的促進作用;另一方面,企業間的技術提升能夠進一步完善市場產業鏈。
(2)加強電工程企業間的交流與合作的同時還要規范市場競爭模式。電子工程在應用過程中離不開秩序市場平臺的正確引導,電子工程的技術應用只有符合市場的需求并且和主流技術發展導向相一致,其技術與產品的轉變才能獲得更廣闊的發展空間,應用領域才能夠得以不斷擴展。企業之間通過交流和合作建立平競爭氛圍,避免將技術競爭轉變為低級的價格競爭。
3.加強人才培養
21世紀的競爭的實質是人才的競爭。目前創新型人才是市場中極度缺乏基礎人才資源,創新型人才對電子工程技術的發展有著不可取代的作用。當今世界,技術更新和升級周期不斷縮短,綜合電子信息化技術人才的需求缺口不斷加大,企業和政府應當根據市場需求人才招聘做適當調整,對人力資源的安排也應有所轉變。創新型人才的知識學習能力、接受能力、研發能力較強,對新事物和新技術察覺比一般人敏感、直接,企業應要根據他們所具有特長給予安排相應的工作崗位,充分發掘和利用創新型人才的潛力。
參考文獻:
[1]張金峰.關于電子工程對企業發展的影響極其對策[J].現代經濟信息,2012(5):242.
關鍵詞:電氣工程技術;電氣學科;發展史
中圖分類號:F407文獻標識碼: A
一、電氣工程技術的發展史
電氣工程(Electrical Engineering)是現代科技領域核心學科之一,傳統的電氣工程定義為用于創造產生電氣與電子系統的有關學科的總和。21世紀的電氣工程概念已經遠遠超出這一范疇,如今電氣工程涵蓋了幾乎所有與電子、光子有關的工程行為。電氣工程的發展程度直接體現了國家的科技進步水平,因此,電氣工程的教育和科研在發達國家大學中始終占據重要地位。
1.電磁學理論的建立及通訊技術的發展
大自然中的雷電使人類對電有了最早、最樸素的認識,天然磁石吸鐵是人類對磁現象的最早觀察,然而,人類對電磁現象的研究始于16世紀的英國,1663年德國科學家蓋利克發明了摩擦起電的儀器,1729年英國科學家發現電荷可以通過金屬傳導等等,這是人類對電的早期實驗,之后又出現了一系列具有里程碑意義的發現與發明。
(1)庫侖定律。1785年法國物理學家庫侖通過扭秤測量靜電力和磁力總結出:兩個電荷之間的作用力與它們間距離的平方成反比,與它們所帶電荷量的乘積成正比,這就是著名的庫侖定律。這一發現的歷史意義在于它標志著人類對電磁現象的研究從定性階段進入了定量階段。
(2)“伏打電池”。1799年意大利物理學家伏特經過反復實驗發現把任何潮濕物體放到兩個不同金屬之間都會產生電流,一年后伏特發明了世界上第一個電池,自此人類對電的研究由靜電擴大到了動電,開辟了電學研究的新領域。
(3)奧斯特發現電流的磁效應和安培右手定則。1820年奧斯特偶然發現通電鉑絲周圍的小磁針發生輕微晃動,之后他經過反復實驗證實了這一發現。其后安培進行了更深入的研究,提出了右手定則,發現了電流方向與磁針轉動方向之間的關系。安培還通過實驗發現了兩個通電導體和兩個通電線圈之間相互作用的規律,從而奠定了電動力學的基礎。
(4)法拉第發現電磁感應。英國科學家法拉第是第一個成功完成磁生電實驗的人,并歸納出產生感應電流的五種情況:一是變化著的電流;二是變化著的磁場;三是運動的穩定電流;四是運動的磁場;五是在磁場中運動的電線。法拉第把這一現象叫做“電磁感應”。電磁感應的發現使生產電成為可能,至今,發電機、電動機、變壓器都是運用電磁感應原理工作的。
(5)麥克斯韋建立電磁場理論。英國數學家、物理學家麥克斯韋總結了前人的一系列成果,用數學方程式表示電磁場,建立了完整的電磁理論體系,揭示了光、電、磁本質上的統一,并預言了電磁波的存在。1873年他出版的電磁場理論經典著作《電磁學通論》是里程碑式的自然科學理論巨著。
任何科學發明與發現都是許許多多的科學家不懈努力的成果,德國物理學家歐姆、高斯、赫茲,美國物理學家亨利,俄國物理學家楞次等等都為電磁理論的形成作出過貢獻,本文不在一一類舉。
電磁理論的建立為無線電通信揭示的發展奠定了基礎,19世紀通信技術取得了突破性成果,先后發明了有線電報、有線電話和無線通信。
2.電工技術的初期發展
人類社會發展歷程中經歷了三次工業革命,對人類的進步起到了巨大的作用。第一次工業革命從18世紀中葉到19世紀中葉,以瓦特發明的蒸汽機為標志,以機械化為特征,中心在英國;第二次工業革命從19世紀后半期到20世紀中葉,以工業生產電氣化為主要標志,其成果是電力、鋼鐵、化工“三大技術”與汽車、飛機和無線電通信“三大文明”,其中心在美國和德國;第三次工業革命從20世紀中葉到21世紀初,以社會生產、生活信息化為特點,又叫新技術革命。第二次工業革命就是從電工技術初創和應用開始的。
(1)直流發電機的誕生。1831年英國企業家研制出了史上第一臺發電機――蒸汽動力永磁發電機;1832年法國科學家匹克斯發明了世界上第一臺直流發動機;1866年西門子發明了自激式勵磁直流發電機;1870年格拉姆發明了實用自激直流發電機,結構可靠,電流穩定,輸出功率大,被各國廣泛采用作為照明燈電源。
(2)遠距離輸電和電力工業技術體系的初步建立。1875年法國巴黎火車站建成世界上最早的一座火力發電廠。愛迪生不僅發明了燈泡,他還在1882年建立了美國第一家直流發電廠,裝有6臺直流發電機,通過電纜輸送照明用電,不過當時的最大輸送距離只有1.6km。之后愛迪生還建立了一座水電站,形成了電力工業體系的雛形。
(3)交流發電機電荷電動機的誕生。1876~1878年俄國人亞布洛切科夫成功試驗了單相交流輸電技術。1885年,英國工程師菲爾安基設計的第一座交流單相發電站建成。同年,美國人威斯汀豪率領的團隊完成了交流發電、供電系統,并創建了交流配電網。1883年,美籍電氣工程師特斯拉發明了世界上第一臺感應電動機,5年后他又發明了兩相異步電動機和交流電傳輸系統。1888年,俄國工程師德布羅夫斯基和德爾伏發明了三相交流制。1891年,德國安裝了世界上第一臺三相交流發電機,并建成了第一條三相交流輸電線路。自此,三相異步電動機得到了廣泛應用,電能逐步取代了蒸汽成為動力源,電力工業得到了迅速發展。
3.電工理論的建立
(1)電路理論的建立。關于電路的早期研究有:1778年伏特提出了電容的概念,給出了導體上儲存電荷的計算方法Q=CU;1826年歐姆發表了歐姆定律;1831年法拉第提出了電磁感應定律;1832年亨利提出了磁通量計算公式。
1845年德國物理學家基爾霍夫提出了關于任意電路中電流、電壓關系的基本定律:電流定律(任意時刻電路中任何一個節點的各條支路電流的代數和為零);電壓定律(任何時刻電路中任意一個閉合回路的各元件電壓的代數和為零)。這兩個定律發展了歐姆定律,奠定了電路系統分析的基礎。
1853年英國物理學家湯姆遜推導出了電路震蕩方程,并得出了萊頓瓶發電過程中電流在反復震蕩且不斷衰減的結論,并計算出震蕩頻率與R、L、C參數之間的關系,奠定了動態電路分析的基礎。1855年,湯姆遜還建立了長距離電纜的等效電路模型。
1893年美籍電氣學家施泰因梅茨提出了計算交流電路的方法――“相量法”,其實用、易懂,至今在分析正弦交流電路時依然沿用此法。
其間,赫爾姆霍茲提出的等效發電機原理、基爾霍夫建立的長距離架空線路參數電路模型、亥維賽德找出的求解電路暫態過程運算法、傅立葉用數學方法建立的熱傳導定律等等都對電工理論的豐富和完善起到了重要作用。
(2)電網絡理論的建立。通信技術的興起推動了電網絡理論的發展。1924年,福斯特給出了電感和電容二端網絡的電抗定理,建立了由給定頻率特性設計電路的電網絡理論。
1945年美國科學家伯德總結出了分析線性電路和控制系統的頻域分析方法。1953年梅森創建了采用信號流圖分析復雜回饋系統的方法,并被廣泛應用。20世界50年代美國科學家達默制成了第一批集成電路,從此電路理論中增加了對含源器件的電路分析和綜合。20世紀70年代在L.O.Chua等科學家的努力下,器件建模理論逐漸日趨完善。20世紀中期計算機的出現使電網絡的計算機輔助分析和設計成為電路理論研究中的基本手段。
4.新技術革命對電氣工程技術的推動
20世紀中葉開始的第三次技術革命又稱為新技術革命,以核能、宇航和電子計算機這三大技術為主要標志。這個時期的主要理論是信息論、系統論和控制論,這三大理論的創立為通信工程技術和現代科學技術的研究提供了全新的科學方法。
(1)計算機的升級換代對電氣工程技術的推動。自19世紀第一臺計算機問世以來,經過幾十年的發展,計算機給人類社會帶來了翻天覆地的變化,人類社會從此走進了信息時代。1952年出世的第一代計算機使用的是真空電子管,不僅體積巨大,而且耗電量驚人。1959年~1963年生產的第二代計算機用晶體管替代了真空電子管,大大提高了運算速度,減少了耗電量,減小了體積,運用在了軍事和科研領域。1964年~1970年生產的第三代計算機用集成電路替代了晶體管,不僅極大地提高了運算速度而且降低了成本,計算機開始進入到了普及階段。1971年至今生產的第四代計算機使用了超大規模集成電路,實現了計算機網絡化,計算機普及到了個人。計算機的升級換代推動了控制技術的發展,形成了計算機管理生產系統,提高了生產效率和產品質量。
(2)電子信息技術的發展。電子信息技術是計算機技術和電信技術相結合而形成的技術手段。20世紀通信技術得到了迅猛發展,人類社會生活也由此發生了巨大變革,人類從此進入信息時代。
1920年人們發現電離層對無線電短波有反射作用。1935年人們發現了雷達并廣泛應用于軍事和民用通信領域。1964年美國發射了第一顆地球同步靜止軌道通信衛星,突破了大氣層對無線電波的屏蔽,實現了宇宙范圍的無線電通信。20世紀70年代計算機網絡系統的建立使人們開始通過互聯網獲取信息。20世紀80年代以后尋呼機和移動電話逐步得到廣泛使用,現今信息服務業已成為世界上發展最快的新興行業之一。
電氣工程技術發展史再次印證了這樣兩個真理:一是任何理論的創立和技術的進步都要靠眾多科學家甚至一代代人的不懈努力而實現,特別是在學科相互融合交叉的今天。二是科學技術的每一次重大突破都會導致生產力的跨越式發展和人類社會的巨大進步,科技是第一生產力,創新是社會發展的推動力。
五、電氣學科的形成與發展
按我國高等教育學科劃分,電氣信息學科類屬工學門類(門類編號08),其下設五個一級學科:電氣工程(一級學科編號0808)、電子科學與技術(0809)、信息與通信工程(0810)、控制科學與工程(0811)和計算機科學與技術(0812)。這五個學科有著相同的學科基礎,都是研究電磁現象及其應用的基礎學科與技術工程的綜合,電能的突出優點在于:它既是易于傳輸的工業動力,又是非常可靠的信息載體。電子科學與技術、信息與通信工程和計算機科學與技術都是從電類專業派生出來的弱電學科,在19世紀末電工科學技術已形成了電力與電信兩大分支。
我國電氣工程一級學科下設五個二級學科:電機與電器(二級學科編號080801)、電力系統及其自動化(080802)、高電壓與絕緣技術(080803)、電力電子與電力傳動(080804)、電工理論與新技術(080805),電氣工程包含的專業基礎理論有電路原理、模擬電子、數字電子、微機原理與接口技術、單片機原理、自動控制原理、電磁理論、MATLAB仿真等。專業理論有電力系統及其暫態分析、電力電子、電機學、高電壓與絕緣、電力拖動、輸配電、工廠企業供電、電力市場等。
19世紀末歐美大學先后設立了電氣工程(Electrical Engineering)專業,100多年來,其名稱雖然沒變,但內涵已隨著科技的飛速發展有了非常大的變化。過去歐美的電氣工程專業是以電力工程為主,現在電子技術和計算機已成為該專業的核心,美國一些著名高校甚至已不開設電力工程研究方向。有些大學把計算機技術從電氣工程系分離了出去,單獨成立了計算機科學系。
我國的電氣工程始于1908年上海南洋公學的電機電工學科,就是上海交大的前身,距今也有100多年的歷史了。1917年該校的電機專科設立了電訊門,即我國最早的無線電專業,如今的電子信息及計算機專業群都是由此發展演化而來的。1932年,清華大學設置了電機系。建國后,我國建立了一大批以工科為主的多科性大學,其中大多設立了電機工程系。1977年以后,大部分高校的“電機工程系”陸續更名為“電氣工程系”,近幾年來,部分高校又把“電氣工程系”發展成為“電氣工程學院”。我國的電氣工程雖然與國外名稱相同,但內涵有很大區別,我國大學一般都是強弱電分開,即電氣類與電信類分設在不同的學院。
100多年以來,電氣工程學科已發展成為覆蓋多門類交叉學科、應用領域廣闊的完善的學科,形成了強弱電結合、軟硬件結合、機電結合的學科特點。
六.國外發達國家電氣工程學科的發展呈現以下趨勢:
(1)在學科中融入大量信息技術知識。在全球信息化的當今,信息技術以指數速度進步,它曾對電氣工程學科的發展起到了巨大的推動作用,還將為電氣工程領域的技術創新提供工具與技術支持,對電氣學科的發展產生了決定性作用。國外發達國家的著名大學(如耶魯大學、麻省理工學院等)大都把電氣工程、通信工程、計算機工程放在同一學院,以利于在電氣工程學科中融入大量的信息技術知識。
(2)與其他學科不斷交叉融合,拓展了研究領域,大量的研究都是在跨學科領域開展的。
(3)與企業聯系密切,科技成果轉換能力強,引領產業技術更新。
七.電氣技術的發展趨勢
與電氣工程學科相關的產業主要有電力工業、電氣裝備制造業以及幾乎所有使用電力的行業,電氣技術的發展與應用也主要集中在這些行業。
1.可再生能源技術
1995年全球可再生能源僅占一次能源的18%,預測到2050年可再生能源要占一次能源的22%,21世紀,光伏技術、風電技術、生物質發電技術等得到了快速發展。下面著重介紹人類的未來能源――氫能。科學家們一直致力于研究把氫能作為人類未來的能源,氫能有其他能源無與倫比的優勢:
(1)清潔。其反應后的生成物為水和氮化氫,對環境沒有污染。
(2)儲量豐富。地球上的海水所含的氫用來發電就夠人類用數億年。
(3)熱值高。單位重量的發熱量叫熱值,氫的熱值是汽油的3倍,煤炭的4倍。現在世界上很多國家正在斥巨資研究這一能源,但目前還處在實驗室階段,距工業應用還有一段距離。
2.輸電信技術
超導技術在電氣工程中的廣泛應用已成為發展趨勢。
(1)超導儲能系統。將電能轉換為電磁能,利用超導線圈儲存起來。超導儲能系統是除電池儲能系統之外的又一儲能系統,其使用將提高電網的安全性。
(2)超導故障限流器。利用超導體超導與正常狀態的轉變特性,快速限制電力系統故障短路電流,保障電網安全。
(3)超導大容量電纜。可大大降低輸電過程中的電耗,提高能源效率。
關鍵詞:巖土工程 施工技術 地基處理 發展
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:
1 施工技術特點分析
1.1 施工技術的不確定性
在進行工程現場勘查時所獲取的數據較少,很難完整、準確的描述工程施工現場場地巖土的實際情況。有的地區巖土的性能參數和結構,在受到外界環境干擾或者環境發生變化時也會有所變化,工程施工時不可避免的要求地下巖土層帶來擾動,這就導致地質勘測的結果與正式施工時情況不同。當地下巖土層性能參數和結構發生變化時,就會影響工程的正常施工,因而很難對巖土層情況非常清楚的掌握,因此
很多工程項目施工時,并沒有對地下巖土的參數和性能全面的了解。由于受到這種不確定因素的干擾,通常情況下需要改變工程施工工藝參數,嚴重的時候可能要改變施工工藝,這也是施工技術人員不可避免的問題。依據現場監測和原位試驗所獲取的數據,與工程施工時所獲取的數據進行對比分析,根據對比分析結果來指導工程施工,運用這種施工方法處理不確定性所帶來的問題有較好的效果。
1.2 施工技術的區域性
由于不同地區的巖土層分布不同,使得巖土性質也有較大差別。不同地區的土所適合的應變應力關系也存在差別,導致施工方法、設計參數、工程處理目的、抗剪強度指標、壓縮性指標等也有存在較大的差別。如選用巖土工程施工技術時,太原地區應當格外注意處理濕陷性黃土、重慶地區則應注意處理山區巖石、上海地區則應處理軟土。
1.3 施工技術的隱蔽性
在巖土工程施工時,錨桿、地下連續墻、樁基、地基處理等都屬于隱蔽工程施工,施工結束后進行使用也是在隱蔽環境下,即使使用過程中出現問題也很難發現,對于是否存在問題的處理和判斷也比較困難,問題是否已經得到解決也需要時間進行驗證。在巖土工程施工期間和結束施工后,依據現場情況采用各種檢測和監測手段,這些監測和監測手段對于即使發現隱蔽工程存在問題有十分重要的意義。
1.4 施工技術的依賴性
在巖土工程中所使用的技術,不僅依賴于有關學科技術的進步,而且取決于該項施工技術是否能夠解決工程實際問題。在20世紀60年代末期出現了高壓射流技術,這項技術的發明使得高壓噴射注漿法得以
應用于工程實際;真空預壓法的出現是因真空泵技術以及射流泵的出現;大噸位靜壓力樁的使用是由于液壓技術的進步;在超聲波檢測技術得到發展以后,使得工程質量檢測出現質的飛躍,這種技術與巖土工程施工技術配合使用,促進了巖土工程施工信息化的出現。
1.5 施工技術的前導性
巖土施工技術真正用于工程實際,都是先確定某項施工技術應該達到的效果,在對設計方法和計算理論進行分析和研究,如夯實水泥土樁、夯擴樁、擴底樁、復合地基等在工程實際中得到大規模使用,但是其設計方法和計算理論卻不成熟,并未取得較大的進步。
2 施工技術應用現狀分析
2.1 巖土工程地基處理技術
目前,我國科研人員和施工技術人員對世界上較為先進、成熟的地基處理方法都進行分析和研究,一些地基處理方法在世界上處于先進水平。工程技術人員結合我國的巖土工程實際特點,開發出渣土復核地基、鋼渣樁復合地基、二灰樁復合地基等施工技術,這些施工技術的開發和使用,不僅減少城市污染、改善環境、降低工程費用、節約了資源,而且經過這些技術處理的地基具有較高的承載力。鋼筋混凝土疏樁復核地基是科研人員結合了復合地基和樁基的特點而開發出來的新型基礎形式,它有利于樁間土發揮自身的承載能力,經過處理的土和樁共同承受荷載,進而可以對結構物的沉降進行控制。托換技術施工方法和手段得到了快速發展,完成了一些較為復雜的托換工程的施工。目前,我國整體搬移建筑物的技術處于國際領先水平,到目前為止,我國至少有60座結構物被順利搬移,數量大于國外結構物搬移的總和。廣泛使用法向掏心抽降法、應力釋放法、水沖法等處理建筑物偏移問題,使得很多樁基礎、筏式基礎、條形基礎的結構物傾斜得到有效糾正。
2.2 基礎工程施工技術
在我國基礎工程施工領域,各種技術含量低、技術含量高、落后的、先進的直徑較大的挖、沖、鉆等得到廣泛的應用。科研人員結合我國基礎工程實際發明了后壓漿樁技術,這種技術是在灌注樁施工結束后,使用壓力灌漿的方法對樁身和樁底進行處理,以便能夠改善樁周和樁端土的性質,進而提升灌注樁的承載能力,降低灌注樁的不均勻沉降,從實際應用來看效果良好。考慮到基礎工程施工環境影響,使用靜壓、預鉆孔等方法,使得鋼筋混凝土預制樁的使用范圍得到明顯擴大,此外,這種樁自身的質量比較穩定,因而可以用在場地寬闊或者城市郊區的施工中,其他類型的樁基礎不適合使用的場合,鋼筋混凝土預制樁也可以很好的使用。在我國民用與工業建筑物中,基礎部分普遍使用沉管樁,在一些經濟欠發達的城市,因沉管樁工程造價比較低,因而得到廣泛的應用。
2.3 巖土工程的非開挖技術
巖土工程中的非開挖技術是不對地表進行開挖,就可以鋪設、更換、修復、檢查、探測地下管線設施的技術,它是我國近30年內出現的具有非常好的經濟效益和社會效益的新技術。此項技術進入國內時間較短,很多工程技術人員并不了解此項技術的工作原理,目前仍處于對技術的消化階段。
3 選用施工技術的原則
目前,巖土工程的施工技術種類比較多,相類似的技術也比較多,在選擇時應當遵循經濟性、適用性、實踐性和綠色性的原則。(1)由于巖土工程施工具有不確定性的特點,工程實際中遇到問題時經常要準備幾套方案,其中的任何一套方案都能夠解決遇到的問題,這時就需要綜合考慮安全、技術、工期、經濟等方面的因素,受到我國國情的影響,最先考慮的就是經濟性。(2)工程實際中使用的所有技術受會遇到供應與消耗、專業與協作、使用與維修、工藝與設備、天時與地利、時間與空間、人與物等的矛盾,這時既要滿足實際工程的需要,同時需要注意二者之間的相互作用,此外需要注重工程技術的隱蔽性,因此可以說工程中所用的技術沒有絕對的好與壞,只有是否適合工程應用。
(3)因巖土工程施工技術存在著前導性、依賴性和不確定性,所以在確定某項施工技術是否真正適合應用與工程實際時,不能僅憑著計算和理論分析來確定,要靠工程實踐來檢驗是否真的可行,這時由于技術方案和方法的確定是靈活多變的,新設備、機具、工藝的出現都會使工程技術得到更新和進步,使得以往不能使用的技術經過更新后卻可以用于工程實際。
(4)在巖土工程選用施工技術時需要考慮此項技術可能對周邊環境的影響;隨著我國對環境保護越來越重視,一些對環境污染和破壞較嚴重的施工技術若不設法改進,在不遠的將來可能會逐漸被人們所拋棄,一些較為綠色、環保的施工技術將登上歷史舞臺。
4 施工技術的發展趨勢
隨著城市地面可用空間的減少,開拓新的使用空間將成為一種趨勢,如開發和利用城市的地下空間,在海上修建人工島、海底隧道以及跨海大橋;對沙漠進行處理后修建高速鐵路和公路等,為了配合空間的開發和利用,巖土工程施工技術也會得到更新、發展和完善。通過對現有巖土工程施工技術方法的分析和整理,著重推廣使用較為綠色、環保的施工技術方法將成為一種潮流,從歐美等發達國家引進先進的施工技術方法和設備,結合國內實際情況加快技術和設備的本土化過程。巖土工程施工技術的發展與各學科的發展有著密切的關系,因此,需要對巖土力學、流體力學、化學、化工、計算機、電子、冶金、機械等學科較為先進的技術和方法進行分析和研究,有助于施工技術方法的創新。
5 結語
我國巖土工程技術得到較快的發展,很多施工技術處于世界領先水平;因施工技術方法較多,在選用時應當遵循經濟性、適用性、實踐性和綠色性的原則。
【參考文獻】
[1] 林國浮.淺議巖土工程勘察基礎技術問題探討[J].民營科技,2010(1)