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PAGEPAGE12用振荡射流抑制蓝藻滋长防止泥沙淤积摘要:按照控制论的“反馈—放大—振荡”的原理所构建的双稳态流体自控振荡器,可交替地从其两个输出孔断续地喷射出变向的水射束,从而促使周围水体激烈紊动,加强水中物质的交换能力。振荡射流扰动后之蓝藻能获得的光合能量将降低四倍,2021年北京奥运会期间北京抑藻工程成功地保证了“绿色奥运”的实现。流控振荡器激扰促紊会导致分层流失稳,从而增大河流输沙能力。由于悬浮功相对于自变量体积含沙量的二阶导数为负值,高含沙浓度的泥浆流不但不会淤积反而会急剧冲刷河床,如同经常发生于黄河龙门河段的“揭河底“所表现出来的那样。关键词:水生态蓝藻毒素光合作用流控振荡器紊动促进器输沙能力
一、前言世界各国面临的水资源短缺,不仅表现在水的数量上,而且反映在水的质量方面,中国亦然。太湖面临蓝藻危害[1],很多水体因蓝藻毒素污染而威胁饮水安全[2]。南京地理与湖泊研究所对太湖水环境演化进行了广泛深入的研究,该所披露的每逢湖面上风速大于4m/s,湖面上叶绿素a的含量即与风速增幅呈负相关关系的观测结果很有启发性。影响蓝藻消长的因素有很多,本文仅从水动力学的角度加以分析。也仅就工程流体力学及水利技术的领域提出可供选择的防治手段,以便开展水生态综合治理时考虑采用这一选项的可行性[2]-[6]。基金项目:北京市自然科学基金项目(C52)a.phaseangle2b.phaseanglec.phaseangled.phaseangle图1一个振荡周期内不同相位角的振荡器腔内的流速场与压强场二、加强水体紊动的技术1、流体自控双稳态振荡器被用于奥运水生态维护,主要用之加强水体竖向物质交换能力。图1显示出在一个振荡周期内,其流道腔体内不同振荡相位角时之流速场与压强场的分布状况。借助于Fluent商用软件,采用两方程模型,以计算低马赫数不可压流体的非稳态流场。射流从腔体的两个输出孔口交替断续地喷出,势必扰动水体,诱生湍流涡,导致竖向扩散[7]。2、流控振荡抑藻集成装置如图2所示,水力自激集成抑藻机由双稳态水射束发生器和节能高效射流引射器组成。前者把常见的有压定常管流转变为从喷口处向左右交替喷射的水束,左右交替振荡的周期约为一秒。后者安装在集成装置的下部,接近水体底层,引射进来的空气和水混合后,由混合管末端射出,在水底层扩散开,然后在浮力作用下一边继续沿混合管轴线延伸方向前行,一边逐渐上浮。图2中振荡器左端的弧型导流片利用射流附壁特性可引导双稳态射流束在相继的两个半周期分别向上涌和向下冲,形成依次出现的上涌水团和下降水团。根据连续原理将诱生顺流螺旋(streamwisevortex),沿射流流向传播。因上涌时水与悬于其中的受到浮力作用的微囊藻团的运动方向相同,其间的相对速度为二者速度绝对值之差。而下降时,其间的相对速度则为二者速度绝对值之和。故在螺旋流绕基本为水平方向的轴线完成360度旋转的过程中藻团会从水体获得向下的冲量。与此相反,对于密度重于水的沙粒,在经历螺旋流360度旋转的过程中则会得到向上的冲量。当振荡水舌把蓝藻拖向底层时,将使藻细胞得不到阳光照射从而减少其光合作用,抑制藻细胞生长。而引射管把大气中的氧气引导入水底部,形成富氧层使噬磷菌吸取水中磷下沉河底,会阻止底泥中磷的释放,断绝水华的营养来源。图2流体自控振荡抑藻集成机结构图三、振荡促紊引射充气抑制蓝藻的机理光合作用的能力随水体紊动强弱而变化的状况可用图3之简化图式对其趋向获得鲜明的数量级印象。光强度沿水深衰减的分布状况设为如图3(b)所示;水体静止,热分层造成微囊藻浮在水表0.1m深范围内设为如图3(a)所示;增加湍流竖向扩散后,微囊藻均匀分布在1.0m深范围内设为如图3(c)所示。图3(a)和图3(b)图形互乘,即为水静止时藻种群从太阳光(以波长为550nm的光为代表)中获得的全部可用于光合作用的光功率,经数值积分知为6.1W。图3(c)和图3(b)图形互乘,即水体被搅拌均匀后藻种群从太阳光中获得的全部可用于光合作用的光功率经数值积分知为1.48W。把水体搅拌增加竖向掺混后,藻群从太阳光中得到的光合功率减少倍。给定水体中已知温度营养条件下,光强度I变化导致的藻种群密度的增长速率,可以用时间t为自变量表达为[8][9],(1)对(1)进行移项及积分可得:(2)(2)中为时之群种密度为t=0时之藻种初始种群密度[10]假定,可得对数增长速率之值可由实验或实测求出,我们利用[8]中实验数据求,在24℃恒温水槽中,保持光照度为205μmolm-2s-1,得出当时,故得,而当光辐照度保持为51μmolm-2s-1时,=3.9day,求得1×104cell/mlμmolm-2s-11×104cell/ml图a图b图c(a)水静止热分层时蓝藻沿竖向分布图;(b)光强度沿竖向分布图;(c)上下掺混均匀后蓝藻沿竖向分布图图3沿水深光照衰减与蓝藻分布图即光辐照度由205μmolm-2s-1降到51μmolm-2s-1时,即降低4.02倍时,对数增长速率由0.385d-1降为0.178d-1即降低了2.16倍。在北京及江苏、广东等地区的浅湖泊中,夏季6-7月份的表面水温多维持在20-30℃,而由于水体积较实验室的培养液大很多,故对数生长期较长,以T=30day计,则当水静止不被搅动时为:当水体被充分搅动后为:可见,充分搅动后,蓝藻的月增幅减低五百倍。由微生物生态学杂志Vezie的实验数据[11]可见,若水中溶解磷减少,则蓝藻之增殖将降低。如图4所示。Dw—蓝藻增殖量干重,P—水中溶解磷含量图4蓝藻增生量与水中磷含量关系图北京防治水华工程中射流引射器中的混合管把氧气在水底层扩散开,阻止了底泥中磷向水表层转移,肯定会抑制蓝藻的增殖。这种减磷作用与振荡射流促紊减低光合能力的作用相倍乘,将可进一步降低蓝藻的增殖幅度,达到三个数量级。鉴于该项设备抑制水华效果显著,中华人民共和国水利部于2021年11月评定之为“水利创新产品”。四、讨论1、对防止蓝藻的工程效果由北京市水利科学研究所于2021年1月撰写了评价报告中可见,在振荡射流推流曝气机[14][16]与生态基(阿克蔓)的共同作用下,龙潭湖和筒子河的水质明显改善。筒子河在2021年8月分后叶绿素a和BOD明显降低。叶绿素a浓度从8月初的72mg/m3降为何9月初的23mg/m3。2021年8月4日具有权威资质的北京理化检中心对朝阳公园南湖进行检测,结果显示在振荡射流机周围60m影响范围内叶绿素a浓度为66mg/m3。水表面温度(0.5m水深处)为27.1℃,水深1.5m处水温为26.8℃。距集成机300m以外的未受振荡射流影响的地方叶绿素a的浓度为81mg/m3,水表温度为28℃,水深1.5m处水温为27℃。对照[17]报告的2021年8月在水面上10m处风速约为1m/s时,太湖2、因泥沙密度大于水,使底层含沙量S大,而底层水流速度小,故断面输沙率低下,易生淤积。若以振荡射流激扰则可使底层泥沙向水表层扩散,提高输沙率。试以苏北入海河口挡潮闸的积沙冲刷为例,以较简化的图式观察其趋向[13][14][16]。图5中a为退潮时速度u垂线分布图,设水深为1m,表层流速umax=1m/s,流速分布简化为抛物线。公式为:(3)图5b为无扰动时含沙量S分布图,底部Smax=100kgm-3,垂线平均含沙量=50kgm-3。图5c为经振荡射流搅拌激扰充分混合时含沙量S分布图。S==50kgm-3,单宽输沙率,则振荡扰动后的输沙率qs与无扰动时输沙率之比为qs扰/qs无=1.3,即退潮水流带走泥沙增加了30%。这与作者室内试验提高换热系数的结果[15]是接近的。此次换热实验,用Φ18mm铜管放入恒温热水槽中,流控振荡器将冷水压入铜管进行换热。而根据流体力学经典文献[12],紊流中热交换系数和质交换系数是等同的。3、若河底淤积很厚,沙源充足,如前节所述流体自控振荡器持续促紊,顺流螺旋则可加大河流含沙量。而当河水含沙的体积比超过一定临界值后则会产生异常的冲刷能力。分析如下:以代表沙粒在清水中的沉速,代表沙粒在混水中的沉速,单位体积混水中悬沙维持不沉所需的悬浮功则为:(4)式中和分别为沙和水的密度;为重力加速度。按照清华大学夏震寰教授的研究【18】:(5)式中Sv为泥沙在单位体积混水中所占体积比。将式(5)代入(4)式,则得(6)(7)(8)取,得或1,以,,代入(8)式,得所以,当时,为极大值。沙中值粒径d50=0.015mm沙粒密度图6挟沙悬浮功Ws和河流含沙体积比Sv关系曲线由图6中曲线可知,从A点到M点随着的逐渐增大,悬浮功的值也逐渐增大。但越过M点后,曲线的右半支,MB段却反映出挟沙量S愈大河流所需付出的悬浮功愈小的趋势。由于一切物理过程都遵循最小能耗定律,所以在,的情况下,河流倾向于攫取更多泥沙以降低能耗。如同黄河龙门段“揭河底”事件所显示的那样【19】【20】。自七十二年前,美国工程师陶德在美国土木工程学报上披露:黄河流量为8490秒立米并含大量泥沙的情况下,于1933年8月间的一天12小时内把龙门河段48公里的河床冲刷出4.57米深,914米宽的沟。其中在禹门口断面冲深则达9米。冲起并带走泥沙1.98亿立方米。这种自然界的异常现象起因之谜迄未被解开;图6的曲线似可提供点线索。鉴于苏北入海感潮河流口门多淤积大量细沙,退潮流速乃地球物理本质所决定。故如以流体自控振荡技术促进水流竖向紊动度,使底部细沙扬动悬浮,则口门非但不会再淤塞反而会冲刷出朝海倾斜的深沟。
五、结语1、在水生态维护工程中用流控振荡器去增强水体的质交换与动量交换是可行的。2、流控机构在严酷的大自然条件下可长时间正常运转。3、当以太阳能提供电源时流控设备将可在郊野大水体中有效抑制蓝藻,并可加大河渠的挟沙能力。
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社会实践报告系别:班级:学号:姓名:作为祖国未来的事业的继承人,我们这些大学生应该及早树立自己的历史责任感,提高自己的社会适应能力。假期的社会实践就是很好的锻炼自己的机会。当下,挣钱早已不是打工的唯一目的,更多的人将其视为参加社会实践、提高自身能力的机会。许多学校也积极鼓励大学生多接触社会、了解社会,一方面可以把学到的理论知识应用到实践中去,提高各方面的能力;另一方面可以积累工作经验对日后的就业大有裨益。进行社会实践,最理想的就是找到与本专业对口单位进行实习,从而提高自己的实战水平,同时可以将课本知识在实践中得到运用,从而更好的指导自己今后的学习。但是作为一名尚未毕业的大学生,由于本身具备的专业知识还十分的有限,所以我选择了打散工作为第一次社会实践的方式。目的在于熟悉社会。就职业本身而言,并无高低贵贱之分,存在即为合理。通过短短几天的打工经历可以让长期处于校园的我们对社会有一种更直观的认识。实践过程:自从走进了大学,就业问题就似乎总是围绕在我们的身边,成了说不完的话题。在现今社会,招聘会上的大字报都总写着“有经验者优先”,可还在校园里面的我们这班学子社会经验又会拥有多少呢?为了拓展自身的知识面,扩大与社会的接触面,增加个人在社会竞争中的经验,锻炼和提高自己的能力,以便在以后毕业后能真正真正走入社会,能够适应国内外的经济形势的变化,并且能够在生活和工作中很好地处理各方面的问题,我开始了我这个假期的社会实践-走进天源休闲餐厅。实践,就是把我们在学校所学的理论知识,运用到客观实际中去,使自己所学的理论知识有用武之地。只学不实践,那么所学的就等于零。理论应该与实践相结合。另一方面,实践可为以后找工作打基础。通过这段时间的实习,学到一些在学校里学不到的东西。因为环境的不同,接触的人与事不同,从中所学的东西自然就不一样了。要学会从实践中学习,从学习中实践。而且在中国的经济飞速发展,又加入了世贸,国内外经济日趋变化,每天都不断有新的东西涌现,在拥有了越来越多的机会的同时,也有了更多的挑战,前天才刚学到的知识可能在今天就已经被淘汰掉了,中国的经济越和外面接轨,对于人才的要求就会越来越高,我们不只要学好学校里所学到的知识,还要不断从生活中,实践中学其他知识,不断地从各方面武装自已,才能在竞争中突出自已,表现自已。在餐厅里,别人一眼就能把我人出是一名正在读书的学生,我问他们为什么,他们总说从我的脸上就能看出来,也许没有经历过社会的人都有我这种不知名遭遇吧!我并没有因为我在他们面前没有经验而退后,我相信我也能做的像他们一样好.我的工作是在那做传菜生,每天9点钟-下午2点再从下午的4点-晚上8:30分上班,虽然时间长了点但,热情而年轻的我并没有丝毫的感到过累,我觉得这是一种激励,明白了人生,感悟了生活,接触了社会,了解了未来.在餐厅里虽然我是以传菜为主,但我不时还要做一些工作以外的事情,有时要做一些清洁的工作,在学校里也许有老师分配说今天做些什么,明天做些什么,但在这里,不一定有人会告诉你这些,你必须自觉地去做,而且要尽自已的努力做到最好,一件工作的效率就会得到别人不同的评价。在学校,只有学习的氛围,毕竟学校是学习的场所,每一个学生都在为取得更高的成绩而努力。而这里是工作的场所,每个人都会为了获得更多的报酬而努力,无论是学习还是工作,都存在着竞争,在竞争中就要不断学习别人先进的地方,也要不断学习别人怎样做人,以提高自已的能力!记得老师曾经说过大学是一个小社会,但我总觉得校园里总少不了那份纯真,那份真诚,尽管是大学高校,学生还终归保持着学生的身份。而走进企业,接触各种各样的客户、同事、上司等等,关系复杂,但我得去面对我从未面对过的一切。记得在我校举行的招聘会上所反映出来的其中一个问题是,学生的实际操作能力与在校理论学习有一定的差距。在这次实践中,这一点我感受很深。在学校,理论的学习很多,而且是多方面的,几乎是面面俱到;而在实际工作中,可能会遇到书本上没学到的,又可能是书本上的知识一点都用不上的情况。或许工作中运用到的只是很简单的问题,只要套公式似的就能完成一项任务。有时候我会埋怨,实际操作这么简单,但为什么书本上的知识让人学得这么吃力呢?这是社会与学校脱轨了吗?也许老师是正确的,虽然大学生生活不像踏入社会,但是总算是社会的一个部分,这是不可否认的事实。但是有时也要感谢老师孜孜不倦地教导,有些问题有了有课堂上地认真消化,有平时作业作补充,我比一部人具有更高的起点,有了更多的知识层面去应付各种工作上的问题,作为一名大学生,应该懂得与社会上各方面的人交往,处理社会上所发生的各方面的事情,这就意味着大学生要注意到社会实践,社会实践必不可少。毕竟,很快我就不再是一名大学生,而是社会中的一分子,要与社会交流,为社会做贡献。只懂得纸上谈兵是远远不及的,以后的人生旅途是漫长的,为了锻炼自己成为一名合格的、对社会有用的人才.很多在学校读书的人都说宁愿出去工作,不愿在校读书;而已在社会的人都宁愿回校读书。我们上学,学习先进的科学知识,为的都是将来走进社会,献出自己的一份力量,我们应该在今天努力掌握专业知识,明天才能更好地为社会服务。实践心得:虽然这次的实践只有短短的几天,而且从事的是比较简单的服务工作,但是通过与各种各样的人接触,还是让我学会了很多道理。首先是明白了守时的重要性。工作和上学是两种完全不同的概念,上学是不迟到很多时候是因为惧怕老师的责怪,而当你走上了工作岗位,这里更多的是由于自己内心的一种责任。这种责任是我学会客服自己的惰性,准时走上自己的岗位。这对我以后的学习生活也是一种鞭策,时刻牢记自己的责任,并努力加强自己的时间观念。其次让我真实的体会到了合作的重要性。虽然我工作的只是小小的一家餐厅,但是从点单到制作到递送到结帐这一环环的工作都是有分工的,只有这样才能使整家店的工作效率都大大的提高。以前虽然在书上看见过很多的团队合作的例子,但这一次是深刻的体会到了,正所谓“众人拾柴火焰高”,“团结就是力量”。在以后的学习和工作中,一定会要牢记这一点,将自己融入到集体中,和大家一起携手走向辉煌。再次,这次打工的经历也让我的心理更加趋于成熟。在餐厅里每天面对形形色色的客人,重复着单调的工作。让从未涉世的我还是有那么一点点不适应的,但是坚持就是胜利。打工毕竟和在家是完全不同的概念,我们学会需要忍耐,需要学会承受,需要学会坚持。将自己这短短的一月的实践同理论相联系,我了解到当代大学生与以往的大学生相比较,求学经历、生活条件、所处社会大环境都相对优越,也没有经过必要的挫折教育,因此,意志往往比较脆弱,克服困难的能力也较差,常常是对社会的要求较高,对自我的要求较低。大学生的责任意识日益成为社会关注的热点问题,责任意识和诚信意识成为不少地方采用人才的两个新标准。大学生参与社会实践是促进大学生素质教育,加强和改进青年学生思想政治工作,引导学生健康成长和成才的重要举措,是学生接触社会、了解社会、服务社会,培养创新精神、实践能力和动手操作能力的重要途径。对于当代大学生来说,应当刻苦学习专业知识,不断提高综合素质和运用知识的技能。从大学生活的开始到走进社会的大圈子中,就只有短短的几年时间,谁不想在将来的社会中能有一席之地呢?所以大家认为大学生必须投身校园内外的各类实践活动,有助于锻炼品质,提高能力。可见其对大学生综合素质的提高有不可抵触的重要性。不能否认有过打工经历的同学,看起来要比其它同学更成熟、社会适应力更强,但对于学生,社会适应力只是一方面的衡量指标,大学期间主要的任务是学业结构的搭建,即知识结构、专业结构的搭建,为了打工影响甚至放弃了专业知识的学习,结果是得不偿失的。实践出真知,社会实践活动是大学生活的重要组成部份,培养当代大学生的历史使命感、社会责任感和积极向上的精神风貌,充分发挥实践育人的作用,提高大学生的综合素质,也是检验所学理论知识的标准,社会实践不但为大学生提供了一个发挥自我才能,展现自我风采的舞台,也是培养和锻炼同学们综合能力的一个阶梯,更是一个大学生进入社会,走上工作岗位前的演练场地。社会实践活动,从而确定比较正确的人生前进方向。河南理工大学计算机科学与技术学院实习报告20—20学年第学期实习名称生产实习实习地点实习日期学生姓名学号专业班级指导教师20**年**月**日一、实习基本情况20**年**月通过网络招聘,我应聘到河南中方纺业有限公司进行实习,该公司位于周口市,主要承担棉纺制造与销售工作,进入公司后我被分配到信息管理部门,主要从事的工作是对公司的网络进行管理与维护,同时对公司网站的管理与维护进行学习,三个月的实习让学会了从不同的角度去看待问题和解决问题,对网络工程师的工作有了全面的认识,为以后的就业积累了经验。二、实习内容1.单位情况河南中方实业(集团)有限公司是以棉花种植、收购、加工、经营、仓储、纺织及棉花与纺织品进出口为产业链条,集研发、生产、经营、投资、管理于一体的现代产业化集团企业。旗下拥有多家从事棉花、纺织等生产、经营的全资、控股子公司。经过多年的发展,公司已形成了以“棉花经营、棉花物流、棉纺织、纺织品出口”为主干业务,以“国内、国际”为两大市场的经营格局。棉花经营涵盖进口棉、新疆棉、地产棉三大系列多个品种;棉花物流业务以地产棉交易为主,填补了河南无地产棉交易市场的空白,并融入了全国棉花物流体系;棉纱产品从精梳40s到精梳120s、气流纺纱16s到21s等两大系列;外贸出口涵盖棉纱、面料、服装等三大系列、400多个品种。公司营销网络覆盖国内众多棉花生产、经营、纺织企业,大型专业公司及国际棉花、纺织工贸公司,并与之建立了长期稳固的互助合作关系,业务范围遍及河南、河北、湖北、新疆、甘肃、浙江、江苏、山东、广东、福建、香港、新加坡、印度、澳大利亚、美国等区域。2.技术培训初到公司后,公司进行了一系列的公司工作相关培训,如企业文化、企业制度等,我所在的信息管理部门也进行了一些技术培训,主要内容有办公软件的使用、公司网络的日常维护工作等,这些培训让我对网络专业有了更进一步的了解,对网络工程师应该干什么有了一个整体的了解。3.工作内容在实习期间我先后主动了解了公司职能范围、机构设置、人员编制等基本情况,并对人事教育、网络管理重点以及现场维护等工作深入学习,先后研读了TCP/IP协议详解一、二卷等书籍,同时我还理论联系实际,实习期间主动要求跟老工程师到现场去实践锻炼、了解学习,努力从多方面开拓自己的眼界。我的主要工作是,在日常工作中通过对老员工的学习,不断的增加自己的实践知识储备,积极参加部门的技能培训,及时总结学习内容,同时对公司需要的文件进行修改、打印以及分发到各个部门。在实习期间,我遇到了很多问题如对设备不熟悉、所学知识不能学以致用等问题,通过自己的沟通协调和监督管理,这些问题都得以解决。三、实习感想从学生到实习工程师,短短几个月的工作过程使我受益匪浅。不仅是在专业知识方面,最主要是在为人处事方面。社会在加速度地发生变化,对人才的要求也越来越高,要用发展的眼光看问题,得不断提高思想认识,完善自己。作为一名it从业者,所受的社会压力将比其他行业更加沉重,要学会创新求变,以适应社会的需要。在单位里,小到计算机的组装维修,大到服务器的维护与测试,都需要一个人独立完成。可以说,近几个月的工作使我成长了不少,从中有不少感悟,下面就是我的一点心得:
第一是要真诚:你可以伪装你的面孔你的心,但绝不可以忽略真诚的力量。第一天去网络中心实习,心里不可避免的有些疑惑:不知道老师怎么样,应该去怎么做啊,要去干些什么呢等等吧!踏进办公室,只见几个陌生的脸孔。我微笑着和他们打招呼。从那天起,我养成了一个习惯,每天早上见到他们都要微笑的说声:“您早啊”,那是我心底
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