阻力分析范文（精选12篇）
阻力分析 第1篇
关键词：桥梁桩基,负摩阻力,桩基设计
1 负摩阻力概述
(1) 桩的受力和工作机理。
正常情况下桩的受力和机理是:桩在竖直的轴向荷载和自身重力作用下, 在桩、土之间就有了相对位移, 土对桩侧产生了摩阻力, 在桩底面由于底部 (岩) 层的反作用力, 产生了对桩端的阻力。桩同样通过上述力的反作用力将荷载传给土体, 即桩侧总正摩阻力和桩端阻力之和等于桩顶轴向荷载+自身重力。
(2) 负摩阻力的缠上。
当桩周土体因某种原因发生下沉, 其沉降速率大于桩的下沉时, 则土层相当于桩侧向下位移, 产生于桩侧的向下的摩阻力称为负摩阻力, 总之, 负摩阻力的产生是由于周围土层相对于桩基向下移动产生的。这时, 即桩侧总正摩阻力和桩端阻力之和等于桩顶轴向荷载+自身重力+桩侧总负摩阻力。
(3) 桥梁桩基周围产生负摩阻力时应注意的几种情况。
①位于桩周的欠固结软粘土或新填土在自重作用下产生固结。②大面积堆载使桩周土层压密。③在正常固结或稍微超固结的软黏土地区, 由于地下水位全面下降 (如抽取地下水) , 致使有效应力增加, 因而引起大面积沉降。④砂土、亚黏土地区地震液化。⑤自重湿陷性黄土浸水后产生湿陷。⑥冻土融化区。
在这几种情况下, 土的自重和地面上的荷载将通过负摩阻力传递给桩, 负摩阻力不但不能成为桩承载力的一部分, 反而变成施加在桩上的外荷载, 对入土深度相同的桩来说, 若有负摩阻力发生, 则桩的外荷载增大, 则桩的承载力相对降低, 桩基沉降加大, 这在确定桩的承载力和桩基设计中应予以注意。
(4) 目前, 国内外关于负摩阻力研究的情况。
自20世纪20年代以来, 国内外学者对桩基的负摩阻力开展了大量的研究工作, 国内对负摩阻力的研究起步稍晚, 至今国际上对负摩阻力的研究尚不深入, 还存在很多需要解决的问题。
在理论研究发面, 比较经典的是有效应力计算负摩阻力方法, 但计算结果往往偏大;随后部分学者提出了基于镜像法计算桩的负摩阻力大小, 但是该方法仅仅使用于端成桩, 有一定的局限性。
在原位测试方面, 通过现场试验, 对具体桥梁的具体桩基进行了桩身应力、应变和桩周分层沉降的测试, 通过实测值与设计预测值的比较, 可以测出较准确的中性点具体位置和桩侧负摩阻力参数, 但仅限于具体桥墩, 推广较难。
随着计算机的发展, 利用有限元计算桩基负摩阻力已经逐渐运用到工程设计中, 但是有限元的计算需要确定大量的参数, 且参数不容易确定, 同时需要占有较大的计算空间, 因此在工程中很难得到广泛的应用。
影响负摩阻力的因素有很多, 精确的确定负摩阻力有较大的难度, 因此很多学者从有效应力法出发提出了经验公式, 从工程角度来看, 虽然经验公式略显保守, 但简化了工程计算, 比较适应目前工程计算需要, 因此, 文献[2]推荐有效应力结合经验公式来计算桩基负摩阻力。
2 计算实例
(1) 基础资料。
某8.5m宽匝道桥采用25m现浇连续箱梁, 桥墩设2根1.3m的桩基, 桩顶竖向荷载为4000KM。软土层约15m, 此处砂土地震不液化。
(2) 计算公式
undefined
其中, Nn为单桩负摩阻力下拉力 (KN) ;u为桩身周长 (m) li为中性点以上土厚 (m) ;qni为与li对应负摩阻力计算值 (KPa) 。
(3) 中性点的确定。
确定桩身负摩阻力要先确定产生的深度, 也就是要找到产生正、负摩阻力的分界点。目前, 多采用依据一定的实验结果得出的经验值, 或近似的估算方法。先假设中性点位置, 计算出所产生的弹性压缩, 并以分层总和法分别计算桩周土层及桩底下的压缩变形, 绘出桩侧土层的下沉曲线 (图1所示中1线) 和桩身的位移曲线 (图1所示中2线) , 两曲线的交点即为计算中性点位置, 并与假设的位置进行比较, 反复试算。理论计算公式为
undefined
其中, Sa为桩侧土层的压缩位移;Sg为桩底下沉位移;St为桩身弹性压缩变形。
根据大量的计算结果, 对不同桩底持力土层给出了计算中性点位置系数, 见表1所示。
根据基础资料本算列取0.8:ln=0.815=12.0m。
(4) 负摩阻力计算值。
负摩阻力根据各土层平均竖向有效应力公式和经验负摩阻力系数 (见表2所列) 计算:
qni=βσ (3)
σ=rz+p (4)
其中, β为负摩阻力系数;σ为竖向有效应力;r为土的浮容重;p为地面均布堆载;z为软土层中点深度。
本算列无地面附加荷载, 故p=0;根据基础资料, 负摩阻力系数去0.15, 图的浮容重为10KN/m3
Z=150.5=7.5m.
负摩阻力取值为:qni=0.15107.5=11.25kpa.
(5) 单桩负摩阻下拉力计算结果, Nn=551.07KN, 桩顶力N=4000+551.07=4551.07KN
上述计算得出了负摩阻下拉力, 根据基础资料参数计算出桥墩桩长, 同时对不考虑桩基侧壁负摩阻下拉长进行计算。
由以上计算结果可以看出, 考虑负摩阻下拉力时桩长约为45m, 不考虑时桩长约为35m, 因此负摩阻下拉力对桩长计算结果影响较大, 设计时应引起足够重视。
3 桩基设计中应注意的问题
(1) 桩位场地。
桥梁在软厚软土层应特别注意江河冲击平原软土区、老的沟塘及老河道;软弱土层上有堆载应特别注意互通内桥下有填土路基处、弃土场及市政道路吹沙填筑场区;特别注意采矿区、特殊地质构造区的地下水下降区;地震液化区特别注意饱和砂土区, 饱和亚砂土区;黄土湿陷、冻土融化区也应特别注意。
(2) 桩径选择。
并不是加大桩径就能起到很好的效果, 要根据具体桥墩、台结构需要和实际地质、地层的条件分析。如果覆盖层下有承载能力较高的岩层, 在桩长不过多增加的条件下, 可采用较小桩径的嵌岩或端承桩。
(3) 数据结果的验证。
计算得出的负摩阻力计算绝对值不应大于原正摩阻力计算值;由于负摩阻下拉力因为土体自重引起的, 所以计算得出单桩负摩阻下拉力Nn不应大于桩周所承担的下沉土的质量;群桩负摩阻力按照单桩逐桩计算, 同样计算得出承台下单桩负摩阻下拉力总和不应大于群桩周所承担的下沉土的质量。
参考文献
[1]夏力农, 王星华, 蒋春平.桩顶荷载对桩基负摩阻力特征的影响[J].防灾减灾工程学报, 2004.
[2]JTC D63-2007.公路桥涵地基与基础实际规范[S].
黄河河口动床阻力分析与计算 第2篇
对不同形式的阻力公式进行了分析总结,并利用Manning-Strickler综合阻力公式及Einstein H A单元阻力公式对黄河河口区阻力进行了求算.结果表明:将阻力分解为沙粒阻力和沙波阻力后合成计算,求得的黄河河口动床阻力比较符合实际.
作 者：侯志军 王开荣 杨晓阳 HOU Zhi-jun WANG Kai-rong YANG Xiao-yang 作者单位：侯志军,王开荣,HOU Zhi-jun,WANG Kai-rong(黄河水利科学研究院,河南,郑州,450003)
杨晓阳,YANG Xiao-yang(黄河河口管理局,山东,东营,257091)
供热循环系统中的各种阻力分析 第3篇
【关键词】阻力分析；热源阻力；除污器阻力；热用户阻力
1 热源阻力
供热系统的热源有两种形式，一是热水锅炉直接供暖，另一种是换热器换热间接供暖。
1.1锅炉
供热系统中使用的锅炉大多是热水锅炉，根据其额定发热量的大小分为7MW、14 MW、29 MW、58 MW等多种规格，根据其热媒参数应用较多的是95/70℃、115/70℃两种参数的锅炉。锅炉在通过额定水量的情况下，其阻力应在40～80Kpa之间。在供暖实际运行中，锅炉的阻力经常超出此范围，造成锅炉阻力增大的原因主要是锅炉通过的实际水量大于其额定的循环水量。
在锅炉的铭牌参数里，并不提供额定循环水量的数据，锅炉的额定循环水量可按下式计算：G=860Q/CΔt
其中：G 理论温差下锅炉的循环水量，即额定循环水量，单位m3/h；
Q 锅炉的额定发热量，也即额定功率，单位Mw；
Δt 锅炉的额定进水温度与出水温度之差，单位℃；
860 单位换算系数；
假定锅炉在设计流量下运行，取额定阻力为0.05Mpa，对115/70℃和95/70℃锅炉，其在20℃温差下实际运行阻力分别是ΔP115sj=ΔP115 ed× G202/ G202=0.05×3012/1342=0.252Mpa；ΔP75sj=ΔP75 ed× G202/ G202=0.05×3012/2412=0.078Mpa，由上述计算可以看出，两种不同的锅炉在温差发生变化（即流量產生变化）时其阻力分别增大了0.202Mpa和0.028Mpa。
如果不能采用变频技术（例如受原设计水泵选型的影响，并因为技术条件的限制），或者受外网设计的影响（外网设计过于安全，余量过大，单纯进行量调节可能引发严重的水力失调），可以在供暖系统上采取适当的措施，如在计算分析的基础上，在锅炉房内设置锅炉旁通管道，其管径应经过详细的水力计算后选择，旁通管路上适宜采用流量控制阀、调节阀，不宜采用碟阀、闸阀等具有快开流量特性的阀门，以防止难于调节。同时系统干线应安装流量计进行监测，根据流量计的指示进行旁通阀门的开度调节。但是应该注意，一定要对系统的干线总流量的监测，其数值应在系统循环泵的特性曲线允许范围内，其流量值应接近离心式循环泵的最佳流量点，以保证其在最佳情况下运行，否则如果系统流量超出水泵特性曲线的最高值，将引起循环泵出现超负荷现象，严重的将损坏水泵。
1.2换热器
水换热供热系统中比较常用的换热器是平面板式换热器，其本身对于热媒参数和循环流量的要求不像锅炉那样严格，但过高的循环流量同样会引起换热器阻力的增加，影响外线用户端，其阻力增加的规律基本与锅炉的规律相近。
1.3 除污器
除污器安装在循环泵进口前，目的是清除管道中的杂质保证水泵和锅炉的运行安全。除污器的阻力一般在0.02Mpa左右。除污器阻力增大的原因主要是：（1）除污器堵塞；（2）除污器自身的不足，如除污器的过滤孔板通流面积过小，将使除污器的阻力显著增大。
1.4循环泵进出口阻力
水泵进出口阻力的大小取决于进出口上各种水力元件的特性和进出口管道的特性，管道沿程的阻力遵循如下公式：ΔP=6.88*10-3（k0.25） G2/ρDn5.25，也即同样与流量（流速）的平方成正比例关系。由此可知，对水泵进出口的管径进行适度的增加，进出口管道上采用的水力元件尽量采用阻力系数较小的部件，将有效的减少这部分阻力，从而节省电能，提高外线的循环效果。尤其是有的离心式水泵的进出口口径不一致时，对出口进行适度的扩径就更加必要。
2 热用户
对供暖单位而言，一般情况下与热用户界限的划分是以进户井为界，面向负载，井内阀门以外的属于热用户系统。对一般住宅来说，室内系统形式不同，其阻力大小是不同的，一般在进行外线设计的估算时，用户系统的阻力考虑在0.03～0.05Mpa左右，近年来新建的用户系统基本都是分户控制形式，由于分户控制系统不能充分利用系统的自然循环压头，且其折算的管径和局部阻力系数都要比上供下回式系统略大，因此其系统阻力要比传统的上供下回式大，对于用户室内的低温地热辐射采暖系统，其系统阻力将进一步增大，达到接近0.08Mpa。这是笔者在工作实践中实际得出的数据。
3 阀门井
阀门井作为连接用户和外线管道的中间环节，传统的做法是井内设置供、回水阀门和过滤器，一般过滤器在运行一个采暖期后都在检修的过程中逐步的拆除，阀门井内的阻力一般在0.02Mpa左右。大面积的集中供热很容易出现水力失调，造成近热远冷的现象，这让很多的供暖单位分外头疼，于是近年来各种新型的水力控制元件陆续出现，比如自力式流量控制阀。该阀要求有比较大的落差才能正常的工作，在供热系统的各个分支资用压头差别不大却能够造成水力失调的时候，其是不能有效起作用的。因此，加工精良的传统调节阀只要精心操作也能够很好的起到调节水力失调的作用。
4 结论
供暖系统的阻力状况直接决定供暖单位设备运行时的能耗状况，决定供暖运行的实际效果，因此对供暖系统的各种阻力，在设计和施工及运行中应给予足够的重视，合理控制其数值，以有效的减少运行费用，提高运行的经济性和用户使用效果，但是也要避免高估冒进，留出过大的余量，否则将导致初投资急剧增加，于供热单位也不利。对于锅炉房内部，其阻力值适宜控制在0.08Mpa以下，外线和进户井阻力一般控制在不超过0.1Mpa（与外线长度有关），用户内部控制在0.05Mpa左右，这样的阻力分配是比较合理的，也能够满足绝大多数供暖企业的运行要求，并有适度的超前。
作者简介： 刘宗德，男，（1972.8-），工程师；现从事建筑施工与管理
（作者单位：丹东市第二建筑工程公司）
矿井通风阻力测定与优化分析 第4篇
关键词：通风阻力测定,优化分析,平差处理
矿井通风阻力测定是通风安全管理的一项重要工作。通过全矿井通风阻力测定, 可以全面了解矿井风流状态、分布等情况, 及全矿井阻力分布状况, 获取井巷风阻数据, 为矿井通风系统优化、改善通风状况和通风安全管理提供依据。
1 矿井通风阻力测定方法
矿井通风阻力测定的方法[1]主要有两种:压差计法和气压计法。
压差计法, 是在井巷的前后两测点各安设一个皮托管, 用胶皮管把两测点连接起来, 用倾斜压差计测量前后两测点的压差, 用风速表测量测点的风速。通过测点的压差和速压差的计算, 可以得到该段巷道的阻力。气压计法, 用气压计测量出井巷风流前后两测点间的绝对静压, 同时测量测段内巷道的风速、断面积、干湿温度和测点高程等参数, 利用伯努利方程计算出两测点间的通风阻力。
气压计法又分为基点法和同步法。基点法是利用两台气压计, 一台放在井上或井下某基点处, 用于校正井下测点气压计读数, 井下测点气压计沿选好的主测路线进行逐点测量。同步法是用两台气压计在巷道前后两测点同时读数, 由此测算出测点间风流的静压差, 从而有效避免了地面大气压变化和其它扰动因素的影响。
目前, 获取井巷风阻的主要方法还是通过矿井通风阻力测定。利用矿井通风阻力测定获取风阻时, 要掌握合理的方法降低误差的影响, 因地制宜地用最优化的方法完成矿井通风阻力测定。
2 矿井通风阻力测定工作的优化分析
2.1 测定方法的选择
压差计法测量比较准确, 数据整理较简单, 但压差计法在现场铺设、收放胶皮管费时费力、工作量大、操作较繁琐, 它适用于小型矿井的通风阻力测定和局部地点的阻力测定工作, 在巷道允许的情况下, 应予以使用。基点法测定方法方便, 省时省力;然而测定受标高影响大、误差较大;其测定结果能够满足一般性要求, 适用于一般矿井、复杂矿井的全矿井阻力测定及井下局部区域阻力测定。同步法的测定精度较高, 数据处理较基点法简单, 但测定速度较慢, 人员互相受到牵制, 适用于一般矿井的全矿井阻力测定和井下局部区域阻力测定, 不适合复杂矿井的全矿井阻力的测定[2,3]。一个矿井的通风阻力测定方法可以不固定为一种, 可以是几种方法的有机结合, 应根据矿井的实际条件选择合适的方法。
2.2 测量时间的选择
矿井通风阻力测定的时间应选在矿井通风系统相对稳定的时间段内。一般选择在晴朗白天和井下非生产班, 地面大气压力变化相对较小、井下人员的活动较少、风门和运行设备开启和受生产运输的影响较小, 这样有利于测量结果准确性的提升[4]。在测量时, 还应做好井下的联络工作, 以便消息的动态反馈, 如果遇到对通风系统有较大影响的数据, 应及时告知井下的测定人员, 待到矿井通风系统稳定后再继续相关的测量工作。
2.3 测量路线的选择
矿井通风阻力测定路线应选择在从进风井到回风井的通风路线最长、通过的风量最大, 并包括主要用风的采掘工作面和具有较多井巷类型、支护形式的一条主风流路线[4]。对于有多个风井或采掘工作面的矿井, 应选择多条主测路线。另外, 对于主测线路没有包括的重要井巷和需要特别关注的地点, 还要增加一些辅助的测定路线。对于风量变化较小、距离相近的巷道, 可以进行必要的简化合并, 从而降低测量工作量、提高测量效率。对于大规模、复杂的矿井通风系统, 采用分区测量的方法, 可以使问题得到简化, 是一种很实用的方法。
2.4 基点的选择
在通风阻力测量的过程中, 由于测量路线长, 井下通风状况较复杂, 且受到井下机动车运行、风门的开启、矿井提升运输、生产作业等因素的影响, 井下风流的瞬时压力会发生变化, 这些变化会直接反应到测点气压计的示数上, 但不能体现在基点气压计上, 基点气压计无法对这些因素引起测点压力变化值进行补偿, 不利于提高测量的精度。动基点法考虑了井下复杂因素的影响, 缩短了测点与基点间的距离, 有效地减少地面大气压变化和井下风流压力的瞬时变化对阻力测量的影响, 弥补了定基点测量法的不足之处, 极大提高了测量的精度。因而, 对于复杂矿井的通风阻力测定, 建议采用气压计动基点法进行测量, 这样有利于提高测量的精度。动基点法的基点布置方法:在测量从进风井到采区下部车场时, 宜将基点气压计安设在地面井口附近, 而对于特别深的矿井或进风路线特别长的矿井, 可考虑将基点气压计安置在井底车场附近;测量从采区下部车场到总回风巷用风段时, 宜将基点气压计安放在采区下部车场不受运输影响的地点;当测完采区段阻力后, 基点位置应移至采区上部总回风巷进风口附近。动基点测量法基点的选择以少于2000m为宜, 对于一般的大中型矿井在进风段、采区用风段和回风段设置3~4个基点, 然后再按定基点的方法逐点进行阻力测量[5]。
2.5 测量数据处理方法的选择
矿井通风阻力测定由于受观测者、观测条件和环境及测量仪器等因素的影响, 测量的数据难免会存在误差。直接利用测量的数据进行计算, 结果往往很难符合矿井实际。测量平差是根据某种最优化准则, 处理一组存在测量误差的数据, 计算待求量的最佳估值及精度的方法。利用目前较成熟的平差处理软件可以对测量的数据进行平差处理, 完成对阻力测定数据的误差处理。矿井通风阻力测量得到的数据很多, 尤其是对复杂的矿井测量的数据更多, 对测量数据的处理, 也是一项很复杂的工作。手工计算处理数据多, 较麻烦, 效率低, 易出错, 不利于一般技术人员操作。开发专业的通风阻力测量数据处理软件, 又因开发者的设计思路、目的不同设计出的软件因人而异, 而不具很好推广价值。因此, 综合目前常用的通风阻力测定方法, 充分考虑测量的各种可能性, 开发出一套完善的通风阻力测定数据处理软件, 依然是一项艰巨的任务。
3 结论
本文对矿井通风阻力测定工作进行了论述, 对通风阻力测定方法、测量时间、测量路线、基点选择及测量数据处理方法的选择进行了优化分析, 为合理的进行矿井通风阻力测定提供了一定技术支持。
参考文献
[1]王德明.矿井通风与安全[M].徐州:中国矿业大学出版社, 2009.
[2]黄瑞玲, 杨胜强, 程涛等.矿井通风阻力测量问题分析[J].煤炭技术, 2010, 29 (6) :103-105.
[3]崔景昆, 付明明, 王月星等.通风阻力测定方法分析[J].煤矿安全, 2011, 37 (5) :113-115.
[4]程绍仁, 程建军.矿井通风阻力测定及对几个问题的分析[J].煤矿开采, 2006, 11 (1) :71-74.
阻力分析 第5篇
编队飞行星座的地球扁率摄动和大气阻力摄动分析
在前一篇文章推导的运动学模型的基础上,推导了J2项摄动下编队构型在x,y,z三个方向上随时间变化的`解析式,详细分析了J2项摄动对三个方向上相对距离的影响.并研究了大气阻力摄动对各轨道参数的影响,给出了几条有益的结论.
作 者：张娟 和兴锁 邓峰岩 李亮 Zhang Juan He Xingsuo Deng Fengyan Li Liang 作者单位：西北工业大学,西安,710072 刊 名：应用力学学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED MECHANICS 年，卷(期)： 23(3) 分类号：V412 关键词：编队飞行 相对运动 运动学模型 摄动阻力分析 第6篇
摘 要 当前，发展低碳经济已成为我国继循环经济之后从国家战略高度出发的又一重大决策，本文从我国特殊国情出发，分析低碳经济政策在我国现阶段执行中的各种障碍，从而帮助学界寻找中国低碳道路更加合理的政策支撑。
关键词 低碳经济 政策问题 阻力因素
近年来，随着全球人口和经济规模的不断增长，能源使用带来的环境问题及其诱因不断地为人们所认识，全球气候变暖对人类生存和发展提出了严峻挑战。在此背景下，“低碳经济”、“低碳社会”等一系列新概念、新政策应运而生。而在我国这样人均能源资源拥有量不高、工业生产水平还相对落后、传统经济增长方式缺乏创新、人们对环境保护、低碳生活方式的本质认识仍然模糊的特殊国情下，低碳经济政策作为刚进入中国不久的全新模式的经济发展政策，从很多方面来说，对其推进和发展都会产生有形或无形的阻力。
一、低碳经济政策自身因素
（一）政策问题的综合性
政策执行的有效与否，首先是和所要解决的政策问题的类型和性质紧密相关的，越复杂的问题，执行的难度越大。低碳经济政策是涉及领域众多的综合性政策，也是创造性较强的改革政策，有人甚至认为低碳经济将催生世界第四次经济革命。低碳经济是一项系统性工程，关系多方群体的利益，所以选择利于低碳发展的政策工具首先要清晰各群体的特定利益需求。在我国，低碳经济所倡导和规范的目标团体行为种类多种多样，碳排放源类型繁多并且琐碎，大到能源、汽车、钢铁、交通、化工、建材等高碳产业，小到居民长期习以为常的以高耗能源为代价的利己主义和享乐主义消费与生活方式所带来的高排放量，因此，政府很难制定正确、统一的规则和标准，作为监督检查碳排放量的依据，从而约束碳排放者的行为。
（二）政策缺乏明确性
一项政策要能够顺利执行，从操作上和技术上来说，都必须明确具体，即政策方案和目标具体明确，政策措施和行动步骤明确。从目前情况来看，我国还没有系统的、专门的低碳经济政策，现有这些政策主要体现在国家“节能减排”措施之中，且以行政手段为主，与发达国家以市场为主的政策工具有较大的区别。我国需要彻底的从产业政策、能源政策、技术政策、贸易政策等方面进行一系列的重大调整。
（三）政策缺乏配套性
在我国低碳经济政策中，许多引导、限制、激励政策措施都没有收到预期的效果，这与我国目前环境无价、资源低价、资源要素价格扭曲等状况是分不开的。一直以来，我国的资源环境基本处于低价或无价状态，排污费征收标准过低，绝大多数资源开采企业缺乏资源节约和环境保护的意识与压力，忽视环境成本的存在，无视对环境的污染和破坏，肆无忌惮的对资源进行疯狂开采。因此，没有相应合理合适的政策与低碳经济政策相配套，再完美的孤立政策也只能施之无效。
（四）缺乏差异化的区域发展政策
当前我国低碳经济领域存在着一定程度的“一刀切”现象。如在低碳试点领域，全国各区域纷纷开展低碳经济“试验田”行动，积极探索低碳经济发展道路的同时，各地实施的低碳试点规划和政策雷同度较高，不利于调动各区域的有利因素。在节能减排指标分解方面，没有考虑到不同地区产业的不同特点，导致政策水土不服。
二、政策执行过程中的因素
（一）政策执行主体方面
公共选择学派认为，在市场经济中人都是以追求个人经济利益为动机的，公共政策执行过程也就是公共政策执行主体与目标群体在互动中的利益选择、综合、分配和落实，政府也是经济人，当它进行成本与收益预期时，就将影响公共政策执行主体的思想和行为。在推进节能减排、实现可持续发展的过程中，一些地方政府的税收压力和就业压力，导致地方政府处于地方利益的考虑，与中央政策常有偏离甚至背道而驰，不但相当一部分工艺和装备落后、资源利用率低、环境污染重的中小企业得到地方政府的保护而且地方政府还争先恐后的上项目，特别是利大税高见效快的重化工项目。在这种情况下，节能减排、调整结构在地方上阻力很大，很难有所作为。
（二）政策执行对象方面
1．对企业形成价格障碍
在成本价格的市场规律利益导向下，作为经济主体的企业行为在清洁生产尚没有全面推广和成为硬性要求的前提下，进行清洁生产需要投入大量的环保设备、采购清洁原材料、使用清洁能源，这就要比同行业没有采取清洁生产的企业背上更多的负担，其生产成本就会高于同类产品的社会平均成本，从而偏离“成本最低”的原则，导致“绿色产品”在竞争中处于劣势地位。另外，生活中各种废旧物的集中回收成本高，再利用和再生技术发展滞后，规模效益差，致使再生资源价格偏高。这样，再利用和再生利用原料的成本常常比购买新原料价格更高，由此构成的推进低碳经济的价格障碍。
2．公众对政策理念认知不够
公众对低碳经济的认知程度，决定了他们参与的积极性进而影响低碳经济的尽快落实和发展速度。由于人们长期在社会生活中已经养成一套行为定向模式，常习惯于保持持续的某种状态，并且缺乏有关科普知识的学习和认识，一切以便利为目的进行消费和生活的同时并不曾意识到自己无形中也是一名碳排放者，这早已形成的消费和生活模式与政府低碳政策的提倡产生撞击。
（三）政策执行体制方面
1．政策运行机制不完善
当前，我国虽然应对气候变化的法律法规已经建立，却没有形成低碳发展的长效机制，没有规范低碳经济发展行为的法律法规体系。另外，我国分部门的多头管理不仅使生态建设和环境保护的行动难以协调一致，而且容易出现政出多门、政策冲突或政策盲区。最后，我国环境法律、法规体系中还有一个重大缺陷，就是未能明确公民的环境权益，从而使得公民不能维护自身权益，导致政府在监管污染排放方面成本过大。由于环境资源具有弥散性与流动性的特点，不具有明确的排他性和可转让性，使得环境产权的界定非常困难，如江河、大气等自然环境就十分难以界定产权。
2．政策手段单一，制度建设不健全
我国节能减排的推行主要依靠行政指令，减排压力主要由各级政府承担，政府部门通过行政指令向地方政府和企业下达减排指标，依靠指标的层层分解来约束地方政府和企业，具有浓厚的行政色彩。很多的国有大型企业，特别是一些国有垄断企业凭借其行业垄断地位，获得超额利润，能源环境的约束作用被弱化，导致企业节能减排内在动力和外部压力的不足。
三、低碳经济政策环境因素
（一）国内环境
首先，中国目前正经历着工业化、城市化快速发展的阶段，人口增长、消费结构升级和城市基础设施建设使得对能源的需求和温室气体排放不断增长。其次，发长期以来，中国经济发展呈现粗放式的特点，对能源和资源依赖度較高，单位GDP能耗和主要产品能耗均高于主要能源消费国家的平均水平。再次，中国“富煤贫油少气”的能源资源结构，决定了中国以煤为主的能源生产和消费格局将长期存在。此外，在现阶段全球产业分工体系中，美、日、欧等已进入知识经济或服务经济时期，在全球产业分工体系中处于领先地位，而中国产业仍处于低端位置，在产业技术含量、附加值和竞争力等方面均与发达国家有较大落差。诸多的社会背景环境决定了我国面临发展低碳经济的巨大压力。
（二）国外环境
从国际政治的角度来看，随着中国的崛起，国际社会也要求中国承诺更多的温室气体减排义务。有专家预测，中国在2020年前后二氧化碳的排放量会超过美国成为世界上最大的温室气体排放国。此外，在全球环境变化的大背景下，一些发达国家用气候变暖来打压发展中国家在国际上的话语权，他们忽略自己近200年的工业革命所引起的碳排放大大超过了发展中国家短短几十年工业发展，认为发展中国家的工业排放出来的二氧化碳才是温室效应产生的主要原因，所以主要责任也应该是发展中国家承担，这是变向的阻碍发展中国家的发展速度。因此，中国在减排方面遇到的国际政治压力将会越来越大。
参考文献：
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[3]郭代模,杨舜娥,张安宁.我国发展低碳经济的基本思路和财税政策研究.经济研究参考.2009(58).
[4]曹海涛.公共政策执行阻力因素分析.合作经济与科技.2009(20).
[5]王仕军.低碳经济研究综述.开放导报.2009(5).
企业组织变革阻力及对策分析 第7篇
关键词：企业组织变革,变革阻力,过程推进
所谓企业组织变革, 是指以现代组织管理理论和行为科学理论为基础, 运用相关管理方法, 以适应组织所处的内外环境、技术特征和组织任务等方面的变化, 对组织结构与发展不适应的地方进行修改。从定义中我们不难发现, 组织变革是为适应新形势发展而对企业组织本身不断进行完善的过程, 是一个企业成长的过程, 在这一过程当中, 伴随着组织适应能力的增强, 效率的提高、企业竞争力的提高, 最终达到实现提高组织效能的目标。
一、企业组织变革阻力因素分析
在中国经济“新常态”和产业转型升级的大背景下, 各种企业都面临着组织变革的挑战, 企业组织变革就是适应企业转变经营理念、走向和引领“新常态”。企业组织变革的过程面临着心智模式的转变和组织惯习的改变两大难题, 具体来说, 变革的阻力因素来自于个体、群体、组织三个层次。
(一) 个体阻力
1. 个体惯性。
个体惯性既包括个体惰性, 即个人在习惯了某些生活方式、思维模式后不愿改变的习性, 即主观上形成的个体阻力。也包括员工能力方面的障碍, 即虽然主观上接受了变革, 但变革常常伴随着技术变革、管理变革, 这就要求员工不断学习新知识适应新要求, 打破旧秩序适应新秩序。而当员工不具备这种学习的能力, 就客观上形成了个体阻力。
2. 个体心理阻力。
这种阻力既包括由于认知偏差, 主要是对变革的理解不全面、不深刻甚至是误解, 进而引发对变革的抵触情绪;也包括心理方面的抵御, 企业组织变革往往会使员工在心理上不适, 这种不适根源于在当前规律的生活工作状态下, 组织变革势必会打破现有的平衡, 给员工在生活工作中带来很多“意外”, 正是这种预期的“意外”带来的不适导致了心理方面的抵制。
3. 利益再分配的阻力。
一般情况下, 企业的中高层是企业组织变革的中坚力量, 这部分人在公司具有一定的地位和权利, 掌握着企业组织的各项资源。而变革过程是一个资源再分配的过程, 资源的再分配往往伴随着利益的再分配, 失去利益的人会抵触, 这种抵触源于对权利和既得利益的依恋;获得更大收益的人同样会抵触, 这种抵触源于对未来不确定性的忧虑。
(二) 群体阻力。
1. 群体惯性。
当一些群体, 特别是一些既得利益群体在原有组织结构下形成一些规律化甚至是制度化的生活工作方式时, 我们把这种行为方式叫做群体规范, 这种群体的惯性会抵触变革, 同时这种群体规范会束缚群体中个体的思想, 约束群体中有变革意愿的个体的行为。无论是制度化的行为方式, 还是习惯化的工作状态, 或者叫组织中的非正式关系, 都会形成群体惯性阻碍企业组织变革。
2. 沟通障碍。
信息在传递和交换过程中的, 会受到诸多因素的影响, 这些因素包括信息发送者的情绪、倾向、表达能力, 信息接收者对信息的筛选, 沟通渠道的有效性等, 都有可能导致信息的失真, 使信息意图得到误解和扭曲, 从而导致沟通障碍。同样, 组织变革在推行过程中, 可能由于沟通障碍导致变革意图被扭曲误解, 变革执行不彻底而达不到最终效果, 从而导致变革后的组织结构同样不适宜企业新形势的要求。
(三) 组织阻力
1. 组织惯性。
如同群体惯性一样, 企业在长期的运行过程中, 同样会形成一些习惯化的组织行为方式, 这种行为方式的形成是基于现有的状态, 对于企业稳定运行具有重要作用, 但当企业需要进行组织变革以适应新战略的时候, 这种企业习惯化的行为方式就成了阻碍变革的因素。同时, 组织现有的规章制度, 对于公司现有状态的正常运行具有重要作用, 然而对于组织变革可能就是一种固化的障碍。另外, 变革既然是利益的再分配, 这种分配不但是个人利益, 而且也是各部门整体利益的再分配, 这些都是组织的惯性阻碍着企业组织变革。
2. 组织文化。
由于组织文化是在长期积累过程中形成的, 改变起来相对困难, 所以当组织文化不适应当前组织变革的要求时, 便形成了变革的阻力。与组织结构的变革滞后于企业战略变化一样, 通常情况下, 组织文化的变革滞后于组织结构的变革, 这两者之间的变革同样存在时间差, 而如何缩短时间差, 是在建立合理组织结构的基础上研究组织文化和与组织结构变革冲突的重要内容。当组织文化适应组织变革的新要求时, 对于维护组织变革成果具有重要作用, 反之则会产生巨大反作用。
二、企业组织变革的过程推进策略
通过分析企业组织变革阻力因素, 组织变革面临的问题归结为心智模式的转变、组织惯习的改变以及资源再分配导致的权力、利益再分配。针对问题, 政府、企业等相关组织应发挥各自职能和作用, 推进企业组织变革过程实施。
(一) 明确组织变革目标。
政府在变革中要起到引导作用, 引导企业适应产业转型升级而推进企业组织变革, 而企业要知道企业组织变革的目标是为了适应产业转型升级背景下企业环境的变化进而导致的企业战略的调整, 不能因为所谓的“变革潮流”而变革, 变革的真正目的是适应新常态下伴随的企业战略调整, 手段是对企业资源进行调整优化整合, 目的是为了更好实现组织使命和目标。因此, 组织变革最主要的目标是通过提高组织适应环境的能力, 进而最终提高组织的工作绩效。
(二) 引导企业在产业转型升级中打破组织惯性。
而克服个体惰性、群体惯性和组织惯性思维的最好办法就是在企业内部建立学习型组织, 通过团队学习、改善心智模式、建立共同愿景等措施, 使组织成员接受新观念, 改变传统的、惯有的思维模式和行为方式, 从而从主观上容易接受变革。
(三) 企业要选择合适的组织变革模式, 企业管理者要进行观
念更新, 在变革中要从指挥命令者的姿态向信息传递者的角色转变, 鼓励引导员工积极参与到变革中来, 包括变革计划的制定、实施控制, 使他们对变革有更多的话语权, 从根本上克服组织内部群体之间、员工之间的沟通障碍。
(四) 企业组织变革要治理结构变革和组织结构变革有效配合。
企业治理结构是企业中关于各利益主体之间的权、责、利关系的制度安排, 而企业组织结构则是企业中各机构的设置及其组合形式。从组织结构的角度看, 治理结构是企业组织结构的一个组成部分。而从机制关系上看, 组织结构是企业治理结构的实现载体。只有治理结构与组织结构变革的有效配合, 才能有效克服变革中资源再配置引发的权利再分配的阻力, 保证企业组织变革的有效性。
(五) 企业组织文化创新。
组织文化是组织系统的重要构件之一, 在维系企业运行和发展上, 组织文化系统起着独特的作用。组织文化是企业员工普遍认同并付诸于实践的价值观。通常, 组织文化对企业员工具有重要的导向、凝聚、激励、规范、约束功能。先进的组织文化具有内在整合、外在适应的效能, 从而使企业能够把其成员维系在一起, 有效适应外部变化的环境, 从而保证企业在产业转型升级的变动中得到持续发展。所以, 以文化创新的方式带动企业组织变革, 可以从观念层、制度层、行为层, 引导企业观念创新, 从制度社会层面推动组织变革, 从行为规范层面约束人们的行为, 使广大员工文化在创新价值理念引导下, 参与企业组织变革之中。
三、结语
企业组织变革在推进过程中, 要以变革目标为导向, 依托建立学习型组织、创新企业组织文化, 通过选择合适变革模式、更新管理者观念打破组织惯习、转变组织心智模式, 从而实现企业组织创新和改变运行模式, 进而实现企业的战略调整和组织变革, 以适应经济新常态下环境变化所提出的发展要求。
参考文献
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[5]汪克夷, 冯海龙.组织学习、惯性演化与企业战略变革[J].经济经纬, 2009, 05:92-95.
静压桩沉桩阻力的分析 第8篇
静力压桩法通常采用中压式、箍压式、前压式等压桩工艺把钢筋混凝土预制桩、PHC管桩、钢管桩沉入到预定土层中。实现了在市区、学校、医院、文物保护单位等对振动、噪声、污染有严格要求地区的桩基施工;并利用其在施工过程中的直观性, 解决了由于地基土的不可预见性而产生的问题, 因而其使用量相当广泛。但是人们至今对静压桩的压桩力及其影响规律仍不十分明白, 进一步开展对这一问题的研究, 彻底弄清楚沉桩阻力和其他一些相关问题在软土地基的工程建设中有重大的现实意义。
1研究方法
在20世纪50年代, 就有人对静压桩进行研究, 其中压桩力、承载力、挤土效应及其对周围土体和环境的影响是研究的主要课题, 关于沉桩阻力的研究方法主要有:现场实测值和室内试验研究、理论分析研究等方法。
1.1 现场实测和室内试验研究
Lehane和Jardine (1993年) 采用帝国理工学院的测量桩在Bothkennar的敏感性海洋软黏土中压桩, 记录观测结果, 并与其在黏土中的观测进行对比, 最后得出结论:土体类型不同, 则贯入速率对贯入阻力的影响明显不同, 桩土间的摩擦角受土和桩的影响非常大, 桩土接触面的快速环剪试验也可以预测这些效应。
唐世栋等 (2004年) 同样基于分析实测资料, 对桩基施工中土的挤压力进行了研究。发现桩端的挤压力是施工时的最大影响力, 它比桩身摩擦力的影响大得多。沉桩贯入时一般在桩尖水平处的土中挤压力最大, 与球孔扩张的理论值相比, 挤压力最大值与理论解基本接近。
现场试验反映的是真实情况, 观测数据更加可信。但是, 由于各个试验现场的条件差异很大, 各种复杂的因素都会对最终的试验结果产生影响, 因此现场试验中的结论有一定局限性, 同时, 现场试验成本较高, 不能广泛开展。
丁佩明 (2003年) 通过砂土中的沉桩模型试验, 研究了沉桩对砂性土的挤密效应。由于对土体中静力贯入问题的严格分析难度较大, 所以人们纷纷借助于模型槽试验, 以建立贯入阻力和土体性质之间的经验关系式, 上述经验关系式可分为三类:1) 与相对密度的关系;2) 与摩擦角的关系;3) 与状态参数的关系。Banerjee在桩体上安装摩擦力和侧压力测量元件, 测定模型槽中桩体贯入过程中的应力。
模型槽试验结果依赖于其尺寸和采用的边界模型, 其不足之处主要有:模型槽尺寸有限, 在未对其结果作修正之前, 无法应用于工程实际;土体自重的影响与实际情况不符, 因此只能作为定性分析, 而无法得到精确的定量结果。
1.2 理论分析研究
关于桩侧摩阻力的计算, Chandler在1968年提出黏性土中的经验公式为:
fs=K0γhtanδ (1)
其中, K0为桩侧土的侧压力系数;δ为桩与土的外摩擦角, 对静压桩为滑动外摩擦角。
该公式也适用于计算砂土中的侧摩阻力, 它描述了摩阻力随深度线性增大, 与室内试验和原型试验的结果不符。
袁星武在分析软土地区的沉桩阻力时, 认为桩侧阻力与桩周土的摩擦力标准值、桩的入土深度及桩径的大小、桩周土的灵敏度有直接关系, 其值可用下式估算:
其中, Qs为桩侧阻力;U为桩身的周长;qsi为第i层土的桩周摩擦力标准值, 根据静力触探结果确定;Li为第i层土的厚度;Si为桩周第i层土的灵敏度。
储王应、王能民根据桩周摩阻力的发挥程度, 将桩在入土深度范围内分上、中、下三部分, 所以, 沉桩阻力的表达式为:
其中, Pj为桩尖阻力;U为桩截面周长;ni为单位摩阻力折减系数;f为单位摩阻力;L为桩身长度;mi为土的阻力系数;Ap为桩端面积;Psk为桩端附近的静力触探比贯阻力标准值的平均值;li为相应土层的厚度。
除此以外, 其他许多学者也提出了各自的经验公式, 基本上都是结合某种具体土层的特定条件提出的, 不能反映全部情况。张明义将桩端土与桩侧土分开, 提出了球孔扩张—滑动摩擦计算模式, 并首次将人工神经网络应用于静压桩沉桩阻力的分析。他认为, 沉桩过程中桩侧存在滑动摩擦, 而且这种摩擦不同于常规摩擦, 是研究贯入阻力的关键所在。张明义的研究有独到之处, 如果能总结试验成果和工程经验, 提出一个简单适用的公式则比较理想。
2实例探讨
苏南某城市新建的半岛花园别墅区位于该城市的西郊。
该工程拟建31幢别墅, 别墅层高11 m, 每幢别墅的占地范围接近300 m2。由于工程周围是河流, 地质条件差且复杂, 故采用断面为250 mm×250 mm, 标号为C30的预制静压方桩。静压桩设计桩长15 m, 以强度较高的第⑦层粉质黏土作为桩端持力层, 设计承载力为460 kN。根据试桩资料及工程地质报告分析, 发现本工程的土质具有触变恢复性强、固结速度快的特点, 所以, 确定沉桩的终沉控制标准为:以600 kN左右的终压力控制为主, 以试桩的桩长控制为辅。
本桩基工程从2005年9月底全面开工至11月底顺利完工。后经动、静检测试验, 桩的承载力及桩身质量均满足设计要求。
从压桩力随桩入土深度的变化曲线可以看出, 尽管不是同一建筑物的静压桩, 其压桩力的变化趋势基本一致, 均呈阶梯形变化。桩身上部的1/3范围内, 压桩力基本相等;桩身中部的1/3范围内, 压桩力缓慢增长;桩身下部的1/3范围内, 压桩力迅速增加。
3分析计算
在静压桩的施工中, 沉桩阻力的大小和分布规律应受土质、土层排列、硬土层厚度、持力层埋深、桩数和桩距、施工顺序及深度等因素的影响。一般情况下, 桩端阻力和桩侧阻力占沉桩阻力的比例是一个变值。桩土作用研究表明, 当桩的入土深度较大时, 通常桩侧摩阻力是主要的;当桩的入土深度较小时, 桩端阻力所占的比例较大。桩体在垂直静压过程中, 桩端使土体产生冲剪变形, 桩身使土体产生直剪变形。因此, 桩体对土体的作用可分为两部分:桩端冲剪产生的挤压、扩张作用和桩身对土体的摩擦作用。
《建筑桩基技术规范》根据全国十省二市共275根试桩的实测与计算对比, 认为取桩端以上8倍桩径与桩端以下4倍桩径范围内土层的平均比贯阻力值综合确定桩端阻力是准确、可行的。其表达式为:
Qp=αPskAp (5)
其中, α为与桩长有关的桩端阻力修正系数;Ap为桩端面积;Psk为桩端附近的静力触探比贯阻力标准值的平均值。
桩侧摩阻力是由滑动摩擦引起的阻力, 根据《桩基工程手册》中的分析, 在沉桩的过程中, 桩身下部的侧摩阻力占总摩阻力的50%～80%, 由于桩尖挤土引起周围水平应力的增大而增加了桩身下部的法向应力, 引起滑动摩擦阻力的增加。随着桩的逐步下沉, 桩周土体的法向应力发生变化, 引起桩侧单位滑动摩阻力的变化。因此, 静压桩侧摩阻力与桩周法向应力有关, 计算时可以考虑用以下公式:
Fh=∫
f=k0γgtanδ= (1-sinφ) γgtanδ (7)
其中, Dc为桩的直径;δ为桩土外摩檫角;k0为土体静止土压力系数;γ为土体的有效密度;g为重力加速度;φ为土的内摩擦角。以上计算均按圆形桩分析, 方形桩则需换算:Rc=0.564bp。其中, bp为方形桩的边长。
根据工程地质报告上的土性资料, 采用上述沉桩阻力的计算公式, 计算出压桩力并与在相应土层范围内的实际压桩力进行对比, 结果如图1所示。
由图1可知, 利用式 (6) 计算的压桩阻力与实测值有着相似的变化规律。事实上, 当桩压入土中时, 桩间土受排土打入桩挤压后向压力较小的方向位移。上覆压力较小的浅层土将向上隆起, 其体积增大, 应力释放比原状土更为松散, 因而其桩周摩阻力较小。随着深度的增加, 上覆土压力越来越大, 最后足以抵御挤压产生的上顶力, 其桩周阻力相应增大。所以, 桩周阻力受侧向法应力的影响而变化, 而静力触探试验的比贯阻力直接反应桩尖处的受力情况。也就是侧向法应力决定桩周阻力, 静探比贯阻力反映桩端力。上述公式从另一个角度分析了沉桩阻力的原理, 有一定的合理性, 并且比较符合实际。但就像Meyerhof等人证明的一样, 桩侧摩阻力也存在临界深度的问题, 对于土层分布均匀, 层厚不大的同类工程, 上式具备一定的参考性。
4结语
静压桩贯入时, 桩端土以挤压扩张为主, 端阻力通常参阅静探试验的比贯阻力分析计算;而桩侧摩阻力属于滑动阻力, 随桩长、土性而变化, 与土体作用于桩身的法向应力及桩、土摩擦系数有关。本文结合工程实例, 探讨了沉桩阻力的相关计算方法。但是, 静压桩的沉桩机理非常复杂, 不可能以一式而囊括所有的因素, 对此问题的研究有必要进一步深入。
摘要：在介绍静压桩沉桩阻力各种研究方法的基础上, 通过工程实例分析, 从桩侧法向应力的角度考虑桩周摩阻力的计算, 利用静探比贯阻力计算桩端阻力, 与实际值进行对比, 并指出该计算模式的合理之处。
关键词：沉桩阻力,桩端阻力,桩侧摩阻力
参考文献
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黄河水上船舶阻力分析与计算 第9篇
关键词：水上船舶,阻力,分析计算
随着黄河航运业的进一步发展, 投入黄河水上运营船舶逐渐增多, 一旦发生失控、碰撞等意外事故, 将对人民生命财产和水上通行、沿河桥梁、电站、水利枢纽及其他水上设施安全构成严重威胁。因此, 要做到积极预和应对意外事故发生, 对定点、定向和定位控制遇险船舶, 需要准确掌握船舶所受水阻力, 以确定救援方案和投入救援装备, 基于上述需要对黄河水上船舶水阻力进行了分析计算, 为应急救援提供了可借鉴的计算方法。
1 船舶水中受力分析
水中船舶在空气和水两种流体介质中运动, 必然受到空气和水对船舶作用的力, 在与船舶运动方向相反时的流体作用力为阻力 (相同方向时为推力) 。失控船舶在水中存在两种态势, 即正形和侧形。在两种态势下, 船舶均受到水阻与风阻力, 且在救援过程中, 随着速度变化, 施救艇 (船) 与被救援船舶都受到水阻与风阻影响。因此, 定常外力 (针对某种基本想定情况下的标准计算外力) 是控制所需外力和需求动载计算的基础。
1.1 水阻力分析
形成水阻的因素有两个方面, 一个是船体周围的压力差, 另一因素是水的粘性阻力。失控船舶正形时船舶的水阻最小, 侧形时如果船体与水流方向互相垂直, 则水阻最大。
1.2 风阻力分析
船舶由于在空气和水两种流体介质中运动, 空气作用力主要以船舶水上部分迎风面积形成, 对于风力形成涌浪产生的流体作用力, 在受力分析中暂不考虑, 而通过设定影响系数调整。
2 船舶水中受力计算
以通用船舶为计算模型, 采用CFD流体计算软件, 计算船舶在恒定水流速 (2.2m/s) 和5km/h (与水流的相对运动速度为3.6m/s) 救援行驶速度下的正形、侧形下水阻力。
2.1 流场分布确定
构建船体在水下部分的结构形状, 即吃水深度部分船体形状。整个计算域为三维, 采用四面体结构进行网格划分, 假定流动定常, 各控制方程的离散采用二阶迎风格式, 压力速度的耦合采用SIMPLEC算法, 给定速度入口边界条件, 出口设为outflow, 通过监测出口的总压是否达到恒定值来判断计算是否收敛。
2.1.1 正形流场分布
(1) 压力分布。
正形情况下船舶在水中保持静止以及以5km/h运行时牵引艇和失控船舶表面的压力, 船头部位压力较高, 而船尾部分压力较低, 这个压力差是形成水阻的一方面因素。而且, 当运动速度增大时, 船头和船尾的压力差会增大, 船体周围的速度梯度也会增大, 即粘性阻力增加, 所以航速增大时水阻会加大。
(2) 速度场分布。
正形情况下船舶在水中保持静止以及以5km/h运行时牵引艇和失控船舶周围的速度场分布, 在船尾部位都可以看到明显的漩涡运动情况。
2.1.2 侧形流场分布
(1) 压力分布。
侧形情况下船舶在水中保持静止以及以5km/h运行时牵引艇和失控船舶表面的压力, 牵引艇船头部位的压力比船尾部位高, 失控船舶右舷的压力比左舷高, 并且由于受压面积大从而大大增加了压差阻力。侧形时压差要远大于正形时的压差。
(2) 速度场分布。
侧形情况下船舶在水中保持静止以及以5km/h运行时牵引艇和失控船舶周围的速度场分布情况。在牵引艇的船尾部位有明显的漩涡运动, 而在失控船舶的整个右舷部位也存在大量的漩涡区域。
2.2 计算结果分析
图1～4以及表1为FLUENT中的数据处理结果, 在对各组计算结果分析研判后进行了汇总。
3 结语
1) 在遇险船舶救援中, 外加船舶救援正形为最有利实施, 一方面受影响小, 另一方面外加动载需求小, 便于在黄河河幅较窄情况下展开救援。
2) 在外加船舶救援时, 应采取岸边锚固、铰拉与船舶牵拖方法相互配合使用, 使被救援船舶达到正形时牵拖, 最为可靠安全。
3) 本例想定计算为未来指导救援方案拟定、装备技术保障和展开实施救援提供了模型计算理论基础和依据。
参考文献
沙坪煤矿通风阻力测定及结果分析 第10篇
关键词：通风阻力测定,结果分析,建议措施
1 矿井概况
沙坪煤矿位于山西省河曲县城南30 km处的黄河东岸, 隶属于山西省煤炭运输集团和神华集团共同组建的山西晋神能源公司, 矿井初期生产能力为2.4 Mt/a, 服务年限125.5 a, 井田面积为22.59 km2, 共有8、9、10、11、12、13号六层煤属开采煤层, 地质储量59 305 Mt, 可采储量42 268.8 Mt, 煤层自然发火期3～4个月, 煤层顶底板均为泥岩、砂岩, 煤层赋存稳定。矿井采用主斜井-副平硐综合开拓方式, 通风方式为中央并列抽出式, 副平硐、主斜井进风、回风斜井回风。风井工业场地安装有FBCDZ-8-N027/2*450型防爆对旋轴流式通风机2台 (1台工作, 1台备用) , 并按要求设防爆门、风门, 其他附属设施齐全。
2 矿井通风阻力测定的实施
2.1 测定的方法
采用气压计基点测定法。此方法是将1台气压计放置在井下或井上的某一基点处, 为了监测地面大气压力的变化每隔一定时间测取气压读数并记录测定时间, 进而对井下测定的气压数据进行校正;另外还需要1台气压计沿事先选好的路线逐点测定气压值并记录测定时间。采用此方法测定时两测点间的通风阻力计算公式为:
式中, h12为两测点间通风阻力, Pa;K1, K2分别为2台测定气压计的校正系数;Pc1, Pc2分别为基点校正气压计在测定气压计读数PR1、PR2测值时的读数, Pa;PR1, PR2分别为测量气压计在上风测点和下风测点的读数, Pa;ρ1, ρ2分别为测段前、后测点的空气密度, kg/m3;V1, V2分别为测段前、后测点的风速, m/s;Z1, Z2分别为测段前、后测点的标高, m。
2.2 选择测定路线及布置测点的原则
一般一个测组每班测20个测点为宜。要合理选择测量路线, 一是测定的行程要尽可能的短, 二是要使标高差较大测点的测定时间尽量接近, 以免地面气压随时间变化产生较大的误差。
选择测点的条件是由这些测点构成的风网应能反映矿井巷道系统的实际状况, 测点应有准确的标高, 两测点之间不易太近, 否则难以准确测定两测点之间的阻力。井下测点要做出明显的编号标记[1,2]。为了取得可靠的测定数据, 在测定路线的风流分岔点前后及局部阻力大的地点前后均布置了测点, 测点选择在巷道支护完好、断面规整、前后无杂物、风流稳定的断面内[3,4]。
2.3 确定测定路线
根据上述原则和沙坪矿的具体情况, 经过分析确定的主要测定路线:副平硐8煤主、辅运大巷18201集中回风巷18203回风顺槽8煤回风大巷总回风巷回风斜井.
3 部分参数的计算依据
(1) 测点巷道断面积按巷道形状为梯形、半圆拱、三心拱等。
(2) 大气物理参数空气密度ρ
式中, p为空气绝对静压, Pa;pv为矿井空气的实际水蒸汽压, Pa;t为绝对温度, K。
(3) 为便于风网内的风量平衡, 各风量测值均换算为标准状况下的风量, 即大气压为101.293kPa, 温度为20℃, 空气密度为1.2 kg/m3时的风量
式中, P为巷道两端测点的绝对压力平均值, kPa;td为巷道中空气的平均温度, ℃。
(4) 两测点间风阻R21=h12/Q212
式中, h12为分支巷道1、2点之间的通风阻力, Pa;Q12为分支巷道1、2点之间的风量, m3/s。
(5) 两测点间标准风阻
式中, R12为分支巷道1、2点之间的风阻, Ns2/m8;为分支巷道1、2点之间的密度平均值, kg/m3。
(6) 通风系统自然风压hn
式中, 分别为进风和回风巷道中空气密度, kg/m3;Z为风峒测压处标高与进风井口标高之差, m。
(7) 巷道百米标准风阻
(8) 矿井总风阻R=h/Q2
式中, h为矿井的总通风阻力, Pa;Q为矿井的平均风量, m3/s。
(9) 巷道摩擦阻力系数式中, U为巷道周界, m;
(10) 矿井等积孔
4 通风阻力测定的结果分析
4.1 阻力测定结果及测定精度分析
按照上述测定方案经过现场实测并通过计算得出该矿通风系统的自然风压为-24.17 Pa, 经计算得出矿井通风系统的总阻力为1 510.23 Pa。
矿井通风系统的测定误差数据如表1所示。
Pa
根据表1中的数据可计算出矿井通风阻力测定的相对误差为1.7%
从上述测定结果可以看出, 主测路线上阻力测定相对误差小于5%, 测定结果是可靠的、符合实际的, 完全可以作为现场实际的通风安全管理工作的理论依据。
4.2 矿井总风阻与等积孔的计算结果
根据公式经过数据处理后可得出沙坪煤矿的总风阻及等积孔:
R=0.084 Ns2/m8
Ac=4.10 m2
从矿井等积孔、矿井风阻值来看, 沙坪煤矿属通风容易的矿井。
4.3 矿井通风阻力分布状况
矿井通风系统按风流在网络中的位置可分为进风、用风和回风三段。三段划分的依据是:从进风井口到进风大巷为进风段;从进风石门到回风石门为用风段。矿井三段 (进风段、用风段、回风段) 通风阻力的百分比情况如表2所示。
从表2中可见, 该矿井通风阻力在进风段、用风段、回风段的阻力分配比为15.70%、34.95%、49.35%, 是较为典型的中年生产高峰时期矿井特征, 分配合理。但回风段阻力偏大, 主要是回风路线较长、断面较小、年久失修造成的。需要注意维护好进回风巷道, 减少通风阻力, 使矿井通风系统处于一个良好的状态, 从而保证矿井安全生产, 为提高矿井产量提供良好的通风条件, 实现矿井生产的安全可持续发展。
5 相关问题及对应的技术措施
由沙坪煤矿通风阻力测量数据计算机处理结果及主测路线阻力分布可知回风段阻力所占百分比较高。根据现场情况分析其原因主要有:矿井回风线路过长;有些巷道因机器和杂物堆积的原因增加了局部阻力;巷道风门和风窗较多, 所受阻力较大。适当的进、用和回风段阻力比是保证矿井通风系统可靠性的重要条件, 必须做到进、回风段阻力不能过高, 否则会造成矿井通风不畅、无谓增加通风功耗, 同时对灾变时期的风流控制 (如反风) 也极为不利。在进行通风阻力优化时应适当调整各风段阻力比。建议及时清理巷道堆积物, 加强风门等设施的检查;同时注意井巷局部地点的断面、形状、拐弯曲度、边壁的粗糙程度。
6 结论
根据沙坪煤矿通风阻力测定数据及计算机处理分析结果, 可得以下结论: (1) 整体来看, 矿井通风系统布局合理, 风量可以满足当前生产的需求。对比主通风机测试的性能曲线, 整个矿井通风系统和主通风机之间匹配处于合理工作范围内。 (2) 沙坪煤矿的矿井通风阻力测定相对误差为1.7%, 精度符合要求, 可作为矿井通风系统优化及矿井通风日常管理的一个理论依据。 (3) 从矿井等积孔和风阻值来看, 沙坪煤矿风井等积孔为4.10 m2, 沙坪煤矿总风阻为0.084 Ns2/m8, 矿井通风难易程度为容易。 (4) 三段 (进风段、用风段、回风段) 通风阻力的占总阻力的百分比分别为15.70%、34.95%、49.35%, 为典型的年轻矿井特征, 合理。 (5) 针对回风段阻力所占百分比较高的现象, 应及时清理巷道堆积物, 加强风门等设施的检查;同时注意井巷局部地点的断面、形状、拐弯曲度、边壁的粗糙程度。
参考文献
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创意的阻力 第11篇
恐惧包含恐惧失败、恐惧自己不够好、恐惧被人发现自己的缺陷、恐惧他人否定、恐惧贫穷、恐惧未知等等。而恐惧他人否定、恐惧被人发现自己的缺陷，通常出现在与最亲近的人之间，包括父母、手足、合作伙伴、儿女，都可能强烈地认为你该做什么、不该做什么。恐惧是追寻天命中最常见的阻碍，也就是莎士比亚所说的：“我们心中的怀疑是叛徒，让我们害怕尝试、失去我们可能获得的好处。”
性情与环境、家庭与社会，都有可能成为培养恐惧的温床。恐惧的型态变化万千，人人各有所惧。慕尼黑心理研究暨治疗研究所创始人之一的心理学家弗利兹·里曼把恐惧分为四种原型：一、认为把自己交出去，就是失去自我，就是依赖。因为害怕亲密关系而恐惧。二、认为自己太不安全、太孤立。三、害怕变化，视变化为消逝与不可靠。四、害怕不变与责任，视之为束缚。
第二项怕危险和第三项怕变化，显而易见是创意的阻力。因为创意本身带有不明确的、有风险的、未知的、多变的特质。而第一项即怕与人过度亲密而孤立自己，以及第四项即害怕不变与责任，这两项是许多创意人常有的性格。看似“孤立专注”与“害怕不变”是有助于创造力的创意人格，但往往毁灭创意人自己或是造成生活困扰的，也是这两个性格。因为第一项往往造成人际关系的殊离或紧张，而第四项会造成逃避性人格，导致工作或生活上的人际关系失序。第一、四项恐惧原型，可谓是创意人格的一刀两刃。
创意的特征，是有能力看出一个问题的多重答案。另一个特征是对风险的容忍度。迪拜穆罕默德亲王曾说：“没有风险的事不值得做。”也就是说，如果我们没有出错的准备，原创性就无从出头。创造力需要勇气和面对失败的意愿。通常在办公室或其他地方集体做脑力激荡练习时，如果我们在某个地方出了错，我们免不了会从他人的肢体语言中看出批评之意。如果对方没有直言，或者没有清楚表达：“你刚刚提的主意真笨”，“这招以前就有人试过而且失败了”。他们接下来就会皱眉、坐立不安或保持沉默……激荡创意的过程也就此停摆了。这就是我们累积恐惧的情绪印记，亦是造成第二、三项恐惧原型的原因之一，以致于有些人越来越没有创意。
当我们质疑别人的感觉时，常说：“你的想象力太丰富了”，或是“那只不过是你的想象罢了”。我们总以“脚踏实地”、“务实”、“实事求是”为自豪，并嘲笑“不切实际”的人。其实想象力才是让人类远远超过其它生物的特质，也相当程度决定了我们能否寻得天命……因为我们对自己与世界的独特看法，才让我们之所以成为我们，并成就了我们的未来。
圆盘转子流体阻力分析与试验研究 第12篇
旋转式冲刷腐蚀试验是研究涂层材料在流体介质中加速腐蚀行为常用的实验室腐蚀试验方法[1]。腐蚀试验装置中电机驱动转子旋转,驱动电机功率、扭矩的确定是试验台设计的关键问题。
由于目前尚没有方便实用的计算圆盘转子流体阻力的方法,难以确定电机的扭矩、功率,只能通过多次试验才能选择合适的电机,造成人力、物力和时间的浪费,因此有必要对转子在流体中的阻力进行分析,从而计算出所需电机的扭矩和功率,这对试验装置的设计具有十分重要的意义。
本文首先分析了理论计算转子流体阻力的方法和步骤,并求得扭矩与功率结果;然后利用试验装置得到不同转速下转子的扭矩与功率,应用最小二乘拟合算法得出了扭矩、功率与转速之间的关系,并通过对比分析,指出了理论计算存在的不足。
1 圆盘转子阻力分析
试验装置如图1所示,装置中试样镶嵌在转子上,转子浸入液体介质如海水中,转子旋转以模拟海水对试样的冲刷腐蚀行为[2]。
1.1 旋转转子流体阻力
转子在水中旋转受到的阻力R可分为摩擦阻力Rf、黏压阻力Rv与附加阻力Ra,即
R=Rf+Rv+Ra (1)
当物体在流体中运动时,由于流体的黏性,使物体运动过程中受到黏性切应力的作用,即流体对物体的摩擦阻力作用。转子旋转受到的摩擦阻力Rf与流固接触面积、转子的粗糙度、流体的黏性、流体流动状态等因素有关[3]。
液体具有黏性,使得转子表面旋涡处的液体压力下降,从而改变了沿物体表面的压力分布情况,这种由黏性引起物体表面压力不平衡而产生的阻力称为黏压阻力Rv。对于圆盘转子,黏压阻力可忽略。
由于试验中转子并非只有规则的几何体,还包括转子上的螺栓、沟槽及试样等附着物,因此还会产生不可忽视的附加阻力Ra。
1.2 流体摩擦阻力理论计算
对于流体厚度较小时的层流液体,运动形式比较简单,可以运用牛顿内摩擦定律,通过积分方便地求出固体受到的摩擦阻力。
对于高速旋转的圆盘转子,需要用边界层理论求解其摩擦阻力。液体绕固体高速流动,物面上一薄层范围内黏性的影响显著,在这一薄层之外,流体流动可以用理想流体流动来处理,这一黏性影响显著的薄层称为边界层[4],如图2所示。其中,u为流体与平板相对速度,x为物面方向,y为法线方向。从物面开始,沿物面法线方向到99%来流相对速度处的距离称为边界层厚度。
边界层理论的提出使流体阻力的计算大为简化。根据边界层理论与量纲分析法[5]可得到摩擦阻力相似定律雷诺定律:
式中,Cf为摩擦阻力系数;ρ为液体密度;v为相对速度;S为湿面积。
根据边界层理论与平板试验,可得到光滑平板紊流摩擦阻力系数公式[6],经修正后可得到Prandtl-Schlichting公式:
其中,雷诺数Re=ρ vL/μ,特征长度L=2r,特征速度v=r ω,r为转子上不同位置与旋转轴的距离,μ为液体的动力黏度,ω为转子转速。
由式(2)、式(3)可求出单位面积上受到的摩擦阻力:
1.3 扭矩与功率
由扭矩dMf=rdRf可得
由功率dPf=ω dMf可得
其中,Sw为图3所示的面积S1～S6之和。图3中,r0=380mm,r1=55mm,h=25mm,h1=400mm,h2=270mm。
根据试验环境,μ取25℃海水的动力黏度0.8910-3Pas,ρ取海水的密度1.03103kg/m3,然后代入转子形状、转速等参数,最后利用MATLAB进行数值积分[7],求出转子在不同转速下所需的电机扭矩与功率,如表1所示。
2 转子流体阻力试验
为了试验的准确性,在低速段采用额定功率7.5kW、额定扭矩47.8Nm的变频电机进行试验,在高速段采用额定功率37kW、额定扭矩235.6Nm的变频电机进行试验。水池大小为4000mm4000mm3000mm,圆盘直径为760mm,厚度为25mm,圆盘上表面距水面400mm,水温为25℃。
试验时通过变频器调整电源频率从而调整电机转速,在变频器面板上读出电源频率、转子转速、电机驱动电流、扭矩与功率等数据,得出不同转速下对应的扭矩、功率数据如表2、表3所示。
3 试验结果分析
在转速为50～400r/min时,取表2中数据,转速425～600r/min时,取表3中数据,然后对扭矩、功率试验结果进行分析。
3.1 扭矩与转速的关系
扭矩与转速的关系曲线见图4,其中,计算扭矩曲线为根据边界层理论利用MATLAB数值计算得到的扭矩曲线。应用MATLAB的polyfit函数对试验数据进行拟合分析,当函数次数为2时,Mf=0.0455ω2+0.3988ω-12.8348,拟合曲线与试验数据吻合,说明圆盘转子扭矩主要受一次项与二次项的影响。拟合结果与计算结果相比,二者趋势相同,但理论计算结果偏小。
3.2 功率与转速的关系
功率与转速的关系曲线见图5,其中,计算功率曲线为根据边界层理论利用MATLAB数值计算得到的功率曲线。应用MATLAB的polyfit函数对试验数据进行拟合分析,当函数次数为3时,Pf=0.0571ω3-0.5402ω2+34.5421ω-125.2390,拟合曲线与试验数据相吻合,说明功率Pf与转速的一次方、二次方、三次方均有关。对比计算结果可知,拟合曲线与边界层理论计算结果趋势相同,同样,理论计算结果偏小。
3.3 摩擦阻力系数修正
以上利用边界层理论对转子扭矩、功率的计算中未考虑圆盘转子的粗糙度以及螺栓、沟槽、试样等对转子流体阻力的影响,导致计算结果偏小,我们可以将这些影响简化为一个等价的粗糙度补偿系数ΔCr,将ΔCr加入式(3),得到修正后的摩擦阻力系数:
试验中试样表面与转子表面平齐,试样与转子间的沟槽、192个高度3.5mm的M5六角头螺栓以及转子粗糙度为产生ΔCr的主要因素。当取ΔCr=0.0019时,利用修正后的摩擦阻力系数重新计算转子所需的电机扭矩与功率,计算结果分别如图6、图7所示。图中虚线为利用修正后的摩擦阻力系数计算得到的扭矩、功率曲线。由图6、图7可知,选取适当的粗糙度补偿系数ΔCr可以使计算结果与试验数据比较吻合。实际应用中如何选取ΔCr还需进行更多的试验做进一步分析研究。
4 结论
(1)圆盘转子在紊流中旋转所需的电机扭矩并非仅与转速二次方成正比,还受转速一次方的影响。
(2)圆盘转子克服流体阻力所需的功率除了受转速三次方的影响外,转速一次方、二次方对其也有较大影响。
(3)由边界层理论、Prandtl-Schlichting公式得出计算公式,利用MATLAB数值计算得到扭矩、功率数据,与试验数据相比,趋势相同,但数值偏小,说明圆盘转子受到的附加阻力不能忽略,但计算数据仍可作为选取电机的参考。
(4)考虑圆盘转子粗糙度与附加物的影响,对边界层理论中的摩擦阻力系数通过增加粗糙度补偿系数ΔCr进行修正,选取合适的ΔCr值可以得到与试验数据相吻合的计算结果,对于ΔCr的选取还需进行更多的试验。
摘要：分析了圆盘转子在紊态流体中旋转受到的流体阻力,利用边界层理论计算了转子旋转所需的扭矩与功率,设计了转子试验装置,得到了转子在不同转速下所需的扭矩和功率数据,应用最小二乘曲线拟合方法得到了转子扭矩、功率与转速的关系。分析结果表明:转子扭矩与转速的一次方和二次方有关,功率与转速的一次方、二次方、三次方均有关。尽管应用边界层理论计算时忽略了表面形状等因素的影响,计算结果较试验数据偏小但仍可作为选取电机的参考。另外,通过对摩擦阻力系数进行修正,可以得到与试验数据相符的计算结果。
关键词：转子,流体,阻力,扭矩
参考文献
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