生态平衡的作用实用13篇

生态平衡的作用
生态平衡的作用篇1

一、乡镇生态环境监测的现状

1、乡镇生态环境现状

当前我国农村生态环境存在的问题主要表现在以下几个方面:(一 ) 工矿业污染。在城市化、工业化进程中 , 许多工矿业集中分布于农村周边 ,它们在给农村增加集体经济收入、提供劳动力就业机会的同时 , 也给农村生态环境带来了污染 , 这些污染主要是水体污染、土壤污染、空气污染。(二) 垃圾污染在我国不少农村 , 由于人口数量多、消耗大 , 每天产生大量的生活垃圾 , 但却缺乏及时、统一的收集和处理 , 使得这些垃圾大多都露天堆放, 或占据耕地、或堆在路边、池塘边、河边 , 造成脏、乱、差的局面。(三 ) 大量湖泊被填,大量农业用地被挪作他用。耕地是农业的主要生产资料, 是实现粮食生产的重要条件 , 也是传统 “田园风光 ”美丽画卷的主要构成元素。但是随着乡镇商业化的风气越来越严重,大量的湖泊和农田被挪作他用。

2、乡镇环境监测现状

乡镇环境检测的现状令人堪忧,主要表现在:(一)国家对农村环境检测的费用投入较少,导致农村环境监测工作长期得不到应有的重视。没有相对应的国家行政机关进行监管,没有相配套的监管制度得以实施,这是环境监测工作无法开展的重要原因。(二)在思想观念上没有对乡镇环境监管工作进行重视。这包括两方面,一是政府工作人员没有对环境监管工作进行重视,另外一方面是指乡镇人民自身没有对乡镇环境监测工作进行重视。这种群体性的忽视,就导致了现有的乡镇环境监测工作举步维艰,难以得到大的发展。

二、乡镇环境监测落后的原因分析

1、人口素质偏低意识淡薄

人口素质偏低时乡镇环境监测工作落后的重要原因,乡镇地区人民的生态观念薄弱 , 一方面与受教育程度普遍较低、信息渠道相对闭塞单一有关 , 另一方面也与生态、环保宣传教育工作在农村开展不到位有关。由于意识的淡薄,在缺乏有效机制规约的情况下 , 容易助长其经济行为的短期化 , 形成一种对生态环境重开发轻保护、重经济收益轻环境效益、重眼前利益轻长远利益的思想观念和行为习惯; 另外受传统小农生产、生活方式部分落后观念残留影响 , 缺乏维护公共环境卫生的公众意识。

2、基层制度不完善缺乏监管

当前农村生态环境恶化现象也暴露出生态环境保护技术的应用存在巨大缺口。正因如此 , 在一定程度上导致了政府对环境监管的有心无力、治污率不高、农业生产和生活污染长年累月地恶性循环……机制的不完善导致了这一系列问题的出现。为克服各地区政府在推动生态农村建设工作中“ 雷声大 , 雨点小 ”的问题 , 必须要有一套完善的行政管理体制来保障规划的实施。

3、相关法律制度不健全

我国是依法治国的社会主义法治国家,有法可依是我国各级行政机关开展工作的重要前提。对于乡镇环境检测问题,法律的相关规定并不完善,遗留了很多漏洞与空白。这也就导致了行政工作人员无法可依,部分不法商人利用法律的漏洞养成了为自己谋私利的恶习,同时,在人民的生态环境利益遭到侵害时,也无法运用法律的武器维护自己的合法权益。这不仅浪费了国家的行政资源、司法资源,更重要的是挫伤了人民利用法律保护自己合法权利的积极性。

三,乡镇环境监测的重要作用

1、 对乡镇本身的促进作用

乡镇环境监测对乡镇本身具有重要的促进作用,首先,乡镇环境监测符合国家提出的可持续发展战略。环境保护与经济利益的协调发展,是新农村经济建设现代化、科学化的重要方面。其次,乡镇环境监测有利于保护居民的居住环境,在干净清洁的生活环境里,更利于社会的安定,更能促进人民生活工作的积极性,有利于社会的协调发展。再次,乡镇环境监测有利于乡镇环境的保护与开发,只有优质的生态环境,才能吸引优秀外资的进驻与优秀人才的加盟,从某种程度来说,环境监测是对经济发展的一种无形的、可观的隐形投资。综上我们可以看出,乡镇环境监测对乡镇自身的经济发展起着举足轻重的作用。

2、 对整个生态系统平衡的重要作用

生态系统平衡,是可持续发展战略下,国家对经济发展与生态环境保护取得双赢的科学态度。在经过了以牺牲生态环境为代价而片面追求经济利益这段时期后,生态系统的平衡得到了更多人的关注。但是,由于国家的资金投入与政策倾斜等相关问题,生态系统平衡问题关注的焦点一直停留在城市地区。乡镇生态环境被学者和科学工作者长期忽视,我们应该看到,乡镇生态环境是整个生态环境不可分割的重要方面,如果只注重城市生态环境,忽视乡镇生态环境平衡,那么,这种所谓的平衡是应该被质疑的。只有在乡镇生态环境平衡被真正的重视和实施,我们才能实现真正的整个生态系统的平衡。

结语:乡镇生态环境监测是一个被长期忽视的课题,在我们失去了大量的良田湖泊后这个问题理应被重视。乡镇环境监测不可能凭一己之力来完成,在这个过程中,需要国家在技术和资金上进行投入,在政策上进行倾斜和关注,在立法上进行完善,在司法上严格执行。同时,乡镇人民自身也应该提高自己的文化水平,在思想观念上切实认识到环境检测的重要性,从自己做起。唯有如此,才能在全社会形成对乡镇环境监测的认同,才能使乡镇环境监测落到实处,造福社会与人民。

参考文献:

[ 1 ] 国土资源部: 耕地减少形势严峻 18亿亩红线一定要守住 [OL ] 1中国法院网 , 2008 23

生态平衡的作用篇2

在暖通空间调系统中,水是至关重要的元素。由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比与设计要求管道特性阻力数比值不一致,从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致,引起系统的水力失调,叫做静态水力失调。当用户阀门开度变化引起水流量改变时,其它用户的流量也随之发生改变,偏离设计要求流量,从而导致的水力失调,叫做动态水力失调。水平力失调将严重影响空调系统的运行,因此,必须通过在管道系统中增设静态或者动态水力平衡设备(亦即平衡阀)使系统实现水力平衡,保证空间调的正常运行。

2 平衡阀的分类

平衡阀是在水力工况下,起到动态、静态平衡调节的阀门。对应于静态和动态两种水系统失衡状况,平衡阀可分为两大类:静态平衡阀,动态平衡阀。静态平衡阀亦称平衡阀、手动平衡阀等,它是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到平衡的作用。

动态平衡阀分为动态流量平衡阀,动态压差平衡阀,自力式自身压差控制阀等。随着空调行业的不断发展与完善,平衡阀也出现的新的产品,目前很多项目采用了一种动态压差平衡阀和电动调节阀结合在一起的一体阀,一般称之为动态平衡电动调节阀。动态平衡电动调节阀是目前用于解决空调水系统平衡一个非常好的方法,当系统的压力发生变化时,动态压差平衡阀可以通过改变自身的通流面积使电动调节阀两端的压差保持不变,使调节阀的CV值始终为一,从而保证电动调节阀一直在最理想的工况下运行,真正做到水量的变化只与温度有关而与压力无关,可以保证进入空调箱的水量在任一时刻都是您所需要的水量。丛而使系统的性能更优越,维护更方便。

3 平衡阀的应用

3.1 定流量系统的静态水力平衡

定流量系统是早期的暖通空调工程中常见的水力系统。定流量系统是指系统不含任何调节阀门,系统在初调试完成后阀门开度无须做任何改变,系统各处流量始终保持恒定。定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统,如采用变风量来调节的风机盘管和空调箱等。定流量系统只存在静态水力失调,基本不存在动态水力失调,因此只需在相关部位安装静态水力平衡设备即可。通常在系统机房集水器以及一些主要分支回水管上安装静态水力平衡阀

3.2 变流量系统的全面水力平衡

变流量系统是指系统在运行过程中各分支环路的流量随外界负荷的变化而变化。由于暖通空调工程在一年的大部分时间均处于部分负荷运行工况,变流量系统大部分时间管道流量都低于设计流量,因此这种系统是高效节能的。目前在暖通空调变流量系统中常用的兼具动态平衡与调节功能的动态水力平衡设备主要有动态平衡电动二通阀(风机盘管用)、动态平衡电动调节阀(各类空调箱用)等。

4 几个末端水力平衡方案的比较和分析

4.1 定流量系统水力平衡方案

(1)方案一:定流量系统-手动方案(如图1)

图1 所示末端空调箱采用电动三通调节阀,属于定流量系统,每台末端的流量变化不会影响其他设备的流量,因此不存在相互影响的情况,即不存在动态水力失衡,故此方案仅在各个分支管设立静态平衡阀,实现静态平衡。在系统初调试时,通过调节静态平衡阀,使系统在初调试合格后各台末端设备的流量同时达到设计流量,从而实现静态平衡。但是静态平衡阀的调试需按照一定的程序,对于一个大系统而言初调试是相当困难的,往往由于进行后一个平衡阀的调节时,将会影响到前面已经调节过的平衡阀,产生误差。当这种误差超过工程允许范围时,则需进行再一次的测量和调节。如果由于用途改变等原因造成管路变化的,那么改造之后,必须重新对所有静态平衡阀进行新的调试。

(2)方案二:定流量系统-自动方案(如图2)

由于动态流量平衡阀的限流特性,因此此方案不必同方案一中的静态平衡阀一样逐级安装,只需要在限流处安装一个即可。动态流量平衡阀按流量进行选择,安装完毕后无需调试,将设定值设定为设计值即可使用。如果又后期改造,改造完后无需调试,只要重新设定流量值即可。

图1 定流量―手动方案 图2 定流量―自动方案

4.2 变流量系统水力平衡方案

(1)方案三:变流量系统-动态压差平衡阀方案(图3)

如图3 所示空调箱采用电动两通调节阀(此阀一般为比例积分调节,当然空调系统是复杂多样的,大多数情况下还带有风机盘管,所带电动两通阀仅起开关作用,在本文所列变流量两个方案中,无论对空调箱还是风机盘管都可适用,因此在图示中不一一画出),任一空调箱由于负荷变化引起的流量变化都会影响其他空调末端设备的流量,产生动态失衡,此方案中在电动两通调节阀前安装一个动态压差平衡阀,动态压差平衡阀的作用是通过调节电动两通调节阀进口B至出口A的压差至设定压差,这样不管系统中其它的动态阀门怎样动作,由于动态压差平衡阀的调节作用这两点的压差始终保持恒定,这样就避免了系统中各个末端设备调节的相互干扰,从而实现动态平衡。

在系统运行过程中,通过电动调节阀的调节作用使各个目标区域的温度达到设定温度;当然,也可以将动态压差平衡阀的取压点定在A、C二点,动态压差平衡阀的设定压差随之调整。这时电动调节阀的阀权度变小,从而使调节阀实际的流量特性曲线偏离理想流量特性曲线,调节特性变差。调试时先将电动调节阀全开,然后将动态压差平衡阀的压差调至设定压差即可。

此外由于同样存在着静态水力失衡,故在每个分支管处安装静态平衡阀(注:如果系统采用同程管道时可建议不设静态平衡阀),调试时,电动阀全开,按静态平衡阀调试程序进行调试,直至达到系统静态平衡,至此完成系统全面水力平衡。

(2)方案四:变流量系统-动态平衡电动调节阀(两通阀)方案(如图4)

方案四的基本原理同方案三非常相似,动态平衡电动调节阀是将动态压差平衡阀和电动两通调节阀结合在一起,故又称为一体阀。如图4 所示,由于动态平衡电动调节阀保证了该阀内电动调节阀芯二端A、B点的压差不发生变化,因此系统压力的波动不会影响到此设备,此设备流量仍然维持不变,制冷量不变,故此设备负责的空调区域温、湿度仍保持平衡。

生态平衡的作用篇3

授课时间

6月18日

教学目标

1、依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念,会判断物体受到的力是否为平衡力;2、经理探究二力平衡条件的实验过程,归纳、总结出结论;3、会利用二力平衡的知识解决实际问题。

课前分析及准备

重点:1、平衡状态;2、平衡状态的条件;3、二力平衡条件及推导;4、二力平衡条件应用。难点:1、平衡状态的条件的说明;2、二力平衡条件的推导。

   本节课是力和运动关系的延伸及应用,应该是初中力学的一个核心环节,学好本节课可以加强对前面知识的理解,同时为以后的受力分析奠定基础。

    引导学生分析出“物体受到力还能保持静止或匀速直线运动状态”原因是讲好本节课的关键,二力平衡条件的探究是培养学生能力的关键环节。

教学方法及媒体运用

探究教学及实验教学,实验器材由学生准备

教学预设

教学生成

内容预设

情景预设

效果预设

 

 

 

 

1、讲解中,举例时仅探讨了静止情况,而未谈到匀速直线运动情况,需改正。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2、验证二力平衡条件实验,学生设计基本分两种情况:(1)课本20页图8.2-2,但没有定滑轮;实验时受摩擦力影响大,经分析拿出课本方案更合理,但这样更有利于培养学生设计实验、分析实验的能力;(2)设计成杠杆平衡条件的验证,尽管不合理,但要肯定学生的设计,对实验的设计分析需另案处理,不宜在本节课展开。

 

一、 平衡状态:静止或匀速直线状态

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、 平衡状态的条件:F合=0

 

三、 二力平衡:

(1) 定义:物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线状态。

(2) 二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。

(3) 二力平衡条件的应用

 

 

 

 

 

 

 

作业:1、总结本节课知识;2、动手动脑学物理。

1、提问:牛顿第一定律内容

2、提问:牛顿第一定律所描述的内容在实际当中会不会存在?

3、提问:实际当中有无静止或匀速直线状态?并举例

4、讨论:物体受到了力为什么还处于静止或匀速直线运动状态?

5、引导:物体之所以保持静止或匀速直线运动状态,是因为受到了平衡力作用的缘故。

6、讲解:平衡状态

7、提问:物体怎样才能处于平衡状态?

8、例证:平衡状态条件: F合=0

 

9、介绍:二力平衡

 

 

 

 

10、提问:二力平衡条件?

11、实验:验证二力平衡条件(学生分组实验,按自己设计验证二力平衡条件)

 

 

12、提问:二力平衡条件有什么应用?

13、延伸:受力分析基本步骤:(1)确定研究对象;(2)进行受力分析;(3)确定物体运动状态;(4)列方程求解

 

1、复习旧知识,引出新知识。

2、培养学生推理能力。

 

 

 

 

 

 

 

 

3、使学生理解平衡状态及其原因。

 

 

 

 

4、使学生初步理解平衡状态的条件。

 

 

 

5、在平衡状态的基础上理解二力平衡,使问题得到简化,再提出二力平衡条件,水到渠成。

6、使学生理解二力平衡的条件。

7、培养学生设计实验、进行实验和分析实验的能力。

 

 

 

7、培养学生应用知识的能力。

8、拓展学生视野,为后面的学习奠定基础。

板书设计

二力平衡

一、平衡状态:静止或匀速直线状态

二、平衡状态的条件:F合=0

三、二力平衡:

(1)定义:物体在两个力的作用下保持静止或匀速直线状态。

(2)二力平衡条件:作用在同一物体上的两个力大小相等、方向相反,并且作用在同一直线上。

生态平衡的作用篇4

随着社会的不断进步,经济的不断发展,传统的工业模式已无法在当代社会立足,以消耗大量产能,破坏环境为代价的工业生产已被淘汰。现代社会需要的经济是与生态环境密切联系、二者双赢的经济模式,因此,生态平衡对经济发展至关重要。在生态平衡的基础上,能保持经济状态的平衡就是生态经济平衡。生态经济平衡中生态系统内部及其与外部的交流或者说物质与能量的转换中与社会发展的经济必然有一定的联系,人类社会要学会维护经济平衡的同时保证生态的平衡。从本质上来看,人既是自然界的一员又是社会的一员,作为自然人必然要参与到自然生态系统的活动,作为社会的人也必然会以自己的能量以经济活动或社会活动影响整个生态系统。因此,生态经济平衡既要满足自然界的需要,也要满足人的需要,在两者中找到契合点。

一、生态经济平衡的相对性

现代社会总以一定的经济发展与社会发展为基本目的,它在要求经济发展平衡的同时,一定要考虑到生态的平衡。这两者相结合形成的平衡状态是一种有条件的平衡,这种条件是两者相互制约的条件,也是互为满足的条件;这种平衡也是在生物系统中不断运动状态下的平衡,从整体来看其基本态势是从不平衡逐渐走向平衡的过程。生态系统中经常面临生物的某种灾难,濒临灭绝的动植物太多不利于生态的平衡,因此需要对它们进行适当的保护,目前世界许多国家都建立了生态自然保护区。在人类历史古老的历史上,动物曾对人类的生命构成极大的威胁,为了保护自己更好生活,人类同许多动物进行了长期的斗争,最终人类成为了世界的主体,主体地位的确定后,人类要发展自己,实现更美好的生活,又需要对一些动物进行保护,以实现生态的平衡,进而实现生态经济的平衡。经济平衡受到生态平衡的制约,因此,生态经济平衡在通常的情况下,只能处于相对性,是一种动态性的平衡。

二、生态平衡与经济平衡的关系

生态平衡与经济平衡存在着复杂的关系,两者密不可分,又相互制约,共同成为社会发展的因素。首先两者是有机统一的整体。现代社会的发展,人们更多追求经济的发展,但是现代社会的经济离不开生态环境,同时,生态环境要保护其稳定的平衡状态也需要经济因素的支持,如一个自然保护区的设立与维护,没有经济要素的支持,这个保护区也不会起到对动植物的保护作用。因此,生态平衡与经济平衡两者是有机的统一体。其次,生态平衡具有基础性作用。在这个平衡系统内,生态平衡是第一个层面的内容,经济平衡是第二个层面的内容。因为经济形态是人类社会的主观行为,生态形为是大自然的客观行为。人类社会是以客观现实为基础的,以大自然的生态为依存条件,因此,生态平衡是先于经济平衡而存在,是经济平衡的自然性基础,经济平衡则是在生态平衡基础上发展而来。如果没有生态系统的相对稳定状态,相对平衡的发展状态,经济平衡就成了无源之水,无本之木,很能长久的维持下去。这已经被社会现实中的情况所证明。第三,经济平衡居于主导地位社会的发展是以人的目的性为基准的,在生态经济平衡中,人类社会追求的目标是经济的平衡,它因此在平衡关系中居于主导地位。人类社会的生活需要得到其相应的高度,不断追求经济的卓越发展。在社会发展的历程中,人类一开始并没有注意平衡关系,只重视自身的利益与自身的价值实现,最终受到大自然的惩罚,感受到生态系统失衡的危害性。但是这并不能否定人类社会的主体地位,不能否定经济平衡的主导地位。人类认识了自然规律之后,会以其主动性的条件按其身的目的性去构建新的经济平衡,构建新的生态平衡。

三、生态经济不平衡的后果

生态经济不平衡通常都会由生态平衡失调造成。现实社会中更重要的更为常见的是生态破坏。生态破坏一般由结构和功能变化引起,有时也会由环境污染造成。生态平衡失调不利于经济的可持续发展,在经济效益方面造成农牧产品产量下降,质量得不到应有的保证,也会给未来社会造成巨大的社会负担,形成对资源环境的长期破坏。目前来看,影响生态经济不平衡的生态破坏主要是各种环境污染造成的破坏,总结起来大致有以下几种:一是重金属造成的污染。重金属污染主要是由于工业的发展,矿山的开采等把污染物排放到周边地区,造成土地中重金属含量增加,对人体造成危害。正常情况下,一般的污染物大自然会具有自身净化能力,但重金属如铅、汞等形成了富集效应,很难对其净化。二是大气污染。目前,由于各种各样的原因,加上在北方冬季使用能源集中,形成了大气污染,造成了雾霾天气,直接影响到人与动物的健康。三是化肥农药等的污染。农民为了追求作物的高产,过量的使用化肥农药,形成了对农产品及土地的污染。这就容易形成对生物链各个环节的不同程度的破坏。总之,由于对生态系统的破坏,最后都会直接或间接地形成对经济发展的破坏,不利于经济的平衡。只有充分认识到生态环境对经济发展的影响,才会引起人们的足够的注意力,产生极大反应,最后共同抵制对环境的破坏,维护生态与经济的平衡发展。

参考文献:

[1]陈文科.中国县域经济转轨中的矛盾与成因分析[J].广东社会科学,2003,2.

[2]徐志勇.县域经济结构调整与金融支持问题[J].理论月刊,2003,3.

[3]门恩虎.论县域经济走新型工业化道路的思路[J].经济纵横,2003,7.

[4]吴季松.新循环经济学[M].北京:清华大学出版社,2005.

生态平衡的作用篇5

1.1当代高层建筑林立,楼层功能不一。建筑物暖通空调水系统中,水力失调问题突出。水力失调导致系统流量分配不均匀,实际流量与设计流量出入较大,造成建筑内某些区域过冷,某些区域过热。系统流量分配的不均匀,引起能量浪费。

1.2所有空调采暖、供冷系统应达到两个主要目的:1、提供要求的舒适度。2、以最少的能耗达到第一点目的。为缓解水力失调情况,必然采用相应的调节阀门对系统流量分配进行调节。虽然通用的阀门(如:蝶阀、闸阀)对流量具有一定的调节作用,但此类阀门调节性能不理想,且系统调节后对流量无法测量。加上蝶阀、闸阀在管网中长时间受水力冲刷,阀板会慢慢变薄,不能很好地起到关断、调节功能。因此采用通用阀门的调节只能说是不准确与不稳定,这常常给工程系统调试工作与投入作用的运行管理带来了极大不便。因此很有必要在暖通空调水系统的关键部分(如分集水器、立管出楼层第一个阀门位置)选用水力平衡阀对系统的流量进行调节。

2空调水系统水力平衡及平衡阀

2.1水力失调分类:

水力失调分为:静态失调和动态失调。其中静态失调是由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比值与设计要求管道特性阻力数比值不一致,从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致,引起的水力失调,静态水力失调是稳态的、根本性的,是系统本身所固有的,是暖通空调水系统中水力失调的重要因素。可增设静态平衡阀来解决。

动态失调为当支路阀门开度变化引起水流量改变时,其他区域的流量也随之发生改变偏离设计要求流量,从而导致的水力失调,叫做动态水力失调。动态水力失调不是系统本身所固有的是动态的、变化的,是在系统运行中产生的。只能用动态平衡阀来解决。

2.2平衡阀的工作原理:

平衡阀是在水力工况下,起到动态、静态平衡调节的阀门。如:静态平衡阀,动态平衡阀。

(1)静态平衡阀是通过改变阀芯与阀座的间隙(开度),来改变流经阀门的流动阻力以达到调节流量的目的,其作用对象是系统的阻力,能够将新的水量按照设计计算的比例平衡分配,各支路同时按比例增减,仍然满足当前气候需要下的部份负荷的流量需求,起到热平衡的作用。

(2)动态平衡阀分为动态流量平衡阀,自力式自身压差控制阀等。

动态流量平衡是跟据系统工况(压差)变动而自动变化阻力系数,在一定的压差范围内,可以有效地控制通过的流量保持一个常值,即当阀门前后的压差增大时,通过阀门的自动关小的动作能够保持流量不增大,反之,当压差减小时,阀门自动开大,流量仍照保持恒定,但是,当压差小于或大于阀门的正常工作范围时,它毕竟不能提供额外的压头,此时阀门打到全开或全关位置流量仍然比设定流量低或高不能控制。

(3)动态压差平衡阀是用压差作用来调节阀门的开度,利用阀芯的压降变化来弥补管路阻力的变化,从而使在工况变化时能保持压差基本不变,它的原理是在一定的流量范围内,可以有效地控制被控系统的压差恒定,即当系统的压差增大时,通过阀门的自动关小动作,它能保证被控系统压差增大反之,当压差减小时,阀门自动开大,压差仍保持恒定。自力式压差控制阀,在控制范围内自动阀塞为关闭状态,阀门两端压差超过预设定值,阀塞自动打开并在感压膜作用下自动调节开度,保持阀门两端压差相对恒定。

3平衡阀的合理应用

3.1 静态平衡阀的应用

变流量系统中静态平衡阀用于系统初步调节。静态平衡阀保证的不是系统中单个管道的流量值,它要维持的是在系统初调试时,通过静态平衡阀的调节作用,使系统中各个管路的流量比值与设计流量的比值一致,这样当系统的总流量等于设计总流量时,各个末端设备及管道的流量也同时达到设计流量即所需的最大流量,系统实现静态水力平衡。静态平衡阀应当分级设置,表1为静态平衡阀在空调系统中的安装位置。

表1 静态平衡阀在空调系统中的安装位置

平衡阀类型 在空调水系统中使用部分

静态平衡阀 1、每层空调水水平回水支管

2、回水总管

3、集水器回水主管

4、制冷主机冷冻、冷却回水管

3.2 动态流量平衡阀的应用

动态流量平衡阀用于系统中需定流量的管路。在系统中某一需流量恒定的设备的分支管路配置了适当的动态流量平衡阀后,该设备即能运行在设计流量状态。如果并联的外网由于变动而造成压力的变化P在一定范围内(该阀门有效范围),则不会造成流经该设备流量的变化。由此可见,动态流量平衡阀适合安装在冷冻机房冷热源设备处,一方面可以保证机组在额定状态运行,将流量恒定在设计值,从而保护机组,另一方面提高机组的运行效率,使系统运行的水温正常。表2为动态流量平衡阀在空调系统中的安装位置。

表2 动态流量平衡阀在空调系统中的安装位置

平衡阀类型 在空调水系统中使用部分

动态流量平衡阀 1、制冷主机冷冻供水管路

2、制冷主机冷却回水管路

3、锅炉出口管路

当压力处于设定范围内,流量随压力的变化并不发生变化,当压力在设定范围之外,流量随着压力的增大而增大。

3.3 动态压差控制阀的应用

动态压差控制阀的作用一是被控环路出现外扰(网路的压力波动)和内扰(内部管路阻力的改变)时,使被控环路的压差保持恒定;二是各环路间的调节互不干扰,即一个环路的调节对其它环路的流量不产生影响。大中型空调系统分区分环路设计时,一方面由于工程设计时循环水泵是按最不利环路的阻力来选型的,对近端支路来说,往往扬程偏高,末端支路的调节阀就要承担更大的压差;另一方面各环路之间、各层支路之间压差值可能相差很大,为避免水力平衡失调,在立管或支管上安装压差控制阀可以将立管或支管的压差稳定在合适的范围内,各回路的调节互不干扰,可独立进行平衡。表3为动态压差控制阀在空调系统中的安装位置。

表3 动态压差控制阀在空调系统中的安装位置

平衡阀类型 在空调水系统中使用部分

动态压差平衡阀 1、空调水系统主分支立管回水

2、楼层水平回水支管

4结语

(1)、平衡阀的使用要基于其本身阀门的特性才能正确发挥对管网系统水力平衡作用。

(2)、在空调水系统管网中合理地安装平衡阀以及正确地进行联动调试,可以极大地改善系统的水力特性,很大程度上缓解了水力失调情况。

(3)、使用平衡阀的空调水系统,为系统正常运行提供了保证,同时也最大情况节省了能源,满足系统整体舒适性要求,使系统经济高效地运行。

参考文献:

生态平衡的作用篇6

党的十七大明确指出要建设社会主义生态文明,要求我们“共同呵护人类赖以生存的地球家园,使人民在良好的生态环境中生产生活,实现经济社会永续发展。”我们认为,经济社会发展的目的是为了保障和改善民生,而保障改善民生与良好生态环境相互依存,密不可分。笔者从多年从事环保工作经历中体会到,保持生态平衡对经济社会发展具有重要意义。

一、生态平衡是经济社会发展的物质基础

生态平衡是一个整体,各生态部分之间是有机联系的,它为经济社会发展提供了物质基础。

(一)生态平衡保持经济社会发展物质需求的平稳输出

生态平衡是指在一定时间内生态系统中的生物和环境之间,生物各个种群之间,通过能量流动、物质循环和信息传递,使它们相互之间达到高度适应、协调和统一状态。一般情况下,经济社会发展的物质需求,能使生态内部各部分之间,无论是生产者、消费者、分解者,还是非生物环境之间,能够在一定时间内保持生态能量与经济社会发展的物质输入、输出的动态能够保持相对稳定状态,有了这种生态平衡经济社会发展就能正常运行,否则后果严重。

(二)生态平衡保持了经济社会发展的可持续性

人类的繁衍生息和社会的发展离不开生态平衡。同样,经济社会的可持续发展也离不开生态平衡。

一是生态平衡为人类生存提供可持续生存的自然资源。人类上万年的可持续发展,正是依赖于生态平衡为人类不断输出必要的生产、生活用品与物质需求;如果人类一开始就破坏了生态平衡,我们也不会有今天的经济社会发展,因为人类可能已经消亡了。

二是生态系统的自我调节能力保持了生态平衡,保证了人类社会和经济社会的可持续发展。通常情况下,生态平衡最明显表现就是生态系统中各物种数量和种群规模处于相对稳定状态,这种相对稳定状态使生态平衡过程中具有自我调节和维持平衡状态的能力。

三是保持好生态平衡,就是保证经济社会可持续发展。生态系统的自我调节能力是有限的。在经济社会发展中,过度地向生态系统索取,就会人为地破坏生态平衡,而这种破坏造成的影响是长期的,再让生态系统重新回到和原来相当的生态平衡状态,往往需要相当长的时间才能完成,甚至有的会造成不可逆转。正因为如此,我国把保持生态平衡作为一项基本国策实施,以保证经济社会发展的可持续性。

二、生态平衡是经济社会发展的环境基础

生态平衡不仅是经济社会发展的物质基础,也是经济社会发展的环境基础。

(一)生态平衡为经济社会发展提供环境基础

大自然是人类的栖息地,生态平衡自然成为经济社会发展的环境基础。人类在生产劳动中,利用生态平衡的资源生产各种商品与劳务,从而满足人类社会自身的物质和文化生活的种种需求。可以说,生态平衡为经济社会发展提供了发展环境。如果人类为经济社会发展执意破坏生态平衡所造成的后患不仅仅是经济社会不能发展,甚至招致毁灭性损失。

(二)生态平衡在经济社会发展中提升人类幸福指数

生态平衡创造了空气新鲜、水源清洁、土地肥沃的人类生存环境,使得人类在地球繁衍生息数万年。现在,经济社会发展了,人们更加向往日丽风清、山川秀美的生态平衡环境。在这里休闲、娱乐,享受大自然的恩赐,怡然自得,身心愉悦,精神生活丰富,提升幸福指数。这是生态平衡为经济社会发展提供的高层次境界和美好环境,实现了我们的经济社会又好又快的发展。

三、生态平衡与经济社会发展是辨证统一关系

生态平衡与经济社会发展是辨证统一的关系,它们之间可以互相协调、互相促进。

(一)生态平衡对经济社会发展具有重要的促进作用

国务院在2000年12月21日印发了国家环保总局会同有关部门制定的《全国生态环境保护纲要》,要求各地区、各部门结合本地区、本部门实际认真贯彻执行。要求制定生态环境保护规划,采取积极措施,加大力度保护生态平衡。这是因为保护生态环境,维持生态平衡具有促进经济社会发展的作用,尤其要防止土地资源被破坏。比如,现在全国各地发展的生态农业、观光农业等都是保持生态平衡促进经济社会发展的有效措施。

(二)经济社会发展进一步保护生态平衡

随着经济社会发展,人们对幸福指数提出了更高的要求,也有能力实现“天更蓝、树更绿、水更清、空气更新鲜”。每年3月12日的植树节,全国投巨资植树造林,目的在于改善生态环境,保护生态平衡,形成造福于人类的绿色力量。我国还颁布多部相关环境保护法,如1984年颁布的《水污染防治法》、1987年颁布的《大气污染防治法》,还有土地荒漠化防治法等法律法规。这些都是在经济社会发展中保护生态平衡的举措,从而实现生态平衡与经济社会发展相互作用,相互促进,达到辨证统一。

生态平衡的作用篇7

一、水力失调和水力平衡的概念:

在热水供热系统以及空调冷冻水系统中各热(冷)用户的实际流量与设计要求流量之间的不一致性称为该用户的水力失调。

水力失调的程度可以用实际流量与设计要求流量的比值X来衡量,X称水力失调度。

X = QS/QJ(QS:用户的实际流量,QJ:用户的设计要求流量)

水力平衡是指网路中各个热用户在其它热用户流量改变时保持本身流量不变的能力,通常用热用户的水力稳定性系数r来表示。

r=1/ XMAX = QJ/ QMAX

(QJ:用户的设计要求流量,QMAX:用户出现的最大流量)

二、水力失调和水力平衡的分类:

1、静态水力失调和静态水力平衡:

由于设计、施工、设备材料等原因导致的系统管道特性阻力数比与设计要求管道特性阻力数比值不一致,从而使系统各用户的实际流量与设计要求流量不一致,引起系统的水力失调,叫做静态水力失调。

静态水力失调是稳态的、根本性的,是系统本身所固有的,是当前我国暖通空调水系统中水力失调的重要因素。

通过在管道系统中增设静态水力平衡设备(水力平衡阀)对系统管道特性阻力数比值进行调节,使其与设计要求管道特性阻力数比值一致,此时当系统总流量达到设计流量时,各末端设备流量均同时达到设计流量,系统实现静态水力平衡。

2、动态水力失调和动态水力平衡:

当用户阀门开度变化引起水流量改变时,其它用户的流量也随之发生改变,偏离设计要求流量,从而导致的水力失调,叫做动态水力失调。

动态水力失调是动态的、变化的,它不是系统本身所固有的,是在系统运行过程中产生的。

通过在管道系统中增设动态水力平衡设备(流量调节器或压差调节器),当其它用户阀门开度发生变化时,通过动态水力平衡设备的屏蔽作用,使自身的流量并不随之发生变化,末端设备流量不互相干扰,此时系统实现动态水力平衡。

三、定流量系统水力平衡分析:

定流量水力平衡系统是暖通空调设计中常见的水力系统,在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。常用的主要有以下三种形式:

1、完全定流量系统:

完全定流量系统是指系统中不含任何动态阀门,系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动,系统各处流量始终保持恒定。完全定流量系统主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统,如末端风机盘管采用三速开关调节风速和采用变风量空气处理机组的空调系统以及系统要求较低、只需气候补偿器调节供暖水温即可满足基本需要的供暖系统等。

完全定流量系统只存在静态水力失调,不存在动态水力失调,因此只需在相关部位安装静态水力平衡设备即可。通常在系统机房集水器上安装水力平衡阀(如图1所示);对于空调水系统,可以在建筑物各层水平回水管上安装水力平衡阀。

对于某些系统,虽然也不包含任何动态阀门,但由于无法通过其它非流量手段进行调节,因此在实际运行中用户会因为房间过冷或过热而改变阀门开度从而改变流量,因此可以认为这种系统介于定流量和变流量之间。

2、单管串联(带旁通管)供暖系统:

单管串联供暖系统包括垂直双管水平单管串联系统以及垂直单管系统等。这种系统主管的流量基本不变,因此是定流量系统。以前者为例,来说明实现系统水力平衡的方式。

这种系统主要存在静态水力失调,在水平分支管上由于三通或二通温控阀的调节作用而存在一定的动态水力失调。因此只需在相关部位增设相关的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体如下:

⑴、在系统机房集水器上安装水力平衡阀;

⑵、在立管回水管上设水力平衡阀(如图2所示);

⑶、在水平分支管上安装流量调节器保证各分支环路流量恒定(既可在本分支环路内部管道特性变化时保持流量恒定,也可在其它环路流量变化时避免受其干扰)。

3、末端设备带三通调节阀的空调系统:

如图3所示,该系统与系统2类似。系统各分支环路的流量基本不变,是定流量系统。这种系统主要存在静态水力失调,在末端管路上也存在一定的动态水力失调。因此只需在相应部位增加相应的水力平衡设备即可使系统保持水力平衡。具体措施同系统2,只需将措施⑶的流量调节器安装在末端设备(风机盘管或空气处理机组)水管道即可。

四、变流量水力平衡分析:

由于人们对系统品质的要求以及节能意识的不断提高,变流量水力系统在暖通空调工程中占据越来越重要的位置。变流量系统在运行过程中各分支环路的流量是随着外界环境负荷的变化而变化的。由于暖通空调工程在一年运行的大部分时间均处于部分负荷运行工况,因此变流量系统大部分时间系统流量都是低于设计流量的。因此这种系统是实时、灵敏、高效、节能的。

变流量系统一般既存在静态水力失调,也存在动态水力失调,因此必须采取相应的水力平衡措施来实现系统的水力平衡。

1、静态水力平衡的实现:

通过在相应的部位安装静态水力平衡设备,使系统达到静态水力平衡。

实现静态水力平衡的判断依据是:当系统所有动态水力平衡设备均设定到设计参数位置(设计流量或压差),所有末端设备的温度控制阀门(温控阀、电动二通阀和电动调节阀等)均处于全开位置时(这时系统是完全定流量系统,各处流量均不变),系统所有末端设备的流量均达到设计流量。

从上可以看出,实现静态水力平衡的目的是保证末端设备同时达到设计流量,即设备所需的最大流量。避免了一般水力失调系统一部分设备还没有达到设计流量,而另一部分已远高于设计流量的问题。因此它解决的是静态平衡和系统能力问题,即保证系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备。

变流量系统静态水力平衡设备的选择可参照定流量系统的描述来进行,在这里就不再赘述。

但是,末端设备在大部分时间是不需要这么大的流量的。因此,系统不但要实现静态水力平衡,还要实现动态水力平衡。

2、动态水力平衡的实现:

通过在相应部位安装动态水力平衡设备,使系统达到动态水力平衡。它包含二方面内容:

①、当系统其它环路发生变化时,自身环路关键点压差并不随之发生变化,当自身的动态阀门(如温控阀、电动调节阀)开度不变时,流量保持不变;如图4所示,当C、D点压差变化时,通过动态水力平衡设备(压差调节器PV)的调节作用,使A、B二点压差并不发生变化,如果各支路电动二通阀VM1、VM2……开度保持不变,则流经风机盘管FP1、FP2的流量保持不变;

②、当外界环境负荷变化导致系统自身环路变化时,通过动态水力平衡设备的作用,使关键点压差并不发生变化,此时自身其它并联支路的流量也不发生变化。如图4,当风机盘管FP1所在房间负荷变化导致电动二通阀FM1由开启到关闭,由于压差调节器PV1的作用,A、B二点的压差并不随之发生变化,这样,风机盘管FP2的流量保持不变。

由上可知,变流量系统动态水力平衡一般是通过动态水力平衡设备将双管并联系统关键点压差恒定在设计压差来实现的。因此变流量动态水力平衡系统也可叫做变流量定压差系统。压差调节是变流量系统的主要调节方式。实际上,动态水力平衡的另一关键设备流量调节器也是通过阀体内部关键点恒定压差(关键点间的节流装置开度不变)来保持流量不变的(固定阀胆式除外)。

下面就变流量系统几种典型动态水力平衡方式进行分析:

⑴、暖通空调机房三种主要变流量动态水力平衡方式:

①、自力式压差调节器方式:

如图5所示,在分集水器旁通管上设压差调节器PV调节分集水器压差,当某一分支环路如V1-J1流量变化时,由于压差调节器的调节作用,使分集水器压差P保持不变。这样,其余分支环路V2-J2、V3-J3的流量并不随之发生变化,从而使系统实现动态水力平衡。

②、电动调节阀方式:

电动调节阀方式可以分为电动二通阀和电动三通合(分)流调节阀方式三种,以电动二通阀方式为例:

如图6所示,从分集水器上采集压力信号P1、P2输入压差变送器,压差变送器输出4-20mA标准电流信号到调节计(或DDC),通过与调节计上设定压差相比较,输出4-20mA控制信号到电动调节阀控制其动作,通过调节电动调节阀改变旁通水量从而保证分集水器压差P恒定到设计压差,这时分集水器上任一分支回路流量变化时对其它回路不产生影响,系统实现动态水力平衡。

③、调频水泵方式:

如图7所示,从分集水器上采集压力信号P1、P2输入到压差变送器,压差变送器输出4-20mA标准电流信号到调节计(或DDC),与调节计设定压差比较后输出4-20mA控制信号到调频器,通过调频器输出已调频的电压信号到水泵,控制水泵转速改变水流量,从而保证分集水器压差与设定压差保持一致,使系统达到动态水力平衡。

⑵、供热系统典型的变流量水力平衡方式:

如图8所示为垂直双管、水平双管并联分户设环供热系统。在垂直立管回水管上设压差调节器PV1,当其它立管的管道特性发生变化时,由于压差调节器PV1的调节作用,垂直立管供回水关键点A、B的压差保持不变;在水平管回水管上设压差调节器PV2,当其它不同楼层水平管管道特性发生变化时,由于压差调节器的调节作用,水平支管供回水关键点C、D的压差保持不变。这时当该环路某一散热器所在房间负荷变化引起温控阀WA开度变化时,由于压差调节器的调节作用,关键点C、D的压差不变,这样该环路其余散热器的流量并不会随之变化。

通过对变流量供热系统关键点压差的层层整定,使系统中每个散热器的流量只会因为自身负荷变化而通过温控阀的调节来改变,并不会因为系统中其它散热器流量变化而发生变化。这样,系统真正地实现了动态水力平衡。

垂直双管、带分集水器的散热器及地暖分户设环系统也是变流量系统,其水力平衡特性同以上是一致的。

对于单、双管组合系统,分支管为单管串联的按定流量系统进行分析,分支管为双管并联及主管、机房部分按变流量系统进行分析。

⑶、空调系统典型的变流量水力平衡方式:

①、带电动二通阀的风机盘管变流量水力平衡方式:

该系统的水力平衡分析参看四.2(动态水力平衡的实现)部分。

值得注意的是,目前市场上有一种自动平衡电动调节阀,其功能和上述方式是一致的,均能保证每个风机盘管达到动态水力平衡。它将上述功能和电动二通阀集成到一个阀内,安装在每个风机盘管支路上,其缺点是价格较高。

②、带电动调节阀的空气处理机组(或柜式换热机组)变流量水力平衡方式:

如图9所示为带电动二通阀的空气处理机组。在回水管上安装压差调节器,当系统其它分支管路的管道特性发生变化时,通过压差调节器的调节作用,使A、B二点的压差保持不变。这时如果电动二通阀VM的开度不变,则空气处理机的水流量保持不变,系统实现动态水力平衡。

③、带动态平衡电动调节阀的空气处理机组(柜式换热机组)变流量水力平衡方式:

动态平衡电动调节阀是一种新颖高效、调节性能极佳的电动调节阀,它实质上是压差调节器与电动调节阀的集成。如右图所示,当系统其它管路的特性发生变化时,由于动态平衡电动

调节阀内置压差调节器的作用,使A、B二点的压差保持不变。如果电动调节阀VM开度不变,则通过空气处理机组的水流量保持不变。当空气处理机组回风温度T发生变化时,输入到调节计的测量回风温度与设定回风温度相比较,输出一个4-20mA的控制信号去控制电动调节阀的开度,以调节水流量,保证回风温度与设定温度一致。在电动调节阀动作时,由于压差调节器的作用,电动调节阀二端压差(A、B二点)保持不变,因此这种调节是灵敏高效的,且调节阀流量特性曲线与理想的流量特性曲线一致,没有变形。这种电动调节阀比普通的电动调节阀具有更好的调节特性。

五、结束语:

定流量系统与变流量系统是多种多样的,在这里只简单地分析几种典型的形式。需要注意的是,在实际的工程设计中,应根据工程投资和系统的精度要求合理地选用水力平衡设备,既要满足工程设计和技术规范要求,同时又应采用合理的方案,为甲方节约资金。

参考文献:

生态平衡的作用篇8

2.会应用用二力平衡条件去分析解决、解决简单的问题。

能力目标:

1.培养学生的观察能力。

认真观察什么是力的平衡及物体受到两个力作用时的平衡;观察物体受两力平衡时力的特点。

2.培养学生的分析归纳能力。

通过观察实验引导学生分析归纳物体平衡所需满足的条件。

3.注意发展学生的逻辑思维能力。

运用二力平衡条件解释物理现象时,往往同时要用到相互作用力的知识,在表达过程中要注意发展学生的逻辑思维能力。

情感目标:

二力平衡条件是从实验中总结出来的,在教学过程中应注意培养学生树立用实验方法解决物理问题的思想,对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风。

教学建议

教材分析

教材首先从生活中的静止和匀速运动现象提出了牛顿第一定律所没有解决的问题:物体受外力作用时,也能保持静止或匀速直线运动状态.从而建立了平衡状态、平衡力的概念;并进一步指出最简单的受外力平衡的情况是二力平衡,随后通过实验分析总结出二力平衡的条件.得出二力平衡条件以后,利用同一直线上二力合成的知识得出物体受到的这两个力的合力为零.使学生的认识从理论上提高一步,同时初步建立平衡力的合力为零的印象.再联系具体事例,让学生应用二力平衡条件进行分析,培养学生应用知识解决实际问题的能力.最后教材通过“想想议议”使学生进一步完善“运动和力的关系”的知识体系.

二力平衡的条件是初中物理教学的重点,本节的重点是研究总结物体平衡的规律,规律教学应首先通过观察提出问题,然后通过实验研究问题,再对实验结果概括、总结得出规律.因此做好实验是本节课的重点和关键.

教法建议

1.本节是对牛顿第一定律的进一步深化理解,充分展示其在物理学中的重要作用.所以要从牛顿第一定律中“不受外力”的特殊现象出发,针对已经建立的规律提出质疑,激发学生探索自然规律的兴趣,培养学生勤思勤问的良好品质.

2.平衡条件的得出是本节的重点知识,不能只强调结论,而要加强过程教学.做好二力平衡条件的实验是使学生掌握知识的关键.为了更容易从实验得出平衡条件的二力共线的结论,可采用如图9-3-1所示的实验装置.取一块薄木板在边缘开几个小孔,用细线系住任意两个孔,细线的两端跨过桌边的滑轮悬挂钩码.

3.平衡条件的应用是对教学的检验,要训练学生的口头表达能力.

4.最后的小结应由学生对牛顿第一定律进一步加以补充,使其更完整.

教学设计示例

教学重点:学生认知结构中建立二力平衡条件的过程;应用二力平衡条件解释实际问题。

教学难点:二力平衡条件的应用

教具:滑轮、钩码、细绳、木板

教学过程:

一、引入

方法1:复习提问引入

牛顿一定律的内容是什么?

是不是只有不受力的物体才能保持静止、才能做匀速直线运动?请同学们举例说明。

引导:物体受外力作用时,也可能会保持静止状态或做匀速直线运动。引出平衡态的概念,进行新课教学。

方法2:现象引入

课堂演示:静止在桌面上的物体、匀速行驶的电动汽车

或录像片段:在平直轨道上匀速行驶的火车、匀速步行的学生、静止在地面上的汽车

提出问题:上述物体保持静止状态和做匀速直线运动是否受到外力?请你再举出几个静止和做匀速直线的物体,分析它们受到的力。

引出平衡态的概念,进行新课教学。

二、新课教学

1.平衡状态

由上面学生举出的例子定义平衡状态。指出这时作用该物体上的几个力改变物体运动状态的效果互相平衡,或者说几个力互相平衡。物体受力平衡时最简单的情况是受两个力作用。

过渡:物体受力作用时满足什么条件才能保持平衡?

2.二力平衡条件

方法1:通过演示实验得出二力平衡的条件。

介绍实验装置如图9-3-1所示,用细线系住木板上的任意两个孔,细线的两端跨过桌边的滑轮各悬挂一个相同质量的钩码。

引导学生观察与思考下面问题。

木板是否静止?木板静止时受到的两个拉力的大小有什么关系?方向有什么关系?

把木板扭转一下,使两个力的作用线不在同一直线上,木板还能静止吗?重新平衡后,两个力的方向有什么特点?

在细线的两端悬挂质量不相同的钩码,木板还能静止吗?

任选其它两个孔重复上述实验。

引导学生根据观察结果自己得出结论。可在教师引导下由多名同学互相补充使其完善。

方法2:学生探究性学习(学生分组实验,研究二力平衡的条件)。

教师介绍实验装置同上。

教师明确实验目的:观察分析总结满足什么条件木板静止?

学生探究性实验

学生讨论、进行归纳总结。

教师引导:根据力的合成的知识,彼此平衡的两个力的合力是多少?

3.二力平衡条件的应用

方法1:通过练习使学生掌握二力平衡条件的应用

请学生画出图9-3-2中物体受力的示意图,并分析物体是否受到平衡力,哪一对力是二力平衡。

1)静止悬挂的电灯。

2)静止在桌面上的茶杯。

3)匀速运动的拖车。

方法2:对基础较好的学生,可由学生自己举例自己分析受力情况。

应用二力平衡的条件解决问题,首先要判断被研究的物体是不是处于静止或匀速直线运动状态,只有物体处于静止状态或匀速直线运动状态才可以应用这个条件。对于能够应用二力平衡条件的物体,要分析它受到几个力的作用,方向如何。如水平面上拖车做匀速直线运动时,竖直方向的二力平衡,水平方向的二力也平衡。在学生分析中要注意纠正学生认识上的简单化和片面性。

一、巩固练习

1.放在水平桌面上的书所受力中,属于平衡力的是[]

A.书对桌面的压力与书所受的重力;

B.书对桌面的压力与桌面对书的支持力;

C.书所受的重力与桌面对书的支持力;

D.书对桌面的压力加上书的重力与桌面对书的支持力.

2.起重机的钢丝绳吊着重物,比较在重物静止时,重物匀速上升时,重物匀速下降时钢丝绳对重物的拉力大小,则()

A.重物匀速上升时,拉力最大

B.重物静止时,拉力最大

C.重物匀速下降时,拉力最大

D.上述三种情况,拉力一样大

二、总结、扩展

让学生讨论课本“想想议议”中的问题,总结力和运动的关系,使学生进一步理解保持静止或匀速直线运动的条件。

对于基础比较好的同学,在总结运动和力的关系之后,可让学生分析一对平衡力与相互作用力的区别。

三、布置作业

阅读课文,完成书后练习。

板书设计

探究活动

【课题】实验分析二力平衡的条件

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】

提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作。

【参考方案】教师提供实验工具,实验分析二力平衡的条件,并思考其应用。

生态平衡的作用篇9

一、化学平衡状态的建立和判断

化学平衡的研究对象主要是可逆反应,当外界条件一定时,在反应物生成产物的一瞬间,逆反应也就开始了。由于起初生成物浓度很小,逆反应速率也很小,反应物浓度很大,正反应速率开始时最大。随着反应的进行,产物不断生成,反应物不断被消耗,正反应速率随着反应物浓度的下降而渐渐变小,逆反应速率随生成物浓度的上升而不断增大。最终,正反应和逆反应的速率相等,各组分的浓度不再发生变化,达到了化学平衡状态。因此,化学平衡状态具有“动、定、等、变”的特点。可逆反应是否达到平衡状态可以从正逆反应速率相等和组分的浓度不变这两方面判断。

1.平衡状态判断方法之一:正逆反应速率相等

正逆反应速率相等是指反应中同一物质的生成速率和消耗速率相等。根据反应速率理论,同一反应在同一时间用不同物质来表示反应速率,速率比等于系数比。因此,正反应和逆反应可以用不同物质来表示,如果不同物质表示的速率比等于系数比,那么这个反应也就达到了平衡。

如:可逆反应aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)在一定条件下,如果v(正,A)=v(逆,A)或者v(正,A):v(逆,C)=a:c,则表示此反应达到了平衡。

例1.在一定温度下的固定体积的容器中反应,反应N2(g)+3H2(g)?葑2NH3(g)达到平衡的标志是( )

A.3v(N2)正=v(H2)正

B.2v(H2)正=3v(NH3)逆

C.单位时间内生成1mol氮气,同时生成2mol氨气

D.三个H-H键断裂的同时有两个H-N键形成

解析:运用等速来判断平衡,必须要有正、逆两个方向的速率,而且正逆反应速率相等。选项A、C、D只有一个方向的速率,选项B符合速率相等,因此,答案为B。

2.平衡状态判断方法之二:各组分的浓度不再变化

可逆反应由于正逆反应的速率相等达到平衡,因此,各物质的净变化为零。各组分的质量、物质的量、物质的量浓度都不发生变化。

例2.H2(g)+I2(g)?葑2HI(g)已经达到平衡状态的标志是( )

①c(H2)=c(I2)=c(HI)

②c(H2)∶c(I2)∶c(HI)=1∶1∶2

③c(H2)、c(I2)、c(HI)不再随时间而改变

解析:反应达到平衡时,各物质的浓度或物质的量不再变化,各物质间的浓度或物质的量之比没有确定的定量关系。平衡时各物质的浓度或物质的量随着起始浓度的变化而变化。因此,答案为③。

3.平衡状态判断方法之三:其他物理量的间接判断

平衡状态的判断除了上述两种基本依据外,还可以根据气体的总物质的量、气体的压强、气体的密度和气体的相对分子质量等物理量来判断,如果这些物理量不再随时间变化而变化,也可以作为平衡状态的判断依据。运用这些物理量来判断平衡状态,要注意反应的类型。对于气体参加或气体生成的反应,如果反应前后气体分子总数不变的反应(即等体反应),如,H2(g)+I2(g)?葑2HI(g),在一定温度下的固定体积的容器中反应,如果气体的总物质的量不变、在一定条件下压强不变、密度不变、混合气体的密度不变不能作为平衡状态的依据。同样道理,一定温度下,可逆反应A(g)+2B(g)?葑C(g)在容积固定的密闭容器中进行,如果混合气体的总物质的量不再变化、混合气体的压强不再变化、混合气体的密度不再变化,不能作为平衡状态的依据。但仅是混合气体的密度不变能作为平衡状态的依据。因此,同样是等体反应,要分清是哪一类等体反应。对于反应前后气体分子总数有变的反应(即非等体反应),如,N2(g)+3H2(g)?葑2NH3(g)在一定温度下的固定体积的容器中反应,如果混合气体的总物质的量不再变化、混合气体的压强不再变化、混合气体的平均相对分子质量不再变化均可作为平衡状态的依据,只有混合气体的密度不再变化,不能作为平衡状态的依据。

二、化学平衡常数与平衡思想

为了定量描述可逆反应的平衡状态,引入了化学平衡常数。对于一般的可逆反应aA+bB?葑cC+dD;各物质的平衡浓度之间存在一个关系式,即K=■,叫做化学平衡常数表达式。这个常数的大小可以表示反应进行程度的大小,也可以判断反应是否达到化学平衡状态。常数的大小主要由反应物的性质决定,如果一个化学反应的平衡常数的数值在105左右,通常认为,反应可以进行得比较完全;相反,如果一个化学反应的平衡常数的数值在5~10左右,则认为这个反应很难进行。其次,K受外界因素温度的影响,同一个反应,温度不同,反应进行的程度不同,K发生变化,因此,根据K随温度的变化可推测一个反应的热效应。

1.利用化学平衡常数判断反应进行的状态

如,某温度下,可逆反应aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)

平衡常数为K,若某时刻时,反应物和生成物的浓度关系如下:Qc=■。

如果Qc=K,反应处于平衡状态;如果QcK,反应向逆反应进行。

2.利用化学平衡常数判断反应的热效应

可逆反应aA(g)+bB(g)?葑cC(g)+dD(g)(ΔH>0),如果升高温度,平衡向吸热反应方向(即正反应方向)移动,K值变大;如果降低温度,平衡向放热反应方向(即逆反应方向)移动,K值变小。因此,如果一个可逆反应的K随温度升高而变大,则正反应为吸热反应。反之,K随温度升高而减小,则正反应为放热反应。

例3.已知反应2CH3OH(g)?葑CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:

(1)比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆(填“>”、“

(2)K300℃>K400℃,则该反应是 热反应。

解析:此时的浓度商Q=■=1.86v逆;温度降低时,K值变大,说明平衡向正反应方向移动,正反应为放热反应。

三、教学活动中平衡思想的应用

平衡思想不仅仅存在于可逆反应中,也存在于弱电解的电离平衡、盐类水解平衡和沉淀溶解平衡中。平衡状态的特点和平衡时的定量关系同样存在于各类平衡体系,勒沙特列原理可以分析任何平衡体系。教师在日常的教学活动中不断渗透和应用平衡思想,让学生在学习化学的过程中体会和领悟平衡思想,以达到会应用。

1.化学平衡思想的应用

情境一:氯气能溶于水,但氯气在饱和食盐水溶解度很小,可用排饱和食盐水收集氯气。氯气中混有的氯化氢气体也可通过饱和食盐水的方式提纯氯气。

解析:将氯气通入水中存在的平衡体系Cl2+H2O?葑H++Cl-+HClO。饱和食盐水中氯离子浓度很大,使上述平衡左移,所以氯气在饱和食盐水中溶解度很小,可用排饱和食盐水法收集氯气。同样,由于HCl极易溶于水,使溶液中Cl-浓度增大,平衡左移,抑制氯气溶于水,因此除去HCl杂质。

2.化学平衡和电离平衡相结合分析反应的本质

情境二:在常温下铝很难与水反应,但铝与氢氧化钠溶液很快反应,产生气泡。

在高一讲课时,教师经常这样分析:在碱的作用下,铝首先会与水反应生成氢氧化铝和氢气,生成的氢氧化铝与碱反应生成了偏铝酸钠和水,因此,铝与碱液反应生成了氢气。对这种解释方式,学生还是难以理解。在这个体系中存在两个平衡体系:(1)H2O?葑H++OH-,(2)2Al+6H2O?葑2Al(OH)3+3H2(这个反应的K很小)。金属Al由于金属性较弱,就必须有高浓度的H+,但水是一种很弱的电解质,其中的C(H+)很小,反应无法发生,假如提高了H+的浓度,则反应就能发生,譬如,把上述水换为盐酸溶液即可。加入盐酸,我们也可以这样说,由于盐酸的加入,破坏了2Al+6H2O?葑2Al(OH)3+3H2这个化学平衡,盐酸和2Al(OH)3作用生成了AlCl3,平衡(2)往正反应方向移动。

同样道理,由于Al(OH)3是两性氢氧化物,若在上述体系中加入NaOH溶液,能和Al(OH)3反应生成NaAlO2,也破坏了(2)化学平衡,于是反应发生了。

3.水解平衡思想的应用

盐溶液的配制和一些胶体的制取,应用了盐类的水解平衡思想。如,为什么配制氯化铁溶液时要加入盐酸,加热饱和氯化铁溶液可以制得氢氧化铁胶体?解析:氯化铁溶液中存在平衡体系为Fe3++3H2O?葑Fe(OH)3+3H+(ΔH>0),Fe(OH)3(s)?葑Fe33+(aq)+3OH-(aq)(ΔH>0)。由于K(Fe(OH)3)很小,氯化铁溶液中不加盐酸,铁离子不断水解,会产生Fe(OH)3沉淀。加入盐酸,增大了H+浓度,第一个平衡左移而第二个平衡右移,因此,抑制Fe3+的水解。当加热时,水解平衡正移,沉淀溶解平衡逆移,就得到了胶体。

生态平衡的作用篇10

1 导言

当下,供热共条中通常容易出现水利平衡方面的矛盾,从现实施工中可以看出,水利失衡是不容易预防的。就算是在规划流量较为科学合理的状况下,因设备类型的选择、原料采购及工程工艺这些方面的影响,及运营经管。维护保养上也会造成现实流量偏离规划流量。所以,在我们国家,当下的很多技术规章程序都在以强制性条文的形式,明确对水力平衡提出了各种要求。例如:《供热计量技术规程》521条规定:“集中供热工程设计必须进行水力计算”。《严寒和寒冷地区居住建筑节能设计标准》55213条规定:“室外管网应进行严格的水力平衡计算”。《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》(征求意见稿)5912条规定:“室内供暖系统设计必须进行水力平衡计算”等。但在系统设计过程中,设计师们常忽视水力平衡的重要性,由此产生较多的问题。如何解决水力平衡的问题,是实践中的一个难题。

2 水力平衡及在传统供热空调中的问题

水力平衡定义可划分为三方面的范围:每个热用户流量达到标准规划流量;各热用户能够依据所需要开展流量的调整,以便能够达到较为稳定性的水量及压差的前提下做到能耗最低。相反,水力不平衡的结果是不利环路的流量、温度达不到设计要求,有利环路的流量及温度又无法控制。

在供暖及空调水中,水利失调通常划分为静态水力失调和动态水力失调。静态水力失调是指由于设计、施工、设备原料等方面的因素造成系统管道每个使用者的现实流量跟规划准求流量不相同的水利失调。静态水力失调是稳态的、根本性的,是系统本身所固有的,是供热空调中水力失调的重要因素。动态水力失调是指系统实际运行过程中,当某些阀门开度变化引起水流量变化时,系统的压力产生波动,其它用户的流量也产生变化,偏离系统要求的流量,从而引起的水力失调。动态水力失调是动态的、变化的,不是系统本身所固有的,而是在系统运行的过程中产生的。水系统水力平衡调节的实质,就是将中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。

在之前解决水利平衡的办法是,首先应进行管道直径的精确计算。管道系统理论上通过计算和管网调节达到水力平衡,系统选择首选同程式系统,整个系统应满足每米管长有相同的压力损失要求,但由于市场上不可能完全涵盖计算所需的管道规格,这样就会出现由于实际管道内径计算不准确导致管道压力降的计算误差,管径选择的不妥当,也会造成某些环路的阻力陡然增加,且由于管道在几年后产生的锈蚀与淤结物会大大增加管道的粗糙度,也会导致管道的压力大大增加,使得环路之间的平衡较为困难。传统系统大多都是定流量系统,当各个用户进行流量调整时,对其他用户流量产生的影响无法控制,系统内的阻力分配不当,不能按设计要求参数运行,致使系统内流量分配不均,出现近热远冷的不平衡现象。这种情况不是单靠改变管径、流速和使用普通阀门所能解决的。在这方面,系统水力平衡显然是一项既具近似性但又必须要做的工作,所以供热管网应通过调整管径尽量达到各并联环路的水力平衡,必要时根据系统形式选择设置适用的水力平衡装置。

3 解决水力平衡的若干办法

3.1 选择恰当的水力系统

可根据实际情况选择定流量系统的水力平衡或变流量系统的水力平衡。定流量水力平衡系统是在运行过程中系统各处的流量基本保持不变。中不含任何动态阀门,系统在初调试完成后阀门开度无须作任何变动,系统各处流量始终保持恒定。主要适用于末端设备无须通过流量来进行调节的系统,定流量系统只存在静态水力失调,不存在动态水力失调,因此只需在相关部位安装静态水力平衡设备即可。因此它解决的是静态平衡和系统能力问题,即保证系统能均衡地输送足够的水量到各个末端设备。

3.2 注重平衡阀的运用

3.2.1 识别各类平衡阀产品

目前市场上平衡阀种类很多,名称也纷繁复杂。总体而言,根据其结构和功能,分为以下两类:①静态平衡阀,即手动水力平衡阀,是以通过改变自身局部阻力(开度),达到调整并联环路阻力比值为目的,以达到调整各环路的流量平衡。静态平衡阀作用的对象是系统阻力,适用于集中量调节、质调节及分阶段改变系统流量,当系统流量发生变化时,安装了静态平衡阀的各支路、各用户流量会按比例分配系统的总流量。

②动态(自力式)平衡阀,工作时一般通过弹簧膜片等弹性元件自力式工作,控制阀芯元件动作。根据其作用目的不同,分为以下三类:一是动态流量平衡阀(自力式流量控制阀),在工作压差范围内,以恒定所安装管路位置流量为其设定值,即当阀门前后的压差增大时,通过阀门过流面积自动关小的动作能够保持流量不增大;反之,当压差减小时,阀门过流面积自动开大,流量仍保持恒定。也称定流量阀或流量调节器。二是动态压差平衡阀(自力式压差控制阀),在工作压差范围内,以恒定两点之间压差为设定值,即当系统的压差增大时,通过阀门的自动关小动作来保证被控系统压差恒定;反之,当压差减小时,阀门自动开大,压差仍保持恒定。一般用来恒定供、回水管之间的压差,也称定压差阀或压差调节器。三是动态电动平衡阀,同时具有动态平衡功能和电动调节或开关功能,相当于压差调节器与电动调节阀的组合一体阀。主要作用是在工作压差范围内要屏蔽掉系统波动对其影响,使通过阀门的水流量只受阀门开度的影响,而阀门开度只受负荷需求的控制,从而达到流量按照负荷所需进行调节的目的。

平衡阀的特点有:直线型流量特征,在阀门前后压差不变的情况下,流量与开度呈线性关系;有精确的开度指示;有开度锁定装置,应有专人开锁改变开度;阀体上有两个测压小孔与智能仪表用软管连接,可很方便地显示阀门前后的压差和流量。

3.2.2 在供热空调水中灵活运用各种平衡阀

在暖通空调水中,合理地安装水力平衡阀以及采用正确的方法进行系统联调,可极大改善系统的水力特性,使系统接近或达到水力平衡,从而为系统正常运行提供了保证,又节省了能源,使系统经济高效地运行。

静态平衡阀主要用在机房集水器的回水立管,进行各分区管路的一次流量(阻力)分配;另一方面,用在分层分支环路供、回水管,进行分层分支系统的阻力平衡和流量分配,一次调节锁定,后期不用调整。尤其对冬夏季使用一套管路的空调系统,通过静态水力平衡阀的合理调节使用,使管路系统阻力达到设计标准的均衡,后期稳定运行,不需二次调试。但静态平衡阀仅在设计工况时有效,当系统流量发生变化时,压差不在恒定,系统平衡将再次被打破。此时就必须在系统上设置动态平衡阀,采用自动平衡的方法来实现平衡。

在空气处理机、空调箱、新风机组、风机盘管处安装动态平衡电动调节阀,保证当系统的一个末端设备由于自身负荷变化流量发生变化时,中其它设备由于自身的动态屏蔽作用流量并不随之发生变化,系统运行时各末端设备的流量只受自身负荷变化影响,而不受系统压力波动影响,这样系统就实现了动态水力平衡;在主设备处,安装动态流量平衡阀以保证设备运行对于流量稳定的要求,同时对水泵、主机设备提供安全保证,确保水泵、主机设备的最佳工况点运行、减少功耗、降低运行费用、延长设备使用年限;在机房分、集水器上,安装电动压差旁通系统,从而保证变流量系统对于水流量随着系统负荷适时变化要求。

通过安装以上水力平衡设备并合理调试,调试合格后,一方面,系统的各个末端设备流量在动态阀门处于全开位置时同时达到设计流量,实现静态水力平衡。另一方面,在系统运行过程中,各个末端设备的流量同时达到系统实际要求流量(这种流量是适时变化的)且不互相干扰,从而实现动态水力平衡。这样系统就实现了全面的水力平衡。这种全面平衡的水力系统,由于其水流量是与系统实际要求流量适时一致的,而传统的不平衡水力系统水流量总是大于系统实际要求流量,导致多余流量造成系统能源的浪费,因此这种系统最节能,大大增强用户末端舒适度。

4 结束语

总的来讲,现实工程规划当中,即便是运用了水利平衡产品,也不能够忽略系统中水利平衡的估量,详细到哪一部位、运用、哪种类别的水利平衡阀,应当依据工程的投入资金及系统的精确度准求科学的进行浅析,既能够满足工程规划及技术规章制度的要求,而且又应该运用科学有效的策略,节约资金,这样才能够称得上是运用水利平衡技术的良策。

参考文献

生态平衡的作用篇11

水力失调是我国空调水系统中常出现的较为严重的问题,是造成系统运行效果差、能源严重浪费等问题的主要原因。引起水力失调的原因很多,有的可能是系统初调节不好或未进行初调节,有的可能是没有安装平衡器件或平衡器件安装不正确。

水力平衡阀有两个特性:⑴、具有良好的调节特性。一般质量较好的水力平衡阀都具有直线流量特性,即在阀二端压差不变时,其流量与开度成线性关系;⑵、流量实时可测性。通过专用的流量测量仪表可以在现场对流过水力平衡阀的流量进行实测。

2、系统水力平衡调节:

水系统水力平衡调节的实质就是将系统中所有水力平衡阀的测量流量同时调至设计流量。

2.1 单个水力平衡阀调节

单个水力平衡阀的调节是简单的,只需连接专用的流量测量仪表,将阀门口径及设计流量输入仪表,根据仪表显示的开度值,旋转水力平衡阀手轮,直至测量流量等于设计流量即可。

2.2 已有精确计算的水力平衡阀的调节

对于某些水系统,在设计时已对系统进行了精确的水力平衡计算,系统中每个水力平衡阀的流量和所分担的设计压降是已知的。这时水力平衡阀的调节步骤如下:⑴、在设计资料中查出水力平衡阀的设计压降;⑵、根据设计图纸,查出(或计算出)水力平衡阀的设计流量;⑶、根据设计压降和设计流量以及阀口径,查水力平衡阀压损列线图,找出这时水力平衡阀所对应的设计开度;⑷、旋转水力平衡阀手轮,将其开度旋至设计开度即可。

3、水力失调带来的问题:

①.在空调水系统中存在水力失调现象,会使得流经终端用户及机组的实际流量偏离设计流量,近端用户流量过大。

②为了缓解运行中水力失调,多数水泵选型偏大或水泵运行在不合适的工作点处,导致系统大流量小温差运行。

③各用户处室温不符合要求,不稳定,靠近冷源处室温较低,远离冷源处室温偏高。

④使得冷源机组达不到额定出力,实际机组运行台数和按照负荷要求的机组运行台数大大不符。末端用户室温不能满足要求时,企图额外增加水泵和冷水机组开启台数的做法只能造成不平衡的加剧和能量的浪费。

⑤由于系统中水力不平衡,末端得到冷量的时间延迟,那么制冷机组就要相对较早的开机以满足末端用户对冷量的需求。当末端用户冷量不足时,很多人想到的方法就是增大水泵的流量,然而水泵的流量增大后近端用户冷量剩余的现象更加严重。

4、水力平衡及平衡阀的使用

水力失调分为静态水力失调与动态水力失调。静态水力失调指的是由于施工、材料等因素造成的实际的管网阻力与设计管网阻力不相符,从而导致的末端用户的实际流量与设计流量不一致而引起的水力失调。静态水力失调是系统本身所固有的,稳态的、根本的,是水力失调的一个重要因素。静态水力失调可以在管道上增设静态平衡阀,通过平衡阀的调节使得用户的实际流量与设计流量相等或者其比例接近设计比例。动态水力失调指的是由于系统中某一阀门的开度变化或末端用户流量的变化,导致了系统中压力的波动,造成了其他用户的流量发生了变化,偏离设计流量而引起的水力失调。动态水力失调是流量调节引起的,不是本身所固有的。如何解决好动态水力失调是保持系统合理运行的一个关键因素。动态水力失调问题的解决办法是可以在系统增设动态水力平衡阀,当其他用户流量发生变化时,通过动态水力平衡阀的调节,保持用户的流量不发生变化,其他用户的流量也不受到干扰。

当一个系统运行过程中,各支路间的流量比例和设计比例不符,此时可以使用静态平衡阀进行调节。但是当各支路间的流量比例符合要求时,静态平衡阀的调节是不起作用的。如果是定水量系统,使用静态平衡阀足以满足要求,因为一旦各支路间的流量确定之后就不会发生改变。但是对于变水量而言,由于末端负荷的变化,导致了各支路间的流量分配也发生了变化,此时使用静态平衡阀调节是不起作用的。因为静态平衡阀的调节会使得各支路间的流量分配发生变化。静态平衡阀调节之后,各支路之间的流量分配也就确定了。但末端负荷变化时,支路间的流量会按照开始的比例发生变化。这样就会使得末端负荷减小的区域流量变大,那么负荷不变化的区域流量就相应减小。这样就会造成了水力失调。如果采取继续加大流量的做法,只会加剧这种现象的发生。流量加大后,流量少的区域满足要求了,但是流量多余的区域流量继续变大,这样无疑增加了泵的能耗。因此变水量系统是一个动态的过程,末端负荷变化的时候各支路间流量分配也相应发生了变化,静态平衡阀不能满足动态的过程。

静态平衡阀一旦设定之后,阻力不会发生变化。静态平衡阀的调节可以改变系统各支路间流量的分配,在设计流量下使得各支路之间的比例符合设计值。当系统在部分负荷下运行时,支路间的流量变化,但支路间的流量比例不变。定水量系统只存在静态水力失调,在关键部位只安装静态平衡阀即可满足要求。变水量系统中静态平衡阀可用于初步调节,即在变水量装置未使用前调节各支静态平衡阀的设置和安装应注意以下几点:

⑴静态平衡阀应当分级设置,在总管、干管、支管、立管上都应设置,以便流量的调节和分配。

⑵各个分支管路上都应设置静态平衡阀。

⑶静态平衡阀安装时,其前后应分别至少有5倍管道直径及2倍管道直径长的直管段。安装在水泵出口的平衡阀,水泵和阀门之间应有10倍管道直径长的直管段,以保证水流的顺畅和均匀,避免湍流对流量测量精度的影响,减小水流对阀门的冲击。

⑷静态平衡阀宜安装在回水管道上。

⑸安装过程中,保证阀体箭头所示的方向与实际水流方向一致,切忌安装方向相反。

⑹阀门的手轮面向检修侧,以便于操作和检修。

生态平衡的作用篇12

1)正常即健康状态,以有无心理疾病为判断标准。

2)正常即平均状态,从统计学角度强调正常和异常之间的程度变化,处于正态分布中间范围的属于正常。

3)正常即理想状态,正常是用来评价行为而非描叙行为。

4)正常即适应过程,将正常看作是不断发展进步的过程,心理健康的人能不断学习有效的技巧以应付紧张状态。

心理健康的人多能符合下列各点:

1)乐于工作,能将本身的知识能力,在工作中表现出来,并能在工作中获得满足感。

2)能与他人建立和谐的关系,且乐于与人交往,其对人的态度是正面态度(如喜悦、尊敬)等多于反面态度(如敌视、怀疑等)。

3)对本身有适当的了解,并能有悦纳的态度,愿意努力发展其身心潜能,但对于无法补救的缺陷,也能安然接受,而不以为羞。

4)和现实环境有良好接触,并能作健全的适应,对生活中各项问题能用有效的方法谋求解决,而不企图摆脱。心理健康观:称之为心理健康的自觉平衡统一说,心理健康是自觉平衡统一的心理状态,这个定义包含如下四方面相互联系的内容:

第一, 心理健康是心理的一种状态。心理健康的对立概念是心理障碍或心理疾病,这两个概念共同的最邻近概念是心理状态。明确了这三个概念的种属关系就可以和我们前面讨论的心理状态的理论联系起来了。心理健康状态的最重要的规定在于健康,这是由定义包含着的三点内容来揭示的。心理健康的独特规定性在于自觉平衡统一,这个是从不同维度上进行慨括的结果;心理健康的另一个最重要因素是自觉,自觉是意识形态形成的综合功能,所谓自觉即在人整体统一的意识相对独立的整合对人自己的意识、肢体和整体的生活行为自控、自知、自正的作用规律。上面分几个方面论述了心理健康的自觉平衡统一,具有自觉平衡统一状态的心理,是为健康的心理,为进一步理解心理健康,还是把它与心理障碍相对照。

心理障碍状态:当明确了心理健康后,就可进而讨论心理障碍状态或心理疾病了。什么是心理疾病?

首先看我国学术界代表性看法。心理障碍是在人心理、社会、文化、生物等原因作用下形成的昏乱失衡统一的心理状态。这个定义包含如下6方面相互关联的内容:

其一,心理障碍是一种昏乱失衡的心理状态。

其二,意识的失衡,意识是由多系列的意志过程和多种观念统一而成的,从意识全局来看,意识的平衡统一表现在许多方面。

其三,认识的失衡,认识有直接认识和间接认识之分,认识失衡分为三种:1.直接认识(感知)的失衡,2.思维的失衡,这种失衡的统一形成种种幻觉或者病理错觉,3.直接认知与间接认知关系上的失衡。

其四,意向的失衡,意向的失衡首先是间接追求与直接控制的平衡。

其五,认识与意向的失衡。

其六,情感与诱因的失衡。在病理状态下,诱因与情感失去平衡。因引起否定的感情,否定的诱因引起肯定的感情等二者的失衡统一为一系列悖谬的情感。

其七,记忆的失衡。在健康状态下,记忆、回忆、认知等记忆环节是平衡统一的。由此,我们简述了心理失衡的主要情况,心理失衡形成相互关系态势上的昏乱,是心理障碍的规定因素。心理障碍状态一般由心理健康状态转化来的,低下的挫折耐受力使人经不起挫折,不良的心理习惯积累着障碍的诱因,易受暗示性导致自我扰乱等,这些心理原因不见得导致心理疾病,但心理障碍往往离不开这些心理原因。此外,导致心理障碍的还有一系列社会文化原因。人生活在一定的社会关系体系中,按照社会文化要求组织自己的生活,来建利种种社会关系。总之,社会关系上的失衡,社会压力得超量,是导致心理障碍的一个重要原因。

上面分几个方面论述了心理疾病的昏乱失调说,次说与心理健康的自觉平衡统一互相参照,便会有更深刻的理解。

【参考文献】

生态平衡的作用篇13

自十九世纪六十年代提出“化学平衡”概念以来,随着化学热力学和化学动力学的发展,人们对“化学平衡”的理解逐渐深入。但在中学教学中对“化学平衡移动的方向”问题争论较多,争论的焦点为:在一定条件下,改变反应体系中某组分的物质的量(或浓度)时,化学平衡向哪个方向移动。那么,对于这类问题,该如何解答呢?如何理解化学平衡移动呢?

1 争论产生的原因

1.1 对Le Chatelier原理的理解存在差异

1884年,法国化学家Le Chatelier在总结化学反应平衡移动方向的规律时,仿照电磁学中的Lenz(楞次)定律提出了“Le Chatelier原理”。由于它的最初形式是经验的总结,没有可靠的科学依据,因而人们在使用此原理判断平衡移动方向时会出现与实际不符的情况。随着热力学的发展和人们对化学平衡的深入研究,对“Le Chatelier原理”的问题越来越清楚了,但高中《化学反应原理》(人教版)和多数《物理化学》教材都没有给出“Le Chatelier原理”的适用范围和条件,造成对“Le Chatelier原理”滥用的情况,所以,得出与实际不相符合的情况就不足为奇了。“Le Chatelier原理”的适用范围和条件为:“封闭体系”、“均相反应”、“起始只允许改变影响平衡的一个因素”。所以对于开放体系、非均相反应以及平衡态均相体系的两个或两个以上的变量同时改变时,该原理未必能作出平衡态移动方向的正确判断[1]。

1.2 利用转化率的改变来判断平衡移动的方向

有的学生和教师根据转化率的变化来判断化学平衡移动的方向。殊不知,转化率是否变化是平衡移动的结果,而不是化学平衡发生移动的原因。

由于化学反应具有多样性(均相还是复相;是否有气体参加反应,反应前后气体物质的量是否发生改变等)、改变条件的方式具有复杂性、物质的用量具有可变性,所以,平衡移动方向与平衡状态参数变化之间没有必然的关系。平衡发生移动了,平衡状态参数可能发生改变也可能不发生改变,平衡状态参数的变化不完全是平衡移动方向的判断依据[2]。所以,根据转化率如何变化来判断化学平衡移动的方向是不正确的。平衡发生移动,转化率可能变也可能不变。所以,不能根据反应物的转化率的变化来判断化学平衡移动的方向。

1.3 当前大学《物理化学》和高中《化学反应原理》(人教版)中存在不足之处

当前《物理化学》教材中有关“化学平衡”的内容存在一个问题:对“化学平衡移动”缺乏“浓度”影响因素的理论陈述,而且,对“Le Chatelier原理”的适用范围和条件也没有阐述。使得教师和学生对此产生的一些疑问得不到解答[3,4]。

而高中《化学反应原理》(人教版)第二章“化学反应速率和化学平衡”中,对什么是化学平衡移动以及化学平衡移动方向没有给出清晰明了的描述,对Le Chatelier原理更是没有给出适用条件和范围[5]。

2 应该明确“两个”方向――“化学平衡移动方向”与“化学反应方向”

一个处于化学平衡状态的可逆反应是没有“方向”的,因为向两个方向进行的“驱动力”相等(但不等于0,反应没有停止)。当改变影响平衡的条件时(体系处于非平衡状态),向两个方向进行的“驱动力”不再相等,反应体系就会有一种趋势――要重新达到平衡状态(不是原平衡状态)。此时,就存在方向了――“化学平衡移动的方向”和“化学反应进行的方向”。

因为化学反应的进行或化学平衡移动的发生都是由化学反应体系的总吉布斯自由能要达到最低驱使的,所以,从热力学角度来说,此时二者变化的方向是一致的。

“化学反应方向”是根据热力学函数――ΔrGm来判断的[ΔrGm=(?G/?ξ)T,p=∑BνBμB]。所以,“化学平衡移动方向”也可据此判断,当一个可逆反应真的发生了并处于平衡状态时(此时ΔrGm=0),改变影响平衡的一个条件后(此时ΔrGm≠0),若ΔrGm0,“化学平衡移动方向”为逆向[6,7]。

3 正确理解化学平衡移动

描述平衡体系的状态函数发生改变时,化学平衡常数不一定发生变化,但化学平衡发生移动了,则某一状态函数一定会发生变化,但状态函数不一定都发生改变。

化学平衡移动与“三个状态”有关:“原平衡状态”,改变条件后的“非平衡态”,在新条件下达到的“新平衡状态”。由“原平衡状态”经过“非平衡态”到达“新平衡状态”的过程,叫做化学平衡的移动,化学平衡移动是一个过程。一个反应体系处于平衡状态时,是没有“方向”的。“平衡移动方向”是指由“非平衡态”到达“新平衡状态”的方向。所以,所有平衡移动问题,实际上都是“非平衡态”时的ΔrGm的计算问题,即平衡移动是一个化学反应方向问题。

任何一个化学平衡移动过程,都可用图1表示。

“新状态”代表改变条件后体系存在的瞬时状态,此时,体系中还未发生化学反应及其他物质变化,即此时体系中除了“改变条件”外其他所有性质仍保持状态Ⅰ时的情况。所以由“平衡状态Ⅰ”到“新状态”这个过程无所谓“方向”[8]。

4 改变反应体系中某组分的物质的量时,如何判断化学平衡移动的方向

关于物质浓度变化可影响化学平衡的研究,可追溯到19世纪末欧洲学术界对Le Chatelier原理的辩论。

1933年K. Posthumus揭示了在合成氨反应中,体系达到化学平衡时,在等压条件下向体系中引入N2,当N2的物质的量分数大于0.5时,引入N2气会使得有部分NH3分解,即平衡逆向移动,与Le Chatelier原理所预计的平衡移动方向矛盾,成为了一时的疑难议题[9]。

1948年,比利时化学家、物理学家、1977年诺贝尔化学奖获得者、非平衡态统计物理与耗散结构理论奠基人Ilya Prigogine(伊利亚・普里高津),在其《化学热力学》一书中对此现象给出了半定量的诠释,首先讨论了单一反应物的引入对化学平衡影响的初步数学推演[10]。随后,几十年来出现了多种对Prigogine的结果的改进和讨论,1957年J. de Heer,1961年Lewis Katz,1986年张索林等很多研究者,都曾提出过定量关系式。

但研究并没能沿着Prigogine开创的为寻找组分浓度影响化学平衡移动的定量化方向推进,而是陷入了对“Le Chatelier原理”用哪种文词叙述和表达才更为符合热力学基本原理的争论中[11,12]。(而改造后的Le Chatelier原理,已不是Le Chatelier原理了,只能称为平衡移动原理了)建立在热力学基础上的“化学平衡”在经历了100多年的发展之后,已构成了相当完备的理论和公式体系。对于温度、压强影响平衡分别有相应的数学关系式描述。但是,化学反应体系与另一个重要的状态参量――“浓度”的依赖关系却长时间缺失。Prigogine等人提出的“外物干扰”概念,为处理这一问题提供了一条新的思路。此思路类似于图1的分析过程(见图2)。

根据Prigogine等人提出的“外物干扰”概念,我们可以把平衡移动过程分为两个阶段进行思考。第一阶段:“外物干扰”阶段――敞开体系,纯物理变化过程;第二阶段:恢复新平衡阶段――封闭体系,可以利用化学反应等温式判断平衡移动的方向。因为第一阶段为物理变化阶段,反应没有发生,没有方向问题。平衡移动的起始态应该为“旧平衡被破坏的体系”,把它称为“干扰态”,而非“原平衡态”,此时,可以根据化学反应等温式判断平衡移动方向,即:Qc>Kc平衡逆向移动,Qc

外物(引入反应物或“惰性”气体)干扰,使得平衡态Ⅰ变化到了干扰态Ⅱ;但干扰态是热力学不稳定的,它将力图趋向新的平衡态Ⅲ,达到体系的总自由能最低状态。把图中前后两个步骤串联起来,即完成了平衡状态移动和平衡常数不变两个目的[13]。

所以,当在温度一定(此时化学平衡常数不变)时,改变体系组分的物质的量(或物质的量浓度),可以根据化学反应等温式去判断化学平衡移动的方向[14]。

利用这种方法可以解决一道争议较多的习题:

在一定温度下,向恒容密闭容器中充入1mol CO和1mol H2O气体,发生可逆反应CO+H2O CO2+H2,并达平衡。回答下列问题:(1)再分别充入1mol CO或1mol H2O,则平衡移动方向为:;(2)若改为再一次性同时充入1mol CO和1mol H2O,则平衡移动方向为: 。

争议是对(2)的解答。有人认为:同时充入 1mol CO和1mol H2O,相当于在原平衡上加压,但因反应前后气体物质的量不变,压强对该可逆反应的平衡没有影响,或者说所得平衡与原平衡是等效平衡关系,所以平衡不移动[15]。

这种解答方法错误在于:(1)超出了Le Chatelier原理的适用条件。因为向反应体系中加入了反应物,所以为开放体系。(2)Le Chatelier原理中“改变压强对平衡的影响”是指:改变容器体积从而使压强变化或使体系中各组分物质的量按同种程度增大或减小引起压强变化。只有在这两种情况下才能认为是“改变压强对平衡移动的影响”。(3)利用反应物的转化率的变化来判断平衡移动方向。反应物转化率如何改变是化学平衡移动的结果,而不是化学平衡移动的原因,所以,利用转化率的变化来判断平衡移动是不正确的,虽然有时可以得出正确的结论。(4)不清楚什么是化学平衡移动方向。因为体系处于平衡状态时是没有“方向”的,所以判断平衡移动方向不是“原平衡状态”和“新平衡状态”两个状态之间的比较,而是“改变条件时的瞬时状态”和“新平衡状态”之间的比较。“改变条件时的瞬时状态”是唯一的,不能利用等效平衡关系去任意替换。因为达到同一“新平衡状态”可以有多种“改变条件时的瞬时状态”,而不同的“改变条件时的瞬时状态”到“新平衡状态”时平衡移动的方向可能是不一样的。

所以,此题中(2),平衡移动方向的判断的方法为:因为再次充入反应物时,使浓度商Qc小于化学平衡常数Kc(温度不变,Kc不变),所以,平衡向正反应方向移动。

综上所述,化学平衡移动是一个过程,平衡移动的方向与化学反应进行的方向是相同的。当外界条件改变时,平衡是否移动,关键是看描述化学反应方向和限度的状态参数――ΔrGm是否改变,定量化判据为化学反应等温式:

而Le Chatelier原理只是关于化学平衡移动的一个经验性的定性原理,具有简洁、方便的特色。不能当作万能的法则,该原理的适用条件是:均相、封闭系统,且只改变一个状态变量。只有建立在热力学定理基础上的平衡理论才是严谨的、定量化的法则。

致谢:本文在写作过程中得到了北京大学高盘良教授的悉心指导,在此表示衷心的感谢!

参考文献:

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