常見化學計算方法精品(七篇)

序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇常見化學計算方法范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創作。

篇(1)

為找出幾種纖維作為一個整體進行溶解定量時，d 值的最佳獲取方法，分析討論了麻棉與其他纖維混紡，按照不同的方案選擇不同的d值，檢驗結果之間的差異。

關鍵詞：麻棉；d值；定量

用化學溶解法對紡織品的纖維含量進行定量分析，計算檢驗結果時要用到各種纖維的質量變化修正系數（d值），在GB/T 2910—2009《紡織品 定量化學分析》及其他常用的紡織纖維定量標準中，對常見纖維的d值都有明確的規定。但標準中所規定的d值都是某種纖維單獨使用的d值，在日常的檢驗中，有時需要的是兩種纖維作為一個整體的d值。比如麻棉與其他纖維混紡的情況，由于麻、棉的定量目前還沒有有效的化學定量方法，只能先將其作為一個整體與其他纖維進行溶解分離，再結合麻棉的物理法結果得出最終的檢驗結果。計算過程涉及麻棉作為整體時的d值，這在相關標準中并沒有詳細說明。本文主要目的就是研究將纖維的標準d值與幾種纖維作為整體時的方法。 2.1 方法

如前言所說的，日常檢驗中所面臨的問題是沒有有效的方法對麻/棉進行分離，從而導致無法使用麻、棉標準的d值進行計算。為此，本試驗人工混合具有代表性的羊毛、粘纖、亞麻、棉纖維作為試驗樣品，其中的亞麻為散纖維，棉為紗線，以便在溶解羊毛、粘纖后能夠用手工拆樣法對麻/棉進行分離。這種方法的試驗原理完全符合相關的標準，檢驗過程是理想化的過程，這種方法得到的結果作為標準值。另外，麻棉的d值按照兩種常用的方法進行選取，即取相對含量較多的組分的d值和根據相對含量折算后的綜合d值，把用這兩種d值計算得到的結果與標準值進行比較，找出比較好的麻棉d值選取方案。2.2 樣品

按照2.1的方法，人工混合3個羊毛、粘纖、亞麻、棉混合物作為試驗樣品。其中亞麻/棉大概比例分別為：80/20、50/50、20/80。

2.3 步驟

對每個混合樣品采用3種不同的定量、計算方法。

方法A: 采用順序溶解法與手工分解法[1]相結合。先用堿性次氯酸鈉溶液溶解羊毛，洗滌、烘干、稱重；再用甲酸/氯化鋅溶解粘纖，洗滌、烘干、稱重；最后用手工分解法對亞麻、棉進行分離，最終達到定量的目的。進行結果計算時所有的d值都是獨立的d值，得到的結果作為標準值。

方法B: 單獨采用順序溶解法，先用堿性次氯酸鈉溶液溶解羊毛，洗滌、烘干、稱重；再用甲酸/氯化鋅溶解粘纖，洗滌、烘干、稱重；最后剩余麻棉，將其作為一個整體，并且取相對含量較多的組分的d值作為整體的d值進行計算，最后結合相對含量算出各自的絕對含量，麻棉的相對含量由方法A的結果算出。

方法C: 溶解步驟與方法B一致，但在計算時將結合麻棉相對含量折算所得的d值作為麻棉的d值，麻棉的相對含

篇(2)

關鍵詞：同義詞詞林；詞語相似度算法；云南；種子植物；特有屬

中圖分類號：Q949；G354.4 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2017）07-1356-03

DOI：10.14088/ki.issn0439-8114.2017.07.040

Research on Algorithm for Calculating Word Similarity in the Field of Endemic Genera of Seed Plants in Yunnan

LU Guo-quan，PENG Lin，PANG Xue

（Key Laboratory of Agricultural Information Technology in Yunnan，Yunnan Agricultural University，Kunming 650201，China）

Abstract：An improved word similarity algorithm put forward based on cilin combined with the knowledge of the endemic genera of seed plants in Yunnan supplement the words about this field. Experiment results illustrate that this improved algorithm for calculating word similarity based on “cilin” is more precise than general algorithm for calculating word similarity based on “cilin” and recall has been significantly improved. Therefore，this improved algorithm is more suitable for the semantic retrieval system in the field of endemic genera of seed plants in Yunnan.

Key words：cilin；algorithm for calculating word similarity；Yunnan；seed plants；endemic genera

詞語語義相似度來源于計算機語言學等領域，它可以度量術語、詞匯、概念之間的相似程度，被看作概念在分類上的相似程度[1]。詞語語義相似度的計算在語義檢索、自動問答、文本聚類等應用中起著重要作用[2-4]。傳統的檢索方式仍基于關鍵字匹配和倒排索引[5]，幾乎沒有任何語義功能。通常，傳統檢索方式不能理解用戶的查詢意圖，一旦用戶輸入不準確的查詢詞就會得到許多不相關的結果。將詞語語義相似度計算引入檢索系統后，檢索系統便具備了語義功能，就算用戶輸入模糊的查詢詞，檢索系統也能檢索出用戶所關心的信息。

目前，對于詞語語義相似度的計算方法主要集中在以下幾方面：①基于y計的方法，假設語義詞語相似的詞語之間具有相同的上下文關系，以上下文信息的概率分布作為依據，利用詞語之間的相關性來計算詞語相似度[6]；②基于本體的方法，依據領域內專家建立的領域本體，利用該領域知識的語義樹來計算詞語間距離詞語的相似度[7]；③基于語義詞典的方法，利用語言專家編撰好的語義詞典進行語義相似度計算。

由于基于同義詞典的詞語相似度算法具有實現簡單、高效、直觀、易于理解且不需要訓練的特點，因此基于同義詞詞典的詞語相似度算法在各個領域得到了廣泛的應用[8]。但是目前還存在以下問題：①詞典的詞條更新不及時。由于基于同義詞典的詞語相似度的計算依賴于語義詞典，而編撰詞典通常需要多名頂級語言專家共同完成，網絡時代的知識爆炸使得詞典滯后于新興詞語的出現。②領域內的專業詞匯收錄不全。每個領域有不同的專業知識和詞語，語言專家作為語言領域的專家，在編撰語義詞典的時候很難將所有專業領域內的詞語囊括其中。

面向云南種子植物特有屬領域的語義檢索能最大限度地集成和利用各類云南種子植物特有屬相關信息資源，快速、完整、智能地提供各種信息服務，這已成為研究和保護云南特有種子植物的新需求。目前，在這個領域沒有專業的語義詞典，并且沒有較好的詞語相似度算法，從而導致了云南種子植物特有屬領域語義檢索精度不高、擴展性不強等問題。

針對上述問題，本研究協同植物學領域的研究人員完善了《同義詞詞林》并在此基礎上提出了一種改進詞語相似度的算法，并對該算法進行了試驗。

1 材料與方法

1.1 同義詞詞林結構

在國外通常采用WordNet作為語義詞典來計算詞語相似度，而在國內由于中文本身的特點以及起步相對較晚，在這方面的研究較少。本研究采用的詞典是由哈爾濱工業大學梅家駒教授等主編的《同義詞詞林》[9]。該詞典參照多部電子詞典資源，并按照人民日報語料庫中詞語的出現頻率在第一版的基礎上剔除了14 706個罕用詞和非常用詞。為了獲得進一步的性能，該詞典結合多方面相關資源將詞典詞條擴充到了77 343條，基本能滿足本研究的需求?！锻x詞詞林》按照樹狀的層次結構把所有收錄的詞語組織在一起，編碼相同的詞語要么詞義相同，要么具有很強的相關性[9]。該詞典采用八位五級編碼，前七位表示該詞條所處的位置而第八位的“=”、“#”、“@”分別表示同義詞、相關詞以及只有本身一個詞。具體的編碼規則如表1所示。

1.2 同義詞典的詞條補充

將同義詞詞林的詞語相似度計算方法應用于云南種子植物特有屬領域語義檢索，由于這部通用的語義詞典在本領域內的應用存在一定的局限，故本研究結合該領域知識對《同義詞詞林》進行補充和調整。該詞典是TXT格式的文本，因此進行調整后并不影響系統的運行。如酸竹屬是云南種子植物特有屬的一個屬，酸竹屬下還有粉酸竹、酸竹、毛花酸竹、福建酸竹、黎竹等品種。由于《同義詞詞林》并沒有收錄這些詞語，因此本研究結合詞典知識和云南種子植物特有屬在《同義詞詞林》中補充了125個同義詞集合，共計246條詞語。如在詞典增加編號“Bh08A54=”來表示詞語集合：粉酸竹、酸竹、毛花酸竹、福建酸竹、黎竹。因此當用戶想要了解“酸竹屬”的知識時，只要輸入編號“Bh08A54=”中任何一條詞語就能檢索出相應的知識。

1.3 改進的詞語相似度算法

《同義詞詞林》詞典不僅詞條豐富而且具有良好的編碼規則，所以可以根據詞語編碼計算出兩個詞語間的相似度Sim（W1，W2），Sim（W1，W2）取值范圍為[0，1]，1代表同義詞，0代表不相關，Sim（W1，W2）越靠近1則表示W1，W2相似度越高。本研究在《同義詞詞林》編碼規則的基礎上結合特有屬領域知識的特點提出了如下公式來度量相似度：

Sim（W1，W2）=1-■■×■（1）

式中，i表示第i級編碼，k表示第i級編碼之差的絕對值，n表示第i級編碼較大值。當最后一位編碼為“=”時，不同編碼的詞語按照公式（1）計算相似度，相同編碼詞語的相似度為1。由于本領域的知識在詞林中主要呈現同類的特點，而不等的情況出現相對較少，如：編號為“Bh12B03#”，其詞語集合為“稻苗、稻秧、禾苗、種苗等”。很明顯，這些詞語是相關的。因此當最后一位編碼為“#”時，本研究根據用戶需求分為以下兩種情況：當用戶只關心查詢詞本身不關心其同類時，若詞語的編碼相同，其相似度設置為0；當用戶關心查詢詞同類事物時，若詞語的編碼相同，其相似度設置為1。不同編碼詞語按公式（1）計算，所得結果為詞語相似度。當最后一位編碼位為“@”時，表示自我封閉，沒有同義詞，因此設置相似度為0。如Sim[種子（Bh13B01=），種仁（Bh13B02=）]=1-（1/32）×（sqrt（02-01）/02）=0.977 903。

1.4 試驗設計

1.4.1 試驗一 隨機選取10對在云南種子植物特有屬領域知識中常見的詞語進行相似度計算，分別使用本研究提出的方法與目前以文獻[10]為代表的基于同義詞典的詞語相似度通用計算方法進行相似度計算。

1.4.2 試驗二 試驗數據：110篇關于福建酸竹的文獻，17篇關于黎竹的文獻，19篇關于粉酸竹的文獻，35篇關于毛花酸竹的文獻，245篇關于酸竹的文獻以及768篇關于計算機領域的文獻作為噪聲集。

試驗步驟：在試驗一的基礎上分別使用上述兩種不同的方法獲取查詢詞語的擴展詞集合，然后將擴展詞集合作為新的查詢詞在lucene全文檢索框架中進行檢索，最后對結果進行評價，試驗流程如圖1所示。

評價標準：精度表示檢出文獻中相關文獻的比例，計算公式為P=■。其中P表示精度，R表示相關文獻，A表示檢出文獻。召回率表示相關文獻被檢出的比例。計算公式為r=■。其中r表示召回率[11]。F值綜合考量了精度和召回率[10]，只有當精度和召回率都較高時才具有較高的值，計算公式為F=■。

2 結果與分析

2.1 試驗一結果

由表2可知，使用本研究方法計算云南種子植物特有屬領域知識詞語相似度的效果與人工測試出來的主觀結果沒有明顯出入，同時在本領域內的詞語相似度更加準確?？梢钥闯?，本研究所提出的詞語相似度計算方法，相對于一般的基于同義詞詞林的詞語相似度計算方法的優點：①沒有引入人工參數，使得結果更加客觀；②一般的計算方法把第一級編碼不同的詞語相似度統一定義為0.1，有些籠統，而本研究的方法則考慮了這個問題；③本研究考慮了將用戶的查詢需求分成兩個接口，當用戶選擇精確檢索時，進入后將最后一位編碼為“#”，且編碼相同的詞語的相似度定為0的接口；當用戶希望再擴大其檢索范圍時，則進入后將這對詞語的相似度定為1的接口。而一般的計算方法過于籠統，只是將最后一位編碼為“#”，且編碼相同的詞語統一定義為0.5，顯然不能滿足用戶需求。

2.2 驗二結果

由表3可知，使用本研究計算方法的召回率比使用通用計算方法的召回率有了明顯的提升，說明使用本研究方法可以提升查詢詞擴展的性能。同時使用本研究計算方法的F值也得到了明顯提升，說明本研究計算方法比一般通用計算方法具有更好的檢索性能。

3 小結

針對云南種子植物特有屬領域語義檢索缺乏性能良好的詞語相似度算法的問題，本研究提出的算法在云南種子植物特有屬領域語義檢索中更加接近人類思維，可以很好地解決查詢詞擴展不準確及檢索結果打分不合理等問題，并且直觀明了、容易實現。但本研究提出的詞語相似度計算方法也存在不足，《同義詞詞林》作為一本通用的語義詞典，對于專業領域的應用尚存在一定的局限性。在后讀研究中，將補充完善領域內的詞條，再提出更加優化的且適用面更廣的詞語相似度計算方法來提高檢索的精度。

參考文獻：

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[9] 梅家駒，竺一鳴，高蘊琦，等.同義詞詞林[J].第二版.上海：上海辭書出版社，1996.

篇(3)

關鍵詞：碳正離子穩定性；烴基；雜原子；環張力；ΔGr

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）07-0209-02

一、前言

碳正離子是一種帶一個單位正電荷的不穩定粒子，最外層有6個電子。經典碳正離子是平面結構，碳為sp2雜化。大學有機化學中，親電加成、鹵代烷SN1取代、苯環親電取代、頻哪醇重排等反應中皆涉及碳正離子。所以重點把握碳正離子知識，對深入理解相關反應機理至關重要。

當前通用的大學有機化學相關教科書、參考書中，關于碳正離子內容存在不足之處，主要有以下兩點：

書中僅討論甲基、1°、2°、3°碳正離子及烯丙基、芐基碳正離子的穩定性順序。如《有機化學（邢其毅）》[1]關于碳正離子的內容中，只簡要解釋了超共軛影響：因σ-p超共軛作用，碳正離子穩定性為3°>2°> 1°>CH3+。雖單獨提到烯丙基和芐基碳正離子穩定性，卻未提到烴基、雜原子等對碳正離子穩定性的影響。

此外，大部分書僅從定性分析角度討論碳正離子穩定性，如《有機化學（賀敏強）》[2]中只用p-π共軛效應理論解釋芐基、烯丙基這兩個1°碳正離子比普通的1°碳正離子穩定原因，未作定量解釋；書中提到芐基、叔丁基碳正離子比異丙基碳正離子穩定，卻未比較這兩者的穩定性；又如《有機化學（徐建明）》中只提到烯丙基碳正離子因p-π共軛效應穩定，炔丙基碳正離子也有這種作用，而書中沒有兩者比較。

本研究從定量分析角度出發，準確運用數據探究碳正離子穩定性。從烴基、雜原子、環狀結構對碳正離子的影響三方面對碳正離子穩定性進行了研究，并結合教科書相關內容進行分析。

二、計算方法

所有的計算都在量子化學計算Gaussion09軟件包中完成，所有分子、離子的幾何結構優化使用B3LYP/6-31+G*方法，對優化結構進行頻率計算確定為能量極小點（反應物、中間體或者產物）。優化均在溶液中進行，采用SMD溶劑化的模型，使用的溶劑是DMF（N，N-二甲基甲酰胺）。進行幾何結構優化后，以此為基礎進行單點能計算，使用M062X/6-311++G（2df，2p）方法，同樣是在溶液中進行，溶劑化模型及溶劑與優化保持一致。本文中所描述的能量均指的298.15K和1mol/L時的標準態時的液相ΔGr，即為單點能計算獲得的能量和頻率計算得到的ΔGr校正項之和。對碳正離子穩定性的評估，通過下式（式1）進行，計算得到的ΔGr越小，表明碳正離子越穩定；反之則碳正離子越不穩定。

三、正文

1.烴基。

表1數據顯示，碳正離子穩定性：3°>2°>1°>CH3+，ΔGr逐漸減小，計算結果與課本相符。

烯丙基碳正離子、芐基碳正離子比一般1°碳正離子ΔGr小，所以碳正離子也比較穩定。這證實：由于碳正離子的p軌道與雙鍵發生p-π共軛效應，碳正離子穩定。

表1所示，烯丙基碳正離子的ΔGr小于炔丙基碳正離子（512.4 v.s. 597.1kJ/mol），前者更加穩定。兩者都是p-π共軛，但sp雜化軌道的吸電子能力比sp2雜化軌道強，不利于碳正離子的穩定。另外也可以看出由于這種強吸電子能力，使炔丙基碳正離子比普通碳正離子更不穩定。

有趣的是，一般認為共軛效應強于超共軛效應，本次研究發現：芐基碳正離子要比叔丁基碳正離子的ΔGr大（431.3 v.s. 316.9kJ/mol），后者穩定性好。所以課本中對于這兩個效應比較不夠嚴謹，如果參于超共軛效應的C-H σ鍵數目足夠多，超共軛效應會強于共軛效應。

2.雜原子。

表2中：7、8號碳正離子的ΔGr小于2號，說明羥基、氨基使得碳正離子穩定。羥基、氨基對碳正離子的誘導吸電子作用，使其穩定性降低；O、N的p軌道與碳正離子的p軌道共軛，使其穩定性升高。從結果來看，p-p共軛效應更強，羥基、氨基使碳正離子穩定性增強。

3、4、5號碳正離子ΔGr大于2號，從結果來看，誘導吸電子效應比p-p共軛效應更強，從而使碳正離子不穩定；3號、4號和5號碳正離子的ΔGr小于1號，所以鹵素穩定碳正離子的能力比氫強。

3、4、5號碳正離子，F、Cl、Br電負性依次減小，誘導吸電子能力依次減小，理論上是3號最不穩定。但從微觀結構來看，C、F、Cl、Br共價半徑分別是77、71、99、114 pm。C、F共價半徑較接近，兩者p軌易交疊，p-p共軛效果好。Cl、Br共價半徑與C相差大，p軌重疊度降低，共軛效果不明顯，使5號最不穩定，證實共軛效應起主導作用。綜上，穩定碳正離子能力：甲基>F>Cl>Br>H。

《有機化學（胡宏紋）》涉及頻哪醇重排提到：“一開始生成的是比較穩定的叔碳正離子，為什么會引發重排？可能是重拍后生成的新碳正離子上有給電子的羥基，穩定性更高?！北敬窝芯靠隙薂個假設。圖1：

表2中，同為2°碳正離子，氧原子直接相連的碳正離子（表2，7號）比與烷基相連的碳正離子（表2，2號）ΔGr小（378.6 v.s. 441.7 kJ/mol），證實頻哪醇重排反應動力是生成更穩定碳正離子。

3.環狀結構。三元環較特殊，形成碳正離子時開環為較穩定的烯丙基碳正離子。因為三元環對應的碳正離子ΔGr與烯丙基碳正離子的ΔGr較接近（500.6 v.s. 512.4 kJ/mol），證實上面的結論。從理論上來看：三元環碳正離子是2°碳正離子，而開環后形成的烯丙基碳正離子是1°碳正離子，前者比后者更穩定，但由于三環環張力太大而導致了開環，即環張力對三元環碳正離子的影響較大。而對于四環、五環和六環碳正離子ΔGr的值相近（分別為：432.2、467.6、478.8 kJ/mol），環內張力對碳正離子的穩定性影響小，不開環，只形變。

四、總結

本研究通過理論計算方法定量分析各種碳正離子穩定性，發現：

1.常見碳正離子穩定性順序：3°>芐基碳正離子>2°>烯丙基碳正離子>1°>炔丙基碳正離子>CH3+。

2.穩定碳正離子能力：甲基>F>Cl>Br>H。

3.三元環在形成碳正離子時會開環生比較穩定的烯丙基碳正離子，而四、五、六元環碳正離子的環內張力對碳正離子的穩定性影響小，只發生形變。

本文從縱向定性角度比較，橫向定量角度分析不同類型碳正離子穩定性，進一步完善其相關知識，相信會對大學生學習有機化學課本中碳正離子相關知識有所幫助。

參考文獻：

[1]伍越寰.有機化學[E].合肥：中國科學技術大學出版社，2002.

[2]邢其毅.基礎有機化學[E].第3版.北京：高等教育出版社，2012.

篇(4)

關鍵詞：泵站；技術供水；盤管冷卻器；布置；換熱面積

中圖分類號：TH3文獻標識碼：A文章編號：16721683（2013）03017304

泵站工程中，供給生產的用水稱為技術供水，包括冷卻水和水，其中冷卻水主要供應電機或齒輪箱的油（空氣）冷卻器，供應量約占全部供水量的85%左右[13]。冷卻水供應既要保證持續供給，又需滿足設備冷卻要求，是泵站技術供水系統的重要組成部分，該系統設計的合理性與經濟性，直接影響機組運行可靠性及日常運行成本。

傳統的泵站技術供水系統一般采用河水直供方式，近年來出現了一些新型技術供水方式，如利用板式換熱器[4]或冷水機組[56]形成循環供水方式。另外，利用置于水中的盤管冷卻器，通過熱交換實現管內水體冷卻的循環供水方式在部分泵站技術供水系統中得到應用，這種冷卻器隨主體工程一次設計建成后，可長期運行。從熱量傳遞方式看，盤管冷卻器屬于間壁式熱交換器[7]的一種，但與化工、暖通等行業使用的定型產品不同，冷卻盤管置于開放式水池中，無需提供冷流體，而是依靠天然水體冷卻，因此節能、環保。常見換熱器盤管換熱面積計算在各種技術手冊中均有說明，同時毛培元[8]采用列圖法提出了化工生產中盤管熱交換器最佳尺寸確定方法，沙站等[9]認為閉式冷卻塔中管壁熱阻對泠卻盤管傳熱影響較小，可忽略不計，而泵站技術供水系統中盤管冷卻器換熱面積計算尚未見相關文獻說明。

1技術供水系統組成與布置

盤管冷卻器是指由金屬管道彎曲形成盤狀、置與自然水體中的熱交換系統。根據管外水體流動與否，可分為靜水冷卻器和動水冷卻器兩類。靜水冷卻器一般安裝于泵站排水廊道或空箱岸墻內，要求有較大的水體容量，多做成具有較多彎頭的蛇狀盤管，見圖1（a）。由于周邊水體處于靜止狀態，靜水冷卻器對管道的安裝固定要求較低。動水冷卻器可安裝于出水流道中或進出水池內，由于周邊水體處于流動狀態，對安裝固定要求較高，通常做成較長的通道形式，利用站墩等大體積混凝土進行固定，見圖1（b）。

包括盤管冷卻器在內的循環供水系統主要由油（空氣）冷卻器、供水泵、盤管冷卻器、管道、閘閥等組成。根據機組是否共用冷卻器，又可分為單臺機組獨立循環系統和多臺機組共用循環系統兩種形式，見圖2。運行初期利用補水裝置、供水母管向系統充水，充水完成后關閉系統與供水母管連接閘閥，開啟供水泵，實現循環運行。

常見冷卻器由冷水系統與熱水系統組成。由圖2可知，本文所述的盤管冷卻器僅包括熱水系統。相對于利用板式換熱器或冷水機組組成的循環供水系統，冷水系統根據泵站站身特點，直接利用天然水體，工程直接投資可減少一半，同時也提高了運行可靠性。

2盤管冷卻器的傳熱計算方法

傳熱計算的主要目的是根據設備冷卻負荷要求，確定換熱面積，優選布置方案。

2.1熱負荷計算方法

泵站工程中，需用冷卻水的設備主要有電機、齒輪箱、推力軸承等，油（空氣）冷卻器中的熱流體（主要為水）在盤管中流動，通過管外冷流體（水）的流動，利用管壁的熱交換帶走熱量，達到冷卻目的。

假設盤管中水體傳熱為恒壓過程，不計盤管以外段管道熱量傳遞，根據熱力學定律，熱負荷計算公式為：

Q=qmCp（T1-T2）=ρqCp（T1-T2）（1）

式中：Q為盤管冷卻裝置需冷卻的熱負荷（W）；qm、q為管內熱水的質量流量（kg/s）、體積流量（m3/s），一般由設備廠家確定；Cp為管內熱水的平均恒壓比熱（J/kg·℃）；ρ為管內熱水的平均密度（kg/m3）；T1、T2為冷卻盤管內熱水進、出口溫度（℃），一般可采用設備油（空氣）冷卻器的出口與進口溫度。

2.2換熱面積計算方法

盤管冷卻裝置的理論換熱面積可由傳熱基本方程計算確定，即：

St=Q1KΔtm（2）

式中：St為盤管理論換熱面積（m2）；K為管道傳熱系數（W/m2·℃）；Δtm為傳熱平均溫度差（℃）。

考慮管壁污垢等不確定因素影響，設計換熱面積S=Kα·St，Kα為安全系數，可取1.5～2.0。

2.2.1傳熱平均溫度差Δtm計算方法

通常管外冷卻水體容量較大，可將盤管傳熱簡化為管內水體變溫，管外為恒溫狀態的錯流傳熱模式，則有：

Δtm=T1-T21ln（T1-t1T2-t）（3）

式中：t為管外流體溫度（℃）。

2.2.2管道傳熱系數K計算方法

盤管可采用不銹鋼或碳鋼等材質制成的彎曲管道，根據對流傳熱基本方程，熱、冷流體通過間壁的傳熱是一個“對流傳熱-熱傳導-對流傳熱”的串聯過程，盤管傳熱系數可用下式計算：

K=11d01αidi+Rsi+δd01λdm+Rso+11αo（4）

式中：αi、αo為管壁內外側水體的傳熱膜系數（W/m2·℃）；Rsi、Rso為管壁內外側污垢熱阻（m2·℃/W）；δ、λ為管壁厚度（m）及導熱系數（W/m·℃）；di、do、dm分別為管道內徑、外徑、平均直徑（m）。

對于管壁內外側水體的傳熱膜系數，根據水體流動方式及速度不同，分別采用相應計算方法[1011]。

（1）管壁內側水體傳熱膜系數αi。

通常冷卻盤管內水體雷諾數Re在10 000以上，水體流動方式為湍（紊）流，有：

αi=0.023λw1diRe0.8Pr0.3=0.023λw1di（diuρ1μ）0.8Pr0.3

式中：Pr、u、ρ、μ和λw分別為管內水體普蘭特準數、流速（m/s），密度（kg/m3）、水體動力黏滯系數（Pa·s）和對流換熱系數（W/（m2·℃））。定性溫度采用管道進出口溫度的算術平均值。應用時，要求0.7

（2）管壁外側水體傳熱膜系數αo。

a.盤管外為流動水體。當盤管位于流動水體中時，參照間壁式換熱器中直列管的計算方法，即：

αo=0.26φλw1doRe0.6Pr0.33=0.26φλw1do（douρ1μ）0.6Pr0.33

式中：Pr、u、ρ、μ和λw為管外水體物理參數，意義同前，定性溫度直接取水體溫度；φ為管道排數修正系數，由于間距較大，參照間壁式換熱器取0.64。

b.管道外為靜止水體。盤管位于靜止水體中時，此時傳熱以自然對流為主，則：

αo=cλw1do（Gr·Pr）n=cλw1do（ρ2gβΔtd3o1μ2·Cpμ1λw）n

式中：Gr為管外流體格拉斯霍夫準數；Δt=tw-t，tw為壁溫，t為流體溫度；定性溫度tm=（tw+t）/2；β=1/（273+tm）；c、n為系數，當104

3計算案例與討論

現以某軸流泵站為例，分析盤管冷卻器管道內、外水體流速及管壁材質對換熱面積的影響。該站共安裝2 800 kW同步電機3臺套，設計要求電機油冷卻器進水溫度不高于33 ℃[12]，經過電機后溫升4 ℃，每臺電機冷卻水量為8.0 m3/h，共用一套冷卻裝置。盤管冷卻裝置進口溫度T1取37 ℃，出口溫度T2取33 ℃，管外水體溫度取25 ℃。分別計算不同管內、管外水體流速、管壁材料與盤管換熱面積St關系曲線，見圖3。

由圖3可得以下結論。

（1）盤管處于靜止水體中的情況下，管外流速為0 m/s，以自然對流傳熱為主，利用水體容量帶走熱量，此時所需盤管換熱面積最大。如管外水體容量較小，機組長期運行易導致其溫度升高，傳熱平均溫差減小，所需換熱面積將進一步增加。

（2）盤管處于流動水體中的情況下，以強制對流傳熱為主，利用水體流動帶走熱量， 此時隨著管外水流流速加大，換熱面積逐漸減小，但管外流速增加到一定數值時，會在管壁產生脫流，換熱面積不再下降且基本保持不變。管外流速增加，對管道結構強度及安裝要求隨之提高。從本例看，管外流速不宜大于3 m/s。

（3）隨著管內流速的增加，所需換熱面積隨之減小，但管內流速增加至某一值時，換熱面積基本保持不變；同時管內流速加大，相應管道水力損失增加，運行成本亦將增加。從本例看，管內流速不宜大于2～2.5 m/s。

（4）對于不銹鋼管、無縫鋼管、銅管制成的盤管，30 ℃時，不銹鋼管的導熱系數約為17 W/（m2·℃），無縫鋼管為52 W/（m2·℃），銅管為382 W/（m2·℃），盡管三者導熱系數相差較大，但換熱面積相差不到20%，說明管壁材質對換熱面積的影響與導熱系數不成比例，材料選用時主要考慮造價、防腐及導熱等因素。

4成果應用

目前江蘇省江水北調的淮陰二站、常州市城市防洪工程南運河樞泵站、通榆河北道送水工程大套三站、走馬塘張家港樞泵站等工程采用了盤管冷卻器，換熱面積采用前述公式計算，經多次運行，運行效果良好。各站盤管冷卻器設計參數見表1。

5結語

（1）結合泵站工程特點，利用置于天然水體中并進行冷卻的盤管冷卻器組成密閉循環供水系統，是一種節能、可靠的技術供水方式。

（2）位于流動水體中的動水冷卻器所需換熱面積少于靜水冷卻器；加大管道內、外水體流速，對減少換熱面積是有利的，但隨著流速加大，管道安裝要求及運行成本相應提高，因此管內、外水體流速的選擇應考慮其經濟合理性；管壁材料表1部分泵站盤管冷卻裝置設計參數

（3）利用文中提出的換熱面積計算公式求得的盤管面積，經實際工程運行檢驗，立式機組電機上下導軸承油溫均未超標，機組運行穩定，工程運行良好，該計算方法可供其他工程設計參考。

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2013年6月1南水北調與水利科技

篇(5)

關鍵詞：教學方法；函數；要素提取法；虛實結合

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）08-0161-02

1序言

《C程序設計基礎》是我校工科非計算機專業的一門必修課程，目的是使學生掌握程序設計的基本方法，并形成正確的程序設計思想，培養學生用計算機解決本專業問題的能力，為后續課程的學習打下良好的基礎。

但在教學過程中發現，學生在學習函數這部分的知識時非常吃力，很多學生對此掌握的并不好，不能靈活的運用函數進行程序設計，主要的原因是所用教學方法效果較差。針對此問題，筆者在深入研究C語言函數教學方法的基礎上，通過詳細分析教學過程中學生的表現，并積極與學生溝通，總結出適合我校學生的函數教學方法，首先通過生活中常見的例子介紹函數的概念，并精心設計函數的引入問題，以此來闡述函數編程思想，然后重點講解函數的定義和調用方法，并通過實例強化學生函數設計的方法，最后對函數的設計方法進行總結。

2函數思想的引入

數學中的函數與C語言中的函數有什么區別？數學中的函數側重于自變量和因變量之間的映射關系，而C語言中的函數主要側重于功能的實現。

以計算13！為例，通常的計算方法是13×12×……×4×3×2×1=6227020800，但也會發現計算量非常大。熟悉計算器的學生也知道，計算器上有一個“n！”按鈕，我們只需按“13”，再按“n！”，就可以得到結果6227020800。兩種計算方法中筆者更喜歡后者，因為計算器中“n！”按鈕可以協助完成階乘計算，換言之，“n！”按鈕可以完成計算階乘的功能，與c語言中函數的概念非常接近，因此“n！”按鈕就是將求階乘的函數封裝起來了，我們甚至可以說計算器就是將若干個函數封裝起來的一個設備。所以通過計算器來理解C語言中函數的概念就比較容易了。有了函數，就可以多次使用它，就如同有了“n！”，不僅可以計算13！，也可以15！，17！等等。C語言中的函數就是功能獨立的一段代碼，能夠避免重復代碼，降低出錯率，提高程序的可讀性。函數機制的出現，也使多人共同開發大規模的程序成為可能。

進而引導學生回顧教學中以前學過的主函數和C語言中的一些常見的庫函數（如sqrt（）），總結這些函數的共同點，標識符后面都有一個括號，并以一到兩個子函數為例，講解、編譯、運行，幫助學生更好地認識函數。

在學生對函數有了基本的認識之后，給學生說明并非所有的函數都是現成的，有很多是需要用戶自定義編寫的――用戶自定義函數。在教學中，筆者認為函數的分類最重要的標準就是函數的使用方式，根據函數的使用方式可以將函數分為數值計算函數（有返回值，類型不是void）和任務執行函數（無返回值，類型為void），數值計算函數因為有結果，使用時一般當做表達式的一部分或者函數參數，任務執行函數由于沒有結果，使用時一般獨立成一條語句。

3函數的定義和調用

3.1采用要素提取法完成函數定義

C語言函數設計主要圍繞函數類型，函數名，函數形式參數，函數返回值四個要素展開。

對于函數要素的教學部分，重點講解函數的定義與調用。函數定義的一般形式為：

類型說明符函數名（形式參數表）

{聲明部分；

語句部分；

return（返回值）；}

對函數定義部分還需要掌握的是：（1）類型標識符：函數返回值類型，即結果類型。（2）函數名：合法標識符是函數的唯一標識。（3）形式參數表：由類型和變量名組成。（4）return（返回值）：返回結果。

函數定義中的四個要素的提取方法可以參照用計算器求13！來說明，（1）類型說明符。13！的結果是6227020800，類型說明符就是根據結果的類型來確定，為int。（2）函數名。函數名是函數的唯一標識，在用計算器求13！的過程中，函數名就相當于“n！”按鈕，這里用factorial來表示。（3）形式參數表。當計算13！時，形式參數表就是用來接收13的，假如求17！，那形式參數表就用來接收17，這里可以得出參數數量為一個，類型為int，因此用int x來定義形式參數。（4）返回值。13！的結果是6227020800，返回值就是6227020800。

以求階乘為例，定義函數：

intfactorial（int x）

{int s=1，i；

for（i=1；i

{s=s*i；}

return s；}

3.2函數調用及虛實結合的過程

由上述函數定義可以看出，函數定義并沒有具體的結果，原因在于x的值未定，就如同在計算器上只按下“n！”沒有任何意義一樣。因此，函數的定義只是實現了函數的功能，而最終的目的在于使用函數，即函數的調用。

在函數的調用過程中，還需要重點講解實際參數和形式參數的區別，以及整個虛實結合的過程。在使用函數時后面括號中是具體的值，即實際參數。函數定義中括號中的參數是形式參數，沒有具體的值。在發生函數調用的時候，形式參數用來接收實際參數的值。如：

voidmain（）

{int a=13，c；

c=factorial（a）；

printf（“%d的階乘為：%d/n”，a，c）；}

實際參數是a，有確定的值為13，形式參數為x，用來接收a的值。參數傳遞過程如圖2所示：

在函數定義和調用中需要重點強調的地方：

1）函數名是函數的唯一標識。2）函數必須先定義后使用。3）如果函數為非void類型，函數中必須有return語句。4）普通變量傳遞時為單向傳遞，即由實際參數傳向形式參數。

篇(6)

關鍵詞： 高職教育 《建筑力學與結構》 教學改革

目前許多高職課程是基于普通高等?？茖W校實施的學科課程體系，而課程改革是“增刪式”的，沒有對高職教育的課程體系、結構和內容進行根本性的改造。針對當前《建筑力學與結構》課程教學中存在的一些不足和問題，本文通過對教學過程中教學內容、教學方法和考核方式等方面的探索，簡單討論《建筑力學與結構》這門課程在教學工作中需要注意的問題。

一、深度整合課程內容

建筑工程技術專業旨在培養建筑施工一線的技術與管理人才，而不是設計人才，建工專業學生應形成的專業能力是施工能力，而非設計能力。根據專業培養目標和人才規格的要求，學生應該了解建筑結構知識，準確高效地識讀結構施工圖，并在實際施工中具備處理結構問題的能力。因此，建筑力學與結構課程的教學應注重培養學生的工程概念、工程意識及解決實際工程問題的能力。據此，我們按照“弱計算、重構造、強識圖”的思路選取教學內容并重構課程教學內容體系?！叭跤嬎恪本褪侨趸W部分繁瑣的理論推導及復雜的定量計算，特別是結構設計計算的內容，注重培養學生定性分析問題的能力，將靜力學、材料力學和結構力學及結構設計的內容進行精選和重組，刪除公式推導及結構選型、結構布置、結構計算等設計性內容，著重講解結構基本概念、結構基本構件的設計計算?！爸貥嬙臁本褪侵匾暯Y構構造的教學，為混凝土結構平法施工圖的識讀打下夯實的基礎。以鋼筋混凝土樓蓋、鋼筋混凝土多層及高層房屋、砌體結構房屋、單層廠房及鋼屋蓋的構造（包括抗震構造）和結構施工圖為教學重點?！皬娮R圖”就是在結構教學中，將施工圖、規范、圖集引入到課堂中，以典型結構施工圖為載體，將結構施工圖的識讀與結構知識的學習相結合，將G101圖集中的構造詳圖作為一個重要的內容學習。做到理論部分以講清概念強化應用為重點，專業知識部分以最新頒發的國家和行業標準、規范為依據，有意識地培養學生自覺查閱、熟悉相關規范的習慣，以便學生的應用。

二、采用多樣化的教學方法

隨著計算機科學技術的不斷發展，多媒體教學在現代教學中發揮著越來越重要的作用。例如在講解《建筑力學與結構》時，用多媒體把學生比較熟悉的標志性的建筑如國家大劇院、鳥巢、水立方、東方明珠、比薩斜塔、悉尼歌劇院、埃菲爾鐵塔、金字塔等以圖片的形式展示。經過教師對建筑文化、風格、結構的生動講解，學生對本課程的學習興趣更濃。

在講授鋼筋混凝土梁板柱的構造知識時，采用結構模型做演示，讓學生更直觀地了解各構件的特點和構造要求。采用多媒體、工程圖片、構造模型演示，既可以加深學生對建筑實體和內部結構的理解，又可以強化學生對理論聯系實際的認知。

此外，在教學中應多介紹或參觀工程實例，這樣既可加深學生對問題的理解，又可培養他們的學習興趣。如教室是磚混結構，就可以梁、板為例，介紹簡支梁支座反力、內力、應力的計算方法，介紹截面慣性矩的意義;帶學生參觀一些廠房，然后介紹什么是桁架和剛架及它們內力的計算方法。在教學中，以身邊的工程實例讓學生明確《建筑力學與結構》在本專業中的位置和在建筑結構計算中的作用，培養他們的學習興趣，激發學生的學習熱情、求知欲望和探索精神。

雖然多媒體教學課件以信息量大、生動、直觀等特點在現代教學過程中占據舉足輕重的地位，但我認為用多媒體課件完全取代板書教學并不可取。多媒體課件應以展示圖片及動態圖像為主，如將各種鋼筋、工程中各種截面形式的構件、節點區配筋等拍攝下來插入課件，或將一些不方便用板書形式講解的內容制成動畫，以提高學生的興趣和注意力。除此之外的教學內容，特別是涉及理論性較強的內容和計算時仍應以板書形式循序展開。

三、注重教學內容的內部聯系和順序安排

建筑力學與結構這門課程在整合之初，基本上處于“建筑力學”與“建筑結構”兩大部分知識的簡單組合，兩部分知識仍各成體系，以上、下篇的形式分三學期講授，雖然學時比整合前有所減少，但內容并沒有太大的改變，因此存在許多問題。例如在“建筑力學”部分，我們用了很多學時講授梁的內力圖，可這些內容要在一個學期后才能在“建筑結構”部分的梁的設計計算中得以應用，這么長的時間間隔會使學生產生生疏感，教師只能在講授梁的設計計算方法前再次引領學生復習、回顧，這樣既造成學時的浪費，又不利于學生學習能力的提高。因此，我認為應將力學中有關“梁的內力圖”的內容整合到受彎構件設計計算之前講授，使學生對于工程中的常用構件――梁有一個完整的認識，促使學生從受力的角度分析一些工程中的問題。

四、增加實用的教學內容

增加建筑施工中常見結構計算問題。例如作為結構知識在施工中的應用，可講授鋼筋代換、預制構件施工階段驗算、鋼模板和鋼腳手架的設計計算等建筑施工中常見結構計算問題。

五、考核方式

因為力學課程內容繁多，所以希望期末考試把所有的知識點都考查完是不可能的，這就需要考慮加強平時成績的考核，適當提高平時成績的比例。平時成績可占總成績的40%至50%，例如可以把課堂提問時學生的回答情況及平時作業情況記入平時成績，這樣可激發學生的學習熱情。

參考文獻：

[1]教育部.關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見（教高[2006]16號）.

篇(7)

關鍵詞：二元弱酸酸式鹽；亞硫酸氫鈉；碳酸氫鈉；草酸氫鈉；微粒濃度大小

文章編號：1005C6629（2017）1C0075C04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

二元弱酸酸式鹽（NaHA）溶液中微粒濃度大小排序，常用定量計算方法解決。NaHA溶液中有5種未知濃度的微粒：HA-、H2A、A2-、OH-、H+，有5個關系式：HA-的電離平衡、HA-的水解平衡、水的電離平衡、物料守恒、電荷守恒（或質子守恒）。有研究者列出5元方程組，借助計算機輔助計算，計算了不同濃度的NaHA溶液中各微粒的濃度[1，2]。借助計算機輔助計算固然可以解決微粒濃度大小的排序問題，但讓人感覺排序問題深不可測，更談不上讓高中學生掌握NaHA溶液中微粒濃度大小的排序。為揭開NaHA溶液從濃至稀時微粒濃度大小排序變化的規律，解決中學化學教學中關于NaHA溶液中微粒濃度大小排序的疑難問題，筆者作了如下研究。

常見二元弱酸酸式鹽（NaHSO3、NaHC2O4、NaHCO3、NaHS）的酸根（HA-）其電離平衡常數和水解平衡常數均大于水的離子積常數，在NaHA溶液濃度較大時，HA-的電離與水解明顯地相互促進，因此c（H2A）、c（A2-）總是大于c（H+）、c（OH-）。隨著NaHA溶液濃度逐漸減小，最終出現c（H+）、c（OH-）大于c（H2A）、c（A2-）的情況。在NaHA溶液濃度逐漸減小的過程中微粒濃度大小關系會出現轉折點，稱此轉折點為臨界點。NaHA溶液有呈酸性的和呈堿性的兩種，溶液中微粒濃度大小排序問題既有相似之處又有不同之處。

1 水溶液呈酸性的二元弱酸酸式鹽臨界點微粒濃度及微粒濃度大小排序

二元弱酸酸式鹽溶液從濃至稀變化時，微粒濃度大小排序也隨之變化，因此分析微粒濃度大小時必須說明溶液濃度。在中學化學教學時，常常分析溶液濃度不是很小時微粒濃度大小的排序，因此對溶液濃度大于第1臨界點溶液濃度時作如下探討。

1.4 水溶液呈酸性的二元弱酸酸式鹽第1臨界點溶液濃度和微粒濃度

25℃草酸Ka1=5.90×10-2、Ka2=6.40×10-5[5]，代入表1中第1臨界點的微粒濃度計算式，求得NaHC2O4溶液中微粒濃度，再由物料關系求得第1臨界點的溶液濃度，見表4。

結論：對水溶液呈酸性的常見二元弱酸酸式鹽，當溶液濃度大于第1臨界點時，溶液中微粒濃度大小順序為c（Na+）>c（HA-）>c（A2-）>c（H2A）>c（H+）>c（OH-）。

2 水溶液呈堿性的二元弱酸酸式鹽臨界點微粒濃度及微粒濃度大小排序

NaHCO3、NaHS都是二元弱酸酸式鹽且水溶液呈堿性，現以NaHCO3為例作如下探討。

2.1 定性分析

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