神奇的中国风洞（共8篇）
神奇的中国风洞 篇1
遥远的海市蜃楼, 驼队就像移动的山。神秘的梦幻在天边, 阿爸的身影若隐若现。哎, 我的阿拉善, 苍天般的阿拉善……这首我国著名蒙古族歌唱家德德玛演唱的《苍天般的阿拉善》, 用浑厚醇美、苍凉纯粹的歌声, 无数次地将记者的思绪带到阿拉善这片美丽、神奇的土地。
近年来, 在北京、上海的重要地段突然显耀出以沙漠景观、金色胡杨、戈壁石等为背景的广告灯箱。其中的“中国秘境——阿拉善”让人们眼前一亮, 惊奇之际, 定有许多美丽的遐想。
国家实施西部开发十周年之际, 恰逢阿拉善建盟三十年。2010年7月1日, 记者如约走进阿拉善。
生态立盟夯实基础
在内蒙古自治区的最西部, 有一片称为“中国秘境”的大漠戈壁。这就是拥有巴丹吉林、腾格里、乌兰布和三大沙漠的阿拉善高原。
在为期一周的实地采访中, 记者了解到:阿拉善盟辖阿拉善左旗、阿拉善右旗、额济纳旗、阿拉善经济开发区和孪井滩生态移民示范区, 是内蒙古面积最大、人口最少的盟市。蒙、汉、回等28个民族的20多万儿女, 祖辈生活在这片27万平方公里的土地上, 和睦相处, 携手共进。
阿拉善盟自1980年成立以来, 在中央和内蒙古自治区的关怀和大力支持下, 历届盟委、行署高度重视生态建设, 将生态环境保护建设作为全盟工作的重中之重。阿拉善盟各级党委、政府自觉从维护国家生态安全、国防安全的大局出发, 把生态环境保护与建设, 作为最大的基础建设来抓, 坚持“保护与建设并重, 以保护为主”的方针, 采取“退、保、建、管”等措施, 实施了撤乡并镇、移民搬迁、退牧还草 (林) 、天然林保护、公益林生态效益补偿、飞播造林、人工增雨等工程, 并与社会事业整合和重点城镇建设、工业园区集聚发展相配套, 尽量减少人类活动对环境的影响, 促进生态环境的自然恢复。目前, 阿拉善盟通过实施生态工程, 使局部地区生态环境得到明显改善, 累计搬迁牧民7252户、22614人, 4400万亩草原得到保护, 先后建成2个国家级、6个自治区级、1个旗级的自然保护区, 自然保护区面积达到3991万亩, 占全盟总面积的9.8%, 重点治理区植被覆盖度达到20%左右、森林覆盖度达到5%左右, 每年大风沙尘暴天数由上世纪九十年代末的10～20天减少到3～9天。
在生态建设中, 特别是国家实施黑河流域综合治理后, 闻名于世的东居延海重现生机, 当地各族人民由衷地传诵着“小小居延海, 连着中南海”的佳话。此项工程通过黑河下游额济纳绿洲生态抢救与保护工程、退牧还草工程、生态公益林补偿工程、天然林保护工程、防沙治沙工程、自然保护区建设和生态移民工程等一系列重点项目的实施, 使得阿拉善地区的生态恶化得到有效遏制, 局部地区生态环境得到不断改善, 生物多样性保护取得良好成效。由于特殊的自然环境, 生态建设、生态安全成为阿拉善盟的立盟之本, 是区域经济科学发展的基础。
2010年3月全国“两会”期间, 十一届全国人大代表、阿拉善盟委书记王玉明针对阿拉善的生态建设告诉记者:前些年, 阿拉善曾因居延海干涸、沙尘暴频发等生态危机, 多次引起党中央、国务院和内蒙古自治区党委、政府领导的关注。在巩固多年来生态保护建设成果的基础上, 阿拉善盟委、行署解放思想, 积极结合当地自然和盟情, 制定上报了《阿拉善地区生态综合治理规划》, 重点通过以下三项生态建设工程, 探索生态保护建设新模式, 取得生态保护建设新成效。一是实施沙漠“锁边”工程, 采取飞播、封育、人工造林和公益林保护等措施, 在三大沙漠及周边建成防沙阻沙防护体系, 遏制沙漠扩展、蔓延。二是在乌兰布和沙漠东部边缘实施防风固沙工程, 遏制流沙向黄河倾泻。三是继续实施以水资源保护、防凌防汛、水土保持、生态环境变化监测等为重点的黑河二期工程, 对黑河全流域进行了综合治理。记者在阿拉善盟期间通过实地勘探采访了解到:自国家对黑河干流实施水资源统一管理统一调度以来, 成效是明显的, 特别是黑河流域管理机构为之做了大量艰苦的工作。但也存在一些亟待解决的问题。一是中游水量欠帐问题。据有关资料显示:1999年至2009年, 黑河流域莺落峡年均来水17.47亿m3, 大于多年平均15.8亿m3;正义峡年均应下泄11.12亿m3, 实际下泄了10.01亿m3。十年正义峡累积欠账11.79亿m3。特别是2007年, 一年欠账就高达3.24亿m3, 接近于前6年的欠账总和, 而2010欠账更是高达4.00亿m3, 创下黑河水量统一调度以来的新高。
据有关资料显示:造成目前中游水量逐年欠账的原因是多方面的, 但中游地区耗水量增加是一个重要因素。根据黑河流域管理局资料, 实施黑河流域近期综合治理以来, 原有的林草地、沼泽地大面积消失, 中游地区灌溉面积增加了100多万亩, 同时大规模开采地下水。如果长期发展下去, 阿拉善盟境内的额济纳绿洲不仅无法实现恢复到80年代中期规模的规划目标, 而且通过十年调水使人们看到的额济纳绿洲刚刚开始复苏的生态成果也将夭折, 国家重要的国防科研基地——东风航天城也将受到严重的威胁, 西北、华北的重要生态屏障将彻底崩溃, 黑河流域建设生态文明将变成一句空话。
记者了解到:黑河干流水量统一调度自2003年出现欠帐问题以来, 阿拉善盟水务局、额济纳旗人民政府及水务局配合自治区水利厅黑河水事协调代表, 在历年的黑河调水会议上多次呼吁, 请求黑河流域管理局协调甘肃、内蒙古两省 (区) 尽快解决。同时要求甘肃省水利厅拿出行之有效的水量偿还计划, 遗憾的是直到目前, 仍悬而未决。同时, 黑河干流中游地区的用水量却在逐年增加, 下泄水量在逐年减少。逐年升级的黑河干流调水欠帐问题、以牺牲重要的生态环境而换取眼前经济利益的问题, 已经到了必须采取断然措施尽快解决的地步。
跨越发展富民强盟
历史上, 阿拉善是丝绸之路上的必经之地, 是一个以农牧为主的地区。沧海桑田, 世事巨变。伴随着阿拉善盟三十周年的铿锵步伐, 阿拉善盟历任领导班子在自治区党委、政府正确领导下, 团结和带领全盟各族人民, 以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导, 深入贯彻落实科学发展观, 同心同德, 励精图治, 奋发图强, 着力转变阿拉善地区贫穷、落后、封闭的现状, 逐步实现了向富裕、进步、开放的巨大跨越, 取得了瞩目的成就, 书写了一部三十年发展的壮美华章。
三十年来, 阿拉善盟各族人民立足实际, 发挥优势, 努力推动经济发展、社会进步, 全力提升人民生活水平, 取得了辉煌成就, 阿拉善盟综合实力显著增强, 整体面貌发生了巨大变化。2009年, 全盟实现地区生产总值245.11亿元, 是1980年的91.6倍, 人均达到16147美元;财政收入达到32.64亿元, 是1980年的356.7倍, 人均达到14689元;城镇居民人均可支配收入16604元, 农牧民人均纯收入6821元, 分别是1980年的29.5倍和32.6倍。
在国家、内蒙古自治区政策和投资的有力支持下, 阿拉善盟水、电、路、讯等基础设施条件日臻完善, 生活环境发生巨大变化, 极大地提升了全盟经济社会发展的基础条件。目前, 以220千伏输电线路为主架, 110千伏、35千伏线路为支架的阿拉善电网基本形成, 城镇和重点园区供水紧张状况得以改善, 基本解决了阿拉善右旗和额济纳旗“吃水难”、“用电难”的问题;交通方面, 阿拉善盟结束了盟旗之间不通油路的历史, 乌石高速公路、乌巴一级公路、巴吉一级公路竣工通车, 巴银高速公路阿盟段即将建成通车, 临哈高速公路被列入国家“十一五”公路建设规划, “二横二纵十二出口”的公路网初步形成。截止2009年末, 全盟公路总里程达到7976公里, 比2005年新增2636公里, 其中黑色公路达到3390公里, 比2005年新增1090公里, 基本实现乡通沥青路、行政村通公路的目标;铁路从无到有, 包兰铁路、乌吉铁路在阿拉善经济开发区交汇, 嘉策铁路、临哈铁路临河至策克段建成通车;鼎新机场直通北京, 盟内三旗通勤机场工程即将开工建设;阿拉善盟主要城镇面貌明显改观, 人居环境明显改善, 城镇功能明显增强, 聚集效应和带动作用明显提高, 城镇化率达到75.7%。
三十年来, 在内蒙古自治区党委、政府的正确领导下, 阿拉善盟经济发展突飞猛进, 社会事业全面进步, 民族团结日益巩固, 社会生活和谐稳定, 经济社会呈现出良好的发展态势。阿拉善人以顾全大局、无私奉献、坚韧不拔、艰苦奋斗的精神诠释着历史, 谱写了辉煌, 用辛勤的劳动和汗水将昔日交通闭塞、经济落后的阿拉善建设成了一个繁荣昌盛、生机勃勃的我国西部重要经济区域。
阿拉善盟盟长鲍常青告诉记者:改革开放、特别是国家实施西部大开发十年来, 阿拉善盟坚持以经济建设为中心, 全面推进改革开放事业, 促使全盟经济社会发展实现了一次又一次的重大跨越, 经济总量和各项主要经济指标大幅提高, 总体经济实力显著增强。
阿拉善盟紧紧抓住国家产业政策调整和市场需求变化的机遇, 拓宽融资渠道, 努力扩大固定资产投资规模, 固定资产投资保持高速增长, 投资结构不断优化, 投资贡献率显著提高, 成为拉动经济快速增长的主要动力。“十一五”前四年, 阿拉善盟累计完成全社会固定资产投资422.3亿元, 年均增长15.39%, 投资对经济增长的贡献率达到41.5%, 三次产业投资结构调整为2:57:41。预计2010年全社会固定资产投资达到182亿元。
记者了解到:阿拉善盟资源富集, 物产丰富。其中, 吉兰泰、雅布赖等盐湖的湖盐品质好, 储量居内蒙古第一位, 已有200多年开采历史, 我国第一座机械化采盐场就诞生在这里。贺兰山下蕴藏的太西无烟煤, 品质一流。
在经济建设中, 阿拉善盟立足资源优势, 大力发展特色优势产业, 产业结构不断优化, 三次产业结构由1999年的13.5:31.1:49.4调整为2009年的3:78.5:18.5。阿拉善盟工业经济的主导地位进一步强化, 盐化工、煤化工、金属矿产及冶金等主导优势产业发展势头强劲。阿拉善盟已建成世界最大的金属钠、靛蓝生产基地和全国重要的湖盐、无烟煤生产基地。记者在被内蒙古自治区列为首批生态工业园示范点和循环经济工业示范园区的阿拉善经济开发区采访发现, 现代工业文明正在这里得到体现, 庆华、吉盐泰、太西煤等企业努力发展循环经济, 实现节能减排, 成就显著。2009年, 全盟工业增加值达到180.52亿元, 占地区生产总值的比重达到73.6%。农牧业生产稳步发展, 2009年全盟农作物播种面积达到47.32万亩, 农区养殖业牲畜饲养量达到89.5万头 (只) , 传统的农牧业粗放经营方式得到有效转变, 以节水农业、绿洲肉羊、绿色蔬菜、特色沙产业为主导的农牧产业稳步发展, 农牧业产业化初具规模, 沙漠葡萄种植基地、畜禽养殖基地等重点产业基地陆续建成, 销售收入百万元以上的产业化企业达到25家, 产业化企业实现销售收入3.05亿元。策克口岸作为阿拉善盟对外开放的惟一国际通道和国内陕、甘、宁、蒙、青五省区共有的陆路口岸, 对外贸易迅猛发展, 实现常年开放, 过货总量、进出口贸易总额不断攀升, 是内蒙古自治区第三大口岸。
近年来, 阿拉善盟城乡市场繁荣活跃, 旅游业、现代物流业和房地产业成为第三产业发展的新亮点。其中, 大漠秘境、岩画访古、航天科技旅游, 独立成线, 是内蒙古自治区推出的四条旅游精品线路之一, 也是内蒙古最为神奇、极具发展潜力的精华旅游产品之一。相比而言, 阿拉善旅游资源富集, 与全国旅游产品差异明显、文化内涵丰富。现有2处国家自然保护区、1处世界级沙漠地质公园、1处国家5A级创建试点旅游景区;2处国家4A级旅游景区;3处国家3A级旅游景区及多处国家、自治区级文物保护单位和绿色旅游景区, 正在打造特色旅游基地和特种旅游目的地, 已建成和初步运行的景区 (点) 10处, 旅游资源犹如颗颗明珠遍及阿拉善大地。以贺兰山森林生态旅游、腾格里沙漠湖泊度假旅游、巴丹吉林世界级沙漠探险旅游、额济纳居延文化旅游和东风航天城高科技旅游为代表的旅游精品快速发展, 2009年接待国内外游客145.3万人次, 实现旅游总收入8亿元。如今, 阿拉善盟三次产业发展协同并进, 特别是在统筹城乡发展方面, 位居内蒙古自治区前列, 正在全面建设小康社会的征程中奋力前行。
在特色产业发展中, 近年来, 阿拉善戈壁奇石业横空出世、异军突起, 价格不菲, 享誉海内外, 一件件天然的“璞玉”记录着这里的地质和气候变迁, “雏鸡出壳”、“岁月老人”等等, 栩栩如生;葡萄玛瑙, 流珠挂玉, 令人叹为观止, 在中国奇石界享有“南有柳州、北有阿拉善”的赞誉。据统计, 现在阿拉善盟有近万人从事奇石产业, 正逐渐成为我国著名的奇石聚集地和当地农牧民创收致富的来源之一。
天籟之境人文荟萃
应该这样说:不到阿拉善, 不算到内蒙古, 这是记者在阿拉善采访时的真切感受。阿拉善的自然和人文风情在内蒙古是独特的。据统计, 阿拉善盟的54万亩天然次生林, 有脊椎动物177种, 其中有马鹿、盘羊等18种国家级保护动物, 是我国自然原生态保存较好的地区之一。大自然的鬼斧神工造就了阿拉善的神奇。高山、草原、沙漠、湖泊、河流等等, 构成了阿拉善特有的美丽自然风貌。
巍巍贺兰山绵延250公里, 犹如一条绿色长龙, 横亘在阿拉善的东南缘, 主峰海拔3556米, 是内蒙古最高峰。贺兰山国家森林公园峰峦叠障, 苍松翠柏, 云雾缭绕, 山坡谷底花草丛生, 清泉潺潺。而金秋时节的额济纳旗的39万亩胡杨林, 是当今世界仅存的三处天然河道胡杨林之一、是阻止巴丹吉林沙漠向北扩散的重要屏障, 是中国西部生态的天然宝库。每年深秋, 这里游人如织, 时光悄然变换之中, 一片浓绿变成金黄, 额济纳河畔流光溢彩, 宛如天境。腾格里沙漠和素有“沙漠珠峰”美誉的巴丹吉林有200多个湖泊, 它们如银色珍珠镶嵌在阿拉善大地上。碧空、黄沙、天鹅、湖水、绿洲, 构成了神奇美丽的大漠风情, 阿拉善沙漠世界地质公园海市蜃楼亦幻亦真……
阿拉善的金色戈壁, 广袤无垠, 令人叹为观止。无论是额济纳旗马鬃山戈壁, 还是阿拉善左旗的敖伦布拉格大峡谷、阿拉善右旗的额日布盖大峡谷都神奇壮美, 其“色如渥丹, 灿若明霞”, 是典型的丹霞地貌。阿拉善境内的海森楚鲁怪石, 千姿百态, 若悟空嬉闹, 或八戒酣睡, 或雄鹰展翅, 惟妙惟肖。
贺兰山横峙西北, 素称“关中屏障, 河陇咽喉”。黄河以西贺兰山阴至额济纳河, 是北方历代少数民族游牧生息之地。早在原始社会时代, 这里就有人类活动:在额济纳旗境内发现了旧石器时代用石英石击成的石器;在阿拉善右旗境内曼德拉山发现了新石器时代古代先民留下的4000多幅岩画;1958年在阿拉善左旗巴彦浩特西南的鹿圈山上发现了灰坑遗址, 出土双耳红陶罐, 它和仰韶文化有密切联系, 属新石器时代晚期。
翻开阿拉善厚重的历史, 大禹治水、穆王西巡、王母举觚、老子成仙……都在这里留下了先人的踪影和传说。自春秋时代起, 敦厚善良、勤劳朴实的阿拉善各族人民, 在征服自然、创造历史的同时, 也传承着远古的文明, 延续着自己生命的年轮。其中, 6000多年前的曼德拉山岩画、贺兰山岩画生动地反映了我国古代北方少数民族文化。其中的曼德拉山岩画以数量众多、内容丰富、分布密集、延续时代长, 居亚洲第一、世界第二, 是人类艺术的宝库。它们栩栩如生地反映了古代先民在阿拉善地区的生产生活情景;额济纳旗的居延遗址曾出土了大量的汉简和西夏文物, 居延汉简与殷墟、甲骨文、敦煌遗书并称为二十世纪东方文明的四大发现。黑城是“丝绸北道”上现存最完整的一座古城遗址, 曾是汉、唐、西夏和元帝国的军事重镇、丝绸之路的重要关隘, 唐朝著名诗人王维和意大利著名旅行家马可·波罗都曾在这里留下优美的篇章。汉唐以来留下了许多优美的边塞诗词。王维的《使至塞上》云:单车欲问边, 属国过居延。征蓬出汉塞, 归雁入胡天。大漠孤烟直, 长河落日圆。萧关逢候骑, 都护在燕然。这些优美的诗句生动形象地描绘了阿拉善的大漠风光。
三十年来, 阿拉善盟作为边疆和少数民族地区, 在国防建设中发挥着不可替代的作用。世界航天三大中心之一、中国航天第一港——东风航天城坐落在额济纳旗宝日乌拉草原上。从第一颗“东方红”卫星, 到“神舟”载人航天飞升空, 中国航天史上众多的“第一”在这里诞生, 中华民族千年飞天夙愿在这里圆梦。历届盟委、行署和驻地部队高度重视“双拥”工作, 军民携手共建边疆, 形成了坚若磐石的钢铁长城。在加快经济发展的同时, 阿拉善盟各项社会事业协同并进, 科技、教育、文化、广播、电视、卫生事业等取得了长足发展。其中, 科技项目工作实现新突破, 科技合作与交流领域不断拓展, 以企业为主体的技术创新体系进一步完善, 以优良品种选育、飞播牧草试验、肉苁蓉、锁阳人工栽培试验研究为代表的科技成果不断涌现, 人民群众的科学文化素质和能力明显增强。教育改革不断深化, 教育资源配置进一步优化, 教育投入力度逐年加大, 以“两基”巩固提高为重点, 注重民族教育, 提升职业教育, 继2006年实施九年义务教育全免费、2009年高中阶段免学费教育的基础上, 阿拉善盟将从今年9月1日起, 对全盟学前教育阶段幼儿免除保教费, 至此, 全盟15年免费教育体系逐步形成。阿拉善盟基层文化建设得到有力推进, 文艺创作健康活跃, 群众性文娱活动蓬勃开展, 文化市场进一步规范, 民族文化遗产的挖掘与保护工作得到加强;公共卫生服务水平不断提高, 城乡医疗救治体系建设步伐加快, 就业和社会保障工作同步加强, 城乡社会保障体系逐步健全。2009年, 阿拉善盟城镇就业人数达到65989人, 新增就业5186人, 参加基本养老保险44781人, 城镇居民医疗保险参保人数30818人, 参保率达88.1%, 参加新型农牧区合作医疗农牧民58568人, 参合率达96.15%。人口计生、民政、民族、公共安全等社会事业全面进步。
在文化建设方面, 三十年来, 阿拉善盟坚持社会主义先进文化前进方向, 以文化促和谐, 以文化促发展, 以文化促繁荣, 努力提高地区文化软实力, 提升了城市品位, 推动了社会进步, 促进了地方经济建设。阿拉善盟歌舞团、乌兰牧骑等专业团体创作了大量富有时代风采、地方特色、民族风情的优秀歌曲、舞蹈、曲艺等艺术作品。其中, 2007年, 阿拉善盟为内蒙古自治区成立60周年编排的献礼节目《大漠情韵》, 在全区选演中受到好评, 并配合中央艺术团高质量地完成了庆祝自治区成立60周年大型慰问演出。2007至2010年, 连续四年举办了阿拉善盟春节电视晚会。三十年来, 阿拉善盟文化部门还积极深入农牧区、厂矿、部队、企业开展送文化下乡活动, 共开展下乡演出3万余场, 丰富了农牧民群众的精神文化生活, 为农牧民群众送上了精神食粮。群众文化活动丰富多彩, 形成月月有活动, 处处有特色, 文化活动常年不断线的良好氛围。阿拉善左旗乌兰牧骑获全区“十佳”乌兰牧骑称号, 额济纳旗和阿左旗乌兰牧骑分别被评为全区一类、二类乌兰牧骑。《驼乡欢歌神舟情》2009阿拉善盟春节电视晚会首次在内蒙台向全区、全国播出, 开创了阿拉善春节电视晚会面向全国播出的先河。
近年来, 随着阿拉善盟经济社会的快速发展, 文化旅游业、文化娱乐业、艺术表演业、工艺美术品业等文化产业悄然兴起。除了艺术创作和重大演出外, 阿拉善的工艺美术品以挖掘地方特色文化为主线, 积极研发具有地方民族文化品位并与当地传统工艺品相结合的工艺美术品, 先后开发研制了具有地方西部开发·内蒙古篇特色的民族工艺地毯、传统手工马头琴、沙画、蒙古族服饰、沙嘎工艺品、手工银器、根雕、木雕、工艺羊头、蒙古族刺绣、水晶制品、皮画、驼具、烫画、石画等。阿拉善民族工艺地毯、驼具、蒙古象棋已列入我国首批非物质文化遗产名录, 大部分都用于旅游产品开发项目, 自产自销或远销区内外, 成为发展文化产业的重要组成部分。2009年, 阿拉善盟精心组织、策划、排演的体现阿拉善民俗风情旅游歌舞晚会的《金帐盛宴》, 在全盟旅游景点推出, 成为对外展示阿拉善民族文化的重要窗口和文化名片之一。
记者从阿拉善盟文化广播电影电视局得知:党的十七大以来, 阿拉善盟围绕构建公共文化服务体系, 切实抓好文化基础设施建设, 努力实现文化大发展、大繁荣, 盟、旗一批文化工程相继建成。在文化设施建设上, 阿拉善盟2008年以来又先后开工建设了盟传媒中心、盟文体中心、盟博物馆、盟图书馆、盟剧院, 盟歌舞团、群艺馆综合楼工程。在旗级文化设施建设上, 阿拉善左旗巴彦浩特体育场, 阿拉善右旗文化大厦、广播电视大楼、乌兰牧骑大楼, 额济纳旗文化活动中心等先后投入使用。额济纳旗广电大楼、额济纳旗博物馆即将落成。阿拉善盟先后争取国家、自治区匹配资金和设备, 建设了阿左旗、阿右旗、额济纳旗文化信息资源共享工程。其中, 额济纳旗已投入使用, 阿左旗、阿右旗设备已到位, 正待安装。在苏木嘎查文化设施建设上, 阿拉善盟抓住国家扩大内需政策机遇, 新建全盟24个文化站, 17个已建成。阿拉善为盟民族歌舞团, 阿拉善左旗、阿拉善右旗、额济纳旗乌兰牧骑配备了流动舞台车, 为艺术团体下乡演出创造了良好的条件。阿拉善盟以“阿旺丹德尔杯”、“苍天的驼羔”诗歌比赛、“奶祭杯”牧民文学那达慕为代表的诗歌文化成为阿拉善文化界的又一奇葩, 每年吸引上百名来自全区、全国的文学爱好者参加, 一系列蒙古语诗歌文化活动已成为阿拉善文化有影响力、有特色的重要组成部分。
采访中, 记者了解到:阿拉善盟文化底蕴丰厚, 物质和非物质文化遗产历史悠久、资源丰富, 是当地各族人民弥足珍贵的精神家园和文化基因。全盟现有定远营古城、居延遗址2处国家级文物保护单位, 广宗寺、曼德拉山岩画等22处自治区级文物保护单位, 旗级文物保护单位90处。
近年来, 阿拉善盟积极打造以额济纳国际金秋胡杨生态旅游节、阿拉善奇石文化旅游节、巴丹吉林沙漠文化旅游节、孪井滩马兰花节为代表的节庆文化, 通过举办观光旅游、慰问演出、专场晚会、书画展览、民族体育竞技比赛、阿拉善非物质文化遗产展示等活动, 使节会已成为一项集文化、旅游、经贸为一体的大型综合盛会, 成为推介阿拉善的重要窗口和受人民群众欢迎和喜爱的品牌文化。同时, 也提升了阿拉善盟的知名度和美誉度, 为经济社会发展夯实了强劲的文化动力!
三十年励精图治, 科学发展谱华章。“中国秘境”——阿拉善的明天将更加美好!
摘要：这里有世界沙漠地质公园, 大漠瀚海、海市蜃楼、驼铃声声, 大自然的鬼斧神工描绘出的美丽神奇的立体画卷。巍巍的贺兰山森林带郁郁葱葱, 泉水叮咚, 人与自然和谐相处;这里有“塞外小北京”之称的巴彦浩特镇、美丽的额济纳胡杨林、居延海;这里有“东归英雄”——著名的蒙古族土尔扈特部历尽艰辛创造的史诗, 成为民族团结、爱国主义的佳话;这里有中国航天第一港——“东风航天城”, 举世瞩目的“神舟”号飞船在此飞向太空, 实现了中华民族千百年来的飞天梦想……
神奇的中国风洞 篇2
高频感应等离子体风洞的光谱诊断
建立高频感应等离子体风洞在国内是近几年的事情，因此对风洞内等离子体参数的诊断也刚刚开始。本文论述了利用氩光谱的相对强度法测量高频感应风洞的.等离子体温度及其分布的原理和装置,并给出了实验结果。
作 者：张秀杰 林烈 吴彬 作者单位：中国科学院力学研究所, 刊 名：空气动力学学报 ISTIC EI PKU英文刊名：ACTA ACRODYNAMICA SINICA 年，卷(期)：2001 19(1) 分类号：V211.74+5 关键词：等离子体风洞 等离子体光谱诊断 局部热力学平衡太阳能发电矩阵的风洞研究 篇3
在商业建筑物平屋顶上安装的太阳能电池板阵列经受着强风的吹袭, 因而其系统结构的安全性能备受关注。位于美国洛杉矶的Dependable物流中心屋面1.22MW光伏项目 (见图1) 要求光伏系统达到建筑安全可靠的要求。为满足这一要求, 本研究所提供的风载荷的要求已经达到或超过美国土木工程师学会 (ASCE) 7-05标准的要求, 为简化太阳能板上风压的规定条件, 以便在考虑压载时使用, 并符合建筑研究所的建筑物荷载的建议, 根据建筑物的风洞实验研究要求进行[2]。
本文确定了屋顶光伏阵列在风洞内进行测试的物理模型和测试条件, 描述了所开展的屋顶光伏阵列在空气动力学研究的试验方法, 并对其过程和结果进行分析、讨论。
1 物理模型和测试条件
将一个1∶20比例的光伏系统Matrix Pro (清源专利) 安装在通用平屋顶的商业建筑上。该模型位于“典型”工业大厦的平屋顶, 其屋顶高度相当于实际建筑的7.5m、平面尺寸约为25m2, 位于风洞测试隧道设施中。脉动风压的探头和测量仪器安装在模拟太阳能板的顶部和底部的表面。测试模型是由一个4×10的阵列组成 (见图2) 。由C/A值 (等比效应系数) 的形式呈现其结果, 它们可以应用任何规格大小或方向 (纵向或横向) 的太阳能板。
在通用型建筑中, 非正式的阵列按两种配置划分, 本文对其进行了建模分析 (如图3) 。图3 (a) 中组件安装在屋顶的西南角, 没有护墙;图3 (b) 中组件安装在屋顶的西侧边缘, 护墙的高度等于阵列高度的3倍。上述配置进行了系统倾斜角为10°、12.5°、15°和20°的测试。在所有配置与测试中, 采用阵列和屋顶边缘之间的2m最小余量。
研究中设计风压力是基于清源科技太阳能光伏结构产品的设计提出的。对典型水平或低坡度 (<1∶10) 平屋顶商业建筑物, 在标准地形条件下, 高度选取4.5~18m。其他光伏系统设计在本次调查的范围可能会产生不同的风荷载。如果阵列位于偏离标准地形条件下的重大建筑项目工地附近, 可能会发生一些负载的变化。
其次, 在风洞测试中, 针对屋顶光伏阵列所需要采用的风压进行设计。
2 设计风载
为了获得光伏系统在区域内的长时间风压参数, 实验中10min的平均风速对应的是100a的名义等效率。这意味着在真实条件下, 在任何一年里系统将经历这样速度的概率是1%。实验中的测试方式不针对任何一个特定的位置, 季风变化的定向偏差没有反映在预测中。研究中假定风向从最有效果的方向对模板进行作用的设计方式。
光伏阵列设计时, 必须考虑相应光伏元件承受的净风压作用。文中所提供的结果, 包括光伏组件上下表面风压的分析 (由比例模型通过风洞试验直接测量) 。每个阵列元素的净压力是通过直接测量阵列的瞬时压力差来确定的。
在这项研究中, 主要关注的是压载的要求, 以防止光伏系统离地升空。因此, 向上抬起力的测试是主要关注的, 不过同时还分析了在向下和横向 (拖动) 方向的力量。首先是负载作用在一个独立光伏阵列, 假设阵列内的单个组件结构与相邻板分开, 并依靠自身的压载系统。这个假设也适用于组件支撑件的设计。
其余分析针对逐渐扩大的平均面积。假设这些每个独立的平均能够通过施加压载的再分配去抵抗风荷载。这种方法提供了一个安装加载的见解, 强大的互连使压载及系统部件的重量更有效地协助阵列并固定在相应位置上。
3 设计风压
假设压力系数代表最坏情况下的风向, 是风洞中建模的36个风向获得的数据组合。由于所选平均面积被投射到水平面上, 以直接预估抬升/下压力 (即直接解释为余弦的倾角) 或投射到垂直面上, 以确定阻力 (拖拉力) 组成部分。因此, 使用推荐系数得出的压力可适用于这种平均面积内的所有光伏模块面积。不推荐在超过30m高的建筑物上安装的太阳能电池阵列。
把一个阵列分为6个空气动力区域, 包括角落、边和实地, 如图4、图5所示。角落区域是由前列太阳能板的风暴露产生, 不利于两侧从相邻太阳能板的掩护。边角区包括屋顶面积相当于3个太阳能板在东西方向, 并且3排在南北方向, 对两侧的开放式屋顶。边缘区是沿着北, 南, 东或西边缘的空气动力区域, 边缘区由前列太阳能板的风暴露产生, 不利于单侧从相邻太阳能板的掩护。边缘区包括3个太阳能板在东西方向, 或者3排在南北方向。
由于风洞测试的局限, 对于研究中提供的风压系数, 不考虑当地风气候的方向性以及周围地形的影响, 不考虑太阳能电池阵列的安全或负载因素。通过代码分析方法计算风荷载。因此, 当确定压载方案时, 建议具有建设设计管辖权的官方要确认适用于风压的适当载重因素。
基于在屋顶系数的差异, 对中层或高层建筑开展具体的风洞试验, 其系数通常参考低层和高层建筑的规范和标准。基于这种方法, 建议相应的风荷载系数乘以1.5的风险系数, 足以满足在这种情况下设计屋顶安装阵列。
通过测试获得规则阵列分为6个空气动力区域的载荷系数GCp值并进行分析。阵列受力横向拖动所受载荷取决于阵列的自重, 阵列越重, 被拖动的载荷就相对小。但随着自重的增加载荷的读数呈现收敛现象 (见图6) 。
随着阵列角度的增加, 抬升载荷的读数也成比例增加 (见图7) 。
值得注意的是北部所受的拖拉载荷GCp在不同角度的阵列配置时都有接近的读数, 基本围绕着0.9 (见图8) 。
无围墙的条件下, 阵列角落所受载荷GCp相对剧烈, 波动范围为0.3区间。有围墙的阵列整体载荷GCp均匀, 波动范围在0.1内 (见图9) 。
在有围墙的条件下, 抬升载荷GCp影响在不同角度系统的配置下都相应降低了50% (见图10) 。
4 阵列刚度平均面积
连续阵列的平均面积代表了阵列的最大平均面积, 阵列中任何间断将使测试结果完全不同。最大可获得平均面积表示为X乘以Y。其中X是太阳能板在东/西方向上的数量, 是自身能够分担负载。Y是太阳能板在北往南方向上的数量, 能够实际分担负载。
当指定范围越靠近阵列外侧, 使得更少的相互连接的太阳能板与整个阵列分担负载。不连续阵列, 例如缺失太阳能板或缺乏相互连接, 也会导致相邻太阳能板分担负载的减少。在这种条件下的压载设计, 连续阵列的平均面积应相应减少的数额等于缺失板块的数量 (见图11) 。
值得注意的是平均面积之间的差异, 其中涉及相邻太阳能板之间如何共同分担抬升风荷载, 基于阵列的空气动力学而规定不同的抬升和拖动值。
5 压载
压载用于防止滑动和掀起, 这两种情况之间的最大价值, 可以分别使用下列公式进行确认, 并应用于设计中。
压载-抬升阻力为:
压载-滑动阻力为:
式中:αw—风荷载系数;
αD—绝对载系数;
ρ—现场位置的平均参考压力, N/m2;
M—适当平均面积装配系统的自重, kg;
fn—屋顶和支架系统之间的摩擦系数;
Auplift—投射到水平面上的太阳能板面积, m2;
Adrag—投射到垂直面上的太阳能板面积, m2;
|GCp|uplift—测试结果中获得的所选平均面积上升载荷系数绝对值;
(GCp) *drag—测试结果中获得的最高阻力载荷系数乘以相应的面积比例因子;
|GCp|*uplift—测试结果中获得的最高上升载荷系数绝对值乘相应的面积比例因子。
静载荷因素/风载荷因素参考标准如图12所示。用光伏阵列完全覆盖的屋顶面积描述了相应的抬升/下压力比例因子。
6 结语
使用上述系数得出的压力可以应用到所有光伏组件领域, 投射到一个平面内选定的平均面积, 确定抬升/下压力的力组成部分的目的, 或确定拖拉力组成部分的垂直平面。
平均区域较大的下压力系数, 可从曲线获得单个模块系数乘以适当的面积减少的因素。这些减少的因素仅适用于横跨至少有3行阵列的扩展的区域平均。
该项目的研究满足了工程要求, 为压载研究提供了经验和方法, 同时也可以为后续建设和设计提供新的参考。在光伏阵列研究领域对测试方法和参数的确立达成更广泛的共识提供支持。
神奇的中国风洞 篇4
12月上旬的北京, 时温零下五六度。龙形水系的水面, 冻结了厚厚的冰。阵阵寒冷的北风吹来, 尚未戴手套的手, 虽然不停地替换着插进衣袋里取暖, 但我那颗急切走进鲁班奖工程——中国科学技术馆的心没有半点凉意。
走在龙形水系河畔的湖景公园, 我的思绪一下子回到十年前的那个梦想。
2002年3月, 冬去春来, 3月的北京生发着春天的气息。
一天, 我走进了住建部总工的办公室, 谈质监管理, 谈工程质量, 还谈了一个愿望:当我有较多空余时间的时候, 我要为鲁班奖工程写点文章。总工的一句“弘扬鲁班精神, 传承鲁班文化, 是件好事”的话, 我一记就是十年。
十年愿望, 就在这龙形水系开始实现。
科技馆
水系湖景, 冬日极致, 枝头竞展。层林之间映透着一个巨大的球体和块体构成魔方的建筑, 这就是中国科学技术馆。
科技馆建筑是由一个正方形的单体与一个球体组成。一方一圆, 是建筑哲学的最高境界。建筑师介绍说, 这是中国古代科学思想和现代科技馆的特点相结合, 利用若干个积木般的块体相互咬合及若干块玻璃相拼合, 使之呈现一个巨大的“鲁班锁”式的主体魔方与象征浩渺宇宙的球体, 神奇地组合在一起。
建筑方圆一体, 天然而成, 神奇而巧妙。
魔方和球体, 体量硕大, 大小匹配。整个建筑占地4.8万平方米, 建筑面积10.2万平方米。地面五层, 地下一层, 层高9.5米, 球体直径30米。
球
常绿的灌木把球体的基座遮挡, 球体好似悬浮在灌木丛林之上, 显得那样的轻盈。
灌木丛林绿枝绿叶, 映照在玻璃的球面上。球面显现的影像与灌木不大对称, 显然有些夸张了。人近而观之, 人像也变形了。视觉感受换了味儿, 甚是新鲜、奇特。
球体的外壳, 是由无数块边长大约30厘米的三角形镜面玻璃拼装而成。这镜面玻璃的块数到底有多少?观赏的人是很难数得清楚的。我想, 恐怕只有设计这个球体的建筑师和施工这个球体的建造师, 心里才有底数。
球面玻璃与玻璃之间的拼缝, 连贯起伏, 飘逸灵秀。拼缝与拼缝交织出无数个大小一样的三角网格, 网格内装嵌着无数块大小相同的平面玻璃, 就这样拼装成一个球面。球面的圆形, 十分圆润, 真是圆如盈月。建造师能把平面的三角玻璃, 装拼成浑圆的球面, 真有巧夺天工之妙, 鬼斧神工之奇。奇妙的手法, 所建造的玻璃球体, 难倒了摄影人用镜头来捕捉它。
球壳的支撑体系, 就是钢结构网架, 隐其壳内, 不显山露水。只有在观看影片之前介绍音响设备时, 我们才可隐隐约约看到钢构网架体系。支撑体内隐藏的东西还有许许多多。比如, 照明系统、通风采暖系统、空调系统、消防系统、还有检修的通道等等。如同宇宙一般, 深藏万物。就算是一个摄影人, 也是很难用摄影语言来表达这些藏在深宫之物的。
球壳内是半个球体的看台。看台是混凝土结构, 有三层。层层布置有出入口, 看台下设有房间。一层是主出入口, 二层设备用房, 三层是控制室。看台面安设有好几百号椅子, 与银幕相对。
看台坡面很陡, 坡度角大约50～60度。你不管坐在哪个位置, 面对着球型银幕, 都有高耸云天之感。伸手可摘星星, 宇宙万物近在咫尺。坐观影片, 如乘飞船看宇宙。飞梭穿越宇宙万物之中, 高山、海洋、星星, 在眼前闪过, 在脚下飞逝。球型影院看影片, 给我们身临宇宙般强烈的视觉冲击感受。
魔方
通道一端连着球体, 另一个端连接的, 就是“鲁班锁”式的魔方建筑。魔方建筑的主门面临湖景公园, 遥望龙形水系。
门楼是一面宽大高耸的玻璃幕墙。明亮高耸的线条, 把幕墙分隔成一幅一幅的条块, 条块的正面不在一个平面上, 错位平行。一幅条块只有一个侧面, 每幅条块的侧面也是相互平行的。门楼高大, 简洁, 又富有神秘的立体感。伫立门前, 深感楼内别有洞天。
步入大厅, 仰望才能看见顶棚。靠近门楼的顶棚, 有三层楼高。再向里进深, 便是两层楼高的顶棚。在两层楼高的顶棚下面, 悬挂着许多银色球。小小的银球, 按一定的轨迹上下起伏运动, 形成一幅幅变化无穷的又运动着的立体画。这高大宽敞的空间, 便是游客的天地, 是游客活动集散的地方。
宽敞明亮的门厅, 延伸着许多通道。通道连接着坡道电梯和竖向电梯, 电梯又连着上一层的通道。通道和电梯把游客欢送到想去的功能区。这里的通道特别宽敞, 在电梯旁边还有宽大的疏散楼梯。
功能区如同积木般的块体, 相互咬合组织在一起。层层相咬, 上下错开。整个建筑呈现一个巨大的魔方。
四面外墙, 变化种种。有凹有凸, 有镂空有悬挑, 有大板块、也有小板块, 有长方形板块、正方形板块、也有L形板块。有明框玻璃幕墙、也有隐框玻璃幕墙、还有隐框石材幕墙。有不锈板材饰面、也有不锈钢型材饰面。
外墙面用型材饰面最多, 也尤为突出。型材大约倾斜45度角固定在外墙面上, 一根紧压着一根。接头设在一条线上, 隔根相接, 接缝在饰面上形成规整图形的虚线框。
相邻的饰面板块的型材倾斜方向是相反的。型材倾斜方向不同, 光的反射也就不同, 板块的色调也就不一样了。有明有暗, 有深有浅, 在饰面上就形成了形状不一的各种板块。同一种饰面材料, 就拼装成魔方图案的板块。摄影人用摄影语言, 把它记录下来, 便是一幅优美的图案。
线条美
科技馆施工的精巧, 可见于建筑的线条。线条之优美, 应属球体线条为最。球面上线条经纬相交, 条条交织, 圈圈交合。网格均布, 大小相同。
线条均布球面, 看相万千。有如委蛇起伏, 曲美流畅, 头衔尾咬。又如锦带飘逸, 起舞弄影、轻盈灵秀。时显崇山峻岭之轮廓, 又能抹出微波荡漾之水形。
线条之相, 宛如桂林漓江看景, 想象什么像什么, 越想越像越神奇。
室内, 室外。地面, 墙面。踏步, 门槛。内外或上下, 垂直或水平, 饰面砖的线条直线相接。
室内门厅、通道的地面砖板缝线条, 直线延伸, 或垂直转向伸至室内墙面, 或直线延伸跨过门槛伸向室外地面、踏步、广场。室外地面线条直线延伸或又垂直转向伸至室外墙面。外墙面不论是石材幕墙还是玻璃幕墙, 其线条与室外地面线条全部对接。从室内到室外, 从地面至墙面, 线条全部对接, 直线延伸。
有施工经历的人都知道, 上百个平方房屋的室内外和地面墙面线条全部对接是不容易做到的。一个十几万平米的建筑, 内外和上下线条能做到全部对接, 确实是一件神奇的事情。唯有精心设计, 精心施工才能企及。
精心于图, 才能达到完美的设计。各面线条全部对接, 是一种简洁的美。精心于工, 才能保证线条宽窄一致, 不偏不离, 一一对接, 简洁明快。视之神怡, 观之优美, 赏之悦目。此手活说起来容易, 做起来艰难。建筑物一个边长的砖缝就有成百上千条, 一条砖缝相差零点一毫米, 偏差累计起来, 可是个大数值, 线条就无法全部对接了。
中国科技馆, 鲁班奖工程, 精致纷呈。仅述一点, 难表全貌。
链接:
中国科学技术馆 (新馆) 为2010～2011年度鲁班奖工程
设计单位:北京市建筑设计研究院RTKL国际有限公司
主承建方:中建八局西南公司项目经理:徐德华
参建方:中建工业设备安装有限公司
国都建设 (集团) 有限公司
际高建业有限公司
神奇的中国风洞 篇5
风洞试验利用测控技术控制相应设备产生可控气流模拟飞行器绕流,并依靠测控技术获取飞行器所受到的气动力/热/载荷等多种气动特性数据,因而风洞测控技术是开展空气动力学试验的核心技术之一。风洞测控技术的发展对提升空气动力试验与研究能力、水平及质量效率有着决定性影响。
传统的结构化风洞测控软件存在可扩展性与重用性较差、不易维护、开发周期长、成本高等缺点,造成风洞测控软件平台通用化程度不高,各风洞之间测控软件差异较大,操作界面、数据格式及通信接口等各不相同,岗位培训工作量大,跨风洞人员交流困难,试验数据重复利用率差,风洞群的协同验证作用难以充分发挥。因此,使用结构化设计方法设计开发的测控软件设计已难以满足当前试验需求不断发展、试验技术日趋复杂、试验设备升级改造和软件平台规范标准的要求。
1 风洞测控软件平台通用化现状
为了进一步提高风洞试验效率和数据质量,世界一流的气动机构在风洞测控软件平台通用化方面开展了大量工作,其典型代表就是DNW开发的GAIUS(Generic Automated Integrated Universal System)系统。
DNW风洞联合体管理运营着德国和荷兰的12座亚、跨、超、高超声速风洞。这些风洞建设于不同时期,并且在未来几年内,这些风洞的测控系统都将达到设计使用寿命。为此,DNW为这些风洞统一研发部署了GAIUS系统[1]。系统模块设计如图1所示。
系统包括GAIUS总线、基于用户脚本的中控系统、用户界面接口、现场设备控制(含风洞设备控制及模型姿态控制)、数据采集、数据处理等功能模块。系统具有如下特点:
(1)封装性。系统将风洞测控系统底层及核心功能封装为基类,模块由基类派生,解决单一通用问题,并根据功能划分进一步封装为软件组件,隐藏具体实现细节,提供接口供风洞测控岗位人员及试验负责人灵活调用,这就使得试验任务承担人员等非专业软件开发人员能方便快捷地在通用基础平台上构建满足不同应用需求的测控程序。
(2)独立性。组件独立于编程语言,采用不同的语言编写的组件能在一起协同工作,并通过标准接口连接到GAIUS总线,组件与组件采用实时发布-订阅中间件RTPS实现通信,满足不同技术背景的专业人员对测控软件的开发需求。
(3)灵活性。可以对组件单独进行升级,改进完善原有的功能;对于设备升级造成的底层软硬件的修改,也只要保证提供的基类和组件对外界的接口不变,就不会影响原有应用系统的运行,具有良好的兼容性和灵活性。
基于组件的软件开发技术从根本上改变了软件的生产方式,与传统开发方法相比具有明显优势:首先,提高了软件重用率,通过标准的接口将现有代码进行包装,制作成可重用的组件,保护并继承了现有技术成果;其次,使开发的系统更加灵活,模块化程度高,模块耦合度低,更加便于维护和升级;最后,降低了对系统开发者的要求,更加易于学习和使用。
GAIUS系统减少了DNW在众多风洞上的重复投资,不同设备之间的操作人员交流变得更简单,设备的升级改造变得更容易,试验效率得以提高。据报告称,GAIUS系统的应用使DNW所属风洞试验效率提高约30%。
DNW风洞群GAIUS系统的研发理念对我国未来的风洞群建设具有重要参考价值。
2 基于组件的风洞测控软件平台设计
合理有效的软件体系架构设计有助于分析和描述系统的不同层次结构,简化软件系统的开发,既便于软件重用,又便于系统的扩展升级。
2.1 总体思路
本文提出的组件化测控软件基于面向对象思想并结合了组件开发的方法,将测控系统分解为一个软件框架和若干实现基本独立功能的模块,并将这些完成不同功能的模块都封装成组件的形式,根据实际的测试任务需求,在软件框架上选取所需的组件并加以装配,从而形成一个满足特定需求的测控系统。
2.2 层次结构
风洞测控软件平台主要有两个任务:一是为用户提供一个建立和操作测控系统的集成开发环境;二是接收用户提出的测控需求,完成系统的组装及风洞试验测控任务。因此,根据这两个任务,可以将整个测控软件划分为用户定制层和功能实现层两部分[2]。整体结构如图2所示。
2.3 组件划分
一个组件通常包含一个或多个逻辑上相关的类,合理地划分组件,有利于组件的复用和实现,以及系统的配置管理。组件粒度越大,其功能就越完善,独立解决某一类问题的能力就越强,但实现和理解组件就相对困难,重用难度加大;粒度越小,组件越易于复用,但管理组件等代价将增大,甚至大于复用带来的好处。划分组件时应从功能模块的完整性、高内聚和低耦合性等方面出发。本文根据风洞测控系统特性,依据重用原则、闭包原则、消息传送原则、分布式服务分割原则,对风洞测控系统的组件进行如下划分:
(1)用户定制层为风洞测控软件的上层,主要功能是用户根据其需求通过用户定制界面设置测控系统运行需要的各种数据信息,包括选择功能组件、确定输入参数等。当用户对系统定制完毕后,就会生成基于XML的定制信息表。然后,应用程序控制中心将定制信息表传递至功能实现层。当用户制定不同的功能时,通过在用户定制层给出的信息调用相应的功能实现层控件,实现整个软件系统的运行,还可针对不同的需求进行扩展。
(2)功能实现层为风洞测控软件的底层,负责接收并解析上层传递下来的XML定制信息表,实现底层数据间的传输以及发送控制命令,最后生成用户定制的系统运行界面。按照组件技术设计的观点,根据需要对系统要实现的功能进行分类和归纳,将功能实现层软件的主要操作封装在相应的类中,形成不同的功能组件库。应用程序控制中心根据装配信息,将用户选取的组件从库中调用出来并进行组合,从而构建出一个定制的测控软件系统。
2.4 组件接口与通信
组件划分后需要进行接口设计,它是组件设计的重要部分。一个组件接口是一组逻辑上相互关联的操作,这些操作定义了某类公共行为。接口是一组操作的规范,而非任何特定的实现。接口和具体实现的分离,使其具有较高的抽象性,提高了系统的复用能力,有利于系统的维护和扩充。接口设计要兼顾简单和实用性。组件的内部细节不应反映到接口中。接口与内部实现细节的隔离程度越高,组件发生变化对接口的影响就越小。
软件组件之间的数据交互采用典型的生产者-消费者设计模式进行设计,其中数据流的上游作为数据生产者,数据流的下游作为数据消费者。为了使组件设计更为简单,而把数据队列的管理放到数据消费者组件中进行,对外只保留添加数据的接口,如图3所示。
2.5 组件封装
通过对风洞测控软件功能模块进行组件封装,以服务的方式提供给任何需要该项功能的使用者,而使用者并不需要掌握实现某项测试功能的代码,只需知道其接口标准即可。
封装技术主要包括DLL(Dynamic link library)封装和COM(Component Object Model)封装。
DLL在Windows系统中占有非常重要的地位,是功能模块封装技术中最常用的实现技术之一。DLL是一种二进制代码,一经调试成功,任何开发语言只需遵循调用的函数说明即可调用它,如用VC++开发的DLL可被VB、JAVA等语言调用。
COM包含了DLL,按照COM规范实现的DLL可以被视为COM组件,它既可以被存在于同一台计算机上的应用程序调用,还可以被远程网络上的其他应用程序调用,目前应用得比较普遍的是Active X控件。
3 基于组件的风洞测控软件平台原型系统设计
将测控软件分解为若干个实现独立功能的组件,根据实际的风洞试验任务需求,选择所需的功能组件并将其组装起来,从而形成一个满足特定需求的测控系统。用户可根据其需求通过用户界面设置测控系统运行需要的各种数据信息,包括选择功能组件、确定输入参数,所有输入信息通过用户界面向控制中心传递,控制中心生成XML信息表,向功能实现层传递定制信息,将用户选取的组件从库中调用出来并进行组合,从而构建出一个定制的测控软件系统。
根据设计思路,试验中根据试验内容自动组织试验组件(各个控制系统)和试验流程,使系统实现全自动集成,当风洞需要在定总压定迎角定M数运转方式、定总压定迎角步进变M数运转方式、定总压定M数步进变迎角运转方式、定总压定M数连续变迎角运转方式、定M数定迎角变总压运转方式等运行方式中切换时,风洞测控程序的准备过程变得更简单容易,只要对相应的参数进行配置即可完成。统一的风洞运行参数界面如图4所示。
比如,采用定总压定迎角步进变M数运转方式开车,M=0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.72、0.75、0.8。操作人员只需调用统一的开车参数配置程序,分别对总压、迎角和M数进行配置,而不需修改专业性更强的源代码,即可生成所需的完整的开车程序(图5、图6)。程序准备时间大大缩短,从而提高了试验准备效率。
4 结论
风洞测控软件采用面向对象设计思想和组件设计技术,将提高测控软件的开发速度和效率,提高程序复用率,缩短开发周期,降低开发成本,并打破传统测控系统的结构固定、功能单一等限制。这种设计思想使测控软件平台更容易维护和扩充,从而满足对于测控软件通用性、可移植性和可扩展性的要求,使现有设备和设施能够更好地满足更多更复杂的风洞试验的需求。
参考文献
[1]Detlef Krack.The generic automated integrated universal system(GAIUS)for wind tunnels,German-Dutch wind tunnels DNW[C].Seattle:AIAA Aerospace Conference,2009.
神奇的中国风洞 篇6
虎门二桥临近南海, 台风常常袭击该地区, 据抗风规范[1]并结合虎门二桥桥位气象观测和风参数专题研究可知桥址处10 m高度100年重现期的10 min平均年最大风速为34.9 m/s。坭洲水道桥是虎门二桥的一部分, 为超大跨度悬索桥, 必须掌握其风致响应的特点, 确保其抗风稳定性。初步设计中提出了3种主梁方案并进行风洞试验研究抗风性能研究。方案设计图如图1所示。
在满足与实桥几何外形相似以及弹性、惯性、阻尼等相应无量纲参数一致性条件下对实桥进行了1∶75缩尺比的模拟, 采用轻质合成材料加工制做节段测力模型。3种方案的具体模型设计尺寸如表1所示。
m
成桥状态节段模型测力、测振试验在大气边界层风洞中进行, 数据测试采集系统由杆式应变天平、攻角变化机构、应变放大器、A/D转换器、α转盘机构、加速度传感器、激光位移计、奥地利产DAWON数据采集仪及数据采集处理用计算机等组成。
2 测力试验
测力试验中风攻角为-10°~10°, 按1°增加, 共21个攻角变化。试验风速为13 m/s, 流场为均匀流场。测力图形如图2所示。
在沿横桥向的均匀风场中, 变化试验攻角α, 测出体轴坐标系下节段模型上受到的横向和竖向气动力以及扭转力矩FH、FV和MT, 并由式 (1) ~式 (3) 计算出相应的三分力系数CH、CV和CM。在风轴坐标系下相应的三分力系数CD、CL和MT可由式 (4) 、式 (5) 导出。[2]
式中:qW=ρVW2/2为来流动压, ρ和VW分别为空气密度和来流速度;AH和AV为相应的参考面积, AH=HL, AV=BL, L、H和B分别为模型的长、高和宽。本文关心的是更能直观反映动力风荷载每一个瞬时的风轴升力系数。
3 测振试验
测力试验中按照《公路桥梁抗风设计规范 (JTG/TD60-01—2004) 》的试验要求, 颤振试验3个方案来流攻角取为-5°、-3°、0°、+3°、+5°, 流场为均匀流场。测振图形如图3所示。
其中方案1及方案2在±5°攻角下仅判断颤振临界风速, 不识别颤振导数。以2 m/s的实验风速 (相当于实际风速7.2 m/s) 进行逐级加载, 在加载到20 m/s前的过程中观察是否发生颤振现象, 通过对实验现象的观察以及对颤振导数的识别分析得出颤振的临界风速大小。
4 试验结果及分析
4.1 测力试验结果分析
测力试验结果如图4所示。
由图4风轴坐标系下升力系数-风攻角图可知, 随风速增长, 三分力的升力曲线保持着近似线性的增加态势, 其中, 5.0°是方案1升力系数正负值的分界点, 2.5°是方案2和方案3升力系数正负值分界点。在小于升力系数正负值攻角分界点的范围内, 由于升力系数处于负值范围, 其升力方向向下, 可视为风荷载对主梁提供了一个向下压重作用。当风攻角大于分界点时, 升力系数开始以正值递增, 升力转为向上作用, 可视为外载对主梁提供了一个向下卸载作用。在静风探讨过程中, 可将静风对桥梁结构的作用视为主梁截面上升力、阻力及升力矩的共同作用, 桥梁结构姿态的变化可归结为随三分力系数的变化而变化, 又知其中, 升力、升力矩是引起静风失稳的主要因素[3], 主梁宽度的大小在3个方案中已经具体化, 不随风载的变化而改变, 因此升力系数是本桥梁气动性能的控制主因。缆索的重力提供刚度, 刚度越大, 缆索发挥的作用越充分, 桥梁的整体气动性能越好, 升力系数越小, 风荷载对主梁的竖向提升荷载越小, 主梁对缆索的负载作用越大, 缆索的刚度得以充分发挥。当风攻角很大时, 升力系数依旧为负数, 这是最为理想的状态;反之, 升力系数的增加导致缆索承重结构的轻型化, 假使升力系数很小则会过早出现缆索的“漂浮状态”, 缆索会因松弛而失效, 使得结构的整体刚度大幅下降, 整桥的变形会加大, 稳定性难以保证。
结合图4可知, 在同一风攻角下, 方案1的升力系数最小, 方案3次之, 方案2较大, 可以初步确定, 方案1的气动性能优于方案3优于方案2。
4.2 测振试验结果分析
m/s
m/s
结构自身阻尼比、气动外形是影响颤振临界风速大小的主要因素[4], 自身阻尼比在不同钢主梁方案中的变化不会很可观, 气动外形的比较是趋流线型、趋钝体型结构的定性反映, 3个方案的气动外形可根据图4风轴坐标系下升力系数-风攻角图得以量化, 随着升力向下作用逐渐减弱并转变为向上作用时, 缆索逐渐松弛, 索的垂度效应加大, 结构开始软化, 整体刚度下降, 缆索对结构刚度的贡献可能会很小, 扭转刚度的降低, 能够使主梁在升力矩作用下的扭转变形加大, 易引起扭转失稳[5], 而扭转变形的加大又反过来增加三分力, 使得风载 (升力钜、升力) “软化”结构的作用加剧, 在三分力作用下, 临近颤振失稳阶段时, 处于软化状态的结构梁柱效应减弱, 结构大位移更为明显, 失稳时结构切线刚度甚至趋于零, 结构体系将发生颠覆性转变, 在循环的恶化过程中, 缆索松弛使得结构整体刚度 (抗力增量) 随风速增长而下降, 颤振的临界风速下降, 很有可能在过低的风速出现颤振现象, 另外, 三分力的变化随着静风荷载引起的结构姿态变化导致的攻角变化而改变, 充分反映了空气静荷载“静中有动”的事实, 而由表2、表3可知, 颤振临界风速大小关系为:方案1>方案3>方案2, 也即其气动性能好坏的反映。由此再次证明, 升力系数越小的桥型方案, 其气动性能更能满足设计要求。
5 结论
本文提出了风洞试验测力所得的升力系数能够比较精确地反映桥梁结构的整体气动性能, 进行了阶段模型测振风洞试验, 测定了颤振临界风速大小, 并且较全面、深入地分析、比较了升力系数对桥梁稳定性能的影响, 获得了与假设以及实验结果较吻合的力学行为, 即:
(1) 对于升力系数越小, 并且其值随风速增大越缓的梁体断面其发生颤振的可能性越小。
(2) 升力系数的变化究其根本在于梁体的形状选择, 越趋流线型断面的梁体可作为设计时的首选。
参考文献
[1]JTG/TD 60-01—2004公路桥梁抗风设计规范[S].
[2]陈政清, 项海帆.桥梁风工程[M].北京:人民交通出版社, 2005.
[3]方明山, 项海帆, 肖汝成.大跨径缆索承重桥梁非线性空气静力稳定理论[J].土木工程学报, 2002, (2) :73-79.
[4]SCANLA N R H.Problematic in Formulation of Wind-force Model for Bridge Decks[J].Structural Engineer, 1993, 119 (7) :1 433-1 461.
神奇的中国风洞 篇7
探明安装在高速列车车顶集电装置的空气动力学现象,对于确保其稳定的受流性能和较低的气动噪声是非常重要的。低噪声风洞试验是解决这类问题的一种有效措施,至今已经开展了许多涉及到集电装置的风洞试验。尽管集电装置周围的流动状态受动车组附面层的影响,但是该影响在常规的风洞试验中并没有考虑,有时会导致风洞试验和实车测试结果的不同,在评估受电弓的气动力及气动噪声上产生明显误差。
本文提出了一种模拟新干线列车车顶上湍流发生的风洞试验方法。首先用热线风速计和3端口皮托管测试实车运行中受电弓周围的湍流情况。然后,通过在风洞开口试验段上游设计一组不同外形、不同布置的障碍物,并降低它们自身所产生的气动噪声来模拟风速分布。最后,对比评价障碍物的设置与否对受电弓模型上产生的气动噪声及作用于受电弓模型上的气动力的影响。以下详细介绍实车试验和风洞试验。
2 测量新干线列车车顶上的风向和风速
1999年,森川等人[1]用梳状皮托管测试了新干线列车车顶上的风速分布。那时,列车车顶仅能做到有限的平滑以降低气动噪声,但与最新一代新干线列车相比,仍然存在相当大的不平顺,如较大的受电弓罩以及车辆间的缝隙。而且没有测试实际运行列车受电弓周围的流场。本文通过在最新型的新干线列车车顶上安装热线风速仪来测量风速分布,通过安装在受电弓弓头两侧的3端口皮托管来测量作用于受电弓上的风速。新干线列车的实车测试情况见图1。
2.1 用热线风速仪测量风速
为了研究新干线列车车顶上形成的湍流附面层,采用热线风速仪来测量车顶上的风速分布,如图2所示,锥形传感器分别安装在梳状管道的前端,测量车顶以上100 mm、200 mm、300 mm和400 mm高度的风速。如图1所示,测量第7辆车车顶上集电装置在每个运行方向的迎风风速,传感器分别放置在第7辆车和第8辆车之间的缝隙并朝向第8辆车、第6辆车和第7辆车之间的缝隙并朝向第6辆车。试验过程中列车最高运行速度为300 km/h,对持续匀速运行8 s的采集数据进行评估。然后将每个传感器的车速与风速之间的关系都用线性插值法进行计算,并将其斜率定义为风速的无量纲值。图3给出了试验结果。前车附近风速快,且对后车周围风速有减缓作用。这一现象表明,前车周围的附面层比较薄,随着接近于动车组的后部而逐渐增厚。隧道内风速是隧道外风速的1.2倍～1.3倍。
2.2 使用3端口皮托管测量风速
如图1所示,使用安装在第7辆车受电弓弓头表面的3端口皮托管,迎风测量受电弓表面的风向和风速[2]。图4为安装在受电弓弓头两侧高结构强度的蛇形3端口皮托管, 测量时仅激活迎风侧的那个。因可将3端口皮托管升至合适的位置使得进入其内的流量几乎是二维的,且由接触损耗引起电弧的影响很轻微,故如图4所示,将其安装在主滑板的端部(主辅滑板之间的连接点上)。用安装在受电弓的底座内部的压力表测量每个端口的压力,输出结果传输到车内电脑上,同时记录列车的位置和速度。
首先,将受电弓用拉绳拉到半蹲位置,保持受电弓弓头上表面距离轨面4 800 mm(即列车车顶上方1 200 mm、接触网下方200 mm)。然后测得迎风方向和速度。同时,通过拉绳上的张力计测量作用在受电弓上的升力。图5(a)给出了受电弓升力和列车速度之间的关系,图5(b)给出了受电弓升力和由3端口皮托管测量的迎风速度之间的关系。当用升力与列车运行速度绘图时,它们的关系不太明确(尤其是在隧道内)。相反,当用升力和迎风速度作图时,它们之间关系非常清晰且与风洞试验结果吻合良好。如图6所示,隧道外运行时,作用在受电弓弓头上的迎风速度几乎等于列车运行速度。图5表明,在隧道内测量的受电弓升力取决于迎风速度而不是列车速度。
(转向节朝向背风侧工况)
其次,使用相同的3端口皮托管测量作用在集电装置上受电弓迎风的方向和速度。图6给出了迎风方向及迎风速度与列车速度的比值。各组数据是通过0.5 Hz低通滤波器处理后得出的。隧道外的速度比值几乎为1,这意味着迎风速度几乎等于列车速度。另一方面,隧道内的速度比值增大且随隧道内位置的改变而改变。转向节在迎风时风向稍微向上,逆风时风向稍微向下。但是,风向角能够稳定在±1°。在隧道内运行时,向上和向下的方向略有增加。尽管如此,在隧道的内部和外部,迎风方向仅相差约0.3°。
3 模拟高速列车车顶上流场的风洞试验方法
在高速列车研发过程中研究受电弓气动噪声和作用于其上的气动力时,风洞试验必须确保模拟流动条件尽可能地重现实际运行列车周围的流场。正如在第2节中的论述,虽然湍流附面层随实际高速动车组的长度增加而变厚,而风洞试验段则常会形成较薄附面层的流场。因此,提出一种能够模拟真实新干线列车车顶上湍流的风洞试验方法,并能将此方法用于评估缩比受电弓模型的气动噪声和气动力上。
在以前所开展的研究中[3],通过在风洞试验段上游设置尖劈、粗糙的障碍物来模拟沿地面形成的大气湍流附面层,然后开展列车/车辆在横风下的气动特性研究。除了评估空气动力噪声外,还有必要考虑到以下几个问题:
(1) 由于来流速度必须足够快才足以模拟高速列车湍流,要求尖劈、粗糙的障碍物必须有足够的结构强度;
(2) 障碍物所产生的气动噪声必须远小于测试模型的噪声;
(3) 当用于评估横风气动性能时,相当于缩短了模型与放置在上游的障碍物之间的距离,必须使用更大比例的模型,以确保模型的气动噪声远超过风洞或障碍物产生的背景噪声。
以下提出了一种有效模拟湍流附面层流的试验方法,用于评估气动噪声。
3.1 风速分布模拟
小型低噪声风洞的初步试验表明,通过调整障碍物的形状和布置,可以在风洞试验段内模拟类似风速分布的真实运行列车车顶上的湍流[4]。随后用更大比例的模型在日本铁道综合技术研究所的大型低噪声风洞中开展试验。图7为开口风洞试验段的安装图。风洞喷口处的横截面为宽3 m×高2.5 m。将1/3.15缩比的集电装置模型放置在宽5.5 m×长7 m的支撑台上。用于模拟湍流附面层的障碍物的形状,是在小型风洞试验结果的基础上确定的。尖劈采用等腰三角形,等边上的尖角用近似为半径10 mm圆弧进行圆滑处理。表面上粘贴4 mm厚的无纺布,以减少气动噪声。同时使用了高20 mm的L形扰流板。表1给出了在风洞试验和现场测试中障碍物的安装条件。
图8比较了风洞试验和实车测试的风速分布关系。图8中横坐标表示距列车车顶或支承台上表面的高度。对于风洞试验结果(表1中方案A～方案D),用高度乘以模型比例(1/3.15)的倒数,将其转换为全尺寸值。图8纵坐标是列车速度或来流速度(=150 km/h)的无量纲化比值。当使用大尖劈时(方案B),发现附面层厚度大于实车试验值,但支承台上表面风速相对较小。当使用小尖劈时(方案C),风速分布与新干线老式列车8号车车顶上一致(方案F)。最新型的新干线列车车顶上薄的附面层(方案H)可以通过使用高度为20 mm的L角形扰流板模拟(方案D)。
(图例参考表1)
3.2 气动噪声的评价
采用表1中方案C和方案D的试验方案,模拟真实列车运行湍流附面层,测试集电装置缩比模型的气动噪声。集电装置的模型缩比比例为1/3.15,放置在距离喷口下游4.5 m处,12.7 mm( in)的全方位麦克风被放置在模型一侧7.9 m处(换算全尺寸25 m处)。和前面所讨论的一样,在尖顶圆滑等边尖劈上表面覆盖无纺布。然而尖劈产生的气动噪声仍然过大。如图7所示,将宽3.5 m×高2.7 m的隔声板安装在喷口处全方位麦克风附近。图9给出了350 km/h 时气动噪声的记录比较结果。采取前面所介绍的对策后,障碍物及背景噪声比集电装置模型的气动噪声低7 dB以上,虽然信号的信噪比还较低,但整体而言方案可行。由于即使没有障碍(方案A)时支承台产生的湍流附面层也比模型的尺寸厚,对比试验结果可知,有/无障碍物在大型风洞试验中的气动噪声结果与小型风洞相比,差异不大[4]。
4 作用于受电弓上的气动力评估
基于前面所述的试验结果,针对缩比的集电装置模型(2.2节采用全尺寸)在第3节所描述的障碍物条件下在风洞中测试了气动力。受电弓模型装有相当于全尺寸的受电弓的连接机构,这样便可以采用与2.2节中相同的方式测量升力。表1中的方案A(无障碍物)、方案C(3个等腰三角形高1 000 mm×宽60 mm)、方案D(L形角高20 mm×宽1 593 mm)设置在喷口处。图8给出了支撑台产生的湍流附面层上的风速分布。真实地再现了评估方案D中集电装置入口处的附面层。
受电弓弓头的上表面高度调整到等效于实车升力测试工况下的高度,即距离轨面4 800 mm处(距列车车顶以上1 200 mm处)。配置前述3个障碍物,测试比模型的升力。图10给出了测试结果。绘制升力系数与雷诺数的关系图,以便能够与图5中全尺寸受电弓产生的升力进行比较。选择弓头长度(全尺寸时为0.9 m,缩比时为0.3 m)为特征长度来定义雷诺数,分别采用列车运行速度或风洞的来流速度为特征速度,测量不同速度下的升力。如图10所示,升力系数取决于雷诺数(特征长度固定的条件下,主要取决于速度)。由于升力系数对雷诺数的影响因素在风洞中和现场测试中表现出相同的趋势,所以针对缩比模型所进行的升力测量是有效的。
此外,还开展了风速分布对升力系数的影响研究。方案A(没有障碍)和方案D(L角形高20 mm×宽1 593 mm)的升力系数差异很小,这是因为在这2种方案之间的风速分布的差异也很小。与此相反,当转向节朝向迎风侧时,方案C(3个等腰三角形高1 000 mm×宽60 mm)的升力系数大幅下降。同样的趋势也出现在当转向节朝向背风侧时。然而,当转向节朝向迎风侧时,方案A和方案C的差异并不像转向节朝向背风侧时那样大。
当转向节朝向迎风侧时,在模拟真实运行列车车顶上湍流流场的方案D中,产生的升力系数最接近于实车测试值。但是,当转向节朝向背风侧时,实车试验中获得的升力系数大于风洞测试值。
从上述结果中可以看出,受电弓升力受风洞中支撑台上形成的附面层分布的影响。为了详细地确认这一点,对垂直方向上的受电弓弓头处折叠在里面的绝缘罩中心的风速分布进行了测量。在这项研究中,只讨论朝向迎风侧的转向节在不同障碍物之间升力系数结果差异较大的测量结果。图11中的横轴是风速对来流速度(=150 km/h)的无量纲值,纵轴表示换算为全尺寸值时距支撑台上表面的高度。在图例中的“y”表示轨道纵向轴线上距离受电弓模型中心的垂直距离。当尖劈放置在喷口处,绝缘罩的附面层厚度增加(受电弓周围的风速降低),垂直方向上的速度梯度与无障碍物的方案不同。风速分布的差异引起受电弓升力的差异。
因此,受电弓升力主要受附面层分布的影响。为了在风洞试验中准确评估升力,宜采用本文提出的风洞试验方法,尽可能真实地模拟列车车顶的风速分布。
(受电弓弓头位于上游的工况)
5 结束语
本文提出了一种用于模拟高速列车车顶湍流的风洞试验方法,同时研究了与真实运行新干线列车条件相似的作用在受电弓模型上的气动噪声和气动力,得出以下主要结论:
(1) 用热线风速仪测量了实际运行工况下新干线列车车顶上的风速分布。风速在前车附近普遍较快,后车周围放缓。隧道内风速是隧道外风速的1.2倍～1.3倍。
(2) 用安装在受电弓弓头表面上的3端口皮托管测量作用在受电弓上的风向和风速。试验表明,受电弓升力取决于列车运行速度,而不是迎风风速。转向节朝向迎风方向时风向稍微向上,转向节朝向背风方向时稍向下。
(3) 真实运行列车车顶湍流的风速分布可以通过调整障碍物的形状和布置在风洞试验段模拟,如在喷口处放置尖劈或L角形的扰流板。在障碍物和麦克风之间安装隔声板,可用来评估在实际列车相同的流动条件下,受电弓产生的气动噪声。
(4) 搭建了缩比尺寸的集电装置模型,并在风洞中用上述障碍物对其进行测试。结果表明,受电弓升力主要受附面层分布的影响。
参考文献
[1] Morikawa, T. and Iwainaka, A.. Airflow Effect on Current Collecting System by High-Speed Shinkansen Train Running in Tunnel[J] .RTRI Report, 2001,15(6): 27-32(in Japanese).
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神奇的中国风洞 篇8
1 工程简介
1.1 集中用气点分布情况
结冰风洞制安现场主要分为预制区和安装两大区域, 整个制安现场约21000m2。预制区域安装有1台20t和2台5t的门式起重机。160t+100t的主龙门吊履盖整个安装区域和部分预制区域。预制区域内分布着部段预制的钢平台、材料堆场与下料区域。安装现场风洞回流道内分布着两个钢平台, 该两个平台主要承担风洞驻室段的预制工作。集中用气点主要分布在预制平钢台附近、下料区附近以及两台数控火焰切割机附近。
1.2 系统简介
集中供气系统的首端为集气缸, 末端为各分气缸, 集气缸和分气缸间通过无缝钢管连接。共有两个系统, 一个是氧气系统, 一个是高能丙烷气系统, 氧气系统和高能丙烷气系统分别配置1个集气缸和10个分气缸。现场设置氧气气瓶室和高能丙烷气气瓶室, 集气缸布置在气瓶室内, 靠墙边安装并固定在支架上。气瓶内的压缩气体经减压阀后用软管通过集气缸的进气阀向集气缸供气。集气缸出口为一根主管, 各分气缸的进气支管通过焊接并联在主管上。每个分气缸上安装4个供气接头。集中供气系统图如图1所示。
2 施工方法
2.1 集气缸制作与安装
两个集气缸本体均用φ273×10的20号钢无缝钢管与相应壁厚的成品热压封焊接而成, 集气缸长度L=1880mm。每个集气缸上安装10个进气阀及进气接头, 安装1个安全阀、1个压力表, 1个出气总阀、1个排污阀.氧气集气缸上安装氧气压力表量程为0-2.0MPa, 高能丙烷气集气缸上压力表量程为0-200KPa (膜片式压力表) 。无缝钢管与封头焊接的接头形式选用化工标准HG20583-1998的DU4形式。
组焊时先开孔焊接各个接头短管, 再焊接封头, 组焊最后一个封头前, 将内部清理干净。采用氩弧焊打底电焊条盖面的焊接工艺, 以保持罐内清洁, 防止堵塞。集气缸内部焊缝要防出现内凹现象, 短管接头伸入管壁内约2㎜左右, 全焊透。焊丝选用TIG-J50, 焊条选用E4315。
气瓶室采用砖砌房盖采钢瓦, 净面积约20m2 (4m*5m) , 集气缸安装在气瓶室靠近门的墙边。气瓶室前后砖墙砌花窗, 以保证室内空气流通。集气缸采用支架固定在地面上, 用卡箍将集气缸固定支架横担上。缸底距地面约300mm, 缸壁距墙面约200mm, 缸体水平度不大于2/1000, 且排污阀端低。
2.2 分气缸制作安装
分气缸本体选用φ108×6的20号钢无缝钢管制作。集气缸采用φ108×6与相应壁厚的成品热压封头焊接而成, 分气缸长度L=800mm。每个分气缸上安装1个进气阀及进气接头, 1个压力表, 4个出气阀、1个排污阀.
高能丙烷气分气缸上每个出口阀门上需配置一个回火器, 防止回火事故的发生, 其余配置两种分气缸均相同。
分气缸的坡口形式、组焊程序、焊接方式、焊接要求与集气缸相同。
分气缸安装在各集中用气点附近, 支架为埋地支架, 采用卡箍固定, 缸体水平度不大于2/1000, 且排污端低。
2.3 阀门与管件的连接
按规范规定工作压力大于0.1MPa严禁选用闸阀, 该两个系统的阀门均选用阀体为铜基合金, 阀芯为不锈钢的丝接阀门。阀门的密封填料为聚四氟乙烯材料。
管路上的弯头热弯预制时不得出现皱折, 且弯曲径不应小于管子外径5倍, 热压成品弯头的弯曲半径不应小于管子外径1.5倍;三通采用成品无缝热压三通。
氧气系统的丝口连接处 (比如阀门处等) 采用聚四氟乙烯薄膜作填料。
2.4 气压与气密性试验
按规范要求, 系统试验压力为最高工作压的1.15倍, 氧气系统的试验压力为0.92MPa, 高能丙烷气系统的试验压力0.115MPa。试验时按试验压力的10%逐级升压, 每级稳压5min, 直至试验压力后稳压15min, 再将压力降至设计压力, 稳压30min。稳压期间。用肥皂液检漏。焊口、阀门的前后接口、阀体等部位为检查重点, 无泄漏为合格。
2.5 接地保护
整个气统需做独立的导除静电的接地系统, 接地电阻不大于10Ω。每对法兰或螺纹接头间设跨接导线, 电阻值应小于0.03Ω。这项工作安排在系统严密性试验结束, 系统吹扫完毕后进行。
2.6 气体充装
(1) 氧气系统充装。氧气系统可直接充装经减压阀减压后的氧气, 充装前系统阀门应处于以下状态:集气缸的进气阀开、出气阀开;分气缸进气阀开、分气缸出气阀关;压力表阀开、所有排污阀关。充装过程:先打开气瓶总阀, 通过减压阀顶针向系统供气, 打开系统每个分气缸上的一个出气阀进行排空。每个支路的排空时间以1min为宜。充装完成后, 关闭分气缸排气阀, 系统处于待用状态。
(2) 丙烷气系统充装。系统充装丙烷气体时, 当分气缸排出口有丙烷气气味后, 再排约10s钟关闭排出阀。在这个过程中, 排出口附近10m范围内要严禁烟火。3结束语
实践说明, 在大型钢结构风洞制安现场采用集中供气方式进气割下料, 有利于施工现场的安全文明施工管理、有利于节约用气和气瓶管理等。集中供气的供气方式在焊接方面也有推广意义。
参考文献
[1]工业金属管道工程施工及验收规范GB50235-2010.