扩散器结构论文（共3篇）
扩散器结构论文 篇1
0 引言
矿用通风机扩散器的主要作用有两点:一是通过降低出口动压以提高通风机静压,从而回收通风机出口的动能,进而提高通风机的静压效率;二是,由于通风机排气噪声的声功率与通风机出口气流速度的8次方成正比,因此在通风机出口设置扩散器可以明显降低排气噪声[1]。扩散器作为通风机主要零部件,对通风机的气动性能有着重要的影响,为分析其影响,相关学者进行了大量的研究[2,3,4,5]。这些研究工作主要集中在单级通风机扩散器结构参数优化设计方面,且优化目标仅为通风机的效率,而对于矿用对旋式轴流通风机扩散器结构设计参数的多目标优化设计的研究鲜见报道。
在进行矿用对旋式轴流通风机气动性能优化设计时,应同时考虑通风机全压及效率这两个不同的目标。因此,该优化属于一个多目标优化问题。在多目标优化过程中,各个目标之间既联系又相互冲突,即过度追求高的通风机全压可能会导致通风机效率的降低,反之亦然。要使多个目标同时达到最优值几乎是不可能的,因此必须对各个目标的组织和协调进行深入的研究。
本文以矿用对旋式轴流通风机扩散器为研究对象,应用计算流体力学(CFD)软件Fluent对其进行三维流场模拟。采用实验设计方法,研究矿用对旋式轴流通风机扩散器结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系,并以通风机全压及效率为优化目标,对通风机扩散器结构设计参数进行多目标优化设计。
1 通风机扩散器结构参数与数值模拟方法
1.1计算模型
为研究扩散器结构对通风机气动性能的影响,同时也便于分析比较,本文以某煤矿矿用对旋式轴流通风机主扇为研究对象,该通风机的设计参数如表1所示。改进前的扩散器结构设计参数如下:扩散器芯筒尾部半径R1=194mm,扩散器出口截面直径d2=2374mm,扩散器入口芯筒截面直径d3=1140mm(与通风机轮毂直径相同),扩散器入口截面直径d4=1900mm(与通风机叶轮直径相同),扩散器长度L1=3800mm。扩散器结构如图1所示。
运用Solidworks建立矿用对旋式轴流通风机叶轮的三维模型(图2),在第一级叶轮前端加上集流器和流线罩,在第二级叶轮后端加上扩散器以形成一个完整的通风机三维几何模型(图3)。将通风机三维几何模型导入到CFD前处理软件Gambit中,应用非结构四面体网格TGrid对通风机三维几何模型进行网格化。由于该通风机的体积较大,为提高计算效率,在设置体网格尺寸时可将通风机中的集流器、流线罩和扩散器的体网格尺寸设置稍微大一些,但其体网格尺寸不应与第一级叶轮及第二级叶轮体网格尺寸相差过大。本实验中,集流器、流线罩和扩散器的体网格尺寸设置为40,第一级叶轮的体网格尺寸设置为32,第二级叶轮的体网格尺寸设置为31。整个通风机的网格数为1 221 042。
1.2边界条件
应用计算流体力学软件Fluent对该通风机进行三维流场模拟,采用三维定常Navier-Stokes方程和标准k-ε模型进行求解[6,7]。该三维流场模型边界条件设置为:流体为常温下的空气,将通风机入口设置为质量流量入口,在集流器、流线罩所组成的流体区域与第一级叶轮的流道区域之间、第一级叶轮的流道区域与第二级叶轮的流道区域之间、第二级叶轮的流道区域与扩散器所形成的流体区域之间分别设置混合面。通风机前后两级叶片及轮毂均设为静墙,且设定通过第一级叶轮转子间的流体与通过第二级叶轮转子间的流体旋转方向相反,将通风机外壳设为与对应轴旋转方向相同的墙,三维流场模拟的迭代次数为2500,通风机计算网格及边界条件如图4所示。
1.集流器、流线罩区域 2.叶轮区域 3.扩散器区域
2 实验设计与结果分析
2.1实验设计
为研究矿用对旋式轴流通风机扩散器对通风机全压及效率的影响,考虑到扩散器入口截面直径、入口芯筒截面直径应分别与通风机叶轮直径、轮毂直径相互匹配。因此,本文选取扩散器的3个设计参数(扩散器芯筒尾部半径R1、扩散器出口截面半径R2、扩散器长度L1)为设计变量,应用实验设计方法来揭示扩散器的3个设计参数与通风机全压及效率之间的关系,从而为扩散器的优化设计提供参考。综合考虑实验设计的各种方法,本文采用中心组合设计来安排实验方案。在实验设计之前,通过单设计变量因子实验确定出各设计变量的变化范围,单设计变量因子实验结果表明:扩散器的3个设计参数R1、R2、L1对通风机全压和效率均有影响。由单设计变量因子实验确定出实验中各设计变量的变化范围(为了便于分析将R1、R2、L1分别由X1、X2、X3代替)各因素的水平与编码见表2,实验方案见表3。
2.2实验结果分析
应用FLUENT软件分别对20组实验方案进行三维流场数值模拟,分别得到与其对应的通风机全压和效率,如表4所示。
图5所示为在设计流量下矿用对旋式轴流通风机扩散器3个设计参数对通风机全压的影响。由图5可知:随着扩散器芯筒尾部半径R1的增大,通风机的全压会先减小而后增大;通风机全压随着扩散器出口截面半径R2的增加而减小,随扩散器长度L1的增加而增大;扩散器3个设计参数对通风机全压的影响由大到小分别为L1、R2、R1,即扩散器长度L1对通风机全压影响最为显著。
图6所示为在设计流量下矿用对旋式轴流通风机扩散器3个设计参数对通风机效率的影响。由图6可知:通风机效率随R1、L1的增加而增大,随R2的增加而减小,且L1对通风机效率的影响最为显著。这主要是由于扩散器长度L1的增加可以有效地降低通风机出口动压,提高通风机静压,通过回收通风机出口的动能,提高通风机的效率。
通风机扩散器结构设计参数x2和x3对通风机全压及效率的影响的响应面曲面及等高线如图7、图8所示。
对各因素进行多元回归拟合,得到以通风机全压f1(x1,x2,x3)及效率f2(x1,x2,x3)为目标函数的回归模型:
f1(x1,x2,x3)=3874.98+6.87x1-14.43x2+
14.90x3+0.59x1x2-4.13x1x3+7.00x2x3+8.54x21-
1.89x22+6.28x23-0.50x1x2x3+19.53x21x2-
13.99x21x3-9.51x1x22
f2(x1,x2,x3)=81.13+0.10x1-0.34x2+0.37x3+
0.022x1x2-0.038x1x3-0.013x2x3+0.047x21-
0.077x22+0.098x23+0.07x1x2x3+0.24x21x2-
0.28x21x3-0.13x1x22
3 扩散器结构参数多目标优化与分析
3.1多目标优化设计
根据回归模型,以通风机全压和效率为优化目标,以扩散器3个结构设计参数为变量,以各变量的取值范围为约束条件,可建立如下目标函数及其约束条件:
max f1(x1,x2,x3),f2(x1,x2,x3)
s.t. -1≤x1≤1,-1≤x2≤1,-1≤x3≤1
因为通风机全压及效率是两个不同的目标,因此该优化属于一个多目标优化问题。由于通风机全压与效率两者之间既相互联系又相互冲突,要使两者同时达到最优值几乎是不可能的,因此必须协调两者之间的关系。本文应用多目标粒子群优化算法对通风机全压及效率进行多目标优化,找到能使两者尽可能达到比较大的非劣解,即Pareto最优解。
3.2粒子群优化算法
粒子群算法将代表优化问题一个潜在解的个体看作是n维搜索空间中一个没有重量和体积的粒子,该粒子在搜索空间中以一定的速度飞行,这个速度根据它本身飞行经验以及同伴的飞行经验进行动态调整。假设在n维目标搜索空间中有m个粒子组成一个粒子群,其中第i(i=1,2,…,m)个粒子具有如下特征:粒子i的当前位置xi=(xi1,xi2,…,xin),粒子i的当前速度vi=(vi1,vi2,…,vin),粒子i迄今为止经历过的最好位置pp=(pi1,pi2,…,pin),全局最优位置pg=(pg1,pg2,…,pgn)。粒子的速度和位置按下列进化方程更新:
vi,j(t+1)=wvi,j(t)+c1r1(pp(t)-
xi,j(t))+c2r2(pg(t)-xi,j(t)) (1)
xi,j(t+1)=xi,j(t)+vi,j(t+1) (2)
式中,j为搜索空间的维数,j=1,2,…,n;t为当前进化代数;r1、r2为两个相互独立的随机函数,r1～U(0,1),r2～U(0,1);c1、c2为加速度常数;w为惯性权重。
粒子群算法的流程如下:
(1)初始化m个粒子,随机设定粒子的位置和速度。
(2)计算每个粒子的适应度。
(3)对每个粒子,将其适应值与其经历过的最好位置pp的适应值进行比较,若较好,则将该粒子作为当前的最好位置。
(4)对每个粒子,将其适应值与全局所经历过的最好位置pg的适应值进行比较,若较好,则将该粒子作为当前的全局最好位置。
(5)根据式(1)、式(2)对粒子的速度和位置进行更新。
(6)判断是否满足终止条件(如足够好的适应值或最大代数),如果不满足则返回步骤(2)。
3.3优化过程与结果分析
应用粒子群优化算法对实验结果进行多目标优化,在粒子群优化算法中设初始化随机产生25个粒子,加速度常数c1、c2均为2,惯性权重w为1,经过260次迭代后优化进程收敛。通风机全压及效率的寻优过程如图9所示。
图10为对应于Pareto解集的通风机全压与效率的关系图。由图10可知:要使通风机的全压更高,那么通风机效率就会相应地降低,反之亦然。同时进一步看到,Pareto解集中各点所对应的全压和效率的变化范围都非常小,使得各点都可以作为以通风机全压及效率为目标的优化解。
为了尽可能地节省制造扩散器所用的钢材,先计算出Pareto解集中各优化解所对应的扩散器的表面积,最后以最小的扩散器表面积为最终的优化解,得出最终优化解为x1=-0.1692,x2=-1,x3=1。此时,通风机全压为3902.16Pa,效率为81.89%,转化为扩散器的实际设计参数,即R1=188.98mm,R2=1127.5mm,L1=4082.5mm。应用计算流体力学软件FLUENT对优化后的通风机进行三维流场模拟,并将模拟结果与原始通风机全压及效率进行对比,优化后的通风机全压比原始通风机全压提高了27.1Pa,通风机效率比原始通风机效率提高了0.76%。优化结果表明:优化后的扩散器芯筒尾部半径R1的设计尺寸稍微变小,扩散器出口截面半径R2的设计尺寸减小了59.5mm,扩散器长度L1的设计尺寸增加了282.5mm。
图11为优化前后的矿用对旋式轴流通风机扩散器出口处全压沿叶高的分布。由图11可见,通风机出口处全压的最大压力点主要集中在扩散器出口中部附近,优化后的扩散器的最大压力值有所增大,这主要是由R2减小所致。
4 结语
通过三维流场模拟技术,利用实验设计方法揭示了矿用对旋式轴流通风机扩散器的结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系。以通风机全压及效率为优化目标,以扩散器3个设计参数为设计变量,应用粒子群优化算法对设计变量进行多目标优化。结果表明,优化后通风机全压比原始通风机全压提高了27.1Pa,通风机效率比原始通风机效率提高了0.76%。
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扩散器结构论文 篇2
1 模拟模型
为了满足惠州大亚湾石化工业区新增污水排放的需求, 要新建一条污水排海管道, 污水由水下扩散器排入海洋水体中。
1. 1 几何模型
扩散器主管长度为154 m, 共分为三段, 首段内径0. 78 m、中段内径0. 5 m、末段内径0. 3 m。主管上每隔8 m布置一根上升管, 共有20 根上升管, 从入口段开始依次记为1# ~ 20#。1# ~ 12#为第一类上升管, 13# ~ 18#为第二类上升管, 19# ~ 20#为第三类上升管, 上升管管径分别为0. 2 m、0. 21 m、0. 224m, 每根上升管布有两个喷口, 射流角度为20o。为了保证射流出流的角度, 采用导流管来引流, 导流管管径为0. 10 m、0. 104 m、0. 108 m。扩散器具体结构参数见图1。
1. 2 数学模型
扩散器中污水的流动可以看做不可压缩、无热交换的湍流流动, 其运动可以用连续性方程和Reynolds时均Navier-Stokes方程表示, 其控制方程如下［6］:
连续性方程
Reynolds时均Navier-Stokes方程
式中t为时间, ρ 为污水的密度, u为时间平均流速, p为静压, 为Reynolds应力, Si为源项, i和j指标取值范围是 ( 1, 2, 3) 。方程式 ( 1) 和式 ( 2) 采用标准 κ-ε 模型来封闭。
μt可表示成k和 ε 的函数, 即:
其中, k是湍动能, ε 是湍动能耗散率。标准 κ-ε 模型常数的取值为:
1. 3 工艺参数
污水排放量: 3 800 m3/ h;
喷口处水深:25.9 m;
扩散器所在海域海水密度: 1 025 kg /m3;
排放污水密度:0.99 kg/m3。
2 网格划分及边界条件的确定
2. 1 网格划分
利用fluent软件的前处理程序Gambit根据扩散器的几何参数, 按照1∶ 1 的比例建立计算几何体, 并对该几何体分块划分网格。对扩散器主管的规则部分划分非结构网格, 变径部分划分混合网格, 对上升管部分划分混合网格, 网格数目在130 万左右, 见图2。
2. 2 边界条件的确定
进口条件: 采用速度入口条件, 均匀来流速度大小为2. 21 m/s;
出口条件: 采用压力出口条件, 共40 个出口, 每个出口压力大小为253. 82 k Pa;
壁面条件: 侧壁及顶部壁面采用无滑移边界条件。
3 结果及分析
3. 1 模拟结果
利用Fluent软件采用压力基隐式求解方法对扩散器的计算几何体进行了模拟, 得到各上升管处的主管流速、各喷口的平均流速、各喷口的出流流量, 具体结果见表1。
从表1 可以看出, 同一类上升管的喷口流速接近, 并且第一类上升管的喷口流速大于第二类上升管的喷口流速, 第三类上升管的喷口流速最小。所有喷口的流量十分接近。在扩散器主管的第一管段中, 离进口越远流速越小, 变径之后到第二管段, 速度突然增大, 随着流动的继续速度又逐渐减小, 之后变径到第三管段, 速度又有突然增大的过程, 图3 的速度云图可以清晰地表示此变化过程。可以看出对主管进行变径设计可明显地改变主管的流速分布, 进而改善扩散器的出流均匀性。其中, 可以求出扩散器的水头损失为20. 6 k Pa。
注: 上升管的喷口流速和喷口流量分别表示两个喷口的平均流速和平均流量。
3. 2 试验结果
根据上述扩散器的结构参数, 按照重力相似模型, 采取几何比尺为1∶ 10 制造了扩散器的物理模型, 各项模型比尺如下:
几何比尺: λl= 10;
流量比尺:λQ=λl5/2=316;
流速比尺:λV=λl1/2=3.16;
糙率比尺:λn=λl1/6=1.468;
具体物理模型见图4。
在空气中对该扩散器模型的出流均匀性进行了试验, 入口流量为12. 0 m3/ h, 对应于原型流量的相似值为3 792 m3/ h。模型材料采用有机玻璃管, 糙率n = 0. 008。原形钢管的糙率, 若为新钢管时n =0. 011, 一般n = 0. 012, 基本上可以满足糙率比尺的要求。试验得出扩散器的水头损失为22. 4 k Pa, 把在该工况条件下得到的喷口流速、主管流速和喷口流量转化为原型结果的相似值, 如表2 所示。
注: 上升管的喷口流速和喷口流量分别表示两个喷口的平均流速和平均流量。
3. 3 结果对比
把模拟结果与试验结果进行对比, 参见图5 ~图7。从图5 ~ 图7 中可以看出, 采用Fluent软件进行数值模拟所得各喷口流速、主管流速、各喷口流量与制造扩散器物理模型进行试验所得结果相近, 三者的误差分别在3. 6% 、6. 4% 、0. 4% 以内。数值模拟得出的扩散器的水头损失与物模试验所得扩散器的水头损失误差在8. 0% 左右。物理模型试验很好地验证了模拟结果的准确性。
4 结论
( 1) 通过与物模试验结果的比较, 可以得出该项目所选择的边界条件及湍流模型对扩散器内流体流动的模拟都是适用的。使用Fluent软件可以较准确地模拟扩散器内流体的流动情况。
( 2) 在扩散器的设计中, 可以采用Fluent数值模拟的方法对结构参数进行优化, 之后通过物模试验进行校核, 减少物模试验的工作量。
参考文献
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扩散器结构论文 篇3
1.1 国际技术扩散路径
现代经济增长理论认为, 技术进步是长期经济增长的源泉 (Solow, 1956) 。促进技术进步的途径主要有两个:通过投资研发而获得新的技术, 或者通过学习而获得其他国家的先进技术, 其中后者又称为技术扩散 (Nelson, Phelps, 1966) 。对于大多数国家, 促进经济增长的新技术中, 90%都是通过国际技术扩散的途径而得到的 (Keller, 2004) 。技术扩散的具体途径主要有两个, 一个是通过市场途径购买国外的技术知识产权, 一个是通过国际经济活动产生的技术外溢。由于许多技术知识并不申请专利, 或者由于技术本身包含着缄默知识, 缄默知识只能通过面对面的接触才能获得, 所以国际经济活动对技术扩散具有重要作用。通过国际经济活动诸如贸易、FDI等吸收国外先进技术, 要求本国必须具备吸收技术的能力, 其中重要的是有相适配的内化在人身上的技能, 即人力资本储备。
根据上述思想, 可以构建一个简单的国际技术扩散模型。这个模型仅包括两个地区, 一个是技术先进地区, 一个是技术落后地区。A0代表先进地区的最初技术水平, B0代表落后地区的最初技术水平。先进地区的技术水平为:
A (t) =A0ent (1)
(1) 式表明先进地区技术水平以固定速率n增长。落后地区技术水平的进步速率为:
其中, h是一个正的常数, 代表与技术学习相适配的人力资本存量。从以上两个方程中可以推导出落后地区的技术水平为:
如果时间是无限期的, 即t→∞, 那么上面的方程表明, 落后地区与先进地区的技术水平的均衡差距为h/n+h。由此可见, 存在技术扩散的经济中, 技术落后国家与先进国家的均衡技术差距, 是落后国家与技术学习相适配的人力资本存量的增函数, 是先进地区技术进步速度的减函数。
1.2 技术扩散的“传染”特征
由于技术中包含缄默知识, 人们很难直接从技术的文本说明中完全掌握, 技术的外溢性从来都不是完全的。虽然, 将技术进步内生化的理论, 如Aghion和Howitt (1992) , 以及Grossman和Helpman (1990) , 都强调技术的两个方面特征: (1) 技术是非竞争性的, 原因在于一个新增的使用者技术使用的边际成本可以忽略不计。这个特征使技术区别于人力资本和物质资本投资; (2) 私人和社会都从技术创新中获益, 这个特征使得技术的外部性非常大, 这种外部性被称作技术的外溢性。然而, 技术扩散并不是自动完成的。通过对技术扩散历史的研究, 可以发现技术扩散更像医学所讲的流行病的“传染”。技术扩散通过私人接触的途径传播最有效率 (Arrow, 1962) 。在资本主义的早些时候, 个人迁移是“传染”新技术的重要途径, 如丹麦造船工人向瑞典迁移, 意大利建筑师向俄罗斯迁移。在现代社会, 这个任务往往由较大的组织承担, 如跨国公司。
2 技术扩散引致产业集聚
2.1 技术扩散引致空间集聚
由于技术扩散具有“传染”的特征, 需要技术创新者与技术学习者进行某种程度的直接接触, 因而技术创新者和技术学习者在空间上的集聚就是必须的。技术扩散的“传染”特征使其具有很强的地域性, 从而导致经济的微观主体企业在选择区位时需要考虑技术扩散的因素。技术扩散将不可避免地引致产业在空间上的集聚。同类产业集聚能够使企业间的技术水准很快达到一致的水平, 互补的产业集聚能够使技术创新在产业关联系统中产生连带效应, 从而提高整体生产效率。前者被称为区域化 (Localization) , 后者被称为城市化 (Urbaniztion) , 两者是经济活动在空间上集聚的不同表现形式 (Harrison, Kelley, Gant, 1996) 。它们既是“传染”型技术扩散的结果, 又是加快技术“传染”的一种经济组织形式。
2.2 FDI与产业集聚
技术创新是一种资本密集型经济活动, 仅有屈指可数的富裕国家承担着世界大多数的技术创新。这些技术上先进的国家对相对落后国家进行直接投资 (FDI) 对后者的技术进步起着相当大的作用。赖明勇等 (2005) 研究表明, 通过FDI渠道的国际技术外溢对我国经济增长率具有显著的促进作用, 而国内研发对经济增长的作用不甚明显。由此可见, 外商直接投资通过技术示范效应、产业关联效应和人员培训效应等作用在技术扩散渠道中扮演了重要角色。由于我国最初开放的地域集中在东部沿海地区, 外商直接投资也主要集中在这些地区。FDI在内地的分布也主要集中在大中城市。通过FDI的技术扩散效应引致的国内产业集聚, 在空间区位上也主要分布在城市和东部地区。下表是FDI在各地区的分布。
资料来源:根据《中国统计年鉴》 (1998-2006) 数据整理。
3 技术扩散中的吸收能力不足及其原因
3.1 作为吸收能力的技能型人力资本
虽然国际技术扩散对我国的技术进步和经济增长有显著的推动作用, 但是, 由于我国的吸收能力不足, 技术扩散的速度和成效并未达到一个理想的水平。赖明勇等 (2005) 指出, 从全国来看, 用人力资本度量的吸收能力要低于以经济开放度量的吸收能力, 即我国在吸收外商投资技术外溢时受到了人力资本的限制。人力资本的充裕程度并不是以一个区域人力资本的绝对存量来度量的, 而是以人力资本结构同其他生产要素和技术结构的适配程度来衡量的。目前, 虽然中国高等教育发展迅速, 但是职业技术教育发展滞后, 造成一方面大学生就业困难, 另一方面产业集聚区域出现“技工荒”, 许多城市的产业缺乏中级技工和高级技师, 成为技术扩散和产业升级的障碍。
3.2 技能型人力资本投资的空间偏差
出现这种状况不在于技能型人力资本投资规模不足, 而在于培养技能型人才的职业院校在空间分布上出现偏差, 导致人才培养质量太差, 无法满足企业的要求。具体的传导过程是, 由于技术知识包含了大量无法解码的缄默知识, 缄默知识只能通过人与人之间的直接展示和说明, 并且直接在工作现场进行操练才能顺利传授, 这就要求职业技术院校的坐落位置与产业集聚位置在空间上交叉, 以便以最高效的方式与产业界建立联系, 通过需求信息、实习基地和具有一线工作经验的教师等渠道与企业进行相互合作, 真正培养出高素质的应用性人才。然而, 我国的职业技术教育, 尤其是中等职业技术教育是按照行政隶属集中在劳动力输出地, 在空间上并没有与产业集聚区域形成很好地重合, 甚至许多职业学校坐落在没有任何产业可言的农村地区。我们用中职的在校生数与人口、地区GDP和FDI之间散点图可以更直观地表明这种状况。
为了深入展示这种技能型人力资本投资空间上的偏差, 可以运用最小二乘法, 以各地区中职在校生数为因变量, 以各地区人口、GDP和FDI为自变量进行回归分析。回归结果如表2所示, 中等职业学校在校生数量与该省的人口密切相关, 显著性水平为0.000, 与经济发达程度关系没有与人口的关系密切, 显著性水平0.052, 与外商直接投资负相关, 显著性水平为0.181。
资料来源:数据来自2006年《中国教育统计年鉴》和《中国统计年鉴》。
3.3 人力资本投资空间偏差造成的负面效果
上述实证分析表明, 技能型人力资本投资的空间分布与产业的空间集聚没有紧密重合, 这造成巨大的负面影响。由于职业教育主要集中在人口大省, 属于劳动力输出地职业技术教育和培训, 这就造成了三个方面的不良后果。 (1) 由于这种职业技术教育与经济集聚的空间错位, 非产业集聚区域的职业学校将很难找到实训基地、双师型教师。 (2) 非产业集聚区域往往经济不够发达, 财政实力薄弱, 从而没有足够的财力支持职业技术学校购买先进的教育设备, 而新技术往往内化在这些资本设备之中, 这将使这些学校的教学质量下降, 甚至纸上谈兵。况且, 这些地区的技能型人力资本要流向产业集聚区域, 因而地方政府面临着财政外溢性的损失, 这降低其投资的激励。 (3) 也是最关键的, 由于非产业集聚区域的职业技术学校与相关产业界距离遥远, 新的产业技术扩散渠道阻断, 信息不对称, 私人的人力资本投资由于面临着巨大的风险, 所以投资量会低于社会最优水平 (David E.Wildasin, 2000) 。以上3个因素导致职业技术学校招生困难, 大批没有受过任何技术训练的农民工和非熟练工进入产业聚集地区打工。最终的后果是, 我国在对外开放和引进外资的过程中, 吸收国际技术外溢的能力受到限制, 大量企业缺乏高质量的技术工人, 产业升级速度降低。
4 技能型人力资本投资与产业的空间集聚
4.1 扩大产业集聚的范围
上述不良后果促使我们重新思考技术扩散中的产业集聚问题。技术扩散的传染特征使得技术学习的最有效途径是直接接触, 包括直接接触内化了新技术的机器设备和发明或者掌握了新技术的人。不仅企业的技术进步需要这种接触, 作为为企业培养技能型人才的职业技术学校更是如此。企业为了更好地吸收国际技术外溢而在空间上集聚, 职业技术学校更需要布局在产业集聚的地理区域。因此, 产业集聚不仅应该包括同类产业或关联产业在地理空间上的集聚, 它必须扩大到包括职业技术学校等关联机构, 从而使得贸易、研发、资讯、职业技能训练、技术扩散等因素整合为一个具有纵横交错关系的有机整体 (Porter, 1998) 。职业技术学校与产业在空间上的集聚将降低交易成本, 提高合作效率, 培育企业对国际技术外溢的吸收能力, 加速技术进步, 增强产业整体的竞争能力。
4.2 调整技能型人力资本投资的空间结构
基于上述原因, 目前必须迅速调整技能型人力资本投资的空间结构, 纠正人力资本投资的空间分布与产业的空间集聚错位。可以适当提高职业技术教育财政的集权程度, 中央和省级财政应承担起主要投入责任, 加大城市和产业集聚地区的职业技术教育投资, 改革劳动力输出地职业技术教育的模式, 建立劳动力输入地职业技术教育模式, 加强与企业之间的沟通与合作, 通过订单培养、实训基地和师资交流等方式加速技术扩散速度, 提高整体效率。从长远来看, 随着东部沿海地区产业升级, 我国会出现雁阵形产业的梯度转移。随着产业区域间的转移, 技能型人力资本投资的空间分布也可以动态地调整, 但必须遵循有利于技术扩散和产业升级的原则。
参考文献
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