气压控制

气压控制（精选九篇）

气压控制 篇1

在联合站对油气进行处理过程中, 虽然油气经过油气分离系统的分离、处理, 大量的伴生气已从油中分出, 但由于气液相间关系, 仍有大部分轻组分留在原油中, 使原油蒸汽压升高, 在输送和储存过程中挥发到大气中去, 造成损耗。

一、现状

官一联合站使用的天然气主要由油井来液和系统来液经三相分离器使原油和天然气进行分离后分离出的天然气, 和原油稳定系统闪蒸分离出来的不凝气组成, 再通过两具立式分离器, 及光管干燥器进行脱水、干燥, 主要用于加热炉系统和天然气发电机组, 剩余天然气进行外排。官一联合站燃气压力一直波动较大, 正常燃气压力为0.12MPa, 最低燃气压力为0.04MPa, 最高燃气压力达到0.2MPa, 压力波动达到了0.16 MPa。经常导致加热炉和两台燃气发电机不能正常运行, 虽然每台发电机用气量每小时为100 m3, 但是由于燃气压力的不稳, 使发电机的效率较低。当燃气压力低时加热炉不能正常运行, 生产参数不达标;燃气压力高的时又不得不外排, 来保证气压的稳定, 不仅污染了环境, 而且也造成宝贵的气资源浪费。对生产系统的平稳运行增加了难度, 加大了操作员工的劳动强度。

二、查找原因, 解决存在问题

对系统来液进行分析, 有以下方面的原因:

1. 在用的四台三相分离器自1996年投产以来, 由于分离器内部积砂, 使用年限较长, 造成分离空间变小, 分离器的分离效果变差, 分离器的油气水界面的调节难度增加, 造成油中带气进入沉降罐, 轻质组分损耗。

2. 造成气压不稳的原因主要是由于系统来液不稳定, 忽大忽小, 原油中所携带的轻质组分不稳定, 分离器的分离程度变差, 造成油中带气进入沉降罐, 部分轻组分挥发。

三、针对现状, 确保气源稳定采取的措施

为了能够合理天然气资源, 必须首先解决气源不稳定带来的生产问题, 为此我提出了以下建议, 来稳定气源:

控制脱后原油进原油稳定系统, 提高不凝气质量。

1. 控制好脱水排量及沉降罐液位, 来保证热化学脱水器的脱水效果;调节好沉降罐的液位, 一方面保证脱前含水, 另一方面也杜绝了泵抽空, 来确保脱后含水。同时也减少因排量不稳造成原油稳定加热炉温度烧不上去。

2. 合理控制脱后原油含水在1%-2%之间, 一方面保证了闪蒸气的能够顺利从气出口流出, 得到质量较好的不凝气, 另一方面也避免了由于含水的增加使原油稳定塔的塔压增高, 危险系数增大, 甚至造成冲塔事故。

四、利用天然气资源的解决方案

根据生产实际情况合理调节气压, 保证设备、设施使用和正常运行, 充分利用天然气资源, 减少资源浪费, 从以下几个方面提出改进方案。

1. 合理利用闲置设备3#三相分离器。

08年4月, 3#三相分离器由于内部隔板损坏, 清砂后一直闲置。我提出将闲置3#三相分离器做为一个百方的储气罐使用的建议, 经过上级技术部门分析论证后, 于2008年5月实施。将3#三相分离器的气出口与燃气管网连通, 采用气动调节阀自动控装置进行控制。即合理设置分离器压力, 在分离器放空管线处安装一个气动阀, 通过采集的气压信号和人为设置的要求信号进行对比, 自动控制气动阀的开启程度, 来保证天然气压力;当燃气管网压力高时, 储存多余的天然气;当燃气管网压力降低时, 自动放出天然气, 以稳定管网压力。通过压力的设定起到稳压、储气的效果。

2. 架设更换天然气管线, 将天然气管线加粗。

通过采取相应措施控制天然气压力, 经过对外排放空天然气进行计量, 外排的天然气量为每小时300m3, 每天外排的天然气量达到4000m3。为了合理利用这部分外排的天然气, 经过上级部门论证, 于2009年7月2日将原来一条φ50mm的管线更换为φ80mm的管线, 并相应的增加了两台发电机组, 管线的更换保证了发电机组的供气量, 避免了供不上气的现象。

五、实施后效果及经济效益

1.3#三相分离器做为一个百方的储气罐此措施实施后, 稳定了燃气压力, 燃气管网的压力波动只有0.01MPa, 有效地保证了加热炉正常运行, 保证了生产运行参数的达标;也增加了燃气发电机的气量, 提高了发电机的发电量, 日增加发电量400余度。累计创效10余万元。通过气动阀的自动调控, 不仅为加热炉提供了稳定的气源, 有效保障了加热炉的正常运行和参数达标, 同时也大大降低了员工的劳动强度。

2. 架设更换天然气管线, 将天然气管线加粗这一措施实施后, 提高了燃气的供给, 降低了因管线细而造成的截流, 同时四台发电机组分别由各自的φ80mm管线单独供气, 保证了发电机的正常运行, 有效地利用了剩余天然气, 使天然气资源的损耗降到最低程度, 每天增加发电量10000度, 一度电按0.685元计算, 10000×0.685=6850元=0.68万元, 使紧张的成本形势得到缓解, 减少了电费成本的发生。

六、结语

液气压传动与控制课程教学大纲 篇2

课程中文名称：液气压传动与控制 课程英文名称： Hydrpenumatic & Control 课程类别：专业基础

课程编号: 0803102013 课程归属单位：机械工程学院 制定时间：2007年7月

一、课程的性质、任务

一）课程的性质和任务

本课程是机械类各专业的一门专业基础课，主要内容包括液压传动、气压传动和伺服控制等。其目的是使学生在已有的基本知识的基础上，掌握液气压传动与控制技术方面的基本理论、基本原理及特点和应用方面的知识，以便具有阅读分析、合理选择使用和设计液气压传动与控制系统的能力。

本课程的任务主要是让学生在掌握液气压传动这项专门技术的同时，为后续的相关课程机械加工设备、机电传动与控制、工业机器人、铸造机械化、金属与塑料成形设备、模具制造工艺及设备、农业机械等专业课程提供必要的液气压传动及控制技术基础。

二）课程的基本要求

1、掌握液气压传动与控制的流体力学基础和应用范围。

2、掌握液气压传动与控制的基本原理、组成和特点。了解液压油的性能和选用原则。

3、了解各种标准液气压元件的工作原理、结构特点、工作性能及应用范围，并能根据要求正确选用和使用。

4、掌握缸的结构特点、工作性能和设计计算方法。

5、了解辅助元件的类型、工作原理及应用。

6、掌握各种基本回路的特点，在进行液压系统设计时，能根据工艺要求合理选用。

7、了解液压伺服控制系统原理及应用。

8、能根据工艺要求进行液压系统的设计，并具有阅读和分析中等复杂程度液压原理图的能力。

三）课程的适用专业与学时数

1、适用专业：机械类本科机械制造及其自动化、材料成形与控制工程、农业机械等专业。

2、学时安排：总学时为46学时。其中理论教学38学时，实验教学12学时（课内8学时，课外4学时）。

四）课程与其他课程关系

1、先修基础课程：流体力学或材料成形冶金传输原理、工程力学、机械设计、电工学；

2、后续专业课程：机械加工设备、机电传动与控制、工业机器人、铸造机械化、金属与塑料成形设备、模具制造工艺及设备、农业机械等。五）课程推荐教材及参考书

1、袁子荣主编《液气压传动与控制》重庆大学出版社 2002年3月；

2、姜继海主编《液压与气压传动》高等教育出版社 2002年1月；

3、陈奎生主编《液压与气压传动》，武汉理工大学出版社2001年8月；

4、许福玲等主编《液压与气压传动》机械工业出版社 2004年7月。六）主要教学方法与媒体要求

1、课程的主要教学方法：多媒体课件辅助进行课堂讲授教学+网络教学平台辅助进行课外消化吸收及习题教学+实验平台进行实验教学。

2、教学所需的基本设施：多媒体教室、计算机机房、流体力学实验台、液压实验台、液压泵、液压气动阀等。

二、各章教学内容和要求

第一章 绪论（4学时）

第一节 液气压传动的工作原理及系统组成 第二节 液气压传动的特点 第三节 液气压传动的概况 第四节 液气压传动的工作介质

重点：液气压传动的工作原理及系统组成。

基本要求：掌握液气压传动与控制的研究对象及内容，液气压传动的工作原理及系统组成，液气压传动的工作介质等要点，明确学习本课程的目的，会选择液压传动工作介质。第二章 流体力学基础（6学时）

第一节 液体力学基础

第二节 气体静力学与气体动力学 第三节 液压冲击和空穴现象

基本要求：掌握液体静压力分布、静压传递原理、液体静压力作用在固体壁面上的力，伯努利方程和动量方程的物理意义及其应用，液体流动时的压力损失，气体状态方程、气体流动的特性等重点内容并能运用其解决液气压传动相关工程实际问题。第三章 动力元件（4学时）

第一节 概述

第二节 液压泵的性能参数 第三节 齿轮泵 第四节 叶片泵 第五节 柱塞泵 第六节 气源装置

难点：柱塞泵工作原理及结构。

基本要求：掌握液压泵的性能参数，以叶片泵为主的各种泵的工作原理、结构特点及应用范围，气源装置的特点等要点，会正确使用和选用液压泵。第四章 执行元件（3学时）

第一节 缸的类型、特点和工作原理 第二节 缸的结构 第三节 缸的设计计算 第四节 液压及气动马达

基本要求：掌握各类缸的结构特点和工作原理，典型缸的设计计算方法，液压及气动马达的特点等要点，会选用及设计液压气动缸。第五章 控制元件（6学时）

第一节 概述 第二节 方向控制阀 第三节 压力控制阀 第四节 流量控制阀 第五节 插装阀 第六节 电液比例控制阀 第七节 电液数字控制阀

难点：先导式阀的工作原理及结构。

基本要求：掌握方向控制阀的类型特点及三位式换向阀的中位机能，先导式溢流阀的工作原理、结构特点及应用，调速阀、插装阀的工作原理等重点，会正确使用和选用各类液压气动阀。

第六章 辅助元件（1学时）

第一节 蓄能器 第二节 过滤器

第三节 油箱、热交换器、压力表及压力表辅件 第四节 压缩空气净化设备的组成和布置 第五节 气压辅件

第六节 管件、密封装置和其它辅助元件

基本要求：掌握蓄能器的工作原理及应用等要点并自学了解本章其他内容。第七章 基本回路（5学时）

第一节 概述 第二节 方向控制回路 第三节 压力控制回路 第四节 速度控制回路 第五节 多缸运动控制回路 第六节 其它控制回路 重点：本章为全篇重点。难点：基本回路动态过程解析。

基本要求：在掌握各种元件性能特点的基础上，掌握基本回路的概念，各种常用典型基本回路的作用、特点及应用，会正确选择和设计常用液气压基本回路。第八章 典型系统（4学时）

第一节 以速度控制为主的液压系统 第二节 以压力控制为主的液压系统 第三节 其它液气压系统 重点：本章为全篇汇集点，重点。

基本要求：综合运用前面所学知识，具备阅读分析中等复杂程度的液气压传动系统的能力。

第九章 系统的设计计算（1学时）

第一节 明确设计要求、进行工况分析 第二节 执行元件主要参数的确定 第三节 系统原理图的拟订 第四节 元件的计算与选择 第五节 系统性能验算

第六节 绘制正式工作图和编制技术文件 第七节 系统设计计算举例

基本要求：掌握液气压传动系统设计计算的基本步骤和方法。第十章 伺服控制系统（4学时）

第一节 概述

第二节 典型伺服控制元件 第三节 液压伺服控制系统

难点：液压伺服控制的原理及控制方式。

基本要求：了解液压伺服控制的概念、典型伺服阀的工作原理及特点，典型液压伺服控制系统阅读分析。

三、实践教学内容与要求

一）课内实验项目及其学时数

1、流体力学基础实验（实验教学大纲另行制定）2学时

2、液压泵的性能参数与分析（实验教学大纲另行制定）

2学时

3、液压气动元件结构分析（实验教学大纲另行制定）2学时

4、液气压基本回路设计与比较（实验教学大纲另行制定）2学时

5、平面磨床工作台驱动液压回路设计（实验教学大纲另行制定）2学时

6、钻床夹具驱动液压回路设计（实验教学大纲另行制定）2学时

7、双液压（气动）缸自动顺序控制系统的设计（实验教学大纲另行制定）2学时

8、QCS003液压实验台的PLC顺序控制（实验教学大纲另行制定）2学时（注：第5—8项实验为课外学时实验，可选做其中两项。）二）课程作业、对生产实习的要求

1、课程内容中每章均附有相应的习题。由于习题有一定难度，课程应安排4学时左右的习题课穿插于课程教学中，以帮助学生更好地掌握课程内容。

2、课程教学在生产实习之前进行。生产实习中要求学生运用所学理论知识，观察、分析和熟悉生产实际中的液气压传动系统和设备。

四、教学中应注意的问题

1、本课程实为流体力学、液压传动、气压传动和伺服控制与逻辑控制等多门课程的主要内容组合，内容较多，难点较多，教学中应注意归纳总结，突出重点。重点放在流体力学基础和液压传》部分讲细讲透，气压传动部分则注重其与流体力学和液压传动的相似性及其不同点，而伺服控制与逻辑控制部分的内容则以讲清概念和方法为主。

2、本课程的逻辑性较强，教学中应注意前后衔接和引导。

3、第六章辅助元件只讲蓄能器和气动辅件的原理和作用，其余部分以自学为主。

调频气压液柱阻尼器减振控制研究 篇3

1 气压液柱阻尼器

1.1 调频气压液柱阻尼器,TLCGD

调频气压液柱阻尼器的构造如图1所示。由装有液体的U/V形刚性管柱组成,管柱的截面可以为方形,圆形或其他形状。B和H为液柱(一段水平管道和两段斜向管道)的长度,其对应的截面面积为AB和AH。管道系统的末端密封并充满气体,两端气压参照平衡压力p0表示为p1和p2。u为液体沿管壁的相对位移。

在刚性管道系统中理想液体的运动方程由广义Bernoulli方程建立[4],

其中a为TLCGD中液体运动的绝对加速度,ρ为液体的密度,g=9.81 m/s2为重力加速度,x2-x1为液面高度差。

阻尼器的自振频率为

式中Ha为气体有效高度。传统的调频液柱阻尼器TLCD的自振频率与倾斜角β(π/4<β≤π/2)和液柱有效长度Leff有关。由于液柱的长度不能设计得太短,因而影响了TLCD在抗震领域的应用。适当调整被封闭的气压能扩大阻尼器频率的使用范围,h0为重要的调频参数。

1.2 扭转调频气压液柱阻尼器,TTLCGD

非对称结构将产生水平扭转耦联振动,本文作者[3]利用该装置对多自由度结构振动控制进行了研究,结果表明该阻尼器对结构扭转振动非常有效。扭转调频气压液柱阻尼器的构造如图2所示,其水平部分设计成封闭管道,所包含的面积Ap双向对称于质量中心。扭转调频气压液柱阻尼器拥有较长的水平管道,因此所封闭的初始气压p0比调频气压液柱阻尼器高很多。

2 液柱阻尼器的最优位置

对于非对称高层建筑,刚性楼面拥有3个自由度,2个水平分量和绕竖轴的转动分量。任意振型的水平位移和扭转转化成以速度中心(center of velocity)为基点的扭转。如果所有振型的速度中心位于楼面外,该结构为弱非对称并产生。U形TLCGD能有效控制以水平为主的振动,其最佳位置使其到速度中心的垂直距离最大,z=-b/2,如图3所示。扭转调频气压液柱阻尼器(TTLCGD)适合控制以扭转为主的振动,其水平部分包含速度中心,选择竖直部分的投影点A以达到最好的控制效果。

3 参数的优化设计

调频气压液柱阻尼器的参数设计分三步骤进行:1)假定设置一个液柱阻尼器来控制主结构的某个振型,分析主结构-TLCGD体系和主结构-TMD体系的耦联方程,得出液柱阻尼器与质量阻尼器参数的关系式,利用Den Hartog公式转化,从而得到液柱阻尼器的优化参数。2)考虑邻近振型的影响,多个气压液柱阻尼器的参数在结构状态空间进行优化,使得每个气压液柱阻尼器参数更合理。3)在实际工程中,不断进行调谐。

3.1振型优化,Den Hartog formulas

Den Hartog[5]推导出主结构在不含阻尼的情况下受到谐和外力作用时,最佳化调谐质量阻尼器的阻尼比和最佳化频率比,使得主结构的位移反应放大系数在频率域范围中有最小值。

方程(3)同样适合主结构在谐和地面加速度作用下,绝对加速度放大系数达到最小值。TLCGD中液体质量与主结构模态质量之比越大,控制和减振效果越好,但因经济因素不能无限扩大,因此在实际工程中μj<6%。

3.2 状态空间优化

整个控制体系在地震作用下的运动方程为

上式中分别为结构(包括阻尼器控制系统)的总体质量矩阵,阻尼矩阵和刚度矩阵。为地震加速度向量。为结构和阻尼器的相对加速度。引入状态向量

包含所有相关的系统信息,比如阻尼器的参数。为地震作用的影响矩阵。阻尼器的最佳自然频率和阻尼比由下列目标函数最小化来计算

式中表示主结构的状态参数。为半正定矩阵,b为谐波激励向量(含有的关系式)。由Lyapunov代数矩阵解答[1],通过MAT-LAB[8]编程调用优化工具箱中fminsearch命令,Den Hartog参数优化值作为初始值,使得函数J快速达到最小值。在这个优化设计过程中为使结果更为精确,液柱阻尼器管道的质量不能忽略。

4 结论

调频气压液柱阻尼器是一种很有效的控制水平振动的装置,通过调节管中气压,扩大了TLCD的使用范围。为了简化研究过程,对液体非线性运动方程进行了等效线性化。带有TLCGD的结构通过振型,状态空间优化得到该阻尼器的最佳参数,但地震动输入的不确定性(特别是频谱)一直是参数优化的难题,需要进一步研究。对于多自由度结构,在最佳位置设置多个阻尼器分别控制结构的前几个起主导作用的振型。当考虑结构扭转振动时,扭转调频气压液柱阻尼器能够较好的发挥减振效果。

参考文献

[1] Hochrainer MJ.Control of vibrations of civil engineering structures with special emphasis on tall buildings.Ph.D.Thesis,Vienna University of Technology,Austria,http ://www.tuwien.ac.at/,2001

[2] Reiterer M.Damping of vibration-prone civil engineering structures with emphasis on bridges.Ph.D.Thesis (in German) ,Vienna University of Technology .Austria,http://www.tuwien.ac.at/,2004

[3] Fu Chuan.Effective damping of vibrations of plan-asymmetric buildings.Ph.D.Thesis,Vienna University of Technology,Austria,http ://www.tuwien.ac.at/,2008

[4] Ziegler F.Mechanics of Solids and Fluids,corr.Repr.2~(nd) ed.Springer,New York,1998

大气压 篇4

大  气  压  教  案      港区初级中学    茅振宇一、   提出猜想上一章我们学习了液体的压强，知道了液体由于受到重力作用会对容器底产生压强，同时由于具有流动性，使得液体向各个方向都有压强。那空气呢？（众所周知，我们赖以生存的地球周围被厚厚的空气层包围着，包围地球的空气层又叫做大气层，我们就生活在大气海洋的最底层。）这里我想请问：空气有无重力？答1：有。[若无人回答，可以试着从空气具有密度角度引导（空气有无密度？（有）那空气有无质量？有无重力（有）]问：原来空气具有重力，这点与液体相似。那么我再想问，空气是否还与液体一样具有流动性呢？答：有。总结：既然空气与液体一样，即具有重力又有流动性，那么是否空气也具有压强呢？如果空气存在压强，这个压强又有多大呢？这就是今天我们所要共同研究的问题。 二、       实验验证（学生）得出结论1、             学生上台演示实验并验证猜想在课前我已经布置同学们回去思考这一问题，也鼓励大家试着通过利用身边的器材设计一些实验，去证实一下空气是否具有压强，不知你们做的情况如何？得出结论了吗？我看到有部分同学将实验器材都带来了，那我们不妨就请这些同学上来向大家说说他们实验的情况以及其中的思考。实验1：“覆杯实验”做法：①在下端开口的矿泉水瓶底放上一块硬纸片，将装置倒置过来后发现硬纸片会下落；②如果在下端开口的矿泉水瓶里注满水后用硬纸片将开口封住，迅速将装置倒置过来，发现纸片并未落下。思考：两次实验的不同之处在于前者瓶里没有水，有的是空气，而后者瓶里充满着水。两次结果的不同之处应是源于这个原因。后来我们认为只有用大气存在压强这一说法才能解释。正是由于大气压的作用将纸片压在杯口，使得纸片无法掉落。第一次实验中由于瓶内也有空气，这样就会使内外压强相互抵消，纸片由于自身重力就会下落。这个实验充分说明了大气存在压强。实验2：“笔管提水”做法：取一只两端开口的塑料笔管完全浸没于水中，在水下用一只手指堵住其中的一端后将整个装置提起，会发现管内的水不会下落。当将手指松开后，管内的水就会自由下落。思考：虽然我们看不见管口有物堵住它，但在管口四周存在着空气。我们认为，这些空气起到了手指的作用，堵住了管口，使笔管内的水能呆在里面。这说明这些大气对管底的水柱有向上的压强，支撑着水柱。当松开左手食指后，由于上端管口进入了空气，从而使得上下大气压相互抵消，水由于自身的重力而下实验3：“吞蛋实验”做法：在广口瓶中放入一些沙子，将燃着的酒精棉花放入广口瓶中，这时会发现塞在瓶口的鸡蛋被迅速地吞入瓶中。思考：一方面酒精棉花燃烧需要消耗瓶中的氧气，另一面瓶内气体随着温度的升高大部分被挤出瓶外，这是鸡蛋就会被外界大气压强的作用压了下去。这个实验说明大气存在压强。实验4：“被空气压扁的易拉罐”做法：在空的易拉罐里注入少量的水后将此装置放于酒精灯上加热直至里面的水沸腾。然后迅速的将酒精灯熄灭同时用事先准备好的面粉团将易拉罐口堵住。马上就能看见易拉罐被压瘪了，同时伴有“劈啪”的声音。思考：我们认为这也是大气压强的作用。在用酒精灯对罐内的水加热的过程中，罐内的空气由于受热膨胀从而被大部分的挤出。（当罐内的水沸腾，将易拉罐从酒精灯上撤走后，罐内剩余的气体就会冷却收缩），从而使外界大气压大于罐内气体压强，于是铁罐被压扁了。这个实验说明大气存在压强。2、得出大气压的相关结论（存在、产生原因、压强的方向）（1）大气存在压强：这四组同学通过实验都向我们证实了关于大气存在压强这一猜想的正确性，使我们相信了大气压强确实是存在的。我们赖以生存的地球周围被厚厚的空气层包围着，包围地球的空气层又叫做大气层，我们就生活在大气海洋的最底层。大气对浸在里面的一切物体均具有压强。这种由空气施加的压强叫做大气压强，简称大气压。（注意：大气压是大气压强的简称，不是大气压力的简称）（2）大气压产生的原因：大气压强产生的原因与液体相类似，是由于大气具有重力而产生的。（3）大气压的方向：问：刚才做“覆杯实验”时，那位同学将杯口朝下发现纸片并未脱落，说明大气压强是向着什么方向作用的。答：向上作用的。问：在做“被空气压扁的易拉罐”实验中易拉罐瘪了下去，而且是罐的四周都瘪了下去，这说明大气压从什么方向作用在易拉罐上的`？----成功就说。答：说明大气压强的方向与液体压强的方向一样，也是朝向各个方向的。 3、             运用所学大气压知识解释现象问：我们通常说的吸饮料。饮料真的是被吸上来的吗？师：这儿有两瓶饮料（一瓶敞口，一瓶塞有橡皮塞），我们分别请一位男同学和一位女同学上来尝尝它们的味道。现象：一个吸的轻松自如，一个用力吸却一滴也没有吸到问：为什么会产生这样的差异？（提醒学生注意两次实验条件的差异）答：后者的瓶口有活塞。问：为什么这一装置上的不同就会造成最终结果的巨大差异呢？答：女同学用嘴吸吸管时，吸走的管内的空气，而瓶口又没有被塞子塞住，这样瓶中的水就会在管外大气压的作用下在吸管内上升；而男同学使用的瓶子由于在瓶口被塞子塞住，所以外界大气压无法作用在液面上，从而无法将液体压进吸管内，因此半滴也吸不到。追问：通过这两个实验，你们认为饮料真的是被“吸”上来的吗？答：不是。是被大气压压上来的。 三、  马德堡半球实验1、总结和引入：通过同学们的实验以及由此引发的思考，我们了解到了大气具有压强。其实关于大气是否存在压强这一猜想早在十七世纪科学家们就对此问题进行过研究。历史上有一个证明大气存在压强的著名实验，你们是什么吗？答：马德堡半球实验问：哪位同学对这段历史比较熟悉，不妨向大家说说这个非常有趣的故事？学生叙述。2、课件演示师：**同学绘声绘色的描述使我们似乎回到了1654年。下面我们通过观看一段动画，视觉上再次感受一下当时的情景。（分拉两个半球的马匹从2匹增加到4匹、8匹，直至16匹，直到“啪”的一声，把两个半球分开）3、学生分组体会师：同学们在听了故事，看了动画后各个都跃跃欲示的。是不是想亲自体会一下大气压的巨大。这就满足你们的心愿。看到桌上的一对皮碗了吗？可以用它来模拟当时铜制的半球。没有抽气机，怎么办？答：用手将皮碗内的空气挤出。学生实验 四、大气压强有多大？引入：马德堡半球实验让世人亲眼见到了大气压的巨大，同学们刚才也都亲自体会到了这一点，那么大气压到底有多大呢？如何测量呢？（一）   托里切利实验的构想初衷（结合实验和幻灯）师：同学刚才在做“覆杯实验”时对纸片没有下落的解释是：由于有大气压强的作用将纸片压在了杯口。你们对此解释难道没有疑惑吗？这样的解释完整吗？硬纸片只受到大气压强的作用吗？答：不完整。硬纸片并非只受大气压的作用，它上放的水柱对其也有压强的作用。之所以没有下落，是因为大气对纸片向上的压强大于水柱对其向下的压强。问：谁能根据这个实验给你的灵感，设计一个理论上成立的测量大气压强值的方法？答：换用足够长的杯子，使托起的水柱最高时水柱产生的压强就等于外界大气产生的压强了。师：非常好。他想到了利用平衡的知识来设计出来间接测量和计算大气压的方法。这一思想我们在以前的学习中已经不止一次的应用过。比如在用弹簧测力计测量物体所受的重力，在物体静止时，弹簧测力计的示数是不是直接就是物体的重力？答：不是，而是物体受到拉力的示数。追问：那为什么弹簧秤的示数我们认为就是物体受到的重力那？答：因为此时物体受到的重力与拉力彼此平衡。问：又如在研究影响滑动摩擦力因素的实验中，我们拉动弹簧使木快在木版上做匀速直线运动，此时弹簧测力计是直接测量摩擦力的吗？答：不是。弹簧测力计其实测的是与摩擦力平衡的拉力。总结：同样在这里，同学想到了利用这一方法来间接的测出大气压的值。即当硬纸片拖起的水柱最高时水柱对纸片的压强在数值上就等于外界的大气压强。在理想状况下我们可以用增长玻璃杯的长度来增加水的高度，但是现实情况下却并不可行，因为没有这么长的玻璃杯。那怎么办呢？答：可以换用密度较大的液体代替水进行实验。追问：理由是什么？答：根据液体压强的计算公式p=ρgh，压强一定时，液体的密度越大，深度h就越小。师：很好！某某同学的想法和加利略的学生托里切利不谋而合，托里切利正是选用了液体中密度很大的水银来进行测量大气压的实验的，成为最先测出大气压强数值的科学家。 （二）   托里切利实验的具体做法（课件）1、说明：由于汞蒸气有毒，因此无法在课堂上演示，我们就借助于课件共同来看一下实验的过程。实验叙述1：在长约1m，一端封口的玻璃管里灌满水银，问：为什么要灌满水银？答：这是为了排开玻璃管内的空气。实验叙述2：将管口堵住，然后倒插在水银槽中，放开堵管口的手指后，发现管内的水银面下降一些就不在下降了。问：管内水银下降的原因是什么？答：是由于水银柱对水银槽上表面的压强大于外界对水银槽上表面的压强。问：水银下降之后，在管内水银柱的上方是否有空气？答：没有。追问：为什么没有？答：因为开始注水银时已经将管内的空气全部排走了。强调此时上方是真空问：水银面为什么在下降了一些后又不再下降了。（管内水银柱最终不再下落是靠谁托住了它？）答：因为此时水银槽外的大气压支撑着玻璃管内一定高度的水银。师：此时管内的水银不再下降，同时水银槽内的水银也不再增加，产生这一现象的原因就是同学们所说的此时水银柱产生压强在大小上等于外界大气作用在水银面的压强。实验叙述3：用刻度尺测得此时管内水银柱的高度是76cm，也就是760mm。2、结合幻灯片在理论上理清思路（1）根据液体压强特点，在同一深度液体向各个方向的压强相等，因此大气作用在水银槽上方向下的压强等于同一深度处水银槽内的水银作用在此处向上的压强（如幻灯片所示），根据平衡的知识，p=p大气。（2）请你们根据实验测得的数据动笔算算，大气压强到底有多大。（强调是标准大气压）（三）具体大气压的概念师：1.01×105到底有多大呢？人的手掌面积约为50cm2，下面就请大家计算一下：大气压作用在手掌上的压力有多大？答：500N。师：相当于一个质量为50kg的人站在你手掌上产生的压力。追问：这么大的压力，可是为何你感觉不到呢？答：作用在手掌上下的大气压强相互抵消了。师：这个也说明大气压是朝向各个方向的。（四）想想议议问：我们置身于大气海洋中，既然大气压强如此之大，为什么我们感觉不到它呢？答：人体内部（肺部）也存在压强，这样内外相通，压强互相平衡了。当然还有就是长期以来人们已经习惯这样的环境了。（五）   如果在做托里切利实验时，将玻璃管倾斜放置，结果会怎样。（强调h的起始点是从水银槽的水银面的上方。）（六）   ：如果在做托里切利时，在保证管口浸如水银槽的情况下，如果将玻璃管向上提一点，情形又会怎样呢？（七）   问：如果在做托里切利托里切利实验时，在灌装水银的过程中不小心混入了少许空气，会不会影响测量结果？ 五、      学生总结问：这节课我们共介绍了两个非常有名的实验，它们是什么？答：马德堡半球实验和托里切利实验。问：这两个实验分别说明了什么问题？答：马德堡半球实验说明了大气存在压强；托里切利实验测出了一个托里切利实验标准大气压强的具体数值

气压控制 篇5

在气压式电子驻车制动系统中,主要的执行机构是控制气压的电磁阀。为了提高车辆的驻车制动性能,就必须对驻车制动力进行更加精确的控制;为实现这些功能,必须选择合适的电磁阀机构或者通过多个电磁阀的组合来满足对于驻车制动力精确控制的要求[7,8]。

现有工业级电磁阀与汽车级电磁阀有较大的区别,不能直接适用于汽车系统[9]。本文以气压式电子驻车制动系统中的阀类选择匹配问题研究为出发点,分析对比三种电磁阀(微型电磁阀、改进设计后的直动式两位两通电磁阀、分步直动式电磁阀)的工作原理和结构特点,搭建气压式电子驻车制动系统的电磁阀试验台,对三种电磁阀进行了各种特性测试;研究分析三类阀对于气压式电子驻车制动系统的匹配性。国内外针对于气压式电子驻车制动系统中电磁阀的研究较少,本文的研究具有一定的创新性。

1 气压式EPB对电磁阀的性能要求

根据气压式驻车制动系统的结构和工作原理,其方案设计的结构示意图如图1所示。由控制电磁阀取代传统的手控阀装置,同时加装相应的气压传感器;另加装相应的信号显示装置和驾驶员干预装置(开关)。最重要的是加装EPB电控单元,该电控单元通过CAN网络与汽车其他电控系统实现信息共享,例如发动机转速、转矩、变速器档位、换档手柄柄位、制动信号、油门信号等相关信息,对汽车的行驶状况进行判断,进而通过电控单元内固化的控制软件,形成控制逻辑,驱动电磁阀动作,实现对驻车制动的控制。

1为驻车开关,2为储气罐一,3为储气罐二,4为控制电磁阀,5为气压传感器,6为继动阀

气压式电子驻车制动系统的主要功用是对汽车在各种工况下进行驻车及其释放驻车进行坡道起步,并且还应具备应急制动的功能。车辆坡道起步过程中,需要驻车制动力与发动机驱动转矩的协调控制。为提高控制效果,则需要驻车制动的控制精度得到控制,实现驻车制动力随发动机驱动转矩增加而缓慢释放,提高控制效果,这需要给气压式电子驻车制动系统匹配适当的阀来使制动缸内的升压曲线具有不同的斜率,以达到不同的充气速率。因此,电磁阀必须具备良好的反应特性,能够精确控制气压的调节。同时性能可靠,可以长时间稳定工作,还应体积紧凑,易于安装。鉴于汽车的工作环境,该电磁阀还应具备在不同温度下长时间工作的嫩能力。为满足以上的需求,本文选取了三种电磁阀,通过理论分析和实验研究,比较其工作原理和性能。

2 三种阀的特性测试研究

2.1 气压式电子驻车制动系统的阀类试验台的设计

依据系统方案设计简图搭建阀类试验台,阀类试验台设计方案如图2所示。

气压式电子驻车制动系统的阀类试验台主要由空气压缩机、空气干燥器、储气罐、手动制动阀、进气电磁阀、排气电磁阀、制动缸,以及各装置间的连接管路组成。空气压缩机是产生气压的供能装置;空气干燥器用于干燥压缩空气彻底去除制动系统中的水分和油污;储气罐用于积蓄气压能;手动制动阀用于在电磁阀可能失效的情况下,把制动缸与储气罐的连接切断,进气电磁阀用于控制储气罐中的高压气体输入到制动缸;排气阀用于控制管路中气体的排出,制动缸用于实现制动力的输出。

试验中选用的三种阀如图3所示,微型电磁阀和分布直动式电磁阀均为常用的电磁阀,图3(c)所显示的电磁阀为改进设计的直动式两位两通电磁阀,具有独创性。

在试验过程中通过USB-CAN总线适配器采集试验数据并进行实时传输,并通过上位机对数据进行实时显示及存储。

2.2 三种电磁阀的静态特性测试研究

试验目的:电磁阀的静态特性是电磁阀的一项基本性质,静态特性测试曲线将为进一步研究电磁阀在不同控制信号下动态响应特性提供很重要的理论基础[10,11]。只有在静态特性已知的前提下,才能更好地调试控制程序使电磁阀工作在ECU所需要的工作状态。

试验方法:把三种不同的电磁阀(微型电磁阀,分步直动式电磁阀,直动式两位两通电磁阀)进行进气和排气,被测试的电磁阀不动作,只需控制阀类试验台气体回路充气阀和排气阀的开关即可;测试从给出响应命令的瞬间到电磁阀内压力达到饱和,然后发出排气降压信号,分别计算压力上升时由0.1~0.6 MPa的变化率以及压力下降时由0.6~0.1 MPa的变化率,由此判定电磁阀的静态特性。

试验结论:为了对比不同种类电磁阀增、减压速率的不同,文中分别将三个电磁阀的增压阶段的曲线和减压阶段的曲线加以对比如图4(a)和4(b)所示。从试验数据可以看出,采用不同品牌电磁阀的增、减压时间和速率并无明显差别,增压时间约为3s,减压时间大约为6 s。

2.3 三种电磁阀的动态特性测试研究

由于电磁阀的工作状态是通断式的,要实现近似的比例控制就要通过调节控制信号的频率和占空比来实现不同的压力增长和压力降低的速率(本文主要研究压力增长的曲线),因此需要研究电磁阀的动态响应特性。数字式控制是指控制信号的主要部分在进行处理和运算过程中,是以它的数字量来运行的控制形式。采用数字式控制时要对控制信号进行调制,按调制的参数不同可分为以下几种:脉宽调制、脉频调制、脉码调制、脉幅调制、脉数调制。本文中的电磁阀主要采用脉宽调制(PWM)来控制[12,13]。

在进行电磁阀的PWM特性试验的目的是研究控制信号的频率和占空比的改变对电磁阀动态响应的影响,同样选择了前述的三种电磁阀来进行试验,在控制信号频率分别为5 Hz,10 Hz,20 Hz的时候改变占空比,来测试在一定控制信号频率下,不同占空比对压力增长曲线的影响。为了实现对气压的精确控制以及排除气管路压力波动的影响,对气压进行了滤波,以下的皆为滤波后的气压曲线,采样频率为100 Hz,试验结果如图5~图7所示。

由上面9幅实验曲线图可知,分步直动式电磁阀在不同的控制频率和不同的占空比下,气压升高的曲线没有太大的变化,在控制频率为5 Hz时通过改变占空比,增压曲线具有细微的变化,所以分步直动式电磁阀不能很好地匹配气压式电子驻车制动系统;微型电磁阀虽然在不同的控制频率以及不同的占空比下具有不同的增压斜率,但在进行PWM控制时,噪音比较大,且阀的发热情况也比较严重;直动式两位两通电磁阀不仅能实现不同的增压斜率,而且噪音小,阀的各方面情况都比较良好,并且该阀的气压调节范围较广,从而能够实现在不同坡道上进行驻车并坡道起步。另外,该阀体积紧凑,易于在车上安装,工作温度范围广,适合在各种环境下使用。综合上述情况,直动式两位两通电磁阀更适合用于气压式电子驻车制动系统。

3 电磁阀开关动作系统压力滞后特性

通过上文的试验证明,改进的直动式两位两通电磁阀在气压调节范围上具备其他两种电磁阀不具备的对该系统的优良匹配性,但是电磁阀的响应快慢也是影响系统工作性能的关键因素。

在气压式电子驻车制动系统控制过程中,控制电磁阀及时准确地开启和关闭时保证系统压力按照控制逻辑精确调节的重要因素,它的响应快慢直接影响着系统的控制精度。电磁阀的压力滞后特性,就是电磁阀进行状态切换时,制动气室的压力相对于控制指令的响应滞后特性。对于EPB系统的PWM控制或阶段性控制方式研究,控制信号频率、占空比的取值直接关系的就是电磁阀开关动作的压力滞后特性因此,选取改进后的电磁阀直动式两位两通作为研究对象,分别选取20 ms,40 ms,60 ms,80 ms的电磁阀开启时间,通过实验的方式对电磁阀开关动作过程中的滞后特性进行研究,分析电磁阀的滞后特性,为电磁阀和系统控制频率的选取提供重要依据。图8是控制电磁阀在不同开启时间下的滞后特性曲线。

当电磁阀收到开启指令(图中A点)后,系统压力并没有立即上升,而是有一段时间的滞后(图AB段),记为开启时间滞后,用T1表示。压力直到B点才开始下上升,之后为系统的升压过程。当电磁阀收到关闭指令(图中C点),理论上系统压力应该保持不变,但此时系统压力没有马上平衡,而是有一段时间的继续上升(图中CD段),记为关闭时间滞后,用T2表示。表1记录了电磁阀不同开启时间下系统压力滞后特性。

试验结果表明,电磁阀不同开启时间下,开启滞后时间维持在18 ms左右,关闭滞后时间维持在24ms左右。这是因为电磁阀的进气口孔径较小,气流在孔径(即铁芯)两端形成了较大的压力差,对铁芯运动形成推力,所以电磁阀上电时铁芯在压力差的作用下容易打开。同时也是由于这个原因,气流在孔径(即铁芯)两端形成的较大的压力差,对铁芯运动形成阻力,铁芯两端的导致电磁阀关闭时滞后时间较长。此外,当电磁阀开启时间较长时,电磁阀的关闭滞后时间变长,这是因为每次开启时间太长会导致制动系统中的压力波动较大,影响电磁阀铁芯难以迅速对控制指令做出反应,导致关闭滞后时间较长。

因此得出结论,选择控制信号的周期和占空比必须保证:电磁阀的通电时间至少应大于开启滞后时间20 ms,电磁阀的断电时间至少要大于关闭滞后时间24 ms。并且为了达到对制动力的精确控制,每次电磁阀开启时释放的压力不应过大或过小。应根据不同电磁阀的滞后特性合适地选择电磁阀的通电和断电时间。

4 总结

本文以气压式电子驻车制动系统中的阀类选择匹配问题研究为出发点,分析了气压式电子驻车制动系统对控制电磁阀的性能需求,搭建了气压式电子驻车制动系统的电磁阀试验台,对三种电磁阀进行了各种特性测试,研究分析了三类阀对于气压式电子驻车制动系统的匹配性。动静态试验发现,改进的直动式两位两通电磁阀不仅能实现不同的增压斜率,而且噪音小,阀的各方面情况都比较良好,并且该阀的气压调节范围较广,具备实现在不同坡道上进行驻车并坡道起步的基本能力。试验证明,改进的直动式两位两通电磁阀对于气压式电子驻车制动系统具有优于其余两种阀的匹配性,进一步对该直动式两位两通阀开关动作下系统的压力滞后特性进行研究得到:电磁阀的通电时间至少应大于开启滞后时间20 ms,电磁阀的断电时间至少要大于关闭滞后时间24 ms。气压式电子驻车制动系统的研究国内尚少,该试验结果对气压式电子驻车制动系统中控制电磁阀的选型具有重要的指导意义和学术意义。

摘要：针对气压式电子驻车制动系统中的电磁阀匹配问题,对改进设计的直动式两位两通电磁阀,以及常见的微型电磁阀、分步直动式电磁阀进行研究。首先对气压式电子驻车制动系统展开了研究,然后依据系统方案设计搭建气压式电子驻车制动系统的阀类试验台,对三种电磁阀进行静、动态特性试验研究;并对不同控制频率和占空比下的系统压力响应特性进行了研究。试验结果证明改进设计后的直动式两位两通电磁阀对于气压式电子驻车制动系统具有优于其余两种阀的匹配性。最后,对该直动式两位两通阀开关动作下系统的压力滞后特性进行研究,得到电磁阀的通电时间至少应大于开启滞后时间20ms,电磁阀的断电时间至少要大于关闭滞后时间24 ms。

气压控制 篇6

1 智能手机时代高职学生的学习状况与企 业的人才需求

伴随信息与通讯技术的迅猛发展, 智能手机时代仿佛转瞬间来到我们身边。智能手机集掌上电脑与移动通讯设备于一身, 其意义早已远远超出最初的通讯功能, 而是作为一种全新的网络媒体, 聊天、购物、看电影、玩游戏、听音乐、看小说, 功能几乎在无限扩充, 价格费用却在不断降低, 目前我校学生中智能手机的拥有量已达到人手一机。由于超越了时间与空间的制约, 智能手机对学生学习与生活方式的影响极为广泛而深入, 对我们本就面临种种困境的职业院校教学工作提出了新的挑战。

智能手机的种种优势都是双刃剑, 我们不能回避其对学生造成的负面影响:沉溺于娱乐使其无心向学, 搜索复制使其投机取巧, 色情暴力使其身心受染, 指间交流使其淡漠现实。原本精力充沛、活泼好动的职业院校学生, 转眼间安静下来, 迅速转入“低头族”的行列:站着, 坐着, 走着, 都在低头玩手机, 对现实麻木冷漠。这无疑给我们的课堂教学带来严重干扰, 对学生专业能力培养与核心能力提升带来极大的障碍。

与此同时, 我们所面向的行业企业, 不论其生产产品、生产方式, 还是其服务运营, 伴随时代前进的步伐, 都将不断更新换代, 因此要求其员工具有更高的综合职业能力, 即专业能力与核心能力, 以适应企业生存发展的需要。

专业能力是人们胜任某一职业岗位所应具备的专业知识与技能, 需要通过对相关课程的刻苦学习方能掌握。核心能力 (或称关键能力) 是从事任何职业与岗位、做好任何工作所应具备的通用能力, 包括组织与完成任务的能力、信息交流与合作的能力、运用科学的学习方法与工作方法的能力、独立性与责任心和承受力五部分, 各部分的具体内涵见表1。

由表中各项能力所对应的内涵可以看出, 长时间沉溺于手机严重危害核心能力的养成与提升。

2 面对现实, 探索有效教学方法

如何让我们的教学牵住学生的注意力, 使其抬起头来, 收起手机, 在教师的指导下, 一步步完成学习内容, 在掌握专业知识、提高专业能力的同时发展自身的核心能力, 要求我们认真研究教学内容与教学方法, 明确学习标准, 根据培养方向确定知识目标与能力目标, 在实施教学的过程中把核心能力培养融入专业技能的训练中。

我们在探索与实践的过程中, 借鉴了中外多种教学方法, 如讨论法、演讲法、项目法、引导文法、思维导图法、头脑风暴法、工作任务法、闪念法、调研法、钓鱼法、四步教学法、六步教学法、模拟法、案例法、模块法、谈话法、岗位练习法、参观法等。实 践表明, 六步教学法融教、学、训、做、评于一体, 其每一环节都要求各位成员积极参与、共同商议、分工协作, 具有较强的吸引力与强制力, 有助于让学生放下手机, 积极投入到学习中来, 是一种实现专业能力与核心能力共同发展的切实可行而又行之有效的教学方法。

所谓“六步”, 是指“资讯、计划、决策、实施、检查、评价”六个步骤, 可以看出这是一种通用的完成工作任务所需的完整工作过程。“资讯”是计划的基础, 要想做好计划, 必须尽可能多地占有与工作任务相关的各种信息, 包括弄清楚所要完成的工作任务、完成工作任务的步骤, 所涉及的相关知识与技能, 所要使用的工具、设备、材料, 所需时间及人员安排等。“计划”是指综合利用所得到的信息, 结合现有条件, 发挥学生自身的聪明才智, 做出一个初步的计划。“决策”是对计划进行讨论、分析和审定, 最终确定作为执行依据的工作方案。“实施”是依据计划决策完成工作任务, 这一过程中穿插着相关专业知识与技能的学习和训练。“检查”是指在实施后, 即工作任务完成之后对工作成果按质量标准进行检查, 对出现的问题及时采取补救措施或提出解决方案。“评价”是通过学生自评、互评以及教师评价对工作成果及工作过程的统一评定。

3 六步教学法在气压传动与PLC控制课程 中的运用

3.1 重组教学内容, 修订学习标准

气压传动与PLC控制课程, 以机电设备电气装调与维修工作岗位的能力要求为目标, 培养学生机电设备电气控制部件安装调试、故障诊断、维护保养和现场生产管理与质量控制等方面的职业能力与素养, 着力于使学生掌握机电设备的气压传动与PLC控制的基本理论与方法, 强化操作技能的训练与核心能力的培养。通过该课程的学习, 使学生具有识别选用电、气控制元件及PLC装置的能力, 具有构建、安装与调试气压传动控制回路及PLC控制回路的能力, 形成规范设计与施工思想和理论联系实际的逻辑思维能力, 能够有效运用技术资料特别是阅读工程图纸及查阅技术手册的能力。依据企业要求及工学结合教学特点, 调整制定教学内容 (见表2) 。

3.2 六步教学法的实施

我们按5人一组进行分组, 每组配备计算机、实验台、电工工具、看板;配置电气控制柜制作标准、配电柜安装接线规范、生产设备安全卫生设计总则、电工手册、电气工程师手册等学习参考资料;下发任务书、任务指导书、验收标准、学习讲义以及需要学生填写的项目小组组织结构图、工作计划表、工作日志、目测及功能检验的完成情况评价表、工艺过程 卡、领料单、危险源清单、当期问题关注记录单等。笔者以学习项目3的教学过程为例对六步教学法的实施进行说明。

3.2.1 资讯阶段

学生首先应完成“项目小组组织结构图”的制定, 图中包括小组的名称、标志、目标及每位学生的工作角色与职责, 如项目主任、安全员、技术员、质检员、库管员、施工员、后勤员等, 做到既团结协作, 又人人有责、各尽其责。

教师对项目的任务、要求、标准、关键性的知识、技能、问题进行介绍, 指导学生查阅相关技术资料, 帮助学生掌握完成本项目所需的知识和信息。学生分析项目要求, 搜集和整理相关信息, 掌握控制原理, 设计控制电路, 了解所需断路器、接触器等部件结构、性能、参数、安装、接线及检测方法, 学习编写程序, 为后续各项工作做好准备。在此阶段, 每组应根据自己的管理方法将各类信息材料进行分类归档。在这个过程中, 不仅锻炼了学生搜集信息的能力、应用科学的学习和工作方法的能力, 而且锻炼了小组成员之间进行信息沟通与交流的能力。

3.2.2 计划阶段

学生每人以书面形式拟定工作计划、工艺流程、所需材料与工具等, 然后进行小组讨论、论证。教师答疑、给出建议。在此过程中培养、锻炼学生组织与完成任务的能力、独立性与责任心以及承受力等方面的核心能力。

3.2.3 决策阶段

学生在组内对各自的计划进行分析、比较、综合及论证, 确定最终执行方案。相关责任人要完成工作计划表、工艺过程卡、领料单及危险源清单的填写。教师要及时点评、提出建议。工作计划表包括工作阶段、所需工具设备与材料、工作安全、环境保护、计划用时等内容。工艺过程卡包括施工内容及所需工具 与材料的名称、规格、参数与数量等。领料单包括所需工具及材料的名称、规格与数量等内容。这三种表单在内容上虽有重叠之处, 但其作用与去向不同, 工作计划表与工艺过程卡是实施阶段的依据, 要留在组内供参照使用, 领料单是领料的凭据, 要留在实验室教师或管理员那里, 所以都要填写。危险源清单包括危险源名称、内容、相关活动、防范措施及责任人等内容。对照“核心能力内涵表”可以看出, 本阶段是对学生核心能力的全面培养与训练。

3.2.4 实施阶段

学生依各自的角色, 根据工作计划表和工艺过程卡进行施工, 完成硬件设计及组装、接线, 软件设计、编程、模拟调试和系统联调等任务。学生在工作过程中要及时检查校正产品, 同时还要注意操作的规范、安全、工作现场的5S (或6S、7S) 管理, 注意环保意识的体现。教师巡视指导, 随时观察学生的安全与规范操作, 并将具体情况进行记录。本阶段培养学生凡事认真的良好工作作风, 养成遵守规定与规范的职业习惯。在此过程中还要注意工作日志及档期问题关注的填写。这些任务的完成将再一次强化学生核心能力的综合培养与训练。

3.2.5 检查阶段

项目完成后, 学生依据任务书及验收标准对自己的工作结果进行检查, 如上电前检查及功能测试, 检查是否满足控制要求, 检查工作台的各种控制功能, 检查控制操作与显示部分是否完善, 元器件的安装、走线是否规范等, 找出存在的问题, 及时采取补救措施或提出改进方案。教师提示检查内容与常见问题。此阶段提高学生的分析能力、创新能力、触类旁通的能力以及在实践中运用理论知识的能力、质量意识和 全面处理事务的能力。

3.2.6 评价阶段

评价由学生自评、互评及教师评价三部分组成。学生的自评与互评分数, 指的是与教师评价吻合度的分数, 而不是学生直接打出的分数, 例如完全吻合得10分, 差值小于2得8分, 差值小于4得6分, 差值大于等于5得0分等。评价的内容不仅包括对产品的评价, 也包括对学生行为习惯、工作态度以及责任心等方面的评价。对产品的评价指元器件、导线、线号、冷压头、接线端子等选用、安装与连接是否正确与规范, 整台设备是否达到项目的控制要求, 程序的完善性、安全性、可读性等。对学生行为、态度等方面的评价, 依据教师的巡查记录及学生的工作日志。对学生各阶段工作的评价, 将依据各种表单的填写情况, 自始至终的小组工作现场状况, 每个人的工作表现及小组整体的和谐程度, 表现出的工作速度、质量等进行。“评价”是学生整个学习过程中极为重要的一个环节, 而不仅仅是工作完成后的一种常规形式, 如果忽视或流于形式, 意味着前功尽弃, 因为, 这是树立标准与是非观念的重要一步。

在这一阶段可以安排学生演讲, 借助手机拍摄图片、视频、制作幻灯片等进行产品展示与推介, 这既可锻炼学生的表达能力、发挥创新能力, 还可以促进学生间的取长补短, 提高质量意识、自信心及客观对待事物的能力。

在以上各阶段的工作中, 要注意看板的布置与利用, 如小组的组织结构图、工作任务的名称、要求、工作计划表、工作进程表、工艺过程卡、危险源清单、问题关注等。看板, 一是为小组自己使用, 具有提示与查阅的功能;二是为小组间的交流使用, 具有相互借鉴, 取长补短的功能;三是为教师检查督促使用, 可以检查学生对于问题的发现与处理及工作进程等情况。

综上所述, 在气压传动与PLC控制课程的教学中, 采用六步教学法, 使学生不但学习、训练、掌握了有关PLC软、硬件安装, 电气控制设备的组装、调试、运行、维修与程序的设计、编写与调试等内容, 更重要的是在此过程中自然而然地贯穿了对于学生关键能力各项内容的培养与锻炼, 收到其他教学方法较难实现的教学效果。

4 教学效果与存在问题

在我校2010及2011级两个数维班的教学中, 我们根据企业要求, 采用工作过程为导向的六步教学法。学生装接设备的质量、工作习惯、表达能力及同学间的团结协作氛围、学习及工作热情明显好于其他班级, 目前学生已在企业正式上岗或实习。企业对学生的表现给予了很高的评价, 许多学生已陆续转入较为重要的工作岗位。

在实施六步教学法的过程中也存在一些问题, 如学生参与程度不够均衡, 因而缺乏主动性的学生在获取知识方面较为欠缺;再有, 这种学习方法需要较为宽裕、集中的时间, 否则各项要求难以到位。在教学中需认真体会、不断改进。

实践证明:六步教学法为各个层面的学生提供了积极参与、团结协作、各尽所能、各有所获的机会, 能够有效实现核心能力与专业能力共同发展, 针对当前学生的学习状况, 较其他教学方法更加行之有效, 值得大力开发并推广。

参考文献

[1]姜大源.工作过程导向的高职课程开发探索与实践[C].国家示范性高等职业院校课程开发案例汇编.北京:高等教育出版社, 2008.

[2]姜大源, 吴全全.当代德国职业教育主流教学思想研究[M].北京:清华大学出版社, 2007.

[3]赵志群.职业教育与培训学习新概念[M].北京:科学出版社, 2003.

[4]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京:清华大学出版社, 2009.

[5]胡昌送, 卢晓春, 李明惠.关键能力培养策略的发展研究[J].职教论坛, 2011 (6) :22-25.

[6]张明焱.关于提升学生综合职业能力的实践[J].职教论坛, 2010 (20) :2.

[7]吴志群, 王素艳.实施行动导向教学提高综合职业能力[J].高职教育研究, 2010, 3 (1) 31-33.

[8]王秀彦, 乔丽敏.职业教育中技能和关键能力培养的实证研究[J].中国职业技术教育, 2011 (30) :52-55.

[9]王彤.智能手机的发展及其对产业的影响[J].信息通信技术, 2012 (4) :4-6.

“气压带、风带”考点分析 篇7

高考考纲要求考生掌握“全球气压带、风带的分布、移动规律及其对气候的影响。”全球有七个气压带和六个风带,可以借助三圈环流来理解它们的形成和分布规律。三圈环流是假设地球表面均匀情况下的理想模式,实际上气压带和风带在近地面的分布是不连续的,并形成一个个气压中心。气压带、风带在一年内随季节作周期性移动,其根本原因是太阳直射点的回归运动。以气压带、风带的分布及其移动为基础,叠加海陆位置和下垫面等因素,形成了世界上复杂多样的气候。学生应能熟练阅读并绘制全球气压带、风带的分布及其季节移动示意图,并能用实例说明气压带、风带的分布对气候的影响。因此,该考纲内容可细化为三个考点:1.掌握气压带、风带的形成、分布规律及其对气候的影响;2.理解海陆分布对气压带、风带的影响;3.理解东亚季风与南亚季风的形成、特点及其差别。

二、考点解读

1.气压带、风带的分布及移动规律

地球高低纬之间的冷热不均和地转偏向力,形成了三圈环流,从而形成了全球性的气压带和风带,突破该知识点应注意“四抓”:

(1)抓“动力”——突破气压带形成。

(2)抓“偏转”——突破风带风向。

在气压带、风带分布图中,先依据高、低气压带的分布确定风带的原始风向,再根据所在半球确定偏转方向从而判定风带的具体风向。同一半球,信风带与西风带风向相反,与极地东风带风向相同。

(3)抓“分布”——突破位置判断。

(1)记忆——看纬度位置:0°、30°、60°、90°纬线分别是赤道低气压带、副热带高气压带、副极地低气压带、极地高气压带的中心纬线;(2)辨别——看分布特点:全球气压带、风带均以赤道为对称轴南北对称分布,而且气压带表现为高压和低压相间分布;(3)判断——看图形特点:气压带和风带从不同角度观察会有不同的表现形式,近年来,高考常涉及局部图和变式图的考查,但大都离不开以下三种类型:

(4)抓“移动”——突破季节影响。

太阳直射点的季节移动,引起气压带、风带位置的季节移动(1月前后南移,7月前后北移),移动幅度为5~10个纬度。如图3所示:

(1)气压带、风带移动规律:“点北带北,点南带南”(太阳直射点在北半球,气压带、风带北移;太阳直射点在南半球,气压带、风带南移)。(2)判断风带、气压带的移动:一般情况下,在气压带、风带分布图上,赤道低气压带对应赤道,副热带高气压带对应纬度30°,副极地低气压带对应纬度60°。在北半球范围内,如果其位置都相对偏北,则说明气压带、风带向北移动,此时是夏半年。

2.气压带、风带移动与大气活动中心、季风环流

(1)气压带、风带季节移动与大气活动中心。

南半球:气压带基本呈带状分布,因为海洋面积占绝对优势。北半球:气压带呈块状分布,因为北半球陆地面积大且海陆相间分布。

(2)气压带、风带季节移动与季风环流。

亚洲东部和南部季风环流成因:南亚的西南季风是由于夏季东南信风带北移,越过赤道,在地转偏向力的作用下向右偏而形成的。根据陆地上的气压类型(高、低气压)和季风风向可以判断季节。

3.气压带和风带对气候的影响

对于气压带、风带对气候的影响这部分知识,除了结合气候类型及特征记忆外,还可借助规律加以记忆。

(1)对于某地气温来说,主要考虑纬度因素,即根据其所在纬度判断热量带,从而考虑其气温状况。从赤道到两极,热量带由热带过渡到寒带,气温也逐渐降低。

(2)对于降水来说,主要考虑不同气压带和风带的大气运动状况(是否含有丰富的水汽或者具备降温过程),具体如下表所示:

(3)气压带、风带对气候的影响。

(4)副热带高压对我国东部地区主要雨带的影响。

夏季,副热带高压带被大陆上的热低压切断,仅保留在洋面上,保留在北太平洋的副热带高压有时位于夏威夷附近,称夏威夷高压;有时分裂成两个,分别位于东、西太平洋上。西太平洋副热带高压(副高)对我国天气、气候的影响最直接。夏初,副高西伸北进,暖湿的偏南气流沿副高西缘北上,与北方来的干冷空气相遇在长江流域一带,形成长江中下游直至日本南部的梅雨天气;盛夏,副高进一步北进,雨带北推到华北、东北地区;9月,副高南撤,雨带也随之南移。异常年份:副高的位置和强弱异常,会引起我国不同地区的水旱灾害。(1)若夏季副高位置持续偏南时,雨带则长时间滞留在江淮地区,易造成江淮地区洪涝灾害,而北方地区则会发生干旱。(2)当副高季节性北进时间提前、位置较常年偏北时,我国北方地区就容易出现洪涝灾害,南方则易发生干旱。

三、题型回顾

例1(2016年上海地理卷)撒哈拉沙漠南缘的11个国家正联手打造一条横穿非洲大陆的绿化带。阅读图文材料,回答问题。

材料一这条被称为“绿色长城”的绿化带,计划总长度为7100千米,宽15千米。

材料二绿化带沿线地区的天然树木旱季落叶。新建的绿化带要求树木种植的密度比较大,且树木旱季不落叶。沿线国家计划在毛里塔尼亚建立一个植物园,为绿色长城项目筛选、引进适应性树种。

(1)图示的非洲“绿色长城”大致沿着哪两种气候类型区的交接带延伸?

(2)解释“绿色长城”沿线荒漠分布的自然原因。

【解题思路】本题组考查气候类型的分布规律以及荒漠带成因。涉及气压带、风带知识的运用。第(1)题,图示绿色长城北部地处副热带,终年受副热带高压带控制,是热带沙漠气候;南部受赤道低气压带和信风带交替控制,是热带草原气候。第(2)题,绿色长城地处热带,受副热带高气压带和来自大陆内部的东北信风带交替影响,盛行下沉气流和离岸风,终年高温,蒸发量大,降水稀少,不利于植被生长;北面是面积广大的撒哈拉沙漠区,在东北信风的驱动下,风沙易于向南移动,扩大了荒漠影响范围。因此,绿色长城沿线分布有荒漠。

【参考答案】(1)热带沙漠气候区与热带稀树草原气候区。(2)地处热带,受副热带高气压带和来自大陆内部的东北信风带交替影响,终年高温,蒸发量大,降水稀少,不利于植被生长;北面是面积广大的撒哈拉沙漠区,在东北信风驱动下,风沙易于向南移动。因此,绿色长城沿线分布有荒漠。

例2(2016年北京文综卷)图5为某山地气象站一年中每天的日出、日落时间及逐时气温(℃)变化图。读图,回答(1)~(2)题。

(1)气温日较差大的月份是()

A.1月B.4月C.7月D.10月

(2)该山地()

A.冬季受副热带高压带控制

B.因台风暴雨引发的滑坡多

C.基带的景观为热带雨林

D.山顶海拔低于1000米

【解题思路】本题考查赤道低气压带的分布。从图中读取某山地气象站一年中每天的日出时间为6时,日落时间为18时,从而判断出该气象站的纬度位置;从图中提取一年中逐时气温变化状况,就可以判断温差大小。第(1)题,读图可知,图中7月份一天内等温线密集,温差相差大,所以7月气温日较差大。第(2)题,某山地气象站一年中每天的日出时间为6时,日落时间为18时,说明该地位于赤道上。该山地冬季受赤道低气压带控制,A项错误;该地不可能有台风发生,B项错误;基带的景观为热带雨林,C项正确;该地为热带雨林气候,最冷月气温在15℃以上,若山顶海拔低于1000米,1月份的温度不可能低于8℃,D项错误。

【参考答案】(1)C(2)C

四、命题预测

气压带、风带是高考必考的内容,作为自然地理的基础内容,高考各套试卷都有涉及,考查形式有选择题和综合题,试题难度系数0.65左右。根据近5年来对这个考点考查的统计,该考点是高频考点,主要把最新的新闻背景、区域图、数据资料作为命题素材,与大气环流、气候有关的生活、生产知识结合命题。

五、能力测试

图6为大气运动示意图,M线代表地球表面。读图,回答1~2题。

1.若此图表示大气三圈环流中的低纬环流,则()

A.(3)气流比较湿润

B.(4)气流给我国夏季带来丰沛降水

C.甲是副热带高气压带

D.乙处高压的形成与(2)气流有关

2.若此图表示亚洲东部夏季季风环流,则()

A.甲处是海洋,乙处是陆地

B.乙处天气以晴朗为主

C.(1)气流较(3)气流湿润

D.(4)气流由低纬流向高纬

读北半球大气环流示意图(图7),完成3~4题。

3.受(1)(2)气压带、风带交替控制形成的气候类型是()

A.地中海气候B.热带草原气候

C.亚热带季风气候D.热带沙漠气候

4.当气压带(5)被切断时,下列说法正确的是()

A.正值北半球夏季,北京盛行东南风

B.南亚盛行东北风

C.北印度洋的季风洋流呈顺时针流动

D.我国东南沿海常受台风影响

读气压带、风带移动规律模式示意图(图8),回答5~6题。

5.关于图示各纬度带气流运动与干湿性质的正确叙述是()

A.0°~10°盛行下沉气流,干燥

B.10°~20°盛行东北风,干燥

C.20°~30°盛行西南风,湿润

D.30°~40°盛行下沉气流,干燥

6.当气压带、风带位于图示位置时()

A.印度半岛吹西南风

B.欧洲西海岸温和少雨

C.亚欧大陆内部寒冷干燥

D.非洲热带草原进入干季

读世界季风明显地区地理分布图(图9),图中箭头显示了一些地区地面季风风向。据此完成7~9题。

7.1月,图中A地盛行()

A.东南季风B.西南季风

C.东北季风D.西北季风

8.关于B地季风的说法,正确的是()

A.夏季风性质暖热、干燥

B.冬季风的形成主要与气压带、风带的季节移动有关

C.夏季风来得迟、退得早易产生洪涝灾害

D.冬季风势力弱于夏季风

9.当C地盛行西北季风时()

A.A地高温多雨B.正值1月份左右

C.C地形成高压中心D.B地寒冷干燥

10.读图10,回答问题。

(1)(1)(2)(3)(4)四地气候形成与气压带、风带无直接关系的是________,其形成原因主要与________________有关。

(2)四地中气候类型的形成受单一气压带、风带控制的是________,请说出其气候类型与形成原因。

(3)四地中气候类型的形成与气压带、风带都有关系的是________,请说出其形成原因与气候特征。

(4)当(3)地草木枯黄时,(4)地的气候特征为________________________。

(5)在下面画出1月份赤道附近的气压带、风带分布示意图(要求用表示高压带,表示低压带,箭头表示风向)。

“气压带、风带”考点分析

1.D若此图表示低纬环流,则甲处为赤道低气压带,多对流雨。乙处应为副热带高气压带,此气压带是由来自赤道上空的气流在北进过程中,受地转偏向力影响不断右偏,在北纬30°附近高空堆积下沉而形成的,故D选项正确。

2.B夏季,亚欧大陆的温度高于同纬度的海洋,风从海洋吹向陆地,故甲处为陆地,乙处为海洋;此时乙处为高压控制,盛行下沉气流,天气晴朗。

3.B根据(1)(2)气压带、风带的位置可知(1)为赤道低气压带,(2)为东北信风带,受两者的交替控制,形成了热带草原气候。

4.B气压带(5)为副极地低气压带,当其被切断时说明陆地上为高压,北半球处于冬季,此时南亚盛行东北风,北印度洋的季风洋流呈逆时针流动。

5.D

6.C

7.D根据海陆轮廓判断,A位于中国东部,1月盛行西北季风。

8.D B地为南亚季风区,夏季西南风来自热带印度洋地区,高温湿润;夏季风是气压带、风带的季节移动形成的,势力强盛;夏季风来得早、退得迟、影响时间长,易产生洪涝灾害。

9.B C地为澳大利亚西北沿海地区,当地盛行西北季风时为1月。

10.(1)(4)海陆热力性质差异

(2)(1)(2)(1)为热带雨林气候,其形成是由于全年受赤道低气压带的控制;(2)为温带海洋性气候,其形成是由于全年受西风带控制。

(3)(3)该地受赤道低气压带和信风带的交替控制,全年高温,分明显的干季与湿季。

(4)高温多雨

气压控制 篇8

(1) PTB220是完全补偿型硅电容式压力传感器, 它具有电容传感器所具有的迟滞性小、稳定性好、温度系数小等优点。它由一个先进的振荡电路、微处理器和三个参考电容组成, 在测量压力的同时, 也测量空气温度, 通过微处理器进行压力的线性补偿和温度补偿。经过溯源后的PTB220测量结果非常理想。

(2) QYJD-1C气压仪器检定装置是一个气压综合检定系统。由国家气象局配置给全国气象计量检定部门, 普及率高。该装置表面层由软件程序进行控制, 将检定所需的步骤固化到程序中, 通过程序向自动控制器发送指令, 自动控制器通过控制空气发生器及真空泵所连接的阀门, 对整个气路进行加压及降压, 从而达到由高压到低压再到高压的检定过程的运行。用该装置检定PTB220可实现检定流程控制及数据采集的自动化, 减少了人为误差。

2 计量性能控制

2.1 标准器

本次检定工作的气压标准器为745数字气压计 (以下简称745) , 标准配套检定设备使用的是山西太原市太航压力测试科技有限公司生产的QYJD-1C气压仪器检定装置。

2.2 检定点选择

PTB220检定点按《JJG (气象) 001-2011自动气象站气压传感器》中检定流程要求, 参照黑龙江省全年气压分布并为后期示值参数调整考虑而设定为560、660、760、860、910、960、1010、1050共8个点。

2.3 PTB220计量性能要求

最大允许误差为±0.25h Pa。

3 调整方法

本例PTB220为使用中检定, 编号为Y3360063, 以下称Y3360063。

3.1 首次检定

3.1.1 常压比较:

将PTB220与745放在同一水平面上, 稳定30分钟后, 进行常压比较。单点比对结果如表1。

3.1.2 使用QYJD-1C气压仪器检定装置进行检定

将PTB220的气路及数据线与检定设备连接, 按要求将PTB220录入系统, 将程序设置为自动站传感器检定部分, 气源阀切换至传感器方向, 正负压源打开, 进行传感器检定自动流程。

其检定结果如表2。

由表1可知, Y3360063的检定结果中, 560点示值超差, 其它各点也距离阀值很近, 由于数据漂移的作用, 在日后的使用中有超差的危险, 需要采用多点调整法, 使其接近真值。

3.2 多点调整法

3.2.1 PTB220修正值的确定

首次检定的差值平均值不能直接作为修正值。

PTB220的修正值为首次检定差值平均值与其存储的历史修正值叠加的和。即:

其中:

ΔP——PTB220修正值;

ΔPc——PTB220首次检定的差值;

ΔPh——PTB220存储的历史修正值。

3.2.2 PTB220的历史修正值

PTB220中存有历史修正值, 我们在进行多点修订时一定要将其加入。

下面是查找历史修正值的步骤:

(1) 关闭检定程序及其他占用串口的程序。

(2) 断开PTB220与检定装置的连接, 关闭PTB220的脉冲输出模式, 打开存储器读写模式。具体操作步骤为打开PTB220的上盖, 将硬件开关的sw3关闭, sw4打开, 再次将PTB220与检定装置连接上。

(3) 使用电脑中的“超级终端”, 端口设置按表3进行。请按本省默认的设置进行设置。

需要特别注意的是, 如波特率为4800, 在超级终端输入字符时会隐形, 不利于操作, 我们一般会由4800改至9600再进行修改。

由4800改至9600修改方法如下:

>seri (>后面为需要输入的内容, 为回车键, 以下同)

4800 N 8 1 (此行内容为电脑显示出)

将“超级终端”中的端口设置重新按照9600进行设置即可通讯, 再进行下一步。

(4) 调出历史修正值。具体步骤如下:

3.2.3 Y3360063最终修正值的确定

使用公式 (1) 计算出各点的修正值, 见表4。

3.2.4 输入修正值

以下进程各别格式稍有差异, 问号后填写的数据按照表4进行组合。

修正已经完成, 断开PTB220的连接线, 将硬件开关的sw3打开, sw4关闭, 将上盖固定螺丝拧紧。

之前如有为了修改方便更改波特率, 请记得改回去。

3.2.5 再次检定用以验证方法正确

(1) 再次使用QYJD-1C气压仪器检定装置进行检定, 得到Y3360063检定结果, 见表5。

从表5中可以看出调整后的各点的差值平均值均符合检定标准且非常接近真值, 为日后的数据漂移提供了空间。

(2) 常压单点比对结果:

如表6所示。

表5及表6的数据非常接近真值, 验证了调整方法的正确性。

4 需要注意的问题

(1) 首次检定后的检定结果不能作为PTB220的修正值, 否则调整后还可出现较大差值。

(2) 在调整之前, 一定要将硬件开关的sw3关闭, sw4打开, 调整结束后再将硬件开关的sw3打开, sw4关闭。

(3) 由于波特率4800状态下输入数据都为隐形, 我们会改到9600再修改, 要记得在修改完成后将波特率改回去。

(4) 如在修改修正值之前有数据, 能通讯, 而修改后无法通讯, 可以考虑串口的双工设置, H为半双工, F为全双工, 按3.2.2中3的命令进行修改。

参考文献

[1]PTB220 Series Digital Barometers User&apos;s Guide.

[2]中国气象局JJG (气象) 001-2011自动气象站气压传感器[z].2011-06-13.

[3]曹凯明, 王强, 周枫.贵州PTB220气压传感器的设置与校准[J].贵州气象, 2010, 34 (05) :40-41.

“气压带、风带”试题解析技巧 篇9

1.气压带的成因

赤道地区由于受热多,近地面空气上升,极地地区由于冷却,空气下沉,由此可以知道低纬和高纬环流主要是热力原因形成的环流,中纬环流是动力因素形成的动力环流,所以赤道低气压带、极地高气压带是热力原因形成的,副热带高气压带和副极地低气压带为动力原因形成的。

2.气压带与风带的移动

由于地球的公转运动,太阳直射点随季节而南北移动,导致气压带和风带在一年内也随太阳直射点做周期性的季节移动。在北半球, 与二分日相比,气压带和风带的位置大致夏季偏北,冬季偏南。若黄赤交角变为0°,则太阳始终直射在赤道上,气压带和风带不移动。气压带与风带的季节性移动,导致一些地理事物和现象也有季节性的变化。

3.海陆分布对气压带与风带的影响

海陆分布使气压带和风带的分布变得复杂。由于海陆热力性质的差异,纬向分布的气压带被分裂为块状,形成一个个高、低气压中心。以北半球为例,1月份,副极地低气压带被陆地上冷高压(如亚欧大陆的亚洲高压)切断, 副极地低气压带仅保留在海洋上,形成阿留申低压和冰岛低压。7月份,副热带高气压带被陆地上热低压(如亚欧大陆的亚洲低压)切断, 副热带高气压带仅保留在海洋上,形成夏威夷高压和亚速尔高压。

海陆分布形成了季风环流,亚洲东部季风环流最为典型,主要是海陆热力性质差异最为显著,导致冬夏间海陆气压中心的季节变化,图1就是不同季节海洋和陆地之间的季风环流的示意图(虚线箭头表示高空的大气运动方向)。

南亚季风的成因除海陆热力性质差异外, 还有气压带、风带的季节移动,即南半球的东南信风随着赤道低气压带北移而向北越过赤道, 在地转偏向力影响下,形成西南季风。冬、夏季风势力的强弱主要取决于水平气压梯度力的大小。

4.气压带、风带对地理环境的影响

对大气降水的影响:大气中的尘埃与水汽是降水的必要条件。大气运动的方向是形成降水的重要因素,大气从高温区向低温区运动,水汽凝结成的水滴增大、增多,故降水多;大气从低温区向高温区运动,大气中的水滴因蒸发汽化加强,水滴变小、减少,故降水少。全球各地都处在不同的气压带和风带所控制的大气环流运动之中。因此,降水的一般规律是:低气压带控制的地区,都是上升气流,空气是由下部高温区向上部低温区运动,水汽易凝结,所以降水多。因此赤道低气压带和副极地低气压带地区,一般都是降水多的地区。高气压带控制的地区,一般都是下沉气流,空气是从高空低温区向下部高温区运动,水滴易汽化,所以降水少。因此在副热带高气压带地区,除了因海陆热力性质差异很大形成季风的地区以外,降水都少, 极地高气压带地区降水也少。在风带中,信风带和东风带地区降水少,因信风和东风都是从高纬度低温区向低纬度高温区流动的,水滴易汽化,所以不易形成降水。但是,如果信风或东风经过海洋暖流上空,把水汽吹到陆地上,遇到地势高的地区被抬升降温凝结,也能形成丰富的降水。盛行西风带中的西风,是从低纬度高温区向高纬度低温区流动的,水汽易凝结,所以降水多。表1示意气压带和风带控制下的气候类型。

二、气压带与风带常见的考查方式

1.考查气压带与风带的分布

例1读全球近地面气压带和风带局部示意图(图2),完成(1)~(3)题。

(1)图中的M气压带是指( )

A.赤道低气压带

B.北半球副热带高气压带

C.南半球副热带高气压带

D.副极地低气压带

(2)图中M、N气压带所反映的时间与季节正确的是( )

A.M表示3月份、春季

B.N表示7月份、夏季

C.M表示12月份、夏季

D.N表示1月份、冬季

(3)根据图中信息,下列说法正确的是( )

A.受M气压带影响,地中海沿岸多雨

B.受P风带移动影响,南亚地区夏季多雨

C.受Q风带影响,西欧地区全年温和湿润

D.受N气压带和P风带交替控制,形成热带季风气候

【解析】(1)本题解答的关键是先根据纬度与盛行风的大致方向判断M气压带为高压带, 再根据盛行风的偏转方向判断为北半球。(2) 图中M气压带反映了北半球的冬季气压分布状况,N气压带反映了北半球夏季的气压分布状况。(3)图中Q为西风带,P为信风带,受M气压带影响,地中海沿岸炎热干燥;受P风带移动影响,南亚地区少雨;受Q风带影响,西欧地区全年温和湿润;受N气压带和P风带交替控制,形成热带草原气候。

【答案】(1)B (2)B (3)C

【规律小结】气压带、风带的形成是全球性大气环流的结果,由于大气环流的规律性,地球上气压带、风带的分布也具有明显的规律性。 从全球来看,气压带与风带是相间分布的,即两个气压带之间必定存在一个风带。从气压带来看,全球七个气压带是高低相间分布的,且以赤道为轴,南北对称分布。风带的分布也是以赤道为轴,南北对称分布的,即南、北半球各有一个信风带、西风带和极地东风带。各气压带的高低性质主要取决于各气压带气流在垂直方向上的运动方式,即上升和下沉,凡盛行下沉气流的区域,必定为高气压带,而盛行上升气流的地区,则为低气压带。

2.考查气压带与风带的季节移动

例2图3示意某时某条经线上部分气压带、风带和纬度的相互关系。读图,回答(1)~ (2)题。

(1)图示季节,下列说法正确的是( )

A.北京昼长夜短

B.太阳直射南半球

C.东南信风带位置偏北

D.地中海地区炎热干燥

(2)关于图中2气压带或风带特征的叙述, 下列正确的是( )

A.盛行上升气流

B.气流下沉,炎热干燥

C.在其控制下多阴雨天气

D.水平方向气流由低纬流向高纬

【解析】本题解答的关键是根据图中各气压带的分布与纬度的关系,判断气压带和风带的移动状况,确定气压带和风带移动的方向。(1) 读图可知,赤道低气压带(图中1气压带)位于赤道以南,说明此时气压带与风带明显向南移动,且赤道低气压越过了赤道,到达南半球,所以太阳直射南半球;此时北半球为冬半年,所以北京昼短夜长;南半球的东南信风带向南移动, 所以东南信风带位置偏南;地中海地区为地中海气候,此季节为冬季,温暖多雨。(2)2为副热带高气压带,在其控制下盛行下沉气流,炎热干燥;水平方向气流可以由低纬流向高纬,也可以由高纬流向低纬。

【答案】(1)B (2)B

【方法指导】气压带和风带移动的最大范围约10个纬度,即赤道低气压带完全可以移动到另一个半球。我们常说“夏季北移,冬季南移” 是不完全对的(这里夏季和冬季是指北半球), 因为气压带和风带位置随太阳直射点的季节变化而移动,就北半球来说,大致夏季北移,冬季南移,如果就南半球而言则相反。北半球的夏季,气压带和风带为什么向北呢?这就要分析此时极地高气压带的情况了,极地高气压带是由于热力原因形成的,北半球夏半年,极地地区有极昼现象,获得太阳辐射量多,所以北半球极地高气压带势力减弱,范围缩小,因此所有气压带和风带向北移动;冬半年极地地区有极夜现象,气温低,所以北半球极地高气压带势力增强,范围扩大,因此气压带和风带向南移动。

3.考查海陆分布对气压带与风带的影响

例3图4为北半球某季节等压线分布图。读图,回答(1)~(3)题。

(1)当P气压值达到一年中最大值时,此时为( )

A.1月 B.4月

C.7月 D.10月

(2)关于图中P气压中心的叙述,正确的是( )

A.该气压中心是一个因气温过低而形成的冷高压

B.该气压中心是副热带高气压中心被切断后残留部分形成的

C.该气压中心对日本的天气没有影响

D.该气压中心垂直方向气流做上升运动

(3)形成图示气压分状况的原因是( )

A.太阳辐射的纬度差异

B.海陆热力性质的差异

C.太阳辐射的季节差异

D.全球大气环流多样性

【解析】本题解答的关键是根据气压中心的位置分析气压带的成因和形成的时间。(1)读图可知,此时欧亚大陆为高压,此高压出现在冬半年,而1月气温达到一年中的最低值,所以该气压值达到一年中的最大值是在1月。(2)P气压中心是由于海陆热力性质的差异,大陆内部气温低,切断了副极地低气压带形成的冷高压,中心气流下沉,可影响到日本。(3)此时,大陆为高压中心,海洋为低压中心,形成原因是海陆热力性质的差异;这两个气压中心的纬度相差不大,所以不是太阳辐射的纬度差异造成的; 此时两个气压中心的形成时间相同,所以不是太阳辐射的季节差异造成的。

【答案】(1)A (2)A (3)B

【归纳提升】由于海陆热力性质的差异,北半球冬季陆地气温低,形成高气压,夏季气温高,形成低气压,但这两个气压中心的位置不同,所以切断的气压带也不同。在水平方向上, 风从高压吹向低压,所以夏季风来自低纬度的海洋,所以温暖湿润,冬季风来自高纬度的陆地,所以寒冷干燥。南半球由于陆地较少,所以等压线基本上呈平行状分布。

4.考查气压带与风带对气候特征的影响

例4读甲、乙两地的气候资料图(图5), 回答(1)~(3)题。

(1)甲、乙两地气候特征差异形成的主要因素是( )

A.地形形态B.大气环流

C.人类活动D.太阳辐射

(2)甲地冬季降水比较多,主要是受到( )

A.副热带高压控制

B.西北风的控制

C.反气旋的控制

D.西南风的影响

(3)乙地夏季( )

A.易发生洪涝灾害

B.以偏北风为主

C.风力侵蚀作用显著

D.是一年中晴天最多的季节

【解析】本题主要考查气压带与风带对气候形成与特征的影响。(1)读气候资料图可知, 甲、乙两地气温差别不大(纬度相同),主要是降水的差异,根据经纬度位置可知,甲为温带大陆性气候,受到大陆气团的控制;乙为温带季风气候,夏季受到温暖湿润的夏季风影响,所以甲、 乙两地气候特征差异形成的主要因素是大气环流。(2)甲位于亚洲西部,由于气压带、风带的季节性移动,冬季受到西风的影响,降水较多。 (3)乙地夏季降水集中,且占全年的比重大,所以易发生洪涝灾害。

【答案】(1)B (2)C (3)A

【方法技巧】气压带与风带影响气候类型的形成,总体来说,有单一气压带或风带控制形成的气候类型,如热带雨林气候(赤道低气压带)、 温带海洋性气候(西风带);也有气压带和风带交替控制形成的气候类型,如地中海气候。气压带、风带影响气候类型的特征,如热带沙漠气候,全年炎热少雨就是因为终年受到副热带高压的控制;温带季风气候类型,夏季高温多雨、 冬季寒冷干燥就是因为受到夏季风和冬季风的影响。

三、能力测试

图6为某地气温曲线、降水柱状图。图7为气压带、风带分布示意图(甲、乙、丙、丁、戊为气压带或风带)。读图,回答1~2题。

1.下列说法正确的是( )

A.6月下旬的气压带和风带的分布状况和图7大致相同

B.图6气候类型夏季受丙控制,冬季受乙控制

C.图6气候类型受丙和丁交替控制

D.戊控制区域大都有明显的旱雨季

2.下列关于图6气候类型的说法,正确的是( )

A.该气候类型全部分布在欧洲西部

B.该气候类型在北美洲呈条带状沿东西方向分布

C.该气候类型主要分布在20°~30°的纬度范围

D.雨热不同期是该气候类型的显著特点

表2表示的是我国某地区海平面在一年中气压系统交替变化的规律。 据此,回答3~ 4题。

3.甲高气压最可能是( )

A.蒙古—西伯利亚高压

B.夏威夷高压

C.北美高压

D.亚速尔高压

4.五到六月,该地区频繁出现的天气系统是( )

A.冷锋天气B.暖锋天气

C.准静止锋天气D.寒潮天气

每年随着干、湿季节的变化,东非高原上数以百万计的野生食草动物就会组成一支壮观的大军,浩浩荡荡地在坦桑尼亚的赛伦盖蒂国家公园和肯尼亚的马赛马拉国家自然保护区间来回迁徙。图8是2013年食草野生动物迁徙路线。据此回答5~6题。

5.当1地有充足的水源和青草时,当地受( )

A.西风带控制

B.副热带高气压带控制

C.信风带控制

D.赤道低气压带控制

6.野生食草动物从2地迁徙到3地的时间可能是( )

A.12月~次年5月

B.7月底~8月中下旬

C.10月底~11月底

D.1月中上旬~3月底

【参考答案及解析】

1.B读图可知,图6所示气候类型为地中海气候,夏季受丙(副热带高气压带)控制,冬季受乙(西风带)控制;戊控制区域大都为热带雨林气候。

2.D读图可知,图6所示气候类型为地中海气候,主要分布在30°~40°大陆西岸,气候特征是夏季炎热干燥,冬季温和多雨。

3.A甲为高压系统,且出现在冬半年,所以为蒙古—西伯利亚高压。

4.C五到六月,该地区为低压系统控制, 有锋面存在,且时间长,所以该地区频繁出现的天气系统是准静止锋天气。

5.D据图中位置判断,1地位于南半球, 且是热带草原气候,当1地有充足水源和青草时为湿季,受赤道低压控制。