调节阀特性对变流量空调水系统的影响分析.doc

调节阀特性对变流量空调水系统的影响分析（全面版）资料

第22卷王岳人等:调节阀特性对变流量空调水系统的影响分析sv=每=蕊㈣
5V2石2面而p,
由于阀权度sv值的不同,工作流量特性也
不同.所以在选择调节阀特性时必须结合调节阀
与管网的连接情况来考虑.这里讨论调节阀与管
网串联的情况(见图4.
囝4调节阀与管网串联
由此,可推导出调节阀的实际工作流量特
性[9I.
是-,(矗(6
由式(6可以得出,阀门在同一开度时,其实
际相对流量将不小于理想相对流量,即阀门特性
将出现偏移.由生产厂家确定的阀门特性,会由于
该调节阁在系统中的阀权度值而有不同程度的偏
离.阀权度越小。阀门特性偏离越大,控制系统的
稳定性与控制质量就越差,反之亦然.(如图5所
示.可以得出,随着阀权度的减小,阀门对数特性
发生严重偏离.阀门特性曲线与盘管热力特性曲
线叠加不再是线性关系,造成阀门在工作范围内
调节困难,使控制系统变得不稳定.
1。。
8。S
60。.心40
20
/
0,{|
65q
/∥
强
≯矿哆
/形
/nl
J丝
O20406080100
上㈣
囝5调节阔与管网串联时的工作特性
由于调节阀与盘管串联连接,则实际可调比
R。=R蚰;√sv(7
图6为可调比R与阀权度s。的关系曲线.对于一般的调节阀,由于其最小可控流量是3.3%,故其最大可调比为30.
图6可调比R与阔权度sv的关系
在实际工程中,为保证调节阀有一定的可调比,调节阀应具有相当的阻抗值,使之在管路中保持一定的阀权度.它的大小对调节质量有着重要的影响,应引起设计人员的重视.

3调节阀的阻力特性
调节阀的阻力特性是阀门选择的依据.从流体力学的观点看,调节阎是一个局部阻力可以变化的节流元件‘….得:
C一=01(8
式中:c一为调节阀的流通能力;△P为调节阀前后压差,102kPa;Q1为流体流量,m3/s;p为流体
的密度,k∥m3.
阀门的s。值应保持在合理的范围内,使阀门在系统中有足够的权度u“,特别是在系统两端压差不大的情况下,两通调节阀的选择应按阀门所在管路供回水压差的0.5~0.7倍确定调节阀

高二生物必修基础过关训练
通过神经系统的调节
1.在神经系统中，兴奋是以电信号的形式沿神经纤维进行传导的，这种信号称为：
A.静息电位 B.反射 C.神经冲动 D.反射弧
2.下列关于兴奋产生和传导的叙述中,不正确的是：
A.兴奋传导时的膜电位变化是由外负内正变为外正内负
B.兴奋只能由一个神经元的轴突传至另一个神经元的细胞体或树突
C.兴奋在不同神经元中间是通过突触来传导的
D.兴奋在神经纤维上的传导是双向的
3.调节人体的生理活动的最高级中枢在：
A.大脑两半球 B.大脑皮层 C.小脑 D.中枢神经系统
4.某人不小心从高处摔下，到医院检查，与确定此人神经中枢受损无关的检查是：
A．针刺双脚观察是否有反应 B．检查血细胞的数量是否有变化
C．检查膝跳反射是否正常 D．要求此人复述医生的一段话
5.下列膜电位变化的示意图中，能正确表示神经纤维由静息状态转变为兴奋状态的是：

6.女子体操运动员在参加平衡木项目比赛时，展现了出色的身体平衡能力，其维持身体平衡的神经中枢位于：
  A．脊髓     B．小脑     C．脑干     D．下丘脑
7.下列有关突触结构和功能的叙述中，错误的是：
A．突触前膜与后膜之间有间隙
B．兴奋由电信号转变成化学信号，再转变成电信号
C．兴奋在突触处只能由前膜传向后膜 D．突触前后两个神经元的兴奋同步
8.在肌肉为效应器的反射弧中，假如传出神经受到损伤，而其他部分正常，当感
受器受到某种刺激后，机体表现为：
A.有感觉、肌肉有运动反应 B.有感觉、肌肉无运动反应
C.失去感觉、肌肉无运动反应 D.失去感觉、肌肉有运动反应
9.在一条离体神经纤维的中段施加电刺激，使其兴奋。下图表示刺激时的膜内外电位变化和所产生的神经冲动传导方向（横向箭头表示传导方向）。其中正确的是：

A B C D
10.兴奋在神经元之间进行传递时，突触小泡会释放传递信息的物质，该物质是：
A．神经递质     B．CO2 C．Na+ D．O2
11.某人能读书看报,也可以写字，但就是听不懂别人说的话,这表明他的大脑受到损伤。受损伤的区域是：
A.大脑皮层运动区 B.大脑皮层S区
C.大脑皮层内侧面某一特定区域 D.大脑皮层H区
12.如果某患者支配右手的传出神经受损，其他部分完整，则：
A．针刺左手不会发生缩手反射 B．针刺右手会发生缩手反射
C．针刺左手不会感觉疼痛 D．针刺右手会感觉疼痛
13.（5分）下图甲表示缩手反射相关结构，图乙是图甲中某一结构的亚显微结构模式图。请分析回答：

⑴甲图是反射弧的模式图，f、c、a表示的结构分别是 、 、
。
⑵乙图则是 结构的模式图，兴奋通过该结构的其传递方向是 。
14.（5分）下图表示反射弧和神经纤维局部放大的示意图，据图回答：
（1）在A图中，①所示的结构属于反射弧的____ _____________。
（2）B图表示神经纤维受到刺激的瞬间膜内外电荷的分布情况，在a、b、c中兴奋部位是________。在兴奋部位和相邻的未兴奋部位之间，由于电位差的存在而发生电荷移动，这样就形成了__ _______，使兴奋依次向前传导。
（3）兴奋在反射弧中按单一方向传导的原因是在A图的[ 6 ]___ ____结构中，信号的传递是单一方向的，在此结构中信号的转换模式为 _。

答案
1
2
3
4
5
6
C
A
B
B
D
B
7
8
9
10
11
12
D
B
C
A
D
D
13.（1）感受器 神经中枢 效应器
（2）突触 单向的
14.（1）感受器
（2）b 局部电流
（3）突触 电信号转变成化学信号转变成电信号
通风空调精确仿真系统和用CFD方法研究高大空间动态响应特性

摘要　　 提出了通风空调精确仿真系统的概念，即将以分布参数模型为基础的CFD模拟和以集中参数模型为基础的控制系统仿真相结合的新的仿真系统，与常规的集中参数模型仿真系统相比，精确仿真系统能更好地反映实际系统的性能，特别适用于高大空间气流控制系统的仿真。通过瞬态CFD模拟的方法得到了高大空间恒温室的动态响应特性，如时间延迟、时间常数和比例系数等，并用实验进行了验证。

关键词　　 精确仿真系统 高大空间 CFD模拟 仿真时间比 最优采样周期 控制系统 动态响应特性 实验研究

1 引言

　　近年来，随着经济的发展，越来越多的具有高精度湿湿度要求和舒适性要求的高大空间出现了，研究高大空间的气流控制系统成为一项重要的研究课题。很多学者对高大空间的气流组织进行了深入地研究，这些研究大多采用稳态的模型，本文的研究重点是气流控制系统，即对高大空间气流动态变化及其控制系统的研究，采用动态的CFD模拟和动态控制系统仿真模型。
　　本文的研究对象（见图1）是一个存在不均匀分布热源的高大空间精度恒温空调系统。针对扰动和控制对象的特点，通过方案比较，本文采用非贴附型下送风方形散流器上送下回气流组织方式，风口的具体布置见图1，并在稳态CFD模拟的基础上，确定了最优的送回风系统参数，即最优的送风温差（3℃）、送风速度（2.15m/s）、空调分区大小（5m× 5m，共36个）和风口尺寸（800mm×800mm）。本文将在此基础上对高大空间气流控制系统的动态仿真进行研究。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图 1 高大空间结构及设备布置

　　对于高大空间气流控制系统的动态仿真，本文提出2套解决方案，并分别进行了研究：
　　（1）常规的集中参数模型控制系统仿真，其中高大空间动态响应特性预选采用CFD方法进行模拟；
　　（2）精确仿真系统，即将以集中参数模型为基础的控制系统仿真和以分布参数模型为基础的CFD模拟无缝结合，实现对高大空间的精确仿真。

2 集中参数仿真系统及高大空间动态响应特性CFD模拟

　　2．1 集中参数仿真系统
　　常规的集中参数模型仿真系统示意图见图2，它具有以下的特点：
　　（1）对传感器、变送器和执行器等，由于它们传递信号的部位体积都很小，而且它们相应的信号参数分布基本上是均匀的，因此可以将它们处理成集中参数模型。
　　（2）对于高大空间，空间内各点的参数是不一样的，即各点的参数不仅与时间有关系，而且与空间位置有关系，不仅与外扰的强度有关系，而且与外扰的位置有关系，因此它是一个典型的分布参数系统。对它的计算应该用分布参数模型进行处理，以质量守恒、动量守恒和能量守恒为基础的室内气流流动和传热理论就是它的数学模型，其基本方程组为雷诺方程组[1]。但是，由于雷诺方程组的求解非常复杂费时，因此，在常规的集中参数模型仿真系统中，将它简化处理成集中参数系统，即认为高大空间是一个控制点参数为代表的集中参数环节，此时，可以通过CFD模拟或实验或理论分析（对简单情况）求出它的延迟时间、时间常数和放大系数[1]。传统的求取高大空间动态响应特性的方法是实验或者对简单情况的理论分析，但是这种方法不具有通用性，而且也不经济（实验需要大量的费用和时间），因此本文尝试采用CFD的方法研究高大空间的动态响应特性，对应的高大空间通风空调气流控制方程组见第3.2节。
　　（3）只要确定了高大空间的特性参数，高大空间气流控制就变成了一个常规的控制系统，其仿真也就变得容易和快速，但是，由于对高大空间本身的特性进行了简化，致使它不能精确地反映控制点参数的变化，因此其仿真精度是受到限制的，有时甚至很低，与实际情况相差较远。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图2 常规的集中参数模型仿真系统示意图

　　2．2 高大空间动态响应特性CFD模拟
　　2．2．1 计算条件
　　考虑高大空间为带纯滞后的一阶惯性系统，应计算系统的时间延迟 、时间常数T、放大系数K和特征比 。
　　为了考察控制点的位置对高大空间动态特性的影响，考虑将室内控制点设在各分区中心线上标高8m处（称为控制点A）和回风口中心（称为控制点B）两种情况，控制点A位置的确定主要是因为各分区气流交界面的中心点处于标高8m左右，稳态条件下，该位置的空气温度约为20℃，正好为系统平衡温度；控制点B为常规控制点。这两个控制点的一个共同特点是当系统运行于稳态条件时，系统正好不需要控制动作，这正是恒温空调控制系统的出发点，这样系统才能处于最优的运行状态。
　　数值计算时，在送回风口、热源、墙壁附近风格划分较密，网格间距为0.1m，其他区域网格划分较粗，网格间距为0.4m;数值计算边界条件如下：
　　（1）送风口，输入实际的送风速度和温度。
　　（2）回风口，规定出口压力为0。
　　（3）热源和墙壁，均为固体壁面，要用壁面函数法进行处理[3]，其中热源为恒温55℃。
　　（4）对称或近似对称边界条件，规定边界面上的各物理量的法向导数为0。
　　瞬态数值计算除了要选用合理的欠松弛因子外，还必须选取合理的时间步长，开始计算时选定时间步长为0.05s，随着计算结果趋向收敛，可以逐步地将时间步长加大到0.075s和0.1s，从而加速收敛，减少计算时间。
　　2．2．2 计算结果及实验验证
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图3 高大空间恒温室温度响应曲线
　　　　　　　　　　　　　　　　　　（a）送风温度变化曲线；（b）控制点温度响应曲线

　　CFD模拟方案：保持热源不变，将送风温度由17℃上升到21℃，待计算到稳定状态后再将送风温度由21℃下降到17℃，并计算到新的稳定状态。计算得到的温度飞升曲线见图3，由图3得到高大空间恒温室动态响应特性见表1。

　　　　　　　　　　高大空间恒温动态响应特性　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表1 　　
特性参数
时间延迟 （s）
时间常数T（s）
放大系数K（℃/℃）
特征比
控制点A
50
250
0.983
0.200
控制点B
80
280
0.985
0.286
为了比较CFD模拟结果的正确性，对控制点A的动态响应特性进行了模型实验研究[1]，实验所得控制点A的动态响应特性参数，加上CFD模拟和文献[6]所获得的结果见表2。从表2看出，对高大空间最重要的特性----时间常数来说，CFD模拟和实验的结果比较接近，两者相差91s，相对偏差为36.4%；而文献[6]所得时间常数则太大，显然文献[6]的时间常数计算公式不适用于本文所研究的高大空间。另一方面，CFD模拟和文献[6]所得时间延迟基本相同，显然，实验所测时间延迟是有较大误差的。综合考虑，认为CFD模拟的结果更可靠，从而选取它为该高大空间恒温温室的动态特性参数。

　　　　　　不同方法得到的高大空间恒温室动态响应特性比较（控制点A） 　　　　　　　　　　　　　表2
特性参数
时间延迟 （s）
时间常数T（s）
放大系数K（℃/℃）
特征比
CFD模拟
50
250
0.983
0.200
实验
23
341
0.45
0.067
文献[6]
55
545
0.62
0.1

3 精确仿真系统
　　3．1系统结构
　　鉴于常规的集中参数模型仿真系统的仿真精度不高，本文提出一种新的精度高的仿真系统，并称之为精确仿真系统，其定义为以分布参数模型为基础的CFD模拟和以集中参数模型为基础的控制系统仿真相结合的仿真系统。精确仿真系统的示意图见图4，与常规的集中参数模型仿真系统相比，它具有以下特点：

　　（1）对传感器、变送器和执行器等环节，按常规的集中参数模型控制系统的仿真处理。
　　（2）对于高大空间，用以分布参数模型为基础的CFD方法直接计算控制点的参数，实际上就是有瞬态CFD模拟方法直接得到控制点的温度、湿度等参数。用CFD方法直接得到控制点的参数，具有以下几个优点：
　　a) 用CFD方法可以精确计算送风和空间上任意位置的外扰对控制点参数的影响。由于本文的CFD模拟及其结果已经经过实验验证是正确的，因此其计算结果是可靠的。
　　b)用CFD方法的计算结果直接表示了实际系统的性能，它既可以表示线性系统又可以表示非线性系统；既可以表示一阶惯性系统又可以表示二阶和高阶惯性系统，显然比单纯用一阶惯性系统表示的模型精度高；同时，它还能表示实际系统在参数和结构上的不定常性。正因为如此，直接用CFD方法计算控制点参数时，没必要再详细研究实际系统的时间延迟、时间常数和放大系数等特性参数，这些性能已经自然地融合在它的计算结果中。
　　c)用CFD方法直接计算控制点的参数还可以使仿真模型通用化和简单化。在常规的仿真系统中，需要详细计算高大空间。内送风和各种外扰对控制点的影响，因此必须分别研究它们的特性参数，所以不同的高大空间就有不同传递函数个数和参数；而CFD模拟是一种通用的分析工具，适用于所有的高大空间，高大空间的各种传递函数及其参数已经体现在其计算结果中，没必要另行研究和计算。显然，作为一种研究方法，它更先进。
　　（3）精确仿真系统中，每一个环节都精确地表示了实际系统的特征，因此其仿真精度很高。与常规的集中参数模型仿真系统相比，它更能反映实际系统的性能，它将成为通风空调系统仿真发展的必然趋势。

　　3．2 CFD模拟的控制方程组
　　精确仿真系统中的CFD模拟为瞬态模拟，可以采用k-ε模型或者LES模型[7]。采用k-ε模型的高大空间通风空调室内三维瞬态湍流无因次方程组标准形式见表3。在此基础上，采用控制容积法建立离散方程组，就可以进行数值计算了。

　　　　　　标准形式的高大空间通风空调室内气流控制方程组 　　　　　　　　　　　　　　　　　　表3
标准形式

φ

连续性方程
1
0
0
动量方程
Ui

能量方程
T

0
K方程
K

ε方程
ε

　　其中：φ----无因次物理量，可以是1、速度分量ui、温度T、湍流动能K和湍流动能耗散率ε等；
　　　　　u----速度矢量，m/s；
　　　　 ----φ的扩散系数；
　　　　 ----φ的广义源项。

　　3．3 仿真时间比
　　计算机控制仿真系统都要选定一个采样周期，采样周期根据系统中各环节参数和采样定理确定，在类似本文所研究的带有纯滞后的大惯性恒温空调系统中，温度控制的采样周期应为高大空间时间延迟的1/3～1/4[4，5]，通常取值为15～20s[6]。在实时精确仿真系统中，要求在采样周期内，完成瞬态CFD模拟以得到室内控制点在一个采样周期内的温度变化。经过分析可知，在精确仿真系统中，涉及到四个时间概念：
　　1．采样周期Ts：根据采样定理确定的采样时间间隔；
　　2．计算步距Tc：仿真时所用的计算时间步长，Tc≤Ts；
　　3．仿真时间Tf：需要仿真的时间段的长度；
　　4．仿真所用时间Tu：完成仿真时间Tf内的仿真所花费的计算机运算时间。
　　为了研究精确仿真系统，需要考虑仿真所用的时间Tu与仿真时间Tf的比值，本文提出仿真时间比的概念，并定义仿真时间比ξ为：
　　 　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(1)
　　在多数情况下，需要研究一个采样周期Ts内的仿真所用的时间Tu，这时仿真时间比ξ定义为：
　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　(2)
　　显然，在实时仿真系统中，要求ξ<1.0。
　　在简单的常规集中参数模型仿真系统中，计算步距只有一个，因此计算步距就等于采样周期，但是在精确仿真系统中，在对高大空间进行瞬态的CFD模拟时，必须采用较小的计算步距，一般取值为0.01～1.0s，而高大空间控制系统的计算步距（即采样周期）通常远大于这个值，因此精确仿真系统是一个变时间步长的仿真系统。
　　在精确仿真系统中，由于控制部分均为集中参数模型，其计算所用的时间很短，可以忽略不计，因此采样周期内的仿真所用的时间Tu主要是CFD模拟所用的时间，CFD模拟所用的时间与以下因素有关：
　　1．所用计算机的运算速度，用cpu表示，这是硬件条件，它与计算机的CPU速度、内存速度等因素有关，CFD模拟所用的时间与计算机的总体运算速度成反比；
　　2．所模拟空间的网格数Nx·Ny·Nz，网格越多，所花的时间就越长；
　　3．CFD模拟所用的迭代方法method，迭代方法越先进，所用的时间就越短；
　　4．CFD模拟的计算步距H、单步迭代次数m，计算步距和单步迭代次数的最优组合能使计算所用的时间最短；
　　5．CFD模拟的收敛精度eps，收敛精度低时所用的时间短。
　　综上所述，可得到如下关系式：
　　　 　　　　　　　(3)

　　3．4 计算实例

　　本文在DELL PC Pentium II 450 计算机（称为计算机A）上对所研究的高大空间的一个分区进行瞬态CFD模拟，考虑到分区的对称性，只研究它的1/4，网格数为13×13×53，所用迭代方法为逐线松弛法，仿真时间Tf为20.0s，计算步距为0.05s，单步迭代次数为20次，收敛精度为0.001，讦所用时间Tu为89.0s，仿真时间比为：
　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　(4)
　　将上述问题在兼容的PC Pentium 90 计算机（称为计算机B）上进行计算所用的时间Tu为732.0s，仿真时间比ξ2为36.6，计算机A和B的运算速度这比为8.22:1。如果对同一问题采用PC486/33计算机（称为计算机C）进行计算，由于计算机C和B的速度之比约为1：10，因此相应的仿真所用时间Tu为7320s，仿真时间比ξ3为366。
　　如果总的仿真时间为1000s，则采用计算机A、B和C进行仿真所用的时间分别为4450 s（1.236h）、36600s(10.167h)和366000s(101.667h)，显然，彩计算机C所用的时间太长，这就是以前的仿真中，一直不能采用精确仿真系统的主要原因；如果采用计算机A或B，对于非实时仿真系统来说，所用的时间基本上是可以接受的，但是，当仿真时间太长时，计算机B也将被使用者淘汰；而对实时仿真系统来说，即使采用计算机A，在上述计算机条件下，显然也是不可接受的，因为仿真所用的时间超过了仿真时间，这时的仿真实际是无意义的。
　　为了能够利用计算机A完成高大空间控制的实时精确仿真，本文对瞬态CFD模拟采取了如下的措施：
　　1．将CFD模拟的网格数减少为 9×9×20，模拟的结果表明，此时的气流运动规律没有因网格的减少而失真；
　　2．在仿真时间内改变单步迭代次数，使仿真收敛时所用时间较短，但由于本文没有改变计算步距，单步迭代次数的改变也只进行了2～10次，因此，所得到的较短的Tu是一个较优值，不一定是最优值。
　　经过上述调整后，得到仿真时间和仿真时间比的关系曲线见图5。

　　 　　　　　　　　　　　　　　　　图5 仿真时间和仿真时间比关系曲线

　　从图5可以看出，在固定计算步距时，在不同的仿真时间内，需要采用不同的单步迭代次数才能使仿真所时间较短，经过单步迭代次数优化后，开始时，随着仿真时间的加长，仿真所用时间反而减少，但由于单步迭代次数不能太少（否则仿真容易失真），因此当单步迭代次数减少到10次以后，仿真所用的时间随仿真时间的增加而增加。同时发现，仿真时间比基本上随仿真时间的增加而减少，当单步迭代交数减少到10次以后，仿真时间比基本上不再变化；当仿真时间达到15.0s时，仿真时间比ξ=0.93<1.0，当仿真时间达到20.0s时，仿真时间比为0.65，基本上达到最小值。因此，可以得出以下结论：
　　在本文所研究的仿真系统中，采样周期定为15.0～20.0s可以实现实时精确仿真（ξ<1.0），而根据采样定理和高大空间特性，本文所研究高大空间恒温的采样周期应为12.5～16.7s，因此，本文的实时精确仿真系统的采样周期应为15.0～16.7s。根据这种方法，可以确定其他实时精确仿真系统的采样周期。

4 结论

　　本文采用瞬态CFD模拟的方法得到了高大空间的动态响应特性，并通过实验证明结果是可靠的，可以用于高大空间气流控制系统的仿真。同时，本文论述了精确仿真系统的理论和可行性，认为在目前的条件下实时精确仿真系统是可以实现的。
　　作者建议：对于高大空间通风空调气流控制系统，在通常情况下可以采用集中参数模型进行仿真，其中的高大空间动态特性采用CFD方法得到，如果时间和经济上许可，建议采用精确仿真系统。为了使实时精确仿真系统更加可行、精确和完善，可以从以下几个方面对它进行改进和优化：
　　（1）研究出智能的CFD模拟方法，它能够自动地选择最好的迭代方法，并通过优化组合计算步距和单步迭代次数使仿真所用的时间最短。其中，先进的迭代方法也是有待进一步研究的内容。
　　（2）根据仿真时间比、采样定理和高大空间动态特性对采样周期进行优化，计算实时精确仿真系统的最优采样周期。
　　（3）使用高速的超级计算机。目前的个人计算机已经发展到CPU为Pentium IV 2 GHz，如果采用这种计算机，采样周期可以更短，从而可以实现更快速的控制系统；如果使用巨型计算机，则实时精确仿真系统更容易实现。
　　（4）开发一套完整的精确仿真软件，融合控制仿真系统和CFD模拟，最终实现室内气流及其控制的虚拟现实系统（Virtual Reality System），这是作者以后将要继续研究的内容。

参考文献

　　1 谭良才，基于神经模糊控制的高大空间恒温空调系统数字仿真及实验研究[同济大学博士学位论文]1999.9
　　2 [美]S.V.，帕坦卡著，张政译，传热与流体流动的数值计算，北京：科学出版社，1984
　　3 陶文铨，数值传热学，西安：西安交通大学出版社，1988
　　4 Edward Ratnam, Thomas Campbell, Roy Bradley. Advance Feedback Control o Indoor Air Quality Using Real-Time Computational Fluid Dynamics. ASHRAE Transactions 1998.
　　5 熊光楞，控制系统数字仿真，北京：清华大学出版社，1982
　　6 刘耀浩，热能与空调的微机测控技术，天津：天津大学出版社，1996
　　7 Davidson, L. And Nielsen, P. V.. Large Eddy Simulations of the Flow in a Three Dimensional Ventilated Room. Proc Of ROOMVENT'96 on Air Distribution in Rooms, Japan, 1996

第2节 通过神经系统的调节（二）
教学目标：
1. 概述神经系统的分级调节和人脑的高级功能。
2. 学会分析案例，将知识应用到实际中去，将知识与实际联系取来。
3. 培养科学的态度，树立唯物主义观点。

教学重点：神经系统的分级调节和人脑的高级功能。

教学难点：人脑的高级功能。

教学策略：
本节内容分为2个课时，第1课时将神经调解的结构基础和反射、兴奋在神经纤维上的传导、兴奋在神经元之间的传递，第2课时将神经系统的分级调节和人脑的高级功能。
这是第2个课时的内容。首先复习上节课关于本小节前半部分的知识，以防前后知识脱节。接着通过篮球运动的实例引入课程内容，学生对该运动很熟悉，故更贴近与生活，也能引起他们的兴趣。
“神经系统的分级调节”设计的内容很广也很复杂，但教材要求的内容比较有限。这里采用图片展示的方式让学生重温初中所学知识，回忆神经系统的分类及简单的结构。接着老师简单分析各级中枢的位置及功能，使学生了解不同的神经中枢有各自不同的作用。然后通过教材上的资料分析揭露各级神经中枢之间的内在关系，由整体到局部，再回到整体，是学生理解它是一个统一的整体。
人脑的高级功能很复杂，这里只是选取其语言文字、学习记忆两方面进行介绍。这部分知识实用性比较强，学生会比较感兴趣，有时间的话可以给学生自由探讨的机会，谈谈自身或身边的实例，既可加深理解，又能活跃思维，拓展视野。

教学媒体：多媒体平台（powerpoint电子课件），黑板（板书）

教学过程：
教学程序
教师活动
学生活动与目标
引入课题
上节课我们已经学习了第二章第1节《通过神经系统的调节》的前半部分。从中，我们了解到神经调节的基本方式——反射，及其结构基础——反射弧，知道了兴奋的概念，也了解了兴奋是如何在神经纤维上传导及在神经元之间的传递的。
（展示ppt——表格）
现在，大家看看屏幕上的表格。
类型
在神经纤维上的传导
在神经元间的传递
方向
双向
单向
形式
局部电流的形成
神经递质的扩散
结构基础
神经纤维
突触
速度
快
慢
其他
在同一细胞内电信号的传导，不能间断
在不同细胞间，依靠于电信号与化学信号的转换
这是我上节课留给大家课后完成的，现在，我想请一位同学来帮忙把空白的地方补上。
很好，看来大家课后都能认真复习。前面我们所学的是很简单的非条件反射，但人和高等动物的行为除了简单的反射外，还有很多精细的动作、复杂的行为，（展示投篮图片）比如打篮球，需要手脚等肢体的相互配合，同时脑子还要快速运转，考虑怎么运球，走什么路线，怎么避开对手的拦截，在哪个位置投篮，用什么方式投。这些可不是简简单单一两个反射活动就可以搞定的！那到底是如何完成的呢？其实啊，这是我们神经系统的功劳！接下来，我们就一起来了解一下我们的神经系统。
听讲，回忆旧知

自愿回答或点名回答

通过学生熟悉的篮球运动引入课题，提高学习兴趣
神经的结构组成
结构决定功能，这句话大家应该已经耳熟能详了。那现在我们要知道它如何发挥作用，就要先认识神经系统是什么样子的。
七年级下册的课本已经对神经系统有了初步介绍。因此大家应该已经对其有一定的了解。下面我们就一起来重温一下它的结构和功能。
屏幕上所展示的图就是人体的神经结构图，我们知道，神经系统分为两部分：中枢神经系统和周围神经系统，大家看看，图上哪些属于中枢神经系统，哪些属于周围神经系统？
（老师分析补充）
中枢神经系统不断接受并处理来自身体各个部位的信息，然后发送指令对其进行调节，可以说，它是整个神经系统的控制中心。下面，我们来看一下中枢的各级结构及其功能。（展示“各级中枢示意图”，并简单介绍各级中枢的功能）

复习初中知识

回忆并看图回答：大脑，脊髓属于中枢神经系统，其他的属于周围神经系统。
神经系统的分级调节
神经中枢有这么多结构，分布部位和功能各不相同，那各个结构是各施其职，互不相干？还是彼此协调，团结协作的呢？
下面我们来看几则材料，大家分析一下各级结构之间是否存在什么联系。在看材料的同时，注意思考以下问题：
1. 成人可以有意识地控制排尿，为什么婴儿不能？（提示：排尿神经中枢的控制）
2. 材料3的患者出现不受意识支配的排尿情况，是哪里出了问题？
3. 没有尿意，为何也能排尿？
4. 这些材料说明神经中枢之间有何联系？
引导学生得到答案：
1. 成人和婴儿控制排尿的初级中枢都在脊髓，但它受大脑控制。婴儿的大脑发育尚未完善，对排尿的控制能力较弱，所以排尿次数多，且容易发生夜间遗尿现象。
2. 是控制排尿的高级中枢，也就是大脑出现了问题。
3. 大脑作为控制排尿的高级中枢，可以控制排尿行为。
4. 说明低级中枢受相应的高级中枢的调控。
（引导学生得出结论：位于脊髓的低级中枢受脑中相应的高级中枢调控。）
事实上，除了脊髓和大脑，中枢神经系统其他结构也都是相互联系，相互调控的，在他们的共同合作下，相应器官、系统的生理活动才能够精确顺利地进行。

阅读材料后分析回答
1. 因为婴儿的中枢尚未发育完全，意识控制力比较弱。
2. 大脑受损。
3. 大脑可以控制排尿行为。
4. 低级中枢脊髓受大脑控制。

讨论得出结论

人脑的语言功能
而这么多中枢结构中，位于人脑表层的大脑皮层，是整个神经系统中最高级的部位。它除了能够感知外部世界以及控制反射活动外，还具有语言、学习、记忆和思维等方面的高级功能。其中，语言功能是人脑特有的高级功能。
（展示“语言功能”的定义，引出大脑皮层“言语区”的概念）
给出几个病例，分析言语区不同区域受损会造成的4种病症——运动性失语症、听觉性失语症、失读症、失写症，描述各病症的表现。然后通过展示言语区的结构示意图总结所学知识。
引出新的知识点

认真听讲并理解
学习与记忆
除了语言功能，学习和记忆也是脑的高级功能之一。
（直接展示并分析“学习”的定义。）
不管是人还是其他动物，都或多或少具有一定的学习。研究发现，就连动物界最低等的原生动物草履虫，也是有学习能力的。
不过，动物越高等，学习能力就越强。
走迷宫的蚯蚓要经过200次以上的尝试和错误后，才能学会直接爬向潮湿的暗室。而走复杂迷宫的鼠学习就快得多。学习行为还会受到遗传因素等的影响。这些我们在八年级上册中已经有所了解，这里就不多说了。
（展示“记忆”的定义）
（展示“不同形式记忆的关系”流程图。）
有关研究表明，短期记忆主要与神经元的活动及神经元间的联系有关，而长期记忆则可能与新突触的建立有关。
我们平时总是强调，课后要认真复习，课外要多看书多做练习，其实就是一个加强记忆的过程，课堂上我们通过教学活动获得了知识，但那只是短期记忆，记忆必须加以巩固才能持久，而巩固的方法就是复习。平时通过各种感觉器官进入人脑的信息量非常大，据估计，仅有1%的信息能被较长期地记忆，大部分都将被遗忘。能被长期贮存的信息是那些反复被运用的。通过反复运用，信息在短期记忆中循环，从而延长信息在其中的停留时间，这样就使这些信息更容易转入长期记忆，甚至变成永久记忆。
学习和记忆是相互联系的，通过学习，我们获得了更多的经验，而这些经验要靠记忆积累下来，而经验越多，也有利于我们学习更多的经验。
回忆初中知识
认真听讲，理解相关知识

学会科学的学习和记忆
练习巩固
1. 某病人上肢的感觉和运动功能正常，视、听觉正常，但下肢的感觉和运动功能丧失，最有可能受损的部位是（ ）。
A．大脑皮层 B．脑干
C．小脑 D．脊髓胸段
2. 某人听不懂别人讲话，但却可以讲话，可能是大脑皮层的（ ）区出了问题。
A. S B. H C. W D. V
3. 根据本次所学知识（学习与记忆的原理），思考判断自己的学习方式是否科学合理。
回答问题
巩固知识

课时安排：40分钟

板书：
第1节 通过神经系统的调节
三、神经系统的分级调节
神经系统
1. 神经系统的结构组成
中枢神经系统——脑、脊髓
周围神经系统
2. 各级中枢的分布及功能
3. 各级中枢的关系
1) 相互联系，相互调控
2) 低级受高级调控
四、人脑的高级功能
1. 语言功能
1) 概念
2) 言语区的分布和功能
3) 言语区损伤的4种相关疾病
2. 学习与记忆
1) 学习、记忆的概念
2) 学会科学的学习与记忆

调节阀流量特性分析及应用选择
    1 概述
    在自动控制系统中，调节阀是其常用的执行器。控制过程是否平稳取决于调节阀能否准确动作，使过程控制体现为物料能量和流量的精确变化。所以，要根据不同的需要选择不同的调节阀。选择恰当的调节阀是管路设计的主要问题，也是保证调节系统安全和平稳运行的关键。
    2 调节阀的组成
    调节阀由执行机构和调节机构组成，接受调节器或计算机的控制信号，用来改变被控介质的流量，使被调参数维持在所要求的范围内，从而达到过程控制的自动化。
    2.1 执行机构
    执行机构按照驱动形式分为气动、电动和液动3种。气动执行机构具有结构简单，动作可靠，性能稳定，价格低，维护方便，防火防爆等优点，在许多控制系统中获得了广泛地应用。电动执行机构虽然不利于防火防爆，但其驱动电源方便可取，且信号传输速度快，便于远距离传输，体积小，动作可靠，维修方便，价格便宜。液动执行器的