序論：好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程，我們?yōu)槟扑]十篇技術(shù)發(fā)展論文范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來更深刻的閱讀感受。

篇（1）

近年來，人類的生活水平的提高，高品質(zhì)、高附加值產(chǎn)品日益增加，高檔飲料、果汁、生物制藥等也逐漸成為人們?nèi)粘ＯM的主體。推動了食品的加工技術(shù)與方法的發(fā)展,食品原料中含有的營養(yǎng)成分與風味物質(zhì)等要得到最大限度的保護就離不開冷凍濃縮技術(shù)。

一、冷凍濃縮技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

（一）國外發(fā)展概況

自上世紀50年代末學者們開始關(guān)注冷凍濃縮這一工藝以來，人類對冷凍濃縮技術(shù)的研究已有較長的歷史。荷蘭Eindhoven大學Thijssen等在70年代成功地利用奧斯特瓦爾德成熟效應設置了再結(jié)晶過程造大冰晶,并建立了冰晶生長與種晶大小及添加量的數(shù)學模型,從此冷凍濃縮技術(shù)被應用于工業(yè)化生產(chǎn)。依此制造的Grenco冷凍濃縮設備在食品工業(yè)中用于果汁、葡萄酒、咖啡提取物、牛奶等的濃縮，得到了高質(zhì)量的產(chǎn)品。

之后，Shirai等為降低成本在采用懸浮結(jié)晶冷凍法時將小冰晶凝聚成為大冰晶來減小單位體積冰晶的表面積。研究者以10%(質(zhì)量分數(shù))的葡萄糖溶液做試料,在0.212K的過冷卻度下,添加占溶液總量6%(質(zhì)量分數(shù))的種晶,經(jīng)7h凝聚成直徑為0.77mm～2.85mm的大冰晶。他們還將此方法用于海水淡化及燒酒廢液處理等方面。MarinoRodriguez等[3]對比研究了反滲透法和冷凍濃縮法在從廢水中去除戊酸中的應用，兩種操作方法的經(jīng)濟運算結(jié)果表明冷凍濃縮法的能耗雖是反滲透的五倍，但卻正好折中了反滲透中所用膜的代價。

F.A.Ramos將冷凍濃縮技術(shù)應用于一種生長于安第斯山脈的漿果，發(fā)現(xiàn)此技術(shù)并未改變其果肉的色澤及PH值，并明顯降低了揮發(fā)性物質(zhì)的損失量，且很好地保留了漿果獨特的香味。

OsatoMiyawaki將管式結(jié)冰漸進式冷凍濃縮系統(tǒng)應用于咖啡萃取物可其溶液濃縮至30%，含果肉的番茄汁可濃縮至12.5%，而將夾帶有5%果肉的冰相溶解再次經(jīng)過管狀結(jié)冰器濃縮后所得冰相的濃度低至0.25%，如果事先將果肉去除，則番茄汁可濃縮至40%，蔗糖水溶液可由41.8%濃縮至54.8%，且濃縮效果非常好。

（二）國內(nèi)研究及應用現(xiàn)狀

由于冷凍濃縮的基本原理很簡單，我國傳統(tǒng)的老陳醋生產(chǎn)工藝中就曾應用過冷凍濃縮技術(shù)。近年來，該技術(shù)在國內(nèi)已被廣泛應用于各行業(yè)中，并在相關(guān)理論和設備開發(fā)上取得了許多新進展。

1.釀酒業(yè)。冷凍濃縮的優(yōu)勢尤其可用于釀酒產(chǎn)業(yè)。冷凍濃縮技術(shù)最先在啤酒工業(yè)中應用，可在除去冰晶的同時除去形成混濁的多酚、丹寧酸等物質(zhì)，從而減少啤酒的貯存容積，特別是對冷凍濃縮后的啤酒采用混合水技術(shù)可以完全恢復到原來的啤酒。后來，有人通過對葡萄酒進行冷凍分離試驗,發(fā)現(xiàn)酒精和還原糖比較易于利用冷凍法在液相中進行濃縮分離，通過冷凍濃縮技術(shù)改善了干白葡萄酒的品質(zhì)。

2.果汁工業(yè)。我國是生產(chǎn)甘蔗的大國，將糖蔗改種果蔗并加工成甘蔗汁既解決了甘蔗的銷路,又滿足了人們對果汁日益增長的需要。甘蔗汁的熱敏性很強,對其進行普通的蒸發(fā)濃縮極容易使甘蔗汁焦糖化,喪失其特有的風味。應用冷凍濃縮工藝對甘蔗汁的處理，對濃縮前后的甘蔗汁進行了感官上的比較，發(fā)現(xiàn)濃縮后的甘蔗汁品質(zhì)穩(wěn)定，除了在顏色、氣味、甜味方面感覺更加濃重外,其它基本保持了冷凍濃縮前甘蔗汁的原有風味。

3.制藥業(yè)。冷凍濃縮已發(fā)展應用到制藥工業(yè)，因此它為開發(fā)新產(chǎn)品和改良品種大開方便之門，并且通過其高效的加工節(jié)省能源。用冷凍濃縮工藝對中藥水提取液進行中試規(guī)模的濃縮試驗制取口服液，試驗表明用冷凍濃縮工藝代替真空蒸發(fā)濃縮可免去某些口服液制造過程中的醇沉工序，從而改善口服液的口感。

由于木聚糖酶解所得到的低聚木糖溶液常常需要脫水濃縮，如采用真空蒸發(fā)濃縮，可能導致低聚木糖在加熱管表面結(jié)焦變性，降低產(chǎn)品的質(zhì)量。江華等研究了低聚木糖溶液冷凍濃縮時的冰晶生長動力學以及懸浮結(jié)晶法冷凍濃縮低聚木糖溶液過程中各因素對低聚木糖在固液兩相中分配的影響，為低聚木糖冷凍濃縮過程的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)。二、冷凍技術(shù)發(fā)展方向

食品冷凍濃縮技術(shù)與傳統(tǒng)濃縮方法相比，其濃縮產(chǎn)品的質(zhì)量是最好的，但仍存在某些問題。當物料粘度高時難以生成大冰晶，且由于迅速冷卻而形成的微小冰晶不能徹底從母液中分離出來，難以回收附在冰晶上的可溶性固形物和一些有效成分，從而限制了它的推廣與使用。

近年來有關(guān)冷凍濃縮的理論和技術(shù)又取得一些新進展。其中，將冰核細菌(IceNucleation-ActiveBacteria，簡稱INA細菌)用于食品冷凍濃縮中，是生物技術(shù)在食品中的一項獨特應用。國外已有相關(guān)文獻報道，表明INA細菌可顯著提高食品的過冷點，縮短冷凍時間，節(jié)省大量能源；還可促進較大冰晶的生長，使結(jié)晶操作成本降低，同時又使分離操作所需費用及因冰晶夾帶所引起的溶質(zhì)損失減少。

Kumeno等用X.campestrisINXC-1對蛋清冷凍濃縮后加熱形成硬膠，其物理性質(zhì)如起泡性、穩(wěn)定性、硬度、粘彈性等均優(yōu)于常規(guī)生產(chǎn)的產(chǎn)品。Minjung等用P.syringae冷凍濃縮蘋果汁，加入細菌的樣品在-2.2℃就出現(xiàn)冰核并開始結(jié)冰，而不加細菌的樣品則無結(jié)冰現(xiàn)象。

Watanabe等用海藻酸鈣包埋E.ananas制成活性膠囊,加入蛋清中做冷凍試驗，發(fā)現(xiàn)加了細菌的約在-3℃就有冰晶析出，而沒加的則在-18℃才有冰晶出現(xiàn)，熔化冰晶階段無顯著差異；又用E.ananas冷凍濃縮檸檬汁，濃縮汁的可溶性固形物回收率高，風味營養(yǎng)成分保持好，GC分析和感官評定均表明與原汁無異。

三、冷凍技術(shù)的發(fā)展前景

冷凍濃縮技術(shù)現(xiàn)已證明優(yōu)質(zhì)可靠，極具市場活力。隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展，人們生活水平的提高，冷凍濃縮這一低能耗、可生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的加工技術(shù)具有很大的發(fā)展?jié)摿Α４朔椒ǔ擞糜跐饪s，也可考慮用于有機廢水的處理，活性物質(zhì)的回收再利用等方面。同時，整體的冰結(jié)晶又是很好的蓄冷、降溫用冷源。這些方面對于保護環(huán)境、促進資源的再利用都是很有意義的。

對食品冷凍濃縮技術(shù)來說，應在提高冰晶純度、減少固形物損失及降低生產(chǎn)成本方面加以深入研究，這樣才能充分發(fā)揮其自身的優(yōu)勢。冰核微生物用于食品冷凍濃縮中，屬于生物技術(shù)與食品加工相結(jié)合的一項高新技術(shù)，極富應用潛力。

參考文獻：

篇（2）

要實現(xiàn)供熱技術(shù)的進步，關(guān)鍵在于抓好二個方面的工作：

一是建立完善的技術(shù)開發(fā)體系；

二是推廣供熱節(jié)能新技術(shù)。

2城市供熱技術(shù)發(fā)展存在的問題

2.1集中供熱目前正受到其他采暖（制冷）能源和供應方式的有力競爭

以煤炭為燃料的熱電聯(lián)產(chǎn)和集中鍋爐房供熱受到嚴峻挑戰(zhàn)：

一是如何降低初投資（包括熱源、熱網(wǎng)、熱力站的投資）；

二是如何完善供熱系統(tǒng)，加強企業(yè)管理，降低供熱成本。

2.2二氧化硫污染的問題

我國的供熱鍋爐主要以中小燃煤鍋爐為主，量大面廣。由于中小鍋爐煙氣排放高度低，對城市環(huán)境空氣的污染相對較大?？刂浦行∪济哄仩t造成的低空污染是改善城市環(huán)境空氣質(zhì)量的關(guān)鍵之一。因而應積極尋求脫硫效率高、運行費用低、一次投資少的好技術(shù)項目。

3城市供熱技術(shù)未來發(fā)展展望

預計今后十年，集中供熱企業(yè)將實現(xiàn)由粗放型經(jīng)營到質(zhì)量、效益型的轉(zhuǎn)變，集中供熱效率的提高有賴于技術(shù)發(fā)展的創(chuàng)新與推廣，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1供熱自動化控制水平提高

鍋爐自動控制、換熱站自動控制、無人值守自動供熱機組等將得到廣泛應用、自動化控制水平的提高，不僅保證了供熱的可靠性，而且提高了供熱效率。

3.2大型供熱機組比重增加

一些城市未滿足熱負荷的急劇增加，正建設單機容量100兆瓦以上的大型供熱機組，代替小型供熱機組，200兆瓦以上的供熱機組也在太原、北京、沈陽等城市投入運行，大型供熱機組比重將日益增加。

3.3城市熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)快速發(fā)展

隨著城市建設的發(fā)展，既需供熱又供冷的公用建筑大量增加，一些城市以熱電廠為熱源，實行熱、電、冷聯(lián)供。夏季熱負荷的增加，使熱電廠的綜合效益明顯提高。

3.4分戶計量開始實施

隨著《中華人民共和國節(jié)約能源法》的頒布實施和人們節(jié)能意識的提高，以促進供熱系統(tǒng)和節(jié)能為目的的采暖分戶計量工作開始實施，溫控閥、熱量表、自力式壓差控制器、自力時流量調(diào)節(jié)閥、變頻循環(huán)水泵、蓄熱器等在供熱系統(tǒng)中推廣應用。

3.5大力推廣鍋爐節(jié)能技術(shù)

利用鍋爐自動控制，分層給煤燃燒，水泵、風機的變頻調(diào)速等技術(shù)，高效省煤器等降低鍋爐房能耗指標。

3.6開始使用潔凈燃料

隨著人們生活水平的提高和環(huán)境意識的加強，以油、氣、水煤漿等潔凈的燃料代替煤炭而作為都市使用的主要一次能源已成為必然趨勢。部分城市開始發(fā)展燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電熱電廠，已達到高效、節(jié)能、減少污染、提高電網(wǎng)調(diào)峰能力的目的。

3.7供熱新能源開發(fā)方興未艾

地熱能、核能、熱泵、垃圾焚燒、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)利用日益得到重視，促進了供熱能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，環(huán)保效益和經(jīng)濟效益十分明顯。

（1）地熱能。地球是一座天然的巨大能源庫，它內(nèi)部蘊藏著大量熱能。地熱能為地球上存儲的全部煤燃燒時放出的熱量的一億七千萬倍。地熱能取自“天然的地下鍋爐”，不需要燃燒任何燃料，更省去了復雜龐大的燃料運輸和燃燒系統(tǒng)，避免熱因燃燒而產(chǎn)生的污染，因此是一種清潔、廉價的能源。我國的華北、山東半島、遼東半島等地區(qū)蘊藏有地熱資源，合理開發(fā)利用，將對改善供熱能源結(jié)構(gòu)、減少污染起巨大作用。

（2）垃圾燃燒等新熱源。垃圾焚燒可實現(xiàn)垃圾的無害化、降量化及資源化，將垃圾焚燒產(chǎn)生的熱能用于供熱或發(fā)電，使城市垃圾成為新能源變?yōu)榭赡?，這既有利于環(huán)境保護，又可獲得較好的經(jīng)濟效益。丹麥首都哥本哈根安裝有近十座垃圾焚燒爐，生產(chǎn)的熱水用于集中供熱。而我國南方深圳等城市也已經(jīng)有垃圾焚燒的成功的經(jīng)驗，利用垃圾焚燒技術(shù)處理城市垃圾以被越來越多的城市所采納。

（3）核能供熱技術(shù)。核能是一種有廣泛應用前景的新能源。核燃料的熱值比煤高270萬倍。核能過去主要用于發(fā)電，近幾年已逐步應用于供熱。由于供熱反應堆比發(fā)電廠的動力反應對輸出蒸汽或熱水的壓力和溫度低的多，其安全性大大提高，故可靠近城市和熱用戶。另外投資費也大大降低，一般僅為動力對的1/10，其經(jīng)濟性也可和燃氣、燃油供熱站相比較。清華大學核能研究院開發(fā)的5MW試驗性供熱堆已正式投入運行，沈陽熱力公司2×200MW核能供熱機組目前已完成可行性研究報告，核能供熱正在走進百姓生活。

篇（3）

長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構(gòu)。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進制造技術(shù)已成為我們國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

2.數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)的發(fā)展起著越來越重要的作用。從目前世界上數(shù)控技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：

2.1高精度、高速度的發(fā)展趨勢

盡管十多年前就出現(xiàn)高精度高速度的趨勢，但是科學技術(shù)的發(fā)展是沒有止境的，高精度、高速度的內(nèi)涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發(fā)展。

效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

2.25軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

2.3智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。

目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。

3.結(jié)束語

隨著人們對數(shù)控技術(shù)重視，它的發(fā)展越發(fā)迅速。文中簡要陳述當前的發(fā)展趨勢，另外數(shù)控技術(shù)的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發(fā)展空間。

參考文獻

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[2]董淳.數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的新趨勢[J].可編程控制器與工廠自動化.2006.

[3]張亞力.簡述數(shù)控發(fā)展的新趨勢[J].國土資源高等職業(yè)教育研究.2005.

篇（4）

隨著世界各國經(jīng)濟的高速發(fā)展以及人口的迅速增長和集中，世界各國對水的需求日益增加，而地球上的淡水資源非常有限，淡水資源缺乏已成為全球性的問題。在尋求淡水資源方面各國紛紛把目光投向大海。據(jù)統(tǒng)計目前世界已有100多個國家水，其中嚴重缺水的已達20個，嚴重影響著人類生存和社會發(fā)展［!］。海洋中水的儲量為1338×107億m3,占全球的96.8，有著巨大的水資源，如何把它變?yōu)槟鼙蝗祟惱玫牡?，成為急需解決的問題。

海水淡化就是要將高鹽度的海水通過一系列的過程轉(zhuǎn)變?yōu)榈望}度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷凍—汽相冷凝海水淡化新技術(shù)是依據(jù)海水的三相點理論，使海水同時蒸發(fā)與結(jié)冰得一種低能耗，輕腐蝕結(jié)垢的海水淡化方法；2）蒸餾法工藝簡單易于實現(xiàn)，但存在能耗多、成本費用高的缺

點；3）反滲透海水淡化方法是膜分離法的一種，即利用反滲透膜的分離作用使海水脫鹽，過程中不存在相變，因此與蒸餾法相比能耗較低，有著很大的發(fā)展前途，成為世界高科技競相開發(fā)的熱點。

隨著海水淡化技術(shù)的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在興建或計劃興建許多大型海水淡化工廠，一個海水淡化的新時代已經(jīng)來臨。

1真空冷凍及其特點

1.1真空冷凍原理

海水三相點是使海水汽、液、固三相共存并達到平衡的一個特殊點。若壓力或溫度偏離該三相點，平衡被破壞，三相會自動趨于一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點原理，以水自身為制冷劑，使海水同時蒸發(fā)與結(jié)冰，冰晶再經(jīng)分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜法相比，能耗低，腐蝕、結(jié)垢輕，預處理簡單，設備投資小，并可處理高含鹽量的海水，是一種較理想的海水淡化法［!］。國外早在20世紀60年代就已開始研究，但目前為止尚沒有商業(yè)化，主要原因在于過程中產(chǎn)生的三相點蒸汽難以去除和冰晶的輸送、洗滌較難。華東理工大學研究開發(fā)的真空凍—汽相冷凝海水淡化技術(shù)采用低溫金屬表面，使三相點蒸汽直接冷凝成冰的方法，成功的解決了蒸汽的去除問題，并在實驗室完成了小型試驗裝置。真空冷凍—汽相冷凝海水淡化技術(shù)工藝包括脫氣、預冷、蒸發(fā)結(jié)晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟，淡

化水產(chǎn)品可達到國家飲用水標準。

1.2工藝研究

1.2.1脫氣

由于海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會在冷凝器內(nèi)冷凝。這將升高系統(tǒng)的壓力，使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)壓力高于二相點壓力，破壞操作的進行。顯然減壓脫氣法適合本系統(tǒng)。

1.2.2預冷

海水脫氣后可與蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)排出的濃鹽水和淡化水產(chǎn)生熱交換，預冷至海水的冰點附近。

1.2.3溫度和壓力

它們是影響海水蒸發(fā)與結(jié)冰速率的主要因素。

1.2.4冰—鹽水是一固液系統(tǒng)

普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離，但分離方法不同，得到的冰晶含鹽量也不同。實驗結(jié)果表明減壓過濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。

1.2.5蒸汽冷凝

在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)，除海水析出冰晶以外，還將產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽必須及時移走，才能使海水不斷蒸發(fā)與結(jié)冰。

2蒸餾法海水淡化及其特點

2.1蒸餾法原理

把海水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過程即為蒸餾法。蒸餾法是最早采用的淡化法，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，所得淡水水質(zhì)好等。蒸餾法有很多種，如多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等。

2.2蒸餾法特點

多效蒸發(fā)是一種較早應用的海水淡化法，由于結(jié)垢和腐蝕等問題，后被多級閃蒸法所取代。

2.2.1多級閃蒸

多級閃蒸是一種在20世紀50年展起來的海水淡化法，其原理是海水經(jīng)過預熱后，進入閃蒸室，該閃蒸室的壓力低于將要進入的鹽水所對應的飽和蒸汽壓力，鹽水進入后即因過熱而進行閃蒸。閃蒸出的蒸汽冷凝后即為淡水。由于它的安全可靠，因此發(fā)展迅速，中東許多產(chǎn)油國所建的海水淡化工廠，大多采用多級閃蒸法，并且與發(fā)電廠結(jié)合。如阿聯(lián)酋建造了世界上最大的多級閃蒸海水淡化廠，就是與發(fā)電廠聯(lián)合生［2］。

2.2.2壓汽蒸餾

利用機械壓縮機把蒸汽壓縮、升壓和升溫（溫度升高10℃左右），并作為加熱和使海水蒸發(fā)的熱源，因此壓汽蒸餾在運行后不需外部提供加熱蒸汽，靠機械能轉(zhuǎn)化為熱能，過程效率高、比能耗低，而且過程不需冷卻水，結(jié)構(gòu)緊湊，但壓汽機造價較高，容易腐蝕、結(jié)垢難于進一步大型化。

2.2.3膜蒸餾

熱海水接觸憎水微孔膜，由于膜另一側(cè)溫度較低，相應的飽和蒸汽壓亦低，膜面上的海水蒸發(fā)并透過膜的微孔到低壓側(cè)并在冷凝面凝結(jié)為純度較高的淡水。膜只起到汽水分離器和增加蒸發(fā)面積的作用。

3電滲析

電滲析是利用具有選擇透過性的離子交換膜在外加直流電場的作用下，使水中的離子定向遷移，并有選擇地通過帶有不同電荷的離子交換膜，從而達到溶質(zhì)和溶劑分離的過程。電滲析主要有頻繁倒機電滲析（EDR）、填充離子交換樹脂電滲析，電滲析過程對不帶電荷的物質(zhì)如有機物、膠體、細菌、懸浮物等無脫除能力。因此電滲析用于淡化制備飲用水不是最理想的方法。

4海水反滲透淡化

反滲透海水淡化是一種以壓力為驅(qū)動力的膜分離過程，是當今海水淡化領(lǐng)域研究、開發(fā)的熱點［3］。

4.1國際反滲透淡化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前反滲透膜的脫鹽率高于99.3，透水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力不斷提高。反滲透海水淡化的技術(shù)進步表現(xiàn)在如下方面：

4.1.1反滲透膜的性能明顯提高

目前的反滲透復合膜系采用芳香族聚胺的材料，特征水通量是1978年的2倍，鹽的透過率大約是1978年的四分之一。

4.1.2功交換器的研制成功

一種新型能量回收裝置已經(jīng)成功地用于海水反滲透淡化系統(tǒng)上，這種交換器是1998年反滲透海水淡化技術(shù)的一個新里程碑。

4.1.3段間能量回收透平的成功應用

段間能量回收透平適合于鹽含量較低的海水淡化系統(tǒng)，它可以增加系統(tǒng)的產(chǎn)水量或降低系統(tǒng)的能量消耗。

4.1.4微濾技術(shù)用于海水預處理［4］

采用微濾（或超濾）作為海水反滲透的預處理，不需加入絮凝劑、殺菌劑和余氯脫除劑等化學藥品同時也省去了保安過濾器，此技術(shù)由于改進了進水水質(zhì)，不僅延長了反滲透膜的使用壽命，而且有助于

提高系統(tǒng)的回收率、降低運行費用。

4.1.5納濾技術(shù)在預處理中的應用［5］

沙特阿拉伯的SWCC,成功地開發(fā)出納濾（NF）作為海水的預處理技術(shù)，用于脫除硬度和總?cè)芙夤腆w，從而提高海水反滲透的操作壓力和系統(tǒng)的回收率，保證膜組件的運行安全。

4.1.6淡化成本的明顯下降

由于膜的性能不斷提高，高壓泵和能量回收裝置的性能持續(xù)進步，各種預處理新工藝的不斷提出，促使設備的運行管理更為簡單；更由于國際市場一體化的傾向，加大了海水淡化工程公司之間的競爭，使得設備的投資費用不斷降低，從而使反滲透海水淡化的造水成本不斷下降。

4.2國內(nèi)反滲透海水淡化工程

據(jù)初步估計，國內(nèi)運轉(zhuǎn)產(chǎn)水量大于100m3／d的反滲透淡化裝置總數(shù)量不少于500臺。用于海水淡化的有浙江省山鎮(zhèn)的500m3／d的反滲透淡化工程、浙江省泗縣馬跡山的350m3／d的反滲透淡化工程、以及遼寧省長海縣的1000m3／d的反滲透淡化工程

等。

目前，國內(nèi)海水所用反滲透復合膜均從國外進口，國產(chǎn)反滲透膜與國外產(chǎn)品還存在一定的差距。反滲透膜是海水淡化的核心，其國產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化若不能解決，勢必影響我國此領(lǐng)域?qū)淼陌l(fā)展。淡化技術(shù)的關(guān)鍵在于反滲透膜具有較大的透水性和脫鹽率，目前在海水淡化中使用的反滲透膜主要有醋酸纖維素系列膜（CA）和聚酰胺系列膜（PS）。它們均由有機高分子構(gòu)成，雖然具有制作工藝簡單、成本低等優(yōu)點，但應用于海水淡化領(lǐng)域也存在著一些不足，如化學穩(wěn)定性差、機械強度低等。這些缺陷限制了反滲透法處理海水技術(shù)的實用化和產(chǎn)業(yè)化。無機材料本身性能的優(yōu)勢，使得無機膜替代有機膜應用在這方面成為可能。預計反滲透技術(shù)將是21世紀海水淡化的主要方法，專家普遍認為反滲透海水淡化具有投資費省、能耗低等優(yōu)點。

5結(jié)語

地球上的淡水資源危機今后將愈加嚴重，而海水淡化是解決水問題的唯一途徑。海水淡化的成本是人們最關(guān)心的問題，鑒于自來水價格很低，因此淡化成本就不能太高。淡化水的成本是個很復雜的問題，它不僅與淡化方法有關(guān)，而且與工藝設計、選材、給水和淡化的水質(zhì)、比能耗、地理、當?shù)啬茉磧r格、投資來源、管理體制有密切關(guān)系。比較各種淡化方法，

反滲透淡化法的投資費和運行費都是低的。預計反滲透技術(shù)將是21世紀海水淡化的主要方法

參考文獻：

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4MarkWilfPhDKennethKlinko［J］采用新的前處理方法和改進膜性能對KL海水淡化系統(tǒng)的影響［A］’美國海

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一、光纖技術(shù)發(fā)展的特點

1.網(wǎng)絡的發(fā)展對光纖提出新的要求

(1)擴大單一波長的傳輸容量。目前，單一波長的傳輸容量已達到40Gbit/s，并進行160Gbit/s的研究。40Gbit/s以上傳輸對光纖的PMD提出一定要求。(2)實現(xiàn)超長距離傳輸。論文百事通無中繼傳輸是骨干傳輸網(wǎng)的理想，目前一些公司已采用色散齊理技術(shù)，實現(xiàn)2000-5000km的無電中繼傳輸；有的采用拉曼光放大技術(shù)，更大地延長光傳輸距離。(3)適應DWDM技術(shù)的運用。目前運用32×2.5Gbit/sDWDM系統(tǒng)，該系統(tǒng)對光纖的非線性指標提出了更高要求；ITU-T對光纖的非線性屬性及測試方法的標準(G.650.2)已完成，對光纖的有效面積提出相應指標，對G.655光纖的非線性特性會有改善。

2.新型光纖產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)

(1)用于長途通信的新型大容量長距離光纖。康寧公司推出的PureModePM系列新型光纖，利用了偏振傳輸和復合包層，用于10Gbit/s以上的DWDM系統(tǒng)中，很適合于拉曼放大器的開發(fā)與應用。Alcatelcable推出的TeralightUltra光纖，已有傳輸100km長度以上單信道40Gbit/s、總?cè)萘?0.2Tbit/s的記錄。一些公司開發(fā)負色散大有效面積的光纖，提高了非線性指標的要求，簡化了色散補償方案，在長距離無再生傳輸和海底光纜長距離通信中效果很好。

(2)用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖。在城域網(wǎng)設計中，要考慮簡化設備、降低成本和非波分復用技術(shù)應用的可能性。低水峰光纖在1360-1460nm的延伸波段使帶寬被大大擴展，使CWDM系統(tǒng)被優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長了傳輸距離。一些城域網(wǎng)設計，要求光纖的水峰低和具有負色散值，可抵消光源光器件的正色散，可組合運用這種負色散光纖與G.652光纖或G.655標準光纖，利用它來做色散補償，避免色散補償設計，節(jié)約成本。

(3)用于局域網(wǎng)的新型多模光纖。隨著局域網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)的高速發(fā)展，大量綜合布線系統(tǒng)采用多模光纖代替數(shù)字電纜，多模光纖市場份額逐漸加大。選用多模光纖，是因為局域網(wǎng)傳輸距離較短，雖然多模光纖比單模光纖價格貴50%-100%，但它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價格比激光管便宜，且多模光纖有較大的芯徑與數(shù)值孔徑，易連接與耦合，相應的連接器、耦合器等元器件價格也低。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纖標準，因局域網(wǎng)發(fā)展的需要，它仍然得到了廣泛使用。而ITU-T推薦的G.651光纖，即50/125μm的標準型多模光纖，其芯徑較小、耦合與連接困難一些。針對此問題，有的公司進行了改進，研制出新型的5O/125μm光纖漸變型(G1)光纖，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125μm光纖纖芯的梯度折射率分布，將帶寬的正態(tài)分布進行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個窗口的運用。

3.光纜技術(shù)發(fā)展的特點

(1)光纜結(jié)構(gòu)使用網(wǎng)絡環(huán)境有明確的光纖類型選擇，如干線網(wǎng)光纖、城域網(wǎng)光纖等，這決定了大范圍內(nèi)光纜光纖傳輸特性的要求，具體運用的條件，還有可依據(jù)的細分的標準及指標。(2)光纜結(jié)構(gòu)除考慮光纜使用環(huán)境條件外，與其施工和維護方法有關(guān)，必須統(tǒng)一考慮，配套設計。(3)光纜新材料的出現(xiàn)，促進了光纜結(jié)構(gòu)改進，如干式阻水料、納米材料、“干纜芯”式、生態(tài)光纜、海底和淺水光纜、微型光纜、全介質(zhì)自承式光纜、架空地線光纜等的采用，使光纜性能有明顯改進。

二、光纖光纜技術(shù)發(fā)展值得思考的問題

1.積極創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)。1997年以來，國內(nèi)光通信核心技術(shù)專利是90件，自主申請的有9件。作為世界第二光纜大國，應該把開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，作為工作的重中之重，爭取創(chuàng)造更多的光纖光纜專利。

2.開發(fā)具有先進技術(shù)水平、與使用環(huán)境、施工技術(shù)相配套的新產(chǎn)品。光纜的結(jié)構(gòu)依賴于使用的環(huán)境條件和施工的具體要求，今后，光纜建設的重點將會隨著接入網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)的建設不斷展開，新一代的光纜結(jié)構(gòu)和施工技術(shù)會基于，如微型光纜、吹入或漂浮安裝，及迷你型微管或小管系統(tǒng)的全套技術(shù)，有一系列新的變化，充分利用有限的敷設空間。目前我國創(chuàng)新的成份太少，在接入網(wǎng)、用戶住地網(wǎng)中，多采用一些國產(chǎn)的光電纜產(chǎn)品。

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目前國內(nèi)光纖光纜的生產(chǎn)能力過剩，供大于求。特種光纖如FTTH用光纖仍需進口，但總量不大，國內(nèi)生產(chǎn)光纖光纜價格與國際市場沒有差別，成本無法再降，已經(jīng)是零利潤，在國際市場沒有太強競爭力，出口量很小。二十年來的光技術(shù)的兩個主要發(fā)展，WDM和PON，這兩個已經(jīng)相對比較成熟。多業(yè)務傳輸發(fā)展平臺兩個方面，一方面是更有效承載以太網(wǎng)業(yè)務、數(shù)據(jù)業(yè)務，另一方面是向業(yè)務方面發(fā)展。AS0N的現(xiàn)狀是目前的系統(tǒng)只是在設備中，或是在網(wǎng)絡中實現(xiàn)了一些功能，但是一些核心作用還沒有達到。

二、光纖通信技術(shù)的趨勢及展望

目前在光通信領(lǐng)域有幾個發(fā)展熱點即超高速傳輸系統(tǒng)、超大容量WDM系統(tǒng)、光傳送聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、新一代的光纖、IPoverOptical以及光接入網(wǎng)技術(shù)。

（一）向超高速系統(tǒng)的發(fā)展

目前10Gbps系統(tǒng)已開始大批量裝備網(wǎng)絡，主要在北美，在歐洲、日本和澳大利亞也已開始大量應用。但是，10Gbps系統(tǒng)對于光纜極化模色散比較敏感，而已經(jīng)鋪設的光纜并不一定都能滿足開通和使用10Gbps系統(tǒng)的要求，需要實際測試，驗證合格后才能安裝開通。它的比較現(xiàn)實的出路是轉(zhuǎn)向光的復用方式。光復用方式有很多種，但目前只有波分復用(WDM)方式進入了大規(guī)模商用階段，而其它方式尚處于試驗研究階段。

（二）向超大容量WDM系統(tǒng)的演進

采用電的時分復用系統(tǒng)的擴容潛力已盡，然而光纖的200nm可用帶寬資源僅僅利用率低于1％，還有99％的資源尚待發(fā)掘。如果將多個發(fā)送波長適當錯開的光源信號同時在一級光纖上傳送，則可大大增加光纖的信息傳輸容量，這就是波分復用(WDM)的基本思路?；赪DM應用的巨大好處及近幾年來技術(shù)上的重大突破和市場的驅(qū)動，波分復用系統(tǒng)發(fā)展十分迅速。目前全球?qū)嶋H鋪設的WDM系統(tǒng)已超過3000個，而實用化系統(tǒng)的最大容量已達320Gbps(2×16×10Gbps)，美國朗訊公司已宣布將推出80個波長的WDM系統(tǒng)，其總?cè)萘靠蛇_200Gbps(80×2.5Gbps)或400Gbps(40×10Gbps)。實驗室的最高水平則已達到2.6Tbps(13×20Gbps)。預計不久的將來，實用化系統(tǒng)的容量即可達到1Tbps的水平。

（三）實現(xiàn)光聯(lián)網(wǎng)

上述實用化的波分復用系統(tǒng)技術(shù)盡管具有巨大的傳輸容量，但基本上是以點到點通信為基礎(chǔ)的系統(tǒng)，其靈活性和可靠性還不夠理想。如果在光路上也能實現(xiàn)類似SDH在電路上的分插功能和交叉連接功能的話，無疑將增加新一層的威力。根據(jù)這一基本思路，光光聯(lián)網(wǎng)既可以實現(xiàn)超大容量光網(wǎng)絡和網(wǎng)絡擴展性、重構(gòu)性、透明性，又允許網(wǎng)絡的節(jié)點數(shù)和業(yè)務量的不斷增長、互連任何系統(tǒng)和不同制式的信號。

由于光聯(lián)網(wǎng)具有潛在的巨大優(yōu)勢，美歐日等發(fā)達國家投入了大量的人力、物力和財力進行預研，特別是美國國防部預研局(DARPA)資助了一系列光聯(lián)網(wǎng)項目。光聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為繼SDH電聯(lián)網(wǎng)以后的又一新的光通信發(fā)展。建設一個最大透明的、高度靈活的和超大容量的國家骨干光網(wǎng)絡，不僅可以為未來的國家信息基礎(chǔ)設施(NJJ)奠定一個堅實的物理基礎(chǔ)，而且也對我國下一世紀的信息產(chǎn)業(yè)和國民經(jīng)濟的騰飛以及國家的安全有極其重要的戰(zhàn)略意義。

（四）開發(fā)新代的光纖

傳統(tǒng)的G.652單模光纖在適應上述超高速長距離傳送網(wǎng)絡的發(fā)展需要方面已暴露出力不從心的態(tài)勢，開發(fā)新型光纖已成為開發(fā)下一代網(wǎng)絡基礎(chǔ)設施的重要組成部分。目前，為了適應干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光(G.655光纖)和無水吸收峰光纖(全波光纖)。其中，全波光纖將是以后開發(fā)的重點，也是現(xiàn)在研究的熱點。從長遠來看，BPON技術(shù)無可爭議地將是未來寬帶接入技術(shù)的發(fā)展方向，但從當前技術(shù)發(fā)展、成本及應用需求的實際狀況看，它距離實現(xiàn)廣泛應用于電信接入網(wǎng)絡這一最終目標還會有一個較長的發(fā)展過程。

（五）IPoverSDH與IpoverOptical

以lP業(yè)務為主的數(shù)據(jù)業(yè)務是當前世界信息業(yè)發(fā)展的主要推動力，因而能否有效地支持JP業(yè)務已成為新技術(shù)能否有長遠技術(shù)壽命的標志。目前，ATM和SDH均能支持lP，分別稱為IPoverATM和IPoverSDH兩者各有千秋。但從長遠看，當IP業(yè)務量逐漸增加，需要高于2．4吉位每秒的鏈路容量時，則有可能最終會省掉中間的SDH層，IP直接在光路上跑，形成十分簡單統(tǒng)一的IP網(wǎng)結(jié)構(gòu)(IPoverOptical)。三種IP傳送技術(shù)都將在電信網(wǎng)發(fā)展的不同時期和網(wǎng)絡的不同部分發(fā)揮自己應有的歷史作用。但從面向未來的視角看。IPoverOptical將是最具長遠生命力的技術(shù)。特別是隨著IP業(yè)務逐漸成為網(wǎng)絡的主導業(yè)務后，這種對JP業(yè)務最理想的傳送技術(shù)將會成為未來網(wǎng)絡特別是骨干網(wǎng)的主導傳送技術(shù)。

（六）解決全網(wǎng)瓶頸的手段一光接入網(wǎng)

近幾年，網(wǎng)絡的核心部分發(fā)生了翻天覆地的變化，無論是交換，還是傳輸都己更新了好幾代。不久，網(wǎng)絡的這一部分將成為全數(shù)字化的、軟件主宰和控制的、高度集成和智能化的網(wǎng)絡，而另一方面，現(xiàn)存的接入網(wǎng)仍然是被雙絞線銅線主宰的(90％以上)、原始落后的模擬系統(tǒng)。兩者在技術(shù)上存在巨大的反差，制約全網(wǎng)的進一步發(fā)展。為了能從根本上徹底解決這一問題，必須大力發(fā)展光接入網(wǎng)技術(shù)。因為光接入網(wǎng)有以下幾個優(yōu)點：（1）減少維護管理費用和故障率；（2）配合本地網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的調(diào)整，減少節(jié)點，擴大覆蓋；（3）充分利用光纖化所帶來的一系列好處；（4）建設透明光網(wǎng)絡，迎接多媒體時代。

參考文獻：

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二、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢

（一）性能發(fā)展方向

（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時采取了改善機床動態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。（3）工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現(xiàn)人類的各種智能行為

（二）功能發(fā)展方向

（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現(xiàn)。（2）科學計算可視化?？茖W計算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進一步拓寬了應用領(lǐng)域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術(shù)等，這對縮短產(chǎn)品設計周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。（3）多媒體技術(shù)應用。多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應用價值。

（三）體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展

（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點，可實現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀顯示技術(shù)的主流。應用先進封裝和互連技術(shù)，將半導體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可*性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標準化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。（3）網(wǎng)絡化。機床聯(lián)網(wǎng)可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現(xiàn)加工過程的多目標優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實時加工過程中動態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計算機實時智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡化。

三、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)

當前開發(fā)研究適應于復雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計算機智能技術(shù)、網(wǎng)絡技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態(tài)數(shù)據(jù)管理及動態(tài)刀具補償、動態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴密的制造過程閉環(huán)控制體系。

職稱中心

參考文獻：

[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12vol.20P66.

篇（8）

20世紀70年代以前，產(chǎn)品的技術(shù)相對比較簡單，一個新產(chǎn)品上市，很快就會有相同功能的產(chǎn)品跟著上市。20世紀80年代以后，隨著市場全球化的進一步發(fā)展，市場競爭變得越來越激烈。

20世紀90年代初，隨著CIMS技術(shù)的大力推廣應用，包括有CIMS實驗工程中心和7個開放實驗室的研究環(huán)境已建成。在全國范圍內(nèi)，部署了CIMS的若干研究項目，諸如CIMS軟件工程與標準化、開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與發(fā)展戰(zhàn)略，CIMS總體與集成技術(shù)、產(chǎn)品設計自動化、工藝設計自動化、柔性制造技術(shù)、管理與決策信息系統(tǒng)、質(zhì)量保證技術(shù)、網(wǎng)絡與數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及系統(tǒng)理論和方法等均取得了豐碩成果，獲得不同程度的進展。但因大部分大型機械制造企業(yè)和絕大部分中小型機械制造企業(yè)主要限于CAD和管理信息系統(tǒng)，底層基礎(chǔ)自動化還十分薄弱，數(shù)控機床由于編程復雜，還沒有真正發(fā)揮作用。因此，與工業(yè)發(fā)達國家相比，我國的制造業(yè)仍然存在一個階段性的整體上的差距。

目前，我國已加入WTO，機械制造業(yè)面臨著巨大的挑戰(zhàn)與新的機遇。因此，我國機械制造業(yè)不能單純的沿著20世紀凸輪及其機構(gòu)為基礎(chǔ)采用專用機床、專用夾具、專用刀具組成的流水式生產(chǎn)線——剛性自動化發(fā)展。而是要全面拓展，面向五化發(fā)展，即全球化、網(wǎng)絡化、虛擬化、自動化、綠色化。

二、機械制造技術(shù)的特點

做好基礎(chǔ)自動化的工作仍是我國制造企業(yè)一項十分緊迫而艱巨的任務。但加工中心無論是數(shù)量還是利用率都很低。可編程控制器的使用并不普及，工業(yè)機器人的應用還很有限。因此，我們要立足于我國的實際情況，在看到國際上制造業(yè)發(fā)展趨勢的同時扎扎實實地做好基礎(chǔ)工作。

1.機械制造技術(shù)是一個系統(tǒng)工程

先進制造技術(shù)特別強調(diào)計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動化技術(shù)、新材料技術(shù)和現(xiàn)代系統(tǒng)管理技術(shù)在產(chǎn)品設計、制造和生產(chǎn)組織管理、銷售及售后服務等方面的應用。它要不斷吸收各種高新技術(shù)成果與傳統(tǒng)制造技術(shù)相結(jié)合，使制造技術(shù)成為能駕馭生產(chǎn)過程的物質(zhì)流、能量流和信息流的系統(tǒng)工程。

2.機械制造技術(shù)是一個綜合性技術(shù)

先進制造技術(shù)應用的目標是為了提高企業(yè)競爭和促進國家經(jīng)濟和綜合實力的增長。因此，它并不限于制造過程本身，它涉及產(chǎn)品從市場調(diào)研、產(chǎn)品開發(fā)及工藝設計、生產(chǎn)準備、加工制造、售后服務等產(chǎn)品壽命周期的所有內(nèi)容，并將它們結(jié)合成一個有機的整體。以便提高制造業(yè)的綜合經(jīng)濟效益和社會效益。

3.機械制造技術(shù)是市場競爭要素的統(tǒng)一體

市場競爭的核心是如何提高生產(chǎn)率。隨著市場全球化的進一步發(fā)展，20世紀80年代以后，制造業(yè)要贏得市場競爭的主要矛盾已經(jīng)從提高勞動生產(chǎn)率轉(zhuǎn)變?yōu)橐詴r間為核心的時間、成本和質(zhì)量的三要素的矛盾。先進制造技術(shù)把這三個矛盾有機結(jié)合起來，使三者達到了統(tǒng)一。

4.機械制造技術(shù)是一個世界性技術(shù)

20世紀80年代以來，隨著全球市場的形成，發(fā)達國家通過金融、經(jīng)濟、科技手段爭奪市場，傾銷產(chǎn)品，輸出資本，使得市場競爭變得越來越激烈，為適應這種激烈的市場競爭，一個國家的先進制造技術(shù)應具有世界先進水平，應能支持該國制造業(yè)在全球市場的競爭力。同時，機械制造技術(shù)是面向21世紀的技術(shù)，應與現(xiàn)代高新技術(shù)相結(jié)合，應是有明確范疇的新的技術(shù)領(lǐng)域。

三、我國機械制造技術(shù)的發(fā)展方向

先進制造技術(shù)是制造技術(shù)的最新發(fā)展階段，是由傳統(tǒng)的制造技術(shù)發(fā)展起來的，既保持了過去制造技術(shù)中的有效要素，又要不斷吸收各種高新技術(shù)成果，并滲透到產(chǎn)品生產(chǎn)的所有領(lǐng)域及其全部過程。

20世紀80年代，隨著掃描顯微鏡的發(fā)明和使用，人類認識世界和改造世界的能力進入納米尺度，納米技術(shù)是指實現(xiàn)納米級精度，是一種在納米尺度上研究原子和分子結(jié)構(gòu)，物質(zhì)特性及相互作用與運動，并運用這種技術(shù)為人類服務的高新技術(shù)，納米技術(shù)對制造業(yè)產(chǎn)生了很大的影響，其應用范圍將非常廣泛，包括納米材料技術(shù)、納米加工技術(shù)、納米裝配技術(shù)和納米測量技術(shù)等。

超精密加工的加工精度在2000年已達到納米級，在21世紀初開發(fā)的分子束生長技術(shù)、離子注入技術(shù)和材料合成、掃描隧道工程（STE）可使加工精度達到0.0003～0.0001μm，現(xiàn)在精密工程正向其終極目標——原子級精度的加工逼近，也就是說，可以做到移動原子級別的加工。

現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展主要表現(xiàn)在兩個方向上：一是精密工程技術(shù)，以超精密加工的前沿部分、微細加工、納米技術(shù)為代表，將進入微型機械電子技術(shù)和微型機器人的時代；二是機械制造的高度自動化，以CIMS和敏捷制造等的進一步發(fā)展為代表。

1.精密成形技術(shù)成形制造技術(shù)包括鑄造、焊接、塑性加工等。精密成形技術(shù)包括：精密鑄造（濕膜精密成形鑄造、剛型精密成形鑄造、高精度造芯）、精密鍛壓（冷濕精密成形、精密沖裁）、精密熱塑性成形、精密焊接與切割等。

2.無切削液加工無切削液加工的主要應用領(lǐng)域是機械加工行業(yè)，無切削液加工簡化了工藝、減少了成本并消除了冷卻液帶來的一系列問題，如廢液排放和回收等等。

3.快速成形技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)（RPM），其設計突破了傳統(tǒng)加工技術(shù)所采用的材料去除的原則，而采用添加、累積的原理。其代表性技術(shù)有分層實體制造（LOM），熔化沉積制造（FDM）等等。

由于以上工藝和技術(shù)不僅減少了原材料和能源的耗用量或縮短了開發(fā)周期、減少了成本，而且有些工藝的改進對環(huán)境起到保護作用，因此被稱為綠色制造工藝。綠色制造是人類社會可持續(xù)發(fā)展在制造業(yè)中的體現(xiàn)。這一切除了工藝革新外，還必須依靠信息技術(shù)，通過計算機的模擬、仿真，才能實現(xiàn)。

四、結(jié)論

現(xiàn)代制造技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)和工業(yè)創(chuàng)新的集成，是國家制造業(yè)的水平的主要標志，也是國家工業(yè)的基礎(chǔ)和支柱。隨著社會的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的要求也發(fā)生了很大變化，要求品種要多樣、更新要快捷、質(zhì)量要高檔、使用要方便、價格要合理、外形要美觀、自動化程度要高、售后服務要好、要滿足人們越來越高的要求，就必須采用先進的機械制造技術(shù)。因此，我們應抓住機遇，了解我國機械制造技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，把握現(xiàn)代機械制造技術(shù)的發(fā)展趨勢，使我國現(xiàn)代制造業(yè)與世界發(fā)達國家站在同一起跑線上。

【摘要】機械制造技術(shù)不僅是衡量一個國家科技發(fā)展水平的重要標志，也是國際間科技競爭的重點。本文對我國機械制造技術(shù)的現(xiàn)狀及技術(shù)特點進行分析，并簡述了21世紀機械制造技術(shù)的發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】機械制造技術(shù)特點發(fā)展方向

參考文獻：

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隨著世界各國經(jīng)濟的高速發(fā)展以及人口的迅速增長和集中，世界各國對水的需求日益增加，而地球上的淡水資源非常有限，淡水資源缺乏已成為全球性的問題。在尋求淡水資源方面各國紛紛把目光投向大海。據(jù)統(tǒng)計目前世界已有100多個國家水，其中嚴重缺水的已達20個，嚴重影響著人類生存和社會發(fā)展［!］。海洋中水的儲量為1338×107億m3,占全球的96.8，有著巨大的水資源，如何把它變?yōu)槟鼙蝗祟惱玫牡?，成為急需解決的問題。

海水淡化就是要將高鹽度的海水通過一系列的過程轉(zhuǎn)變?yōu)榈望}度的海水。目前海水淡化的主要方法有：1）真空冷凍—汽相冷凝海水淡化新技術(shù)是依據(jù)海水的三相點理論，使海水同時蒸發(fā)與結(jié)冰得一種低能耗，輕腐蝕結(jié)垢的海水淡化方法；2）蒸餾法工藝簡單易于實現(xiàn)，但存在能耗多、成本費用高的缺

點；3）反滲透海水淡化方法是膜分離法的一種，即利用反滲透膜的分離作用使海水脫鹽，過程中不存在相變，因此與蒸餾法相比能耗較低，有著很大的發(fā)展前途，成為世界高科技競相開發(fā)的熱點。

隨著海水淡化技術(shù)的提高及成本的大幅度下降，世界各地正在興建或計劃興建許多大型海水淡化工廠，一個海水淡化的新時代已經(jīng)來臨。

1真空冷凍及其特點

1.1真空冷凍原理

海水三相點是使海水汽、液、固三相共存并達到平衡的一個特殊點。若壓力或溫度偏離該三相點，平衡被破壞，三相會自動趨于一相或兩相。真空冷凍法海水淡化正是利用海水的三相點原理，以水自身為制冷劑，使海水同時蒸發(fā)與結(jié)冰，冰晶再經(jīng)分離、洗滌而得到淡化水的一種低成本的淡化方法。與蒸餾法、膜法相比，能耗低，腐蝕、結(jié)垢輕，預處理簡單，設備投資小，并可處理高含鹽量的海水，是一種較理想的海水淡化法［!］。國外早在20世紀60年代就已開始研究，但目前為止尚沒有商業(yè)化，主要原因在于過程中產(chǎn)生的三相點蒸汽難以去除和冰晶的輸送、洗滌較難。華東理工大學研究開發(fā)的真空凍—汽相冷凝海水淡化技術(shù)采用低溫金屬表面，使三相點蒸汽直接冷凝成冰的方法，成功的解決了蒸汽的去除問題，并在實驗室完成了小型試驗裝置。真空冷凍—汽相冷凝海水淡化技術(shù)工藝包括脫氣、預冷、蒸發(fā)結(jié)晶、冰晶洗滌、蒸汽冷凝等步驟，淡

化水產(chǎn)品可達到國家飲用水標準。

1.2工藝研究

1.2.1脫氣

由于海水中溶有的不凝性氣體在低壓條件下將幾乎全部釋放,且又不會在冷凝器內(nèi)冷凝。這將升高系統(tǒng)的壓力，使蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)壓力高于二相點壓力，破壞操作的進行。顯然減壓脫氣法適合本系統(tǒng)。

1.2.2預冷

海水脫氣后可與蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)排出的濃鹽水和淡化水產(chǎn)生熱交換，預冷至海水的冰點附近。

1.2.3溫度和壓力

它們是影響海水蒸發(fā)與結(jié)冰速率的主要因素。

1.2.4冰—鹽水是一固液系統(tǒng)

普通的分離方法均可使冰—鹽水得到分離，但分離方法不同，得到的冰晶含鹽量也不同。實驗結(jié)果表明減壓過濾方法得到的冰晶含鹽量比常壓過濾方法得到的冰晶含鹽量低得多。

1.2.5蒸汽冷凝

在蒸發(fā)結(jié)晶器內(nèi)，除海水析出冰晶以外，還將產(chǎn)生大量的蒸汽，這些蒸汽必須及時移走，才能使海水不斷蒸發(fā)與結(jié)冰。

2蒸餾法海水淡化及其特點

2.1蒸餾法原理

把海水加熱使之沸騰蒸發(fā)，再把蒸汽冷凝成淡水的過程即為蒸餾法。蒸餾法是最早采用的淡化法，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、操作容易，所得淡水水質(zhì)好等。蒸餾法有很多種，如多效蒸發(fā)、多級閃蒸、壓氣蒸餾、膜蒸餾等。

2.2蒸餾法特點

多效蒸發(fā)是一種較早應用的海水淡化法，由于結(jié)垢和腐蝕等問題，后被多級閃蒸法所取代。

2.2.1多級閃蒸

多級閃蒸是一種在20世紀50年展起來的海水淡化法，其原理是海水經(jīng)過預熱后，進入閃蒸室，該閃蒸室的壓力低于將要進入的鹽水所對應的飽和蒸汽壓力，鹽水進入后即因過熱而進行閃蒸。閃蒸出的蒸汽冷凝后即為淡水。由于它的安全可靠，因此發(fā)展迅速，中東許多產(chǎn)油國所建的海水淡化工廠，大多采用多級閃蒸法，并且與發(fā)電廠結(jié)合。如阿聯(lián)酋建造了世界上最大的多級閃蒸海水淡化廠，就是與發(fā)電廠聯(lián)合生［2］。

2.2.2壓汽蒸餾

利用機械壓縮機把蒸汽壓縮、升壓和升溫（溫度升高10℃左右），并作為加熱和使海水蒸發(fā)的熱源，因此壓汽蒸餾在運行后不需外部提供加熱蒸汽，靠機械能轉(zhuǎn)化為熱能，過程效率高、比能耗低，而且過程不需冷卻水，結(jié)構(gòu)緊湊，但壓汽機造價較高，容易腐蝕、結(jié)垢難于進一步大型化。

2.2.3膜蒸餾

熱海水接觸憎水微孔膜，由于膜另一側(cè)溫度較低，相應的飽和蒸汽壓亦低，膜面上的海水蒸發(fā)并透過膜的微孔到低壓側(cè)并在冷凝面凝結(jié)為純度較高的淡水。膜只起到汽水分離器和增加蒸發(fā)面積的作用。

3電滲析

電滲析是利用具有選擇透過性的離子交換膜在外加直流電場的作用下，使水中的離子定向遷移，并有選擇地通過帶有不同電荷的離子交換膜，從而達到溶質(zhì)和溶劑分離的過程。電滲析主要有頻繁倒機電滲析（EDR）、填充離子交換樹脂電滲析，電滲析過程對不帶電荷的物質(zhì)如有機物、膠體、細菌、懸浮物等無脫除能力。因此電滲析用于淡化制備飲用水不是最理想的方法。

4海水反滲透淡化

反滲透海水淡化是一種以壓力為驅(qū)動力的膜分離過程，是當今海水淡化領(lǐng)域研究、開發(fā)的熱點［3］。

4.1國際反滲透淡化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

目前反滲透膜的脫鹽率高于99.3，透水通量大大增加，抗污染和抗氧化能力不斷提高。反滲透海水淡化的技術(shù)進步表現(xiàn)在如下方面：

4.1.1反滲透膜的性能明顯提高

目前的反滲透復合膜系采用芳香族聚胺的材料，特征水通量是1978年的2倍，鹽的透過率大約是1978年的四分之一。

4.1.2功交換器的研制成功

一種新型能量回收裝置已經(jīng)成功地用于海水反滲透淡化系統(tǒng)上，這種交換器是1998年反滲透海水淡化技術(shù)的一個新里程碑。

4.1.3段間能量回收透平的成功應用

段間能量回收透平適合于鹽含量較低的海水淡化系統(tǒng)，它可以增加系統(tǒng)的產(chǎn)水量或降低系統(tǒng)的能量消耗。

4.1.4微濾技術(shù)用于海水預處理［4］

采用微濾（或超濾）作為海水反滲透的預處理，不需加入絮凝劑、殺菌劑和余氯脫除劑等化學藥品同時也省去了保安過濾器，此技術(shù)由于改進了進水水質(zhì)，不僅延長了反滲透膜的使用壽命，而且有助于

提高系統(tǒng)的回收率、降低運行費用。

4.1.5納濾技術(shù)在預處理中的應用［5］

沙特阿拉伯的SWCC,成功地開發(fā)出納濾（NF）作為海水的預處理技術(shù)，用于脫除硬度和總?cè)芙夤腆w，從而提高海水反滲透的操作壓力和系統(tǒng)的回收率，保證膜組件的運行安全。

4.1.6淡化成本的明顯下降

由于膜的性能不斷提高，高壓泵和能量回收裝置的性能持續(xù)進步，各種預處理新工藝的不斷提出，促使設備的運行管理更為簡單；更由于國際市場一體化的傾向，加大了海水淡化工程公司之間的競爭，使得設備的投資費用不斷降低，從而使反滲透海水淡化的造水成本不斷下降。

4.2國內(nèi)反滲透海水淡化工程

據(jù)初步估計，國內(nèi)運轉(zhuǎn)產(chǎn)水量大于100m3／d的反滲透淡化裝置總數(shù)量不少于500臺。用于海水淡化的有浙江省山鎮(zhèn)的500m3／d的反滲透淡化工程、浙江省泗縣馬跡山的350m3／d的反滲透淡化工程、以及遼寧省長?？h的1000m3／d的反滲透淡化工程

等。

目前，國內(nèi)海水所用反滲透復合膜均從國外進口，國產(chǎn)反滲透膜與國外產(chǎn)品還存在一定的差距。反滲透膜是海水淡化的核心，其國產(chǎn)化與產(chǎn)業(yè)化若不能解決，勢必影響我國此領(lǐng)域?qū)淼陌l(fā)展。淡化技術(shù)的關(guān)鍵在于反滲透膜具有較大的透水性和脫鹽率，目前在海水淡化中使用的反滲透膜主要有醋酸纖維素系列膜（CA）和聚酰胺系列膜（PS）。它們均由有機高分子構(gòu)成，雖然具有制作工藝簡單、成本低等優(yōu)點，但應用于海水淡化領(lǐng)域也存在著一些不足，如化學穩(wěn)定性差、機械強度低等。這些缺陷限制了反滲透法處理海水技術(shù)的實用化和產(chǎn)業(yè)化。無機材料本身性能的優(yōu)勢，使得無機膜替代有機膜應用在這方面成為可能。預計反滲透技術(shù)將是21世紀海水淡化的主要方法，專家普遍認為反滲透海水淡化具有投資費省、能耗低等優(yōu)點。

5結(jié)語

地球上的淡水資源危機今后將愈加嚴重，而海水淡化是解決水問題的唯一途徑。海水淡化的成本是人們最關(guān)心的問題，鑒于自來水價格很低，因此淡化成本就不能太高。淡化水的成本是個很復雜的問題，它不僅與淡化方法有關(guān)，而且與工藝設計、選材、給水和淡化的水質(zhì)、比能耗、地理、當?shù)啬茉磧r格、投資來源、管理體制有密切關(guān)系。比較各種淡化方法，

反滲透淡化法的投資費和運行費都是低的。預計反滲透技術(shù)將是21世紀海水淡化的主要方法

參考文獻：

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4MarkWilfPhDKennethKlinko［J］采用新的前處理方法和改進膜性能對KL海水淡化系統(tǒng)的影響［A］’美國海

篇（10）

隔離技術(shù)的發(fā)展歷程

網(wǎng)絡隔離，英文名為NetworkIsolation，主要是指把兩個或兩個以上可路由的網(wǎng)絡（如：TCP/IP）通過不可路由的協(xié)議（如：IPX/SPX、NetBEUI等）進行數(shù)據(jù)交換而達到隔離目的。由于其原理主要是采用了不同的協(xié)議，所以通常也叫協(xié)議隔離（ProtocolIsolation）。1997年，信息安全專家MarkJosephEdwards在他編寫的《UnderstandingNetworkSecurity》一書中，他就對協(xié)議隔離進行了歸類。在書中他明確地指出了協(xié)議隔離和防火墻不屬于同類產(chǎn)品。

隔離概念是在為了保護高安全度網(wǎng)絡環(huán)境的情況下產(chǎn)生的；隔離產(chǎn)品的大量出現(xiàn)，也是經(jīng)歷了五代隔離技術(shù)不斷的實踐和理論相結(jié)合后得來的。

第一代隔離技術(shù)——完全的隔離。此方法使得網(wǎng)絡處于信息孤島狀態(tài)，做到了完全的物理隔離，需要至少兩套網(wǎng)絡和系統(tǒng)，更重要的是信息交流的不便和成本的提高，這樣給維護和使用帶來了極大的不便。

第二代隔離技術(shù)——硬件卡隔離。在客戶端增加一塊硬件卡，客戶端硬盤或其他存儲設備首先連接到該卡，然后再轉(zhuǎn)接到主板上，通過該卡能控制客戶端硬盤或其他存儲設備。而在選擇不同的硬盤時，同時選擇了該卡上不同的網(wǎng)絡接口，連接到不同的網(wǎng)絡。但是，這種隔離產(chǎn)品有的仍然需要網(wǎng)絡布線為雙網(wǎng)線結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品存在著較大的安全隱患。

第三代隔離技術(shù)—數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)播隔離。利用轉(zhuǎn)播系統(tǒng)分時復制文件的途徑來實現(xiàn)隔離，切換時間非常之久，甚至需要手工完成，不僅明顯地減緩了訪問速度，更不支持常見的網(wǎng)絡應用，失去了網(wǎng)絡存在的意義。

第四代隔離技術(shù)—空氣開關(guān)隔離。它是通過使用單刀雙擲開關(guān)，使得內(nèi)外部網(wǎng)絡分時訪問臨時緩存器來完成數(shù)據(jù)交換的，但在安全和性能上存在有許多問題。

第五代隔離技術(shù)—安全通道隔離。此技術(shù)通過專用通信硬件和專有安全協(xié)議等安全機制，來實現(xiàn)內(nèi)外部網(wǎng)絡的隔離和數(shù)據(jù)交換，不僅解決了以前隔離技術(shù)存在的問題，并有效地把內(nèi)外部網(wǎng)絡隔離開來，而且高效地實現(xiàn)了內(nèi)外網(wǎng)數(shù)據(jù)的安全交換，透明支持多種網(wǎng)絡應用，成為當前隔離技術(shù)的發(fā)展方向。

隔離技術(shù)需具備的安全要點

要具有高度的自身安全性隔離產(chǎn)品要保證自身具有高度的安全性，至少在理論和實踐上要比防火墻高一個安全級別。從技術(shù)實現(xiàn)上，除了和防火墻一樣對操作系統(tǒng)進行加固優(yōu)化或采用安全操作系統(tǒng)外，關(guān)鍵在于要把外網(wǎng)接口和內(nèi)網(wǎng)接口從一套操作系統(tǒng)中分離出來。也就是說至少要由兩套主機系統(tǒng)組成，一套控制外網(wǎng)接口，另一套控制內(nèi)網(wǎng)接口，然后在兩套主機系統(tǒng)之間通過不可路由的協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換，如此，既便黑客攻破了外網(wǎng)系統(tǒng)，仍然無法控制內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)，就達到了更高的安全級別。

要確保網(wǎng)絡之間是隔離的保證網(wǎng)間隔離的關(guān)鍵是網(wǎng)絡包不可路由到對方網(wǎng)絡，無論中間采用了什么轉(zhuǎn)換方法，只要最終使得一方的網(wǎng)絡包能夠進入到對方的網(wǎng)絡中，都無法稱之為隔離，即達不到隔離的效果。顯然，只是對網(wǎng)間的包進行轉(zhuǎn)發(fā)，并且允許建立端到端連接的防火墻，是沒有任何隔離效果的。此外，那些只是把網(wǎng)絡包轉(zhuǎn)換為文本，交換到對方網(wǎng)絡后，再把文本轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡包的產(chǎn)品也是沒有做到隔離的。

要保證網(wǎng)間交換的只是應用數(shù)據(jù)既然要達到網(wǎng)絡隔離，就必須做到徹底防范基于網(wǎng)絡協(xié)議的攻擊，即不能夠讓網(wǎng)絡層的攻擊包到達要保護的網(wǎng)絡中，所以就必須進行協(xié)議分析，完成應用層數(shù)據(jù)的提取，然后進行數(shù)據(jù)交換，這樣就把諸如TearDrop、Land、Smurf和SYNFlood等網(wǎng)絡攻擊包，徹底地阻擋在了可信網(wǎng)絡之外，從而明顯地增強了可信網(wǎng)絡的安全性。

要對網(wǎng)間的訪問進行嚴格的控制和檢查作為一套適用于高安全度網(wǎng)絡的安全設備，要確保每次數(shù)據(jù)交換都是可信的和可控制的，嚴格防止非法通道的出現(xiàn)，以確保信息數(shù)據(jù)的安全和訪問的可審計性。所以必須施加以一定的技術(shù)，保證每一次數(shù)據(jù)交換過程都是可信的，并且內(nèi)容是可控制的，可采用基于會話的認證技術(shù)和內(nèi)容分析與控制引擎等技術(shù)來實現(xiàn)。

要在堅持隔離的前提下保證網(wǎng)絡暢通和應用透明隔離產(chǎn)品會部署在多種多樣的復雜網(wǎng)絡環(huán)境中，并且往往是數(shù)據(jù)交換的關(guān)鍵點，因此，產(chǎn)品要具有很高的處理性能，不能夠成為網(wǎng)絡交換的瓶頸，要有很好的穩(wěn)定性；不能夠出現(xiàn)時斷時續(xù)的情況，要有很強的適應性，能夠透明接入網(wǎng)絡，并且透明支持多種應用。

網(wǎng)絡隔離的關(guān)鍵點

網(wǎng)絡隔離的關(guān)鍵是在于系統(tǒng)對通信數(shù)據(jù)的控制，即通過不可路由的協(xié)議來完成網(wǎng)間的數(shù)據(jù)交換。由于通信硬件設備工作在網(wǎng)絡七層的最下層，并不能感知到交換數(shù)據(jù)的機密性、完整性、可用性、可控性、抗抵賴等安全要素，所以這要通過訪問控制、身份認證、加密簽名等安全機制來實現(xiàn)，而這些機制的實現(xiàn)都是通過軟件來實現(xiàn)的。

因此，隔離的關(guān)鍵點就成了要盡量提高網(wǎng)間數(shù)據(jù)交換的速度，并且對應用能夠透明支持，以適應復雜和高帶寬需求的網(wǎng)間數(shù)據(jù)交換。而由于設計原理問題使得第三代和第四代隔離產(chǎn)品在這方面很難突破，既便有所改進也必須付出巨大的成本，和“適度安全”理念相悖。