淺談熱能動(dòng)力機(jī)械問(wèn)題

吳丹 郭賀洋

摘 要： 熱能動(dòng)力是一門(mén)以研究熱能與機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)換為核心的技術(shù)學(xué)科，是近代社會(huì)發(fā)展的重要推動(dòng)力之一，在熱能動(dòng)力的幫助下人類(lèi)社會(huì)實(shí)現(xiàn)了由人力勞動(dòng)向機(jī)械勞動(dòng)的徹底轉(zhuǎn)變。能源是人類(lèi)社會(huì)每日正常生活的必需品，而熱能又是一直以來(lái)應(yīng)用最普遍、范圍最廣的能量來(lái)源。在各類(lèi)機(jī)械裝置中都大量的融合了熱能動(dòng)力機(jī)械裝置。隨著地球環(huán)境問(wèn)題的日益突出和人們對(duì)生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的重視，越來(lái)越多的人也開(kāi)始關(guān)注熱能動(dòng)力機(jī)械。本文的研究中從從動(dòng)力機(jī)械的基本定義著手，對(duì)其在應(yīng)用中產(chǎn)生的全球性問(wèn)題進(jìn)行了闡述，并針對(duì)這些問(wèn)題提出了可行性的解決方案，以期能夠更好地促進(jìn)熱能動(dòng)力機(jī)械的發(fā)展和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 熱能；動(dòng)力；機(jī)械；應(yīng)用；對(duì)策

引言

在世界經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的同時(shí)，地球的環(huán)境問(wèn)題也在逐年加劇，很多國(guó)家在開(kāi)發(fā)新興能源的同時(shí)，不得不繼續(xù)沿用既有技術(shù)，在對(duì)傳統(tǒng)能源進(jìn)行利用時(shí)，必須進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新來(lái)滿(mǎn)足新時(shí)代對(duì)能源的需要和要求。熱能無(wú)疑仍是當(dāng)今世界發(fā)展到今天最大的動(dòng)力能源，如何更好地利用熱能被越來(lái)越多的人重視著。筆者認(rèn)為，對(duì)熱能的利用必須結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)、機(jī)械學(xué)、內(nèi)燃機(jī)學(xué)等多方面的技術(shù)，相互融合才能夠?qū)崿F(xiàn)。如何促進(jìn)資源更加環(huán)保、更加高效的在熱能領(lǐng)域得到應(yīng)用，促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的環(huán)保、持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，是當(dāng)前我們迫切需要研究和解決的最大問(wèn)題。

一、熱能動(dòng)力現(xiàn)狀

熱能與動(dòng)力工程的學(xué)科基礎(chǔ)是熱能交換，它是對(duì)機(jī)械能與熱能轉(zhuǎn)換的深入研究。隨著各類(lèi)大型熱動(dòng)力設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，熱動(dòng)力設(shè)備的設(shè)計(jì)也越來(lái)越復(fù)雜，自動(dòng)技術(shù)、智能技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等高端科技不斷在熱動(dòng)力設(shè)備中應(yīng)用與實(shí)踐，其設(shè)備功能也在不斷更新和完善。能夠看出的是，計(jì)算機(jī)自動(dòng)化控制將是熱能裝置未來(lái)發(fā)展的必然方向。

1、我國(guó)熱能動(dòng)力工程內(nèi)涵

我國(guó)關(guān)于熱能動(dòng)力工程的研究最早始于十九世紀(jì)五十年代，當(dāng)時(shí)受到國(guó)家經(jīng)濟(jì)體制和經(jīng)濟(jì)實(shí)力等多方面條件的限制，主要通過(guò)從前蘇聯(lián)進(jìn)口熱能動(dòng)力設(shè)備實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換過(guò)程，進(jìn)口的設(shè)施設(shè)備主要有供熱通風(fēng)系統(tǒng)、內(nèi)燃機(jī)和鍋爐等，對(duì)熱能與動(dòng)力工程的研究?jī)H限于對(duì)進(jìn)口機(jī)械的簡(jiǎn)單研究，無(wú)法實(shí)現(xiàn)深入徹底的探索。隨著改革開(kāi)放的推動(dòng)和我國(guó)科研水平的不斷提升，熱能動(dòng)力工程的研究才取得一定的進(jìn)展。目前，在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與科技飛速增長(zhǎng)的大背景下，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展被不斷激發(fā)，對(duì)熱能動(dòng)力工程的研究獲得了技術(shù)上和制度上的保障。

2、當(dāng)前經(jīng)常用到的熱能動(dòng)力機(jī)械分析

熱能動(dòng)力機(jī)械通過(guò)收集可燃能源的燃燒產(chǎn)生的熱能，通過(guò)特定裝置將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。我國(guó)目前常見(jiàn)的熱能動(dòng)力機(jī)械主要有內(nèi)燃機(jī)、蒸汽機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。三類(lèi)機(jī)械在使用時(shí)有各自特點(diǎn)，內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較高，但是帶來(lái)的能源損耗和環(huán)境問(wèn)題也最大；蒸汽機(jī)受到原理特點(diǎn)往往體積較大、能源利用效率較低，實(shí)際使用較少；燃?xì)廨啓C(jī)作為當(dāng)前使用的主流產(chǎn)品，具有污染小、性能好、運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)，也是今后發(fā)展的主要方向。

二、熱能動(dòng)力機(jī)械帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題和解決方法

熱能動(dòng)力設(shè)備產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題主要包括空氣污染、噪聲污染、熱污染、溫室效應(yīng)等方面。其中溫室效應(yīng)和熱污染的主要因素均為燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)空氣的排放，從而影響整個(gè)環(huán)境溫度上升，需要從源頭上對(duì)排放進(jìn)行控制。下面本文重點(diǎn)對(duì)空氣污染和噪聲污染兩方面進(jìn)行闡述。

1、空氣污染

經(jīng)過(guò)研究表明，當(dāng)前國(guó)內(nèi)經(jīng)常出現(xiàn)的霧霾天氣與大氣污染有直接關(guān)系，而熱能動(dòng)力機(jī)械的運(yùn)用又是產(chǎn)生大氣污染的重要“元兇”。這些運(yùn)用熱能動(dòng)力機(jī)械的主要方式是城市居民生活供暖、汽車(chē)尾氣排放和工業(yè)廢氣等，大都通過(guò)煤或石油的燃燒獲得動(dòng)力能源，在工作的過(guò)程中隨之產(chǎn)生廢氣。在當(dāng)前空氣污染問(wèn)題日益嚴(yán)重的背景下，如何調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、提升能源利用率，降低熱能動(dòng)力機(jī)械廢氣排放是需要我們?cè)谶M(jìn)一步研究中努力解決的問(wèn)題。

2、噪聲污染

動(dòng)力機(jī)械受到機(jī)械振動(dòng)的干擾在運(yùn)行過(guò)程中必然會(huì)產(chǎn)生噪聲，因此產(chǎn)生噪聲污染也成為必然。噪聲污染盡管短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)人造成太大傷害，但是長(zhǎng)期處在噪聲污染環(huán)境下會(huì)造成人的聽(tīng)力受到損害，甚至誘發(fā)很多疾病。因此，在運(yùn)用熱能動(dòng)力機(jī)械時(shí)，防治噪聲污染也是必不可少的。我們可以通過(guò)對(duì)污染源的排查和降噪裝置的裝設(shè)減少噪聲的產(chǎn)生，通過(guò)物理隔離控制噪聲的傳播，采用吸音設(shè)備減少噪聲接收等方式來(lái)減少噪聲污染。

三、熱能動(dòng)力工程的發(fā)展方向

我國(guó)熱能與動(dòng)力工程的發(fā)展最早主要受到前蘇聯(lián)發(fā)展格局的影響發(fā)展緩慢，在后續(xù)的發(fā)展中逐漸形成了如下幾個(gè)方向：

1、熱能動(dòng)力及控制工程方向（含能源環(huán)境工程方向）

重點(diǎn)包括汽輪機(jī)原理、熱能與動(dòng)力測(cè)試技術(shù)、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計(jì)算、燃燒污染與環(huán)境、動(dòng)力機(jī)械設(shè)計(jì)、流體機(jī)械等知識(shí)、熱力發(fā)電廠(chǎng)、鍋爐原理、熱工自動(dòng)控制等。

2、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)及汽車(chē)工程方向

重點(diǎn)包括熱力發(fā)動(dòng)機(jī)傳熱和熱負(fù)荷、內(nèi)燃機(jī)基本設(shè)計(jì)、汽車(chē)工程概論、內(nèi)燃機(jī)電子控制、能源工程概論、熱力發(fā)動(dòng)機(jī)排放與環(huán)境工程、燃燒控制等內(nèi)容。

3、制冷低溫工程與流體機(jī)械方向

重點(diǎn)包括低溫原理、暖通空調(diào)系統(tǒng)、熱工過(guò)程自動(dòng)化、制冷原理、流體機(jī)械系統(tǒng)仿真與控制、、低溫技術(shù)學(xué)、流體機(jī)械原理、人工環(huán)境自動(dòng)化等內(nèi)容。

四、結(jié)束語(yǔ)

熱能動(dòng)力工程是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的一個(gè)重要組成部分，它推動(dòng)了人類(lèi)從人力勞動(dòng)向機(jī)械生產(chǎn)的“進(jìn)化”。作為國(guó)民生產(chǎn)的動(dòng)力，能源已經(jīng)成為了每家每戶(hù)的必需品。其中，熱能是能量傳遞和動(dòng)力機(jī)械領(lǐng)域中使用得最多的一種能源形式之一。而現(xiàn)在隨著熱能轉(zhuǎn)化裝置以及動(dòng)力機(jī)械的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)出現(xiàn)了許多全球化的問(wèn)題。本文針對(duì)熱能動(dòng)力工程的相關(guān)設(shè)備和環(huán)境保護(hù)做一些基本介紹，僅供參考。

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