機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用與優(yōu)化

摘? 要：機(jī)械功是指物體在力的方向移動(dòng)距離的累積。人們?cè)谔剿骺茖W(xué)的過(guò)程中，經(jīng)常思考如何提高效率，解放生產(chǎn)力。當(dāng)前，隨著社會(huì)不斷發(fā)展，如何提高機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域中的良好應(yīng)用成為學(xué)者們廣泛關(guān)注的問(wèn)題?；诖?，文章首先說(shuō)明了機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用問(wèn)題，其次針對(duì)這些問(wèn)題提出了幾點(diǎn)優(yōu)化策略，以期為提高工業(yè)生產(chǎn)效率提供一定幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)械功;熱能與動(dòng)力工程;應(yīng)用和優(yōu)化;分析和研究

中圖分類號(hào)：TK123? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? 文章編號(hào)：2096-6903（2020）08-0000-00

0 引言

時(shí)代的發(fā)展離不開能量轉(zhuǎn)化，熱能與動(dòng)力工程作為當(dāng)前工業(yè)領(lǐng)域中不可缺少的重要系統(tǒng)性工程，在探討熱能與動(dòng)力工程的優(yōu)化課題時(shí)，需要結(jié)合機(jī)械功的基本概念來(lái)提高熱能和動(dòng)力之間的轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)降低設(shè)備的運(yùn)行成本[1]。傳統(tǒng)的熱能與動(dòng)力工程，其往往需要較高的能源支持才能順利進(jìn)行，這樣一方面造成了資源浪費(fèi)，同時(shí)也無(wú)法提高設(shè)備的運(yùn)行效率。面對(duì)上述情況，需要工程技術(shù)人員針對(duì)熱能與動(dòng)力工程，從機(jī)械功的角度進(jìn)行不斷優(yōu)化，從而達(dá)到節(jié)約資源，提高工程運(yùn)行效率的目的。

1 機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用問(wèn)題

1.1 工程機(jī)械設(shè)備存在問(wèn)題

根據(jù)調(diào)查情況來(lái)看，很多熱能與動(dòng)力工程并沒有對(duì)機(jī)械功進(jìn)行科學(xué)有效的利用，經(jīng)常出現(xiàn)相關(guān)機(jī)械設(shè)備無(wú)法實(shí)現(xiàn)高效、持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，需要大量能源支持，造成資源浪費(fèi)現(xiàn)象。除此之外，在長(zhǎng)期的低效運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，設(shè)備的壽命也受到不必要的損耗，甚至造成系統(tǒng)停擺，引起上述原因主要是由于設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)不佳。如，不同零部件之間的非正常摩擦造成工程機(jī)械設(shè)備磨損異常，長(zhǎng)此以往設(shè)備的效率不斷下降，設(shè)備輸出的有用功越來(lái)越少，效率下降的同時(shí)造成設(shè)備也容易出現(xiàn)故障，極端情況甚至報(bào)廢?？梢钥闯?，熱能與動(dòng)力工程所使用的機(jī)械設(shè)備如果存在帶病作業(yè)等異?，F(xiàn)象，不僅會(huì)造成工作效率的下降，甚至可能造成設(shè)備的不可逆損傷。

1.2 工程體系能量損耗嚴(yán)重

熱能與動(dòng)力工程離不開能源支持，只有對(duì)工程機(jī)械提供足夠的熱能，才能將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力。但實(shí)際上，在很多熱能與動(dòng)力工程的具體實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于能量的控制十分隨意，使熱能不能高效的轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，造成能量的過(guò)大消耗，降低了設(shè)備的工作效率。根據(jù)能量守恒定律，能量既不能憑空消失，也不能憑空產(chǎn)生，熱能與動(dòng)力工程也同樣如此，在消耗了熱能以后，將熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)力的同時(shí)，也會(huì)有一部分能量浪費(fèi)[2]。如果設(shè)備的能量轉(zhuǎn)化效率相對(duì)較低，就會(huì)造成能量消耗較大才能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的做功效果。實(shí)踐表明，環(huán)境因素和設(shè)備因素都會(huì)造成熱量在轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程中造成能量浪費(fèi)，這對(duì)于熱能與動(dòng)力工程來(lái)說(shuō)十分致命，因此必須引起技術(shù)人員的高度重視。

1.3 熱能與動(dòng)力工程維護(hù)體系有待完善

熱能與動(dòng)力工程的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，離不開科學(xué)的維護(hù)和保養(yǎng)，很多大型工程機(jī)械一旦開始運(yùn)行不能輕易停下，所以在設(shè)備運(yùn)行之前，必須對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)檢測(cè)，保證設(shè)備處于最佳工作狀態(tài)。除此以外，長(zhǎng)期大功率的狀態(tài)運(yùn)行使得設(shè)備的負(fù)荷壓力相對(duì)較大，對(duì)設(shè)備狀態(tài)產(chǎn)生不良影響，長(zhǎng)此以往，造成了熱能與動(dòng)力工程系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量的下滑。

2 優(yōu)化機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用

2.1 科學(xué)設(shè)計(jì)工程機(jī)械

工程機(jī)械是整個(gè)熱能與動(dòng)力工程體系中十分重要的組成部分，并且在現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)中，工程機(jī)械產(chǎn)生的機(jī)械功十分巨大，并且需要克服設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中的層層阻力，進(jìn)而產(chǎn)生不必要的能源消耗。面對(duì)上述問(wèn)題，需要工程技術(shù)人員合理的設(shè)計(jì)工程機(jī)械，使得整個(gè)熱能與動(dòng)力工程體系運(yùn)轉(zhuǎn)更加高效，降低無(wú)用功的消耗?？梢哉f(shuō)，合理的設(shè)計(jì)工程機(jī)械，對(duì)于提高整個(gè)熱能與動(dòng)力工程系統(tǒng)的運(yùn)行效率起到直接影響。

2.2 提高技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力

工作人員的業(yè)務(wù)水平和專業(yè)素質(zhì)對(duì)于機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中的優(yōu)化十分重要，如果技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力不高，很可能在操作過(guò)程中無(wú)法及時(shí)解決工作中可能出現(xiàn)的一些潛在問(wèn)題，甚至造成整個(gè)班組運(yùn)行計(jì)劃被打亂，這對(duì)于整個(gè)熱能與動(dòng)力工程來(lái)說(shuō)有著很大影響。為了提高工程技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力，企業(yè)應(yīng)該對(duì)員工展開定期的專業(yè)培訓(xùn)，尤其是對(duì)于一些基層操作人員，更應(yīng)該讓其了解日常工作過(guò)程中的一些基本技巧和各項(xiàng)注意事項(xiàng)，一旦設(shè)備產(chǎn)生問(wèn)題出現(xiàn)警報(bào)，能夠初步做出基本判斷，避免造成更大問(wèn)題。

2.3 對(duì)熱能與動(dòng)力工程體系進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理

熱能與動(dòng)力工程作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，在施工和運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)該受到嚴(yán)格的監(jiān)督和管理。但是根據(jù)筆者調(diào)查情況來(lái)看，很多問(wèn)題都出現(xiàn)在上述兩個(gè)階段，并且一旦運(yùn)行過(guò)程中，在某些環(huán)節(jié)產(chǎn)生問(wèn)題，很可能對(duì)系統(tǒng)整體產(chǎn)生不良影響，所以必須對(duì)熱能與動(dòng)力工程進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督管理。因此，在工程施工前期應(yīng)該制定嚴(yán)格的工程計(jì)劃，規(guī)劃出施工所需要的各項(xiàng)成本，在成本范圍內(nèi)來(lái)科學(xué)的設(shè)計(jì)工程的各個(gè)工序，選擇高效的運(yùn)行設(shè)備。并且在工程的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，確保不同的運(yùn)行環(huán)節(jié)之間有序銜接，避免出現(xiàn)能源浪費(fèi)情況產(chǎn)生。除此之外，在監(jiān)督整個(gè)熱能與動(dòng)力工程體系運(yùn)行時(shí)，還需要針對(duì)工程中的實(shí)際問(wèn)題和表現(xiàn)出的隱患進(jìn)行詳細(xì)的排查解決，在確保節(jié)約能源的同時(shí)，使整個(gè)體系更加平穩(wěn)的運(yùn)行?？梢钥闯?，熱能與動(dòng)力工程整體運(yùn)行離不開各子系統(tǒng)的高效配合，也離不開科學(xué)合理的設(shè)計(jì)與施工過(guò)程。

2.4 促進(jìn)能量的循環(huán)利用

在熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用過(guò)程中必然涉及到機(jī)械功，為了提高能量的轉(zhuǎn)化效率，在一些特定場(chǎng)景，還應(yīng)該做到能量的循環(huán)利用。例如在熱力發(fā)電過(guò)程中，可以利用抽水泵將水抽到鍋爐中，在熱能的作用下，水由液態(tài)變成具備較高溫度的蒸汽，然后這些蒸汽通過(guò)做功的形式帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電能，蒸汽在做功完成以后，可以被再次的循環(huán)利用，具體原理和優(yōu)化過(guò)程如下[3]：水在輸送至鍋爐過(guò)程中需要消耗一定的機(jī)械功，為了對(duì)水資源進(jìn)行消化利用，往往需要對(duì)氣態(tài)水冷卻處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，降低水的體積，這樣即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱能與動(dòng)力工程系統(tǒng)的優(yōu)化，同時(shí)也可以促進(jìn)能量的循環(huán)使用。

2.5 對(duì)體系進(jìn)行定期維護(hù)

一般情況下，熱能與動(dòng)力工程中的機(jī)械設(shè)備運(yùn)行時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，并且長(zhǎng)期高負(fù)荷的運(yùn)行，很容易造成設(shè)備的過(guò)運(yùn)行，使得設(shè)備的壽命降低，對(duì)整體的熱能動(dòng)力工程系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。所以為了改善上述局面，提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果，必須對(duì)系統(tǒng)展開定期維護(hù)，只有這樣才能使工程更加平穩(wěn)的運(yùn)行，避免在運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題造成設(shè)備停擺。此外，企業(yè)可以打造一支專門負(fù)責(zé)系統(tǒng)維護(hù)的專業(yè)人才隊(duì)伍，定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行巡檢，并建立起設(shè)備點(diǎn)檢表制度，對(duì)問(wèn)題做到早發(fā)現(xiàn)，早解決。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，作為工業(yè)發(fā)展過(guò)程中的重要基礎(chǔ)保障，熱能與動(dòng)力工程對(duì)于我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)起到十分重要的作用，本文針對(duì)機(jī)械能在熱工系統(tǒng)中的應(yīng)用及優(yōu)化進(jìn)行研究，對(duì)于提高工作效率、節(jié)約能源有著積極影響。通過(guò)本文的分析可以看出，要想優(yōu)化整個(gè)體系，需要從設(shè)備、人員和運(yùn)行環(huán)節(jié)等幾個(gè)方面著手，使設(shè)備的自動(dòng)化程度和技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力邁向全新臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]崔凝，王兵樹，宋立琴.基于逐級(jí)計(jì)算的汽輪機(jī)性能仿真模塊的研究與應(yīng)用[J].熱能動(dòng)力工程，2006，21（2）：124-127.

[2]蔣淑娟.關(guān)于水平雙對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)的研究及仿真分析[D].陜西：西安理工大學(xué)，2012.

[3]羅桂榮，羅鳴.動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)與制冷循環(huán)系統(tǒng)復(fù)合式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)：CN200510105805.3[P].2007-04-04.

收稿日期：2020-06-01

作者簡(jiǎn)介：李德智（1989—），男，江西萍鄉(xiāng)人，碩士研究生，助教，研究方向：礦山機(jī)械及流體機(jī)械。