摘要:熱能動力是以熱能、機械能轉換為核心的現(xiàn)代技術性學科,它是社會發(fā)展的重要推動力,是促進人類社會由過去人力勞動向機械勞動轉變的基礎。時至今日,能源已成為人類生活的必需品,熱能作為眾多能源的特殊組成,已經被廣泛的應用在各種機械裝置中,但由此也引發(fā)了許多生態(tài)環(huán)境問題。本文從熱能動力機械的概念入手,簡單的闡述了在應用中所產生的各種全球性問題,并提出了相關解決方法。
關鍵詞:熱能動力;環(huán)境;技術;鍋爐;機械
隨著世界經濟水平的不斷提升及環(huán)境問題的進一步加劇,許多國家在能源開發(fā)中熱衷于各種新能源的研究,但也不乏對傳統(tǒng)能源利用方式的創(chuàng)新。熱能作為當今社會發(fā)展的主要動力能源,它的研究越來越被人們重視,通常都是利用內燃機、機械學、計算機一級信息技術等學科進行融合,從而讓更多的資源高效、環(huán)保的利用在熱能領域,為社會經濟的穩(wěn)定、持續(xù)、環(huán)保發(fā)展奠定了基礎。
一、熱能動力現(xiàn)狀
熱能動力工程是一種以熱能交換為基礎的現(xiàn)代化技術學科,它是通過對熱能、機械能進行轉換研究的方式,目前已經逐漸滲透到國家科研領域的每一個環(huán)節(jié),甚至許多部門和院校采用了眾多機械能技術對其進行研究。隨著各種大型熱能動力設備的不斷出現(xiàn),各種系統(tǒng)復雜的熱能動力設備越拉越常見,這些設備在應用中包含了電子技術、信息技術、智能技術、自動技術等多種不同的學科,因此自動化程度也非常高。從生產的角度對這些設備進行分析,它在運行中基本上都實現(xiàn)了遠程操作、無人監(jiān)控、無人管理的高度自動化控制要求,也可以說全計算機控制方式是未來熱能裝置發(fā)展的必經之路。
1、我國熱能動力工程內涵
我國的熱能動力工程研究最早出現(xiàn)于上個世紀五十年代,當時主要從蘇聯(lián)引入各種鍋爐、內燃機以及供熱通風系統(tǒng)等,但受到我國當時經濟體制的限制,眾多熱能工程研究都未曾深入開展,一直到改革開放之后才逐漸形成了眾多的研專業(yè)。熱能動力作為熱能與動力兩種不同的研究內容,它除了要深入了解熱能相關的物理知識之外,還要掌握眾多的機械基礎知識、動力基礎知識。目前,隨著我國市場經濟體制的逐步完善和成熟,社會需求、市場經濟以及科技發(fā)展趨勢都為熱能動力工程的進一步發(fā)展做出了積極貢獻,為熱能動力工程的進一步促進提供了技術保障。
2、當前經常用到的熱能動力機械分析
動力機械也就是將各種基礎能源通過一定的裝置轉變成為熱能,然后再利用熱能裝置將這些熱能轉換成機械能的一個系統(tǒng)過程,其中熱能在向機械能轉化的過程中所使用的各種設備統(tǒng)稱為熱能動力機械。目前我們常見的熱能動力機械主要包含了燃氣輪機、蒸汽機以及內燃機三種。燃氣輪機作為當今采用較多的一種,它有著運行平穩(wěn)、機動性良好以及污染小的特征,因此我們可以預計在未來社會發(fā)展中這種熱能動力機械必然會得到更進一步的發(fā)展和利用,它在提高能源利用效率、降低能源污染方面有著重要意義,因此被廣泛的使,甚至成為未來機械加工、汽車工業(yè)等產業(yè)發(fā)展的主流方向。其次,蒸汽機,這種動力機械是最早的一種熱能動力機械,也是被人們最為熟悉的一種設備,但由于這種裝置本身體積龐大、笨重且能源利用效率低的特點,自進入新世紀之后這種設備逐漸比內燃機和燃氣輪機所替代。但蒸汽機在過去兩個世紀的發(fā)展中占據(jù)主導地位,它的作用和歷史地位不容忽視,也正是因為這一工業(yè)裝置的出現(xiàn)才讓世界經濟呈現(xiàn)出大跨度發(fā)展態(tài)勢。最后內燃機,這種機械設備是將化學能轉化為機械能的一種特殊裝置,它是各種燃料在機械內部燃燒然后形成機械能的一種裝置,它是以氣候、柴油作為燃料的,雖然效率較高但由此引發(fā)的能源損耗和環(huán)境污染問題也不小,因此我們可以預計在未來發(fā)展中它必然會朝著節(jié)能減排、清潔燃料的方向進一步邁進。
二、熱能動力機械帶來的環(huán)境問題和解決方法
動力設備所引起的環(huán)境問題主要包含有溫室效應、熱污染、噪音污染以及空氣污染等方面,熱污染和溫室效應可謂是一個內容,這些污染因素都是因為工業(yè)、生活以及車輛運行的過程中能量在燃燒之后以熱的形式排放到環(huán)境中,從而造成環(huán)境中空氣、水出現(xiàn)污染,讓整個環(huán)境溫度上升。目前這種污染問題的發(fā)生抓喲是以發(fā)電廠、核電站、造紙廠等產業(yè)構成的,這些產業(yè)在工作生產中會引發(fā)眾多的垃圾和廢氣、廢水,從而造成嚴重的陸地生態(tài)系統(tǒng)破壞,因此為了更好的實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保工作理念,就必須要在工作中充分重視預熱的利用,有效落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求。
1、空氣污染也叫大氣污染
從近年來的全國霧霾天氣可以看出,空氣質量與人們生活息息相關。空氣污染直接影響了人們的出行。大氣污染源來自于工業(yè)廢氣、汽車尾氣、居民生活供暖設備等。在大城市中,汽車、火車是不可或缺的交通工具,但它們消耗煤或石油產生的直接排放進空氣的廢氣,是霧霾天氣的主要“兇手”。而且近幾年的許多極端天氣也是因大氣污染引起的。空氣污染的防治要靠全國人民的共同努力,調整能源結構,植樹造林等都是目前比較流行的辦法。
2、噪聲污染
動力機械等設備運行時由于機械振動而形成噪聲。噪聲污染短期內或許沒有太大傷害,但處于這樣的環(huán)境一段時期后就會使生物的聽力受損,嚴重的還會誘發(fā)多種疾病。因此,防治噪聲也是刻不容緩的事情。對污染源來說需要降低聲源噪音,控制噪音傳播。而對于人們來說,可以采用吸音設備來阻擋噪聲的傳播。
三、熱能動力工程的發(fā)展方向
我國能源動力類熱能與動力工程專業(yè)形成于20世紀50年代。當時受蘇聯(lián)教育體制的影響,專業(yè)分割很細。在熱能與動力工程專業(yè)中就先后包括鍋爐、電廠熱能、內燃機、渦輪機、風機、壓縮機、制冷、低溫、供熱通風與空調工程、冷凍與冷藏、水能動力工程、水電站動力裝置、水電站動力設備、水能動力及其自動化、機電排灌工程、水能動力與提水工程以及工程熱物理等幾十個小專業(yè),形成了以工業(yè)產品生產引導高等學校人才培養(yǎng)目標的基本格局,一定程度上與我國當時的發(fā)展相互適應。
1、熱能動力及控制工程方向(含能源環(huán)境工程方向)
主要掌握熱能與動力測試技術、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環(huán)境、動力機械設計、熱力發(fā)電廠、熱工自動控制、傳熱傳質數(shù)值計算、流體機械等知識。
2、熱力發(fā)動機及汽車工程方向
掌握內燃機(或透平機)原理、結構,設計,測試,燃料和燃燒,熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程,能源工程概論,內燃機電子控制,熱力發(fā)動機傳熱和熱負荷,汽車工程概論等方面的知識。
3、制冷低溫工程與流體機械方向
掌握制冷、低溫原理、人工環(huán)境自動化、暖通空調系統(tǒng)、低溫技術學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統(tǒng)仿真與控制等方面的知識。使學生掌握該方向所涉及的制冷空調系統(tǒng)、低溫系統(tǒng),制冷空調與低溫各種設備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。
四、結束語
熱能動力工程是社會生產力發(fā)展的一個重要組成部分,它推動了人類從人力勞動向機械生產的“進化”。作為國民生產的動力,能源已經成為了每家每戶的必需品。其中,熱能是能量傳遞和動力機械領域中使用得最多的一種能源形式之一。而現(xiàn)在隨著熱能轉化裝置以及動力機械的廣泛應用,已經出現(xiàn)了許多全球化的問題。本文針對熱能動力工程的相關設備和環(huán)境保護做一些基本介紹,僅供參考。
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