吳丹 郭賀洋

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

關(guān)鍵詞： 熱能；動力；機械；應(yīng)用；對策

引言

在世界經(jīng)濟(jì)水平不斷提升的同時，地球的環(huán)境問題也在逐年加劇，很多國家在開發(fā)新興能源的同時，不得不繼續(xù)沿用既有技術(shù)，在對傳統(tǒng)能源進(jìn)行利用時，必須進(jìn)行技術(shù)的創(chuàng)新來滿足新時代對能源的需要和要求。熱能無疑仍是當(dāng)今世界發(fā)展到今天最大的動力能源，如何更好地利用熱能被越來越多的人重視著。筆者認(rèn)為，對熱能的利用必須結(jié)合計算機技術(shù)、信息科學(xué)、機械學(xué)、內(nèi)燃機學(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題。

一、熱能動力現(xiàn)狀

熱能與動力工程的學(xué)科基礎(chǔ)是熱能交換，它是對機械能與熱能轉(zhuǎn)換的深入研究。隨著各類大型熱動力設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，熱動力設(shè)備的設(shè)計也越來越復(fù)雜，自動技術(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力設(shè)備中應(yīng)用與實踐，其設(shè)備功能也在不斷更新和完善。能夠看出的是，計算機自動化控制將是熱能裝置未來發(fā)展的必然方向。

1、我國熱能動力工程內(nèi)涵

我國關(guān)于熱能動力工程的研究最早始于十九世紀(jì)五十年代，當(dāng)時受到國家經(jīng)濟(jì)體制和經(jīng)濟(jì)實力等多方面條件的限制，主要通過從前蘇聯(lián)進(jìn)口熱能動力設(shè)備實現(xiàn)能源轉(zhuǎn)換過程，進(jìn)口的設(shè)施設(shè)備主要有供熱通風(fēng)系統(tǒng)、內(nèi)燃機和鍋爐等，對熱能與動力工程的研究僅限于對進(jìn)口機械的簡單研究，無法實現(xiàn)深入徹底的探索。隨著改革開放的推動和我國科研水平的不斷提升，熱能動力工程的研究才取得一定的進(jìn)展。目前，在我國經(jīng)濟(jì)與科技飛速增長的大背景下，市場經(jīng)濟(jì)帶動科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，熱能與動力工程的發(fā)展被不斷激發(fā)，對熱能動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)常用到的熱能動力機械分析

熱能動力機械通過收集可燃能源的燃燒產(chǎn)生的熱能，通過特定裝置將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。我國目前常見的熱能動力機械主要有內(nèi)燃機、蒸汽機和燃?xì)廨啓C。三類機械在使用時有各自特點，內(nèi)燃機產(chǎn)生的轉(zhuǎn)化效率相對較高，但是帶來的能源損耗和環(huán)境問題也最大；蒸汽機受到原理特點往往體積較大、能源利用效率較低，實際使用較少；燃?xì)廨啓C作為當(dāng)前使用的主流產(chǎn)品，具有污染小、性能好、運行平穩(wěn)的特點，也是今后發(fā)展的主要方向。

二、熱能動力機械帶來的環(huán)境問題和解決方法

熱能動力設(shè)備產(chǎn)生的環(huán)境問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)生的熱量對空氣的排放，從而影響整個環(huán)境溫度上升，需要從源頭上對排放進(jìn)行控制。下面本文重點對空氣污染和噪聲污染兩方面進(jìn)行闡述。

1、空氣污染

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

2、噪聲污染

動力機械受到機械振動的干擾在運行過程中必然會產(chǎn)生噪聲，因此產(chǎn)生噪聲污染也成為必然。噪聲污染盡管短時間內(nèi)不會對人造成太大傷害，但是長期處在噪聲污染環(huán)境下會造成人的聽力受到損害，甚至誘發(fā)很多疾病。因此，在運用熱能動力機械時，防治噪聲污染也是必不可少的。我們可以通過對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減少噪聲污染。

三、熱能動力工程的發(fā)展方向

我國熱能與動力工程的發(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方向：

1、熱能動力及控制工程方向（含能源環(huán)境工程方向）

重點包括汽輪機原理、熱能與動力測試技術(shù)、傳熱傳質(zhì)數(shù)值計算、燃燒污染與環(huán)境、動力機械設(shè)計、流體機械等知識、熱力發(fā)電廠、鍋爐原理、熱工自動控制等。

2、熱力發(fā)動機及汽車工程方向

重點包括熱力發(fā)動機傳熱和熱負(fù)荷、內(nèi)燃機基本設(shè)計、汽車工程概論、內(nèi)燃機電子控制、能源工程概論、熱力發(fā)動機排放與環(huán)境工程、燃燒控制等內(nèi)容。

3、制冷低溫工程與流體機械方向

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

四、結(jié)束語

熱能動力工程是社會生產(chǎn)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(chǎn)的“進(jìn)化”。作為國民生產(chǎn)的動力，能源已經(jīng)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(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)化裝置以及動力機械的廣泛應(yīng)用，已經(jīng)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(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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