浅谈热能与动力的应用.doc

1、浅谈热能与动力的应用摘要：各种物质资源是人类赖以生存的基础和经济发展的动力，人类社会的巨大发展与进步都与能源消费的增长密切相关。现阶段我国的主体能源仍然以石油、天然气及煤炭等不可再生能源为主，然而化石能源作为不可再生资源终有枯竭的一天，所以高效合理的使用这些能源以及加大热能与动力的应用研究就成为非常重要的工作任务，本文就热能与动力的 应用与发展进行了系统研究，以期能够加大热能与动力的应用研究力度。 关键词：能源分类；化石能源；热能与动力 现阶段人类社会的生产和生活已经进入了电气化的时代，电能的需求量日益增长，然而目前产生电能的一次能源主要是煤和石油等不可再生能源，所以对热能及动力应该进行系统研

2、究，以加大能源的利用率，最终实现多样化的能源开发利用道路。 一、现代社会的能源及其分类 1、能源的概念 能源也称为能量资源或能源资源，是能为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源，是国民经济的重要物质基础。可以说能源的开发和有效利用是生产技术和生活水平的重要标志。 2、能源的分类 2.1 一次能源与二次能源。一次能源是指自然界中存在的天然能源，有煤、原油、天然气、水能、风能和太阳能等。其中矿物燃料和核燃料由于生成速度极慢，加之消费速度的不断增长也会最终会枯竭，故称为非再生能源。而二次能源是由一次能源直接或间接加工转换而成的人工能源。 2.2 可再生能源与非再生能源。可再生能源是指可重复产

3、生的一次能源，而不能重复产生的自然能源称为非再生能源。 2.3 常规能源与新能源。常规能源是指技术上已经成熟、已大量生产并广泛利用的能源。新能源是指技术上正在开发还尚未大量生产和广泛利用的能源。 2.4 清洁能源与非清洁能源。在开发和利用中对环境无污染或污染程度很轻的能源叫做清洁能源，否则称为非清洁能源。从对环境污染程度来说，目前主要的常规能源包括煤、石油、天然气在使用时会对环境产生较严重的污染，属于不清洁能源。 二、现阶段的热能动力装置 一般燃料在适当的设备中燃烧产生热能，然后通过热能动力机将热能转变为机械能。热能动力装置是将热能转化为机械能而产生原动力的成套热力设备。现在一般将燃烧设备、热

4、能动力机以及他们的辅助设备统称为热能动力装置。目前的热能动力装置主要分为两大类，一种是直接以燃烧产生的燃气直接进入发动机来实现能量的转换，另一种是将燃料燃烧产生的热能传递给某种液体使其汽化，然后将蒸汽导入发动机进行热功的转换，蒸汽机和汽轮机就属于这种类别。 三、热能的特点 能量从一种形式转化为另一种形式或是从一个物体转移到另一个物体称为能量转换，目前人类所用的能源基本上都是由一次能源经一次或多次转换而来的。 1、电能的转换 电能属于能量的一种形式，通过各种形式的能量转化就能实现电能的获得，在这些能量的转化过程中，发电厂和电池的作用尤为重要。电源是提供电能的装置，其实质是把其他形式的能转化为电能

5、。目前的发电类型包括风力发电、水力发电、火力发电等。还可以实现太阳能发电，是把太阳能转化为电能。电池一般包括干电池、铅蓄电池、手机电池等类型，能够实现把化学能转化为电能，另外硅光电池还能把光能转化为电能。 2、太阳能的转换 太阳能作为一种辐射能具有即时性，所以必须即时的转换成其它形式的能量才能得到有效利用。太阳能转换成其他形式的能量就离不开能量转换器。实践中一般用集热器通过吸收面来实现太阳能转换成热能的目的，利用光伏效应太阳电池还可以实把太阳能转换成电能。电能作为一种高品位的能量，其利用和传输分配都比较方便。太阳能能够转换为电能是有效利用太阳能的技术基础，目前很多国家都十分重视这一清洁能源的应

6、用。 四、热能的利用 热能的应用在国民经济中的占有重要地位，一般的热电厂是以热电联产为基础向外供应电和热两种产品。目前集中供热系统得到大力推广，大型化的集中供热工程是大城市供热的理想选择，能够实现燃料的节约和改善环境的综合效益，目前我国电力行业的电力设备及自动化程度也在不断提高。在电力工业方面主要还是火力发电或核发电来实现热能的转换，在钢铁工业的炼钢、轧钢、高炉炼铁方面均需热能的运用，在有色金属铝和铜等的冶炼也需要热能。而农业及水产养殖业方面的电力灌溉、温室培植和鱼池加温也有广泛的热能应用。另外，在化学工业、石油工业、建材工业、机械工业以及交通运输方面对热能的应用也非常广在此不一一赘述。 五、

7、能源利用的评价指标 非再生能源的有限性决定了要加快能源利用率的提高。作为人类生存与发展的重要基础，能源的有效利用可以提高能量转换或传递装置及系统的效率。 1、能源利用的评价指标 能源利用的主要评价指标包括能源消耗系数，它是指单位国民经济产值所平均消耗的能源数量。还包括单位产品的能耗，主要是指每单位产品产量所消耗的能量。而能源利用效率指标是指能量利用率，主要指被有效利用的能量与所消耗的能量之比。 2、能的可用性指标 对能量的评价要考虑被利用能量的数量和质量。要从能量的数量和质量角度来评价处于某一状态的热力系的作功能力指标。能的可用性可用于评价最大有用功的实际应用程度。 六、热能与动力机械的应用影

8、响 1.热污染 在热能利用和动力技术的应用中产生的能量损失一般以热能形式传给环境，这会造成环境温度的升高对环境造成危害。在海洋或河水的发电过程中，冷却水的热量排放到自然水源中会造成水温的升高，使得水中含氧量的降低，进而影响到水生物的生存。另外由于地球的升温使得冰雪覆盖区缩小，导致反射率下降吸收更多太阳能，使得地球温度进一步升高造成升温连锁反映。 2.空气污染 在热能与动力机械的应用过程中的废气废料排放造成了大气污染的问题。二氧化碳的吸收光谱恰好在地球辐射的主要波长段内，所以对地球辐射能的吸收力强，但对太阳能辐射透明，这就使得二氧化碳在吸收了地面的辐射能后会重新产生辐射，使得更多的热量被阻留在低

9、层大气中，使地球温度升高，最终造成温室效应。除此之外，空气中的硫化物等有害物主要来于煤炭的燃烧，二氧化硫影响呼吸道，对呼吸道的刺激严重，而三氧化硫能使烟气露点提高，易形成酸雨或酸雾。 3.噪声危害 噪声对人的心理、生理、听力和工作睡眠有非常不利的影响，由于许多机械设备的本身或某一部份零件是旋转式的，这就导致一些因组装的损耗或轴承的缺陷而产生异常的振动，进而产生噪音。 噪音的控制技术上虽然已经相对成熟，但是由于现代工业以及交通运输业规模的扩大，要采取噪音控制的企业和场所非常多，因此在防止噪音问题上必须要综合进行技术、经济和效果等方面的综合权衡。 结语 热能与动力的应用不仅仅局限于热能与动力工程上，做好热能与动力的研究和应用能够实现各种能源的充分利用，所以要利用好能源的方法和技术，达到高效安全以及经济性的目的。