淺談熱能動力機械問題

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換為核心的技術學科，是近代社會發展的重要推動力之一，在熱能動力的幫助下人類社會實現了由人力勞動向機械勞動的徹底轉變。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。隨著地球環境問題的日益突出和人們對生態環境問題的重視，越來越多的人也開始關注熱能動力機械。本文的研究中從從動力機械的基本定義著手，對其在應用中產生的全球性問題進行了闡述，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熱能動力機械的發展和應用。

關鍵詞： 熱能；動力；機械；應用；對策

引言

在世界經濟水平不斷提升的同時，地球的環境問題也在逐年加劇，很多國家在開發新興能源的同時，不得不繼續沿用既有技術，在對傳統能源進行利用時，必須進行技術的創新來滿足新時代對能源的需要和要求。熱能無疑仍是當今世界發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。筆者認為，對熱能的利用必須結合計算機技術、信息科學、機械學、內燃機學等多方面的技術，相互融合才能夠實現。如何促進資源更加環保、更加高效的在熱能領域得到應用，促進國家經濟的環保、持續、穩定發展，是當前我們迫切需要研究和解決的最大問題。

一、熱能動力現狀

熱能與動力工程的學科基礎是熱能交換，它是對機械能與熱能轉換的深入研究。隨著各類大型熱動力設備的不斷涌現，熱動力設備的設計也越來越復雜，自動技術、智能技術、信息技術、電子技術、物聯網技術等高端科技不斷在熱動力設備中應用與實踐，其設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展的必然方向。

1、我國熱能動力工程內涵

我國關于熱能動力工程的研究最早始于十九世紀五十年代，當時受到國家經濟體制和經濟實力等多方面條件的限制，主要通過從前蘇聯進口熱能動力設備實現能源轉換過程，進口的設施設備主要有供熱通風系統、內燃機和鍋爐等，對熱能與動力工程的研究僅限于對進口機械的簡單研究，無法實現深入徹底的探索。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展。目前，在我國經濟與科技飛速增長的大背景下，市場經濟帶動科學技術不斷進步，熱能與動力工程的發展被不斷激發，對熱能動力工程的研究獲得了技術上和制度上的保障。

2、當前經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生的熱能，通過特定裝置將熱能轉變為機械能。我國目前常見的熱能動力機械主要有內燃機、蒸汽機和燃氣輪機。三類機械在使用時有各自特點，內燃機產生的轉化效率相對較高，但是帶來的能源損耗和環境問題也最大；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；燃氣輪機作為當前使用的主流產品，具有污染小、性能好、運行平穩的特點，也是今后發展的主要方向。

二、熱能動力機械帶來的環境問題和解決方法

熱能動力設備產生的環境問題主要包括空氣污染、噪聲污染、熱污染、溫室效應等方面。其中溫室效應和熱污染的主要因素均為燃燒產生的熱量對空氣的排放，從而影響整個環境溫度上升，需要從源頭上對排放進行控制。下面本文重點對空氣污染和噪聲污染兩方面進行闡述。

1、空氣污染

經過研究表明，當前國內經常出現的霧霾天氣與大氣污染有直接關系，而熱能動力機械的運用又是產生大氣污染的重要“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生廢氣。在當前空氣污染問題日益嚴重的背景下，如何調整能源結構、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生噪聲，因此產生噪聲污染也成為必然。噪聲污染盡管短時間內不會對人造成太大傷害，但是長期處在噪聲污染環境下會造成人的聽力受到損害，甚至誘發很多疾病。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減少噪聲的產生，通過物理隔離控制噪聲的傳播，采用吸音設備減少噪聲接收等方式來減少噪聲污染。

三、熱能動力工程的發展方向

我國熱能與動力工程的發展最早主要受到前蘇聯發展格局的影響發展緩慢，在后續的發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（含能源環境工程方向）

重點包括汽輪機原理、熱能與動力測試技術、傳熱傳質數值計算、燃燒污染與環境、動力機械設計、流體機械等知識、熱力發電廠、鍋爐原理、熱工自動控制等。

2、熱力發動機及汽車工程方向

重點包括熱力發動機傳熱和熱負荷、內燃機基本設計、汽車工程概論、內燃機電子控制、能源工程概論、熱力發動機排放與環境工程、燃燒控制等內容。

3、制冷低溫工程與流體機械方向

重點包括低溫原理、暖通空調系統、熱工過程自動化、制冷原理、流體機械系統仿真與控制、、低溫技術學、流體機械原理、人工環境自動化等內容。

四、結束語

熱能動力工程是社會生產力發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。而現在隨著熱能轉化裝置以及動力機械的廣泛應用，已經出現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境保護做一些基本介紹，僅供參考。

參考文獻

[1]王維，鄧群英.熱能與動力工程在鍋爐應用中的問題分析[J].好家長，2017（49）：247.

[2]郭磊.熱能動力機械現狀及其發展分析[J].有色金屬文摘，2015，30（02）：57-58.

[3]侯永昶.淺談熱能動力機械及環境問題[J].技術與市場，2014，21（04）：234.

[4]謝潔飛，何伯，辜良瑤.基于MATLAB的熱能動力機械測控技術課程教學方法研究[J].湖南農機，2012，39（07）：208-209+212.

[5]熱能動力機械現狀及其發展[J].科技情報，1971（06）：1-10.