浅谈热能与动力的应用

浅谈热能与动力的应用

刘新峰1 王宇2

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摘要：随着社会的不断进步与发展，能源消耗问题逐渐引起人们的关注。在科学技术不断进步的同时，社会发展与资源之间的矛盾也日益凸显。为了解决这一矛盾，人们进行了广泛的研究，其中热能动力工程的研究深度也不断加大。热能动力工程的应用有助于缓解我国能源短缺的状况，因此，这一工程具有重要意义。在热能与动力工程的研究过程中，应以实际应用为基础，不断观察总结，以便最大限度地利用能源。本文对热能的特性及热能与动力的研究方向进行了分析，并对热能与动力的应用及其影响进行了探讨，期望能为缓解资源供应紧张的局面提供一些参考。

关键词：热能；动力；应用

能源是国家发展的基础，也是人类生活中不可或缺的资源。目前，我们所使用的能源主要以煤炭、天然气、石油为主，这些能源均属不可再生资源，因此如何更加高效地利用这些资源成为了当前研究的重要方向。然而，从长远来看，这些不可再生资源终有枯竭之日，因此新能源的研究刻不容缓。在此背景下，热能与动力的研究便成为了一项重要任务，是人类发展过程中必须要解决的问题。

一、热能与动力的研究方向

（一）热能与动力工程的研究基础

热能与动力工程的研究以工程物理学科为主要理论基础，以内燃机为代表的动力机械及系统为研究对象，同时借助机械工程学、工程力学、自动控制、环境科学、计算机等学科的知识，进行能量转换之间的研究。

（二）能源的分类

能源是指为人类的生产和生活提供各种能力和动力的物质资源。根据不同的分类标准，能源可分为不同的类型，例如，按照是否可多次利用可分为一次能源和二次能源；按照是否可再生可分为可再生能源和非可再生能源；按照来源可分为常规能源和新能源；按照清洁程度可分为清洁能源和非清洁能源。其中，常规能源是指已被广泛利用且技术成熟的能源；新能源则是指目前仍在开发过程中尚未被广泛利用的能源。

二、热能的特性

（一）电能的转化

能量转换是指将一种能量从一个物体转移到另一个物体上或将一种形式的能量转化为另一种形式。目前，人类使用的大部分能量是通过一次能源进行一次或多次转化而获得的。电能作为一种能源形式，是通过其他形式能量的转化而获得的，这种能量在转化为电能的过程中，电池和发电厂发挥着至关重要的作用。提供电能的装置被称为电源，其主要功能是将各种类型的能量转化为电能。目前，发电的类型包括火力发电、水力发电、太阳能发电和风力发电等。电池种类繁多，常见的包括手机电池、蓄电池、干电池等，此外还有硅光电池，可以将光能转化为电能。

（二）太阳能的转化

太阳能是指太阳的能量，作为一种辐射具有实时性的特点，因此在利用太阳能时需要及时进行转换，此时就需要使用能量转换器。集热器通过吸收太阳能将其转化为热能，同时也可以利用光伏效应将太阳能转化为电能。太阳能与热能之间的转化技术已经非常成熟，目前许多国家都在利用这种方式进行太阳能的利用。

三、热能与动力工程的应用

在国民经济中，热能的应用占有较高的地位，一般热电厂都是热电联产的，对外供应热能和电能两种产品。现阶段，集中供热系统得到了大力推广，在大城市中，这种大型化的供热系统被作为集中供热的首选，它能够有效地节约燃料，改善环境。另外，我国电力行业的自动化程度也在不断提高，电力设备也在逐步完善。在工业电力方面，火力发电和核发电仍然是主要的热能转化方式，钢铁工业对热能的应用较为广泛，其高炉炼铁、炼钢以及轧钢等环节都需要热能提供能量，此外，一些有色金属的冶炼也需要热能。在我们常见的水产养殖、温室培植、机械工业、建材工业等领域，热能也有广泛的应用。

（一）热电厂的应用

在热电厂中，通常使用热能运用到喷管调节、节流调节以及调压调节的方面。在热电厂运行时，需要注意对节流进行合理调节。进行节流调节时，没有调节级进行分类限制，所以需要利用其他的手段进行节流调节，从而保证其有调节有效性。在汽轮机第一级可以全周进汽时，如果工况有变化发生，各级的温度则应该呈现减小的趋势，如果汽轮机是在良好的进行运行，则可以利用小容量机组以及基本容量的大机组，这时如果经济性不好，便可以针对节流的损失问题采取一定的措施。在热电厂的运行当中，可以利用弗留格尔公式对热能与动力工程进行有效的利用，弗留格尔公式指的是在流量相同的条件下，通过对汽轮机各级的焓降以及压差进行计算，对汽轮机运行的功率效率以及各零部件的受力情况进行确定，从而对汽轮机的运行状态进行密切关注。在此过程当中，可以对流动面积的变化情况进行分析。从而实现热能与动力工程的有效运行。

（二）锅炉中的应用

热能与动力工程是因为信息技术的应用以及科学技术的不断进步才使得其可以应用到锅炉当中，锅炉主要由其电器控制系统以及外壳组成。锅炉在进行使用时也就是燃烧时可以产生极大的热能，在锅炉的炉底进行控制器的安装就是为了将锅炉的实时运行情况进行监控，这也是将锅炉进行保护的一种手段。锅炉在其运行过程当中，自身是存在一个保护系统的，它可以将一定的机械热能进行转化，从而进行自身的保护，但是这部分能量通常会对锅炉产生破坏。现在，随着科技的进步，锅炉中的热能控制已经全部由电脑进行自动化的智能控制，从而将锅炉运行精密度进行提高，以便将燃烧均衡进行保持。

四、热能与动力的应用影响

（一）热污染

在进行热能利用的时候一般也会产生能量的损失，而损失的这部分能量则以热能的形式扩散到了大自然当中，这便会造成温度的上升从而对环境形成危害。在利用海洋或者是河水进行发电使，当冷却水排放到自然水源中也会对自然水造成温度的升高的情况，从而降低水的含氧量，这样便会对水中生物的生存造成影响。另外，当环境中的温度不断上升时，便会造成一些冰雪区的融化，从而冰雪覆盖区不断缩小，导致太阳能被更多的吸收，如此反复的循环，导致地球表面的温度便会进一步上升。

（二）空气污染

在进行热能转换时会产生一定的废气废料，这些废气废料在进行排放后会对大气造成污染，由于二氧化碳对地球辐射能有着较强的吸收力，却对太阳能透明辐射，就会使二氧化碳在地面吸收辐射后重新进行辐射，从而使这些热量留存在低层的大气当中，通过这种情况不断地发生，边会在最终形成温室效应。另外，在热能转换使用煤炭燃烧时，会在空气中产生二氧化硫等有害物质，这些有害物质也会对空气造成污染。

（三）噪声危害

在能量转换时必然会经过机械，而机械的转动是由机械中各种轴承进行转动而进行的，这时必然会产生一部分声音，这部分声音是可以被人们所接受的，当这些机械中的零件出现过度损耗或者安装不恰当时则会出现异于平常的振动，这也就造成了噪声，造成对人体有着很大的危害，会对人的听力、生理、心理以及工作睡眠产生许多不利的影响。

五、结束语

现阶段人类社会已经发展到了电气化的阶段，对于电能有着较大的需求，而目前用来进行电能转换的大多是不可再生的资源，在这种情况下，便需要热能及动力进行更加细致的研究，将能源的利用率不断提高，另外，需要对其他类型的能源进行充分的研究利用，不断做好新能源的开发利用工作，最终实现多种能源的开发利用。

参考文献：

[1]沈晓艳.论热电厂中热能与动力工程的有效运用[J].黑龙江科技信息，2013（07）：24-25.

[2]李健康.浅谈热能与动力的应用[J].房地产导向，2014（03）：117.