动力机械是将自然界中的能量转换为机械能(mechanical energy)而作功的机械装置。
早在公元一世纪,亚历山大的希罗已论述了用水力、风力和热空气推动的机械。后来人们开始在生活和生产(Produce)(huó dòng)中运用利用风能和水能的风帆、风车、水车水磨等。
18世纪末蒸汽机的问世,开拓(open up)了化学能的利用,大大地提高了劳动生产(Produce)率(productivity),导致(cause)了工业革命。19世纪末,内燃机的发明和应用为汽车、机车、船舶(义: 航海的大船)(释义:船只总称)提供了动力,并导致飞机的发明,使人类交通运输业的面貌发生了巨大的变革,更促进了机械制造业的巨大发展。
19世纪末至20世纪初,随着汽轮机、燃气轮机、喷气式发动机(Engine)、火箭发动机的发明,交通工具的速度大大提高,人们的交往更加方便,人类(huó dòng)的领域更加开阔(使开阔;增加知识),航天事业得以开拓(open up),从而进一步带动和促进了其他科学和工业部门的发展。
动力机械深刻地影响着人类生产力的发展,但是,动力机械的噪声、特别是热力发动机的排放物又给人类造成了日益严重的公害。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。
动力机械按将自然界中不同能量转变为机械能(mechanical energy)的方式方法,可以分为风力机械设备、水力机械和热力发动机(Engine)三大类。发电机是指将其他形式的能源转换成电能的机械设备,它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动,将水流,气流,燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机,再由发电机转换为电能。
风力机械有风帆、风车(风力机)、风磨等。二十世纪出现了直接应用风力的发电装置,但受到自然风区分布的限制(limit),因为一般认为风速大于4米/秒才有利用价值。据估计,地球上蕴有风能约达10吉瓦,已经利用的不及百分之一,故风能大有开发的前景。
水利机械有水车、水磨、水轮机等。发电机在工农业生产、国防、科技及日常生活中有广泛的用途。发电机的形式很多,但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此,其构造的一般原则是:用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路,以产生电磁功率,达到能量转换的目的。20世纪以来,利用水轮机发电的水电站日益增多,因为水电站具有运行费用(expense)低、无感染、取用不竭等优点。但是兴建水库、水坝,初始投资较大、建设时间较长,而且对生态平衡、地质力态平衡也有影响(influence)。中国水能蕴藏量约为680兆瓦,居世界之首,很有开发和利用的余地。
热力发动机包括(bāo kuò)蒸汽机、汽轮机、内燃机(汽油机、柴油机、煤气(Coal Gas)机等)、热气机、燃气轮机、喷气发动机等。在工业、农业、交通、采矿、兵工等部门,内燃机的应用最为广泛(extensive)。船舶(义: 航海的大船)(释义:船只总称)、机车、汽车、物料搬运机械设备、土方机械、坦克、排灌机械、小型发电装置等无不以内燃机为动力。
汽油机是以汽油为燃料(fuel),采用电点火,转速一般在3000~6000转/分,甚至高达每分钟一万转。功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)由几百瓦至几百千瓦。在农林方面广泛(extensive)用作采茶机、割草机、机锄、喷药机、割灌机、机锯等的动力;在交通方面用作摩托车、汽车、小艇的动力。
动力机械的基础与应用(上)