機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

本專題的重點(diǎn)是功率、機(jī)械效率和機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，涉及功率、機(jī)械效率和機(jī)械能轉(zhuǎn)化的綜合性試題是中考難點(diǎn).

第1節(jié) 功

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)的考點(diǎn)是結(jié)合實(shí)例認(rèn)識功的概念，知道做功的過程就是能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程.記住功的單位，熟練掌握公式W=Fs的應(yīng)用，理解做功的兩個(gè)必要因素F和s的物理意義：F是作用在物體上的力，s是在力的方向上通過的距離，功的原理：使用任何機(jī)械都不省功，不省功包括兩種情況：一種是理想情況下，使用機(jī)械做的功等于不用機(jī)械做的功：另一種情況是對于非理想機(jī)械而言，使用機(jī)械做的功大于不使用機(jī)械做的功，即費(fèi)功.

中考考點(diǎn)是判斷力對物體是否做功，找出功的兩個(gè)因素F、s，用公式W=Fs進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算.

中考常見題型

中考中聯(lián)系生活有關(guān)事例如踢球、搬東西、滑輪、杠桿、斜面等場景進(jìn)行分析.常見的題型是選擇題、填空題和綜合應(yīng)用題，

例l （2014.菏澤）如圖1所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分別將同一重物從它們的底部拉到頂部，所需拉力分別為F1和F2，所做的功分別為W，和W2，則（）.

A. F1

B. F1

C. FI>F2，W1>W2

D. F1>F2，WI=W2

思路分析：（1）斜面光滑說明摩擦力為零，就是說使用光滑的斜面沒有額外功，無論是沿斜面B，4還是CA勻速拉同一物體，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用機(jī)械而直接用手所做的功，即W1=W2.（2）根據(jù)圖示可知，（），而W1=W2，由W=FL可知，（），即F1

第2節(jié) 機(jī)械效率

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)主要考點(diǎn)是理解力學(xué)中的三種功：有用功、額外功和總功.理解機(jī)械效率的意義，由于W有

重點(diǎn)是機(jī)械效率的計(jì)算，簡單機(jī)械機(jī)械效率的測定及影響因素.

中考常見題型

中考常聯(lián)系前面學(xué)過的各種簡單機(jī)械，如用滑輪組提起重物，用杠桿撬起物體，利用斜面把物體推到高處等來計(jì)算不同場景下的機(jī)械效率，常見的題型有填空題、選擇題、實(shí)驗(yàn)探究題和綜合應(yīng)用題.解這些題目中的關(guān)鍵足弄清楚什么是有用功、額外功和總功，有用功W有是塒人們有用的功，額外功W額 是人們?yōu)檫_(dá)到目的并不需要但又不得不做的功，總功W總 是人們?yōu)檫_(dá)到目的實(shí)際做的功，他們之問的關(guān)系是W 總=W有十W額.即在使用簡單機(jī)械時(shí)，機(jī)械對物體做的功是有用功，克服機(jī)械自重或摩擦做的功是額外功，人對機(jī)械做的功是總功.在計(jì)算過程中，注意各個(gè)力和距離之間的對應(yīng)關(guān)系，分析誰對準(zhǔn)做功是一個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)，

探究影響斜面機(jī)械效率和影響滑輪組機(jī)械效率的因素這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)是中考?？键c(diǎn)，應(yīng)引起足夠重視.影響斜面機(jī)械效率的因素有：斜面的傾斜程度，斜面的粗糙程度.影響滑輪組機(jī)械效率的因素有：提升的物重，動滑輪的白重，各部件間的摩擦與繩重，實(shí)驗(yàn)過程中要重視科學(xué)方法――控制變量法的應(yīng)用，注意對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析和對比，從而得m正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.

例2 （2014.廣元）有兩個(gè)人利用斜面共同將木箱拉上汽車，為了提高斜面的機(jī)械效率，下列做法中可取的是（）.

A.以較快的速度將木箱勻速拉上汽車

B.以較慢的速度將木箱勻速拉上汽車

C.改由一個(gè)人將木箱勻速拉上汽車

D.板長不變，改用光滑的斜面板，將木箱勻速拉上車

思路分析：固由機(jī)械效率公式（）可知，要想提高機(jī)械效率，應(yīng)減小拉力做的功，如果板長不變，則應(yīng)使拉力減小.A、B、C三項(xiàng)中物體都是勻速運(yùn)動的，故拉力都應(yīng)是相等的：只有D項(xiàng)，在光滑的斜面上勻速拉動物體，沒有了摩擦力，拉力變小，拉力做的功減小，故機(jī)械效率增加，選D.

第3節(jié) 功率

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)重點(diǎn)有：理解功率的概念及功率的物理意義，知道功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少.掌握功率的單位及計(jì)算公式，能進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，知道功率的定義式（）和導(dǎo)出公式P=Fv，并理解公式P=Fv的意義，要理解功率和機(jī)械效率這兩個(gè)物理量的物理意義完全不同且毫無關(guān)系，不要混淆.

功率是力學(xué)中重要的物理量，準(zhǔn)確理解概念，靈活運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算，重視各部分知識問的相互聯(lián)系，才能更好地解決實(shí)際問題.

中考常見題型

本考點(diǎn)常涉及功、功率、機(jī)械效率的綜合性計(jì)算題，試題中往往條件較多，不同的力、距離、時(shí)問之間關(guān)系較為復(fù)雜，解題時(shí)要認(rèn)真審題，明確所求的未知量，找出一一對應(yīng)的關(guān)系，再根據(jù)公式進(jìn)行計(jì)算.

例3 （2014.宜昌）下列關(guān)于功率的說法止確的足（）.

A.功率大的機(jī)器做的功一定多

B.功率大的機(jī)器做功時(shí)間一定短

C.功率大的機(jī)器做功一定快

D.功率大的機(jī)器機(jī)械效率一定高

思路分析：物體在單位時(shí)間完成的功叫功率，功率是描述物體做功快慢的物理量，等丁功和做功時(shí)問的比值；功率和機(jī)械效率沒有必然的聯(lián)系，功率等于功和做功時(shí)間的比值，做功多，時(shí)間不確定，功率大小不確定，故A錯(cuò)誤；功率等于功和做功時(shí)間的比值，時(shí)間短，功多少不確定，功率大小不確定，故B錯(cuò)誤；功率是比較物體做功快慢的物理量，做功快，說明功率大，故C正確；功率和機(jī)械效率之間沒有關(guān)系，故D錯(cuò)誤，選C.

第4節(jié) 、動能和勢能

重點(diǎn)考點(diǎn)

本節(jié)考點(diǎn)是理解動能、重力勢能和彈性勢能的概念，知道它們大小各與什么因素有關(guān)，并能解釋簡單的現(xiàn)象，能判斷物體在運(yùn)動過程中的動能和勢能如何變化，

中考常見題型

本考點(diǎn)是一個(gè)熱點(diǎn)考點(diǎn)，中招常以填空題、選擇題和實(shí)驗(yàn)探究題出現(xiàn)，常考的內(nèi)容有：判斷什么樣的物體具有能量及一個(gè)物體具有何種形式的機(jī)械能：比較物體具有的動能、重力勢能或彈性勢能的大小；探究影響動能、勢能大小的因素.關(guān)于探究實(shí)驗(yàn)類試題，應(yīng)重視實(shí)驗(yàn)過程及科學(xué)方法――控制變量法和轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，

例4（2014.昆明）草原發(fā)生大面積蝗災(zāi)時(shí)，農(nóng)業(yè)部門利用飛機(jī)噴灑農(nóng)藥消滅蝗蟲，當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí)，它的（）.

A.動能不變，勢能不變

B.動能減少，勢能增加

C.動能增加，勢能減少

D.動能減少，勢能減少

思路分析：動能的影響因素是質(zhì)量和速度，重力勢能的影響因素是質(zhì)量和高度，動能和勢能統(tǒng)稱機(jī)械能.當(dāng)飛機(jī)在某一高度水平勻速飛行噴灑農(nóng)藥時(shí)，其質(zhì)量在不斷減小，高度和速度不變，因此，由動能和重力勢能的影響因素可知，其動能和重力勢能均減少.故只有選項(xiàng)D的說法正確，符合題意.選D.

例5 （2014.蘭州）如圖2所示是“探究物體動能的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置.

（1）該實(shí)驗(yàn)利用了轉(zhuǎn)換法，通過觀察________來判斷________（填“小球”或“木塊”）動能的大小.

（2）讓同一小球從斜面的不同高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與________ 的關(guān)系.

（3）換用質(zhì)量不同的小球，使它們從斜面的________（填“相同”或“不同”）高度由靜止?jié)L下，推動木塊做功，目的是為了探究動能的大小與________的關(guān)系.

思路分析：（1）實(shí)驗(yàn)中，通過小球推動木塊運(yùn)動距離的大小來反映小球動能的大小.（2）實(shí)驗(yàn)表明動能的大小與物體的速度和質(zhì)量有關(guān)；若探究速度對動能的影響，應(yīng)使小球的質(zhì)量相同，速度不同，所以需使同一小球從斜面的不同高度由靜止滑下.（3）若探究質(zhì)量對動能的影響，應(yīng)使小球的速度相同，質(zhì)量不同，所以需使質(zhì)量不相同的小球從斜面的相同高度由靜止滑下，

答案：（1）木塊移動的距離 小球 （2）速度 （3）相同 質(zhì)量

第5節(jié) 機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

重點(diǎn)考點(diǎn)，

通過實(shí)例說明動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，能解釋機(jī)械能和其他形式能的相互轉(zhuǎn)化.

本考點(diǎn)在中考試題中多以生活、生產(chǎn)中的實(shí)例為背景材料進(jìn)行考查.若外界沒有對物體做功或物體沒有對外界做功，那么物體的動能與勢能之和即機(jī)械能就保持不變，如衛(wèi)星繞地球運(yùn)行.而物體在運(yùn)動過程中往往有能量的損耗，則有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能.因此，判斷物體的動能和勢能的轉(zhuǎn)化，應(yīng)對日常生活中常見的能量轉(zhuǎn)化實(shí)例加以討論，客觀地分析動能和勢能及機(jī)械能和其他形式能的相互轉(zhuǎn)化，從中理解機(jī)械能守恒的條件.

中考常見題型

動能和勢能都是不可直觀的物理量，只能通過與它們相關(guān)的物理量來判斷它們的變化.方法是：先明確物體在起始位置所具有的動能、勢能，然后根據(jù)物體運(yùn)動過程中速度、高度、質(zhì)量的變化來判斷動能和勢能的變化.依據(jù)動能、重力勢能、彈性勢能的相互轉(zhuǎn)化規(guī)律去分析、解釋一些物理現(xiàn)象，例如過山車、人造衛(wèi)星等，多以填空題、選擇題等題型考查.

例6（2014.濰坊）（多選）在索契冬奧會上，我國選手賈宗洋在自由式滑雪比賽中獲得銅牌.他在比賽過程中運(yùn)動的軌跡（αbcde）如圖3所示，如果不計(jì)空氣阻力，則賈宗洋（）.

A.從α點(diǎn)下滑到b點(diǎn)過程中，動能增加

B.從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)過程中，重力勢能增加

C.在c點(diǎn)的機(jī)械能等于在d點(diǎn)的機(jī)械能

D.在α點(diǎn)的重力勢能等于在c點(diǎn)的重力勢能

思路分析：從α點(diǎn)下滑到b點(diǎn)過程中，高度減小，重力勢能減小，速度增大，動能增大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，故A正確；從b點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)過程中，高度增加，重力勢能增大，速度減小，動能減小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能，故B正確；從c點(diǎn)下落到d點(diǎn)過程中，賈宗洋處于騰空狀態(tài)，與雪之間沒有摩擦，在不計(jì)空氣阻力的情況下，機(jī)械能保持不變，故C正確：α、c兩點(diǎn)高度不同，重力勢能不同，故D錯(cuò)誤.選ABC.

例7 （2014.廣州）滾擺從圖4中的位置1靜止釋放，下降經(jīng)過位置2.繼續(xù)下降，再上升到達(dá)最高點(diǎn)3.這三個(gè)位置中，滾擺重力勢能最大的是________ .動能為零的是________ ，機(jī)械能最大的是________ .（均填位置序號）

思路分析：滾擺是重力勢能和動能相互轉(zhuǎn)化的機(jī)械，故滾擺升到最高點(diǎn)后，放開手，可以看到滾擺旋轉(zhuǎn)著下降，越轉(zhuǎn)越快，到最低點(diǎn)時(shí)滾擺轉(zhuǎn)而上升，直到回到接近原來的位置；滾擺在最高點(diǎn)位置時(shí)重力勢能最大，動能為零，在最低點(diǎn)時(shí)動能最大；開始釋放的位置最高，所以圖示三個(gè)位置中位量1的重力勢能最大，動能為零，機(jī)械能最大，

第2篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

2、知道什么是動能及影響動能大小的因素．

3、知道什么是重力勢能和彈性勢能及影響勢能大小的因素．

4、能舉例說明物體的動能、重力勢能、彈性勢能．

5、能用動能、勢能大小的因素解釋簡單的現(xiàn)象．

6、通過演示實(shí)驗(yàn)、生活中的現(xiàn)象歸納和總結(jié)，提高學(xué)生觀察、比較、想象、歸納的能力．

教材分析

本節(jié)教材首先在學(xué)生學(xué)過的功的知識的基礎(chǔ)上，直接從功和能的關(guān)系引入了能量的初步概念，不追求嚴(yán)密性．這是因?yàn)槌踔兄灰髮W(xué)生對能量的概念有初步的認(rèn)識．教材列舉了風(fēng)、流水等能夠做功，以便使學(xué)生對運(yùn)動物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時(shí)也為講水能和風(fēng)能的利用埋下伏筆．由此引出了動能的概念，用實(shí)驗(yàn)說明動能的大小跟速度、質(zhì)量的關(guān)系，能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察分析能力，勢能的教學(xué)也是從做功的角度先引入勢能概念，再由實(shí)驗(yàn)或觀察生活中的現(xiàn)象學(xué)習(xí)勢能的大小的決定因素．最后，教材給出了機(jī)械能的概念，并指出動能、勢能、機(jī)械能的單位和功的單位相同，都是焦耳．

教法建議

對于能量的引入，可以從一些涉及能量的詞中，知道“能”是重要概念．再聯(lián)系做功的知識，列舉實(shí)例如課本上的實(shí)例和演示小實(shí)驗(yàn)．

用學(xué)生自主學(xué)習(xí)的方法，讓學(xué)生列舉運(yùn)動物體能做功的現(xiàn)象，并分析這些不同事物的相同點(diǎn)，進(jìn)而得出運(yùn)動的物體具有的能量是動能的結(jié)論．進(jìn)一步用實(shí)驗(yàn)或多媒體資料發(fā)現(xiàn)動能大小的決定因素，并進(jìn)而用學(xué)到的知識，即動能定義、動能大小的決定因素來分析和解釋生產(chǎn)和生活中的現(xiàn)象．

對于重力勢能和彈性勢能的學(xué)習(xí)，也用同樣的方法，可以設(shè)計(jì)與動能相同的學(xué)習(xí)框架，讓學(xué)生用科學(xué)探究的方法學(xué)習(xí)，同時(shí)學(xué)生可以加深體驗(yàn)學(xué)習(xí)物理的方法和感覺到學(xué)習(xí)物理的樂趣．

對于機(jī)械能的學(xué)習(xí)，可以用學(xué)生閱讀課本或提供給學(xué)生的閱讀材料，教師進(jìn)行總結(jié)，注意要用聯(lián)系實(shí)際的事例使學(xué)生能夠分析機(jī)械能的實(shí)際問題，并理解動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能中“統(tǒng)稱”的含義．

教學(xué)設(shè)計(jì)示例

第一節(jié)動能和勢能

【課題】動能和勢能

【重點(diǎn)和難點(diǎn)分析】動能和勢能概念的建立．重力勢能概念建立：由于實(shí)際看到的下落物體做功都表現(xiàn)為有速度的物體的做功，所以在建立重力勢能概念時(shí)，要強(qiáng)化能夠做功的物體就有能量．

【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】

1，引入新課

由于能量和做功的概念有密切的聯(lián)系，所以通過一些問題引導(dǎo)學(xué)生由功和能的關(guān)系理解能量的概念．提供學(xué)生思考的問題有：怎樣才算做功了；功的必要條件和單位；分析具體實(shí)例引入能量的概念．

實(shí)驗(yàn)：演示鋼球從斜面上滾下，在水平面上撞擊木塊，使木塊移動一段距離，學(xué)生分析在碰撞過程中，做功的情況．由分析結(jié)果“鋼球?qū)δ緣K做了功”引出能量的概念“一個(gè)物體能夠做功，我們就說它具有能量．可見在物理學(xué)中，能量和做功有密切的聯(lián)系，能量反映了物體做功的本領(lǐng)．一個(gè)物體能做的功越多，這個(gè)物體的能量越大．

2，新授課：動能

1），動能概念的建立

觀察和分析生活中的實(shí)例：風(fēng)吹動帆船航行，空氣對帆船做了功；急流的河水把石頭沖走，水對石頭做了功，運(yùn)動的鋼球打在木塊上，把木塊推走，鋼球?qū)δ緣K做了功．

利用板圖幫助學(xué)生找到不同現(xiàn)象的共性的內(nèi)容：運(yùn)動的物體能夠做功，我們把它們所具有的能量稱為“動能”．

從板圖上，學(xué)生應(yīng)當(dāng)能夠總結(jié)出“物體由于運(yùn)動具有的能量稱為動能”．

根據(jù)學(xué)生的具體情況，可以由學(xué)生總結(jié)結(jié)論，也可以教師幫助學(xué)生逐步的尋求共同點(diǎn)，得到結(jié)論．

2），動能大小的決定因素

實(shí)驗(yàn)步驟1：讓同一個(gè)鋼球在斜面的不同位置上滾下，觀察小球撞擊木塊的現(xiàn)象，并分析得到的結(jié)論．

學(xué)生在觀察過程中要思考的問題：鋼球先后從不同高度處滾下的原因；撞擊距離的遠(yuǎn)近說明了什么；做功多少說明了什么；實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

分析過程：同一個(gè)鋼球，原來的位置越高，滾到斜面下端時(shí)的速度越大，把木塊推得越遠(yuǎn)，做的功越多，說明具有的動能越大，所以動能的大小與物體運(yùn)動速度有關(guān)．

實(shí)驗(yàn)步驟2：觀察鋼球和木球在斜面的同一高度處滾下，撞到平面上的木塊發(fā)生的現(xiàn)象，并分析實(shí)驗(yàn)的結(jié)論．

學(xué)生在觀察過程中思考的問題：鋼球和木球從斜面的同一高度處滾下的原因；撞擊木塊的遠(yuǎn)近說明了什么；做功多少說明了什么；實(shí)驗(yàn)結(jié)論．

分析過程：鋼球和木球從斜面的同一高度處滾下，到達(dá)斜面底部時(shí)速度相同，鋼球的質(zhì)量大，把木塊推得遠(yuǎn)，做功多，具有動能大，所以動能的大小還與物體的質(zhì)量有關(guān)．

綜上所述：物體的動能大小和物體的質(zhì)量、運(yùn)動速度有關(guān)．

3，新授課：勢能

1），力勢能概念的建立及其大小的決定因素

引導(dǎo)學(xué)生觀察分析重錘具有做功能力，因而具有能量：重錘被舉高，當(dāng)下落時(shí)，能夠把木樁打入地里，對木樁做功，所以它因能夠做功而具有能量，我們把這種能量稱為重力勢能．

學(xué)生列舉生活中存在重力勢能的實(shí)例．并結(jié)合實(shí)例分析出物體和地面有高度差就有重力勢能（可以讓學(xué)生知道我們都是以地面為參考，來分析重力勢能的）

學(xué)生從實(shí)例中分析重力勢能的大小的決定因素，并結(jié)合實(shí)際現(xiàn)象分析是否有重力勢能、重力勢能大小比較、重力勢能的變化三個(gè)方面的問題．

2），彈性勢能概念的建立及其大小的決定因素

建議學(xué)習(xí)方法為學(xué)生閱讀，并回答問題：什么是彈性勢能；舉例說明物體具有彈性勢能可以做功；分析壓縮彈簧被放松而做功的實(shí)例；列舉并分析彈性勢能大小比較和彈性勢能變化的實(shí)例．

4，新授課：機(jī)械能

講清機(jī)械能上動能和勢能的統(tǒng)稱其中統(tǒng)稱的含義：表示動能和勢能都屬于機(jī)械能，即機(jī)械能有兩種表示方式：動能和勢能．一個(gè)物體既可以有動能也可以有勢能．

【板書設(shè)計(jì)】

探究活動

【課題】分析玩具小車在運(yùn)動過程中的能量轉(zhuǎn)化

【組織活動形式】學(xué)生小組

【活動方案參考】

1、觀察小車的傳動結(jié)構(gòu)，在上緊發(fā)條時(shí)和松開發(fā)條時(shí)的情景；思考彈性勢能大小和做功多少的關(guān)系．

2、看看市場或超市中還有哪些上發(fā)條的小車．

3、觀察現(xiàn)在流行的兒童玩具靠什么發(fā)動的．

【評價(jià)】

1、材料全班共享．

第3篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

通過分析制冷系統(tǒng)和太陽能煙囪熱氣流發(fā)電系統(tǒng)的技術(shù)和特點(diǎn)，提出了太陽能煙囪制冷系統(tǒng).將太陽能煙囪系統(tǒng)與制冷系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行制冷，可實(shí)現(xiàn)制冷不用電.該系統(tǒng)由煙囪、集熱棚、蓄熱層、渦輪機(jī)、開啟式制冷壓縮機(jī)、冷凝器和變速器等組成.介紹了太陽能煙囪制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法.分析結(jié)果表明，太陽能煙囪制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)行維護(hù)方便，制冷不用電，無污染，具有良好的環(huán)境效應(yīng)，可根據(jù)環(huán)境溫度改變壓縮機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)供冷負(fù)荷，能有效解決熱帶及沙漠地區(qū)的供冷及供電問題.

關(guān)鍵詞：

太陽能煙囪系統(tǒng)； 制冷系統(tǒng)； 系統(tǒng)參數(shù)

中圖分類號： TB 61+5； TK 514文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Abstract：

By analyzing the technical features of solar hot air chimney generating electricity and refrigeration system，a solar chimney refrigeration system combining with them to provide cooling water without electricity was proposed.It is made up of chimney，heat collector，heat storage layer，turbine，opentype compressor，condenser，and transmission.The operation principles，structure characteristics and geometric theory of this refrigeration system were formulated and analyzed，and the calculation formulae for refrigeration performance parameters and size of chimney and heat collector were deduced preliminarily basing on rated cooling capacity.The analysis results show that this mechanism is of simple structure，easy operation and maintenance，refrigerating without electricity，no pollution and has good environmental effect.It can change the speed of the compressor to regulate cooling load according to the ambient temperature，besides，it can effectively solve the problem of cooling and power supply in tropical and desert regions.

Keywords：

solar chimney； refrigeration system； system parameters

在壓縮式制冷系統(tǒng)中，壓縮機(jī)依靠電源供電，使制冷劑在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán).為使系統(tǒng)熱量能夠在冷凝器內(nèi)有效釋放，在冷凝器側(cè)安裝了電機(jī)和葉片.電機(jī)供電后，葉片強(qiáng)制環(huán)境空氣流過冷凝器進(jìn)行換熱，空氣帶走制冷系統(tǒng)的熱量，實(shí)現(xiàn)制冷.制冷系統(tǒng)耗電量大，在炎熱的夏季易產(chǎn)生用電高峰，造成供電緊張.因此，研究各類低耗電量或不用電的制冷系統(tǒng)，具有重大現(xiàn)實(shí)意義.

由于具有不依賴電力、不使用氟利昂作制冷劑、季節(jié)適應(yīng)性好、無運(yùn)動部件、可利用余熱廢熱等優(yōu)點(diǎn)，吸收式制冷系統(tǒng)在中央空調(diào)中得到廣泛應(yīng)用.但該系統(tǒng)節(jié)電不節(jié)能，能效低，能耗大，機(jī)組笨重且價(jià)格無優(yōu)勢，所以，吸收式制冷系統(tǒng)的發(fā)展也受到了一定的限制[1-3].相對于太陽能吸收式制冷系統(tǒng)，太陽能光伏制冷系統(tǒng)具有制冷效果好、能量利用率高及自身損失低等優(yōu)點(diǎn)，尤其是近年來隨著光伏電池產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展以及光電轉(zhuǎn)換效率的不斷提高，太陽能光伏制冷顯示出了強(qiáng)勁的發(fā)展勢頭.但光伏電池板和電能儲存裝置鉛酸蓄電池在制造過程中耗能及污染都很大，且工作壽命短，不易維護(hù)，光伏轉(zhuǎn)化效率仍然不高，光伏電池板也容易受自然因素的影響，同時(shí)成本的居高不下也大大限制了太陽能光伏制冷系統(tǒng)的發(fā)展[4-5].

為此，提出了太陽能煙囪制冷系統(tǒng)，利用流過制冷系統(tǒng)冷凝器的高速太陽能煙囪熱氣流帶走冷凝熱，并驅(qū)動制冷系統(tǒng)壓縮機(jī)進(jìn)行制冷.該系統(tǒng)利用可再生的太陽能作為驅(qū)動能源，可不使用電能.

1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

太陽能煙囪制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示.它由煙囪系統(tǒng)、渦輪機(jī)系統(tǒng)和制冷系統(tǒng)組成.

煙囪系統(tǒng)主要包括煙囪、集熱棚、支架及蓄熱層等.煙囪通常采用玻璃纖維材質(zhì)包覆木質(zhì)豎直框架制成；集熱棚用金屬支架支撐，其上鋪蓋玻璃、薄膜等透明或半透明材料；蓄熱層一般采用砂石或土壤制成.渦輪機(jī)系統(tǒng)包括渦輪機(jī)、傳動軸及變速器等.渦輪機(jī)安裝在煙囪底部入口處，主要作用是將熱氣流動能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，并通過變速器驅(qū)動壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；變速器安裝在渦輪機(jī)和壓縮機(jī)之間，用以調(diào)節(jié)壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度.制冷系統(tǒng)主要包括壓縮機(jī)、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器、儲液罐、氣液分離器及連接管等.壓縮機(jī)為開啟式制冷壓縮機(jī)，安裝在渦輪機(jī)下方；冷凝器按平鋪方式安裝在壓縮機(jī)下方；蒸發(fā)器采用管殼式換熱器，通過該蒸發(fā)器向外界提供冷媒水.

2工作原理

太陽能煙囪制冷系統(tǒng)的基本原理是利用溫室效應(yīng)、煙囪效應(yīng)、風(fēng)力渦輪機(jī)技術(shù)和制冷技術(shù).太陽輻射透過集熱棚透明材料使蓄熱層和空氣的溫度升高，同時(shí)蓄熱層也參與加熱集熱棚中的空氣，使其密度小于集熱棚外相同高度處的大氣密度，從而和環(huán)境形成密度差.棚中央的煙囪起負(fù)壓管的作用，加大了系統(tǒng)內(nèi)外的壓力差，形成強(qiáng)烈的上升氣流.當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)部空氣以一定的速度進(jìn)入煙囪入口時(shí)，熱氣流驅(qū)動設(shè)置在煙囪底部的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動，從而推動壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行制冷[6].熱氣流一方面驅(qū)動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動，另一方面也通過流經(jīng)冷凝器帶走制冷系統(tǒng)的冷凝熱.反過來，冷凝器加熱了熱氣流，對驅(qū)動渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動起到促進(jìn)作用.

2.1煙囪系統(tǒng)

太陽能煙囪系統(tǒng)主要是將太陽能轉(zhuǎn)化為空氣內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為動能.其運(yùn)行原理為集熱棚構(gòu)成了一個(gè)巨大的溫室，空氣在其內(nèi)部受熱產(chǎn)生密度差，在重力和煙囪負(fù)壓的作用下產(chǎn)生上升的熱氣流.此外，蓄熱層在白天存儲的太陽能，可用于夜間加熱空氣，以保證煙囪系統(tǒng)在夜間也能產(chǎn)生上升氣流驅(qū)動制冷系統(tǒng)進(jìn)行制冷.

2.2渦輪機(jī)系統(tǒng)

渦輪機(jī)安裝在煙囪底部壓力梯度變化最大處，由系統(tǒng)內(nèi)部空氣進(jìn)入煙囪時(shí)形成的強(qiáng)烈上升氣流推動，將空氣流的動能部分轉(zhuǎn)變?yōu)闇u輪機(jī)的轉(zhuǎn)動機(jī)械能，通過變速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速最終驅(qū)動壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行制冷.

當(dāng)太陽輻射較低、環(huán)境溫度低時(shí)，所需冷量較少，此時(shí)，渦輪機(jī)入口空氣流速度也低.為保證渦輪機(jī)能正常驅(qū)動壓縮機(jī)，變速器需同步降低壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，減小壓縮機(jī)輸入功率，減小冷量輸出.反之，當(dāng)太陽輻射較強(qiáng)時(shí)，所需冷量較多，此時(shí)渦輪機(jī)能提供壓縮機(jī)較多功率，通過變速器提高壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速，增大冷量輸出.

2.3制冷系統(tǒng)

在渦輪機(jī)的驅(qū)動下，制冷系統(tǒng)在蒸發(fā)器處吸收熱量，在冷凝器處釋放熱量，從而通過蒸發(fā)器向外提供冷媒水，實(shí)現(xiàn)制冷.所采用的開啟式制冷壓縮機(jī)直接由渦輪機(jī)通過變速器進(jìn)行驅(qū)動.由于原動機(jī)與制冷劑和油不直接接觸，原動機(jī)不必滿足耐制冷劑和耐油的要求，因而該系統(tǒng)可采用氨制冷劑.該系統(tǒng)易拆卸，方便維修，但由于其密封性能較差，制冷劑易通過支承軸承向外泄漏，因此必須有軸封裝置[7].冷凝器為風(fēng)冷式換熱器，由于只作冷凝器使用，更適合采用結(jié)構(gòu)緊湊、換熱效率高的微通道換熱器.為保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在壓縮機(jī)進(jìn)、出口處加裝氣液分離器和油分離器.此外，在冷凝器出口加裝儲液器.

3系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)計(jì)算

對太陽能煙囪制冷系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要確定供冷負(fù)荷（額定制冷量），并由此計(jì)算渦輪機(jī)輸入制冷系統(tǒng)的功率，再根據(jù)渦輪機(jī)輸出功率對集熱棚和煙囪進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而評估經(jīng)濟(jì)效益，確定設(shè)計(jì)方案.計(jì)算中假設(shè)：① 煙囪內(nèi)不存在渦輪機(jī)；② 不考慮煙囪內(nèi)空氣在流動過程中產(chǎn)生的摩擦且煙囪壁面絕熱；③ 系統(tǒng)內(nèi)的氣體近似為不可壓縮流體.

3.1制冷系統(tǒng)性能參數(shù)[8]

假設(shè)制冷系統(tǒng)額定制冷量為Q0，制冷劑采用R134a.制冷循環(huán)的壓焓圖如圖2所示，其中：h為焓；p為壓力；點(diǎn)1、2分別對應(yīng)壓縮機(jī)吸氣口、排氣口狀態(tài)；點(diǎn)3對應(yīng)冷凝器出口狀態(tài)；點(diǎn)4對應(yīng)蒸發(fā)器進(jìn)口狀態(tài)；點(diǎn)2s為等熵壓縮過程的終點(diǎn).

由采光面積Acoll即可計(jì)算集熱棚直徑.根據(jù)陳偉華[11]的研究，在特定規(guī)模下，煙囪高度決定了系統(tǒng)的最大抽力.集熱棚高度有一個(gè)最佳值，當(dāng)離地高度大于該最佳值時(shí)，系統(tǒng)不能提供足夠的內(nèi)外壓力差，多余的空氣受熱后形成不規(guī)則旋流，從入口處流出，帶走部分熱量，使系統(tǒng)效率降低.

4優(yōu)勢與不足分析

太陽能煙囪制冷系統(tǒng)無需消耗電能但可實(shí)現(xiàn)制冷.相比于傳統(tǒng)的電驅(qū)動式、吸收式和太陽能光伏制冷系統(tǒng)，具有明顯的優(yōu)勢.不過，該制冷系統(tǒng)也存在一些本質(zhì)上的不足.

4.1優(yōu)勢

（1） 設(shè)備簡單，制冷不用電，運(yùn)行成本低.太陽能煙囪制冷系統(tǒng)制冷不用電，其冷凝器也是采用高速熱氣流進(jìn)行換熱，所以運(yùn)行成本較低.

（2） 轉(zhuǎn)化效率高.制冷系統(tǒng)直接利用渦輪機(jī)機(jī)械能驅(qū)動壓縮機(jī)進(jìn)行制冷，減少了渦輪機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能，輸送后轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，再驅(qū)動壓縮機(jī)進(jìn)行制冷等中間環(huán)節(jié)，所以系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率高.

（3） 太陽能存儲方便，夜間可制冷.蓄熱層在白天存儲了太陽能，在夜間加熱集熱棚內(nèi)的空氣，保證了系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定供冷，降低了對太陽光照變化的依賴性.

（4） 可有效解決熱帶及沙漠地區(qū)的供冷及供電問題，如中東地區(qū)、非洲的赤道地區(qū)等.將系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)后，利用渦輪機(jī)一部分機(jī)械能驅(qū)動發(fā)電機(jī)，則該系統(tǒng)既能供冷，又能供電.

（5） 該制冷系統(tǒng)以太陽輻射為動力源，空氣為驅(qū)動工質(zhì)，不會產(chǎn)生氮、硫氧化物等化石能源所帶來的污染氣體，也不會產(chǎn)生二氧化碳、甲烷等溫室效應(yīng)氣體，無任何環(huán)境污染，具有良好的環(huán)境效應(yīng).

4.2不足之處

（1） 規(guī)模大，前期投資成本高.由于太陽能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率不高，使得所需的土地面積相當(dāng)大，對應(yīng)的集熱棚和煙囪規(guī)模也要很大，所以導(dǎo)致投資成本很高；

（2） 冷凝溫度高，對制冷效果影響大.冷凝器安裝在煙囪底部入口處，所處環(huán)境溫度很高，導(dǎo)致制冷系統(tǒng)的冷凝溫度高，所以冷凝器的安裝位置有待進(jìn)一步研究.

5結(jié)論

提出了太陽能煙囪制冷系統(tǒng)，將太陽能煙囪與制冷系統(tǒng)相結(jié)合進(jìn)行制冷，實(shí)現(xiàn)制冷不用電.介紹了該制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理以及系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法.分析結(jié)果表明，太陽能煙囪制冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，制冷不用電，運(yùn)行成本低，能有效解決熱帶及沙漠地區(qū)的供冷及供電問題，無污染，具有良好的環(huán)境效應(yīng).總體上看，太陽能煙囪制冷系統(tǒng)在解決能源短缺和環(huán)境問題等方面，具有良好的應(yīng)用前景，但其商業(yè)化尚需在今后的實(shí)踐中進(jìn)一步探索和研究.

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第4篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)備；設(shè)備管理；煤礦安全；技術(shù)；工作壽命 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TD40 文章編號：1009-2374（2015）03-0150-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0264

1 國內(nèi)煤礦設(shè)備及其現(xiàn)狀

我國從事煤礦事業(yè)的人員的文化素質(zhì)是受一定程度限制的，這就導(dǎo)致很多員工在工作上尤其對現(xiàn)代的先進(jìn)技術(shù)認(rèn)識程度不夠?，F(xiàn)在我國煤礦設(shè)備及其主要存在以下問題：

（1）設(shè)備故障維修上，由于維修人員的知識有限，設(shè)備故障出現(xiàn)問題時(shí)，他們只是從設(shè)備的材質(zhì)、加工精度、安裝上等考慮，機(jī)械方面的故障維修思考較少，所以很多情況即使更換了新的設(shè)備零件，但并解決不了問題，最終導(dǎo)致故障處理不徹底，形成惡性循環(huán)的情況。

（2）一些煤礦的維修人員技術(shù)水平有限，不能夠很準(zhǔn)確地認(rèn)識到有些機(jī)械設(shè)備的故障是由情況不良引起的，所以也不能及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。

（3）有些維修人員或者是技術(shù)人員還保留著最傳統(tǒng)的用油習(xí)慣，用油跟不上設(shè)備發(fā)展的速度，有的依然使用我國早已淘汰的產(chǎn)品，這樣也使設(shè)備故障頻發(fā)，所以技術(shù)人員也應(yīng)該進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，使自己的知識以及觀念不斷更新。

（4）技術(shù)人員面臨著選油、購油、用油、換油到廢油處理的每個(gè)環(huán)節(jié)，所以對于每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)該操作恰當(dāng)，否則問題的堆積，也有可能造成設(shè)備的故障發(fā)生。

（5）管理程度不夠，現(xiàn)在煤礦中對的管理較為分散，管理人員對機(jī)械設(shè)備的重視程度不夠。在煤礦的機(jī)械管理中，對于機(jī)械管理工作中，并沒有統(tǒng)一規(guī)定的管理章程或者相關(guān)制度。

（6）產(chǎn)生的油污十分嚴(yán)重，沒有統(tǒng)一的章程可循，所以在平常的過程容易產(chǎn)生油污污染，維護(hù)人員對油污不予清理，這樣對環(huán)境會產(chǎn)生很大的污染，影響以后的工作的正常進(jìn)行。

2 技術(shù)對于煤礦機(jī)械設(shè)備的作用

的作用可以簡單地歸結(jié)為以下四個(gè)方面：

2.1 抗磨作用

劑一般在使用時(shí)都附著在零部件的表面，形成一層很薄的薄膜，這種薄膜就可以將兩個(gè)零部件隔開，從而減少了零部件之間的摩擦，也能減少對機(jī)械設(shè)備工作時(shí)的影響。

2.2 冷卻作用

機(jī)械設(shè)備長期的工作，會使整個(gè)機(jī)械的溫度升高，這是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化成的熱能，劑可以減少由于運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)換成的熱能，從而機(jī)械溫度降低，也就增加了設(shè)備的工作壽命。

2.3 減震、減噪音的作用

劑在機(jī)械表面的薄膜也可以減少零部件在工作時(shí)產(chǎn)生的振動和吸收噪音的作用，在一定程度上還能起到緩沖的作用。

2.4 減少雜物的磨損和腐蝕作用

劑在設(shè)備的表面的薄膜，很好地將設(shè)備表面的金屬屑和雜物沖洗掉，這樣減少了這些雜物對設(shè)備形成的損壞。

3 提高技術(shù)在煤礦機(jī)械應(yīng)用效果的措施

3.1 集中管理措施

煤礦管理人員應(yīng)該加大對技術(shù)在設(shè)備應(yīng)用中的重視，在維護(hù)方面建立完善的管理制度，在煤礦安全生產(chǎn)中建立起專門的煤礦機(jī)械部門，設(shè)立專門的崗位，進(jìn)行統(tǒng)一的管理。對于處于該崗位中的人員進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，并定期進(jìn)行培訓(xùn)，制定出合理、科學(xué)的崗位操作細(xì)則，這樣就能將工作做到統(tǒng)一管理化和制度化。

3.2 不斷更新觀念

對于專門的維護(hù)人員一定要加強(qiáng)培訓(xùn)，使他們更新觀念，而且跟上社會的發(fā)展，熟練地掌握的規(guī)程和技術(shù)要領(lǐng)，保證在行業(yè)中不落后。新的管理理念要求在每臺設(shè)備中設(shè)立一個(gè)卡片，具體的工作如下：（1）卡片設(shè)定的目的是為了讓維護(hù)人員嚴(yán)格按照規(guī)定好的技術(shù)文件進(jìn)行管理，卡片作為每臺設(shè)備的特定的技術(shù)文件。在對卡片改動時(shí)，一定要經(jīng)過專門的部門批準(zhǔn)；（2）卡片要標(biāo)出“五定”，即設(shè)備加油點(diǎn)的確定、材料匹配的確定、加油點(diǎn)油量的確定、特定設(shè)備人員的確定以及油更換的確定；（3）卡片的存檔問題，一定要將卡片做出一式兩份，一份是用來存檔的，一份是實(shí)際作為文件使用的。操作人員一定要按照安裝卡片的要求進(jìn)行；（4）片的修改要在三方互相討論研究的前提下進(jìn)行，即設(shè)備使用人員、生產(chǎn)廠家、人員。

3.3 控制維修操作規(guī)程

設(shè)備的人員一定要定期地稽查設(shè)備的密封情況，負(fù)責(zé)設(shè)備可能由于發(fā)生漏油或者滲油等情況，從而造成用油的時(shí)間問題，對設(shè)備造成影響。油在使用上也不是越多換得越勤越好，在使用時(shí)一定要注意適度，過多會對設(shè)備造成阻力過大的麻煩，也增大了設(shè)備的工耗，還達(dá)不到最佳的效果。

4 煤礦機(jī)械中摩擦副材料的使用原則

4.1 對水摩擦副材料的性能要求

在煤礦機(jī)械的水摩擦副材料選擇上有很多的要求，不同的機(jī)械特點(diǎn)、工作環(huán)境以及腐蝕性等的不同，對摩擦副材料的選擇也存在著很大的差別。所選的材料一定要滿足設(shè)備的腐蝕、泄漏、磨損等條件，下面是對水摩擦副材料的性能要求的總結(jié)：（1）保證良好的機(jī)械性能，即在抗腐蝕性和抗震動方面達(dá)到要求；（2）腐蝕性要達(dá)到滿足，即水腐蝕、化學(xué)腐蝕、電腐蝕等；（3）自性能上一定要滿足，保證設(shè)備在工作時(shí)磨損率低、摩擦因素小、抗粘著力強(qiáng)等；（4）保證產(chǎn)品的成型工藝良好，且易于加工；（5）保證設(shè)備的熱穩(wěn)定性好，吸水率低；（6）對環(huán)境的污染小，無毒。

4.2 適用于煤礦機(jī)械中水摩擦材料的選擇

水是一種導(dǎo)電性較強(qiáng)的物質(zhì)，一般金屬在水環(huán)境中都會發(fā)生電化學(xué)腐蝕。金屬材料的彈性度和硬度都相對較高，對負(fù)載的緩沖性能差，所以相對的耐磨性能就強(qiáng)。陶瓷材料具有耐磨擦的性能，因?yàn)槠淠Σ烈蛩剌^低，耐腐性又較強(qiáng)，又耐高溫，硬度上和耐高溫性上都相對較強(qiáng)。但是陶瓷材料的制造相對較困難，所以成本高些，同時(shí)缺點(diǎn)就是抗震能力弱，材質(zhì)較為脆。塑料的材質(zhì)很多，它對水的性能較差，但是對異物埋沒性較強(qiáng)，所以對于處在磨粒或雜質(zhì)較多的環(huán)境，使用較為合適，可以減少磨粒對金屬的刮傷現(xiàn)象。橡膠的彈性度較好，磨損性和自性都較強(qiáng)，適合用于振動劇烈的設(shè)備。在含泥沙的水中耐磨性尤其優(yōu)于其他材料。優(yōu)于橡膠是親水性的材料，所以在水中的摩擦力尤其小，在對橡膠的加工上也簡單，所以價(jià)位相對低些，但是其耐高溫能力較弱。表面的工程材料是指在設(shè)備表面鍍上材料，從而形成耐腐蝕性較高的表面層，適應(yīng)于設(shè)備腐蝕性較強(qiáng)的工作環(huán)境。

5 結(jié)語

現(xiàn)在，科技在不斷發(fā)展，用于煤礦生產(chǎn)的高科技設(shè)備也增加了很多，但是礦難的發(fā)生率并沒有減少太多，所以煤礦的安全生產(chǎn)越來越受社會的關(guān)注。提高煤礦的機(jī)械設(shè)備管理水平對煤礦的安全生產(chǎn)起到很大的作用。技術(shù)作為機(jī)械設(shè)備中非常重要的一個(gè)方面，管理層一定要對管理有足夠的重視，建立專業(yè)的管理機(jī)構(gòu)和選聘專門的崗位人員很關(guān)鍵。只要我們不斷努力，不斷開發(fā)新技術(shù)，跟上社會發(fā)展的步伐，相信煤礦生產(chǎn)會取得新的成就。

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第5篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

關(guān)鍵詞：氣動控制；自動包裝機(jī)；應(yīng)用

1.引言

自動包裝機(jī)一般分為半自動包裝機(jī)和全自動包機(jī)兩種。由人工供給包裝材料(容器)和內(nèi)裝物，但能自動完成其他包裝工序的機(jī)器稱為半自動包裝機(jī)；自動完成主要包裝工序和其他輔助包裝工序的機(jī)器，稱為全自動包裝機(jī)。隨著自動化程度的提高，包裝機(jī)的操作、維護(hù)和日常保養(yǎng)更加方便簡單，降低了對操作人員的專業(yè)技能要求，但產(chǎn)品包裝質(zhì)量的好壞與溫度系統(tǒng)、主機(jī)轉(zhuǎn)速精度、追蹤系統(tǒng)的穩(wěn)定性能等息息相關(guān)，同時(shí)對自動包裝機(jī)所用傳動系統(tǒng)的動態(tài)性能較快的動態(tài)跟隨性能和高穩(wěn)速精度。氣動控制的動力介質(zhì)來自于自然界取之不盡的空氣，環(huán)境污染小，工程實(shí)現(xiàn)容易，所以氣動控制是一種易于推廣普及的工業(yè)自動化應(yīng)用技術(shù)[1]。在此背景下，開展氣動控制技術(shù)在自動包裝機(jī)中的應(yīng)用研究，對提高包裝業(yè)的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。

2.自動包裝機(jī)的主要組成與控制要求

包裝機(jī)械行業(yè)中自動化操作正在改變著包裝過程的動作方式和包裝容器及材料的加工方法。一整自動包裝機(jī)由很多部件組成，其中，臂端操作工具、材料運(yùn)送裝置和識別而及驗(yàn)證系統(tǒng)是主要組成部分。各部分工作原理如下：

臂端操作工具，即端部操作器，是用來抓取產(chǎn)品、定向移動和感受性能參數(shù)的一個(gè)部件。它們的結(jié)構(gòu)方案可以從單一型的真空套到系列型真空套或夾緊爪的排列式結(jié)構(gòu)等，在包裝應(yīng)用中，端部操作器通常設(shè)計(jì)成能直接使用的真空套、夾緊爪或兩者結(jié)合的型式。其中包括動力傳送帶、單軌吊車、自動導(dǎo)向車和機(jī)械手等。在包裝過程中，材料的運(yùn)送處理需要考慮的以下因素：產(chǎn)品形狀、重量及材料性質(zhì)；在運(yùn)輸、包裹及裝載期間產(chǎn)品的運(yùn)速、距離和方向；與其他裝置進(jìn)行聯(lián)接時(shí)所需控制水平以及如果需要時(shí)允許重新形成構(gòu)件的機(jī)動靈活性。一種典型的可視條碼檢測能力可以確認(rèn)每個(gè)條碼對應(yīng)于每種產(chǎn)品，因此條碼掃描儀和視頻識別系統(tǒng)記錄并驗(yàn)證產(chǎn)品標(biāo)貼以確保識別的完整性。

從自動包裝機(jī)的主要組成和各部分的工作原理可以看出，自動包裝生產(chǎn)線是將自動包裝機(jī)、輔助設(shè)備以及輸送裝置根據(jù)產(chǎn)品包裝工藝，按一定的順序組合起來，再配以相應(yīng)的檢測、控制、自動調(diào)整補(bǔ)償裝置等而組成。包裝物品由一端不斷送入，包裝材料在相應(yīng)的工位加入，物品按工藝流程順序經(jīng)過各工序，產(chǎn)品從另一端輸出，使物品在無需人工直接參與操作的情況下自動完成輸送、包裝的全過程。根據(jù)工藝流程要求，控制系統(tǒng)必須具備一下功能：1）從包裝物品輸入到包裝產(chǎn)品輸出的所有工序動作的順序控制；2）對稱量重量的模擬量控制；3）為了監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行情況、方便的輸入工作參數(shù)、簡化操作面板，應(yīng)具有友好的人機(jī)界面；4、具有完善的故障檢測和報(bào)警功能。

3.氣動控制系統(tǒng)

氣動系統(tǒng)主要由氣源處理器、電磁閥、單向節(jié)流閥、氣缸及各種氣動接頭和管路組成，氣缸速度由單向節(jié)流閥調(diào)整，出輪氣缸設(shè)有磁性開關(guān)，其他大缸徑氣缸因沒有安裝磁性開關(guān)，所以，各機(jī)構(gòu)起始位置均設(shè)有接近開關(guān)，可發(fā)出信號通過程序指令下一動作，自動完成整機(jī)動作的全過程，氣動系統(tǒng)主要控制元件、執(zhí)行元件功能與對應(yīng)關(guān)系如表1所示。

表1 氣動控制系統(tǒng)中主要控制元件和執(zhí)行元件的功能及對應(yīng)關(guān)系

在氣動控制系統(tǒng)中，氣動發(fā)生裝置一般為空氣壓縮機(jī)，它將原動機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體的壓力能；氣動執(zhí)行元件則將壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，完成規(guī)定動作；在這兩部分之間，根據(jù)機(jī)械或設(shè)備工作循環(huán)運(yùn)動的需求、按一定順序?qū)⒏鞣N控制元件（壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥和邏輯元件）、傳感元件和氣動輔件連接起來[2]。圖1為自動包裝機(jī)的氣動系統(tǒng)原理圖，主要由7個(gè)二位五通電磁換向閥、7個(gè)單作用氣缸、1個(gè)減壓閥配合壓力表、空氣過濾器和空氣壓縮機(jī)組成。生產(chǎn)線為了實(shí)現(xiàn)高精度動態(tài)稱量，盛料倉設(shè)計(jì)了三料口下料裝置，稱重機(jī)的盛料倉底部安裝有大中小3個(gè)閘門，分別由3個(gè)電磁閥控制3個(gè)氣缸完成大、中、小3個(gè)閘門的開閉。其他氣缸分別控制稱量料斗倉門的開閉以及打印機(jī)的打印、橫封器封口的切斷、電熱板的撤離等。

圖1 自動包裝機(jī)的氣動系統(tǒng)原理圖

4.自動包裝機(jī)中氣動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

自動包裝機(jī)中氣源處理要供給氣動裝置的壓縮空氣，除了保證其壓力和流量外還必須除去其中的含油污水和灰塵等，以減少氣動元件的磨損避免其零件的銹蝕，否則將引起系統(tǒng)工作效率降低，并常產(chǎn)生誤動作而發(fā)生事故。必要時(shí)應(yīng)裝有壓力繼電器和主機(jī)電器部分互鎖。其次對自動包裝機(jī)的控制箱也有一定的要求，為滿足一定操作要求，常將各種控制元件集中在控制箱內(nèi)，對控制箱設(shè)計(jì)時(shí)的注意點(diǎn)有：保證線路正常工作，阻力損失小，布置合理；面板及結(jié)構(gòu)安排要考慮操作方便等。此外，在對自動包裝機(jī)的氣動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)使還需考慮特殊情況處理，應(yīng)考慮系統(tǒng)在停電、發(fā)生事故需要緊急停車以及重新開車而必須連鎖保護(hù)元件。

5. 氣動控制技術(shù)在自動包裝機(jī)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

如今越來越多的包裝機(jī)械采用氣動元件及氣動系統(tǒng)，其原因在于氣動技術(shù)在包裝機(jī)技術(shù)中具有其他動力驅(qū)動技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢。包裝機(jī)械行業(yè)中氣動控制正在改變著包裝過程的動作方式，實(shí)現(xiàn)氣動控制的包裝系統(tǒng)能夠極大地提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，顯著降低包裝工序中系統(tǒng)誤動作造成的誤差，有效減輕職工的勞動強(qiáng)度并降低能源和資源的消耗，具有革命意義的氣動控制技術(shù)改變著包裝機(jī)械行業(yè)的制造方法及其產(chǎn)品的傳輸方式[3]。設(shè)計(jì)、安裝的自動控制包裝系統(tǒng)，無論從提高包裝機(jī)械行業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率方面，還是從消除加工誤差和減輕勞動強(qiáng)度方面，都表現(xiàn)出十分明顯的作用，并具有如下優(yōu)勢：。

1、氣動執(zhí)行元件主要用于完成選擇、匯集、裝入、夾緊和卸放等動作，設(shè)計(jì)制造復(fù)雜包裝系統(tǒng)，采用氣動技術(shù)，可使整個(gè)機(jī)構(gòu)大大簡化。2、工作介質(zhì)是空氣，氣動裝置是一種清潔動力源，對污染等限制嚴(yán)格的場合，優(yōu)先選用氣動系統(tǒng)。3、在包裝工藝中常需要多個(gè)動作協(xié)調(diào)，氣動元件容易調(diào)節(jié)。4、由于氣動系統(tǒng)具有防火、防爆、耐潮的特點(diǎn)，因此在一些易燃易爆產(chǎn)品的包裝過程中大量使用氣動技術(shù)。5、可短時(shí)間釋放能量以獲得間歇運(yùn)動的高速響應(yīng)；對沖擊負(fù)載和過負(fù)載有較強(qiáng)的適應(yīng)能力。6、氣動技術(shù)低成本，易于被采用。

6結(jié)束語

氣動控制技術(shù)為自動包裝機(jī)械生產(chǎn)裝備的控制方式提供了一種新穎、先進(jìn)的思路，在包裝業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中進(jìn)行典型應(yīng)用，極大的提高了設(shè)備的本質(zhì)安全性和自動化程度，自動包裝機(jī)的產(chǎn)效率和產(chǎn)品的質(zhì)量也因此得到大大的提高，有很好的推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1] 陸鑫勝,周洪.氣動自動化系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,2000.

[2] 鄭洪生.氣動傳動及控制[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社.

第6篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

知識使人愚蠢，知識會使人們的敏感度遲鈍。知識會填塞他們、會變成他們身上的重?fù)?dān)、會強(qiáng)化他們的自我，卻不會給他們光明、不會為他們指出道路。下面小編給大家分享一些初二下冊物理的知識總結(jié)，希望能夠幫助大家，歡迎閱讀!

初二下冊物理的知識總結(jié)1一、力

1.力的作用效果：(1)力可以改變物體的運(yùn)動狀態(tài)。

(2)力可以使物體發(fā)生形變。

注：物體運(yùn)動狀態(tài)的改變指物體的運(yùn)動方向或速度大小的改變或二者同時(shí)改變，或者物體由靜止到運(yùn)動或由運(yùn)動到靜止。形變是指形狀發(fā)生改變。

2.力的概念

(1)力是物體對物體的作用，力不能脫離物體而存在。一切物體都受力的作用。

(2)有的力必須是物體之間相互接觸才能產(chǎn)生，比如物體間的推、拉、提、壓等力，

但有的力物體不接觸也能產(chǎn)生，比如重力、磁極間、電荷間的相互作用力等。

(3)力的單位：牛頓，簡稱：牛，符號是N。

(4)力的三要素：力的大小、方向、作用點(diǎn)叫做力的三要素。都會影響力的作用效果。

3.力的示意圖

(1)用力的示意圖可以把力的三要素表示出來。

(2)作力的示意圖的要領(lǐng)：

①確定受力物體、力的作用點(diǎn)和力的方向;

②從力的作用點(diǎn)沿力的方向畫力的作用線，用箭頭表示力的方向;

③力的作用點(diǎn)可用線段的起點(diǎn)，也可用線段的終點(diǎn)來表示;

④表示力的方向的箭頭，必須畫在線段的末端。

4.物體間力的作用是相互的，比如甲、乙兩個(gè)物體間產(chǎn)生了力的作用，那么甲對乙施加一個(gè)力的同時(shí)，乙也對甲施加了一個(gè)力。

由此我們認(rèn)識到：①力總是成對出現(xiàn)的;②相互作用的兩個(gè)物體互為施力物體和受力物體。

二、彈力

1.彈性和塑性：(1)在受力時(shí)會發(fā)生形變，不受力時(shí)，又恢復(fù)到原來的形狀，物體的這種性質(zhì)叫做彈性;

(2)在受力時(shí)會發(fā)生形變，不受力時(shí)，形變不能自動地恢復(fù)到原來的形狀，物體的這種性質(zhì)叫做塑性。

2.彈力

(1)彈力是物體由于發(fā)生彈性形變而產(chǎn)生的力。壓力、支持力、拉力等的實(shí)質(zhì)都是彈力。

(2)彈力的大小、方向和產(chǎn)生的條件：

①彈力的大?。号c物體的材料、形變程度等因素有關(guān)。

②彈力的方向：跟形變的方向相反，與物體恢復(fù)形變的方向一致。

③彈力產(chǎn)生的條件：物體相互接觸，發(fā)生彈性形變。

3.彈簧測力計(jì)

(1)測力計(jì)：測量力的大小的工具叫做測力計(jì)。

(2)彈簧測力計(jì)的原理：彈簧所受拉力越大彈簧的伸長就越長;

在彈性限度內(nèi)，彈簧的伸長與所受到的拉力成正比。

(3)彈簧測力計(jì)的使用：

①測量前，先觀察彈簧測力計(jì)的指針是否指在零刻度線的位置，如果不是，則需校零;所測的力不能大于彈簧測力計(jì)的測量限度，以免損壞測力計(jì)。

②觀察彈簧測力計(jì)的分度值和測量范圍，估計(jì)被測力的大小，被測力不能超過測力計(jì)的量程。

③測量時(shí)，拉力的方向應(yīng)沿著彈簧的軸線方向，且與被測力的方向在同一直線。

④讀數(shù)時(shí)，視線應(yīng)與指針對應(yīng)的刻度線垂直。

三、重力

1.重力的定義：由于地球的吸引而使物體受到的力，叫做重力。

地球上的所有物體都受到重力的作用。

2.重力的大小

(1)重力也叫重量。

(2)重力與質(zhì)量的關(guān)系：物體所受的重力跟它的質(zhì)量成正比。

公式：G=mg，式中，G是重力，單位牛頓(N);m是質(zhì)量，單位千克(kg)。g=9.8N/kg。

(3)重力隨物置的改變而改變，同一物體在靠近地球兩極處重力最大，靠近赤道處重力最小。

3.重力的方向

(1)重力的方向：豎直向下。

(2)應(yīng)用：重垂線，檢驗(yàn)墻壁是否豎直。

4.重心：

(1)重力的作用點(diǎn)叫重心。

(2)規(guī)則物體的重心在物體的幾何中心上。有的物體的重心在物體上，也有的物體的重心在物體以外。

5.萬有引力：宇宙間任何兩個(gè)物體，大到天體，小到灰塵之間，都存在互相吸引的力，這就是萬有引力。

初二下冊物理的知識總結(jié)2一、牛頓第一定律

1.牛頓第一定律

(1)內(nèi)容：一切物體在沒有受到外力作用時(shí)，總保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)。

(2)牛頓第一定律不可能簡單的從實(shí)驗(yàn)中得出，它是通過實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、通過分析和科學(xué)推理得到的。

(3)力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因，慣性是維持物體運(yùn)動的原因。

(4)探究牛頓第一定律中，每次都要讓小車從同一斜面上同一高度滑下，其目的是使小車滑至水平面上的初速度相等。

(5)牛頓第一定律的意義：

①揭示運(yùn)動和力的關(guān)系。

②證實(shí)了力的作用效果：力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因。

③認(rèn)識到慣性也是物體的一種特性。

2.慣性

(1)慣性：一切物體保持原有運(yùn)動狀態(tài)不變的性質(zhì)叫做慣性。

(2)對“慣性”的理解需注意的地方：

①“一切物體”包括受力或不受力、運(yùn)動或靜止的所有固體、液體氣體。

②慣性是物體本身所固有的一種屬性，不是一種力，所以說“物體受到慣性”或“物體受到慣性力”等，都是錯(cuò)誤的。

③要把“牛頓第一定律”和物體的“慣性”區(qū)別開來，

前者揭示了物體不受外力時(shí)遵循的運(yùn)動規(guī)律，后者表明的是物體的屬性。

④慣性有有利的一面，也有有害的一面，我們有時(shí)要利用慣性，有時(shí)要防止慣性帶來的危害，但并不是“產(chǎn)生”慣性或“消滅”慣性。

⑤同一個(gè)物體不論是靜止還是運(yùn)動、運(yùn)動快還是運(yùn)動慢，不論受力還是不受力，都具有慣性，而且慣性大小是不變的。慣性只與物體的質(zhì)量有關(guān)，質(zhì)量大的物體慣性大，而與物體的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)。

(3)在解釋一些常見的慣性現(xiàn)象時(shí)，可以按以下來分析作答：

①確定研究對象。 ②弄清研究對象原來處于什么樣的運(yùn)動狀態(tài)。

③發(fā)生了什么樣的情況變化。 ④由于慣性研究對象保持原來的運(yùn)動狀態(tài)于是出現(xiàn)了什么現(xiàn)象。

二、二力平衡

1.力的平衡

(1)平衡狀態(tài)：物體受到兩個(gè)力(或多個(gè)力)作用時(shí)，如果能保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，我們就說物體處 于平衡狀態(tài)。

(2)平衡力：使物體處于平衡狀態(tài)的兩個(gè)力(或多個(gè)力)叫做平衡力。

(3)二力平衡的條件：作用在同一物體上的兩個(gè)力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直線上，這兩個(gè)力就彼此平衡。二力平衡的條件可以簡單記為：同物、等大、反向、共線。物體受到兩個(gè)力的作用時(shí)，如果保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，則這兩個(gè)力平衡。

2.一對平衡力和一對相互作用力的比較

3.二力平衡的應(yīng)用

(1)己知一個(gè)力的大小和方向，可確定另一個(gè)力的大小和方向。

(2)根據(jù)物體的受力情況，判斷物體是否處于平衡狀態(tài)或?qū)で笪矬w平衡的方法、措施。

4.力和運(yùn)動的關(guān)系

1.摩擦力兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們將要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)在接觸面產(chǎn)生一種阻礙相對運(yùn)動的力。

2.摩擦力產(chǎn)生的條件

(1)兩物接觸并擠壓。(2)接觸面粗糙。(3)將要發(fā)生或已經(jīng)發(fā)生相對運(yùn)動。

3.摩擦力的分類

(1)靜摩擦力：將要發(fā)生相對運(yùn)動時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力。

(2)滑動摩擦力：相對運(yùn)動屬于滑動，則產(chǎn)生的摩擦力叫滑動摩擦力。

(3)滾動摩擦力：相對運(yùn)動屬于滾動，則產(chǎn)生的摩擦力叫滾動摩擦力。

4.靜摩擦力

(1)大?。?﹤f≦Fmax(最大靜摩擦力)(2)方向：與相對運(yùn)動趨勢方向相反。

5.滑動摩擦力

(1)決定因素：物體間的壓力大小、接觸面的粗糙程度。

(2)方向：與相對運(yùn)動方向相反。

(3)探究方法：控制變量法。

(4)在測量滑動摩擦力的實(shí)驗(yàn)中，用彈簧測力計(jì)沿水平勻速直線拉動木塊。根據(jù)二力平衡知識，可知彈簧測力計(jì)對木塊的拉力大小與木塊受到的滑動摩擦力大小相等。

6.增大與減小摩擦的方法

(1)增大摩擦的主要方法：①增大壓力;②增大接觸面的粗糙程度;③變滾動為滑動。

(2)減小摩擦的主要方法：①減少壓力;②減小接觸面的粗糙程度;③用滾動代替滑動;④使接觸面分離(加油、用氣墊的方法)。

初二下冊物理的知識總結(jié)3一、壓強(qiáng)

1.壓強(qiáng)：

(1)壓力：

①產(chǎn)生原因：由于物體相互接觸擠壓而產(chǎn)生的力。

②壓力是垂直作用在物體表面上的力。

③方向：垂直于接觸面。

④壓力與重力的關(guān)系：力的產(chǎn)生原因不一定是由于重力引起的，所以壓力大小不一定等于重力。只有當(dāng)物體放置于水平地面上時(shí)壓力才等于重力。

(2)壓強(qiáng)是表示壓力作用效果的一個(gè)物理量，它的大小與壓力大小和受力面積有關(guān)。

(3)壓強(qiáng)的定義：物體所受壓力的大小與受力面積之比叫做壓強(qiáng)。

(4)公式：p=F/S。式中p表示壓強(qiáng)，單位是帕斯卡;F表示壓力，單位是牛頓;S表示受力面積，單位是平方米。

(5)國際單位：帕斯卡，簡稱帕，符號是Pa。1Pa=lN/m2，其物理意義是：lm2的面積上受到的壓力是1N。

2.增大和減小壓強(qiáng)的方法

(1)增大壓強(qiáng)的方法：①增大壓力：②減小受力面積。

(2)減小壓強(qiáng)的方法：①減小壓力：②增大受力面積。

二、液體的壓強(qiáng)

1.液體壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因：由于重力的作用，并且液體具有流動性，因此發(fā)發(fā)生擠壓而產(chǎn)生的。

2.液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)

(1)液體向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。

(2)同種液體中在同一深度處液體向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。

(3)同種液體中，深度越深，液體壓強(qiáng)越大。

(4)在深度相同時(shí)，液體密度越大，液體壓強(qiáng)越大。

3.液體壓強(qiáng)的大小

(1)液體壓強(qiáng)與液體密度和液體深度有關(guān)。

(2)公式：p=ρgh。式中，

p表示液體壓強(qiáng)，單位帕斯卡(Pa);ρ表示液體密度，單位是千克每立方米(kg/m3);h表示液體深度，單位是米(m)。

3.連通器——液體壓強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用

(1)原理：連通器里的液體在不流動時(shí)，各容器中的液面高度總是相同的。

(2)應(yīng)用：水壺、鍋爐水位計(jì)、水塔、船鬧、下水道的彎管。世界上最大的人造連通器是三峽船閘。

三、大氣壓強(qiáng)

1.大氣壓產(chǎn)生的原因：由于重力的作用，并且空氣具有流動性，因此發(fā)生擠壓而產(chǎn)生的。

2.馬德堡半球?qū)嶒?yàn)證明了大氣壓強(qiáng)是存在的，并且大氣壓強(qiáng)很大。

3.大氣壓的測量——托里拆利實(shí)驗(yàn)

(1)實(shí)驗(yàn)方法：在長約1m、一端封閉的玻璃管里灌滿水銀，用于指將管口堵住，然后倒插在水銀槽中。放開于指，管內(nèi)水銀面下降到一定高度時(shí)就不再下降，這時(shí)測出管內(nèi)外水銀面高度差約為76cm。

(2)計(jì)算大氣壓的數(shù)值：p0=p水銀=ρ水銀gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。

所以，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的數(shù)值為：P0=1.013Xl05Pa=760mmHg。

(3)以下操作對實(shí)驗(yàn)沒有影響 ①玻璃管是否傾斜;②玻璃管的粗細(xì);

③在不離開水銀槽面的前提下玻璃管口距水銀面的位置。

(4)若實(shí)驗(yàn)中玻璃管內(nèi)不慎漏有少量空氣，液體高度減小，則測量值要比真實(shí)值偏小。

(5)這個(gè)實(shí)驗(yàn)利用了等效替換的思想和方法。

3.影響大氣壓的因素：高度、天氣等。

在海拔3000m以內(nèi)，大約每升高10m，大氣壓減小100Pa。

4.氣壓計(jì)——測定大氣壓的儀器。

種類：水銀氣壓計(jì)、金屬盒氣壓計(jì)(又叫做無液氣壓計(jì))。

5.大氣壓的應(yīng)用：抽水機(jī)等。

一切抽吸液體的過程都是由于大氣壓強(qiáng)的作用。

四、流體壓強(qiáng)與流速的關(guān)系

1.在氣體和液體中，流速越大的位置壓強(qiáng)越小。

2.飛機(jī)的升力的產(chǎn)生：飛機(jī)的機(jī)翼通常都做成上面凸起、下面平直的形狀。

當(dāng)飛機(jī)在機(jī)場跑道上滑行時(shí)，流過機(jī)翼上方的空氣速度快、壓強(qiáng)小，流過機(jī)翼下方的空氣速度慢、壓強(qiáng)大。機(jī)翼上下方所受的壓力差形成向上的升力。

初二下冊物理的知識總結(jié)4一、浮力

1.當(dāng)物體浸在液體或氣體中時(shí)會受到一個(gè)豎直向上的托力，這個(gè)力就是浮力。

2.浮力產(chǎn)生的原因：上、下表面受到液體對其的壓力差，這就是浮力產(chǎn)生的原因。

3.稱重法測量浮力：浮力=物體重力-物體在液體中的彈簧秤讀數(shù)，即F浮=G-F′

4.決定浮力大小的因素：物體在液體中所受浮力的大小，跟它浸在液體中的體積有關(guān)、跟液體的密度有關(guān)。

與浸沒在液體中的深度無關(guān)。

二、阿基米德原理

1.阿基米德原理：浸在液體里的物體受的浮力，大小等于它排開的液體受的重力。

公式：F浮=G排。

(1)根據(jù)阿基米德原理可得出計(jì)算浮力大小的數(shù)學(xué)表達(dá)式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。

(2)阿基米德原理既適用于液體也適用于氣體。

2.正確理解阿基米德原理

⑴阿基米德原理闡明了浮力的三要素：浮力作用點(diǎn)在浸在液體(或氣體)的物體上，其方向是豎直向上，其大小等于物體所排開的液體(或氣體)受到的重力，即F浮=G排液。

⑵“浸在”既包括物體全部體積都沒入液體里，也包括物體的一部分體積在液體里面而另一部分體積露出液面的情況;“浸沒”指全部體積都在液體里，阿基米德原理對浸沒和部分體積浸在液體中都適用。

⑶“排開液體的體積”V排和物體的體積V物，它們在數(shù)值上不一定相等。

當(dāng)物體浸沒在液體里時(shí)，V排=V物，此時(shí)，物體在這種液體中受到浮力最大。

如果物體只有一部分體積浸在液體里，則V排

⑷根據(jù)阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排-。即F浮的大小只跟ρ液、V排有關(guān)，而與物體自身的重力、體積、密度、形狀無關(guān)。浸沒在液體里的物體受到的浮力不隨物體在液體中的深度的變化而改變。

⑸阿基米德原理也適用于氣體：F浮=ρ氣gV排，浸在大氣里的物體，V排=V物。例如：熱氣球受到大氣的浮力會上升。

三、物體的浮沉條件及應(yīng)用

1.浸在液體中物體的浮沉條件

(1)物體上浮、下沉是運(yùn)動過程，此時(shí)物體受非平衡力作用。下沉的結(jié)果是沉到液體底部，上浮的結(jié)果是浮出液面，最后漂浮在液面。

(2)漂浮與懸浮的共同點(diǎn)都是浮力等于重力。但漂浮是物體在液面的平衡狀態(tài)，物體的一部分浸入液體中。懸浮是物體浸沒在液體內(nèi)部的平衡狀態(tài)，整個(gè)物體浸沒在液體中。

2.應(yīng)用

(1)輪船

①原理：把密度大于水的鋼鐵制成空心的輪船，使它排開水的體積增大，從而來增大它所受的浮力，故輪船能漂浮在水面上。

②排水量：輪船滿載時(shí)排開的水的質(zhì)量。m排=m船+m滿載時(shí)的貨物

(2)潛水艇

原理：潛水艇體積一定，靠水艙充水或排水來改變自身重力，使重力小于、大于或等于浮力來實(shí)現(xiàn)上浮、下潛或懸浮的。

(3)氣球和氣艇

原理：氣球和飛艇體內(nèi)充有密度小于空氣的氣體(氫氣、氨氣、熱空氣)，

通過改變氣囊里的氣體質(zhì)量來改變自身體積，從而改變所受浮力大小。

3.浮力大小的計(jì)算方法：①稱量法：F浮=G-F拉;

②壓力差法：F浮=F向上-F向下;

③阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=ρ液gV排; ④平衡法：F浮=G物(懸浮或漂浮)

初二下冊物理的知識總結(jié)5一、功

1、功

(1)力學(xué)中的功：如果一個(gè)力作用在物體上，物體在這個(gè)力的方向移動了一段距離，這個(gè)力的作用就顯示出成效，力學(xué)里就說這個(gè)力做了功。

(2)功的兩個(gè)因素：一個(gè)是作用在物體上的力，另一個(gè)是物體在這個(gè)力的方向上通過的距離。兩因素缺一不可。

(3)不做功的三種情況：①有力無距離;②有距離無力;③有力有距離，但是力垂直距離。

2、功的計(jì)算

(1)計(jì)算公式：物理學(xué)中，功等于力與力的方向上移動的距離的乘積。即：W=Fs。

(2)符號的意義及單位：W表示功，單位是焦耳(J)，1J=1N·m;F表示力，單位是牛頓(N);s表示距離，單位是米(m)。

(3)計(jì)算時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：

①分清是哪個(gè)力對物體做功，即明確公式中的F。

②公式中的“s”是在力F的方向上通過的距離，必須與“F”對應(yīng)。

③F、s的單位分別是N、m，得出的功的單位才是J。

二、功率

1、功率的概念：功率是表示物體做功快慢的物理量。

2、功率

(1)定義：功與做功所用的時(shí)間叫做功率，用符號“P”表示。

單位是瓦特(W)常用單位還有kW。1kW=103W。

(2)公式：P=W/t。式中P表示功率，單位是瓦特;W表示功，單位是焦耳;t表示時(shí)間，單位是秒。

三、動能和勢能

1、能量(1)物體能夠?qū)ν庾龉?，表示這個(gè)物體具有能量，簡稱能。

(2)單位：焦耳(J)

2、動能

(1)定義：物體由于運(yùn)動而具有的能，叫做功能。

(2)影響動能大小的因素：①物體的質(zhì)量;②物體運(yùn)動的速度。物體的質(zhì)量越大，運(yùn)動速度越大，物體具有的動能就越大。

3、重力勢能

(1)定義：物體由于被舉高而具有的能，叫做重力勢能。

(2)影響重力勢能大小的因素：①物體的質(zhì)量;②物體被舉高的高度。物體的質(zhì)量越大，被舉得越高，具有的重力勢能就越大。

4、彈性勢能

(1)定義：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

(2)影響彈性勢能大小的因素：物體發(fā)生彈性形變的程度。物體的彈性形變程度越大，具有的彈性勢能就越大。

四、機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化

1、機(jī)械能(1)定義：動能和勢能統(tǒng)稱為機(jī)械能。

機(jī)械能是最常見的一種形式的能量。(2)單位：J。

2、動能和勢能的轉(zhuǎn)化

(1)在一定的條件下，動能和勢能可以互相轉(zhuǎn)化。

(2)如果只有動能和勢能香菇轉(zhuǎn)化，盡管動能、勢能的大小會變化，但是機(jī)械能的總和不變，或者說機(jī)械能是守恒的。

(3)在分析動能和勢能轉(zhuǎn)化的實(shí)例時(shí)，首先要明確研究對象是在哪一個(gè)過程中，再分析物體質(zhì)量、運(yùn)動速度、高度、彈性形變程度的變化情況，從而確定能的變化和轉(zhuǎn)化情況。

3、水能和風(fēng)能的利用

(1)從能量的角度來看，自然界的流水和風(fēng)都是具有大量機(jī)械能的天然資源。讓水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動，用來汲水、磨粉;船靠風(fēng)力鼓起帆來推動航行。到19世紀(jì)，人類開始利用水能發(fā)電。

(2)修筑攔河壩來提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。風(fēng)能也可以用來發(fā)電，風(fēng)吹動風(fēng)車可以帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。

4.人造地球衛(wèi)星

(1)人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地運(yùn)行，所以存在動能和勢能。

第7篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

一、關(guān)注學(xué)生興趣培養(yǎng)，提高自主性

學(xué)習(xí)興趣是影響學(xué)生學(xué)習(xí)效率的主要因素.隨著新課改的不斷推進(jìn)，要求我們在物理課堂教學(xué)中，注重通過激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性，從而引導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)而獲得知識構(gòu)建.要培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅需要以和諧的課堂氣氛為基礎(chǔ)，還需在課堂中通過情境創(chuàng)設(shè)來引導(dǎo)學(xué)生從生活直觀走向抽象的物理知識，從而積極主動地進(jìn)行探究，獲得物理知識的構(gòu)建.

首先，要通過和諧的課堂氣氛創(chuàng)設(shè)來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣.要構(gòu)建和諧的課堂氣氛，教師在課堂不僅要全面了解學(xué)生，更要在了解學(xué)生的基礎(chǔ)上尊重學(xué)生，關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異.同時(shí)，要注重課堂中鼓勵(lì)學(xué)生大膽地提出自己的意見或發(fā)表自己的觀點(diǎn)，學(xué)生提出自己的問題或觀點(diǎn)后，教師要及時(shí)進(jìn)行反饋和給予肯定，尤其是針對那些基礎(chǔ)較差學(xué)生，要多鼓勵(lì)并進(jìn)行引導(dǎo)，這樣才有利于學(xué)習(xí)興趣的激發(fā).如《機(jī)械能和內(nèi)能》的教學(xué)中，教師以學(xué)生兒時(shí)愛不釋手的玩具汽車，到重要的現(xiàn)代交通工具，解開其中的奧秘.汽車的行駛過程和發(fā)動機(jī)的工作過程，都與燃料的燃燒、機(jī)械能與內(nèi)能及其相互轉(zhuǎn)化等有密切的關(guān)系，教師可以抓住這個(gè)契機(jī)來引發(fā)頭腦風(fēng)暴，構(gòu)建和諧課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和探究欲望.

其次，課堂教學(xué)中教師要通過問題情境啟發(fā)并引導(dǎo)學(xué)生，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣.在問題情境創(chuàng)設(shè)過程中，教師要結(jié)合學(xué)生的知識基礎(chǔ)和生活實(shí)際，借助多媒體、故事、話題等多種方式引導(dǎo)學(xué)生從直觀進(jìn)入到抽象.如在聲音的傳播教學(xué)過程中通過引導(dǎo)學(xué)生敲擊桌子、打“電話”等活動激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，會有不錯(cuò)的效果.又如在《比熱容》的教學(xué)中，教師可以從學(xué)生的生活實(shí)際創(chuàng)設(shè)情景，例如，夏天游泳池邊上的瓷磚被太陽曬得很熱，而游泳池里的水卻溫度適宜；夜里游泳池邊上的瓷磚涼了，而游泳池里的水卻比較暖和.又如諺語“早穿棉襖午穿紗，夜抱火爐吃西瓜”……通過這些情景的創(chuàng)設(shè)可以激發(fā)學(xué)生探究的動機(jī)，吸引學(xué)生的注意，可以充分體現(xiàn)“從生活走向物理，從物理走向社會”的新課標(biāo)理念.

二、注重課堂教學(xué)改革，促進(jìn)知識構(gòu)建

課堂教學(xué)中教學(xué)模式也極容易影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效率.傳統(tǒng)初中物理課堂教學(xué)中，教師教學(xué)始終以知識為中心，以教師講授為中心，學(xué)生則是被動地接受教師所傳授的知識，課后教師以大量的習(xí)題讓學(xué)生反復(fù)練習(xí)，結(jié)果學(xué)生不但興趣全無，反而無法積極參與課堂學(xué)習(xí)，這種“填鴨式”的傳統(tǒng)教學(xué)效果較差.因此當(dāng)今形勢下，要求教師一定要改變教學(xué)理念.關(guān)注課堂教學(xué)模式改革并不是要盲目地追求新的形式或方法，而是要從學(xué)生實(shí)際出發(fā)，選擇最適合學(xué)生的學(xué)習(xí)模式，如任務(wù)驅(qū)動、問題教學(xué)法、情境教學(xué)法等.在大量實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，只有教師合理利用物理學(xué)科獨(dú)有的特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)代化手段因材施教，才能有效的促進(jìn)學(xué)生知識的構(gòu)建，探究問題過程中教師需要注意根據(jù)教學(xué)內(nèi)容采用不斷推進(jìn)的層次性問題來引導(dǎo)學(xué)生展開討論，學(xué)生討論后教師再總結(jié)、歸納.

以“歐姆定律”的教學(xué)為例，教師導(dǎo)入新課后以問題“電流與電壓、電阻之間有什么樣的關(guān)系？”引導(dǎo)學(xué)生猜想后進(jìn)行演示引出控制變量法，在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證電流與電壓、電阻之間的關(guān)系，從而推動課堂進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，以問題“你認(rèn)為需要準(zhǔn)備哪些實(shí)驗(yàn)器材？第一步，需要控制電阻R不變，改變電阻R兩端的電壓，通過電流表來觀察通過電阻R的電流I的變化情況.那么，你們打算怎樣改變電壓U呢？”引導(dǎo)學(xué)生討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，在學(xué)生探究過程中根據(jù)學(xué)生的探究情況，追問“如何控制電壓U不變，而探究電流I與電阻R的關(guān)系？是不是任意取幾個(gè)阻值不同的電阻呢？阻值不同的電阻接入電路時(shí)，電阻兩端的電壓是否能保持不變呢？如何解決這個(gè)問題？”實(shí)驗(yàn)方案確定后再引導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn).學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)，最后總結(jié).這樣，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得知識，并不是接受教師所傳授的知識，從而促進(jìn)了知識的構(gòu)建.

三、關(guān)注學(xué)生個(gè)體差異，促進(jìn)個(gè)體發(fā)展

要提高物理課堂教學(xué)效率，促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展，需關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，在此基礎(chǔ)上因材施教，讓學(xué)生個(gè)體得到不斷的發(fā)展，這樣才能逐漸促進(jìn)全體學(xué)生的發(fā)展.因此，初中物理課堂教學(xué)中，教師需以分層訓(xùn)練方式來進(jìn)行課后訓(xùn)練，以任務(wù)活動形式來提高學(xué)生的實(shí)踐能力.

首先，注重以分層訓(xùn)練方式來引導(dǎo)學(xué)生鞏固知識.傳統(tǒng)教學(xué)中教師喜歡以“題海戰(zhàn)術(shù)”的方式對學(xué)生進(jìn)行訓(xùn)練，這種模式機(jī)械而單調(diào)，同時(shí)沒有關(guān)注學(xué)生的個(gè)體差異，以分層訓(xùn)練方式來對學(xué)生實(shí)施訓(xùn)練，就是要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)水平和學(xué)習(xí)能力而將學(xué)生分為不同的層次，然后再根據(jù)不同層次的學(xué)生而采用難易不同的針對性問題進(jìn)行訓(xùn)練，這樣才能讓訓(xùn)練更具有針對性，讓學(xué)生在原有基礎(chǔ)上通過努力而不斷發(fā)展，樹立學(xué)生的自信心.

第8篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

關(guān)鍵詞：熱電廠；熱能及動力工程；問題分析

中圖分類號： TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

前言

電力的工作是把熱能變換成動能，進(jìn)而結(jié)合設(shè)備將一些變成電，而剩下的會經(jīng)過設(shè)備轉(zhuǎn)換，在該體系里，產(chǎn)生蒸汽的熱損耗及焓降，而且其還會幫助電廠降低損耗，最主要的是提升活動能力。

一、熱能動力工程

在熱能動力工程這方面，主要研究的是熱能和動力之間的轉(zhuǎn)換，它是工科學(xué)科中一個(gè)重要的研究對象，熱電廠和鍋爐都是將熱能轉(zhuǎn)換成動能或電能，目標(biāo)是最大限度的實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能。在熱能動力工程中以研究熱能和動力之間的轉(zhuǎn)換為主要研究方向，是實(shí)現(xiàn)熱電廠自動化的過程，但在熱能動力過程中的首要問題是能源的問題，提高熱能動力工程的利用率，可以為我國的國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供更強(qiáng)有力的支持。熱能動力工程是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科的復(fù)雜工程，以熱能的轉(zhuǎn)換和利用為主，是實(shí)現(xiàn)電能、機(jī)械能和熱能之間的相互轉(zhuǎn)換的一個(gè)過程。在進(jìn)行熱能與動力工程的科技創(chuàng)新中，主要以研究能源的高效利用和環(huán)境保護(hù)為創(chuàng)新目的，使熱能動力工程在熱電廠、汽車工程、鍋爐、制冷低溫技術(shù)、水利水電動力工程等方面得到有效的利用，從而提高我國的經(jīng)濟(jì)效益。

二、電廠熱能及動力工程存在的問題分析

1、關(guān)于重?zé)岈F(xiàn)象

所謂的重?zé)峋唧w的是指，后續(xù)級合理的使用之前發(fā)生的耗損，使下級理想焓降在相同壓差下比在前級無損失時(shí)的理想焓降有較大的增加，此時(shí)我們稱其為重?zé)?。常見的能夠?qū)е聶C(jī)組出現(xiàn)改變的要素有如下一些。首先無法對電開展有效地儲存，而且外在所許多功率持續(xù)的發(fā)生改變。其次，不能夠?qū)㈠仩t的燃燒明確，進(jìn)而就會導(dǎo)致流通到設(shè)備中的蒸汽信息常存在變動。第三，同時(shí)凝汽設(shè)界工況發(fā)生變化，導(dǎo)致設(shè)備自身出現(xiàn)壓變現(xiàn)象。最后，還有其它的，比如最常見的是電網(wǎng)的頻率發(fā)生變化等。 一般來說，重?zé)釘?shù)值在一定的范圍內(nèi)是比較合理的，可以減少一些能量的損失，但并非越大越好，因此在熱電廠中要做到合理且充分的利用重?zé)岈F(xiàn)象，首先要對重?zé)釘?shù)值進(jìn)行合理的選取，重?zé)釘?shù)值即為重?zé)嵯禂?shù)，是根據(jù)熱電廠的動能動力工程運(yùn)行的實(shí)際過程來確定的。在每次運(yùn)行中所產(chǎn)生的焓降累加后超過總體運(yùn)行是所產(chǎn)生的焓降再除以整體運(yùn)行所產(chǎn)生的焓降所得到的結(jié)果稱之為重?zé)嵯禂?shù)。雖然各級熱能的利用效率都高于單次的利用效率，然而這是以節(jié)能降耗為基礎(chǔ)的，這能說部分熱量得到了利用，并不追求高重?zé)嵯禂?shù)。通常在4%至8%之間。正因?yàn)槿绱?，重?fù)利用熱能可提高每次運(yùn)行的能量利用率真，降低能量的損耗。合理的利用熱能，控制好恰當(dāng)?shù)南禂?shù)，既有利于能量利用率，也能增強(qiáng)操作人員對機(jī)組的熟悉程度。

2、關(guān)于調(diào)壓調(diào)節(jié)

調(diào)壓調(diào)節(jié)不僅增加了機(jī)組對自身運(yùn)行的可靠性，同時(shí)還增加了機(jī)組對負(fù)荷的適應(yīng)性，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組在部分負(fù)荷之下經(jīng)濟(jì)性的提高，是熱能與動力工程在熱電廠中運(yùn)用的基礎(chǔ)條件。但與此同時(shí)，調(diào)節(jié)調(diào)壓本身也存在一些問題，比如在高負(fù)荷壓力之下實(shí)行滑壓調(diào)節(jié)違背了經(jīng)濟(jì)性要求，在動葉柵內(nèi)的大機(jī)組蒸汽做功之后，就會轉(zhuǎn)化機(jī)械能，會導(dǎo)致斥氣損失、鼓風(fēng)損失與余速損失等。在調(diào)節(jié)調(diào)壓過程中產(chǎn)生的這些損失，也即熱能與動力工程在熱電廠中的運(yùn)用損失，需要我們加以關(guān)注，采取措施盡量降低。分析后可以發(fā)現(xiàn)，這部分損失并不是簡單的由人為失誤或者系統(tǒng)故障產(chǎn)生的，在很大程度上是由于機(jī)組的運(yùn)行機(jī)理而造成的?；诖?，若想降低調(diào)壓調(diào)節(jié)的損失，就必須引進(jìn)較為先進(jìn)的工藝技術(shù)，依靠技術(shù)上的突破來盡量降低這部分損失。

3、濕氣損失

導(dǎo)致這種現(xiàn)象發(fā)生的原因主要的有如下的四種。第一，當(dāng)濕蒸不斷變大的時(shí)候，其中的一些會變成水滴的形式，這時(shí)候的反映是導(dǎo)致一部分蒸汽變低。第二，部分水珠的速度草果了蒸汽的速率，此時(shí)較快的氣流就會受到水珠的影響，這時(shí)必然會出現(xiàn)過多的能耗現(xiàn)象。第三，水珠應(yīng)為撞擊噴管背弧而擾亂主流造成的損失，撞擊動葉背弧阻礙動葉旋轉(zhuǎn)而消耗葉輪有用功；第四，除了上面講到的三種之外，濕蒸汽不斷的降低溫度同樣也是導(dǎo)致問題出現(xiàn)的一個(gè)關(guān)鍵的要素。它帶來的不利現(xiàn)象是，導(dǎo)致動葉受到影響，尤其是背弧地方受到的影響最厲害。而降低不利現(xiàn)象的措施主要的有如下的四種：第一，利用再熱循環(huán)的方式。第二，通過除濕設(shè)備來完成。第三，運(yùn)用本身帶旅游吸水縫的裝置。第四，切實(shí)提升其抵御沖蝕的水平。當(dāng)設(shè)備運(yùn)作的時(shí)候，必須要認(rèn)真地應(yīng)對兩種軸承監(jiān)督摩擦力現(xiàn)象，這必然會導(dǎo)致有功受到影響。在軸流式汽輪機(jī)中，通常是高壓蒸汽從一側(cè)流進(jìn)，然后低壓的從別的地方出去，從整齊觀察，蒸汽對汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子施加了一個(gè)由高壓端指向低壓的軸向力，使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子存在一個(gè)向低壓端移動的趨勢，這個(gè)力便叫轉(zhuǎn)子的軸向推力。 為了降低濕氣的損失，減少它對機(jī)組運(yùn)行的影響，可以采用祛濕裝置，但安裝這種裝置要定期檢修和更換，會帶來較大的經(jīng)濟(jì)成本的支出，因此中間增加熱循環(huán)過程是一種經(jīng)濟(jì)有效的措施。

4、節(jié)流調(diào)節(jié)

該調(diào)節(jié)的具體特征以及其適合用到的環(huán)境：

（1） 首先無調(diào)節(jié)級，第一級的全周進(jìn)汽；

（2）變工況時(shí)各級溫度變化比較小，而且有著顯著地負(fù)載調(diào)試能力；

（3）變工況存在一定的節(jié)流損失，不具備優(yōu)秀的經(jīng)濟(jì)特征；

（4）適用于較小容量的機(jī)組與帶基本負(fù)荷大機(jī)組級組臨界的壓力就是指當(dāng)級組中任一級是處于臨界的狀態(tài)時(shí)級組最高背壓，此時(shí)其涵蓋的級數(shù)會相應(yīng)的多，其數(shù)值會相應(yīng)的變小，換句話講，即臨界壓低于數(shù)值，弗留格爾公式應(yīng)用條件：工作級組中的各級數(shù)不應(yīng)小于3～4 級；當(dāng)工況相同的時(shí)候，經(jīng)過不同級組的實(shí)際流量是一樣的；當(dāng)工況存在差異的時(shí)候，不同級組中的通流亞面積同時(shí)是保持不變的，屬于恒定公式。該公式有著非常優(yōu)秀的實(shí)際功效，比如能夠推算各種流量中的不同級的壓力，進(jìn)而獲取它們間的差值。從而可以確定相應(yīng)功率效率以及零部件之間的受力情況。

機(jī)組變工況的發(fā)生存在著很多的因素，其中不能預(yù)料的因素有電能的供給不能滿足熱電廠所需的電功率，鍋爐燃燒的不充分造成蒸汽數(shù)值的變化不能滿足熱電廠的需求。變工況會產(chǎn)生節(jié)流損失，使得熱能與動力工程在熱電廠中的運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)效益不高。因此，必須在熱電廠的運(yùn)行中展開較為有效的節(jié)流調(diào)節(jié)工作，減少節(jié)流損失。在熱電廠的實(shí)際運(yùn)行中，可以運(yùn)用弗留格爾公式確保熱能與動力工程在熱電廠中的運(yùn)用的可靠性。結(jié)合弗留格爾公式的運(yùn)用條件，就以同流量之下各級的壓差和焓降加以推算，進(jìn)而確定相關(guān)零部件的功率效率和受力的基本情況，同時(shí)監(jiān)視汽輪機(jī)是否正常流通，也即在已知流量的前提下，將運(yùn)行汽輪機(jī)時(shí)組前的各級壓力的公式的符合度作為依據(jù)，判斷流動部分的面積的相應(yīng)變化情況?？梢赃@么說，在熱電廠的實(shí)際運(yùn)行中運(yùn)用弗留格爾公式有效保障了機(jī)組內(nèi)節(jié)流調(diào)節(jié)工作的順利開展與進(jìn)行，為熱能與動力工程在熱電廠中的運(yùn)用奠定了基礎(chǔ)。

結(jié)束語

研究熱電廠熱能與動力工程的有效運(yùn)用，隨時(shí)了解電廠熱能及動力工程中的問題，進(jìn)而分析這些問題的發(fā)生機(jī)理，這樣做的意義是可以幫助我們合理的應(yīng)對這些問題。以提高工作效率，減少能耗為前提，提高能量的最大利用限度，合理利用在不同場合中的調(diào)節(jié)方式。

參考文獻(xiàn)

[1] 高雷.熱電廠中的熱能與動力工程[J].城市建設(shè)理論研究，2010（5）.

第9篇：機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化范文

關(guān)鍵詞：電網(wǎng) 儲能技術(shù)

中圖分類號： U665 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

20世紀(jì)70年代末，由于電力需求增加而增加的電力投資日益昂貴，一些歐美國家對此產(chǎn)生新的思考。于是便產(chǎn)生了電力需求側(cè)管理(Demand Side Management，DSM)。20世紀(jì)90年代以來，DSM在我國也逐步開展起來。作為DSM的一個(gè)重要內(nèi)容，實(shí)施削峰填谷對于供電企業(yè)意義非凡：可增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰壓力，提高設(shè)備利用率；提高供電可靠性，降低損耗，延緩?fù)顿Y，減少可再生能源的接入、分布式發(fā)電、微網(wǎng)以及電動汽車充放的影響對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊等。

在削峰填谷的各種方式上，儲能技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)勢。先進(jìn)的儲能技術(shù)可大大減少城市用電的峰谷差，既不用投資再建電廠，也避免了在谷值時(shí)系統(tǒng)閑置容量過大所導(dǎo)致的發(fā)電機(jī)組總體經(jīng)濟(jì)性下降、煤耗增加的狀況發(fā)生，從而科學(xué)地達(dá)到城市節(jié)能減排的最終目標(biāo)。本文將從物理儲能、化學(xué)儲能和電磁儲能三個(gè)方面淺議儲能技術(shù)。

儲能電池技術(shù)

迄今各國研究的兆瓦級電堆體系有鋅-溴電池和全釩液流電池等，主要應(yīng)用在備用電源、電動汽車和規(guī)模儲能如電網(wǎng)調(diào)峰等方面，技術(shù)主要由美、日、加拿大等國的公司掌握。

鋅-溴電池

該技術(shù)以鋅作為負(fù)極，溴化物作為正極，并被多孔隔膜分離。它們各自蓄能，并以溴化鋅水溶液的形式循環(huán)往復(fù)。

鋅／溴電池在造價(jià)上具有較大優(yōu)勢，因?yàn)閺膬δ茈姵氐钠毡槌杀究?，電解液成本占到總成本?0％，所以電解液成分的價(jià)格在很大程度上決定了電池的整體造價(jià)。而鋅／溴電池的電解液成分為鋅和溴，其中鋅是一種很常見的金屬，容易大量獲取而且價(jià)格較低，而另一種成分溴更是常見，甚至在污水中就能提取。并且，具有設(shè)計(jì)使用壽命達(dá)20年以上，方便運(yùn)輸和移動；電極為環(huán)保材料；電解液溴化鋅價(jià)格便宜，同時(shí)電池能量密度大，占地空間小等諸多優(yōu)點(diǎn)。

全釩氧化還原液流電池

相比其它儲能電池，釩液流電池有著很大的優(yōu)越性：

(1) 額定功率和額定能量是相互獨(dú)立的，功率大小取決于電池堆，能量的大小取決于電解液。理論上可以通過隨意增加電解液的量來達(dá)到增加電池容量的目的，能夠做成兆瓦級的儲能系統(tǒng)；

(2) 電池電解液是循環(huán)流動的，電池不存在熱失控的問題，同時(shí)也減少電化學(xué)極化，使得電池能夠大電流充放電；

(3) 在充放電期間，釩氧化還原蓄電池只是液相反應(yīng)，不像普通電池那樣有復(fù)雜的可引起電池電流中斷或短路的固相變化；

(4) 理論上電池的保存期無限，儲存壽命長，超過6年。因?yàn)殡娊庖菏茄h(huán)使用的，不存在變質(zhì)問題，只是長期使用后，電池隔膜電阻有所增大；

(5) 能深放電但不會損壞電池，理論上可100%放電；

(6) 可快速進(jìn)行充放電轉(zhuǎn)換，對功率波動迅速響應(yīng)；

(7) 溫度對釩液流電池的影響程度比對鉛蓄電池要小得多，隨著溫度的恢復(fù)，電池性能也完全恢復(fù)；

(8) 電池結(jié)構(gòu)簡單，材料價(jià)格便宜，更換和維修費(fèi)用低；

(9) 不會造成環(huán)境污染。

鋰離子電池

鋰離子電池是我們最常見的電化學(xué)儲能電池，我們手機(jī)、筆記本電腦的電池多為鋰離子電池。該電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。高能效和電力容量上的優(yōu)越性也讓鋰離子電池的市場擴(kuò)大到交通領(lǐng)域。

小型鋰電池的研發(fā)和推廣已經(jīng)非常成功，但是，鋰電池的大型化卻是困難重重，日本研究發(fā)現(xiàn)，鋰電池規(guī)模過大時(shí)，在能量控制上非常復(fù)雜，面臨造價(jià)高、運(yùn)行溫度高和易短路等問題。并且，還需要更多研究以延長電池的使用壽命、提高電池使用時(shí)的安全性及降低材料成本。

對這幾種電池技術(shù)，進(jìn)一步研究至關(guān)重要，在材料、設(shè)計(jì)和工程系統(tǒng)上的改進(jìn)和成本上的降低都很有必要。

物理儲能技術(shù)

抽水蓄能電站

作為目前最成熟的儲能技術(shù)，抽水蓄能電站容量可達(dá)上萬兆瓦時(shí)，以其運(yùn)行方式靈活和反應(yīng)快速的特點(diǎn)，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮儲能、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用和黑啟動等多種功能。

抽水蓄能電站不僅啟停靈活、反應(yīng)快速，具有在電力系統(tǒng)中擔(dān)任緊急事故備用和黑啟動等任務(wù)的良好動態(tài)性能，可有效提高電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行水平；而且，跟蹤負(fù)荷迅速，能適應(yīng)負(fù)荷的急劇變化，是電力系統(tǒng)中靈活可靠的調(diào)節(jié)頻率和穩(wěn)定電壓的電源，可有效地保證和提高電網(wǎng)運(yùn)行頻率、電壓質(zhì)量的穩(wěn)定性，更好地保障供電質(zhì)量和可靠性；并且，利用其儲能性能可降低系統(tǒng)峰谷差，提高電網(wǎng)運(yùn)行的平穩(wěn)性，有效地減少電網(wǎng)拉閘限電次數(shù)，提高供電可靠性。

然而，抽水蓄能電站建設(shè)周期較長、涉及面積廣、環(huán)境影響敏感。因此，需兼顧電站區(qū)域生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展模式，逐步實(shí)現(xiàn)與以建筑學(xué)科為主導(dǎo)的園林景區(qū)設(shè)計(jì)、恢復(fù)生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、地理學(xué)、旅游經(jīng)濟(jì)學(xué)等相關(guān)學(xué)科工程設(shè)計(jì)無縫連接。

壓縮空氣儲能

作為一種基于燃?xì)廨啓C(jī)的儲能技術(shù)，其原理是將燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)和透平分開。在儲能時(shí)，用電能驅(qū)動壓縮機(jī)將空氣壓縮并存于儲氣容器內(nèi)；在釋能時(shí)，高壓空氣從儲氣室釋放，進(jìn)入燃燒室助燃，燃?xì)馀蛎涷?qū)動渦輪做功發(fā)電。

壓縮空氣儲能具有以下優(yōu)勢：首先，壓縮空氣儲能在上較為成熟；其次，壓縮空氣儲能在裝機(jī)容量上可達(dá)上百兆瓦，規(guī)模僅次于抽水蓄能，便于開展大規(guī)模的商業(yè)化應(yīng)用；再次，壓縮空氣儲能的能源轉(zhuǎn)化效率較高，一般在75%左右，其中德國一座裝機(jī)容量為29萬千瓦的壓縮空氣儲能電站，其能源轉(zhuǎn)化效率高達(dá)77%，若再采用先進(jìn)的材料（如超導(dǎo)熱管等），其效率可提升到80%以上。

飛輪儲能

飛輪儲能系統(tǒng)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的儲能裝置，突破了化學(xué)電池的局限，用物理方法實(shí)現(xiàn)儲能，通過安裝在機(jī)器回轉(zhuǎn)軸上的具有較大轉(zhuǎn)動慣量的輪狀蓄能器儲能。

通過電動／發(fā)電互逆式雙向電機(jī)，電能與高速運(yùn)轉(zhuǎn)飛輪的機(jī)械動能之間的相互轉(zhuǎn)換與儲存，并通過調(diào)頻、整流、恒壓與不同類型的負(fù)載接口。在儲能時(shí)，電能通過電力轉(zhuǎn)換器變換后驅(qū)動電機(jī)運(yùn)行，電機(jī)帶動飛輪加速轉(zhuǎn)動，飛輪以動能的形式把能量儲存起來，完成電能到機(jī)械能轉(zhuǎn)換的儲存能量過程，能量儲存在高速旋轉(zhuǎn)的飛輪體中；之后，電機(jī)維持一個(gè)恒定的轉(zhuǎn)速，直到接收到一個(gè)能量釋放的控制信號；釋能時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪拖動電機(jī)發(fā)電，經(jīng)電力轉(zhuǎn)換器輸出適用于負(fù)載的電流與電壓，完成機(jī)械能到電能轉(zhuǎn)換的釋放能量過程。目前，美國已將飛輪引入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全程調(diào)峰，飛輪機(jī)組的發(fā)電功率為300kW，大容量儲能飛輪的儲能為277kW每小時(shí)。

飛輪儲能循環(huán)使用壽命長達(dá)20年，工作溫區(qū)為－40～50℃，無噪聲，無污染，維護(hù)簡單，可連續(xù)工作。目前難點(diǎn)主要集中在轉(zhuǎn)子強(qiáng)度設(shè)計(jì)、低功耗磁軸承、安全防護(hù)等方面。

電磁儲能

超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能系統(tǒng)（ SMES）是利用超導(dǎo)線圈將電磁能直接儲存起來，需要時(shí)再將電磁能返回電網(wǎng)或其它負(fù)載的一種電力設(shè)施。

由于超導(dǎo)儲能系統(tǒng)（ SMES）存儲的是電磁能，在應(yīng)用時(shí)無需能源形式的轉(zhuǎn)換。因此該技術(shù)系統(tǒng)的響應(yīng)速度極快，這是其他儲能形式所無法比擬的；同時(shí)，其功率密度極高，這就保證超導(dǎo)儲能系統(tǒng)能夠非常迅速以大功率形式與電力系統(tǒng)的能量交換。另外，超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的功率規(guī)模和儲能規(guī)?？勺龅胶艽?，并具有系統(tǒng)效率高、較簡單、沒有旋轉(zhuǎn)機(jī)械部分、沒有動密封問題等優(yōu)點(diǎn)；不僅可用于降低甚至消除電網(wǎng)的低頻功率振蕩，還可以調(diào)節(jié)無功功率和有功功率，對于改善供電品質(zhì)和提高電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定性有巨大的作用。

目前，MJ-MW級小規(guī)模的超導(dǎo)儲能系統(tǒng)造價(jià)約40-60萬美元。

超級電容儲能

超級電容器，也叫電化學(xué)電容器。1957年，由美國的Becker首先提出。超級電容器按儲能原理可分為雙電層電容器、法拉第準(zhǔn)電容器。

雙電層電容器利用電極和電解質(zhì)之間形成的界面雙電層來存儲能量。當(dāng)電極和電解液接觸時(shí)，由于庫侖力、分子間力或者原子間力的作用，使固液界面出現(xiàn)穩(wěn)定的、符號相反的兩層電荷，稱為界面雙電層。該電容器的儲能通過使電解質(zhì)溶液進(jìn)行電化學(xué)極化實(shí)現(xiàn)，并沒有產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，該儲能過程是可逆的。

繼雙電層電容器后，出現(xiàn)了法拉第準(zhǔn)電容（簡稱準(zhǔn)電容）。該電容是在電極表面或體相中的二維或準(zhǔn)二維空間上，電活性物質(zhì)進(jìn)行欠電位沉積，發(fā)生高度的化學(xué)吸脫附或氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生與電極充電電位有關(guān)的電容。對于法拉第準(zhǔn)電容，其儲存電荷的過程不僅包括雙電層上的存儲，還包括電解液中離子在電極活性物質(zhì)中由于氧化還原反應(yīng)而將電荷儲存于電極中。

作為介于傳統(tǒng)物理電容器和電池之間的一種較佳的儲能元件，超級電容具有巨大的優(yōu)越性:①功率密度高。超級電容器的內(nèi)阻很小，而且在電極/溶液界面和電極材料本體內(nèi)均能實(shí)現(xiàn)電荷的快速儲存和釋放。②充放電循環(huán)壽命長。超級電容器在充放電過程中沒有發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其循環(huán)壽命可達(dá)萬次以上。③充電時(shí)間短。完全充電只需數(shù)分鐘。④實(shí)現(xiàn)高比功率和高比能量輸出。⑤儲存壽命長。⑥可靠性高。超級電容器工作中沒有運(yùn)動部件，維護(hù)工作極少。⑦環(huán)境溫度對正常使用影響不大。超級電容器正常工作溫度范圍在-35～75℃。⑧可以任意并聯(lián)使用，增加電容量；若采取均壓后，還可串聯(lián)使用，提高電壓等級。

圖一：各種儲能儲存容量及釋放時(shí)間情況

結(jié)語

綜上所述，各種儲能均存在不同的有點(diǎn)和不足，可在不同的領(lǐng)域采用合適的儲能。例如，在輸電側(cè)，由于電壓支持、功率因數(shù)改善及增強(qiáng)電網(wǎng)可靠性，在地域條件允許的情況下，可采用抽水蓄能等大容量的儲能；在配電側(cè)、用戶側(cè)，考慮微電網(wǎng)、可再生能源接入以及用戶負(fù)荷波動的影響，可采用高功率超級電容、高能量飛輪或儲能電池等響應(yīng)快速的儲能。通過各種儲能綜合應(yīng)用于電網(wǎng)削峰填谷，將會增強(qiáng)電網(wǎng)調(diào)峰壓力，提高設(shè)備利用率；提高供電可靠性，降低損耗，延緩?fù)顿Y，減少可再生能源的接入、分布式發(fā)電、微網(wǎng)以及電動汽車充放的影響對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊等。從而，為電力客戶提供優(yōu)質(zhì)電力，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展。

主要參考文獻(xiàn)

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