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节能减排与工程热力学

节能减排与工程热力学
当今世界,温室效应的危害逐渐显现,能源价格疯涨且储量日益减少。

因此,为了世界的可持续发展,节能减排是必须的。

为了实现节能减排,我们可以采取两种方法:“开源”和“节流”。

我们可以利用工程热力学的知识实现这两点。

就“开源”而言,除了增加新能源的开发利用,以减少化石燃料的使用外。

我们更应该提高化石燃料的使用效率。

现阶段我国大部分电力是由火电发电厂提供的,因此提高火电厂的效率就很必要。

为了提高效率,我们需要减小电厂的不可逆性损失。

根据工程热力学的知识,我们知道减小损失的主要途径是提高工质的吸热过程的平均温度,降低排汽过程的平均放热温度。

其主要措施如下:
1,提高蒸汽的初参数,以提高现换的平均吸热温度
2,降低蒸汽终参数以降低循环的平均放热温度
3,采用蒸汽中间再热以提高循环的平均吸热温度
4.采用给水回热以提高循环的平均吸热温度
现在中国的汽车保有量达到了7000多万辆,因此汽车也是节能减排的重点。

由活塞式内燃机理论循环的分析可知,增大压缩比可使循环热效率提高。

但过大的压缩比会造成混合气“爆燃”,使发动机不能正常工作。

因此一定要选择合适的压缩比。

我们可以改变压缩比来控制发动机的燃油消耗量,比如萨博(Saab)开发的SVC发动机。

它的核心技术就是在缸体与缸盖之间安装楔型滑块,缸体可以沿滑块的斜面运动,使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化,改变燃烧室的客积,从而改变压缩比。

其压缩比范围可从8:1至14:1之间变化。

在发动机小负荷时采用高压缩比以节约燃油;在发动机大负荷时采用低压缩比,并辅以增压器以实现大功率和高扭矩输出。

萨博SVC发动机是1.6升5缸发动机,每缸缸径68毫米,活塞行程88毫米,最大功率166千瓦,最大扭矩305牛顿米,综合油耗比常规发动机降低了30%,并且满足欧洲Ⅳ号排放标准。

“节流”就是在不改变使用效果的同时,减少耗能设备的能量使用。

夏季,天气炎热,空调的大量使用消耗了大量的电力。

因此就需要提高空调等制冷设备的效率。

对于压缩空气制冷循环而言,为了提高制冷能力,就需提高空气的流量。

而为了提高压缩蒸汽制冷循环的效率,可以采用过冷的方法在不增加耗功的情况下增加制冷量。

按性能系数高低来选择制冷设备的顺序为:离心式、螺杆式、活塞式、吸收式。

应根据实际优先选择性能系数高的设备。

通过学习工程热力学,我们想道热泵是一种热量由低温物体转移到高温物体的能量利用装置。

虽然热泵从低温转至高温不是自发的,必须消耗机械能。

但热泵的供热量远大于他所消耗的机械能。

热泵也可以节约电能,与直接用电取暖相比,采用热泵可节电80%以上。

采用热泵还能节约燃料,若生产和生活中需要100摄氏度以下的热量,采用热泵比直接采用锅炉供热可节约燃料50%。

因此我们需要进一步的研究,发展热泵技术。

以上可知,工程热力学在节能减排中有着广泛的运用。

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