機械與動力工程

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機械與動力工程范文第1篇

【關鍵詞】多體動力學，機械工程，航天器，機器人

多體力學是一門綜合性質的學科，這門學科中包含了計算力學與工程力學等很多學科，是推動機械工程產業的重要支撐學科之一。一般機械系統能夠通過多體系統獲得較為全面的以及完整抽象的有效描述與高度概括，在對機械系統進行研究與分析時，是一個最優模型形式。在當前先進的航空航天也、技術制造也以及人體與假肢等高科技領域中，多體系統這門高新學科得到了廣泛的推動與發展。在機械工程領域，多體力學有著十分重要的作用，并且逐漸的也引起了人們的重視。

一、對多體力學進行模型構建

機械多體系統是由很多不同的部件進行連接進而構建而成的，機械裝置中的每個部件都會在機械設備進行運作時發生位移、更改速度以及其它方面的作用力參數。在對多體力學系統實施建模的過程中，一般需要構建出系統中的坐標系、構建系統中各個部件的模型并且還要對一些相關的約束以及力偶進行定義。在對多體動力學進行研究的過程中，最為主要的兩個方向就是動力學與運動學。同經典力學相比較而言，使用多體力學來研究出的系統一般都會較為復雜，同時每個部件在自由度方面都會存在著不同程度的區別，并且各個部件在相對位移上也會發生很大的變化。故此，建立與求解運動微分方程的過程都是十分復雜的，并且想要準確的對運動方程進行求解還需要計算機技術輔助。

（一）多體動力學模型在表述上的分析。機械系統中的基礎構件就是多體動力學中的各個部件，這些部件會承受來自于系統內外其他部件施加的約束作用，在對多體動力學進行機械設備模型的構建時，就會涉及到對各個部件的定義。力元：就是指多體力學環境中各個部件之間的相互作用。理想的力元可以等效成彈簧（扭轉彈簧）或-阻尼器-致動器。鉸：是機械設備中的運動副，會在實際應用的過程中，稱多體力學中每個部件之間產生的約束叫做鉸。外力偶：是多體系統內部的各個部件所承受的外力作用。拓撲結構：系統以及系統內部中的所有構件間存在相互關系以及鏈接的方式。

（二）模型和模型元素。以上描述的部件、力元以及約束等各種要素構成的這種拓撲結構系統都涵蓋在多體動力學系統中動力學模型內。針對機械設備而言，在機械設備中的力元、鉸、力偶以及部件等這些要素有著很多的種類。故此，想要方便對機械件各個要素進行更好地管理，可以將其按照不同的屬性歸類處理，一般 可以劃分成約束模型約束、分析力模型元素、力模型約束以及部件模型約束。

（三）參考框架與坐標系。我們稱機械運動中能夠在兩者之間永久保持不變距離的物理為剛體。任一選擇剛體上的一點A構建出一個空間三角坐標系將剛體固定住，并且將A點視為該坐標系中的原點，這個坐標系對于剛體而言是連體基，也可以將其稱作是局部坐標系。連體基需要全部固定與機械的部件上，一旦部件發生運動，連體基就相應的隨之運動，并且連體基也不會由于剛體發生了運動狀態的變化就隨之發生變化。這樣說來，只要是連體基的位置確定了，也就能夠對剛體中任意一點的位置進行確定了。通常用地面坐標系作為連體基的參考對象，地面坐標系可以看成是全局坐標中的一個固定值。剛體與柔體在多體系統中的坐標定義是存在一定差異的，在對剛體坐標進行定義時，可以選擇固定的坐標定義，這樣一來，當剛體在狀態上發生變化時，其坐標不會跟著發生變化。在對柔體進行定義時，需要選擇浮動的坐標進行定義，這樣一來柔性性的變化就會使坐標系發生線與角的位移，還能將柔體在局部發生的變化清晰的表現出來。

二、機械領域中對多體力學的實際應用

（一）柔性機械臂實施振動控制。作為一種精度較高的航天技術設備，輕質重載航天機械臂在端點處需要完成高精度大范圍的位置跟蹤任務，故此，需要對該機械臂在振動情況上實施必要的控制。對于那些需要在很大范圍內進行運行的柔性臂，想要對其端點的振動進行關鍵性的抑制需要選擇一個恰當的時間并在設備的端頭出施加一個制動力。應當注意的是，這個時間點同柔性臂固有頻率與固有阻尼之間存在著密切的關聯。此外，想要實施有效的控制，還需要對伺服系統在動態特征上進行周全的考慮。相關研究發現，最佳的效果就是實施柔性臂端點變形進而實現全閉環反饋，可以令機械臂的振幅控制在一定數量級內。

（二）工業機器人中的應用。多體動力學中，工業機器人是十分經典的模型，其構成為一個分支、六個自由度，由鉸對各個部件進行銜接。以PUMA760這一常用的機器人為例進行分析，從時間域以及頻率域進行考慮，使用高速攝像儀對設備的一些相關的運動參數進行測量，并且將獲得的電樞電流值向驅動轉矩進行轉化，大臂值為7.1N?m/A。把已經擬合好的模態參數向物理參數進行轉化，能夠對工業機器人在當前的阻尼系數還有剛度系數進行識別。對于機器人在關節上的特性研究來說，多體力學的應用是十分有意義的。

結束語：綜上所述，多體動力學能夠為機械航空領域、機器人領域以及兵器領域提供有利的理論工具以及技術支撐。一般機械系統能夠通過多體系統獲得較為全面的以及完整抽象的有效描述與高度概括，在對機械系統進行研究與分析時，是一個最優模型形式。對于多體力學在機械工程方面的研究，我們應該投入更大的精力，進而使機械工程能夠得到更好的發展，最終為人們提供更加便捷的服務。

參考文獻：

[1]產文兵.球軸承―齒輪系統多體動力學建模與仿真分析[D].昆明理工大學，2014.

[2]吳春峰.機械工程中的多體系統動力學問題研究[J]. 中華民居（下旬刊），2014，02：171-174.

機械與動力工程范文第2篇

關鍵詞：熱能；動力；鍋爐

中圖分類號： R151 文獻標識碼： A

一、熱能動力工程

熱能動力工程顧名思義主要研究熱能與動力方面，其包括熱力發動機，熱能工程，流體機械及流體工程，熱能工程與動力機械，制冷與低溫技術，能源工程，工程熱物理，水利電動力工程，冷凍冷藏工程等九個方面，其中鍋爐的運行方面主要運用熱力發動機，熱能工程，動力機械，能源工程以及工程熱物理等部分專業技術。熱能動力工程主要研究方面為熱能與動力之間的轉換問題，其研究方面橫跨機械工程、工程熱物理等多種科學領域。其發展方向多為電廠熱能工程以及自動化方向、工程物理過程以及其自動控制方向、流體機械及其自動控制方向、空調制冷方向、鍋爐熱能轉換方向等，熱能動力工程是現代動力工程的基礎。熱能動力工程主要需要解決的問題是能源方面的問題，作為熱能源的主要利用工程，熱能動力工程對于我國的國民經濟的發展中具有很高的地位。

二、我國的熱能動力工程發展情況

隨著改革開放,我國國民經濟體制發生很大的變化。社會對人的培養提出了新的要求。為了適應這種要求, 1993年7月國家教委頒布的普通高等學校本科專業目錄,將幾十個小專業壓縮為9個專業,即熱能工程、熱能工程與動力機械、熱力發動機、制冷及低溫工程、流體機械與流體工程、水利水電動力工程、工程熱物理、能源工程和冷凍與冷藏。1998年教育部頒布的新專業目錄進一步將以上9個專業合并為1個,即熱能與動力工程專業。從原來的幾十個專業合并為1個專業,全國現在有120多所高校設有熱能與動力工程專業。熱動主要研究熱能與動力方面,是跨熱能與動力工程、機械工程等學科領域的工程應用型專業。熱動主要學習機械工程、熱能動力工程和工程熱物理的基礎理論,學習各種能量轉換及有效利用的理論和技術。本專業涵蓋的產業領域十分廣泛。能源動力產業既是國民經濟的基礎產業,又在各行各業中有特殊的應用,也是國家科技發展基礎方向之一。能源動力領域人才教育的成敗關系到國家的根本利益。隨著我國市場經濟的建立,社會需求和經濟分配狀態的變化、科技發展的趨勢、對本專業的生源、就業等形成了挑戰,更是熱能動力專業教育的關鍵。同時,熱動還是現代動力工程師的基本訓練,可見熱動是現代動力工程的基礎。

三、熱能動力工程在鍋爐風機方面需要解決的問題

風機主要作用為氣體的壓縮和氣體的輸送，其原理是吧旋轉的機械能轉換為氣體壓力能和動能，將氣體輸送到特定的地點的機械，風機經常用于鍋爐中，隨著對于能源的需求越來越大，鍋爐中的風機在工作中經常會燒壞電機的事故，對于工廠的經濟產生巨大損失，嚴重危害工作人員的人身安全，因此，正確運用熱能動力工程技術不斷改進風機，對于風機和鍋爐的安全性提出更高的要求勢在必行。

四、熱能動力工程中鍋爐及工業爐的發展

1872 年第一臺鍋爐在英國被制造，隨著鍋爐的產生，蒸汽機時代出現，1796 年瓦特發明了分離冷凝器，代表著鍋爐的完整運作體系的初步確立，工業爐和鍋爐原理類似，從某些方面來講，鍋爐也是工業爐的一種，工業爐是指在工廠的工業生產過程中通過燃料的燃燒進行熱量的轉換，對材料進行加熱的設備，工業爐產生于中國商代，主要的工作方式是通過加熱提煉銅器，春秋時期產生了鑄鐵技術，這證明著工業爐的溫度控制正在進步。1794 年熔煉鑄鐵的高爐出現，1864 年馬丁建造了氣體燃料加熱的平爐，隨著現代化科技的進步，計算機逐漸代替了人工進行對鍋爐系統的控制，推鋼式爐和步進式爐成為吸納帶連續加熱爐的兩種基本類型，兩者只有運輸燃料的方式有所不同而已。

五、熱能動力工程爐內燃燒控制技術運用

鍋爐的燃燒控制是調整能量轉換幅度的核心技術，在當今社會，鍋爐由人力向鍋爐內填充燃料逐漸轉型為步進式的自動控制填充燃料所代替，更加先進的鍋爐甚至使用全自動燃燒控制，根據其運用熱能動力自動控制技術的不同，鍋爐的燃燒控制分為以下幾種：

1、以燒嘴、燃燒控制器、電動蝶閥、熱電偶、比例閥、流量計、氣體分析裝置以及PLC 等部件組成的空燃比里連續控制系統。這種燃燒控制系統是由熱電偶檢測出數據傳送至PLC 與其本身設定的數值進行比較，偏差值通過使用比例積分及微分運算輸出電信號同時分別對比例閥門以及電動蝶閥的開放程度進行調節，從而達到控制空氣與燃料比例調節鍋爐內溫度的目的，此種方式溫度控制并不十分精確，需要仔細確認額定數值。

2、由燒嘴、燃燒控制器、流量閥、流量計、熱電偶幾個部分組成的雙交叉先付控制系統，其工作原理主要是通過溫度傳感器熱電偶吧需要進行精確測量的溫度變成電信號，這個電信號即是用來代表測量點的實際溫度，此測量點溫度期望給定值是由預先存貯在上位機中的工藝曲線自動給定的，并根據兩者數據之間的偏差值的大小，由PLC 自動調整燃料與空氣流量閥門的開合程度，通過電動的方式運行機構的定位以及空氣和燃料的控制比例，并接住孔板和差壓變送器測量空氣的流量，燃料的控制也通過一個專用的質量控制裝置來測量，是溫度精確的控制在必要的數值上。這種燃燒控制優點在于方式節省部件，并且溫度控制精確。

六、仿真鍋爐風機翼型葉片

鍋爐的內部的葉輪機械內部流暢需要帶有十分強烈的非定常特征，并且其內部構造十分復雜，不容易進行十分細致的測量實驗，并且到目前為止，仍然沒有可以解釋流動分離、失速和喘振等流動現象的完善的流體力學原理，因此要了解機械內部流動的本質需要更加可靠詳細的流動實驗和數值模擬實驗，通過使用軟件二維數值模擬鍋爐風機翼型葉片，對空氣以不同方向吹入翼型葉片造成流動分離進行模擬，并根據模擬的數值創建而未模型，進行網格的劃分，設定邊界條件和區域，最后輸出網格，在使用求解器求解，這樣才可以對不同的氣流攻角的流動進行二維數值模擬，，達到模擬的目的，同時可以根據模擬不同攻角下所得到的速度矢量制成矢量圖進行比較和分析，最后得出鍋爐風機翼型邊界層分離和攻角的關系。

七、熱能動力工程的發展方向

1、熱能動力及控制工程方向(含能源環境工程方向)主要掌握熱能與動力測試技術、鍋爐原理、汽輪機原理、燃燒污染與環境、動力機械設計、熱力發電廠、熱工自動控制、傳熱傳質數值計算、流體機械等知識。

2、熱力發動機及汽車工程方向掌握內燃機(或透平機)原理、結構,設計,測試,燃料和燃燒,熱力發動機排放與環境工程,能源工程概論,內燃機電子控制,熱力發動機傳熱和熱負荷,汽車工程概論等方面的知識。

3、制冷低溫工程與流體機械方向掌握制冷、低溫原理、人工環境自動化、暖通空調系統、低溫技術學、熱工過程自動化、流體機械原理、流體機械系統仿真與控制等方面的知識。使學生掌握該方向所涉及的制冷空調系統、低溫系統,制冷空調與低溫各種設備和裝置,各種軸流式、離心式壓縮機和各種容積式壓縮機的基本理論和知識。

4、水利水電動力工程方向掌握水輪機、水輪機安裝檢修與運行、水力機組輔助設備、水輪機調節、現代控制理論、發電廠自動化、電機學、發電廠電氣設備、繼電保護原理等方面的知識,以及水電廠計算機監控和水電廠現代測試技術方面的知識。

結束語

熱能動力工程的迅速發展使得熱力發動機專業方向,其中包括熱力發動機主要研究高速旋轉動力裝置,包括蒸汽輪機、燃氣輪機、渦噴與渦扇發動機、壓縮機及風機等的設計、制造、運行、故障監測與診斷以及自動控制等行業的發展都到了提速。熱動能的發展為航空、航天、能源、船舶、石油化工、冶金、鐵路及輕工等部門培養高級工程技術人才,若能將這些理論知識轉換成實際的運用,我國的能源壓力將大大降低。

參考文獻

機械與動力工程范文第3篇

[關鍵詞]熱能與動力工程、現狀、科技創新

[中圖分類號]TM621[文獻標識碼]A

1熱能與動力工程

熱能已被廣泛應用于我國許多行業，并在國民經濟中占有核心地位。最廣泛使用的是電力工業，在使用核電、火電及其他設備、熱能動力工程及相關技術，是其工作的基礎。鋼鐵行業，尤其是在高爐煉鐵、煉鋼和軋制過程中，也得到了廣泛的應用機械工業及相關工業建筑，包括物質生產、物質生產、鍛造、焊接、鑄造技術、熱能利用率；農業生產和水產養殖，也有廣泛的應用，同時，在廣大人民的日常生活中，熱量也有著許多的用處，如北方冬季供暖等。基于上述分析，我們可以看到，熱能與動力工程，在人們的生活和生產中起著非常重要的作用，是最重要的能源之一，我們將根據熱能的特性，來研究更深入的熱能的狀態，在日常使用中發揮更大的作用。熱能與動力工程是以工程熱物理為主要理論基礎，以內燃機和開發其他新型動力機械和系統為研究對象，采用物理知識和工程力學、機械工程、自動控制、計算機科學、環境科學、微電子技術等知識，研究如何將燃料的化學能和液體的高、低（或無）污染轉化為動力的基本規律和過程，在過程中的自動控制技術。隨著常規能源的日益短缺，人們的環保意識不斷增強，節能，高效，減少或消除污染排放，開發新能源等可再生能源已成為能源、交通、汽車、造船、電力、航空航天等許多領域的重要課題，在國民經濟中發揮著越來越重要的作用。

2熱能與動力工程的現狀

中國的能源與動力工程是在20世紀50年代形成的。在當時，國外社會發展體制的影響，形成在熱能與動力工程專業包括電站鍋爐、火力發電、內燃機、渦輪機、風機、壓縮機、制冷、低溫、加熱、通風及空調工程、冷凍、冷藏、水電工程、水電站、水電站動力設備、水動力、自動化、機械、機電排灌工程、水力發電和提水工程和工程熱物理幾十個，形成了以工業產品生產人才培養目標的基本模式，在我國發展有著相互適應的時間和范圍。隨著改革開放的進行，我國國民經濟體系發生了很大變化。社會對人的培養提出了新的要求。為了滿足這一要求，國家發展了很多關于熱能與動力工程的提案，即熱能工程，熱能和動力工程機械，熱發動機，制冷和低溫工程，流體機械和流體工程，水利水電工程，工程熱物理等。這說明，在短短的十年時間里，熱能與動力工程的發展是突飛猛進的。這樣拓寬了專業人才培養模式。讓更多的學生基礎知識的不斷擴大，對市場的適應性需求大大加強。半個世紀以來，熱能與動力工程為社會輸送了大量的功能，他們是我國特別是能源領域的中堅力量，為建設我國的全面建設小康社會和在世界各國增加顏面做出了巨大貢獻。但是，就目前社會對于熱能的利用而言，卻存在著許多問題，目前，人類所使用的熱量，所以它主要是通過一次能源轉換而來，燃料的化學能轉換中，燃料的化學能轉換主要是通過燃燒的方式，將化學能轉化為熱能，并通過技術手段，轉化為人類生活和生產機械能的需要。但對環境的影響是存在的，主要存在于熱污染，空氣污染，噪音污染和放射性危害，主要河流的水站，在很大程度上會影響水生生物和空氣質量變化，熱能給環境帶來的影響是巨大的，在人們的生活中處處都是其帶來的環境污染，漫天的霧霾，細微的空氣顆粒等等都是燃燒所形成的空氣污染，這會讓我們的生活質量貶低，這回讓中國的國民的身體健康受到威脅和換上疾病，讓人們每天都為出行擔心，所以在熱能的轉化中，我們要更加的注重環境，這將是我們必要的責任，為了我國的發展做出貢獻，讓我們的人民生活得到一定的保障。如何開發和利用熱能和動力工程，是非常關鍵的工作內容，也是國家的重點。將根據熱能和動力工程的開發和利用進行了詳細的分析，對環境和能源節約和減少排放的發展和影響的前景，努力幫助更好的能源開發和利用，為人類的發展作出更突出的貢獻。

3探究熱能和動力工程的科技創新

現如今的熱力和動力工程存在著許許多多的問題需要解決，下面我們就來討論下熱力與動力工程的創新。加快相關產業結構調整。對于火電工程，需要很好的調整和改進的產業結構，努力提高能源利用效率。積極服務業是生產，發展和滿足人民的方便，提高生產質量的核心內容，在工業生產，淘汰落后的產品，對舊技術和相關設備必須要加快淘汰速度，并及時發展新技術，提高生產質量和生產效率，優化產業結構，進一步促進產業轉型升級。加強技術創新。對于熱能與動力工程及相關行業，需要一個良好的技術手段來進行創新，對行業上的設備進行一定的創新，來讓我國的熱能與動力工程的行業在我國起到一定的價值，在本行業中讓我國在世界上起到一定帶頭作用。針對目前存在的主要弊端，完善和促進市場經濟，環境和系統的良好節點。加強合作和相關研究機構，建立技術研發和服務平臺，積極開展相關的還原技術，替代技術，回收技術和資源技術，并努力減少排放，減少環境污染，同時提高能源利用效率。同時，也需要發展創新模式，以加快經濟周期，依靠現代科學技術，節能減排工作管理，作為工作的關鍵內容和核心內容，加快發展新技術，并結合實際的特點和具體應用的熱能與動力工程的步伐。新能源技術的發展得到具體的使用，根據企業的能源消耗和生產，采取節能措施，并進行回收利用，進而達到節能降耗的效果。

4結論

總之，根據熱能與動力工程我們作了詳細的闡述，分析了相關的熱工設備，針對目前存在的主要弊端，完善和促進市場經濟，環境和系統的良好節點，并實施方案和把我工作重點，力求更全面的熱能與動力工程實際情況的把握，更好的使用他們，然我們的社會得到一定的保障，讓我們生活的環境得到一定的保障，讓未來的人類有著更多的生存空間，為了我們的將來，讓我們一起努力，建設美好的明天。

[參考文獻]

[1]陽帆.試析火電廠中熱能與動力工程的改進方向[J].科技創新與應用，2014（20）.

[2]田青.熱能與動力工程在鍋爐領域的應用探究[J].科技創新與應用，2014（19）.

機械與動力工程范文第4篇

關鍵詞：熱能與動力工程 鍋爐 應用與創新

中圖分類號：TK22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）10（c）-0079-02

目前，我國鍋爐種類比較多，且在鍋爐的生產制造和能源分配上也存在著相當多的問題[1]。因此我們目前的任務是深入探討并研究熱能與動力工程，制定鍋爐設計的合理方案，從而使鍋爐的利用率得到更好提高，進一步促進鍋爐業的發展，這樣才能實現未來熱能與動力工程技術在鍋爐專業中的創新[2]。下面該文從熱能與動力工程在鍋爐中的應用角度展開論述，同時深入分析并探討了其在科技創新方面的有關問題及今后的發展趨勢。

1 簡介熱能與動力工程在鍋爐中的應用

1.1 熱能與動力工程在工程中的概述

簡單來說，熱能與動力工程我們從字面上就可以看出主要研究的是熱能與動力兩者之間的能量關系，即熱能有時轉化為動能，動能有時再轉化為熱能，但在一些情況下，也可通過蒸汽等技術將熱能轉化為電能，進而促進電力行業發展。作為一門綜合性學科，熱能與動力工程涵蓋了熱力發動機、流體工程及流體機械等內容，另外，與熱能工程相關的因素也相對較多，主要包括熱能工程、熱力發動機、流體工程及流體機械、動力機械與熱能工程、能源工程、制冷與低溫技術、冷凍冷藏工程、水利電力工程及工程物理等方面，而能夠綜合體現熱能與動力工程相關研究內容的是鍋爐業，在鍋爐制造設計的方案中，很多方面均與熱能和動力工程的研究內容相關，而且還具有一定程度的系統綜合性[3]。雖然熱能與動力工程是鍋爐中的重點研究對象，但對其他多種相關領域的研究也不能忽視，如工程物理、能源工程、機械工程等，而在所有的研究內容中，熱能與機械能之間的能源轉化占有相當大的比重。縱觀我國熱能與動力學的發展過程及其未來發展方向，可以得出其具有多面性的特點，而主要發展方向是電廠熱能工程。

近年來，隨著科技水平的不斷發展提高，極大的帶動了熱能與動力工程的發展進步，使其逐漸趨于自動化，然而我國在物理工程方面的人才相對比較匱乏，無法滿足現在的市場需求，因此未來還需特別重視對該類人才的培養，除此之外，還需要進一步提高鍋爐熱能轉換及空調制冷等方面的能源利用率，從而保證熱能動力工程的順利發展，只有解決了能源使用問題，才能夠使熱能與動力工程在生產中的重要作用得到充分發揮，進而保障我國經濟的順利發展，因此，對熱能與動力工程進行深入研究具有相當重要的意義。

1.2 鍋爐構造及動力的應用原理分析

鍋爐的燃氣控制、鍋爐的外殼及鍋爐的生產配套部分共同構成了鍋爐，而燃氣鍋爐外殼還包括底殼和面殼兩方面，每個部分都發揮著不同的作用，其中底殼主要負責鍋爐燃燒，也是鍋爐燃燒的關鍵環節，因底殼上有電控盒和熱交換器等部件，鍋爐通過底殼與其他部分更好的進行連接，從而形成一個完整的結構。而面殼的作用主要是防止灰塵等雜物進入鍋爐，更好的保護鍋爐，進而使其使用壽命得到延長[4]。除此之外，鍋爐的核心部件電氣控制也在鍋爐的運行中發揮著關鍵作用，其主要任務是保障鍋爐各項工作和鍋爐燃燒的正常運轉。近年來，隨著科技水平的不斷進步，使鍋爐行業得到較快發展，目前鍋爐業均已實現自動化控制，這樣就能很好的控制鍋爐的熱平衡及鍋爐的燃燒，從而使鍋爐的燃燒效率得到提高，保證熱能的利用率，從而有效地減少能源浪費。

1.3 熱能與動力工程在鍋爐中的應用

能量轉換調節在鍋爐燃燒控制中是相當必要的，隨著時代的不斷發展，鍋爐的類型也發生了相當大的變化，并且實現了智能填料，不僅節省了勞動力，還使鍋爐燃燒得到更好的控制。鍋爐在人類工業發展進程中發揮了重要作用，從某種角度講，工業爐的前身就是鍋爐，是工業革命進程中不可或缺的重要力量。鍋爐主要是通過燃燒能源產生大量熱能，從而實現能源的有效轉化，不僅為進一步發展工業文明提供保障，也為提高人類生產力作好基礎鋪墊。

2 熱能與動力工程在鍋爐生產中存在的問題分析

在鍋爐生產中，鍋爐的風機是不可或缺的關鍵組成部分，其主要承擔著將電能向動能轉變的作用，在實際生產過程中，保證將氣體順利地輸送到鍋爐內部。因此，我們不僅要調機的運行狀態，還要將熱能與動力工程技術正確合理的應用到鍋爐的制造改進中，不過，需要特別注意的是鍋爐內部葉輪機械的結構相當復雜，外界一些不確定因素很容易影響測量的相關溫度變化值，造成了測量中的不可靠性。針對這種情況，目前我國還未研究出有效的解決對策，但是從多種方向將熱能與動力工程已開發的相關軟件有效測定風機葉片燃燒的速度，并且還可對所測數值進行相關模擬，從而獲得較為準確的軟件模擬結果，為風機葉片的使用壽命作出準確評估，從而使鍋爐燃燒得到更好的控制，降低其生產運行中的使用風險。

3 熱能與動力工程在鍋爐運行中的科技創新

3.1 鍋爐燃燒控制技術的創新

如何有效地調節能量轉換是鍋爐燃燒控制中的重要部分。早期工業生產中，我國的鍋爐填充燃料絕大多數是采取人工添加的方式，從而保障鍋爐相關工作的正常穩定運轉。不過，隨著科學技術的發展，絕大部分企業已從人工填料方式向步進式的自動化轉變，而連續控制系統是主要的鍋爐燃燒方式，其主要由各種氣體的分析裝置及燃燒的控制器等部分構成，通過熱電偶的有效檢測來設定合理數值，再利用計算機準確計算出所測數值偏差，從而保證輸出結果的準確性，與此同時，還能夠有效且合理的對鍋爐燃燒進行控制。

3.2 鍋爐風機的仿真類翼型葉片

由于鍋爐內部的風機結構復雜、運行精密，因此給實際測量帶來一定的困難。目前我國尚未有科學且完整的體系來完善鍋爐的葉輪制造及運行發展。如果想要獲取準確有效的數值，就應通過實驗模擬的方法對機械內部的氣體流動進行有效評估，模擬空氣以不同方式出入風機時的相關流動分離。最后，再利用計算機對這些數值進行模擬設定，采用模擬實驗方法的主要目的是分析在不同速度情況下所得到的矢量圖，將多組數據進行比較后，確定出鍋爐風機翼型邊界層分離及攻角之間的關系，從而進行深一步的研究。

綜上所述，隨著經濟的發展，熱能與動力工程在實際生產生活及鍋爐發展中均越來越發揮著重要作用，是保證我國經濟發展的基礎，也是工業水平提高的一個重要標志。因此，不管現在還是未來，對熱能與動力學的研究都是不可缺少的，從而使其在鍋爐的正常穩定運轉及能源生產中更好的發揮作用，為我國經濟的可持續發展及能源利用率提供堅實的保障。

參考文獻

[1] 武偉佳.淺析熱能與動力工程的應用[J].科技創新與應用，2014（25）：148.

[2] 田青.熱能與動力工程在鍋爐領域的應用探究[J].科技創新與應用，2014（19）：21.

機械與動力工程范文第5篇

【關鍵詞】 熱能動力 能源 鍋爐仿真

隨著科學技術的迅速發展，我國熱能和動力工程在方面已經取得了很大的成就，為了保證技術的完善性和全面性，還需要進步的研究和改進。而在工業發展過程中鍋爐成為其重要的熱能動力設備，但是鍋爐煙氣排放會造成一定的環境污染，同時也增加了排煙管的熱量。本文主要針對熱能動力在鍋爐和能源中的發展情況進行分析和概括。

1 熱能動力工程的研究發展方向

熱能動力工程的研究也是科學領域中重要應用型專業，主要針對熱能源和動力的發展方向和應用型進行詳細的分析和研究。由于其專業的重要性，我國基本上有上百個院校已經開設了有關專業課程，以此培養關于此方面的科學型人才。現代化熱動能專業是依據舊版的流體機械工程和熱能工程以及動力機械、水利水電工程、能源工程等結合而成。熱能動力屬于機械工程研究項目，主要學習的內容是有關機械類、熱動工程、工程熱物理等的知識理論技術。并通過理論力學、傳熱學、電子電工技術、工程制圖、熱工測試技術等的專業學習方向和相關研究發展方向讓學習或研究人員能夠具備工程熱力學、傳熱學和熱工測試等熱能動力工程理論方面的知識和實驗技能。從而熟悉的掌握制冷裝置、動力機械工程等能夠準確的制定設計制造實驗研究方向。

并且就業面比較廣，其中包括電廠熱能自動化、電廠熱能工程、工程熱物理過程以及流體機械自動化等的發展方向。現代化動力工程的基本訓練內容就是熱能動力學，由此可以看出，熱動是現代化動力工程的基礎。在上述基礎上熱能動力就是一個比較寬泛的專業知識體系，發展和研究的空間比較大，能從多角度，多方面進行分析探究。

2 熱能工程技術在能源方面存在的問題

能源動力工業化發展與我國國民經濟建設有著密切的聯系，也是我國支柱型產業。能源問題越來越受全球人類關注，能否再生，能否采用更好的方法節約能源，體提高能源的利用率等已是當前社會各界談論的熱點話題。能源的發展利用涉及到我國多個領域和大型企業高科技技術應用，是國家經濟發展和社會整體發展的重要命脈。

風機是一種有有多個葉片的能進行軸旋轉的機械，能將施加在葉片上的旋轉能轉化為機械能，實現氣體的流動，并應用于工程機械。風機的應用及其廣泛，如發電廠、工業爐通風、車輛、船舶等用來排熱、引風等的作用。現代化發展過程中電站的容量也在不斷增加、并且運轉速度也越來越高、要求效率高無心愛你路故障發生、同時要向自動化方向發展。對此電機在電站的使用性能要求也越來越高，不僅要安全可靠、還要提高運行效率，避免在運行過程中出現葉片和旋轉軸損壞或是電機燒壞等的現象，以免長期下去造成事故發生，甚至是經濟損失嚴重。

3 爐內燃燒控制技術

隨著科學技術的不斷完善和提高，工業技術計算機控制系統也不斷的向自動化發展，逐漸轉變成為一種具有先進高科技技術含量的信息監測系統，在設備的管理水平方面有了顯著的提高。工業爐中的連續加熱爐也得到了實際應用，改變以往的燃料燃燒和能源消耗的轉化熱量應用，使得生產技術工技術得到了有效的提高和發展。

工業爐中燃料的控制技術很重要，高科技的自動化控制系統在各個領域中的廣泛應用已經逐漸替代了傳統的手動控制。目前現代化連續加熱爐爐型主要為分兩種，其中推鋼式加熱爐可以采用燃料自動控制的方式進行加工。

推鋼式加熱爐自動控制系統方式主要分為兩種空燃比例連續控制和雙交叉限幅控制。雙交叉限幅控制系統主要是通過系統中安裝的溫度傳感器將系統檢測到的溫度轉變成一種信號，其信號的數據值就是實際溫度。該系統的組成部分包括燃燒控制器、燃氣流量閥以及燃氣流量計等主要構件。空燃比例連續控制系統是通過氣體裝置將將所要檢測的范圍進行合理的檢測，然后將所檢測的數據傳輸給PLC編程技術，并將之前設定的值進行比較，最后將分析得出的數據值按照4-20mA的電信號分別對燃氣或是空氣閥、動力閥的開度做以適當的調整，以此有效的對燃爐中的燃氣比例和溫度進行合理的控制。該系統的主要組成部分包括，PLC編程技術、空氣或燃氣比例閥、燃料控制器、氣體分析裝置等。兩種方式共同的特點就是燃料控制器都是其主要組成部分，也是現代化工業燃爐自動化控制系統中不可或缺的重要裝置。

4 關于軟件仿真鍋爐風機葉片的研究

工業鍋爐中的風機葉片旋轉的的內部機械流場具有較強的不定性，比較復雜。因此，對鍋爐風機進行詳細的實驗研究比較困難，其中涉及的細節比較繁瑣，在當前研究成果中對其力學解釋和分析方法還不夠完善。一些關于鍋爐研究中的流動分離等現象，是目前迫切研究的重要內容。研究過程中需要建立比較可靠的實驗模型和數值模擬，以此對機械流場內部作以詳細的分析。為了準確的對鍋爐風機葉片旋轉的空氣流動情況進行探究，利用軟件建立二維數值模擬實驗的方式。其軟件數值模擬實驗首先要創建二維模型，然后再根據所提供的數值劃分成網格的形式，再設定邊界區域，利用這些相關條件對輸出的網格進行求解，求解過程中可以利用求解器。最后將求解出的結果在建立一個二維數值模擬，對空氣來留角下的流動進行模擬求解，將得出的結果與速度矢量圖做以分析比較，得出鍋爐風機葉片分離和攻角之間的關系。

5 結語

上述主要是對熱能動力工程在鍋爐和能源方面發展情況分分析和探討，進一步說明了熱能動力在現代化科技研究中的重要性和各領域應用的廣泛性。

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