機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用與優(yōu)化

韓奇

摘要：機(jī)械功又可以簡(jiǎn)稱(chēng)為功，它在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用是十分廣泛的，可以說(shuō)幾乎涉及到所有用得到的領(lǐng)域中，這樣寬廣的應(yīng)用范圍與其自身的特性有著密不可分的聯(lián)系，它之所以能夠如此廣泛的被應(yīng)用就是因?yàn)樗軌虬l(fā)揮出省力或者省距離的作用，這樣的作用可以讓工程的成本以及效率都能得到有效的優(yōu)化。為了讓機(jī)械功能夠在熱能與動(dòng)力工程中發(fā)揮出更加完善的作用，就需要對(duì)其具體應(yīng)用進(jìn)行深入性的研究，以此來(lái)找到能使其更加優(yōu)化的方法。

關(guān)鍵詞：機(jī)械功；熱能與動(dòng)力功能；應(yīng)用優(yōu)化

機(jī)械功能使用的范圍是特別寬廣的，它在熱能與動(dòng)力工程中的具體應(yīng)用表現(xiàn)形式有流動(dòng)功、體積功、軸功等。本身熱能與動(dòng)力工程所涉及到的范圍就比較廣闊，這就造成其發(fā)展性比較的復(fù)雜，在這個(gè)發(fā)展的過(guò)程中還要兼具各種新能源的開(kāi)發(fā)與使用，以此來(lái)不斷的提高其應(yīng)用的價(jià)值，自然這樣的發(fā)展也是為了能夠更好的實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。想要快速的發(fā)展就必須要融合各種技術(shù)與知識(shí)，但是這樣就會(huì)增加成本的投入，這樣就很難實(shí)現(xiàn)效率提高的同時(shí)有效的節(jié)約成本。通過(guò)對(duì)機(jī)械功深入性的研究來(lái)減少其額外功并增加有用功，如此來(lái)讓熱能與動(dòng)力工程快速的發(fā)展。

一、常見(jiàn)機(jī)械功特點(diǎn)與物理意義

（一）體積功以及其物理意義

體積功主要分為膨脹功和壓縮功，一般來(lái)說(shuō)它都是通過(guò)某種系統(tǒng)來(lái)發(fā)生相應(yīng)的體積變化，由體積改變來(lái)對(duì)外做出一定的功。膨脹功是指機(jī)械設(shè)備在將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能時(shí)，要利用工質(zhì)來(lái)發(fā)生體積的膨脹完成的，不過(guò)在這個(gè)過(guò)程中，工質(zhì)要是發(fā)生了體積膨脹那么對(duì)外做的就是膨脹功。與此相反的，機(jī)械設(shè)備在將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程中外界對(duì)工質(zhì)作一定的功，那么其自身體積呈現(xiàn)壓縮變小，這樣工質(zhì)自身就具備了熱能，在外呈現(xiàn)的就是壓縮功。

（二）流動(dòng)功以及物理意義

流動(dòng)功在系統(tǒng)中存在的條件就是系統(tǒng)保持開(kāi)口狀態(tài)且還要保持運(yùn)行的狀態(tài)，這樣才能產(chǎn)生流動(dòng)功。流動(dòng)功其實(shí)就是輸入推動(dòng)功以及相應(yīng)的輸出推動(dòng)功之間所存在的差值，也被稱(chēng)為推動(dòng)功。這種功一般情況都是存在開(kāi)口體系中，它的大小主要就是對(duì)相應(yīng)的流體參數(shù)的確定來(lái)確定，有時(shí)我們也會(huì)稱(chēng)這種流動(dòng)功為流動(dòng)能，只有在流動(dòng)的狀態(tài)下的工質(zhì)才會(huì)產(chǎn)生，若是處于閉口系統(tǒng)狀態(tài)的工質(zhì)是不可能產(chǎn)生相應(yīng)的流動(dòng)功的。

（三）軸功以及物理意義

軸功主要是指工質(zhì)要在特定的裝置流過(guò)，這時(shí)與之相關(guān)的裝置以及裝置外的環(huán)境要進(jìn)行一種交換所產(chǎn)生的機(jī)械功就是軸功。機(jī)械功正常情況下都是需要借助與之相關(guān)的轉(zhuǎn)軸，通過(guò)轉(zhuǎn)軸來(lái)進(jìn)行能量的輸入與輸出，這樣所產(chǎn)生的機(jī)械能我們就稱(chēng)之為軸功。

二、機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程應(yīng)用中的現(xiàn)狀

（一）設(shè)備損耗大壽命短

熱能與動(dòng)力工程的正常運(yùn)作離不開(kāi)一套完整的設(shè)備體系來(lái)支持的，這些設(shè)備也是功能能夠順利發(fā)展的基礎(chǔ)與推動(dòng)力。機(jī)械功的實(shí)際使用更是離不開(kāi)機(jī)械設(shè)備的支持，但是在實(shí)際的使用過(guò)程中卻有一個(gè)問(wèn)題是不能忽視的，那就是設(shè)備使用率比較低而且壽命普遍比較短，這樣就會(huì)給整個(gè)工程造成比較沉重的成本負(fù)擔(dān)，直接導(dǎo)致工程的效率、質(zhì)量都無(wú)法得到保證。之所以產(chǎn)生這樣的現(xiàn)象就是因?yàn)樵O(shè)備在進(jìn)行維修的時(shí)候做的不夠細(xì)致，也就是所謂的定期潤(rùn)滑工作沒(méi)有做好，這樣就是導(dǎo)致設(shè)備在進(jìn)行高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中摩擦力以及所受到的阻力會(huì)不斷的變大，設(shè)備的磨損程度也在逐漸的增加，當(dāng)累計(jì)到一定的程度時(shí)，設(shè)備也就處于報(bào)廢狀態(tài)，不能在進(jìn)行正常的生產(chǎn)運(yùn)作。

（二）運(yùn)行效率低質(zhì)量不高

熱能與動(dòng)力工程在實(shí)際的運(yùn)作過(guò)程中對(duì)于各種材料的選取以及相應(yīng)的運(yùn)作效率等磨合都還存在比較大的問(wèn)題，之所以會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題，就是因?yàn)樵诠こ虦?zhǔn)備階段沒(méi)有做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，也就是實(shí)際的所需以及進(jìn)展的內(nèi)容沒(méi)有進(jìn)行詳細(xì)的信息歸納與總結(jié)，在這方面存在比較嚴(yán)重的延用現(xiàn)象，一旦延用現(xiàn)象出現(xiàn)那么就會(huì)與實(shí)際的狀況出現(xiàn)比較大的誤差，由此導(dǎo)致的機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中的應(yīng)用受到了限制不能使其得到很好的發(fā)展以及相應(yīng)的提高。

（三）機(jī)械功的利用效率比較低

機(jī)械功能否在實(shí)際的使用過(guò)程中發(fā)揮最大的作用取決于其阻力克服大小，也與其運(yùn)作的距離有著直接性的關(guān)系。阻力大小與運(yùn)作距離的乘積就是機(jī)械功所做的額外功大小，這直接就是體現(xiàn)其能量損失以及可調(diào)控的消耗量，不過(guò)這個(gè)問(wèn)題在實(shí)際的設(shè)計(jì)中被考慮的不夠全面，對(duì)機(jī)械功的認(rèn)識(shí)不夠準(zhǔn)確也就不能準(zhǔn)確的考慮相關(guān)的問(wèn)題，這樣就會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際的運(yùn)作中機(jī)械功的額外功變大，其機(jī)械效率卻比較低，從整體來(lái)看是不利于工程的發(fā)展的。

三、機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中應(yīng)用優(yōu)化分析

（一）設(shè)備的優(yōu)化以及設(shè)備之間的關(guān)聯(lián)性?xún)?yōu)化

想要有效的提高機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中的使用效率就需要從其根本上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，這其中有效的措施之一就是設(shè)備的改進(jìn)。設(shè)備的改進(jìn)能在很大的程度上提高機(jī)械功的使用效率，尤其是整體設(shè)備的改進(jìn)更是可以達(dá)到較好的效果。在進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)的過(guò)程中要準(zhǔn)確的找到設(shè)備磨損最嚴(yán)重地方，確定其不能進(jìn)行修復(fù)就要進(jìn)行及時(shí)的更換，若是有部分的零件損傷不嚴(yán)重則需要進(jìn)行整修，必須要保證設(shè)備的完整性，這樣才能保證設(shè)備的先進(jìn)性能得到有效的提高。通過(guò)科學(xué)的方式來(lái)有效的降低設(shè)備的摩擦力與阻力，對(duì)設(shè)備的檢修時(shí)間進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，這樣才能在設(shè)備性能提高的同時(shí)延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，設(shè)備使用壽命的延長(zhǎng)對(duì)于成本的控制是十分有利的。

（二）材料的使用優(yōu)化

除了設(shè)備能對(duì)機(jī)械功使用效率產(chǎn)生影響以外，還有各種材料的使用也是對(duì)其使用效率產(chǎn)生因素之一。在熱能與動(dòng)力工程進(jìn)行運(yùn)作之前有必要對(duì)涉及的各種材料進(jìn)行綜合性的考慮，找出影響機(jī)械功效率不高的原因，然后提出相應(yīng)的具體解決方案。解決此種問(wèn)題的關(guān)鍵就是針對(duì)實(shí)際的運(yùn)作效率、流體屬性等各方面的要求來(lái)對(duì)各種信息進(jìn)行有效而全面的整合，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行深入性的分析，要確保每種材料都能用在合適的地方，尤其是材料與物體之間的摩擦阻力狀況是否合適、需要承受的力大小是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以此來(lái)判定材料的選取是否科學(xué)合適。經(jīng)過(guò)層層的篩選來(lái)找到最符合的材料用在工程中，這樣才能將機(jī)械功的使用效率發(fā)揮出來(lái)，通過(guò)材料的適用性也可以在一定程度上實(shí)現(xiàn)對(duì)成本的有效控制，讓整個(gè)工程的整體運(yùn)作都得到有效的提高優(yōu)化，如此機(jī)械功在實(shí)際的操作運(yùn)作中才能達(dá)到較為理想的優(yōu)化程度。

（三）設(shè)計(jì)的全面考慮優(yōu)化

機(jī)械功在熱能與動(dòng)力工程中體現(xiàn)的使用優(yōu)化基礎(chǔ)就是整體性，也就是說(shuō)并不能只針對(duì)個(gè)別的設(shè)備或材料進(jìn)行優(yōu)化，而應(yīng)該在設(shè)計(jì)的最初就是從整體進(jìn)行考慮，將各種影響因素進(jìn)行優(yōu)化考慮，要保證每個(gè)設(shè)備都可以在獨(dú)立運(yùn)行的狀態(tài)下與其它設(shè)備之間有著順暢的連接，這樣才能讓整個(gè)運(yùn)作的整體性得到提高，在此狀態(tài)下機(jī)械功的具體情況就能進(jìn)行全面化的分析與整理。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要格外的注意保證實(shí)際的運(yùn)作需求，設(shè)備以及材料的運(yùn)行情況，要保持各個(gè)方面的影響因素都考慮進(jìn)去，在全面性考慮的基礎(chǔ)上進(jìn)行科學(xué)的分析，這樣才設(shè)計(jì)時(shí)才能不會(huì)有疏漏的方面，也能更符合實(shí)際的需求。機(jī)械功的使用效率提高，是離不開(kāi)完善的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的。

綜上所述，只有對(duì)不同的機(jī)械功進(jìn)行熱能與動(dòng)力工程的應(yīng)用分析，才能針對(duì)實(shí)際工程中出現(xiàn)的各種應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行有效的優(yōu)化，在這個(gè)優(yōu)化的過(guò)程中需要提高多少有用功來(lái)減少無(wú)用功取決于實(shí)際工程中需要解決的問(wèn)題，這樣的優(yōu)化能夠在一定程度上將各種設(shè)備、材料等因素進(jìn)行合理運(yùn)用，最終來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能利用率提高的目的。

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