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间接动力传动—— ①机械传动,包括摩擦传动 (如带传动)、啮合传动 (如齿轮传动) 及推压传动 (如杠杆传动)。 ②流体动力传动,有液压传动 (如汽车的液压动力转向系统) 、液力传动(如装载机中的液力传动) 及气压传动 (如全气控震压造型机的气动系统) 。 ③电力或磁力传动,有电力拖动、电磁离合或制动传动。 工程应用上往往是多种动力传动方式的组合,以便最有效和方便地将动力传递给工作机械。 1.7 热能与动力技术和环境 1.7.1 环境污染的主要方面 因热能利用与动力技术的应用所造成的环境污染,有以下几个主要方面。 1.热污染 在所有热能利用和动力技术应用中都不可避免地伴随着能量损失,而这些损失最终都以处于某种温度下的热能的形式传给环境,使环境温度升高,由此进一步造成对环境的危害,称为热污染。 如插图1—2为电站冷却水塔(及其它热和动力装置)的大量水汽向大气排放,会改变大气的组成,使大气层对太阳辐射的透过率发生改变,进而影响到气候。 插图1—2 2.空气污染 以燃料为能源的各种车辆、供热设备、热力发电厂、工业加工用炉等的废气、废料向环境的排放及废物在大气中的燃烧所造成对大气的污染,为空气污染。污染空气的物质有二氧化碳、氮氧化合物、氧化硫、碳氢化合物、一氧化碳、石油挥发物、碳烟、灰烬、铅、金属氧化物和各种煤烟等等。 ①二氧化碳 ②氮氧化合物 ③硫化物 ④微细颗粒。 如插图1--3显示烟囱排放的大量黑烟及油井排气的燃烧火焰对大气的污染;插图1--4显示硫化物排放形成的酸雨对森林造成的危害;插图 1—5显示因微粒等形成的雾霾天气. 插图1—3 插图1—4 插图1---5 雾霾天气 3.噪声污染 锅炉、发动机、空压机等设备在运行时,由于机械振动、进气或排气中气流的高速流动和扩张或收缩、燃料油的喷射雾化、燃烧过程中的压力脉动和传播、气体的高速喷射等等,都会形成噪声。噪声对人的心理、生理、听力、工作和睡眠都会造成不利的影响。 4.放射性污染 目前,放射性污染主要来自于核电站及燃煤电站的排烟。如插图1—6显示了切尔诺贝利核电站事故所造成的对周围植物和土壤的危害。 5.其他污染 如热电厂的粉尘 (包括炭黑和飞灰)和灰渣,汽、水、油输送过程中的跑冒滴漏,油船运输事故造成漏油使大面积水域受到污染等等。 插图1—6 1.7.2 环境污染的防治 1) 改善动力机械和热能利用的各种设备的结构,并研制新型高效装置。 2) 采用高效、低污染的新型动力循环。如煤气化燃气一蒸汽联合循环。 3) 采用代用燃料与代用工质,并禁用某些工质。如以天然气代替煤气。 4) 开发利用新能源和可再生能源。如太阳能、风能、生物质能等。 5) 研制性能优良的技术部件。如新型的燃烧器、高效的脱硫除尘器。如插图1—6为一种联合的脱硫脱硝工艺。 6) 建立“噪声综合控制区”和进行“环境噪声达标区”的建设。 7) 综合治理环境。合理排放和处理废气、废水、废液、废料。 8) 从可持续发展的战略目标出发,发展循环经济,推行环境无害化技术和清洁生产。 插图1—6 从(火用)的概念来理解,(火用)效率实际上就是获得的效果对所供给能量的最大作功能力之比,所以它是同时从能的量与质来衡量热力系统或设备完善程度的尺度。有些学者也把(火用)效率称为热力学第二定律效率,而前述的能源利用效率则称为热力学第一定律效率。 在装置中产生(火用)损失的原因可归纳为三方面:①副产品和废料带走的(火用),如锅炉的排烟。 ②由于散热,如换热器中通过对流和辐射,从换热器外表面向环境散热造成的(火用)损失。 ③因装置内部发生的不可逆过程所造成,如不可逆的化学反应,温差传热等。 对于同一种设备或装置,由于人们可以从不同的角度去理解“收益”和“投入”,致使(火用)效率的表达式也会不同。下面列出几种常用设备和装置的(火用)效率(即有效能效率)表达式。 1.热力发动机 设进入和离开热力发动机的工质的有效能分别为Ex1、Ex2,产生的功为W12,则 热力发动机中的能量损耗主要由气体摩擦所引起,其有效能效率的高低主要反映这一损失的影响。 2.压气机 对压气机而言,输入的有效能是压气机所消耗的功Wi,收益则为工质有效能的增加,即 与热力发动机中的情况类似,其能量损耗主要也是由气体摩擦所引起。 3.间壁式换热器 以热流体进、出换热器的有效能差为投入(考虑热流体出口火用还会被利用),以冷流体进、出换热器的有效能差为收益,则 如果换热器无散热损失,即冷流体吸热量等于热流体
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