动力机械的基础与应用(上)

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　　动力机械是将自然界中的能量转换为机械能而作功的机械装置。

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　　早在公元一世纪，亚历山大的希罗已论述了用水力、风力和热空气推动的机械。后来人们开始在生活和生产活动中运用利用风能和水能的风帆、风车、水车水磨等。

　　18世纪末蒸汽机的问世，开拓了化学能的利用，大大地提高了劳动生产率，导致了工业革命。19世纪末，内燃机的发明和应用为汽车、机车、船舶提供了动力，并导致飞机的发明，使人类交通运输业的面貌发生了巨大的变革，更促进了机械制造业的巨大发展。

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　　19世纪末至20世纪初，随着汽轮机、燃气轮机、喷气式发动机、火箭发动机的发明，交通工具的速度大大提高，人们的交往更加方便，人类活动的领域更加开阔，航天事业得以开拓，从而进一步带动和促进了其他科学和工业部门的发展。

　　动力机械深刻地影响着人类生产力的发展，但是，动力机械的噪声、特别是热力发动机的排放物又给人类造成了日益严重的公害。

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　　动力机械按将自然界中不同能量转变为机械能的方式，可以分为风力机械、水力机械和热力发动机三大类。

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　　风力机械有风帆、风车(风力机)、风磨等。二十世纪出现了直接应用风力的发电装置，但受到自然风区分布的限制，因为一般认为风速大于4米/秒才有利用价值。据估计，地球上蕴有风能约达10吉瓦，已经利用的不及百分之一，故风能大有开发的前景。

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　　水利机械有水车、水磨、水轮机等。20世纪以来，利用水轮机发电的水电站日益增多，因为水电站具有运行费用低、无污染、取用不竭等优点。但是兴建水库、水坝，初始投资较大、建设时间较长，而且对生态平衡、地质力态平衡也有影响。中国水能蕴藏量约为680兆瓦，居世界之首，很有开发和利用的余地。

　　热力发动机包括蒸汽机、汽轮机、内燃机(汽油机、柴油机、煤气机等)、热气机、燃气轮机、喷气发动机等。在工业、农业、交通、采矿、兵工等部门，内燃机的应用最为广泛。船舶、机车、汽车、物料搬运机械、土方机械、坦克、排灌机械、小型发电装置等无不以内燃机为动力。

　　汽油机是以汽油为燃料，采用电点火，转速一般在3000～6000转/分，甚至高达每分钟一万转。功率由几百瓦至几百千瓦。在农林方面广泛用作采茶机、割草机、机锄、喷药机、割灌机、机锯等的动力；在交通方面用作摩托车、汽车、小艇的动力。