機械功在熱能與動力工程中的應用與優化

摘? 要：機械功是指物體在力的方向移動距離的累積。人們在探索科學的過程中，經常思考如何提高效率，解放生產力。當前，隨著社會不斷發展，如何提高機械功在熱能與動力工程領域中的良好應用成為學者們廣泛關注的問題。基于此，文章首先說明了機械功在熱能與動力工程中的應用問題，其次針對這些問題提出了幾點優化策略，以期為提高工業生產效率提供一定幫助。

關鍵詞：機械功;熱能與動力工程;應用和優化;分析和研究

中圖分類號：TK123? ?文獻標識碼：A? ? 文章編號：2096-6903（2020）08-0000-00

0 引言

時代的發展離不開能量轉化，熱能與動力工程作為當前工業領域中不可缺少的重要系統性工程，在探討熱能與動力工程的優化課題時，需要結合機械功的基本概念來提高熱能和動力之間的轉化效率，同時降低設備的運行成本[1]。傳統的熱能與動力工程，其往往需要較高的能源支持才能順利進行，這樣一方面造成了資源浪費，同時也無法提高設備的運行效率。面對上述情況，需要工程技術人員針對熱能與動力工程，從機械功的角度進行不斷優化，從而達到節約資源，提高工程運行效率的目的。

1 機械功在熱能與動力工程中的應用問題

1.1 工程機械設備存在問題

根據調查情況來看，很多熱能與動力工程并沒有對機械功進行科學有效的利用，經常出現相關機械設備無法實現高效、持續運轉，導致設備在運行過程中，需要大量能源支持，造成資源浪費現象。除此之外，在長期的低效運轉過程中，設備的壽命也受到不必要的損耗，甚至造成系統停擺，引起上述原因主要是由于設備運行狀態不佳。如，不同零部件之間的非正常摩擦造成工程機械設備磨損異常，長此以往設備的效率不斷下降，設備輸出的有用功越來越少，效率下降的同時造成設備也容易出現故障，極端情況甚至報廢。可以看出，熱能與動力工程所使用的機械設備如果存在帶病作業等異?，F象，不僅會造成工作效率的下降，甚至可能造成設備的不可逆損傷。

1.2 工程體系能量損耗嚴重

熱能與動力工程離不開能源支持，只有對工程機械提供足夠的熱能，才能將熱能轉化為動力。但實際上，在很多熱能與動力工程的具體實施過程中，對于能量的控制十分隨意，使熱能不能高效的轉變為動能，造成能量的過大消耗，降低了設備的工作效率。根據能量守恒定律，能量既不能憑空消失，也不能憑空產生，熱能與動力工程也同樣如此，在消耗了熱能以后，將熱能轉化為動力的同時，也會有一部分能量浪費[2]。如果設備的能量轉化效率相對較低，就會造成能量消耗較大才能實現相應的做功效果。實踐表明，環境因素和設備因素都會造成熱量在轉化為機械能的過程中造成能量浪費，這對于熱能與動力工程來說十分致命，因此必須引起技術人員的高度重視。

1.3 熱能與動力工程維護體系有待完善

熱能與動力工程的長期穩定運行，離不開科學的維護和保養，很多大型工程機械一旦開始運行不能輕易停下，所以在設備運行之前，必須對其進行系統檢測，保證設備處于最佳工作狀態。除此以外，長期大功率的狀態運行使得設備的負荷壓力相對較大，對設備狀態產生不良影響，長此以往，造成了熱能與動力工程系統運行質量的下滑。

2 優化機械功在熱能與動力工程的應用

2.1 科學設計工程機械

工程機械是整個熱能與動力工程體系中十分重要的組成部分，并且在現階段的工業生產中，工程機械產生的機械功十分巨大，并且需要克服設備運行過程中的層層阻力，進而產生不必要的能源消耗。面對上述問題，需要工程技術人員合理的設計工程機械，使得整個熱能與動力工程體系運轉更加高效，降低無用功的消耗?？梢哉f，合理的設計工程機械，對于提高整個熱能與動力工程系統的運行效率起到直接影響。

2.2 提高技術人員的業務能力

工作人員的業務水平和專業素質對于機械功在熱能與動力工程中的優化十分重要，如果技術人員的業務能力不高，很可能在操作過程中無法及時解決工作中可能出現的一些潛在問題，甚至造成整個班組運行計劃被打亂，這對于整個熱能與動力工程來說有著很大影響。為了提高工程技術人員的業務能力，企業應該對員工展開定期的專業培訓，尤其是對于一些基層操作人員，更應該讓其了解日常工作過程中的一些基本技巧和各項注意事項，一旦設備產生問題出現警報，能夠初步做出基本判斷，避免造成更大問題。

2.3 對熱能與動力工程體系進行嚴格的監督管理

熱能與動力工程作為一項系統工程，在施工和運行過程中應該受到嚴格的監督和管理。但是根據筆者調查情況來看，很多問題都出現在上述兩個階段，并且一旦運行過程中，在某些環節產生問題，很可能對系統整體產生不良影響，所以必須對熱能與動力工程進行嚴格的監督管理。因此，在工程施工前期應該制定嚴格的工程計劃，規劃出施工所需要的各項成本，在成本范圍內來科學的設計工程的各個工序，選擇高效的運行設備。并且在工程的實際運行過程中，確保不同的運行環節之間有序銜接，避免出現能源浪費情況產生。除此之外，在監督整個熱能與動力工程體系運行時，還需要針對工程中的實際問題和表現出的隱患進行詳細的排查解決，在確保節約能源的同時，使整個體系更加平穩的運行?？梢钥闯觯瑹崮芘c動力工程整體運行離不開各子系統的高效配合，也離不開科學合理的設計與施工過程。

2.4 促進能量的循環利用

在熱能與動力工程的應用過程中必然涉及到機械功，為了提高能量的轉化效率，在一些特定場景，還應該做到能量的循環利用。例如在熱力發電過程中，可以利用抽水泵將水抽到鍋爐中，在熱能的作用下，水由液態變成具備較高溫度的蒸汽，然后這些蒸汽通過做功的形式帶動汽輪機轉動產生電能，蒸汽在做功完成以后，可以被再次的循環利用，具體原理和優化過程如下[3]：水在輸送至鍋爐過程中需要消耗一定的機械功，為了對水資源進行消化利用，往往需要對氣態水冷卻處理，使其轉變為液態，降低水的體積，這樣即可實現整個熱能與動力工程系統的優化，同時也可以促進能量的循環使用。

2.5 對體系進行定期維護

一般情況下，熱能與動力工程中的機械設備運行時間相對較長，并且長期高負荷的運行，很容易造成設備的過運行，使得設備的壽命降低，對整體的熱能動力工程系統產生不良影響。所以為了改善上述局面，提高系統的整體運行效果，必須對系統展開定期維護，只有這樣才能使工程更加平穩的運行，避免在運行過程中出現問題造成設備停擺。此外，企業可以打造一支專門負責系統維護的專業人才隊伍，定期對設備進行巡檢，并建立起設備點檢表制度，對問題做到早發現，早解決。

3 結語

綜上所述，作為工業發展過程中的重要基礎保障，熱能與動力工程對于我國的工業生產起到十分重要的作用，本文針對機械能在熱工系統中的應用及優化進行研究，對于提高工作效率、節約能源有著積極影響。通過本文的分析可以看出，要想優化整個體系，需要從設備、人員和運行環節等幾個方面著手，使設備的自動化程度和技術人員的業務能力邁向全新臺階。

參考文獻

[1]崔凝，王兵樹，宋立琴.基于逐級計算的汽輪機性能仿真模塊的研究與應用[J].熱能動力工程，2006，21（2）：124-127.

[2]蔣淑娟.關于水平雙對置發動機的研究及仿真分析[D].陜西：西安理工大學，2012.

[3]羅桂榮，羅鳴.動力循環系統與制冷循環系統復合式熱力發動機：CN200510105805.3[P].2007-04-04.

收稿日期：2020-06-01

作者簡介：李德智（1989—），男，江西萍鄉人，碩士研究生，助教，研究方向：礦山機械及流體機械。