熱力發(fā)動(dòng)機(jī)按燃料燃燒的位置可分為幾種

【專(zhuān)家解說(shuō)】：早在公元一世紀(jì)，亞歷山大的希羅已論述了用水力、風(fēng)力和熱空氣推動(dòng)的機(jī)械。后來(lái)人們開(kāi)始在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中運(yùn)用利用風(fēng)能和水能的風(fēng)帆、風(fēng)車(chē)、水車(chē)水磨等。 18世紀(jì)末蒸汽機(jī)的問(wèn)世，開(kāi)拓了化學(xué)能的利用，大大地提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，導(dǎo)致了工業(yè)革命。19世紀(jì)末，內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用為汽車(chē)、機(jī)車(chē)、船舶提供了動(dòng)力，并導(dǎo)致飛機(jī)的發(fā)明，使人類(lèi)交通運(yùn)輸業(yè)的面貌發(fā)生了巨大的變革，更促進(jìn)了機(jī)械制造業(yè)的巨大發(fā)展。 19世紀(jì)末至20世紀(jì)初，隨著汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明，交通工具的速度大大提高，人們的交往更加方便，人類(lèi)活動(dòng)的領(lǐng)域更加開(kāi)闊，航天事業(yè)得以開(kāi)拓，從而進(jìn)一步帶動(dòng)和促進(jìn)了其他科學(xué)和工業(yè)部門(mén)的發(fā)展。風(fēng)力提水機(jī) 動(dòng)力機(jī)械深刻地影響著人類(lèi)生產(chǎn)力的發(fā)展，但是，動(dòng)力機(jī)械的噪聲、特別是熱力發(fā)動(dòng)機(jī)的排放物又給人類(lèi)造成了日益嚴(yán)重的公害。 動(dòng)力機(jī)械按將自然界中不同能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的方式，可以分為風(fēng)力機(jī)械、水力機(jī)械和熱力發(fā)動(dòng)機(jī)三大類(lèi)。 風(fēng)力機(jī)械有風(fēng)帆、風(fēng)車(chē)(風(fēng)力機(jī))、風(fēng)磨等。二十世紀(jì)出現(xiàn)了直接應(yīng)用風(fēng)力的發(fā)電裝置，但受到自然風(fēng)區(qū)分布的限制，因?yàn)橐话阏J(rèn)為風(fēng)速大于4米/秒才有利用價(jià)值。據(jù)估計(jì)，地球上蘊(yùn)有風(fēng)能約達(dá)10吉瓦，已經(jīng)利用的不及百分之一，故風(fēng)能大有開(kāi)發(fā)的前景。 水利機(jī)械有水車(chē)、水磨、水輪機(jī)等。20世紀(jì)以來(lái)，利用水輪機(jī)發(fā)電的水電站日益增多，因?yàn)樗娬揪哂羞\(yùn)行費(fèi)用低、無(wú)污染、取用不竭等優(yōu)點(diǎn)。但是興建水庫(kù)、水壩，初始投資較大、建設(shè)時(shí)間較長(zhǎng)，而且對(duì)生態(tài)平衡、地質(zhì)力態(tài)平衡也有影響。中國(guó)水能蘊(yùn)藏量約為680兆瓦，居世界之首，很有開(kāi)發(fā)和利用的余地。 熱力發(fā)動(dòng)機(jī)包括蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)(汽油機(jī)、柴油機(jī)、煤氣機(jī)等)、熱氣機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、采礦、兵工等部門(mén)，內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用最為廣泛。船舶、機(jī)車(chē)、汽車(chē)、物料搬運(yùn)機(jī)械、土方機(jī)械、坦克、排灌機(jī)械、小型發(fā)電裝置等無(wú)不以?xún)?nèi)燃機(jī)為動(dòng)力。 汽油機(jī)是以汽油為燃料，采用電點(diǎn)火，轉(zhuǎn)速一般在3000～6000轉(zhuǎn)/分，甚至高達(dá)每分鐘一萬(wàn)轉(zhuǎn)。功率由幾百瓦至幾百千瓦。在農(nóng)林方面廣泛用作采茶機(jī)、割草機(jī)、機(jī)鋤、噴藥機(jī)、割灌機(jī)、機(jī)鋸等的動(dòng)力；在交通方面用作摩托車(chē)、汽車(chē)、小艇的動(dòng)力。 此外，用于通信和電影放映機(jī)的小型發(fā)電機(jī)組，采礦用鑿巖機(jī)、建筑用打夯機(jī)等無(wú)不以小型汽油機(jī)作動(dòng)力。早期的飛機(jī)曾以大型汽油機(jī)為動(dòng)力，后已基本上為渦輪機(jī)，特別是噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)所取代。汽油機(jī)的排放物對(duì)人類(lèi)環(huán)境的污染毒害十分嚴(yán)重。2000馬力的柴油發(fā)動(dòng)機(jī) 柴油機(jī)是以柴油為燃料，利用壓縮熱自燃，轉(zhuǎn)速一般在百余轉(zhuǎn)至五、六千轉(zhuǎn)每分鐘，功率由幾千瓦至數(shù)萬(wàn)千瓦。廣泛用作汽車(chē)、拖拉機(jī)、坦克、船舶、軍艦、機(jī)車(chē)、發(fā)電機(jī)組、物料搬運(yùn)機(jī)械、土方機(jī)械等的動(dòng)力。 二十世紀(jì)60年代以來(lái)，由于世界性的石油危機(jī)，以及柴油機(jī)具有較高的熱效率，因此應(yīng)用范圍也日益擴(kuò)大。一些過(guò)去采用汽油機(jī)的領(lǐng)域，如小轎車(chē)、輕型卡車(chē)等采用柴油機(jī)作為動(dòng)力的日漸增多。 煤氣機(jī)是以煤氣、天然氣和其他可燃?xì)怏w為燃料，有采用電點(diǎn)火的，也有采用噴入少量柴油壓燃引火的。由于氣體燃料來(lái)源的限制，加上煤氣機(jī)本身體積大、攜帶困難等原因，它的應(yīng)用遠(yuǎn)不及汽油機(jī)、柴油機(jī)廣泛。煤氣機(jī)大多應(yīng)用于固定式動(dòng)力裝置，但也有將氣體燃料裝囊，或液化裝瓶以用于運(yùn)輸車(chē)輛的，但因使用不便，未能推廣。 蒸汽機(jī)是把蒸汽中的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的熱力裝置。由于工作效率過(guò)低，除在少數(shù)國(guó)家仍用于機(jī)車(chē)外，已基本被淘汰。汽輪機(jī)是廣泛用于大型發(fā)電機(jī)組和大型船舶的動(dòng)力裝置。 熱氣機(jī)也稱(chēng)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)，是以空氣、氫和氦等作為工質(zhì)、按回?zé)衢]式熱力循環(huán)，進(jìn)行周期性的壓縮和膨脹而作功的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。熱氣機(jī)是外燃機(jī)，可以采用多種燃料，同時(shí)還具有噪聲低、振動(dòng)小和排污較少等優(yōu)點(diǎn)，主要缺點(diǎn)是散熱器大、密封困難和成本較高。 燃?xì)廨啓C(jī)是以燃料燃燒產(chǎn)生的燃?xì)庵苯油苿?dòng)渦輪作功的裝置。轉(zhuǎn)速可高達(dá)數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)每分鐘，效率也較高。燃?xì)廨啓C(jī)分為開(kāi)式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種，多用作發(fā)電機(jī)組船舶、機(jī)車(chē)和飛機(jī)的動(dòng)力。 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是利用燃料燃燒氣體排出過(guò)程中所產(chǎn)生的反作用力作功的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，主要用于航空和航天方面。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)可以分為兩大類(lèi)，即空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。 從外界吸入空氣作為工質(zhì)，以空氣中所含的氧作為氧化劑的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)稱(chēng)為空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。它又可分為無(wú)壓氣機(jī)空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和有壓氣機(jī)空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)兩種。現(xiàn)代航空上采用最廣的燃?xì)廨唶姎馐桨l(fā)動(dòng)機(jī)就屬于后一種。 燃料和氧化劑都由發(fā)動(dòng)機(jī)或飛行器本身攜帶的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，稱(chēng)為火箭噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)，或簡(jiǎn)稱(chēng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。按其所用燃料分固體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和液體燃料火箭發(fā)動(dòng)機(jī)兩種，它們主要用作兵器和航天飛機(jī)的動(dòng)力