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機械能及其轉化范文1
摘 要：初中物理“功和機械能”一章中“機械能及其轉化”的內容中有一類關于“蹦極”類的問題，是中考常見的考試題型，學好它對提高中考成績和掌握功和機械能這部分物理知識有重要幫助。
關鍵詞：初中物理；機械能；轉化；蹦極
在初中物理學習中，“機械能及其轉化”這節知識是教學的重點內容，特別是有關“蹦極”類的問題既是教學重難點問題，又是歷年中考熱點題型。“蹦極”類問題包含的知識面較為廣泛，筆者結合初中物理教學實踐對此類問題進行總結和分析，以期對物理教學有所幫助。
一、蹦極的物理原理分析
蹦極本身是一項人們非常喜愛的健身娛樂運動。在蹦極運動中包含重要的物理原理，只有深入了解蹦極中的物理原理才能更好地研究和解決蹦極類問題。下面以模擬蹦極小實驗為例來分析物理原理：如圖1所示，把一根橡皮筋一頭系上小石塊，另一頭固定于支架的A點，橡皮筋在不掛石塊自然下垂時下端位置是B點，橡皮筋在系上石塊靜止時所處的位置是E點，小石塊從最高點A處做自由落體運動，下落時能夠達到的最低位置是C點。
物理原理分析：（1）AB段能量變化情況：在石塊下落過程中，包含動能、重力勢能、彈力勢能相互轉化的過程。這一段橡皮筋沒有發生形體變化，自然就不會有彈性勢能，只有重力勢能和動能之間的轉化。在石塊下落過程中，重力勢能減小，而動能逐漸增加，因此，AB這一段過程是石塊重力勢能轉化為動能的過程；
（2）BE段能量變化情況：在這一段橡皮筋的長度增加，彈性勢能開始增加，而重力勢能還在逐漸減小，在E點位置時，橡皮筋的拉力等于石塊重力，在這一段橡皮筋的拉力小于石塊重力，而石塊下落時速度加快，動能增加，因此，BE段是石塊的重力勢能轉變成石塊的動能和橡皮筋的彈力勢能；（3）EC段能量變化情況：石塊重力勢能仍在減小，橡皮筋的彈力勢能仍在增加，但在此段中，橡皮筋對石塊的拉力要比石塊的重力大，石塊做減速運動，動能逐漸減小，因此，這一段主要是石塊的重力勢能和動能轉變成橡皮筋的彈力勢能這一過程。
二、蹦極的物理原型題
根據上面對蹦極過程的物理原理分析，引出如下關于蹦極的物理問題：
例題1：石塊從起始點A開始下落到達最低點C的整個下落過程中，以下哪個說法是正確的（ ）
（1）石塊的動能一直在持續增加；（2）石塊下落時減少的重力勢能全部轉變成了動能；（3）石塊在落到C點時，其動能為零；
（4）石塊下落中經過B點時，橡皮筋已經具有彈性勢能；（5）石塊從A點降落到C點的過程中它的機械能總是在增加；（6）石塊從A點到C點的過程中其機械能總是在減少；（7）石塊在降落中減少的重力勢能都全部轉變成了動能；（8）石塊在降落到C點時，受到平衡力的作用；（9）石塊從A點降落到B點的過程中受到重力和彈力的作用；（10）從A點降落到C點的過程中，石塊的速度先增大后減小。
解析：根據以上的分析可知，只有第（3）個說法是正確的。解答此類蹦極問題，只有對上述問題全部理解掌握了其能量的相互轉化過程，才能準確解答。
三、蹦極類的相似引申題
蹦極類的題目范圍比較廣，許多題目跟蹦極類似，或者是由蹦極題目引申變化而來的，萬變不離其宗，只要掌握了蹦極的物理原理就能較好解決此類問題。舉例如下：
例2（引申題）（2015.河北）如圖2所示，將一個木塊放在彈簧上，用手壓木塊，彈簧被壓縮。松開手，木塊豎直向上飛起直到最高點。下列說法正確的是（ ）
A.手壓木塊時，手對木塊的壓力與彈簧對木塊的支持力是一對平衡力；
B.彈簧恢復原狀過程中，彈性勢能不變；
C.木塊在沒有離開彈簧前，所受彈力方向豎直向上；
D.木塊到達最高點時，只受到重力作用。
解析：此題與蹦極類似，運用蹦極的知識，非常容易解答，正確答案是D。
在蹦極類問題中涉及初中物理中的機械能與轉化知識，也就是重力勢能、動能、彈性勢能這三者之間的轉換過程，只要遵循機械能守恒這個定律，就不難解答此類試}。
參考文獻：
機械能及其轉化范文2
1、了解能量的初步概念．
2、知道什么是動能及影響動能大小的因素．
3、知道什么是重力勢能和彈性勢能及影響勢能大小的因素．
4、能舉例說明物體的動能、重力勢能、彈性勢能．
5、能用動能、勢能大小的因素解釋簡單的現象．
6、通過演示實驗、生活中的現象歸納和總結，提高學生觀察、比較、想象、歸納的能力．
教材分析
本節教材首先在學生學過的功的知識的基礎上，直接從功和能的關系引入了能量的初步概念，不追求嚴密性．這是因為初中只要求學生對能量的概念有初步的認識．教材列舉了風、流水等能夠做功，以便使學生對運動物體具有能量形成比較清楚的具體印象，同時也為講水能和風能的利用埋下伏筆．由此引出了動能的概念，用實驗說明動能的大小跟速度、質量的關系，能夠培養學生的觀察分析能力，勢能的教學也是從做功的角度先引入勢能概念，再由實驗或觀察生活中的現象學習勢能的大小的決定因素．最后，教材給出了機械能的概念，并指出動能、勢能、機械能的單位和功的單位相同，都是焦耳．
教法建議
對于能量的引入，可以從一些涉及能量的詞中，知道“能”是重要概念．再聯系做功的知識，列舉實例如課本上的實例和演示小實驗．
用學生自主學習的方法，讓學生列舉運動物體能做功的現象，并分析這些不同事物的相同點，進而得出運動的物體具有的能量是動能的結論．進一步用實驗或多媒體資料發現動能大小的決定因素，并進而用學到的知識，即動能定義、動能大小的決定因素來分析和解釋生產和生活中的現象．
對于重力勢能和彈性勢能的學習，也用同樣的方法，可以設計與動能相同的學習框架，讓學生用科學探究的方法學習，同時學生可以加深體驗學習物理的方法和感覺到學習物理的樂趣．
對于機械能的學習，可以用學生閱讀課本或提供給學生的閱讀材料，教師進行總結，注意要用聯系實際的事例使學生能夠分析機械能的實際問題，并理解動能和勢能統稱為機械能中“統稱”的含義．
教學設計示例
第一節動能和勢能
【課題】動能和勢能
【重點和難點分析】動能和勢能概念的建立．重力勢能概念建立：由于實際看到的下落物體做功都表現為有速度的物體的做功，所以在建立重力勢能概念時，要強化能夠做功的物體就有能量．
【教學過程設計】
1，引入新課
由于能量和做功的概念有密切的聯系，所以通過一些問題引導學生由功和能的關系理解能量的概念．提供學生思考的問題有：怎樣才算做功了；功的必要條件和單位；分析具體實例引入能量的概念．
實驗：演示鋼球從斜面上滾下，在水平面上撞擊木塊，使木塊移動一段距離，學生分析在碰撞過程中，做功的情況．由分析結果“鋼球對木塊做了功”引出能量的概念“一個物體能夠做功，我們就說它具有能量．可見在物理學中，能量和做功有密切的聯系，能量反映了物體做功的本領．一個物體能做的功越多，這個物體的能量越大．
2，新授課：動能
1），動能概念的建立
觀察和分析生活中的實例：風吹動帆船航行，空氣對帆船做了功；急流的河水把石頭沖走，水對石頭做了功，運動的鋼球打在木塊上，把木塊推走，鋼球對木塊做了功．
利用板圖幫助學生找到不同現象的共性的內容：運動的物體能夠做功，我們把它們所具有的能量稱為“動能”．
從板圖上，學生應當能夠總結出“物體由于運動具有的能量稱為動能”．
根據學生的具體情況，可以由學生總結結論，也可以教師幫助學生逐步的尋求共同點，得到結論．
2），動能大小的決定因素
實驗步驟1：讓同一個鋼球在斜面的不同位置上滾下，觀察小球撞擊木塊的現象，并分析得到的結論．
學生在觀察過程中要思考的問題：鋼球先后從不同高度處滾下的原因；撞擊距離的遠近說明了什么；做功多少說明了什么；實驗結論．
分析過程：同一個鋼球，原來的位置越高，滾到斜面下端時的速度越大，把木塊推得越遠，做的功越多，說明具有的動能越大，所以動能的大小與物體運動速度有關．
實驗步驟2：觀察鋼球和木球在斜面的同一高度處滾下，撞到平面上的木塊發生的現象，并分析實驗的結論．
學生在觀察過程中思考的問題：鋼球和木球從斜面的同一高度處滾下的原因；撞擊木塊的遠近說明了什么；做功多少說明了什么；實驗結論．
分析過程：鋼球和木球從斜面的同一高度處滾下，到達斜面底部時速度相同，鋼球的質量大，把木塊推得遠，做功多，具有動能大，所以動能的大小還與物體的質量有關．
綜上所述：物體的動能大小和物體的質量、運動速度有關．
3，新授課：勢能
1），力勢能概念的建立及其大小的決定因素
引導學生觀察分析重錘具有做功能力，因而具有能量：重錘被舉高，當下落時，能夠把木樁打入地里，對木樁做功，所以它因能夠做功而具有能量，我們把這種能量稱為重力勢能．
學生列舉生活中存在重力勢能的實例．并結合實例分析出物體和地面有高度差就有重力勢能（可以讓學生知道我們都是以地面為參考，來分析重力勢能的）
學生從實例中分析重力勢能的大小的決定因素，并結合實際現象分析是否有重力勢能、重力勢能大小比較、重力勢能的變化三個方面的問題．
2），彈性勢能概念的建立及其大小的決定因素
建議學習方法為學生閱讀，并回答問題：什么是彈性勢能；舉例說明物體具有彈性勢能可以做功；分析壓縮彈簧被放松而做功的實例；列舉并分析彈性勢能大小比較和彈性勢能變化的實例．
4，新授課：機械能
講清機械能上動能和勢能的統稱其中統稱的含義：表示動能和勢能都屬于機械能，即機械能有兩種表示方式：動能和勢能．一個物體既可以有動能也可以有勢能．
【板書設計】
探究活動
【課題】分析玩具小車在運動過程中的能量轉化
【組織活動形式】學生小組
【活動方案參考】
1、觀察小車的傳動結構，在上緊發條時和松開發條時的情景；思考彈性勢能大小和做功多少的關系．
2、看看市場或超市中還有哪些上發條的小車．
3、觀察現在流行的兒童玩具靠什么發動的．
【評價】
1、材料全班共享．
機械能及其轉化范文3
關鍵詞：讀；初中物理；教學模式
初中物理是學生上高中學習物理的重要基石，其教學效果的好壞對學生日后的理科學習有著直接的影響。對于當前的初中學生而言，讀懂物理概念、掌握物理思想、解決物理實際問題是學習物理必須要做的事，也是必須面對的巨大“困難”，“以教師為中心”的傳統教學模式，壓抑、禁錮了學生在課堂上的創新性和主動性。因此，作為初中物理教師，在物理課堂如何教學，如何引導學生成為學習的主體是教學的關鍵。
在創新和學習理論的基礎上，素質教育是創新的核心，必須建立一個“教為主導，學為主體，疑為主軸，練為主線”的創新性教學模式。因此，提出了“讀、思、練”課堂主體導學模式。而如何讀，讀什么則需要老師指導，課堂上老師的“導讀”發揮主導作用，而學生“自讀”體現主體性。讀――認真掌握物理概念及相關定義，建立完整的知識結構體系。學會“讀”就開啟了重要的第一步。
學生在初二開始接觸物理這門學科，用學習數學的方法學習物理，不注重知識點的記憶，只注重做題，習慣利用公式解決問題。初中物理學科中包含的物理概念甚多，比如，力的概念、功的概念等等，這些重要的概念是組成物理學科的基礎。學生只有全面掌握并且了解透徹這些概念，才能在解決物理問題中做到游刃有余。因此，必須要讓學生對這些枯燥的概念熟練掌握，讓他們深植于學生的腦海中。筆者認為，在教學這些概念的時候，引導學生讀這些概念，讀出物理含義，通過閱讀認真掌握物理概念及相關定義，建立完整的知識結構體系。幫助學生正確閱讀教材，讓教材中的每一個字都讓學生理解，吃透。這在學生今后的學習中將起到重要的作用。筆者認為可以從以下幾點幫助學生正確閱讀：
一、樹立以讀為本的觀念
閱讀過程包含了感知、理解、思考和評估甚至創造，它需要口、手、腦并用，這對提高學生的素質具有重要的作用。教材是學生學習的主要資料，值得學生深入仔細閱讀。
二、培養學生閱讀能力有利于激發學生的閱讀興趣
薄薄的一本物理教材涵蓋的內容很廣：有現象的描述、現象的分析、現象的概括，有大量圖片、計算、實驗等等，內容十分豐富。在表述上，有文字語言、圖片語言、實驗語言等等。作為老師要充分利用教材，讓學生對教材中的各種語言產生興趣，從而激發他們想要閱讀想深入其中的興趣。
三、根據不同教學內容提出不同的閱讀要求
物理是一門以實驗為基礎的學科，在做實驗時，學生一般比較主動想一試身手，這時就要引導學生閱讀，要求學生掌握實驗的目的、原理、器材、操作過程以及在其中的注意事項，也可先了解實驗結果，讓學生有目的性地做實驗；概念的閱讀，要求學生做到“四會”，即會重復、會舉例、會判斷，將解釋內涵和外延。閱讀定律和公式時，要求學生做到會區分條件和結論；會對定律、公式的含義進行解釋；會說明應用范圍及條件，會應用。
四、指導學生進行正確的物理閱讀
在教學過程中尤其是剛剛學習物理的時候，老師要花費一定的時間教會學生該如何閱讀教材，告訴學生我們要從教材中獲取哪些有用的知識，告訴學生自己的關注點在哪。教師要提醒學生注意以下幾點：（1）要知道這是什么物理現象，從中能得出什么樣的物理規律或概念；（2）要了解在這些物理現象中提出了什么樣的問題；（3）書中用了什么方法解決了這個問題，因而得出了什么結論；（4）對于概念、規律要逐字逐句地進行分析推敲，全面、準確地領會物理含義，特別要明確概念、規律的適用條件及其范圍；比如，牛頓第一定律，書中給出的每一個字對接下來的做題環節都有至關重要的作用。
五、帶著問題去閱讀
學生在剛開始閱讀教材時不知道閱讀的目的是什么，比較盲目，教師應該在學生開展閱讀前給出閱讀問題。如，在教學“機械能及其轉化”時，就可以擬定如下問題讓學生閱讀：（1）什么是機械能？（2）機械能包括哪幾種，什么時候會發生轉化。（3）請列舉生活中的一些機械能相互轉化實例。通過閱讀問題引導學生邊閱讀邊思考，幫助他們閱讀教材，在有了一定的能力之后，教師引導學生列出閱讀問題，解決問題，從而不斷地提高閱讀能力。
每節教學內容結束后，教師要引導學生進一步地全面閱讀教材，引導他們在閱讀過程中，通過前后聯系，縱向、橫向比較使知識系統化、條理化，讓知識在腦海中形成一個完整的知識結構，讓學生掌握得更加扎實。
初中生在學習物理的過程中，要注意基礎知識的理解和鞏固，同時注意鍛煉自己的邏輯思維能力，教師要善于引導學生尋找適合自己的學習方法，保證高效的、高質量的教學。本文所述的“讀思練課堂主體導學模式”中的“讀”在初中物理課堂的應用僅僅是物理教學中的初步探索，還需不斷改進。教育教學研究是一個永無止境的過程，“路漫漫其修遠兮，吾將上下而求索”！
參考文獻：
機械能及其轉化范文4
設計質量的高低直接關系機械產品的性能、成本及經濟效益，機械設計應滿足以下幾個方面的基本要求:(1)功能要求設計的機械能實現預定的功能，并在規定的工作條件下、規定的工作期限內能正常運行。(2)可靠性要求可靠性是機器在使用中性能的穩定性，是機器的一個重要質量指標.機器是由若干個零件及部件組成，其可靠度取決于零部件的可靠度。機械系統的零部件越多，可靠度也就越低，因此在設計機器時要盡量減少零部件的數目。(3)經濟性要求機器的經濟性指標是一項綜合性指標，在產品的設計、制造、使用、維護、管理等各個環節均有所體現。經濟性要求在滿足功能要求的前提下使機器的總費用最低。(4)工作安全、操作方便安全是指使用機器的人的安全及機器工作時本身的安全。因此要采取各種防護措施，如暴露運動構件配防護罩、過載保護裝置等。操作系統簡便有利于減輕操作人員的勞動強度。(5)造型美觀、減少污染結合工業藝術造型設計方法對機械產品進行工業造型設計，使其外形美觀，富有時代特點。使產品具有市場競爭力。噪聲也是反映機械產品質量的一個綜合指標，所以要盡量降低噪聲，減輕對環境的污染。
機械設計的程序
機械設計是一個反復的構思、決策與修改的復雜過程。對于新產品的開發設計，一般要經過以下階段:計劃階段即預備階段.首先要根據用戶要求了解所設計的機械產品在功能、造價、設計期限上的要求，然后進行調查研究、收集資料，對設計任務進行分析，與用戶進行協商，使設計任務既合理又先進，最后寫成任務書。設計任務書應明確規定機械產品的名稱、功用、生產效率、主要性能指標、可靠性和使用維護要求、工作條件、生產批量、預定成本、設計和制造完成日期以及其他特殊要求。方案設計階段根據多方面的調查研究，廣泛收集國內外有關的設計資料后，設計者對機械產品的工作原理進行創新構思，提出多種設計方案對滿足設計任務書規定的條件和技術限定的少數幾個可行方案進行技術經濟分析，綜合比較技術性能及經濟指標，淘汰較差方案。對保留下來的方案同時展開下一階段的設計，待進行到可以較精確地確定技術性能及經濟指標時，再確定方案的取舍。這一階段設計內容包括必要的運動學計算、機構原理試驗等，最后繪制出機構工作原理圖、機構運動簡圖。技術設計階段在機械產品工作原理圖和機構運動簡圖的基礎上設計整機及其零、部件的形狀、尺寸，選擇零件所用的材料及熱處理、加工裝配和制定試驗的技術條件等。這一階段成果是機器整機及部件的裝配圖、零件工作圖以及計算說明書和其他技術文件(標準件明細表、外購件明細表、協作件明細表、試驗和驗收條件、檢驗合格單、使用說明書等)等。在整個技術設計階段，不可避免地要反復修改，與用戶反復協商。樣機試制和鑒定階段根據技術設計所提供的圖樣等技術文件進行樣機試制，并對試制提供的樣機進行性能測試，組織鑒定，進行全面的技術經濟評價，主要包括動力特性審查、標準化審查、工藝審查、成本預測等。同時可對設計進行適當修改，以完善設計方案。產品投產階段在樣機試制與鑒定通過的墓礎上，將機械的全套設計圖樣(總裝圖、部裝圖、零件圖、電氣原理圖、安裝地基圖、備件圖等)和全套技術文件(設計任務書、設計計算說明書、試驗鑒定報告、零件明細表、產品質盆標準、產品檢驗規范、包裝運輸技術條件等)提交產品定型鑒定會評審。評審通過后，進行批量生產并投放市場，交付用戶使用。
優化設計方法的分類及其特點
有約束優化設計法機械優化問題大多數都是有約束的優化問題,根據處理約束條件的方法的不同可以分為間接法和直接法。間接法常見的方法有增廣拉式乘子法、罰函數法。它是將有約束優化問題轉化為無約束優化問題,再通過無約束優化方法來求解?；蛘邔⒎蔷€性約束優化問題轉化為線性規劃問題來處理。直接法常用的方法有復合形法、約束坐標輪換法、網絡法等。其內涵是構造一個迭代過程,使每次的迭代點都在可行域中,同時逐步降低目標函數值,直到求得最優解。無約束優化設計法無約束化優化設計就是沒有約束函數的優化設計。無約束優化設計法很多,包括牛頓法、坐標輪換法、共扼方向法、單純形法、變尺度法、梯度法等。在尋優過程中是否利用到目標函數的性態(如可微性)是區別無約束優化設計法中直接法和間接法的標準。此法具有計算效率高、穩定性好等優點。模糊優化設計方法模糊優化設計法是將模糊信息和因素量化,建立由模糊約束條件、模糊變量以及模糊目標函數組成的模糊數學模型,再通過從模糊到非模糊的變化來實現模糊數學模型的轉化,最終利用優化算法進行求解。
機械能及其轉化范文5
關鍵詞：帶式輸送機；調速型液力偶合器
中圖分類號：TD528文獻標識碼：A 文章編號：
0．前言
大功率、長運距帶式輸送機的設計中,因多機驅動,應用軟啟動技術是改善其啟動條件的主要手段,而調速型液力偶合器是理想的元部件。原先大功率、長運距帶式輸送機多采用多電機配限矩型液力偶合器的驅動方式。多電機的同時啟動,使啟動電流過大,對電網的沖擊增大,壓降增加,造成啟動困難。且電機直接啟動,輸送機起動加速度過快,使膠帶松邊拉緊裝置反應速度滯后,膠帶下垂度加大,使儲帶倉內多層膠帶層間相互碰撞、摩擦,導致膠帶磨損快、壽命短、傳動不平衡。帶式輸送機的軟啟動技術就是在一定的啟動時間內,控制啟動加速度,確保帶式輸送機按所要求的速度曲線平穩地起動,達到額定運行速度,同時使電機的啟動電流和輸送帶的啟動張力控制在允許范圍內。采用調速型液力偶合器配電氣調節裝置,可實現帶式輸送機的軟啟動。
1．液力偶合器的工作原理
液力偶合器的實質是離心式水泵與渦輪機的組合。主要由輸入軸、輸出軸、泵輪、渦輪、外殼、輔助腔及安全保護裝置等組成，其結構示意圖如圖1所示.
當動力機通過輸入軸帶動偶合器泵輪旋轉時，充填在耦合器工作腔內的工作液體受到離心力和工作輪葉片推動的雙重作用，從半徑小的泵輪入口被加速加壓拋向半徑
較大的泵輪出口，同時，液體的動量矩獲得
增量，即泵輪將動力機輸入的機械能轉化成
了液體動能。當具有液體動能的工作液體由
泵輪出口沖向對面的渦輪時，液流便沖擊渦
圖1.液力偶合器結構示意圖
1-主動軸；2-從動軸；3-轉動外殼；
4-葉片；B-泵輪；T-渦輪
輪葉片，使之與泵輪同向轉動，也就是說液體動能又轉化成了機械能，驅動渦輪旋轉并帶動工作機做功。釋放完液體動能的工作液體由渦輪入口流向渦輪出口并再次進入泵輪入口，開始下一次循環流動。就這樣，工作液體在泵輪與渦輪間周而復始不停地作螺旋環流運動，于是輸入與輸出在沒有任何機械連接的情況下，僅靠液體動能便柔性地連接在一起了。
2．液力偶合器的選型匹配原則
（1）滿足工作機最高轉速要求
由于液力偶合器輸出與輸入之間存在轉差率，所以偶合器最高輸出轉速總是低于電機的轉速，即
式中—工作機最大轉速；
—偶合器最大輸出轉速（渦輪轉速）；
—偶合器輸入轉速（泵輪轉速）；
—電機轉速。
實際上，當電機轉速確定以后，偶合器的最高輸出轉速也就確定了，見表1。
表1.不同輸入轉速下的偶合器最高
輸出轉速
（2）滿足工作機最高耗用功率要求
液力偶合器泵率必須大于工作機最大耗用功率與液力偶合器再次工況下的最大功率損失之和，即
式中， —工作機最大耗用功率，
—偶合器泵率，
—偶合器在工作機最大耗用功率工況時的最大功率損失，
（3）滿足工作機調速范圍要求
液力偶合器的調速范圍主要取決于載荷特性，對于恒力矩負載，調速范圍為1~1/3;對于直線型負載或拋物線型負載，調速范圍為1~1/5。
（4）滿足工作機穩定運行要求
工作機經液力偶合器調速后，要求任意工況點均能穩定運行。液力偶合器傳動系統穩定運行的必要條件是液力偶合器某一沖液量的特性曲線能與載荷特性曲線相交，兩曲線交角越大，運行越穩定。若曲線接近于平行，則運行不穩定。
（5）滿足工作機調速時間要求
大部分工作機對調速過程的時間沒司馬要求，但也有些工作機對完成調速的時間有要求。
（6）滿足熱平衡要求
液力偶合器在調速運轉中存在轉差率損失、鼓風損失、軸承摩擦損失、供油油路損失等，這些損失轉化成熱量，使偶合器工作液體溫度升高，如不能及時散熱，就會影響正常工作。
（7）滿足工作環境要求
當偶合器工作在潮濕、戶外、煤礦井下、易燃易爆、寒冷等條件時，應考核偶合器適應環境要求的能力。
（8）滿足工作機調速控制要求
調速型液力偶合器有現場手動控制、控制室收操電動控制和控制室自動控制三種，選型時要明確控制方式。
（9）滿足工作機構轉向要求
調速型液力偶合器的轉向雖然可以正轉也可以反轉，但是已經調定后，在工作中就無法改變，因此要注意把轉向搞準。
（10）滿足工作機其他要求
包括動力機、工作機的安裝要求、偶合器為電機、減速器集中供油，設立高位油箱、改型，改變連接尺寸等。
（11）滿足經濟適用要求
液力偶合器合理選型匹配除上述要求外，還應滿足經濟、高效、適用要去。包括兩點：
①合理經濟地確定電機型號和功率
②合理經濟地選擇偶合器規格和運行工況。
3．調速型液力偶合器的應用實例
（1）在帶式輸送機上的應用
例如某煤礦井下南翼運輸大巷的高強度帶式輸送機，輸送距離為1637 ，帶速為3.5 ，設計輸煤量為1750 ，由三臺電機通過三臺YOT 650B調速型液力偶合器驅動。經過長時間運行后，對機組進行了工業性運行測定，其測定結果表明：
①三臺調速型液力偶合器自投入運行以來已連續無故障運行14個月，其可靠性和安全性符合要求；
②該帶式輸送機位于地下600 深，環境潮濕，實踐證明，液力偶合器適合在煤礦井下惡劣環境下工作；
③液力偶合器堅實可靠，操作簡單，維護保養容易，不需要特殊技術；
④調速型液力偶合器對均衡各電機功率有良好作用，三臺電機實際運行電流穩定在19~20 范圍內，達到了設計要求；
⑤設計帶速為3.15 ，實際帶速為3.2 ，符合控制帶速要求；
⑥啟動柔和平穩，軟啟動延長時間8~10 ，對輸送帶有明顯的保護作用；
⑦防爆性能好，符合井下安全生產要求。
（2）與其他軟啟動裝置的比較
對調速型液力偶合器、CST 液黏調速裝置、軟啟動電控器在帶式輸送機上應用的技術經濟性能進行對比，其結果如下：
①調速型液力偶合器軟啟動性能優于軟啟動電控器，基本無故障，滿足使用要求，價格合理，性價比高。
②軟啟動電控器價格低于調速型液力偶合器，但啟動性能不如偶合器，且故障率較高。
③CST液黏調速裝置，其啟動性能優于調速型液力偶合器，但是進口產品價格太高，對工作油的清潔度要求極高，需經常換油，維修不便。國產產品故障率高，摩擦片易磨損，污染工作油，需經常更換，使用不便。
帶式輸送機屬于恒力矩機械，因而理論上，調速型液力偶合器在帶式輸送機上應用不節能，但實際應用時，不要求偶合器作答轉差調速，只是在啟動時轉差達，而正常運行時轉差不大，所以電能損耗較少。
4．結語
對工業生產中常用的調速型液力偶合器進行了簡單介紹，分析了其節能運行效率，結合實際的例子，從結果可以看出使用調速型液力偶合器后，能耗被大大降低，起到了明顯的節能效益。
參考文獻：
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術[M],北京:化學工業出版社,2006.
[2]董泳,閏國軍,李小斌.調速型液力偶合器
機械能及其轉化范文6
【關鍵詞】新能源，發電，現狀，情景
引言
在我國，充足保障電力供應對經濟的持續發展必將起到決定性作用，在現有大電網的基礎上，大力發展新能源發電技術將是我國電力系統發展的趨勢。新能源發電是指某些中小型發電裝置靠近用戶側安裝，它既可以獨立于公共電網直接為少量用戶提供電能，也能直接接入配網，與公共電網一起為用戶提供電能。它是以資源和環境效益最大化、能源利用效率最優化來確定方式和容量的新型能源系統。
一、我國能源和發電技術的現狀
我國作為工業大國和人口大國，對能源的消耗量非常大。近年來，消耗總量的增長速度也非?？欤簶藴拭簭?001年的14億噸增長到2005年的22億噸，原油進口從2001年7300萬噸增長到2008年的1.79 億噸。電力電能作為能源輸出的最大方向，其消耗總量從2001年的3．2億千瓦增長到了2008年的7．9億千瓦。如此巨大的電能消耗，必然會加劇能源的需求，對于我國的能源政策也更加不利。
目前，集中發電、遠距離輸電和大電網互聯的電力系統是我國電能生產、輸送和分配的主要方式。這種大電網的弊端主要有：不能靈活跟蹤負荷的變化，無法及時更改供電量，如冬季取暖負荷的激增就會導致電力供應短時不足；另外，電力系統龐大，事故發生頻率高，在這種大型互聯電力系統中局部事故極易擴散， 導致大面積的停電，而一旦發生電網崩潰，其所造成的破壞和影響將十分嚴重。
電能是國民生活和生產的根基，因此無論是從能源角度，還是電力系統自身方面來看，研究新能源發電技術對于我國的現代化建設和人民生活都具有相當大的現實意義和戰略意義。
二、我國的新能源發電技術及其現狀
目前我國用于發電的新能源主要有風能、太陽能、生物能、核能、地熱能等，由于這些能源在我國應用起步時間及其對技術的要求不同，其發展程度也各有深淺，下面坐著就其中幾種主要的性能源的應用現狀進行具體分析。
2.1 風力發電的應用及現狀
風力發電系統由槳葉、機械傳動系統、發電機、電力電子裝置、升壓變壓器等組成，風力發電系統的發電過程是一個能量轉換過程，風的動能先被風機的槳葉捕獲轉換為機械能，再經過機械傳動系統傳遞給發電機，由發電機實現機械能到電能的轉換，直接接入電網或通過電力電子裝置接入電網。目前風機的輸出電壓多為690 伏，需要經變壓器升壓到滿足電網要求的電壓，一般為35 kV 及以上。
自19世紀80年代以來，美國電力工業的奠基人查爾斯•弗朗西斯•布拉升安裝了世界上第一臺自動運行且用于發電的風機，到現在為止，風機技術發展越來越成熟，尤其是20 世紀90 年代以后，世界各國政府相繼出臺了風電發展的激勵政策等，促進了風電技術的快速發展。目前已經出現了幾種成熟的主流技術， 包括失速型恒速風機，主動失速型恒速風機，雙饋變速風機，直驅變速風機，半直驅變速風機。
現代風機的單機容量不斷增大， 從幾百千瓦到兆瓦級。目前市場上的風機單機容量平均約為2000千瓦，風機單機容量最高已達6000千瓦。
1986年4月中國第一個風電場在山東榮成并網發電，1989 年起全國各地陸續引進風機建設風電場，裝機容量逐年增長，規模在1000千瓦以上的電場有新疆達坂城、內蒙古輝騰錫勒、廣東南澳等地的風電場。2009年底我國風電并網總容量為1613萬千瓦，同比增長92．26%，截至2010 年底，風電并網總量已超過2000萬千瓦，而我國風電開發潛力超過25億千瓦。
2.2 太陽能發電技術的應用及現狀
太陽能是地球永恒的能源, 我國陸地面積每年接收的太陽輻射得熱量在 3.3×103~ 8.4×106kJ/ ( m2•a)之間，相當于2.4×104億t 標準煤的發熱量, 屬太陽能資源豐富的國家。全國總面積 2/ 3 以上的地區年日照時數大于2000h,日照得熱量在5×106kJ/ ( m2•a)以上。我國、青海、新疆、甘肅、寧夏、內蒙古高原的年太陽輻射得熱量和日照時數均較高，屬太陽能資源豐富地區；除四川盆地、貴州等地太陽能資源稍差外，東部、南部及東北等地區均為太陽能資源較豐富和中等地區。
太陽能發電有2 種方式，即太陽能熱發電和太陽能光伏發。我國在“八五”“九五”“十五”期間，對太陽能熱發電技術進行了一些研究，但實際應用尚未真正起步。美國和歐洲一些發達國家目前正處于太陽能熱發電商業化的前夕。據專家預測，2020年左右，太陽能熱發電系統將在發達國家實現商業化, 并逐步向發展中國家擴展。
太陽能光伏發電技術已日趨成熟，2004 年全球安裝的太陽能發電系統裝機容量已超過1000GW。中國第一座大功率的太陽能發電站建于內蒙古巴林右旗古力古臺村，功率為560W，1982年10月11日正式投運。隨后又在建成2座10kW、一座20kW和一座25kW的光伏電池電站。中國目前裝機容量最大的太陽能發電工程是安多光伏電站，安多光伏電站于1999年3月建成,，裝機容量達100 kW.。該電站自投入運行以來，累計發電量達131280 kW•h，日平均發電量達240kW•h。
2.3 生物質能發電技術的應用及現狀
所謂的生物質指的是農林廢棄物、水生植物、油料作物、工業加工廢棄物和人畜糞便及城市污水和垃圾等。生物質能發電是指利用生物質本身的能量，將其轉化為可驅動發電機的能量形式，用來發電，然后將所發電能直接提供給用戶或并入電網。
目前，美國在生物質發電領域有許多成熟的技術和實際工程，處于世界領先地位，總裝機容量已達10 GW。底特律擁有世界上最大的垃圾發電廠，日處理垃圾量4000t，發電能力65 MW。在這方面，我國尚處于起步階段，首座國產化的垃圾焚燒發電廠日前已在溫州市甌海區并網發電，日處理生活垃圾320t，年發電量2500萬kW•h。
2.4 核能發電技術的應用及現狀
核能自從問世以來就被許多專家認為是當代可能大規模開發的新能源，尤其對于能源資源匱乏的國家和地區來說，核能已成為必不可少的替代能源，是解決生態環境問題和保障能源安全供應的有效途徑。
我國擁有豐富的核能資源，天然鈾提煉及其加工能力已初具規模，能夠自行設計制造300MW壓水堆核電站的成套設備，正在建造600MW的核電站。我國目前已形成廣東、浙江、江蘇3個核電基地，自從1985年秦山一期核電站開工至今，我國現有機組11臺、裝機容量900萬kW。
2004 年國務院分別批準了廣東嶺澳二期、秦山二廠擴建和浙江三門、廣東陽江4個核電項目。預計到2020年，我國核電裝機容量將達到40GW，占全國發電總裝機容量比例由目前的1.7%上升到4%。
2.5 地熱發電的應用及現狀
地熱發電是利用蒸汽的熱能在汽輪機中轉變為機械能，然后帶動發電機發電，這一點和火力發電的原理是一樣的，不同的是，地熱發電不像火力發電那樣要有龐大的鍋爐，也不需要消耗燃料，它利用的是地熱能，需要有載熱體把地下的熱能帶到地面上來。目前能夠利用的載熱體，主要是地下的天然蒸汽和熱水， 因此地熱發電可分為蒸汽型地熱發電和熱水型地熱發電兩大類。
20世紀70年代初，我國各地涌現出大量的地熱電站，如廣東風順、山東招遠、遼寧熊岳、江西溫湯等地，建于1977年的羊八井地熱電站位于我國羊八井地熱田，地熱蒸汽溫度高達172℃，是我國目前已探明的最大高溫地熱田。
目前，全球范圍的地熱發電每年大約以9%的速度增長，以此速度推測，到2020年，全球年地熱發電量將達到3180億千瓦時。我國要發展地熱發電，還必須加大對地熱資源的勘查，加強對地源熱泵技術的研究。
三、新能源發電在中國的應用前景
目前，新能源發電在中國剛剛起步不久，其特點適應中國電力發展的需求與方向，在中國有著廣闊的發展前景，具體體現在：
（1）新能源發電是中國發展可再生能源的有效形式。國家“十二五”規劃將積極推動和鼓勵可再生能源的發展作為中國的重點發展戰略之一。一方面，充分利用可再生能源發電對于中國調整能源結構、保護環境、開發西部、解決農村用能及邊遠地區用電、進行生態建設等均具有重要意義；另一方面，中國可再生能源的發展潛力十分巨大。然而，可再生能源容量小，功率不穩定，獨立向負荷提供可靠供電的能力不強以及對電網造成波動，影響系統安全穩定的缺點將是其發展中的極大障礙。若能將負荷點附近的分布式能源發電技術、儲能及電力電子控制技術等很好地結合起來構成微電網，則可再生能源，充分發揮其重要潛力。例如，對于中國未通電的偏遠地區，充分利用當地風能、太陽能等新能源，設計合理的微電網結構，實現微電網供電，將是發揮中國資源優勢，加快電力建設的重要舉措。
（2）由新能源組成的微電網在提高中國電網的供電可靠性，改善電能質量方面具有重要作用。中國的經濟已進入數字化時代，優質、可靠的電力供應是經濟高速發展的重要保障。在大電網的脆弱性日益凸顯的情況下，將地理位置接近的重要負荷組成微電網，設計合適的電路結構和控制，為這些負荷提供優質、可靠的電力，不僅可省去提高整體可靠性與電能質量所帶來的不必要成本，還可以減少這些重要負荷的停電經濟損失，吸引更多的高新技術在中國發展。
（3）微電網與大電網間靈活的并列運行方式可使微電網起到消峰填谷的作用，從而使整個電網的發電設備得以充分利用，實現經濟運行。此外，對于中國已有的眾多獨立系統，在系統中加入基于電力電子技術的新能源并配以智能、靈活的控制方式，一方面可提高系統的智能化與自動化，另一方面也可為企業帶來可觀的經濟效益。
四、結束語
總之，科學技術的不斷發展促進了發電技術的進步，新能源在我國未來的應用中前景必將十分廣闊，充分利用好各項電能資源有助于緩解國內用電危機，這對于實現社會經濟可持續發展也具有重要的實際作用。
參考文獻
[1] 趙異波.新能源發電技術的最新進展[J].電工技術, 2004.
