現(xiàn)代科技知識博覽

內容概要

　　本書是一部介紹機械知識方面的科普圖書。
　　在古羅馬時代人們就用到機械來搬運和建造建筑。人類對機械的了解和運用可謂源遠流長。閱讀本書可以提高讀者的動手能力，擴大知識面，以了解機械世界的奧妙。
　　本書分為機械概述、機械制造、機械工程、簡單機械、機器人、機械高科技等六個章節(jié)，每一個章節(jié)，由若干個獨立詞條構成。每一個章節(jié)看似分離不相干，實為環(huán)環(huán)相扣，密不可分。

書籍目錄

第一章　機械概述
　機械的概念
　機械特征
　機械的定義
　機械原理
　機電一體化
　機械工程
　風能利用技術
　地熱能
　太陽能
　風能
　核聚變能
　潮汐能
　節(jié)能減排技術
　流量測量儀表與壓力測量儀表
第二章　機械制造技術
　機械制造方法
　機械制造過程
　機械制造生產類型
　計算機輔助設計
　鑄造技術
　模具制造流程
　電介質物理學
　沖模
　冷沖模
　加速器
　勞倫斯與回旋加速器
　前蘇聯(lián)科學家維克斯列爾
　美國科學家麥克米倫
　美國科學家科斯特
　意大利科學家陶歇克
　壓力機
　剃齒機
　壓氣機
　離心式壓氣機
　升降機
　內燃機
　制冷機
　我國制造業(yè)發(fā)展狀況及前景
　我國離世界制造業(yè)中心有多遠
　合理引導，推動制造業(yè)快速健康發(fā)展
第三章　機械工程
　機械工程的內容
　機械工程的分類
　機械工程的發(fā)展演變歷史
　機械工程的服務領域
　機械工程的工作內容
　機械工程的基礎理論
　機械工程的研究領域
　機械工程的進步
第四章　簡單機械
　杠桿
　一個支點舉起地球
　輪軸
　輪軸在水利中的應用
　滑輪
　斜面
　楔子
　螺旋
　輪齒輪與彈簧
　繩鏈與鉸鏈
　轆轤
　絞車
　自行車上的簡單機械
　機械輪船的制造
　船閘的發(fā)明
　中國第一艘動力兵船
　輪子小史
　車子小史
　牛車小史
　馬車小史
　木牛流馬
　獨輪車小史
　世界上最早的飛車
第五章　機器人
　機器人概述
　機器人的組成
　機器人發(fā)展史
　機器人分類
　機器人品種
　機器警察
　機器人指揮
　禮儀機器人
　古代機器人
　機器馬車
　寫字機器人
　現(xiàn)代機器人
　機器人王國
　機器人化機器
　機器人的手
　機器人的眼睛
　機器認字
　機器識圖
　機器識別物體
　機器人的鼻子
　機器人的耳朵
　人類與機器人
　樂高RCX NXT機器人
　機器人昆蟲與機器人看護
　機器人學國家重點實驗室
第六章　機械高科技
　電梯
　電梯的組成
　電梯的工作原理
　雷達
　多普勒天氣雷達
　火箭的歷史由來
　火箭的故鄉(xiāng)在中國
　火箭分類與組成
　人造地球衛(wèi)星
　人造衛(wèi)星運行軌道
　人造衛(wèi)星工程系統(tǒng)
　世界各國首顆衛(wèi)星發(fā)射
　載人飛船
　載人飛船組成
　載人飛船歷史上的幾起重大事故
　中國載人飛船發(fā)展
　汽車
　中國汽車歷史
　汽車車身演變
　汽車污染
　怎樣判別汽車的制動性
　怎樣理解汽車的穩(wěn)定性
　怎樣評價汽車的動力性
　怎樣評價汽車的通過性
　怎樣評價汽車的使用方便性
　怎樣評價汽車的燃料經濟性
　怎樣計算汽車的經濟壽命
　怎樣理解汽車的物質壽命和技術壽命
　怎樣解讀汽車新名詞
　怎樣識別汽車的ECU
　怎樣判讀VIN(車輛識別代碼)
　怎樣判讀識別代碼術語的含義
　怎樣尋找車輛上的識別代碼
　磁懸浮列車
　中國國產磁懸浮列車
　磁懸浮列車的優(yōu)點
　磁懸浮列車的缺點
　磁懸浮列車面臨的困難
　磁懸浮列車技術系統(tǒng)
　磁懸浮列車的發(fā)展
　風車
　動力機械
　風車之國
　人造腦逼近
　太陽能電車
　嵌人細胞的納米收音機
　用咖啡渣制造生物燃油
　細菌電池新進展
　基于納米碳管的人造肌肉

章節(jié)摘錄

風能利用技術是把風能轉變?yōu)殡娔艿募夹g。通過風力發(fā)電機實現(xiàn)，利用風力帶動風車葉片旋轉，再透過增速機將旋轉的速度提升，來促使發(fā)電機發(fā)電。風力發(fā)電機一般有風輪、發(fā)電機(包括裝置)、調向器(尾翼)、塔架、限速安全機構和儲能裝置等構件組成。風力發(fā)電機的工作原理比較簡單，風輪在風力的作用下旋轉，它把風的動能轉變?yōu)轱L輪軸的機械能。發(fā)電機在風輪軸的帶動下旋轉發(fā)電。風輪是集風裝置，它的作用是把流動空氣具有的動能轉變?yōu)轱L輪旋轉的機械能。一般風力發(fā)電機的風輪由2個或3個葉片構成。在風力發(fā)電機中，已采用的發(fā)電機有三種，即直流發(fā)電機、同步交流發(fā)電機和異步交流發(fā)電機。風力發(fā)電機中調向器的功能是使風力發(fā)電機的風輪隨時都迎著風向，從而能最大限度地獲取風能。一般風力發(fā)電機幾乎全部是利用尾翼來控制風輪的迎風方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。限速安全機構是用來保證風力發(fā)電機運行安全的。限速安全機構的設置可以使風力發(fā)電機風輪的轉速在一定的風速范圍內保持基本不變。塔架是風力發(fā)電機的支撐機構，稍大的風力發(fā)電機塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結構。風力機的輸出功率與風速的大小有關。由于自然界的風速是極不穩(wěn)定的，風力發(fā)電機的輸出功率也極不穩(wěn)定。風力發(fā)電機發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲存起來。目前風力發(fā)電機用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。具體操作步驟如下：測風與選址風是風力發(fā)電的資源，某一地域要搞風力發(fā)電必須對該地域測風。只利用附近氣象站的風能數(shù)據(jù)是遠遠不夠的，必須在選定的風場安裝2～3個測風塔進行一年以上的實地測風。分別取得10米高和40米高的風速、風向以及風頻等數(shù)據(jù)，并繪出風向圖。根據(jù)所測數(shù)據(jù)并參照當?shù)氐牡匦螚l件、交通條件以及上網條件等，決定是否在此建設風電場。風場選定后，還要確定每臺風機的機位，這就是微觀選址。通常采用！WASP軟件，輸入風能、氣象、地形、地貌等各種數(shù)據(jù)，經過計算機的復雜計算來完成。當然風能工程師的現(xiàn)場經驗也是十分重要的。微觀選址不可忽視，如果選址不當，兩臺相鄰200米的風機，其輸出功率可能相差25％以上。獨立運行與并網發(fā)電風力發(fā)電可分獨立運行與并網發(fā)電兩種。顧名思義，獨立運行就是不與電網相連，單獨向家庭或村落供電，這是將風力發(fā)電作為補充能源來利用。為了保證供電的連續(xù)性，可用蓄電池儲能或者與柴油機并聯(lián)運行。獨立運行風電系統(tǒng)的單機容量一般小于。20千瓦。并網發(fā)電是將風力發(fā)電系統(tǒng)并人大電網，使得電網上的用戶都能享受到綠色能源。這是將風力發(fā)電作為替代能源來發(fā)展，也是風電的發(fā)展方向。前面所列舉的風機，都是指并網發(fā)電的。并網風機有許多問題需要研究，要解決如何并網的問題，并網后對電網電能質量的影響。大量風機并網后電網穩(wěn)定性的問題也需要解決。安裝、運行與維護業(yè)已說明，目前市場上主流并網風機的單機容量為600～1000千瓦。以600千瓦風機為例，塔架高45米左右，重量近30噸；機艙重20多噸；葉片長20多米，重2噸多。對這樣一個龐然大物，安裝時需200噸吊車，而且要有很好的基礎，經12級颶風而不倒。安裝前要修好進入現(xiàn)場的道路，鋪設好輸電線路。并在每臺風機前留有足夠的吊裝作業(yè)面。風力發(fā)電的特點是分布電源，每裝完一臺立刻可并人電網發(fā)電。風機的運行完全是自動化的，無人值守。你坐在控制房的電腦前，可以看到風機運行的工況，讀取各種參數(shù)。如出現(xiàn)問題會自動報警，并指出何種故障。有的故障你在電腦前就可排除，恢復風機正常運行。雖然風機能自動運行，但它畢竟是一部機械裝置，有很多運動部件。這需要我們認真維護，定期巡視，．發(fā)現(xiàn)噪聲不對，要找出原因；有些緊固件松動，要立即上緊；要按操作手冊要求，定期加油和更換易損件。加強維護是提高風機壽命和降低發(fā)電成本的關鍵。風機葉片是風力發(fā)電技術進步的關鍵核心。風力機部件，其良好的設計、可靠的質量和優(yōu)越的性能是保證機組正常穩(wěn)定運行的決定因素。我國風機葉片行業(yè)的發(fā)展是伴隨著風電產業(yè)及風電設備行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。由于起步較晚，我國風機葉片最初主要是依靠進口來滿足市場需求的。隨著國內企業(yè)和科研院所的共同努力，我國風機葉片行業(yè)的供給能力迅速提升。目前，我國風機葉片市場已經形成外資企業(yè)、民營企業(yè)、研究院所、上市公司等多元化的主體投資形式。外資企業(yè)主要有GE、LM、GAMESA、VESTAS等，國內企業(yè)以時代新材、中材科技、中航惠騰、中復連眾為代表。截至到2008年5月，中國境內的風電機組葉片廠商共有31家。其中，已經進入批量生產階段的公司有10家。2008年，已經批量生產的葉片公司生產能力為460萬千瓦。預計2010年，這些葉片公司全部進入批量生產階段后，綜合生產能力將達到900萬千瓦。地熱能地熱能是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內部的溫度高達7000攝氏度，而在80～100千米的深度處，溫度會降至650～200攝氏度。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1～5千米的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。離地球表面5000米深，15攝氏度以上的巖石和液體的總含熱量，據(jù)推算約為14.5×1025焦耳，約相當于4948萬億噸標準煤的熱量。地熱來源主要是地球內部放射性同位素熱核反應產生的熱能。按照其儲存形式，地熱資源可分為蒸汽型、熱水型、地壓型、干熱巖型和熔巖型五大類。地熱資源按溫度的劃分。中國一般把高于150攝氏度的稱為高溫地熱，主要用于發(fā)電。低于此溫度的稱做中低溫地熱，通常直接用于采暖、工農業(yè)加溫、水產養(yǎng)殖及醫(yī)療和洗浴等。截至1990年底，世界地熱資源開發(fā)利用于發(fā)電的總裝機容量為588萬千瓦，地熱水的中低溫直接利用約相當于1137萬千瓦。地熱能集中分布在構造板塊邊緣一帶，該區(qū)域也是火山和地震多發(fā)區(qū)。如果熱量提取的速度不超過補充的速度，那么的熱能便是可再生的。地熱能在世界很多地區(qū)應用相當廣泛。據(jù)估計，每年從地球內部傳到地面的熱能相當于100皮瓦/小時。不過，地熱能的分布相對來說比較分散，開發(fā)難度大。據(jù)美國地熱資源委員會(GRC)1990年的調查，世界上18個國家有地熱發(fā)電，總裝機容量5827.55兆瓦，裝機容量在100兆瓦以上的國家有美國、菲律賓、墨西哥、意大利、新西蘭、日本和印尼。我國的地熱資源也很豐富，但開發(fā)利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省區(qū)。世界五個地熱帶分布：(1)環(huán)太平洋地熱帶。世界最大的太平洋板塊與美洲、歐亞、印度板塊的碰撞邊界，即從美國的阿拉斯加、加利福尼亞到墨西哥、智利，從新西蘭、印度尼西亞、菲律賓到中國沿海和日本。世界許多地熱田都位于這個地熱帶，如美國的蓋瑟斯地熱田，．墨西哥的普列托、新西蘭的懷臘開、中國臺灣的馬槽和日本的松川、大岳等地熱田。(2)地中海、喜馬拉雅地熱帶。歐亞板塊與非洲、印度板塊的碰撞邊界，從意大利直至中國的滇藏。如意大利的拉德瑞羅地熱田和中國西藏的羊八井及云南的騰沖地熱田均屬這個地熱帶。(3)大西洋中脊地熱帶。大西洋板塊的開裂部位，包括冰島和亞速爾群島的一些地熱田。(4)紅海、亞丁灣、東非大裂谷地熱帶。包括肯尼亞、烏干達、扎伊爾、埃塞俄比亞、吉布提等國的地熱田。(5)其他地熱區(qū)。除板塊邊界形成的地熱帶外，在板塊內部靠近邊界的部位，在一定的地質條件下也有高熱流區(qū)，可以蘊藏一些中低溫地熱，如中亞、東歐地區(qū)的一些地熱田和中國的膠東、遼東半島及華北平原的地熱田。地熱能的利用可分為，地熱發(fā)電和直接利用兩大類，而對于不同溫度的地熱流體可能利用的范圍如下：(1)200～400攝氏度直接發(fā)電及綜合利用；(2)150～200攝氏度雙循環(huán)發(fā)電，制冷，工業(yè)干燥，工業(yè)熱加工；(3)100一-150攝氏度雙循環(huán)發(fā)電，供暖，制冷，工業(yè)干燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品；(4)50～100攝氏度供暖，溫室，家庭用熱水，工業(yè)干燥；(5)20～50攝氏度沐浴，水產養(yǎng)殖，飼養(yǎng)牲畜，土壤加溫，脫水加工?，F(xiàn)在許多國家為了提高地熱利用率，而采用梯級開發(fā)和綜合利用的辦法，如熱電聯(lián)產聯(lián)供，熱電冷三聯(lián)產，先供暖后養(yǎng)殖等。人類很早以前就開始利用地熱能，例如，利用溫泉沐浴、醫(yī)療，利用地下熱水取暖、建造農作物溫室、水產養(yǎng)殖及烘干谷物等。但真正認識地熱資源，并進行較大規(guī)模的開發(fā)利用卻是始于20世紀中葉。

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