現(xiàn)代科技知識(shí)博覽

內(nèi)容概要

　　本書是一部介紹機(jī)械知識(shí)方面的科普?qǐng)D書。
　　在古羅馬時(shí)代人們就用到機(jī)械來搬運(yùn)和建造建筑。人類對(duì)機(jī)械的了解和運(yùn)用可謂源遠(yuǎn)流長。閱讀本書可以提高讀者的動(dòng)手能力，擴(kuò)大知識(shí)面，以了解機(jī)械世界的奧妙。
　　本書分為機(jī)械概述、機(jī)械制造、機(jī)械工程、簡單機(jī)械、機(jī)器人、機(jī)械高科技等六個(gè)章節(jié)，每一個(gè)章節(jié)，由若干個(gè)獨(dú)立詞條構(gòu)成。每一個(gè)章節(jié)看似分離不相干，實(shí)為環(huán)環(huán)相扣，密不可分。

書籍目錄

第一章　機(jī)械概述
　機(jī)械的概念
　機(jī)械特征
　機(jī)械的定義
　機(jī)械原理
　機(jī)電一體化
　機(jī)械工程
　風(fēng)能利用技術(shù)
　地?zé)崮?br />　太陽能
　風(fēng)能
　核聚變能
　潮汐能
　節(jié)能減排技術(shù)
　流量測量儀表與壓力測量儀表
第二章　機(jī)械制造技術(shù)
　機(jī)械制造方法
　機(jī)械制造過程
　機(jī)械制造生產(chǎn)類型
　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)
　鑄造技術(shù)
　模具制造流程
　電介質(zhì)物理學(xué)
　沖模
　冷沖模
　加速器
　勞倫斯與回旋加速器
　前蘇聯(lián)科學(xué)家維克斯列爾
　美國科學(xué)家麥克米倫
　美國科學(xué)家科斯特
　意大利科學(xué)家陶歇克
　壓力機(jī)
　剃齒機(jī)
　壓氣機(jī)
　離心式壓氣機(jī)
　升降機(jī)
　內(nèi)燃機(jī)
　制冷機(jī)
　我國制造業(yè)發(fā)展?fàn)顩r及前景
　我國離世界制造業(yè)中心有多遠(yuǎn)
　合理引導(dǎo)，推動(dòng)制造業(yè)快速健康發(fā)展
第三章　機(jī)械工程
　機(jī)械工程的內(nèi)容
　機(jī)械工程的分類
　機(jī)械工程的發(fā)展演變歷史
　機(jī)械工程的服務(wù)領(lǐng)域
　機(jī)械工程的工作內(nèi)容
　機(jī)械工程的基礎(chǔ)理論
　機(jī)械工程的研究領(lǐng)域
　機(jī)械工程的進(jìn)步
第四章　簡單機(jī)械
　杠桿
　一個(gè)支點(diǎn)舉起地球
　輪軸
　輪軸在水利中的應(yīng)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(jī)械
　機(jī)械輪船的制造
　船閘的發(fā)明
　中國第一艘動(dòng)力兵船
　輪子小史
　車子小史
　牛車小史
　馬車小史
　木牛流馬
　獨(dú)輪車小史
　世界上最早的飛車
第五章　機(jī)器人
　機(jī)器人概述
　機(jī)器人的組成
　機(jī)器人發(fā)展史
　機(jī)器人分類
　機(jī)器人品種
　機(jī)器警察
　機(jī)器人指揮
　禮儀機(jī)器人
　古代機(jī)器人
　機(jī)器馬車
　寫字機(jī)器人
　現(xiàn)代機(jī)器人
　機(jī)器人王國
　機(jī)器人化機(jī)器
　機(jī)器人的手
　機(jī)器人的眼睛
　機(jī)器認(rèn)字
　機(jī)器識(shí)圖
　機(jī)器識(shí)別物體
　機(jī)器人的鼻子
　機(jī)器人的耳朵
　人類與機(jī)器人
　樂高RCX NXT機(jī)器人
　機(jī)器人昆蟲與機(jī)器人看護(hù)
　機(jī)器人學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
第六章　機(jī)械高科技
　電梯
　電梯的組成
　電梯的工作原理
　雷達(dá)
　多普勒天氣雷達(dá)
　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(yùn)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(dòng)性
　怎樣理解汽車的穩(wěn)定性
　怎樣評(píng)價(jià)汽車的動(dòng)力性
　怎樣評(píng)價(jià)汽車的通過性
　怎樣評(píng)價(jià)汽車的使用方便性
　怎樣評(píng)價(jià)汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性
　怎樣計(jì)算汽車的經(jīng)濟(jì)壽命
　怎樣理解汽車的物質(zhì)壽命和技術(shù)壽命
　怎樣解讀汽車新名詞
　怎樣識(shí)別汽車的ECU
　怎樣判讀VIN(車輛識(shí)別代碼)
　怎樣判讀識(shí)別代碼術(shù)語的含義
　怎樣尋找車輛上的識(shí)別代碼
　磁懸浮列車
　中國國產(chǎn)磁懸浮列車
　磁懸浮列車的優(yōu)點(diǎn)
　磁懸浮列車的缺點(diǎn)
　磁懸浮列車面臨的困難
　磁懸浮列車技術(shù)系統(tǒng)
　磁懸浮列車的發(fā)展
　風(fēng)車
　動(dòng)力機(jī)械
　風(fēng)車之國
　人造腦逼近
　太陽能電車
　嵌人細(xì)胞的納米收音機(jī)
　用咖啡渣制造生物燃油
　細(xì)菌電池新進(jìn)展
　基于納米碳管的人造肌肉

章節(jié)摘錄

風(fēng)能利用技術(shù)是把風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿募夹g(shù)。通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)實(shí)現(xiàn)，利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再透過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)力發(fā)電機(jī)一般有風(fēng)輪、發(fā)電機(jī)(包括裝置)、調(diào)向器(尾翼)、塔架、限速安全機(jī)構(gòu)和儲(chǔ)能裝置等構(gòu)件組成。風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作原理比較簡單，風(fēng)輪在風(fēng)力的作用下旋轉(zhuǎn)，它把風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪軸的機(jī)械能。發(fā)電機(jī)在風(fēng)輪軸的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電。風(fēng)輪是集風(fēng)裝置，它的作用是把流動(dòng)空氣具有的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)轱L(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪由2個(gè)或3個(gè)葉片構(gòu)成。在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中，已采用的發(fā)電機(jī)有三種，即直流發(fā)電機(jī)、同步交流發(fā)電機(jī)和異步交流發(fā)電機(jī)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)中調(diào)向器的功能是使風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)輪隨時(shí)都迎著風(fēng)向，從而能最大限度地獲取風(fēng)能。一般風(fēng)力發(fā)電機(jī)幾乎全部是利用尾翼來控制風(fēng)輪的迎風(fēng)方向的。尾翼的材料通常采用鍍鋅薄鋼板。限速安全機(jī)構(gòu)是用來保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全的。限速安全機(jī)構(gòu)的設(shè)置可以使風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速在一定的風(fēng)速范圍內(nèi)保持基本不變。塔架是風(fēng)力發(fā)電機(jī)的支撐機(jī)構(gòu)，稍大的風(fēng)力發(fā)電機(jī)塔架一般采用由角鋼或圓鋼組成的桁架結(jié)構(gòu)。風(fēng)力機(jī)的輸出功率與風(fēng)速的大小有關(guān)。由于自然界的風(fēng)速是極不穩(wěn)定的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率也極不穩(wěn)定。風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一般是不能直接用在電器上的，先要儲(chǔ)存起來。目前風(fēng)力發(fā)電機(jī)用的蓄電池多為鉛酸蓄電池。具體操作步驟如下：測風(fēng)與選址風(fēng)是風(fēng)力發(fā)電的資源，某一地域要搞風(fēng)力發(fā)電必須對(duì)該地域測風(fēng)。只利用附近氣象站的風(fēng)能數(shù)據(jù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須在選定的風(fēng)場安裝2～3個(gè)測風(fēng)塔進(jìn)行一年以上的實(shí)地測風(fēng)。分別取得10米高和40米高的風(fēng)速、風(fēng)向以及風(fēng)頻等數(shù)據(jù)，并繪出風(fēng)向圖。根據(jù)所測數(shù)據(jù)并參照當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件、交通條件以及上網(wǎng)條件等，決定是否在此建設(shè)風(fēng)電場。風(fēng)場選定后，還要確定每臺(tái)風(fēng)機(jī)的機(jī)位，這就是微觀選址。通常采用！WASP軟件，輸入風(fēng)能、氣象、地形、地貌等各種數(shù)據(jù)，經(jīng)過計(jì)算機(jī)的復(fù)雜計(jì)算來完成。當(dāng)然風(fēng)能工程師的現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)也是十分重要的。微觀選址不可忽視，如果選址不當(dāng)，兩臺(tái)相鄰200米的風(fēng)機(jī)，其輸出功率可能相差25％以上。獨(dú)立運(yùn)行與并網(wǎng)發(fā)電風(fēng)力發(fā)電可分獨(dú)立運(yùn)行與并網(wǎng)發(fā)電兩種。顧名思義，獨(dú)立運(yùn)行就是不與電網(wǎng)相連，單獨(dú)向家庭或村落供電，這是將風(fēng)力發(fā)電作為補(bǔ)充能源來利用。為了保證供電的連續(xù)性，可用蓄電池儲(chǔ)能或者與柴油機(jī)并聯(lián)運(yùn)行。獨(dú)立運(yùn)行風(fēng)電系統(tǒng)的單機(jī)容量一般小于。20千瓦。并網(wǎng)發(fā)電是將風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并人大電網(wǎng)，使得電網(wǎng)上的用戶都能享受到綠色能源。這是將風(fēng)力發(fā)電作為替代能源來發(fā)展，也是風(fēng)電的發(fā)展方向。前面所列舉的風(fēng)機(jī)，都是指并網(wǎng)發(fā)電的。并網(wǎng)風(fēng)機(jī)有許多問題需要研究，要解決如何并網(wǎng)的問題，并網(wǎng)后對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響。大量風(fēng)機(jī)并網(wǎng)后電網(wǎng)穩(wěn)定性的問題也需要解決。安裝、運(yùn)行與維護(hù)業(yè)已說明，目前市場上主流并網(wǎng)風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量為600～1000千瓦。以600千瓦風(fēng)機(jī)為例，塔架高45米左右，重量近30噸；機(jī)艙重20多噸；葉片長20多米，重2噸多。對(duì)這樣一個(gè)龐然大物，安裝時(shí)需200噸吊車，而且要有很好的基礎(chǔ)，經(jīng)12級(jí)颶風(fēng)而不倒。安裝前要修好進(jìn)入現(xiàn)場的道路，鋪設(shè)好輸電線路。并在每臺(tái)風(fēng)機(jī)前留有足夠的吊裝作業(yè)面。風(fēng)力發(fā)電的特點(diǎn)是分布電源，每裝完一臺(tái)立刻可并人電網(wǎng)發(fā)電。風(fēng)機(jī)的運(yùn)行完全是自動(dòng)化的，無人值守。你坐在控制房的電腦前，可以看到風(fēng)機(jī)運(yùn)行的工況，讀取各種參數(shù)。如出現(xiàn)問題會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并指出何種故障。有的故障你在電腦前就可排除，恢復(fù)風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。雖然風(fēng)機(jī)能自動(dòng)運(yùn)行，但它畢竟是一部機(jī)械裝置，有很多運(yùn)動(dòng)部件。這需要我們認(rèn)真維護(hù)，定期巡視，．發(fā)現(xiàn)噪聲不對(duì)，要找出原因；有些緊固件松動(dòng)，要立即上緊；要按操作手冊(cè)要求，定期加油和更換易損件。加強(qiáng)維護(hù)是提高風(fēng)機(jī)壽命和降低發(fā)電成本的關(guān)鍵。風(fēng)機(jī)葉片是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵核心。風(fēng)力機(jī)部件，其良好的設(shè)計(jì)、可靠的質(zhì)量和優(yōu)越的性能是保證機(jī)組正常穩(wěn)定運(yùn)行的決定因素。我國風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的發(fā)展是伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)及風(fēng)電設(shè)備行業(yè)的發(fā)展而發(fā)展起來的。由于起步較晚，我國風(fēng)機(jī)葉片最初主要是依靠進(jìn)口來滿足市場需求的。隨著國內(nèi)企業(yè)和科研院所的共同努力，我國風(fēng)機(jī)葉片行業(yè)的供給能力迅速提升。目前，我國風(fēng)機(jī)葉片市場已經(jīng)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(nèi)企業(yè)以時(shí)代新材、中材科技、中航惠騰、中復(fù)連眾為代表。截至到2008年5月，中國境內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組葉片廠商共有31家。其中，已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段的公司有10家。2008年，已經(jīng)批量生產(chǎn)的葉片公司生產(chǎn)能力為460萬千瓦。預(yù)計(jì)2010年，這些葉片公司全部進(jìn)入批量生產(chǎn)階段后，綜合生產(chǎn)能力將達(dá)到900萬千瓦。地?zé)崮艿責(zé)崮苁怯傻貧こ槿〉奶烊粺崮?，這種能量來自地球內(nèi)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(nèi)部的溫度高達(dá)7000攝氏度，而在80～100千米的深度處，溫度會(huì)降至650～200攝氏度。透過地下水的流動(dòng)和熔巖涌至離地面1～5千米的地殼，熱力得以被轉(zhuǎn)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(huì)滲出地面。運(yùn)用地?zé)崮茏詈唵魏妥詈虾醭杀拘б娴姆椒ǎ褪侵苯尤∮眠@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(dāng)于4948萬億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的熱量。地?zé)醽碓粗饕堑厍騼?nèi)部放射性同位素?zé)岷朔磻?yīng)產(chǎn)生的熱能。按照其儲(chǔ)存形式，地?zé)豳Y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?zé)豳Y源按溫度的劃分。中國一般把高于150攝氏度的稱為高溫地?zé)?，主要用于發(fā)電。低于此溫度的稱做中低溫地?zé)?，通常直接用于采暖、工農(nóng)業(yè)加溫、水產(chǎn)養(yǎng)殖及醫(yī)療和洗浴等。截至1990年底，世界地?zé)豳Y源開發(fā)利用于發(fā)電的總裝機(jī)容量為588萬千瓦，地?zé)崴闹械蜏刂苯永眉s相當(dāng)于1137萬千瓦。地?zé)崮芗蟹植荚跇?gòu)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(bǔ)充的速度，那么的熱能便是可再生的。地?zé)崮茉谑澜绾芏嗟貐^(qū)應(yīng)用相當(dāng)廣泛。據(jù)估計(jì)，每年從地球內(nèi)部傳到地面的熱能相當(dāng)于100皮瓦/小時(shí)。不過，地?zé)崮艿姆植枷鄬?duì)來說比較分散，開發(fā)難度大。據(jù)美國地?zé)豳Y源委員會(huì)(GRC)1990年的調(diào)查，世界上18個(gè)國家有地?zé)岚l(fā)電，總裝機(jī)容量5827.55兆瓦，裝機(jī)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?zé)豳Y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(gè)地?zé)釒Х植迹?1)環(huán)太平洋地?zé)釒?。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?zé)崽锒嘉挥谶@個(gè)地?zé)釒?，如美國的蓋瑟斯地?zé)崽?，．墨西哥的普列托、新西蘭的懷臘開、中國臺(tái)灣的馬槽和日本的松川、大岳等地?zé)崽铩?2)地中海、喜馬拉雅地?zé)釒АW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?zé)崽锖椭袊鞑氐难虬司霸颇系尿v沖地?zé)崽锞鶎龠@個(gè)地?zé)釒А?3)大西洋中脊地?zé)釒?。大西洋板塊的開裂部位，包括冰島和亞速爾群島的一些地?zé)崽铩?4)紅海、亞丁灣、東非大裂谷地?zé)釒А０夏醽?、烏干達(dá)、扎伊爾、埃塞俄比亞、吉布提等國的地?zé)崽铩?5)其他地?zé)釁^(qū)。除板塊邊界形成的地?zé)釒?，在板塊內(nèi)部靠近邊界的部位，在一定的地質(zhì)條件下也有高熱流區(qū)，可以蘊(yùn)藏一些中低溫地?zé)?，如中亞、東歐地區(qū)的一些地?zé)崽锖椭袊哪z東、遼東半島及華北平原的地?zé)崽?。地?zé)崮艿睦每煞譃?，地?zé)岚l(fā)電和直接利用兩大類，而對(duì)于不同溫度的地?zé)崃黧w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(chǎn)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?zé)崂寐剩捎锰菁?jí)開發(fā)和綜合利用的辦法，如熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，熱電冷三聯(lián)產(chǎn)，先供暖后養(yǎng)殖等。人類很早以前就開始利用地?zé)崮?，例如，利用溫泉沐浴、醫(yī)療，利用地下熱水取暖、建造農(nóng)作物溫室、水產(chǎn)養(yǎng)殖及烘干谷物等。但真正認(rèn)識(shí)地?zé)豳Y源，并進(jìn)行較大規(guī)模的開發(fā)利用卻是始于20世紀(jì)中葉。

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