机械能及其转化精选(九篇)
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第1篇：机械能及其转化范文
本专题的重点是功率、机械效率和机械能的转化，涉及功率、机械效率和机械能转化的综合性试题是中考难点.
第1节 功
重点考点
本节的考点是结合实例认识功的概念，知道做功的过程就是能量转化或转移的过程.记住功的单位，熟练掌握公式W=Fs的应用，理解做功的两个必要因素F和s的物理意义：F是作用在物体上的力，s是在力的方向上通过的距离，功的原理：使用任何机械都不省功，不省功包括两种情况：一种是理想情况下，使用机械做的功等于不用机械做的功：另一种情况是对于非理想机械而言，使用机械做的功大于不使用机械做的功，即费功.
中考考点是判断力对物体是否做功，找出功的两个因素F、s，用公式W=Fs进行相关的计算.
中考常见题型
中考中联系生活有关事例如踢球、搬东西、滑轮、杠杆、斜面等场景进行分析.常见的题型是选择题、填空题和综合应用题，
例l （2014.菏泽）如图1所示，光滑斜面AB>AC，沿斜面AB和AC分别将同一重物从它们的底部拉到顶部，所需拉力分别为F1和F2，所做的功分别为W，和W2，则（）.
A. F1
B. F1
C. FI>F2，W1>W2
D. F1>F2，WI=W2
思路分析：（1）斜面光滑说明摩擦力为零，就是说使用光滑的斜面没有额外功，无论是沿斜面B，4还是CA匀速拉同一物体，由于其高度相同，由功的原理可知沿斜面所做的功都等于不用机械而直接用手所做的功，即W1=W2.（2）根据图示可知，（），而W1=W2，由W=FL可知，（），即F1
第2节 机械效率
重点考点
本节主要考点是理解力学中的三种功：有用功、额外功和总功.理解机械效率的意义，由于W有
重点是机械效率的计算，简单机械机械效率的测定及影响因素.
中考常见题型
中考常联系前面学过的各种简单机械，如用滑轮组提起重物，用杠杆撬起物体，利用斜面把物体推到高处等来计算不同场景下的机械效率，常见的题型有填空题、选择题、实验探究题和综合应用题.解这些题目中的关键足弄清楚什么是有用功、额外功和总功，有用功W有是埘人们有用的功，额外功W额 是人们为达到目的并不需要但又不得不做的功，总功W总 是人们为达到目的实际做的功，他们之问的关系是W 总=W有十W额.即在使用简单机械时，机械对物体做的功是有用功，克服机械自重或摩擦做的功是额外功，人对机械做的功是总功.在计算过程中，注意各个力和距离之间的对应关系，分析谁对准做功是一个易错点，
探究影响斜面机械效率和影响滑轮组机械效率的因素这两个实验是中考常考点，应引起足够重视.影响斜面机械效率的因素有：斜面的倾斜程度，斜面的粗糙程度.影响滑轮组机械效率的因素有：提升的物重，动滑轮的白重，各部件间的摩擦与绳重，实验过程中要重视科学方法――控制变量法的应用，注意对实验数据的分析和对比，从而得m正确的实验结论.
例2 （2014.广元）有两个人利用斜面共同将木箱拉上汽车，为了提高斜面的机械效率，下列做法中可取的是（）.
A.以较快的速度将木箱匀速拉上汽车
B.以较慢的速度将木箱匀速拉上汽车
C.改由一个人将木箱匀速拉上汽车
D.板长不变，改用光滑的斜面板，将木箱匀速拉上车
思路分析：固由机械效率公式（）可知，要想提高机械效率，应减小拉力做的功，如果板长不变，则应使拉力减小.A、B、C三项中物体都是匀速运动的，故拉力都应是相等的：只有D项，在光滑的斜面上匀速拉动物体，没有了摩擦力，拉力变小，拉力做的功减小，故机械效率增加，选D.
第3节 功率
重点考点
本节重点有：理解功率的概念及功率的物理意义，知道功率只反映做功的快慢，不能表示做功的多少.掌握功率的单位及计算公式，能进行相关计算，知道功率的定义式（）和导出公式P=Fv，并理解公式P=Fv的意义，要理解功率和机械效率这两个物理量的物理意义完全不同且毫无关系，不要混淆.
功率是力学中重要的物理量，准确理解概念，灵活运用公式进行计算，重视各部分知识问的相互联系，才能更好地解决实际问题.
中考常见题型
本考点常涉及功、功率、机械效率的综合性计算题，试题中往往条件较多，不同的力、距离、时问之间关系较为复杂，解题时要认真审题，明确所求的未知量，找出一一对应的关系，再根据公式进行计算.
例3 （2014.宜昌）下列关于功率的说法止确的足（）.
A.功率大的机器做的功一定多
B.功率大的机器做功时间一定短
C.功率大的机器做功一定快
D.功率大的机器机械效率一定高
思路分析：物体在单位时间完成的功叫功率，功率是描述物体做功快慢的物理量，等丁功和做功时问的比值；功率和机械效率没有必然的联系，功率等于功和做功时间的比值，做功多，时间不确定，功率大小不确定，故A错误；功率等于功和做功时间的比值，时间短，功多少不确定，功率大小不确定，故B错误；功率是比较物体做功快慢的物理量，做功快，说明功率大，故C正确；功率和机械效率之间没有关系，故D错误，选C.
第4节 、动能和势能
重点考点
本节考点是理解动能、重力势能和弹性势能的概念，知道它们大小各与什么因素有关，并能解释简单的现象，能判断物体在运动过程中的动能和势能如何变化，
中考常见题型
本考点是一个热点考点，中招常以填空题、选择题和实验探究题出现，常考的内容有：判断什么样的物体具有能量及一个物体具有何种形式的机械能：比较物体具有的动能、重力势能或弹性势能的大小；探究影响动能、势能大小的因素.关于探究实验类试题，应重视实验过程及科学方法――控制变量法和转换法的应用，
例4（2014.昆明）草原发生大面积蝗灾时，农业部门利用飞机喷洒农药消灭蝗虫，当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，它的（）.
A.动能不变，势能不变
B.动能减少，势能增加
C.动能增加，势能减少
D.动能减少，势能减少
思路分析：动能的影响因素是质量和速度，重力势能的影响因素是质量和高度，动能和势能统称机械能.当飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药时，其质量在不断减小，高度和速度不变，因此，由动能和重力势能的影响因素可知，其动能和重力势能均减少.故只有选项D的说法正确，符合题意.选D.
例5 （2014.兰州）如图2所示是“探究物体动能的大小与什么因素有关”的实验装置.
（1）该实验利用了转换法，通过观察________来判断________（填“小球”或“木块”）动能的大小.
（2）让同一小球从斜面的不同高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________ 的关系.
（3）换用质量不同的小球，使它们从斜面的________（填“相同”或“不同”）高度由静止滚下，推动木块做功，目的是为了探究动能的大小与________的关系.
思路分析：（1）实验中，通过小球推动木块运动距离的大小来反映小球动能的大小.（2）实验表明动能的大小与物体的速度和质量有关；若探究速度对动能的影响，应使小球的质量相同，速度不同，所以需使同一小球从斜面的不同高度由静止滑下.（3）若探究质量对动能的影响，应使小球的速度相同，质量不同，所以需使质量不相同的小球从斜面的相同高度由静止滑下，
答案：（1）木块移动的距离 小球 （2）速度 （3）相同 质量
重点考点，
通过实例说明动能和势能的相互转化，能解释机械能和其他形式能的相互转化.
本考点在中考试题中多以生活、生产中的实例为背景材料进行考查.若外界没有对物体做功或物体没有对外界做功，那么物体的动能与势能之和即机械能就保持不变，如卫星绕地球运行.而物体在运动过程中往往有能量的损耗，则有机械能转化为其他形式的能.因此，判断物体的动能和势能的转化，应对日常生活中常见的能量转化实例加以讨论，客观地分析动能和势能及机械能和其他形式能的相互转化，从中理解机械能守恒的条件.
中考常见题型
动能和势能都是不可直观的物理量，只能通过与它们相关的物理量来判断它们的变化.方法是：先明确物体在起始位置所具有的动能、势能，然后根据物体运动过程中速度、高度、质量的变化来判断动能和势能的变化.依据动能、重力势能、弹性势能的相互转化规律去分析、解释一些物理现象，例如过山车、人造卫星等，多以填空题、选择题等题型考查.
例6（2014.潍坊）（多选）在索契冬奥会上，我国选手贾宗洋在自由式滑雪比赛中获得铜牌.他在比赛过程中运动的轨迹（αbcde）如图3所示，如果不计空气阻力，则贾宗洋（）.
A.从α点下滑到b点过程中，动能增加
B.从b点运动到c点过程中，重力势能增加
C.在c点的机械能等于在d点的机械能
D.在α点的重力势能等于在c点的重力势能
思路分析：从α点下滑到b点过程中，高度减小，重力势能减小，速度增大，动能增大，重力势能转化为动能，故A正确；从b点运动到c点过程中，高度增加，重力势能增大，速度减小，动能减小，动能转化为重力势能，故B正确；从c点下落到d点过程中，贾宗洋处于腾空状态，与雪之间没有摩擦，在不计空气阻力的情况下，机械能保持不变，故C正确：α、c两点高度不同，重力势能不同，故D错误.选ABC.
例7 （2014.广州）滚摆从图4中的位置1静止释放，下降经过位置2.继续下降，再上升到达最高点3.这三个位置中，滚摆重力势能最大的是________ .动能为零的是________ ，机械能最大的是________ .（均填位置序号）
思路分析：滚摆是重力势能和动能相互转化的机械，故滚摆升到最高点后，放开手，可以看到滚摆旋转着下降，越转越快，到最低点时滚摆转而上升，直到回到接近原来的位置；滚摆在最高点位置时重力势能最大，动能为零，在最低点时动能最大；开始释放的位置最高，所以图示三个位置中位量1的重力势能最大，动能为零，机械能最大，
第2篇：机械能及其转化范文
2、知道什么是动能及影响动能大小的因素．
3、知道什么是重力势能和弹性势能及影响势能大小的因素．
4、能举例说明物体的动能、重力势能、弹性势能．
5、能用动能、势能大小的因素解释简单的现象．
6、通过演示实验、生活中的现象归纳和总结，提高学生观察、比较、想象、归纳的能力．
教材分析
本节教材首先在学生学过的功的知识的基础上，直接从功和能的关系引入了能量的初步概念，不追求严密性．这是因为初中只要求学生对能量的概念有初步的认识．教材列举了风、流水等能够做功，以便使学生对运动物体具有能量形成比较清楚的具体印象，同时也为讲水能和风能的利用埋下伏笔．由此引出了动能的概念，用实验说明动能的大小跟速度、质量的关系，能够培养学生的观察分析能力，势能的教学也是从做功的角度先引入势能概念，再由实验或观察生活中的现象学习势能的大小的决定因素．最后，教材给出了机械能的概念，并指出动能、势能、机械能的单位和功的单位相同，都是焦耳．
教法建议
对于能量的引入，可以从一些涉及能量的词中，知道“能”是重要概念．再联系做功的知识，列举实例如课本上的实例和演示小实验．
用学生自主学习的方法，让学生列举运动物体能做功的现象，并分析这些不同事物的相同点，进而得出运动的物体具有的能量是动能的结论．进一步用实验或多媒体资料发现动能大小的决定因素，并进而用学到的知识，即动能定义、动能大小的决定因素来分析和解释生产和生活中的现象．
对于重力势能和弹性势能的学习，也用同样的方法，可以设计与动能相同的学习框架，让学生用科学探究的方法学习，同时学生可以加深体验学习物理的方法和感觉到学习物理的乐趣．
对于机械能的学习，可以用学生阅读课本或提供给学生的阅读材料，教师进行总结，注意要用联系实际的事例使学生能够分析机械能的实际问题，并理解动能和势能统称为机械能中“统称”的含义．
教学设计示例
第一节动能和势能
【课题】动能和势能
【重点和难点分析】动能和势能概念的建立．重力势能概念建立：由于实际看到的下落物体做功都表现为有速度的物体的做功，所以在建立重力势能概念时，要强化能够做功的物体就有能量．
【教学过程设计】
1，引入新课
由于能量和做功的概念有密切的联系，所以通过一些问题引导学生由功和能的关系理解能量的概念．提供学生思考的问题有：怎样才算做功了；功的必要条件和单位；分析具体实例引入能量的概念．
实验：演示钢球从斜面上滚下，在水平面上撞击木块，使木块移动一段距离，学生分析在碰撞过程中，做功的情况．由分析结果“钢球对木块做了功”引出能量的概念“一个物体能够做功，我们就说它具有能量．可见在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领．一个物体能做的功越多，这个物体的能量越大．
2，新授课：动能
1），动能概念的建立
观察和分析生活中的实例：风吹动帆船航行，空气对帆船做了功；急流的河水把石头冲走，水对石头做了功，运动的钢球打在木块上，把木块推走，钢球对木块做了功．
利用板图帮助学生找到不同现象的共性的内容：运动的物体能够做功，我们把它们所具有的能量称为“动能”．
从板图上，学生应当能够总结出“物体由于运动具有的能量称为动能”．
根据学生的具体情况，可以由学生总结结论，也可以教师帮助学生逐步的寻求共同点，得到结论．
2），动能大小的决定因素
实验步骤1：让同一个钢球在斜面的不同位置上滚下，观察小球撞击木块的现象，并分析得到的结论．
学生在观察过程中要思考的问题：钢球先后从不同高度处滚下的原因；撞击距离的远近说明了什么；做功多少说明了什么；实验结论．
分析过程：同一个钢球，原来的位置越高，滚到斜面下端时的速度越大，把木块推得越远，做的功越多，说明具有的动能越大，所以动能的大小与物体运动速度有关．
实验步骤2：观察钢球和木球在斜面的同一高度处滚下，撞到平面上的木块发生的现象，并分析实验的结论．
学生在观察过程中思考的问题：钢球和木球从斜面的同一高度处滚下的原因；撞击木块的远近说明了什么；做功多少说明了什么；实验结论．
分析过程：钢球和木球从斜面的同一高度处滚下，到达斜面底部时速度相同，钢球的质量大，把木块推得远，做功多，具有动能大，所以动能的大小还与物体的质量有关．
综上所述：物体的动能大小和物体的质量、运动速度有关．
3，新授课：势能
1），力势能概念的建立及其大小的决定因素
引导学生观察分析重锤具有做功能力，因而具有能量：重锤被举高，当下落时，能够把木桩打入地里，对木桩做功，所以它因能够做功而具有能量，我们把这种能量称为重力势能．
学生列举生活中存在重力势能的实例．并结合实例分析出物体和地面有高度差就有重力势能（可以让学生知道我们都是以地面为参考，来分析重力势能的）
学生从实例中分析重力势能的大小的决定因素，并结合实际现象分析是否有重力势能、重力势能大小比较、重力势能的变化三个方面的问题．
2），弹性势能概念的建立及其大小的决定因素
建议学习方法为学生阅读，并回答问题：什么是弹性势能；举例说明物体具有弹性势能可以做功；分析压缩弹簧被放松而做功的实例；列举并分析弹性势能大小比较和弹性势能变化的实例．
4，新授课：机械能
讲清机械能上动能和势能的统称其中统称的含义：表示动能和势能都属于机械能，即机械能有两种表示方式：动能和势能．一个物体既可以有动能也可以有势能．
【板书设计】
探究活动
【课题】分析玩具小车在运动过程中的能量转化
【组织活动形式】学生小组
【活动方案参考】
1、观察小车的传动结构，在上紧发条时和松开发条时的情景；思考弹性势能大小和做功多少的关系．
2、看看市场或超市中还有哪些上发条的小车．
3、观察现在流行的儿童玩具靠什么发动的．
【评价】
1、材料全班共享．
第3篇：机械能及其转化范文
通过分析制冷系统和太阳能烟囱热气流发电系统的技术和特点，提出了太阳能烟囱制冷系统.将太阳能烟囱系统与制冷系统相结合进行制冷，可实现制冷不用电.该系统由烟囱、集热棚、蓄热层、涡轮机、开启式制冷压缩机、冷凝器和变速器等组成.介绍了太阳能烟囱制冷系统的结构特点、工作原理以及系统相关参数的计算方法.分析结果表明，太阳能烟囱制冷系统结构简单，运行维护方便，制冷不用电，无污染，具有良好的环境效应，可根据环境温度改变压缩机运行转速调节供冷负荷，能有效解决热带及沙漠地区的供冷及供电问题.
关键词：
太阳能烟囱系统； 制冷系统； 系统参数
中图分类号： TB 61+5； TK 514文献标志码： A
Abstract：
By analyzing the technical features of solar hot air chimney generating electricity and refrigeration system，a solar chimney refrigeration system combining with them to provide cooling water without electricity was proposed.It is made up of chimney，heat collector，heat storage layer，turbine，opentype compressor，condenser，and transmission.The operation principles，structure characteristics and geometric theory of this refrigeration system were formulated and analyzed，and the calculation formulae for refrigeration performance parameters and size of chimney and heat collector were deduced preliminarily basing on rated cooling capacity.The analysis results show that this mechanism is of simple structure，easy operation and maintenance，refrigerating without electricity，no pollution and has good environmental effect.It can change the speed of the compressor to regulate cooling load according to the ambient temperature，besides，it can effectively solve the problem of cooling and power supply in tropical and desert regions.
Keywords：
solar chimney； refrigeration system； system parameters
在压缩式制冷系统中，压缩机依靠电源供电，使制冷剂在系统内循环.为使系统热量能够在冷凝器内有效释放，在冷凝器侧安装了电机和叶片.电机供电后，叶片强制环境空气流过冷凝器进行换热，空气带走制冷系统的热量，实现制冷.制冷系统耗电量大，在炎热的夏季易产生用电高峰，造成供电紧张.因此，研究各类低耗电量或不用电的制冷系统，具有重大现实意义.
由于具有不依赖电力、不使用氟利昂作制冷剂、季节适应性好、无运动部件、可利用余热废热等优点，吸收式制冷系统在中央空调中得到广泛应用.但该系统节电不节能，能效低，能耗大，机组笨重且价格无优势，所以，吸收式制冷系统的发展也受到了一定的限制[1-3].相对于太阳能吸收式制冷系统，太阳能光伏制冷系统具有制冷效果好、能量利用率高及自身损失低等优点，尤其是近年来随着光伏电池产业的蓬勃发展以及光电转换效率的不断提高，太阳能光伏制冷显示出了强劲的发展势头.但光伏电池板和电能储存装置铅酸蓄电池在制造过程中耗能及污染都很大，且工作寿命短，不易维护，光伏转化效率仍然不高，光伏电池板也容易受自然因素的影响，同时成本的居高不下也大大限制了太阳能光伏制冷系统的发展[4-5].
为此，提出了太阳能烟囱制冷系统，利用流过制冷系统冷凝器的高速太阳能烟囱热气流带走冷凝热，并驱动制冷系统压缩机进行制冷.该系统利用可再生的太阳能作为驱动能源，可不使用电能.
1结构特点
太阳能烟囱制冷系统结构示意图如图1所示.它由烟囱系统、涡轮机系统和制冷系统组成.
烟囱系统主要包括烟囱、集热棚、支架及蓄热层等.烟囱通常采用玻璃纤维材质包覆木质竖直框架制成；集热棚用金属支架支撑，其上铺盖玻璃、薄膜等透明或半透明材料；蓄热层一般采用砂石或土壤制成.涡轮机系统包括涡轮机、传动轴及变速器等.涡轮机安装在烟囱底部入口处，主要作用是将热气流动能转化为机械能，并通过变速器驱动压缩机运转；变速器安装在涡轮机和压缩机之间，用以调节压缩机运转速度.制冷系统主要包括压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器、储液罐、气液分离器及连接管等.压缩机为开启式制冷压缩机，安装在涡轮机下方；冷凝器按平铺方式安装在压缩机下方；蒸发器采用管壳式换热器，通过该蒸发器向外界提供冷媒水.
2工作原理
太阳能烟囱制冷系统的基本原理是利用温室效应、烟囱效应、风力涡轮机技术和制冷技术.太阳辐射透过集热棚透明材料使蓄热层和空气的温度升高，同时蓄热层也参与加热集热棚中的空气，使其密度小于集热棚外相同高度处的大气密度，从而和环境形成密度差.棚中央的烟囱起负压管的作用，加大了系统内外的压力差，形成强烈的上升气流.当系统内部空气以一定的速度进入烟囱入口时，热气流驱动设置在烟囱底部的涡轮机转动，从而推动压缩机运转进行制冷[6].热气流一方面驱动涡轮机转动，另一方面也通过流经冷凝器带走制冷系统的冷凝热.反过来，冷凝器加热了热气流，对驱动涡轮机转动起到促进作用.
2.1烟囱系统
太阳能烟囱系统主要是将太阳能转化为空气内能，再转化为动能.其运行原理为集热棚构成了一个巨大的温室，空气在其内部受热产生密度差，在重力和烟囱负压的作用下产生上升的热气流.此外，蓄热层在白天存储的太阳能，可用于夜间加热空气，以保证烟囱系统在夜间也能产生上升气流驱动制冷系统进行制冷.
2.2涡轮机系统
涡轮机安装在烟囱底部压力梯度变化最大处，由系统内部空气进入烟囱时形成的强烈上升气流推动，将空气流的动能部分转变为涡轮机的转动机械能，通过变速器调节转速最终驱动压缩机运转进行制冷.
当太阳辐射较低、环境温度低时，所需冷量较少，此时，涡轮机入口空气流速度也低.为保证涡轮机能正常驱动压缩机，变速器需同步降低压缩机转速，减小压缩机输入功率，减小冷量输出.反之，当太阳辐射较强时，所需冷量较多，此时涡轮机能提供压缩机较多功率，通过变速器提高压缩机转速，增大冷量输出.
2.3制冷系统
在涡轮机的驱动下，制冷系统在蒸发器处吸收热量，在冷凝器处释放热量，从而通过蒸发器向外提供冷媒水，实现制冷.所采用的开启式制冷压缩机直接由涡轮机通过变速器进行驱动.由于原动机与制冷剂和油不直接接触，原动机不必满足耐制冷剂和耐油的要求，因而该系统可采用氨制冷剂.该系统易拆卸，方便维修，但由于其密封性能较差，制冷剂易通过支承轴承向外泄漏，因此必须有轴封装置[7].冷凝器为风冷式换热器，由于只作冷凝器使用，更适合采用结构紧凑、换热效率高的微通道换热器.为保证系统的正常运行，在压缩机进、出口处加装气液分离器和油分离器.此外，在冷凝器出口加装储液器.
3系统相关参数计算
对太阳能烟囱制冷系统进行设计时，首先要确定供冷负荷（额定制冷量），并由此计算涡轮机输入制冷系统的功率，再根据涡轮机输出功率对集热棚和烟囱进行设计，从而评估经济效益，确定设计方案.计算中假设：① 烟囱内不存在涡轮机；② 不考虑烟囱内空气在流动过程中产生的摩擦且烟囱壁面绝热；③ 系统内的气体近似为不可压缩流体.
3.1制冷系统性能参数[8]
假设制冷系统额定制冷量为Q0，制冷剂采用R134a.制冷循环的压焓图如图2所示，其中：h为焓；p为压力；点1、2分别对应压缩机吸气口、排气口状态；点3对应冷凝器出口状态；点4对应蒸发器进口状态；点2s为等熵压缩过程的终点.
由采光面积Acoll即可计算集热棚直径.根据陈伟华[11]的研究，在特定规模下，烟囱高度决定了系统的最大抽力.集热棚高度有一个最佳值，当离地高度大于该最佳值时，系统不能提供足够的内外压力差，多余的空气受热后形成不规则旋流，从入口处流出，带走部分热量，使系统效率降低.
4优势与不足分析
太阳能烟囱制冷系统无需消耗电能但可实现制冷.相比于传统的电驱动式、吸收式和太阳能光伏制冷系统，具有明显的优势.不过，该制冷系统也存在一些本质上的不足.
4.1优势
（1） 设备简单，制冷不用电，运行成本低.太阳能烟囱制冷系统制冷不用电，其冷凝器也是采用高速热气流进行换热，所以运行成本较低.
（2） 转化效率高.制冷系统直接利用涡轮机机械能驱动压缩机进行制冷，减少了涡轮机机械能转换为电能，输送后转换为机械能，再驱动压缩机进行制冷等中间环节，所以系统转换效率高.
（3） 太阳能存储方便，夜间可制冷.蓄热层在白天存储了太阳能，在夜间加热集热棚内的空气，保证了系统持续稳定供冷，降低了对太阳光照变化的依赖性.
（4） 可有效解决热带及沙漠地区的供冷及供电问题，如中东地区、非洲的赤道地区等.将系统进行改进后，利用涡轮机一部分机械能驱动发电机，则该系统既能供冷，又能供电.
（5） 该制冷系统以太阳辐射为动力源，空气为驱动工质，不会产生氮、硫氧化物等化石能源所带来的污染气体，也不会产生二氧化碳、甲烷等温室效应气体，无任何环境污染，具有良好的环境效应.
4.2不足之处
（1） 规模大，前期投资成本高.由于太阳能转换为机械能的效率不高，使得所需的土地面积相当大，对应的集热棚和烟囱规模也要很大，所以导致投资成本很高；
（2） 冷凝温度高，对制冷效果影响大.冷凝器安装在烟囱底部入口处，所处环境温度很高，导致制冷系统的冷凝温度高，所以冷凝器的安装位置有待进一步研究.
5结论
提出了太阳能烟囱制冷系统，将太阳能烟囱与制冷系统相结合进行制冷，实现制冷不用电.介绍了该制冷系统的结构特点、工作原理以及系统相关参数的计算方法.分析结果表明，太阳能烟囱制冷系统结构简单，制冷不用电，运行成本低，能有效解决热带及沙漠地区的供冷及供电问题，无污染，具有良好的环境效应.总体上看，太阳能烟囱制冷系统在解决能源短缺和环境问题等方面，具有良好的应用前景，但其商业化尚需在今后的实践中进一步探索和研究.
参考文献：
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[5]刘群生，付鑫，张鹏，等.太阳能光伏直流冰箱系统性能研究[J].太阳能学报，2007，28（2）：184-188.
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第4篇：机械能及其转化范文
关键词：机械设备；设备管理；煤矿安全；技术；工作寿命 文献标识码：A
中图分类号：TD40 文章编号：1009-2374（2015）03-0150-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2015.0264
1 国内煤矿设备及其现状
我国从事煤矿事业的人员的文化素质是受一定程度限制的，这就导致很多员工在工作上尤其对现代的先进技术认识程度不够。现在我国煤矿设备及其主要存在以下问题：
（1）设备故障维修上，由于维修人员的知识有限，设备故障出现问题时，他们只是从设备的材质、加工精度、安装上等考虑，机械方面的故障维修思考较少，所以很多情况即使更换了新的设备零件，但并解决不了问题，最终导致故障处理不彻底，形成恶性循环的情况。
（2）一些煤矿的维修人员技术水平有限，不能够很准确地认识到有些机械设备的故障是由情况不良引起的，所以也不能及时进行维护。
（3）有些维修人员或者是技术人员还保留着最传统的用油习惯，用油跟不上设备发展的速度，有的依然使用我国早已淘汰的产品，这样也使设备故障频发，所以技术人员也应该进行培训学习，使自己的知识以及观念不断更新。
（4）技术人员面临着选油、购油、用油、换油到废油处理的每个环节，所以对于每个环节都应该操作恰当，否则问题的堆积，也有可能造成设备的故障发生。
（5）管理程度不够，现在煤矿中对的管理较为分散，管理人员对机械设备的重视程度不够。在煤矿的机械管理中，对于机械管理工作中，并没有统一规定的管理章程或者相关制度。
（6）产生的油污十分严重，没有统一的章程可循，所以在平常的过程容易产生油污污染，维护人员对油污不予清理，这样对环境会产生很大的污染，影响以后的工作的正常进行。
2 技术对于煤矿机械设备的作用
的作用可以简单地归结为以下四个方面：
2.1 抗磨作用
剂一般在使用时都附着在零部件的表面，形成一层很薄的薄膜，这种薄膜就可以将两个零部件隔开，从而减少了零部件之间的摩擦，也能减少对机械设备工作时的影响。
2.2 冷却作用
机械设备长期的工作，会使整个机械的温度升高，这是由机械能转化成的热能，剂可以减少由于运转机械能转换成的热能，从而机械温度降低，也就增加了设备的工作寿命。
2.3 减震、减噪音的作用
剂在机械表面的薄膜也可以减少零部件在工作时产生的振动和吸收噪音的作用，在一定程度上还能起到缓冲的作用。
2.4 减少杂物的磨损和腐蚀作用
剂在设备的表面的薄膜，很好地将设备表面的金属屑和杂物冲洗掉，这样减少了这些杂物对设备形成的损坏。
3 提高技术在煤矿机械应用效果的措施
3.1 集中管理措施
煤矿管理人员应该加大对技术在设备应用中的重视，在维护方面建立完善的管理制度，在煤矿安全生产中建立起专门的煤矿机械部门，设立专门的岗位，进行统一的管理。对于处于该岗位中的人员进行严格的筛选，并定期进行培训，制定出合理、科学的岗位操作细则，这样就能将工作做到统一管理化和制度化。
3.2 不断更新观念
对于专门的维护人员一定要加强培训，使他们更新观念，而且跟上社会的发展，熟练地掌握的规程和技术要领，保证在行业中不落后。新的管理理念要求在每台设备中设立一个卡片，具体的工作如下：（1）卡片设定的目的是为了让维护人员严格按照规定好的技术文件进行管理，卡片作为每台设备的特定的技术文件。在对卡片改动时，一定要经过专门的部门批准；（2）卡片要标出“五定”，即设备加油点的确定、材料匹配的确定、加油点油量的确定、特定设备人员的确定以及油更换的确定；（3）卡片的存档问题，一定要将卡片做出一式两份，一份是用来存档的，一份是实际作为文件使用的。操作人员一定要按照安装卡片的要求进行；（4）片的修改要在三方互相讨论研究的前提下进行，即设备使用人员、生产厂家、人员。
3.3 控制维修操作规程
设备的人员一定要定期地稽查设备的密封情况，负责设备可能由于发生漏油或者渗油等情况，从而造成用油的时间问题，对设备造成影响。油在使用上也不是越多换得越勤越好，在使用时一定要注意适度，过多会对设备造成阻力过大的麻烦，也增大了设备的工耗，还达不到最佳的效果。
4 煤矿机械中摩擦副材料的使用原则
4.1 对水摩擦副材料的性能要求
在煤矿机械的水摩擦副材料选择上有很多的要求，不同的机械特点、工作环境以及腐蚀性等的不同，对摩擦副材料的选择也存在着很大的差别。所选的材料一定要满足设备的腐蚀、泄漏、磨损等条件，下面是对水摩擦副材料的性能要求的总结：（1）保证良好的机械性能，即在抗腐蚀性和抗震动方面达到要求；（2）腐蚀性要达到满足，即水腐蚀、化学腐蚀、电腐蚀等；（3）自性能上一定要满足，保证设备在工作时磨损率低、摩擦因素小、抗粘着力强等；（4）保证产品的成型工艺良好，且易于加工；（5）保证设备的热稳定性好，吸水率低；（6）对环境的污染小，无毒。
4.2 适用于煤矿机械中水摩擦材料的选择
水是一种导电性较强的物质，一般金属在水环境中都会发生电化学腐蚀。金属材料的弹性度和硬度都相对较高，对负载的缓冲性能差，所以相对的耐磨性能就强。陶瓷材料具有耐磨擦的性能，因为其摩擦因素较低，耐腐性又较强，又耐高温，硬度上和耐高温性上都相对较强。但是陶瓷材料的制造相对较困难，所以成本高些，同时缺点就是抗震能力弱，材质较为脆。塑料的材质很多，它对水的性能较差，但是对异物埋没性较强，所以对于处在磨粒或杂质较多的环境，使用较为合适，可以减少磨粒对金属的刮伤现象。橡胶的弹性度较好，磨损性和自性都较强，适合用于振动剧烈的设备。在含泥沙的水中耐磨性尤其优于其他材料。优于橡胶是亲水性的材料，所以在水中的摩擦力尤其小，在对橡胶的加工上也简单，所以价位相对低些，但是其耐高温能力较弱。表面的工程材料是指在设备表面镀上材料，从而形成耐腐蚀性较高的表面层，适应于设备腐蚀性较强的工作环境。
5 结语
现在，科技在不断发展，用于煤矿生产的高科技设备也增加了很多，但是矿难的发生率并没有减少太多，所以煤矿的安全生产越来越受社会的关注。提高煤矿的机械设备管理水平对煤矿的安全生产起到很大的作用。技术作为机械设备中非常重要的一个方面，管理层一定要对管理有足够的重视，建立专业的管理机构和选聘专门的岗位人员很关键。只要我们不断努力，不断开发新技术，跟上社会发展的步伐，相信煤矿生产会取得新的成就。
参考文献
[1] 邵娟，范宁，王海龙.煤矿机械中铰销结构与方式研究[J].机械工程师，2013，（12）.
[2] 孙中巨，程洪飞.浅谈煤矿机械磨损及减小煤矿机械磨损的方法[J].山东煤炭科技，2013，（1）.
第5篇：机械能及其转化范文
关键词：气动控制；自动包装机；应用
1.引言
自动包装机一般分为半自动包装机和全自动包机两种。由人工供给包装材料(容器)和内装物，但能自动完成其他包装工序的机器称为半自动包装机；自动完成主要包装工序和其他辅助包装工序的机器，称为全自动包装机。随着自动化程度的提高，包装机的操作、维护和日常保养更加方便简单，降低了对操作人员的专业技能要求，但产品包装质量的好坏与温度系统、主机转速精度、追踪系统的稳定性能等息息相关，同时对自动包装机所用传动系统的动态性能较快的动态跟随性能和高稳速精度。气动控制的动力介质来自于自然界取之不尽的空气，环境污染小，工程实现容易，所以气动控制是一种易于推广普及的工业自动化应用技术[1]。在此背景下，开展气动控制技术在自动包装机中的应用研究，对提高包装业的生产效率和产品质量具有重要意义。
2.自动包装机的主要组成与控制要求
包装机械行业中自动化操作正在改变着包装过程的动作方式和包装容器及材料的加工方法。一整自动包装机由很多部件组成，其中，臂端操作工具、材料运送装置和识别而及验证系统是主要组成部分。各部分工作原理如下：
臂端操作工具，即端部操作器，是用来抓取产品、定向移动和感受性能参数的一个部件。它们的结构方案可以从单一型的真空套到系列型真空套或夹紧爪的排列式结构等，在包装应用中，端部操作器通常设计成能直接使用的真空套、夹紧爪或两者结合的型式。其中包括动力传送带、单轨吊车、自动导向车和机械手等。在包装过程中，材料的运送处理需要考虑的以下因素：产品形状、重量及材料性质；在运输、包裹及装载期间产品的运速、距离和方向；与其他装置进行联接时所需控制水平以及如果需要时允许重新形成构件的机动灵活性。一种典型的可视条码检测能力可以确认每个条码对应于每种产品，因此条码扫描仪和视频识别系统记录并验证产品标贴以确保识别的完整性。
从自动包装机的主要组成和各部分的工作原理可以看出，自动包装生产线是将自动包装机、辅助设备以及输送装置根据产品包装工艺，按一定的顺序组合起来，再配以相应的检测、控制、自动调整补偿装置等而组成。包装物品由一端不断送入，包装材料在相应的工位加入，物品按工艺流程顺序经过各工序，产品从另一端输出，使物品在无需人工直接参与操作的情况下自动完成输送、包装的全过程。根据工艺流程要求，控制系统必须具备一下功能：1）从包装物品输入到包装产品输出的所有工序动作的顺序控制；2）对称量重量的模拟量控制；3）为了监视设备的运行情况、方便的输入工作参数、简化操作面板，应具有友好的人机界面；4、具有完善的故障检测和报警功能。
3.气动控制系统
气动系统主要由气源处理器、电磁阀、单向节流阀、气缸及各种气动接头和管路组成，气缸速度由单向节流阀调整，出轮气缸设有磁性开关，其他大缸径气缸因没有安装磁性开关，所以，各机构起始位置均设有接近开关，可发出信号通过程序指令下一动作，自动完成整机动作的全过程，气动系统主要控制元件、执行元件功能与对应关系如表1所示。
表1 气动控制系统中主要控制元件和执行元件的功能及对应关系
在气动控制系统中，气动发生装置一般为空气压缩机，它将原动机供给的机械能转换为气体的压力能；气动执行元件则将压力能转化为机械能，完成规定动作；在这两部分之间，根据机械或设备工作循环运动的需求、按一定顺序将各种控制元件（压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀和逻辑元件）、传感元件和气动辅件连接起来[2]。图1为自动包装机的气动系统原理图，主要由7个二位五通电磁换向阀、7个单作用气缸、1个减压阀配合压力表、空气过滤器和空气压缩机组成。生产线为了实现高精度动态称量，盛料仓设计了三料口下料装置，称重机的盛料仓底部安装有大中小3个闸门，分别由3个电磁阀控制3个气缸完成大、中、小3个闸门的开闭。其他气缸分别控制称量料斗仓门的开闭以及打印机的打印、横封器封口的切断、电热板的撤离等。
图1 自动包装机的气动系统原理图
4.自动包装机中气动控制系统设计注意事项
自动包装机中气源处理要供给气动装置的压缩空气，除了保证其压力和流量外还必须除去其中的含油污水和灰尘等，以减少气动元件的磨损避免其零件的锈蚀，否则将引起系统工作效率降低，并常产生误动作而发生事故。必要时应装有压力继电器和主机电器部分互锁。其次对自动包装机的控制箱也有一定的要求，为满足一定操作要求，常将各种控制元件集中在控制箱内，对控制箱设计时的注意点有：保证线路正常工作，阻力损失小，布置合理；面板及结构安排要考虑操作方便等。此外，在对自动包装机的气动控制系统进行设计使还需考虑特殊情况处理，应考虑系统在停电、发生事故需要紧急停车以及重新开车而必须连锁保护元件。
5. 气动控制技术在自动包装机中的应用优势分析
如今越来越多的包装机械采用气动元件及气动系统，其原因在于气动技术在包装机技术中具有其他动力驱动技术不可比拟的优势。包装机械行业中气动控制正在改变着包装过程的动作方式，实现气动控制的包装系统能够极大地提高生产效率和产品质量，显著降低包装工序中系统误动作造成的误差，有效减轻职工的劳动强度并降低能源和资源的消耗，具有革命意义的气动控制技术改变着包装机械行业的制造方法及其产品的传输方式[3]。设计、安装的自动控制包装系统，无论从提高包装机械行业的产品质量和生产效率方面，还是从消除加工误差和减轻劳动强度方面，都表现出十分明显的作用，并具有如下优势：。
1、气动执行元件主要用于完成选择、汇集、装入、夹紧和卸放等动作，设计制造复杂包装系统，采用气动技术，可使整个机构大大简化。2、工作介质是空气，气动装置是一种清洁动力源，对污染等限制严格的场合，优先选用气动系统。3、在包装工艺中常需要多个动作协调，气动元件容易调节。4、由于气动系统具有防火、防爆、耐潮的特点，因此在一些易燃易爆产品的包装过程中大量使用气动技术。5、可短时间释放能量以获得间歇运动的高速响应；对冲击负载和过负载有较强的适应能力。6、气动技术低成本，易于被采用。
6结束语
气动控制技术为自动包装机械生产装备的控制方式提供了一种新颖、先进的思路，在包装业生产设备中进行典型应用，极大的提高了设备的本质安全性和自动化程度，自动包装机的产效率和产品的质量也因此得到大大的提高，有很好的推广价值。
参考文献
[1] 陆鑫胜,周洪.气动自动化系统的优化设计[M].上海:上海科学技术文献出版社,2000.
[2] 郑洪生.气动传动及控制[M].北京机械工业出版社.
第6篇：机械能及其转化范文
知识使人愚蠢，知识会使人们的敏感度迟钝。知识会填塞他们、会变成他们身上的重担、会强化他们的自我，却不会给他们光明、不会为他们指出道路。下面小编给大家分享一些初二下册物理的知识总结，希望能够帮助大家，欢迎阅读!
初二下册物理的知识总结1一、力
1.力的作用效果：(1)力可以改变物体的运动状态。
(2)力可以使物体发生形变。
注：物体运动状态的改变指物体的运动方向或速度大小的改变或二者同时改变，或者物体由静止到运动或由运动到静止。形变是指形状发生改变。
2.力的概念
(1)力是物体对物体的作用，力不能脱离物体而存在。一切物体都受力的作用。
(2)有的力必须是物体之间相互接触才能产生，比如物体间的推、拉、提、压等力，
但有的力物体不接触也能产生，比如重力、磁极间、电荷间的相互作用力等。
(3)力的单位：牛顿，简称：牛，符号是N。
(4)力的三要素：力的大小、方向、作用点叫做力的三要素。都会影响力的作用效果。
3.力的示意图
(1)用力的示意图可以把力的三要素表示出来。
(2)作力的示意图的要领：
①确定受力物体、力的作用点和力的方向;
②从力的作用点沿力的方向画力的作用线，用箭头表示力的方向;
③力的作用点可用线段的起点，也可用线段的终点来表示;
④表示力的方向的箭头，必须画在线段的末端。
4.物体间力的作用是相互的，比如甲、乙两个物体间产生了力的作用，那么甲对乙施加一个力的同时，乙也对甲施加了一个力。
由此我们认识到：①力总是成对出现的;②相互作用的两个物体互为施力物体和受力物体。
二、弹力
1.弹性和塑性：(1)在受力时会发生形变，不受力时，又恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做弹性;
(2)在受力时会发生形变，不受力时，形变不能自动地恢复到原来的形状，物体的这种性质叫做塑性。
2.弹力
(1)弹力是物体由于发生弹性形变而产生的力。压力、支持力、拉力等的实质都是弹力。
(2)弹力的大小、方向和产生的条件：
①弹力的大小：与物体的材料、形变程度等因素有关。
②弹力的方向：跟形变的方向相反，与物体恢复形变的方向一致。
③弹力产生的条件：物体相互接触，发生弹性形变。
3.弹簧测力计
(1)测力计：测量力的大小的工具叫做测力计。
(2)弹簧测力计的原理：弹簧所受拉力越大弹簧的伸长就越长;
在弹性限度内，弹簧的伸长与所受到的拉力成正比。
(3)弹簧测力计的使用：
①测量前，先观察弹簧测力计的指针是否指在零刻度线的位置，如果不是，则需校零;所测的力不能大于弹簧测力计的测量限度，以免损坏测力计。
②观察弹簧测力计的分度值和测量范围，估计被测力的大小，被测力不能超过测力计的量程。
③测量时，拉力的方向应沿着弹簧的轴线方向，且与被测力的方向在同一直线。
④读数时，视线应与指针对应的刻度线垂直。
三、重力
1.重力的定义：由于地球的吸引而使物体受到的力，叫做重力。
地球上的所有物体都受到重力的作用。
2.重力的大小
(1)重力也叫重量。
(2)重力与质量的关系：物体所受的重力跟它的质量成正比。
公式：G=mg，式中，G是重力，单位牛顿(N);m是质量，单位千克(kg)。g=9.8N/kg。
(3)重力随物置的改变而改变，同一物体在靠近地球两极处重力最大，靠近赤道处重力最小。
3.重力的方向
(1)重力的方向：竖直向下。
(2)应用：重垂线，检验墙壁是否竖直。
4.重心：
(1)重力的作用点叫重心。
(2)规则物体的重心在物体的几何中心上。有的物体的重心在物体上，也有的物体的重心在物体以外。
5.万有引力：宇宙间任何两个物体，大到天体，小到灰尘之间，都存在互相吸引的力，这就是万有引力。
初二下册物理的知识总结2一、牛顿第一定律
1.牛顿第一定律
(1)内容：一切物体在没有受到外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。
(2)牛顿第一定律不可能简单的从实验中得出，它是通过实验为基础、通过分析和科学推理得到的。
(3)力是改变物体运动状态的原因，惯性是维持物体运动的原因。
(4)探究牛顿第一定律中，每次都要让小车从同一斜面上同一高度滑下，其目的是使小车滑至水平面上的初速度相等。
(5)牛顿第一定律的意义：
①揭示运动和力的关系。
②证实了力的作用效果：力是改变物体运动状态的原因。
③认识到惯性也是物体的一种特性。
2.惯性
(1)惯性：一切物体保持原有运动状态不变的性质叫做惯性。
(2)对“惯性”的理解需注意的地方：
①“一切物体”包括受力或不受力、运动或静止的所有固体、液体气体。
②惯性是物体本身所固有的一种属性，不是一种力，所以说“物体受到惯性”或“物体受到惯性力”等，都是错误的。
③要把“牛顿第一定律”和物体的“惯性”区别开来，
前者揭示了物体不受外力时遵循的运动规律，后者表明的是物体的属性。
④惯性有有利的一面，也有有害的一面，我们有时要利用惯性，有时要防止惯性带来的危害，但并不是“产生”惯性或“消灭”惯性。
⑤同一个物体不论是静止还是运动、运动快还是运动慢，不论受力还是不受力，都具有惯性，而且惯性大小是不变的。惯性只与物体的质量有关，质量大的物体惯性大，而与物体的运动状态无关。
(3)在解释一些常见的惯性现象时，可以按以下来分析作答：
①确定研究对象。 ②弄清研究对象原来处于什么样的运动状态。
③发生了什么样的情况变化。 ④由于惯性研究对象保持原来的运动状态于是出现了什么现象。
二、二力平衡
1.力的平衡
(1)平衡状态：物体受到两个力(或多个力)作用时，如果能保持静止状态或匀速直线运动状态，我们就说物体处 于平衡状态。
(2)平衡力：使物体处于平衡状态的两个力(或多个力)叫做平衡力。
(3)二力平衡的条件：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等，方向相反，并且作用在同一直线上，这两个力就彼此平衡。二力平衡的条件可以简单记为：同物、等大、反向、共线。物体受到两个力的作用时，如果保持静止状态或匀速直线运动状态，则这两个力平衡。
2.一对平衡力和一对相互作用力的比较
3.二力平衡的应用
(1)己知一个力的大小和方向，可确定另一个力的大小和方向。
(2)根据物体的受力情况，判断物体是否处于平衡状态或寻求物体平衡的方法、措施。
4.力和运动的关系
1.摩擦力两个相互接触的物体，当它们将要发生或已经发生相对运动时在接触面产生一种阻碍相对运动的力。
2.摩擦力产生的条件
(1)两物接触并挤压。(2)接触面粗糙。(3)将要发生或已经发生相对运动。
3.摩擦力的分类
(1)静摩擦力：将要发生相对运动时产生的摩擦力叫静摩擦力。
(2)滑动摩擦力：相对运动属于滑动，则产生的摩擦力叫滑动摩擦力。
(3)滚动摩擦力：相对运动属于滚动，则产生的摩擦力叫滚动摩擦力。
4.静摩擦力
(1)大小：0﹤f≦Fmax(最大静摩擦力)(2)方向：与相对运动趋势方向相反。
5.滑动摩擦力
(1)决定因素：物体间的压力大小、接触面的粗糙程度。
(2)方向：与相对运动方向相反。
(3)探究方法：控制变量法。
(4)在测量滑动摩擦力的实验中，用弹簧测力计沿水平匀速直线拉动木块。根据二力平衡知识，可知弹簧测力计对木块的拉力大小与木块受到的滑动摩擦力大小相等。
6.增大与减小摩擦的方法
(1)增大摩擦的主要方法：①增大压力;②增大接触面的粗糙程度;③变滚动为滑动。
(2)减小摩擦的主要方法：①减少压力;②减小接触面的粗糙程度;③用滚动代替滑动;④使接触面分离(加油、用气垫的方法)。
初二下册物理的知识总结3一、压强
1.压强：
(1)压力：
①产生原因：由于物体相互接触挤压而产生的力。
②压力是垂直作用在物体表面上的力。
③方向：垂直于接触面。
④压力与重力的关系：力的产生原因不一定是由于重力引起的，所以压力大小不一定等于重力。只有当物体放置于水平地面上时压力才等于重力。
(2)压强是表示压力作用效果的一个物理量，它的大小与压力大小和受力面积有关。
(3)压强的定义：物体所受压力的大小与受力面积之比叫做压强。
(4)公式：p=F/S。式中p表示压强，单位是帕斯卡;F表示压力，单位是牛顿;S表示受力面积，单位是平方米。
(5)国际单位：帕斯卡，简称帕，符号是Pa。1Pa=lN/m2，其物理意义是：lm2的面积上受到的压力是1N。
2.增大和减小压强的方法
(1)增大压强的方法：①增大压力：②减小受力面积。
(2)减小压强的方法：①减小压力：②增大受力面积。
二、液体的压强
1.液体压强产生的原因：由于重力的作用，并且液体具有流动性，因此发发生挤压而产生的。
2.液体压强的特点
(1)液体向各个方向都有压强。
(2)同种液体中在同一深度处液体向各个方向的压强相等。
(3)同种液体中，深度越深，液体压强越大。
(4)在深度相同时，液体密度越大，液体压强越大。
3.液体压强的大小
(1)液体压强与液体密度和液体深度有关。
(2)公式：p=ρgh。式中，
p表示液体压强，单位帕斯卡(Pa);ρ表示液体密度，单位是千克每立方米(kg/m3);h表示液体深度，单位是米(m)。
3.连通器——液体压强的实际应用
(1)原理：连通器里的液体在不流动时，各容器中的液面高度总是相同的。
(2)应用：水壶、锅炉水位计、水塔、船闹、下水道的弯管。世界上最大的人造连通器是三峡船闸。
三、大气压强
1.大气压产生的原因：由于重力的作用，并且空气具有流动性，因此发生挤压而产生的。
2.马德堡半球实验证明了大气压强是存在的，并且大气压强很大。
3.大气压的测量——托里拆利实验
(1)实验方法：在长约1m、一端封闭的玻璃管里灌满水银，用于指将管口堵住，然后倒插在水银槽中。放开于指，管内水银面下降到一定高度时就不再下降，这时测出管内外水银面高度差约为76cm。
(2)计算大气压的数值：p0=p水银=ρ水银gh=13.6×103kg/m3×9.8N/kg×0.76m=1.013×105Pa。
所以，标准大气压的数值为：P0=1.013Xl05Pa=760mmHg。
(3)以下操作对实验没有影响 ①玻璃管是否倾斜;②玻璃管的粗细;
③在不离开水银槽面的前提下玻璃管口距水银面的位置。
(4)若实验中玻璃管内不慎漏有少量空气，液体高度减小，则测量值要比真实值偏小。
(5)这个实验利用了等效替换的思想和方法。
3.影响大气压的因素：高度、天气等。
在海拔3000m以内，大约每升高10m，大气压减小100Pa。
4.气压计——测定大气压的仪器。
种类：水银气压计、金属盒气压计(又叫做无液气压计)。
5.大气压的应用：抽水机等。
一切抽吸液体的过程都是由于大气压强的作用。
四、流体压强与流速的关系
1.在气体和液体中，流速越大的位置压强越小。
2.飞机的升力的产生：飞机的机翼通常都做成上面凸起、下面平直的形状。
当飞机在机场跑道上滑行时，流过机翼上方的空气速度快、压强小，流过机翼下方的空气速度慢、压强大。机翼上下方所受的压力差形成向上的升力。
初二下册物理的知识总结4一、浮力
1.当物体浸在液体或气体中时会受到一个竖直向上的托力，这个力就是浮力。
2.浮力产生的原因：上、下表面受到液体对其的压力差，这就是浮力产生的原因。
3.称重法测量浮力：浮力=物体重力-物体在液体中的弹簧秤读数，即F浮=G-F′
4.决定浮力大小的因素：物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的体积有关、跟液体的密度有关。
与浸没在液体中的深度无关。
二、阿基米德原理
1.阿基米德原理：浸在液体里的物体受的浮力，大小等于它排开的液体受的重力。
公式：F浮=G排。
(1)根据阿基米德原理可得出计算浮力大小的数学表达式;F浮=G排=m液g=ρ液gV排。
(2)阿基米德原理既适用于液体也适用于气体。
2.正确理解阿基米德原理
⑴阿基米德原理阐明了浮力的三要素：浮力作用点在浸在液体(或气体)的物体上，其方向是竖直向上，其大小等于物体所排开的液体(或气体)受到的重力，即F浮=G排液。
⑵“浸在”既包括物体全部体积都没入液体里，也包括物体的一部分体积在液体里面而另一部分体积露出液面的情况;“浸没”指全部体积都在液体里，阿基米德原理对浸没和部分体积浸在液体中都适用。
⑶“排开液体的体积”V排和物体的体积V物，它们在数值上不一定相等。
当物体浸没在液体里时，V排=V物，此时，物体在这种液体中受到浮力最大。
如果物体只有一部分体积浸在液体里，则V排
⑷根据阿基米德原理公式F浮=ρ液gV排-。即F浮的大小只跟ρ液、V排有关，而与物体自身的重力、体积、密度、形状无关。浸没在液体里的物体受到的浮力不随物体在液体中的深度的变化而改变。
⑸阿基米德原理也适用于气体：F浮=ρ气gV排，浸在大气里的物体，V排=V物。例如：热气球受到大气的浮力会上升。
三、物体的浮沉条件及应用
1.浸在液体中物体的浮沉条件
(1)物体上浮、下沉是运动过程，此时物体受非平衡力作用。下沉的结果是沉到液体底部，上浮的结果是浮出液面，最后漂浮在液面。
(2)漂浮与悬浮的共同点都是浮力等于重力。但漂浮是物体在液面的平衡状态，物体的一部分浸入液体中。悬浮是物体浸没在液体内部的平衡状态，整个物体浸没在液体中。
2.应用
(1)轮船
①原理：把密度大于水的钢铁制成空心的轮船，使它排开水的体积增大，从而来增大它所受的浮力，故轮船能漂浮在水面上。
②排水量：轮船满载时排开的水的质量。m排=m船+m满载时的货物
(2)潜水艇
原理：潜水艇体积一定，靠水舱充水或排水来改变自身重力，使重力小于、大于或等于浮力来实现上浮、下潜或悬浮的。
(3)气球和气艇
原理：气球和飞艇体内充有密度小于空气的气体(氢气、氨气、热空气)，
通过改变气囊里的气体质量来改变自身体积，从而改变所受浮力大小。
3.浮力大小的计算方法：①称量法：F浮=G-F拉;
②压力差法：F浮=F向上-F向下;
③阿基米德原理法：F浮=G排=m排g=ρ液gV排; ④平衡法：F浮=G物(悬浮或漂浮)
初二下册物理的知识总结5一、功
1、功
(1)力学中的功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向移动了一段距离，这个力的作用就显示出成效，力学里就说这个力做了功。
(2)功的两个因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上通过的距离。两因素缺一不可。
(3)不做功的三种情况：①有力无距离;②有距离无力;③有力有距离，但是力垂直距离。
2、功的计算
(1)计算公式：物理学中，功等于力与力的方向上移动的距离的乘积。即：W=Fs。
(2)符号的意义及单位：W表示功，单位是焦耳(J)，1J=1N·m;F表示力，单位是牛顿(N);s表示距离，单位是米(m)。
(3)计算时应注意的事项：
①分清是哪个力对物体做功，即明确公式中的F。
②公式中的“s”是在力F的方向上通过的距离，必须与“F”对应。
③F、s的单位分别是N、m，得出的功的单位才是J。
二、功率
1、功率的概念：功率是表示物体做功快慢的物理量。
2、功率
(1)定义：功与做功所用的时间叫做功率，用符号“P”表示。
单位是瓦特(W)常用单位还有kW。1kW=103W。
(2)公式：P=W/t。式中P表示功率，单位是瓦特;W表示功，单位是焦耳;t表示时间，单位是秒。
三、动能和势能
1、能量(1)物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。
(2)单位：焦耳(J)
2、动能
(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做功能。
(2)影响动能大小的因素：①物体的质量;②物体运动的速度。物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。
3、重力势能
(1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素：①物体的质量;②物体被举高的高度。物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
4、弹性势能
(1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
(2)影响弹性势能大小的因素：物体发生弹性形变的程度。物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大。
四、机械能及其转化
1、机械能(1)定义：动能和势能统称为机械能。
机械能是最常见的一种形式的能量。(2)单位：J。
2、动能和势能的转化
(1)在一定的条件下，动能和势能可以互相转化。
(2)如果只有动能和势能香菇转化，尽管动能、势能的大小会变化，但是机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。
(3)在分析动能和势能转化的实例时，首先要明确研究对象是在哪一个过程中，再分析物体质量、运动速度、高度、弹性形变程度的变化情况，从而确定能的变化和转化情况。
3、水能和风能的利用
(1)从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。让水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉;船靠风力鼓起帆来推动航行。到19世纪，人类开始利用水能发电。
(2)修筑拦河坝来提高上游的水位，一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。风能也可以用来发电，风吹动风车可以带动发电机发电。
4.人造地球卫星
(1)人造地球卫星沿椭圆轨道绕地运行，所以存在动能和势能。
第7篇：机械能及其转化范文
一、关注学生兴趣培养，提高自主性
学习兴趣是影响学生学习效率的主要因素.随着新课改的不断推进，要求我们在物理课堂教学中，注重通过激发学生学习兴趣来提高学生的学习自主性，从而引导学生通过自主学习而获得知识构建.要培养学生的学习兴趣，不仅需要以和谐的课堂气氛为基础，还需在课堂中通过情境创设来引导学生从生活直观走向抽象的物理知识，从而积极主动地进行探究，获得物理知识的构建.
首先，要通过和谐的课堂气氛创设来激发学生的学习兴趣.要构建和谐的课堂气氛，教师在课堂不仅要全面了解学生，更要在了解学生的基础上尊重学生，关注学生的个体差异.同时，要注重课堂中鼓励学生大胆地提出自己的意见或发表自己的观点，学生提出自己的问题或观点后，教师要及时进行反馈和给予肯定，尤其是针对那些基础较差学生，要多鼓励并进行引导，这样才有利于学习兴趣的激发.如《机械能和内能》的教学中，教师以学生儿时爱不释手的玩具汽车，到重要的现代交通工具，解开其中的奥秘.汽车的行驶过程和发动机的工作过程，都与燃料的燃烧、机械能与内能及其相互转化等有密切的关系，教师可以抓住这个契机来引发头脑风暴，构建和谐课堂，激发学生的学习积极性和探究欲望.
其次，课堂教学中教师要通过问题情境启发并引导学生，从而激发学生学习兴趣.在问题情境创设过程中，教师要结合学生的知识基础和生活实际，借助多媒体、故事、话题等多种方式引导学生从直观进入到抽象.如在声音的传播教学过程中通过引导学生敲击桌子、打“电话”等活动激发学习兴趣，会有不错的效果.又如在《比热容》的教学中，教师可以从学生的生活实际创设情景，例如，夏天游泳池边上的瓷砖被太阳晒得很热，而游泳池里的水却温度适宜；夜里游泳池边上的瓷砖凉了，而游泳池里的水却比较暖和.又如谚语“早穿棉袄午穿纱，夜抱火炉吃西瓜”……通过这些情景的创设可以激发学生探究的动机，吸引学生的注意，可以充分体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念.
二、注重课堂教学改革，促进知识构建
课堂教学中教学模式也极容易影响学生的学习效率.传统初中物理课堂教学中，教师教学始终以知识为中心，以教师讲授为中心，学生则是被动地接受教师所传授的知识，课后教师以大量的习题让学生反复练习，结果学生不但兴趣全无，反而无法积极参与课堂学习，这种“填鸭式”的传统教学效果较差.因此当今形势下，要求教师一定要改变教学理念.关注课堂教学模式改革并不是要盲目地追求新的形式或方法，而是要从学生实际出发，选择最适合学生的学习模式，如任务驱动、问题教学法、情境教学法等.在大量实践中发现，只有教师合理利用物理学科独有的特点，结合现代化手段因材施教，才能有效的促进学生知识的构建，探究问题过程中教师需要注意根据教学内容采用不断推进的层次性问题来引导学生展开讨论，学生讨论后教师再总结、归纳.
以“欧姆定律”的教学为例，教师导入新课后以问题“电流与电压、电阻之间有什么样的关系？”引导学生猜想后进行演示引出控制变量法，在此基础上引导学生通过实验验证电流与电压、电阻之间的关系，从而推动课堂进入到实验设计中，以问题“你认为需要准备哪些实验器材？第一步，需要控制电阻R不变，改变电阻R两端的电压，通过电流表来观察通过电阻R的电流I的变化情况.那么，你们打算怎样改变电压U呢？”引导学生讨论设计实验方案，在学生探究过程中根据学生的探究情况，追问“如何控制电压U不变，而探究电流I与电阻R的关系？是不是任意取几个阻值不同的电阻呢？阻值不同的电阻接入电路时，电阻两端的电压是否能保持不变呢？如何解决这个问题？”实验方案确定后再引导学生实验.学生实验，教师指导，最后总结.这样，学生通过实验获得知识，并不是接受教师所传授的知识，从而促进了知识的构建.
三、关注学生个体差异，促进个体发展
要提高物理课堂教学效率，促进学生的发展，需关注学生的个体差异，在此基础上因材施教，让学生个体得到不断的发展，这样才能逐渐促进全体学生的发展.因此，初中物理课堂教学中，教师需以分层训练方式来进行课后训练，以任务活动形式来提高学生的实践能力.
首先，注重以分层训练方式来引导学生巩固知识.传统教学中教师喜欢以“题海战术”的方式对学生进行训练，这种模式机械而单调，同时没有关注学生的个体差异，以分层训练方式来对学生实施训练，就是要根据学生的学习水平和学习能力而将学生分为不同的层次，然后再根据不同层次的学生而采用难易不同的针对性问题进行训练，这样才能让训练更具有针对性，让学生在原有基础上通过努力而不断发展，树立学生的自信心.
第8篇：机械能及其转化范文
关键词：热电厂；热能及动力工程；问题分析
中图分类号： TM7 文献标识码： A
前言
电力的工作是把热能变换成动能，进而结合设备将一些变成电，而剩下的会经过设备转换，在该体系里，产生蒸汽的热损耗及焓降，而且其还会帮助电厂降低损耗，最主要的是提升活动能力。
一、热能动力工程
在热能动力工程这方面，主要研究的是热能和动力之间的转换，它是工科学科中一个重要的研究对象，热电厂和锅炉都是将热能转换成动能或电能，目标是最大限度的实现高效节能。在热能动力工程中以研究热能和动力之间的转换为主要研究方向，是实现热电厂自动化的过程，但在热能动力过程中的首要问题是能源的问题，提高热能动力工程的利用率，可以为我国的国民经济发展提供更强有力的支持。热能动力工程是一个涉及多个学科的复杂工程，以热能的转换和利用为主，是实现电能、机械能和热能之间的相互转换的一个过程。在进行热能与动力工程的科技创新中，主要以研究能源的高效利用和环境保护为创新目的，使热能动力工程在热电厂、汽车工程、锅炉、制冷低温技术、水利水电动力工程等方面得到有效的利用，从而提高我国的经济效益。
二、电厂热能及动力工程存在的问题分析
1、关于重热现象
所谓的重热具体的是指，后续级合理的使用之前发生的耗损，使下级理想焓降在相同压差下比在前级无损失时的理想焓降有较大的增加，此时我们称其为重热。常见的能够导致机组出现改变的要素有如下一些。首先无法对电开展有效地储存，而且外在所许多功率持续的发生改变。其次，不能够将锅炉的燃烧明确，进而就会导致流通到设备中的蒸汽信息常存在变动。第三，同时凝汽设界工况发生变化，导致设备自身出现压变现象。最后，还有其它的，比如最常见的是电网的频率发生变化等。 一般来说，重热数值在一定的范围内是比较合理的，可以减少一些能量的损失，但并非越大越好，因此在热电厂中要做到合理且充分的利用重热现象，首先要对重热数值进行合理的选取，重热数值即为重热系数，是根据热电厂的动能动力工程运行的实际过程来确定的。在每次运行中所产生的焓降累加后超过总体运行是所产生的焓降再除以整体运行所产生的焓降所得到的结果称之为重热系数。虽然各级热能的利用效率都高于单次的利用效率，然而这是以节能降耗为基础的，这能说部分热量得到了利用，并不追求高重热系数。通常在4%至8%之间。正因为如此，重复利用热能可提高每次运行的能量利用率真，降低能量的损耗。合理的利用热能，控制好恰当的系数，既有利于能量利用率，也能增强操作人员对机组的熟悉程度。
2、关于调压调节
调压调节不仅增加了机组对自身运行的可靠性，同时还增加了机组对负荷的适应性，实现了机组在部分负荷之下经济性的提高，是热能与动力工程在热电厂中运用的基础条件。但与此同时，调节调压本身也存在一些问题，比如在高负荷压力之下实行滑压调节违背了经济性要求，在动叶栅内的大机组蒸汽做功之后，就会转化机械能，会导致斥气损失、鼓风损失与余速损失等。在调节调压过程中产生的这些损失，也即热能与动力工程在热电厂中的运用损失，需要我们加以关注，采取措施尽量降低。分析后可以发现，这部分损失并不是简单的由人为失误或者系统故障产生的，在很大程度上是由于机组的运行机理而造成的。基于此，若想降低调压调节的损失，就必须引进较为先进的工艺技术，依靠技术上的突破来尽量降低这部分损失。
3、湿气损失
导致这种现象发生的原因主要的有如下的四种。第一，当湿蒸不断变大的时候，其中的一些会变成水滴的形式，这时候的反映是导致一部分蒸汽变低。第二，部分水珠的速度草果了蒸汽的速率，此时较快的气流就会受到水珠的影响，这时必然会出现过多的能耗现象。第三，水珠应为撞击喷管背弧而扰乱主流造成的损失，撞击动叶背弧阻碍动叶旋转而消耗叶轮有用功；第四，除了上面讲到的三种之外，湿蒸汽不断的降低温度同样也是导致问题出现的一个关键的要素。它带来的不利现象是，导致动叶受到影响，尤其是背弧地方受到的影响最厉害。而降低不利现象的措施主要的有如下的四种：第一，利用再热循环的方式。第二，通过除湿设备来完成。第三，运用本身带旅游吸水缝的装置。第四，切实提升其抵御冲蚀的水平。当设备运作的时候，必须要认真地应对两种轴承监督摩擦力现象，这必然会导致有功受到影响。在轴流式汽轮机中，通常是高压蒸汽从一侧流进，然后低压的从别的地方出去，从整齐观察，蒸汽对汽轮机转子施加了一个由高压端指向低压的轴向力，使汽轮机转子存在一个向低压端移动的趋势，这个力便叫转子的轴向推力。 为了降低湿气的损失，减少它对机组运行的影响，可以采用祛湿装置，但安装这种装置要定期检修和更换，会带来较大的经济成本的支出，因此中间增加热循环过程是一种经济有效的措施。
4、节流调节
该调节的具体特征以及其适合用到的环境：
（1） 首先无调节级，第一级的全周进汽；
（2）变工况时各级温度变化比较小，而且有着显著地负载调试能力；
（3）变工况存在一定的节流损失，不具备优秀的经济特征；
（4）适用于较小容量的机组与带基本负荷大机组级组临界的压力就是指当级组中任一级是处于临界的状态时级组最高背压，此时其涵盖的级数会相应的多，其数值会相应的变小，换句话讲，即临界压低于数值，弗留格尔公式应用条件：工作级组中的各级数不应小于3～4 级；当工况相同的时候，经过不同级组的实际流量是一样的；当工况存在差异的时候，不同级组中的通流亚面积同时是保持不变的，属于恒定公式。该公式有着非常优秀的实际功效，比如能够推算各种流量中的不同级的压力，进而获取它们间的差值。从而可以确定相应功率效率以及零部件之间的受力情况。
机组变工况的发生存在着很多的因素，其中不能预料的因素有电能的供给不能满足热电厂所需的电功率，锅炉燃烧的不充分造成蒸汽数值的变化不能满足热电厂的需求。变工况会产生节流损失，使得热能与动力工程在热电厂中的运用的经济效益不高。因此，必须在热电厂的运行中展开较为有效的节流调节工作，减少节流损失。在热电厂的实际运行中，可以运用弗留格尔公式确保热能与动力工程在热电厂中的运用的可靠性。结合弗留格尔公式的运用条件，就以同流量之下各级的压差和焓降加以推算，进而确定相关零部件的功率效率和受力的基本情况，同时监视汽轮机是否正常流通，也即在已知流量的前提下，将运行汽轮机时组前的各级压力的公式的符合度作为依据，判断流动部分的面积的相应变化情况。可以这么说，在热电厂的实际运行中运用弗留格尔公式有效保障了机组内节流调节工作的顺利开展与进行，为热能与动力工程在热电厂中的运用奠定了基础。
结束语
研究热电厂热能与动力工程的有效运用，随时了解电厂热能及动力工程中的问题，进而分析这些问题的发生机理，这样做的意义是可以帮助我们合理的应对这些问题。以提高工作效率，减少能耗为前提，提高能量的最大利用限度，合理利用在不同场合中的调节方式。
参考文献
[1] 高雷.热电厂中的热能与动力工程[J].城市建设理论研究，2010（5）.
第9篇：机械能及其转化范文
关键词：电网 储能技术
中图分类号： U665 文献标识码： A
引言
20世纪70年代末，由于电力需求增加而增加的电力投资日益昂贵，一些欧美国家对此产生新的思考。于是便产生了电力需求侧管理(Demand Side Management，DSM)。20世纪90年代以来，DSM在我国也逐步开展起来。作为DSM的一个重要内容，实施削峰填谷对于供电企业意义非凡：可增强电网调峰压力，提高设备利用率；提高供电可靠性，降低损耗，延缓投资，减少可再生能源的接入、分布式发电、微网以及电动汽车充放的影响对电网产生的冲击等。
在削峰填谷的各种方式上，储能技术有着无可比拟的优势。先进的储能技术可大大减少城市用电的峰谷差，既不用投资再建电厂，也避免了在谷值时系统闲置容量过大所导致的发电机组总体经济性下降、煤耗增加的状况发生，从而科学地达到城市节能减排的最终目标。本文将从物理储能、化学储能和电磁储能三个方面浅议储能技术。
储能电池技术
迄今各国研究的兆瓦级电堆体系有锌-溴电池和全钒液流电池等，主要应用在备用电源、电动汽车和规模储能如电网调峰等方面，技术主要由美、日、加拿大等国的公司掌握。
锌-溴电池
该技术以锌作为负极，溴化物作为正极，并被多孔隔膜分离。它们各自蓄能，并以溴化锌水溶液的形式循环往复。
锌／溴电池在造价上具有较大优势，因为从储能电池的普遍成本看，电解液成本占到总成本的30％，所以电解液成分的价格在很大程度上决定了电池的整体造价。而锌／溴电池的电解液成分为锌和溴，其中锌是一种很常见的金属，容易大量获取而且价格较低，而另一种成分溴更是常见，甚至在污水中就能提取。并且，具有设计使用寿命达20年以上，方便运输和移动；电极为环保材料；电解液溴化锌价格便宜，同时电池能量密度大，占地空间小等诸多优点。
全钒氧化还原液流电池
相比其它储能电池，钒液流电池有着很大的优越性：
(1) 额定功率和额定能量是相互独立的，功率大小取决于电池堆，能量的大小取决于电解液。理论上可以通过随意增加电解液的量来达到增加电池容量的目的，能够做成兆瓦级的储能系统；
(2) 电池电解液是循环流动的，电池不存在热失控的问题，同时也减少电化学极化，使得电池能够大电流充放电；
(3) 在充放电期间，钒氧化还原蓄电池只是液相反应，不像普通电池那样有复杂的可引起电池电流中断或短路的固相变化；
(4) 理论上电池的保存期无限，储存寿命长，超过6年。因为电解液是循环使用的，不存在变质问题，只是长期使用后，电池隔膜电阻有所增大；
(5) 能深放电但不会损坏电池，理论上可100%放电；
(6) 可快速进行充放电转换，对功率波动迅速响应；
(7) 温度对钒液流电池的影响程度比对铅蓄电池要小得多，随着温度的恢复，电池性能也完全恢复；
(8) 电池结构简单，材料价格便宜，更换和维修费用低；
(9) 不会造成环境污染。
锂离子电池
锂离子电池是我们最常见的电化学储能电池，我们手机、笔记本电脑的电池多为锂离子电池。该电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。高能效和电力容量上的优越性也让锂离子电池的市场扩大到交通领域。
小型锂电池的研发和推广已经非常成功，但是，锂电池的大型化却是困难重重，日本研究发现，锂电池规模过大时，在能量控制上非常复杂，面临造价高、运行温度高和易短路等问题。并且，还需要更多研究以延长电池的使用寿命、提高电池使用时的安全性及降低材料成本。
对这几种电池技术，进一步研究至关重要，在材料、设计和工程系统上的改进和成本上的降低都很有必要。
物理储能技术
抽水蓄能电站
作为目前最成熟的储能技术，抽水蓄能电站容量可达上万兆瓦时，以其运行方式灵活和反应快速的特点，在电力系统中发挥储能、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等多种功能。
抽水蓄能电站不仅启停灵活、反应快速，具有在电力系统中担任紧急事故备用和黑启动等任务的良好动态性能，可有效提高电力系统安全稳定运行水平；而且，跟踪负荷迅速，能适应负荷的急剧变化，是电力系统中灵活可靠的调节频率和稳定电压的电源，可有效地保证和提高电网运行频率、电压质量的稳定性，更好地保障供电质量和可靠性；并且，利用其储能性能可降低系统峰谷差，提高电网运行的平稳性，有效地减少电网拉闸限电次数，提高供电可靠性。
然而，抽水蓄能电站建设周期较长、涉及面积广、环境影响敏感。因此，需兼顾电站区域生态环境协调发展模式，逐步实现与以建筑学科为主导的园林景区设计、恢复生态学、景观生态学、地理学、旅游经济学等相关学科工程设计无缝连接。
压缩空气储能
作为一种基于燃气轮机的储能技术，其原理是将燃气轮机的压缩机和透平分开。在储能时，用电能驱动压缩机将空气压缩并存于储气容器内；在释能时，高压空气从储气室释放，进入燃烧室助燃，燃气膨胀驱动涡轮做功发电。
压缩空气储能具有以下优势：首先，压缩空气储能在上较为成熟；其次，压缩空气储能在装机容量上可达上百兆瓦，规模仅次于抽水蓄能，便于开展大规模的商业化应用；再次，压缩空气储能的能源转化效率较高，一般在75%左右，其中德国一座装机容量为29万千瓦的压缩空气储能电站，其能源转化效率高达77%，若再采用先进的材料（如超导热管等），其效率可提升到80%以上。
飞轮储能
飞轮储能系统是一种机电能量转换的储能装置，突破了化学电池的局限，用物理方法实现储能，通过安装在机器回转轴上的具有较大转动惯量的轮状蓄能器储能。
通过电动／发电互逆式双向电机，电能与高速运转飞轮的机械动能之间的相互转换与储存，并通过调频、整流、恒压与不同类型的负载接口。在储能时，电能通过电力转换器变换后驱动电机运行，电机带动飞轮加速转动，飞轮以动能的形式把能量储存起来，完成电能到机械能转换的储存能量过程，能量储存在高速旋转的飞轮体中；之后，电机维持一个恒定的转速，直到接收到一个能量释放的控制信号；释能时，高速旋转的飞轮拖动电机发电，经电力转换器输出适用于负载的电流与电压，完成机械能到电能转换的释放能量过程。目前，美国已将飞轮引入风力发电系统，实现全程调峰，飞轮机组的发电功率为300kW，大容量储能飞轮的储能为277kW每小时。
飞轮储能循环使用寿命长达20年，工作温区为－40～50℃，无噪声，无污染，维护简单，可连续工作。目前难点主要集中在转子强度设计、低功耗磁轴承、安全防护等方面。
电磁储能
超导储能
超导储能系统（ SMES）是利用超导线圈将电磁能直接储存起来，需要时再将电磁能返回电网或其它负载的一种电力设施。
由于超导储能系统（ SMES）存储的是电磁能，在应用时无需能源形式的转换。因此该技术系统的响应速度极快，这是其他储能形式所无法比拟的；同时，其功率密度极高，这就保证超导储能系统能够非常迅速以大功率形式与电力系统的能量交换。另外，超导储能系统的功率规模和储能规模可做到很大，并具有系统效率高、较简单、没有旋转机械部分、没有动密封问题等优点；不仅可用于降低甚至消除电网的低频功率振荡，还可以调节无功功率和有功功率，对于改善供电品质和提高电网的动态稳定性有巨大的作用。
目前，MJ-MW级小规模的超导储能系统造价约40-60万美元。
超级电容储能
超级电容器，也叫电化学电容器。1957年，由美国的Becker首先提出。超级电容器按储能原理可分为双电层电容器、法拉第准电容器。
双电层电容器利用电极和电解质之间形成的界面双电层来存储能量。当电极和电解液接触时，由于库仑力、分子间力或者原子间力的作用，使固液界面出现稳定的、符号相反的两层电荷，称为界面双电层。该电容器的储能通过使电解质溶液进行电化学极化实现，并没有产生电化学反应，该储能过程是可逆的。
继双电层电容器后，出现了法拉第准电容（简称准电容）。该电容是在电极表面或体相中的二维或准二维空间上，电活性物质进行欠电位沉积，发生高度的化学吸脱附或氧化还原反应，产生与电极充电电位有关的电容。对于法拉第准电容，其储存电荷的过程不仅包括双电层上的存储，还包括电解液中离子在电极活性物质中由于氧化还原反应而将电荷储存于电极中。
作为介于传统物理电容器和电池之间的一种较佳的储能元件，超级电容具有巨大的优越性:①功率密度高。超级电容器的内阻很小，而且在电极/溶液界面和电极材料本体内均能实现电荷的快速储存和释放。②充放电循环寿命长。超级电容器在充放电过程中没有发生电化学反应，其循环寿命可达万次以上。③充电时间短。完全充电只需数分钟。④实现高比功率和高比能量输出。⑤储存寿命长。⑥可靠性高。超级电容器工作中没有运动部件，维护工作极少。⑦环境温度对正常使用影响不大。超级电容器正常工作温度范围在-35～75℃。⑧可以任意并联使用，增加电容量；若采取均压后，还可串联使用，提高电压等级。
图一：各种储能储存容量及释放时间情况
结语
综上所述，各种储能均存在不同的有点和不足，可在不同的领域采用合适的储能。例如，在输电侧，由于电压支持、功率因数改善及增强电网可靠性，在地域条件允许的情况下，可采用抽水蓄能等大容量的储能；在配电侧、用户侧，考虑微电网、可再生能源接入以及用户负荷波动的影响，可采用高功率超级电容、高能量飞轮或储能电池等响应快速的储能。通过各种储能综合应用于电网削峰填谷，将会增强电网调峰压力，提高设备利用率；提高供电可靠性，降低损耗，延缓投资，减少可再生能源的接入、分布式发电、微网以及电动汽车充放的影响对电网产生的冲击等。从而，为电力客户提供优质电力，促进经济社会快速发展。
主要参考文献
张琴.储能的节能分析和途径[J].能源工程，1988，（2）.
汪卫华，张慧敏等.用储能方法提高供电企业效益的分析[J].电网，2004，（18）.
段贵恒，使用先进储能实现电力储能〔N〕.中国电力报，2011年3月12日第002版.
