工作原理:
蒸汽机:通过燃烧燃料(如煤)产生热量,将水加热为高压蒸汽,蒸汽随后推动活塞或涡轮转动,完成热能到机械能的转换。
内燃机:燃料(如汽油、柴油、天然气等)在气缸内部直接与空气混合后燃烧,形成高温高压气体,推动活塞直线往复运动,并通过连杆曲轴机构转化为旋转运动,实现热能向机械能的转化。
效率与输出功率:
蒸汽机:由于能量转化需要经过多个步骤,且存在较大的散热损失,因此总体效率相对较低,输出功率一般较小。
内燃机:燃烧和做功过程连续进行且在同一密闭空间内,其热效率较高,输出功率范围广,从微型机到大型工业用发动机均可以实现高效率、大功率输出。
性能特点:
蒸汽机:功率大、转速低、扭矩大,但体积庞大、笨重、效率低下、维护困难。
内燃机:体积小、重量轻、启动快、效率高、维护简便,因此在汽车、摩托车、发电机组等领域得到了广泛应用。
环境影响:
蒸汽机:运行时需要消耗大量的煤炭等燃料,产生的废气对环境污染较大,且需要大量水资源。
内燃机:燃烧燃料时产生的废气相对较少,对环境的污染也较小,但使用的石油等燃料属于不可再生资源。
内燃机,是一种动力机械,它是通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的喷气式发动机,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。常见的有柴油机和汽油机,通过将内能转化为机械能,是通过做功改变内能。
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了第一次工业革命。直到20世纪初,它仍然是世界上最重要的原动机,后来才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉,这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源。蒸汽膨胀推动活塞做功。
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