發動機
編輯發動機或電動機是設計用于將一種或多種形式的能量轉換為機械能的機器。
可用的能源包括勢能(例如水力發電中利用的地球重力場的能量)、熱能(例如地熱)、化學能、電勢和核能(來自核裂變或核聚變)。 許多這些過程產生熱量作為中間能量形式,因此熱機具有特殊的重要性。 一些自然過程,例如大氣對流單元,將環境熱量轉化為運動(例如以上升氣流的形式)。 機械能在運輸中尤為重要,但也在許多工業過程中發揮作用,例如切割、研磨、破碎和混合。
機械熱機通過各種熱力學過程將熱量轉化為功。 內燃機可能是機械熱機最常見的例子,其中燃料燃燒產生的熱量導致燃燒室中的氣態燃燒產物快速增壓,導致它們膨脹并驅動活塞,活塞轉動 曲軸。 與內燃機不同,反作用力發動機(例如噴氣發動機)根據牛頓第三運動定律通過排出反作用力產生推力。
除了熱機,電動機將電能轉化為機械運動,氣動馬達使用壓縮空氣,發條玩具中的發條馬達使用彈性能。 在生物系統中,分子馬達,如肌肉中的肌球蛋白,使用化學能產生力并最終產生運動(化學發動機,但不是熱機)。
使用空氣(環境大氣氣體)作為燃料反應的一部分的化學熱機被視為吸氣式發動機。 設計用于在地球大氣層外運行的化學熱力發動機(例如火箭、深潛潛艇)需要攜帶一種稱為氧化劑的額外燃料成分(盡管存在適用于火箭的超氧化劑,例如氟,更 比氧氣本身更強大的氧化劑); 或者應用程序需要通過非化學方式獲取熱量,例如通過核反應。
排放/副產品
編輯所有以化學為燃料的熱機都會排放廢氣。 最清潔的發動機只排放水。 嚴格的零排放一般是指除水和水蒸氣以外的零排放。 只有燃燒純氫(燃料)和純氧(氧化劑)的熱機才能達到嚴格定義的零排放(實際上是一種火箭發動機)。 如果氫氣與空氣結合燃燒(所有吸氣式發動機),大氣中的氧氣和大氣中的氮氣之間會發生副反應,導致少量的 NOx 排放,即使在小型發動機中也是不利的 數量。 如果碳氫化合物(如酒精或汽油)作為燃料燃燒,會排放大量 CO2,這是一種強效溫室氣體。 空氣中的氫氣和氧氣可以通過燃料電池反應生成水,而不會產生 NOx,但這是一種電化學發動機,而不是熱力發動機。</ 子></子>
術語
編輯engine 一詞源自古法語 engin,源自拉丁語 ingenium——ingenious 一詞的詞根。 前工業時代的xxx武器,如彈射器、投石機和攻城槌,被稱為攻城器械,關于如何制造它們的知識通常被視為軍事機密。 杜松子酒這個詞,就像軋棉機一樣,是引擎的縮寫。 工業xxx期間發明的大多數機械設備都被描述為發動機——蒸汽機就是一個顯著的例子。 然而,最初的蒸汽機,例如 Thomas Savery 的蒸汽機,并不是機械發動機而是泵。 這樣一來,原始形式的消防車只是一個水泵,由馬匹將發動機運送到火場。
在現代用法中,術語發動機通常描述的設備,如蒸汽機和內燃機,通過施加扭矩或線性力(通常以推力的形式)燃燒或以其他方式消耗燃料來執行機械功。 將熱能轉化為運動的裝置通常簡稱為發動機。 施加扭矩的發動機的例子包括熟悉的汽車汽油和柴油發動機,以及渦輪軸發動機。 產生推力的發動機的例子包括渦輪風扇和火箭。
發明內燃機時,最初使用“馬達”一詞來區別于當時廣泛使用的蒸汽機,為機車和蒸汽壓路機等其他車輛提供動力。 motor 一詞源自拉丁語動詞 moto,意思是“開始運動”或“保持運動”。 因此,馬達是一種傳遞運動的裝置。
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