工程热力学应用（0）

王安良

2015-3-12

蒸汽机

今天是植树节，又是我的《动力技术》课程第一次开课，正好教学体会也写到第（12）次，真巧。人常说，开门红，讲得是一种愿望。

这里说的蒸汽机是已经被淘汰了的在上个乃至上上个世纪广泛应用于火车、舰船的，以煤炭为燃料的蒸汽机，如：

http://www.baike.com/wiki/%e8%92%b8%e6%b1%bd%e6%9c%ba

 http://www.youku.com/playlist_show/id_3501511.html

 http://tv.sogou.com/v?query=%CA%C0%BD%E7%D5%F4%C6%FB%BB%FA%B3%B5%CA%D3%C6%B5&p=40230600&tn=0&st=255

蒸汽机已经作为“历史文物”进入博物馆了，我为什么还要在课堂上讲授它？

这绝对不是“实用主义者”和“功利主义者”能想明白的事情。

我绝对不仅仅是为了好玩。

蒸汽机的基本物理机制是：

煤炭燃烧==>水蒸汽的热能==>活塞杆等的动能==>应用

人们早就抽象出了“蒸汽机动力循环”，请注意：其循环机制跟目前一般《工程热力学》书上的蒸汽动力循环是俩概念。

我认为，先有蒸汽机这只“鸡”，才有《工程热力学》这类“蛋”，不能反过来说；也就是说本篇的题目应该改为“蒸汽机的应用产生了工程热力学”，为了不吸引眼球，还是采用中规中矩的题目较好。

我小时候曾见过蒸汽机车，并可能坐过，而且记得好像还在火车道上捡过“焦炭”疙瘩，纯粹为了好玩，没补贴家用。

蒸汽机曾经非常“辉煌”，如果它们有“生命”，完全可以说有一个“蒸汽机帝国”的时代，可惜历史就这么残酷，已经把它们请进了“博物馆”里，不管其愿不愿意。

但是，作为学者和《工程 热力学》主讲教师，探究其技术和“过时”的原因还是非常有“价值”和“意义”的，毫不夸张地说“写个重点自然基金的本子”都不为过。

就从一个角度来说：

“研究过去是为了更好地理解当下，并为当下的《动力技术》服务”，也是有价值的。

蒸汽机的《工程热力学》技术特点如下：

1 人们抽象出了蒸汽机动力循环，并“孵化”了热力学这个学科门类。

2 涉及的技术非常广泛，几乎所有理科和工科领域，还对文科有广泛的影响力。

3 创造了自己的“掘墓人”，至少有“汽轮机”，“内燃机”等等。

4 遗留下的科学和技术“财富”，惠泽至今。

优点如下：

1 可靠；

2 有能；

3 适应。

缺点如下：

1 复杂；

2 低效；

3 污染。

当然，这些优缺点均可以展开来论述，作为博客文章，就不必了。

目前还有些博物馆式的旅游线路在运行。

这里先跳过蒸汽机的技术细节，对其被淘汰的原因谈一点点自己的感受：

1 它的综合效率比内燃机、汽轮机要差许多，比电力机更是缺点明显；

2 它的综合效率比斯特林机一直（被淘汰之前）要强，否则后者目前为止也不能还被称为“高大上”的技术；

3 “节能环保”，绿色能源的概念“古而有之”，融贯“东、西”方，是“普世价值”，并非谁学谁的问题。

我抽空再补充一些蒸汽机的技术（2015-3-13第一次补充）。

我以“火车头”问题开本学期教学工作乃至《动力技术》课程的头，愿自己有“勇往直前”的气魄，向前，向前，再向前，直到永远！

（自我评价：开局不错。）