能量轉換裝置設計草圖

① http://wenku.baidu.com/view/fc98491514791711cc79178b.html這個網頁上的論文誰能幫我復制下來啊 謝謝了

泵

摘要：本文主要介紹了泵的發展歷史，泵的分類及生活中常用泵的工作原理及相關應用，並大膽展望了泵的發展方向。

關鍵詞：發展史，分類，原理，應用，方向。

引言：泵是輸送液體或使液體增壓的機械。它將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加。泵主要用雀螞來輸送液體包括水、油、酸鹼液、乳化液、懸乳液和液態金屬等，也可輸送液體、氣體混合物以及含懸浮固體物的液體。生活及工業生產中我們已經離不開泵。

泵的發展史
水的提升對於人類生活和生產都十分重要。古代就已有各種提水器具，例如埃及的鏈泵(公元前17世紀)，中國的桔殲歲梁槔(公元前17世紀)、轆轤(公元前11世紀)和水車(公元1世紀)。比較著名的還有公元前三世紀，阿基米德發明的螺旋桿，可以平穩連續地將水提至幾米高處，其原理仍為現代螺桿泵所利用。

公元前200年左右，古希臘工匠克特西比烏斯發明的滅火泵是一種最原始的活塞泵，已具備典型活塞泵的主要元件，但活塞泵只是在出現了蒸汽機之後才得到迅速發展。

1840-1850年，美國沃辛頓發明泵缸和蒸汽缸對置的，蒸汽直接作用的活塞泵，標志著現代活塞泵的形成。19世紀是活塞泵發展的高潮時期，當時已用於水壓機等多種機械中。然而隨著需水量的劇增，從20世氏運紀20年代起，低速的、流量受到很大限制的活塞泵逐漸被高速的離心泵和回轉泵所代替。但是在高壓小流量領域往復泵仍佔有主要地位，尤其是隔膜泵、柱塞泵獨具優點，應用日益增多。

回轉泵的出現與工業上對液體輸送的要求日益多樣化有關。早在1588年就有了關於四葉片滑片泵的記載，以後陸續出現了其他各種回轉泵，但直到19世紀回轉泵仍存在泄漏大、磨損大和效率低等缺點。20世紀初，人們解決了轉子潤滑和密封等問題，並採用高速電動機驅動，適合較高壓力、中小流量和各種粘性液體的回轉泵才得到迅速發展。回轉泵的類型和適宜輸送的液體種類之多為其他各類泵所不及。

利用離心力輸水的想法最早出現在列奧納多•達芬奇所作的草圖中。1689年，法國物理學家帕潘發明了四葉片葉輪的蝸殼離心泵。但更接近於現代離心泵的，則是1818年在美國出現的具有徑向直葉片、半開式雙吸葉輪和蝸殼的所謂馬薩諸塞泵。1851～1875年，帶有導葉的多級離心泵相繼被發明，使得發展高揚程離心泵成為可能。

盡管早在1754年，瑞士數學家歐拉就提出了葉輪式水力機械的基本方程式，奠定了離心泵設計的理論基礎，但直到19世紀末，高速電動機的發明使離心泵獲得理想動力源之後，它的優越性才得以充分發揮。在英國的雷諾和德國的普夫萊德雷爾等許多學者的理論研究和實踐的基礎上，離心泵的效率大大提高，它的性能范圍和使用領域也日益擴大，已成為現代應用最廣、產量最大的泵。

泵的分類
泵通常按工作原理分容積式泵、動力式泵和其他類型泵，如射流泵、水錘泵、電磁泵、氣體升液泵。泵除按工作原理分類外，還可按其他方法分類和命名。例如，按驅動方法可分為電動泵和水輪泵等；按結構可分為單級泵和多級泵；按用途可分為鍋爐給水泵和計量泵等；按輸送液體的性質可分為水泵、油泵和泥漿泵等。

泵的工作原理
3.1容積式泵
容積式泵在一定轉速或往復次數下的流量是一定的，幾乎不隨壓力而改變；往復泵的流量和壓力有較大脈動，需要採取相應的消減脈動措施；回轉泵一般無脈動或只有小的脈動；具有自吸能力，泵啟動後即能抽除管路中的空氣吸入液體；啟動泵時必須將排出管路閥門完全打開；往復泵適用於高壓力和小流量；回轉泵適用於中小流量和較高壓力；往復泵適宜輸送清潔的液體或氣液混合物。總的來說，容積泵的效率高於動力式泵。 動力式泵靠快速旋轉的葉輪對液體的作用力，將機械能傳遞給液體，使其動能和壓力能增加，然後再通過泵缸，將大部分動能轉換為壓力能而實現輸送。動力式泵又稱葉輪式泵或葉片式泵。離心泵是最常見的動力式泵。

3.2動力式泵
動力式泵在一定轉速下產生的揚程有一限定值，揚程隨流量而改變；工作穩定，輸送連續，流量和壓力無脈動；一般無自吸能力，需要將泵先灌滿液體或將管路抽成真空後才能開始工作 ；適用性能范圍廣；適宜輸送粘度很小的清潔液體，特殊設計的泵可輸送泥漿、污水等或水輸固體物。動力式泵主要用於給水、排水、灌溉、流程液體輸送、電站蓄能、液壓傳動和船舶噴射推進等。

3.3其他
其他類型的泵是指以另外的方式傳遞能量的一類泵。例如射流泵是依靠高速噴射出的工作流體 ，將需要輸送的流體吸入泵內，並通過兩種流體混合進行動量交換來傳遞能量；水錘泵是利用流動中的水被突然制動時產生的能量，使其中的一部分水壓升到一定高度；電磁泵是使通電的液態金屬在電磁力作用下 ，產生流動而實現輸送；氣體升液泵通過導管將壓縮空氣或其他壓縮氣體送至液體的最底層處，使之形成較液體輕的氣液混合流體，再借管外液體的壓力將混合流體壓升上來。

4. 泵在生產生活中的應用
4.1不銹鋼沖壓離心泵在用水系統中的應用
不銹鋼沖壓離心泵 ，液控閥門校驗泵站 ，主要用於小流量、高揚程的用水系統，如飲用水供應系統、壓力鍋爐供水系統、高純度凈水系統以及醫葯、食品、精細化工、造紙等行業的沖洗、噴灑等工藝過程。國家經貿委節能信息傳播中心最近將不銹鋼沖壓離心泵列入「最佳節能實踐案例研究」，並對該設備的應用及效益進行了分析。

據了解，傳統鑄造泵是通過制模、灌模、機械加工等復雜工藝製造，耗電、耗料、勞動強度大，嚴重污染環境，並且無法鑄造出口寬度窄的小流量的葉輪。不銹鋼沖壓離心泵是採用沖壓、焊接工藝製造，取代了傳統的鑄造工藝。泵體生產可節省材料70%以上，效率提高3%-5%，較易實現機械化與自動化批量生產，減少環境污染，減輕勞動強度。

對於沖壓離心泵生產廠家，生產2082台不銹鋼沖壓離心泵，新工藝比傳統工藝節約不銹鋼材料3.47噸，降低鑄造電耗7634千瓦小時。對於洗瓶灌裝機的用戶，在滿足生產要求的情況下，水泵的實際運行功率也從原來的2.18千瓦下降到2.11千瓦，每台節電3.2%。

此外，由於該泵的重量輕、體積小、整體結構合理、維護方便，也減少了維護費用。根據國家統計局和中國機械工業聯合會的統計數據，全國鑄造泵類年需求量為457萬台，合金鑄造小流量泵每年需求在38萬台以上。不銹鋼沖壓離心泵因其外形輕巧美觀、效率高且價格比鑄造泵低，是進口泵的一半，具有顯著的經濟效益，應用范圍廣，市場前景廣闊。

4.2液壓水錘泵原理及推廣應用實例
4.2.1液壓水錘泵的工作原理和提水性能
液壓水錘泵自動供水設備是利用液壓沖擊原理和液壓傳動原理設計製造的水力能量升級轉換裝置，主機設備由脈沖發生器、能量耦合器和蓄能器三個組件構成。它是一種新式微型水力站的主機設備，這種水力泵實質上是利用水力能量傳輸特性的特種往復泵或泵組，在整體上構成特殊型式的變容式水力機械。
在液壓系統中，由於某種原因，液體壓力瞬間突然升高，產生很高的壓力峰值，這種現象稱為液壓沖擊。液壓沖擊的峰值壓力往往比正常壓力高出許多倍。水錘泵利用的就是液壓沖擊原理，即水流在正常流動的過程中，突然關閉出水口閥門，就會在泵體內產生很大的沖擊力。利用這個沖擊力，就可以把水送到高處。液壓沖擊是非定常流動，壓力波以速度C沿進水動力管道（長引水管）來回傳播。在水錘泵設計中，一般都是利用閥門突然關閉後管道壓力最大升高量ΔP作為泵的揚水動力。由於液壓沖擊為一衰減過程，故研究壓力升高第一波傳至管道入口時的情況。

假定管道斷面積為A，管長為L，管道液體的初始流速為V，液體密度為ρ，壓力波從排水沖擊閥門傳至上游供水池的進水口的時間為T，對這段時間運用動量方程：
ΔP•A•T=ρALV
所以 ΔP=ρLV/ T=CρV
式中C=L/T，為壓力波在水中的傳播速度，取C=1400m/s。
可以計算水從2m高處經長引水管進入水錘泵後，突然關閉排水沖擊閥門產生的最大升高壓力ΔP，並由能量守恆定律求水流初始速度V：
mgh=mV•V/2，
則 V=(2gh)0.5=(2*9.8*2)0.5≈6.3m/s
所以,突然關閉沖擊閥門時產生的最大升高壓力ΔP為:
ΔP= CρV=1400*1000*6.3=8.8Mpa
再計算把水提升100米所需的壓力P：
P=ρgh=1000*9.8*100=0.98Mpa
可以看出ΔP遠大於P，所以從理論上說，利用液壓沖擊原理，將2米落差水流的一部分水量通過水錘泵提升到百米的高處是不成問題的。

簡單地說，泵裝置由泵室、泵座、蓄能器所組成。泵室中有兩個閥：一個是排水沖擊閥W，一個是輸水閥D，雙閥構成一個組合自動閥件。組合自動閥件在落差水流作用下自動啟閉產生液壓脈沖：由進水管引來的水進入沖擊閥W後泄流。當泄流流速達到設計值，沖擊閥W突然關閉，因此產生一個升壓波，在此高壓力下輸水閥D開啟，一部分運動著的水流入空氣罐，然後再從空氣罐流向使用點或高位蓄水池。進水管的質量流量的動能由於輸水而耗盡，使水暫時停止。此時壓力波衰減，輸水閥D由於上下壓差而自動關閉。由於進水管路和水柱的彈性，在揚水沖擊減弱以後，水柱朝流動方向微微往後擺動，於是在泵殼內就出現了負壓，促使沖擊閥W自行打開。沖擊閥W開啟繼續泄流，然後，不斷重復以上過程進行提水。為了獲得連續和均勻的流量，在輸水側裝置了集水器，也稱蓄能器。因此，水錘泵在結構上也就由蓄能器和組合自動閥件二大核心部件組成。

泵結構最重要的往復運動部件是沖擊閥與輸水閥的構造及其特性。通過改進自動閥門可以改進泵的工作性能。水錘泵是在無人控制的條件下工作的，所以要求各零部件的運動及時准確和安全可靠。

據資料介紹，水錘泵的沖擊閥開關次數最好不少於40次/分。從水錘泵的工作過程可以看出，要使泵正常工作，設計生產一種能夠自動啟閉，反應迅速的組合閥件至關重要。

水錘泵液壓沖擊公式為：△P=CρV=LV/t，式中△P為沖擊壓力；L為沖擊波傳播距離；V為沖擊前進水管內平均流速；t為沖擊閥閥門關閉時間。從公式可以看出，要提高液壓沖擊的壓力，必須提高沖擊前進水管內平均流速V，縮短沖擊閥閥門關閉時間t，及增大沖擊波傳播距離L。在水錘泵站已建成的先決條件下（ H、L、V三者已定），要產生明顯的液壓沖擊並兼顧泵站效率，主要靠減少沖擊閥閥門關閉時間t。
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水錘泵組合自動閥件是兩個特殊的專用閥門，其操作動力只有水流的脈動力和其自重。從自動閥門的力學分析可以看出，沖擊閥閥門的關閉時間主要取決於有無增速機構、墊膠的彈力、閥盤的重量和出水口的流速等因素。沖擊閥閥門的開啟時間主要取決於泵殼內負壓、墊膠的回彈力、閥盤的重量和出水口的流速等因素。

武漢潤澤水利技術中心研製的液壓水錘泵，其自動沖擊閥門在構造上可自啟閉且不採用軸承，並力求防止閥桿的磨損。另外，為防止沖擊閥關閉時產生的沖擊和振動，在構造上採用了緩沖結構，因此泵殼內的沖擊力、與泵連接的進水管道作用的應力，以及作用於基礎的沖擊力均很小。在進行研製開發時，採用特徵線法對液壓沖擊和柔性水錘進行電算分析，並從材料和強度方面進行了綜合的實驗研究和理論分析。液壓水錘泵通過水力能量傳輸特性的合理設計來加大能流密度，精準設計脈沖發生組件液壓沖擊波的脈沖泵水作用，加快液壓水錘泵缷載及載入，從而使脈沖發生組件自動沖擊閥門（包含輔助增速閥盤裝置）實現每分鍾30到300次開關頻率，達到中高頻運轉。

落差水流從1至7米高處的進水池（泵站供水池），再經長引水管進入底座為泵室灌水，一直灌到進水池的水平面高度，這時自動閥門是關閉的。為了啟動水錘泵，須用手多次打開沖擊閥W，以進一步增加蓄能器內的空氣室壓頭。當空氣室壓力達到落差的3倍左右，則進水管水柱回擺所產生的壓強足以使輸出閥自行打開，並使水錘泵動作起來。這時，空氣室壓頭不斷增加，一直上升到輸水管出口頂端的壓頭值，然後壓頭基本穩定下來。在揚程壓頭較高時，一般蓄能器的空氣室中的空氣漸漸被高壓水吸收，使空氣室最終不起作用，壓力峰值不斷升高並會造成機械事故。因此，高揚程應用時需要對水錘泵重新設計液壓蓄能器部件，主要是採用氣囊式蓄能器,或者採取措施對空氣罐人工補氣或自動補氣。
落差水源的水頭和流量是泵揚程和揚水量的重要決定因素之一。另外，泵工作性能還受到引水管安裝角度、引水管和揚水管口徑及長度、沖擊閥開關次數等因素的影響。經過多次工程試驗和現場安裝應用測試，得到以下幾個經驗公式：
①、揚程h與水流落差H的關系：h/H=10-50；
②、將液壓水錘泵作為動力機和水泵的聯合體來考慮，其效率可由下式定義：
η=qh/（QH）
η為泵效率；q為揚水流量；h為揚水高度；Q為進水管來水流量；H為落差水頭。
泵效率的經驗公式：
1、η=（1.17-1.37）-0.2（（h-H）/H）0.5
（h-H）/H=3-17（採用各類空氣罐作液壓蓄能器）
2、90%≥η≥60%， （h-H）/H=2～49（採用隔膜式蓄能器作液壓蓄能器）
③、水錘泵揚水量q：q=ηHQ/（h-H+ηH）
④、引水管長度L： L=7-12H（隨落差水頭大小相應變化取值）
⑤、引水管安裝角度α：仰角要大於5°，小於20°，以7°-15°為最佳安裝角度。
⑥、引水管口徑D： D=0.3(60Q)0.5（Q是進泵水源的常年保證流量）
⑦、揚水管口徑d: d=0.5-0.1D（隨揚程落差比h/H相應變化取值）水錘泵性能的主要技術指標是功率及其效率，但由於受到安裝的場所、地形條件及水源等的限制，設計時還應對供給水量、水頭、進水管長度、揚水高度和揚水流量等，綜合地考慮各種因素進行設計。
據資料顯示，國外水錘泵的工作壽命最長可達100年以上，其易損件僅為橡膠墊、密封件、螺栓等。
4.2.2液壓水錘泵使用帶來的優點
1、液壓水錘泵通過水力能量傳輸特性的合理設計來加大能流密度，精準設計脈沖發生組件液壓沖擊波的脈沖泵水作用，加快液壓水錘泵缷載及載入，從而使脈沖發生組件自動沖擊閥門（包含輔助增速閥盤裝置）實現每分鍾30到300次開關頻率，達到中高頻運轉。
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據資料介紹，水錘泵自動沖擊閥門的開關頻率最好不少於每分鍾40次。工程應用的資料表明，國內同類產品一般運行頻率較低（引進德國BIL系列水錘泵只有每分鍾20—40次，不超過每分鍾60次）。

2、運行噪音小，新型RZ-50飲水型液壓水錘泵運轉噪音小於80分貝，國內同類新產品（如引進德國BIL系列水錘泵）運轉噪音高達105-130分貝。

3、「液壓水錘泵」採用不銹鋼等耐蝕材料製造蓄能器筒體，以免水錘泵微型水力站的提升水流遭受鐵銹污染。

4、液壓蓄能器有效容積可通過（含手動）充氣裝置等簡單措施得到有效保證，特別是長年運行中不會喪失氣室容積和儲能量；液壓蓄能器的補氣不需要泄空補氣，不會造成水錘泵停機。國內同類產品（如引進德國BIL系列水錘泵），大多採用的蓄能器為半蓄能器（沒有氣體預壓縮措施的蓄能器），泄空補氣時會造成水錘泵停機。

5、液壓蓄能器組件採取等溫載入循環工作方式，由脈沖發生組件自動沖擊閥門的中高頻快速載入工作所可能造成的液壓蓄能器氣室中的熱力損失得到降低，並取消了常規水錘消除器（系氣囊式蓄能器，採用絕熱載入循環工作方式）筒體內表面的聚丙烯套隔離部件，降低了加工工藝難度和製造成本。

6、「液壓水錘泵」，全稱「組件式復合液壓傳動型水錘泵」，由脈沖發生組件、能量耦合組件和蓄能組件這三部分構成。液壓水錘泵採用能量耦合組件作為特殊能量轉換器實現能量耦合，可以實現直流/交流液壓工作方式轉換。液壓水錘泵自動供水設備—新型RZ系列飲水型液壓水錘泵是利用液壓沖擊原理和液壓傳動原理設計製造的水力能量升級轉換裝置。故液壓水錘泵設計原理有別於單一採用水錘原理的傳統水錘泵。
5. 泵的發展趨勢
泵的技術發展一如其他產業的發展一樣，是由市場需求的推動取得的。如今，歷史已進入到二十一世紀，人們在以環保、電子等領域高科技發展及世界可持續發展為主所產生的巨大需求的大背景下，對於包括泵行業在內的許多行業或領域都帶來了技術的飛速變革和發展。

泵的技術發展趨勢，主要有以下幾個方向：

（1）產品的多元化
產品的生命力在於市場的需求。如今的市場需求正是要求有各自的特色特點，做到與眾不同；正是這一點，造就了泵產品的多元化趨勢。它的多元性主要體現在泵輸送介質的多樣性、產品結構的差異性和運行要求的不同性等幾個方面。

從輸送介質的多樣性來看，最早泵的輸送對象為單一的水及其它可流動的液體、氣體或漿體到現在可輸送固液混合物、氣液混合物、固液氣混合物，直至輸送活的物體如土豆、魚等等。不同的輸送對象對於泵的內部結構要求均不同。

除了輸送對象對泵的結構有不同要求外，在泵的安裝形式、管道布置形式、維護維修等方面對泵的內在或外在的結構提出新要求。同時，各個生產廠商，在結構的設計上又加入了各自企業的理念，更加提高了泵結構的多元化程度。

基於可持續發展和環保的總體背景，泵的運行環境對泵的設計又提出了眾多的要求，如泄漏減少、雜訊振動降低、可靠性增加、壽命延長等等均對泵的設計提出了不同的側重點或幾個著重點並行均需考慮，也必然形成泵的多元化形式。

（2）泵設計水平提升與製造技術優化的有機結合

進入信息時代的今天，泵的設計人員早已經利用計算機技術來進行產品的開發設計（如CAD的利用），大大提高了設計本身的速度，縮短了產品設計的周期。而在生產為主的製造當中，以數控技術CAM為代表的製造技術業已深入到泵的生產當中。但是，從目前國內的情況看，數控技術CAM主要應用在批量產品的生產上。對於單件或小批的生產，目前CAM技術尚未在泵行業當中普遍實施，單件小批的生產仍舊以傳統生產設備為主。

由於市場要求生產廠商的貨期盡可能縮短，尤其對於特殊產品（針對用戶要求生產的產品）供貨周期縮短，必然要求泵的生產企業加速利用CAM技術，甚至是計算機集成製造系統（CIMS）、柔性製造（FMC和FMS）對從設計到製造模具、零件加工等各環節協調一致處理，保證一但設計完成，產品零部件的加工也是趨於同期完成，以確保縮短產品的生產周期。
與此同時，除利用計算機制圖外，還將在計算機這個載體上實現產品的強度分析、可靠性預估和三維立體設計，將原來需要在生產中發現和解決的工藝問題和局部結構問題及裝配性問題等方面提到生產前進行防範，縮短產品的試制期。

（3）產品的標准化與模塊化
在產品出現多元化的同時，泵作為通用產品，總體總量依舊巨大。在市場中，除出現技術性競爭外，產品的價格競爭尤其是通用化產品的價格競爭是必然趨勢。在產品出現多元化的趨勢下，要實現產品價格的競爭優勢，提高產品零部件的標准化程度，實現產品零部件的模塊化是必須的。在眾多零部件實現模塊化後，通過不同模塊的組合或改變個別零件的特性，以實現產品的多元化。同時，只有當零部件標准化程度提高後才有可能基於產品的多元化基礎上實際規模化的零部件生產，用以降低產品的生產成本和形成產品的價格競爭優勢，也可以在產品多元化的基礎上進一步地縮短產品的交貨周期。

（4） 泵內在特性的提升與追求外在特性
所謂泵的內在特性是指包括產品性能、零部件質量、整機裝配質量、外觀質量等在內的產品固有特性，或者簡稱之為品質。在這一點上，是目前許多泵生產廠商所關注的也是努力在提高、改進的方面。而實際上，我們可以發現，有許多的產品在工廠檢測符合發至使用單位運行後，往往達不到工廠出廠檢測的效果，發生諸如過載、雜訊增大，使用達不到要求或壽命降低等等方面的問題；而泵在實際當中所處的運行點或運行特徵，我們稱之為泵的外在特性或系統特性。

技術人員在進行產品設計時，為提高某一產品的百分之一效率常常花費不少心思；而泵運行如果偏離設計的高效點，實際運行的效率遠不止降低百分之一。現在，泵生產廠家同時為用戶配套包括變頻在內的控制設備及成套設備，實際上已介入到泵的外在特性的追求上了。在此基礎上，再關注泵的集中控制系統，提高整個泵及泵站運行效率，則是在泵外特性的追求上更上一層樓。

從銷售角度看，推銷產品即是在推銷泵的內在特性；而關注泵的外特性則是生產廠商不僅是推銷產品，而是在推銷泵站（成套項目）。
從使用角度看，好的產品必定是適合運行環境的產品而非出廠檢測判別的產品。

（5）機電一體化的進一步發展
正如科學技術的發展一樣，現階段科技領域中交叉學科、邊緣學科越來越豐富，跨學科的共同研究是十分普遍的事情，作為泵產品的技術發展亦是如此。以屏蔽式泵為例，取消泵的軸封問題，必須從電機結構開始，單局限於泵本身是沒有辦法實現的；解決泵的雜訊問題，除解決泵的流態和振動外，同時需要解決電機風葉的雜訊和電磁場的雜訊；提高潛水泵的可靠性，必須在潛水電機內加設諸如泄漏保護、過載保護等措施；提高泵的運行效率，須藉助於控制技術的運用等等。這些無一不說明要發展泵技術水平，必須從配套的電機、控制技術等方面同時著手，綜合考慮，最大限度地提升機電一體化綜合水平。
參考文獻
[1] 李雲，姜培正主編，過程流體機械. 北京：化學工業出版社，2009
[2] 孫啟才，金鼎五主編，離心機原理結構與設計計算. 北京：機械工業出版社，1987.
[3] 關醒凡主編，現代泵技術手冊，北京：宇航出版社，1995.

② 怎樣把太陽能發電轉成電能

太陽能板能把熱能直接轉化為電能。

太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

（1） 光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程氏困；後一個過程是熱—電轉換過程。

（2） 光—電直接轉換方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。

根據目前了解到的技術，只有太陽能光伏板可以把太陽的輻射熱直接轉換成電能。熱電轉換材料直接將熱能轉化為電能，是一種全固態能量轉換方式，無需化學反應或流體介質，

因而在發電過程中具有無噪音、無磨損、無介質泄漏、體積小、重量輕、移動方便、使用壽命長等優點，在軍用電池、遠殲敬念程空間探測器、遠距離通訊與導航、微電子等特殊應用領域具有「無可替代」的地位。

(2)能量轉換裝置設計草圖擴展閱讀：

太陽能板構成及各部分功能：

（1） 鋼化玻璃: 其作用為保護發電主體（如電池片），透光其選用是有要求的：

（2） EVA: 用來粘結固定鋼化玻璃和發電主體（電池片），透明EVA材質的優劣直接影響到組件的壽命，暴露在空氣中的EVA易老化發黃，從而影響組件的透光率，從而影響組件的發電質量除了EVA本身的質量外，組件廠家的層壓工藝影響也是非常大的，如EVA膠連度不達標，EVA與鋼化玻璃、背板粘接強度不夠，都會引起EVA提早老化，影響組件壽命。

（3） 電池片: 主要作用就是發電，發電主體市場上主流的是晶體硅太陽電稿前池片、薄膜太陽能電池片，兩者各有優劣。

晶體硅太陽能電池片,設備成本相對較低，但消耗及電池片成本很高，但光電轉換效率也高，在室外陽光下發電比較適宜。

薄膜太陽能電池片，相對設備成本較高，但消耗和電池成本很低，但光電轉化效率相對晶體硅電池片一半多點，但弱光效應非常好，在普通燈光下也能發電，如計算器上的太陽能電池。

（4） 背板: 作用，密封、絕緣、防水。一般都用TPT、TPE等材質必須耐老化，大多數組件廠家都質保25年，鋼化玻璃，鋁合金一般都沒問題，關鍵就在與背板和硅膠是否能達到要求。

（5） 鋁合金: 保護層壓件，起一定的密封、支撐作用。

（6） 接線盒: 保護整個發電系統，起到電流中轉站的作用，如果組件短路接線盒自動斷開短路電池串，防止燒壞整個系統接線盒中最關鍵的是二極體的選用，根據組件內電池片的類型不同，對應的二極體也不相同。

（7） 硅膠: 密封作用，用來密封組件與鋁合金邊框、組件與接線盒交界處有些公司使用雙面膠條、泡棉來替代硅膠，國內普遍使用硅膠，工藝簡單，方便，易操作，而且成本很低。

③ 機電能量轉換的原理是什麼

機電能量轉換是將電能轉化為機械能或者將機械能轉化為電能的裝置。機電能量轉換發生的媒介通過磁場或電場,但大多數實用轉換器使用磁場作為耦合介質之間的電氣和機械繫統,這是由於磁場的電存儲能力遠遠高於的電場。機電能量轉換器是指諸如麥克風、揚聲器、電磁繼電器和某些電子測量儀器等粗體運動裝置。

直流電機、感應電機和同步電機廣泛應用於機電能量轉換。當把電能轉化為機械能時，這個裝置就叫做電動機，當機械能轉化為電能時，這個裝置就叫做發電機。在這些機器中，由以下兩種電磁現象引起的能量從電形式到機械形式或從機械形式到電形式的轉換:

1.當允許導體在磁場中運動時，導體中就會產生電壓。

2.當載流導體置於磁場中時，導體就會受到機械力的作用。

在監測動作中，電流流過置於磁場中的導體。每根導體上都產生一個力。導體被放置在轉子上，轉子可以自由移動。轉子上產生的電磁力矩被傳遞到轉子的軸上，可以用來驅動機械負載。由於導體在磁場中旋轉，每根導體中都會感應出電壓。在產生動作伏灶時，轉子由原動機驅動。轉子導體中產生電壓。如果一個電力負載被連接到由這些導體組成的缺沖扮繞組上，電流就會流動，判姿把電力輸送到負載上。此外，流過導體的電流會與磁場相互作用產生反作用力，而反作用力往往與原動機產生的反作用力相反。

謝邀請！電能轉換原理是左手定測及右手定則，左手定則是導體切割磁惕磁力線產生電流，用於發電機原理，一般汽車起動機是將電能轉化成機械旋轉的功能。

電動機是根據電磁感應的原理製成的!該原理是法拉第發現的? 說的是發電機原理，電動機原理是：通電導體（線圈）在磁場中受力運動。

理論上應該是奧斯特最先發現的，奧斯特發現通電導體可以讓小磁針運動， 小磁針顯然受到了磁力的作用，通電導體周

利用電磁理論去實現「動能轉換成電能」的一種裝置或工質工作系建模。發電機就是其中的一個不可或缺的主要部件。

電磁定律可以解釋

④ 太陽能電池的能量轉換，將什麼能轉為什麼能

光能轉化成電能。

太陽能電池又稱為「太陽能晶元」或「光電池」，是一種利用太陽光直接發電的光電半導體薄片。它只要被滿足一定照度條件的光照到，瞬間就可輸出電壓及在有迴路的情況下產生電流。在物理學上稱為太陽能光伏（Photovoltaic，晌中伏縮寫為PV），簡稱光伏。

太陽能電池是通過光電效應或者光化學效應直接把光能轉化成電能的裝置。以光電效應工作的晶硅太陽能電池為主流，而以光化學效應工作的薄膜電池實施太陽能電池則還處於萌芽階段。

(4)能量轉換裝置設計草圖擴展閱讀：

1、工作原理

太陽光照在半導體p-n結上，形成新的空穴-電子對，在p-n結內建電場的作用下，光生空穴流向p區，光生電子流向n區，接通電路後就產生電流。這就宴攜是光電效應太陽能電池的工作原理。

2、基本特性

（1）太陽能電池的極性

硅太陽能電池的一般製成P+/N型結構或N+/P型結構，P+和N+，表示太陽能電池正面光照層半導體材料的導電類型;N和P，表示太陽能電池背面襯底半導體材料的導電類型。太陽能電池的電性能與製造電池所用半導體材料的特性有關。

（2）太陽電池的性能參數

太陽電池的性能參數由開路電壓、短路電流、最大輸出功率、填充因子、轉換效率等組成。這些參數是衡量太陽能電池性能好壞的標志。

（3）太陽能電池的伏安特性

P-N結太陽能電池包含一個形成於表面的淺P-N結、一個條狀及指狀的正面歐姆接觸、一個涵蓋整個背部表面培此的背面歐姆接觸以及一層在正面的抗反射層。

⑤ 將熱能轉換成電能有哪些方法

太陽能板能把熱能直接轉化為電能。

太陽能發電方式太陽能發電有兩種方式，一種是光—熱—電轉換方式，另一種是光—電直接轉換方式。

1、光—熱—電轉換方式通過利用太陽輻射產生的熱能發電，一般是由太陽能集熱器將所吸收的熱能轉換成工質的蒸氣，再驅動汽輪機發電。前一個過程是光—熱轉換過程；後一個過程是熱—電轉換過程。

2、光—電直接轉換方式是利用光電效應，將太陽輻射能直接轉換成電能，光—電轉換的基本裝置就是太陽能電池。

單晶硅太陽能板：

單晶硅太陽能板的光電轉換效率為15%左右，最高的達到24%，這是所有種類的太陽能板中光電轉換效率最高的，但製作成本很大，以致於它還不能被大量廣泛和普遍地使用。

由於單晶硅一般採用鋼化玻璃以及防水樹脂進行封裝，因此其堅固耐用，使用壽命一般可達15年，最高可達25年。

以上內容參考：網路——太陽能板

⑥ 電器上的開關屬於能量什麼裝置電磁鐵屬於能量什麼裝置

電器上的開關屬於能量自控裝置，電磁鐵屬於能量轉化裝置。
1、開關，能量自控裝置可有效地控制能量轉換的大小和時間開關就是能量自控裝置，用來表示物理系統做功的本領。
2、褲派電磁鐵是通電產生電磁的一種裝置雹殲，在鐵芯的外部纏繞與其功率相匹配的導電繞組，通有電流的線圈像磁鐵一樣具有磁性叫做電磁鐵胡肆賀，將電能轉化成磁能的裝置。

⑦ 換能器在「用超聲波測量聲速」的實驗中起了什麼作用

換能器（能量轉換裝置或盯毀）在聲學中是揚聲器（發聲器、聲波發衫備生裝置）和傳聲器（日常生活中稱話筒、聲波接收裝置）的統稱；則返在超聲波實驗中,換能器的確切名稱為超聲換能器,是起發射和接收超聲波作用.,8,換能器發射和接收超聲波。,2,把超聲波信號發生器的信號轉化超聲波能量。,1,

⑧ 設計能量轉化裝置六年級科學·急需！！！！！

准備材料：一張10cm正方形紫色紙，小紙花、剪刀、固體膠、小木棒、大頭針。

製作步驟：

1、拿出10cm邊長正方形紫色紙：

⑨ 什麼是能量轉換能量轉換的案例

能量在一固定封閉環境下既不能憑空產生也不能憑空消失，能量轉換是指從一種形式轉化為另一種形式或是從一個物體轉移到另一個物體。那麼你對能量轉換了解多少呢?以下是由我整理關於什麼是能量轉換的內容，希望大家喜歡!

能量轉換的簡介
能量以多種形式出現，包括輻射、物體運動、處於激發狀態的原子、分子內部及分子之間的應變力。所有這些形式的重要意義在於其能量是相等的，也就是說一種形式的能量可以轉變成另一種形式。宇宙中發生的絕大部分事件，例如，恆星的崩潰和爆炸、生物的生長和毀滅、機器和計算機的操作中都包括能量由一種形式轉化為另一種形式。

能量的形式可以用不同的 方法 來描述。聲能主要是分子前後有規律的運動;熱能是分子的無規則運動;重力能產生於分隔物體的相互吸引;儲存蠢悔在機械應力中的能量，則是由於分離的電行相互吸引的結果。盡管各種能量的表現形式大不相同，但是，每種能量都能採用一種方法來測量，這樣就能夠搞清楚，有多少能量由一種形式轉化為另一種形式。不論什麼時候，一個地方或一種形式的能量減少了，另一個地鋒緩方或另一種形式就會增加同樣數量的能量。在一個系統中不論發生漸變還是驟變，只要沒有能量進入或者離開這個系統，那麼系統內部各種能量立和將不發生變化。

但是，能量確實可以從系統邊界滲漏出去。特別是能量轉換會導致產生熱能，通過輻射和傳導的方式泄漏出去。如通過發動機、電線、熱水罐、我們的軀體和立體音響。而且，當熱在流體中傳導或輻射時，激起的流動通常促發了熱量的轉移。盡管傳導或輻射熱能很少的材料可用來減少熱能的損耗，但也無法完全避免熱能的流失。
能量轉換的案例
與能量的轉移不同，其種類發生了變化

1 例如拍球，能量從人體(肌肉)的化學能轉移到球，使之成為球的動能，球的動能又轉化成彈性勢能，彈性勢能又轉化成動能和重力勢能，只有靠這些能量的轉移、轉化才能夠完成拍球這一過程.

2太陽能熱水器，利用太陽能轉換成熱能加熱水給我們洗澡;太陽能電池，發電只要有太陽就能轉換成需要的能量。

3 電水壺是將電能通過電熱管轉換為熱能，從而燒開了水，水是吸收熱能。

能量是能夠使物體“工作”或運動的本領。雖然你看不見它，卻能感覺到它。任何東西只要有移動、發熱、冷卻、生長、變化、發光、或發聲的現象，其中就有能量在起作用。

能量之間轉換的各種類型及方法

能量是一種看不見摸不著你卻一直能感覺得到的神奇東西，至今為止沒有任何人提取或發現它的真實面貌，有人認為能量就是以物體內部分子不斷震動的頻率來衡量大小的，也就是熵的大小，其中證明宇宙膨脹的一個例子就是宇宙中總體的熵值在不斷增加，也就是宇宙在不斷趨於混亂，卻又不斷創造平衡，如此循環反復的從混亂與協調中平衡。

電能轉化熱能

電能轉化熱能一般通過熱電阻或熱輻射，例如家用的電銀檔模熱爐，是在熱阻絲內通過大量電流使熱阻絲產生大量熱能，通過熱輻射傳導給周圍環境。也可以通過微波裝置，使電能轉化成微波，通過直接的熱輻射轉為熱能

熱能轉化電能

至今為止，人類還沒想出很有效率的方法可以讓熱能直接轉化為電能，似乎人類只發明了電能和機械能轉化的裝置，所以，如果想任何形式能量轉換為電能，必須先轉換為機械能。但是，有的物質如陶瓷等，在溫度變化時可以產生電勢差，進而產生微弱電能，但無法用於發電。

機械能轉化電能

通過切割電磁圈的磁感線，可以使機械能轉化為電能。在電機中，機械能和電能可以互逆轉換。

光能轉化電能

可以通過光電效應使光照射在金屬表面而輻射出電子，通過這種方法，人類設計了太陽能板，太陽能板是通過陽光照射硅晶體的PN結產生空穴電壓產生電能的，光能轉化電能是相對比較有效的轉換方式，並且隨著不可再生能源的枯竭，人類越來越重視可再生清潔能源的應用，光能就是最受關注的清潔能源之一。

化學能轉化電能

通過化學反應使得正電子和負電子分別在陽極和陰極匯聚，其實這也是電池的放電過程。

電能轉化機械能

藉助電磁感應效應，人類設計了電機，可以使電能輕松轉化為機械能。在電機中，電能和機械能可以互逆轉換。

化學能轉化熱能

可以通過核裂變使得熵值大量增加，進而產生大量熱能傳導出去。在核裂變過程中，不僅產生大量熱能，還產生大量光能及機械能等。

還有一種方法就是通過可燃物的燃燒，伴隨著光能的同時也產生大量熱能。

熱能轉化機械能

至今人類想到的最好方法，只有通過加熱水進而通過水蒸氣驅動機械做功，自從瓦特發明蒸汽機以來，人類一直沿用這個方法進行轉換。

機械能轉化熱能

機械做功摩擦可以產生熱能，但一般效率不高，而且在實際應用中無法通過這樣的轉化大量提供熱能，只作為機械能的能量損耗而已。

光能轉化熱能

光能在照射到物體時，自然就會伴隨熱能的傳導，但不同波段的光波導熱能力不同。

光能轉化機械能

太陽帆，太陽能電池板

光能轉化化學能

⑩ 初中物理用到轉換法的實驗有哪些

1、測不規則石塊的體積實驗。

將石塊體積轉換成測排開水的體積進行測量。

2、測曲線的長短的實驗。

將曲線長度轉換成細棉線的長度進行測量。

3、在測量滑動摩擦力實驗。

將摩擦力轉換成測拉力的大小進行測量。

4、測硬幣的直徑實驗。

將硬幣直徑轉換成測刻度尺的長度進行測量。

5、在磁場的存在的實驗。

通過磁場的效應進行證明磁場的存在衡老彎。

6、研究電熱與電流，電阻的因素實驗。

將電熱的多少轉換成液柱上升的高度進行測量。

使用轉換法可將不可測的量轉含首換為可測的量進行測量，也可將不易測準的量轉換為可測準的量，提高測量精度。

例如我國古代曹沖稱象的故事，就是把不可直接稱重的大象的質量，轉換為可測的石塊的質量，包含了轉換法的思想方法；而利用阿基米德原理測量不規則物體的體積，則是將不易測準的體積轉換為容易測準的浮力來測量，提高了測量精度；

還有如通過測量三線擺的周期測剛體的轉動慣量、通過落體法測物體下落的時間或轉動的角加速度測剛體轉動慣量等都是轉換法思想方法的體現。

由於不同物理量之間存在多種相互聯系的關系和效應，所以就存在各種不同的轉換測量方法，這正是物理實驗最富有開創性的一面。轉換測量方法使物理實驗方法與各學科的發展關系更加密切，已滲透到各個學科領域。

轉換測量方法大致可咐悶分為參量轉換法和能量轉換法。