自制能量转化器

[设计说明] "能量转化器"主要由两个型号相同的玩具电动机和一个带有发光二极管的音乐贺卡制作而成.让一个电动机带动另一个电动机和音乐贺卡工作,实现机械能、电能、内能、光能及声能之间的转化.     

读者来信

[设计说明] "能量转化器"主要由两个型号相同的玩具电动机和一个带有发光二极管的音乐贺卡制作而成.让一个电动机带动另一个电动机和音乐贺卡工作,实现机械能、电能、内能、光能及声能之间的转化.     

热量热能内能的比较

内能和热量是热力学中两个既有联系又易混淆的重要概念,在中学物理中还提到热能的概念,这三个概念到底有什么本质区别和联系,下面就内能和热量,内能和热能两方面加以比较．1内能和热量的比较内能是物质系统的内部状态所决定的能量,以U表示,内能是状态函数,由系统平衡态的状态参量单值的确定．从微观上说,内能包括系统内分子热运动的各种动能,如平动     

半导体温差发电装置的性能研究

温差发电是一种绿色环保的发电技术, 它可以直接将热能转化为电能. 该技术具有体积小、 重量轻、 移 动方便和可靠性高等特点. 它可以利用太阳能、 地热能、 海洋温差、 余热和废热等热能进行能量的转换. 作为一种替 代选择, 温差发电技术具有巨大的潜力和良好的发展前景     

浅谈热污染

 工业推动了文明,也影响了环境。热机的使用,使人类可以将化学能转化为机械能、电能,代价却是大量热能的散失和一些有害气体的排放。日常生活中电能和其他形式能源的利用,也在制造着“多余”的热能。这些“多余”的热能,再加上CO2做“帮凶”,就产生和加剧了热污染。     

外加纵向磁场对电子束丝化不稳定性的影响

本文用统计方法讨论了丝化不稳定性扰动电磁场模式的能量。考虑了横向扰动速度与电磁场扰动的耦合。发现在有外加强纵向磁场时,在回旋频率附近长波模扰动磁能与京电子横向热能之比随纵向磁场压强的三次幂减少。     

物理学是能源科学之本

能源是发展生产和提高人民生活水平的重要物质基础,是制约国民经济发展的重要因素,也是决定战争胜负的战略重点。现代社会离不开能源。目前,能源问题已成为世界各国极为关注的重大问题。能源科学亦已成为当今世界激烈竞争的前沿阵地。但是,能源科学从诞生之日起就与物理学结下了不解之缘。 顾名思义,“能源”即能量的来源。在能源科学中,“能源”就是指能够提供某种形式能量的自然资源,它包括提供某种形式能量的物质资源和某种物质的运动形式。例如,燃料、风、水流、太阳能等都是能源。实际上,能源的利用过程就是能量的转化与传递过程。 人类在生产和生活过程中需要各种形式的能源,其中用量最大的是热能、机械能和电能。我们可以按照需要,把自然界中存在的能源转化为各种形式的能量,而这些能量的转化绝大部分都是在物理过程中实现的。因此,能源的开发和利用就不能不受物理学中能量转化与守恒定律的约束。 人类开发、利用能源的历史充分表明,能源科学的创建和发展是以物理学作为其重要理论基础的。离开     

AA-CAES压缩膨胀系统的运行级数优化

先进绝热空气压缩储能系统(AA-CAES)由压缩机、透平机、储气室、换热器等装置组成,压缩机与透平机的级数为一级或多级,而级数存在一个最优组合,本文通过计算不同压缩膨胀级数系统的功效率与(火用)效率,得出了AA-CAES系统压缩机与透平机级数的最优组合。结果表明,AA-CAES系统的储气室压力和初始状态一定的情况下,储气室的(火用)损失只与终止压力有关;在总压比一定的情况下,压缩级数越少,在同样膨胀压力条件下,系统输出功越大;压缩级数相同时,透平级数越多,空气单位质量的输出功越多,系统的最合理的压缩级数为两级,膨胀级数为三级。     

在电动机和发电机中洛伦兹力所起的作用

讨论了电动机、发电机中能量由电能向机械能、机械能向电能转化的内部过程．并讨论了洛伦兹力与安培力、洛伦兹力做功与电源功率之间的关系．     

铝丝阵Z箍缩辐射产生机理初步研究

利用一维非平衡辐射磁流体力学程序研究了铝丝阵内爆过程中的能量转化规律和辐射产生机理.细致讨论了Z箍缩过程中脉冲功率驱动器电磁能馈入等离子体,等离子体动能转化为内能以及通过一系列原子过程电子内能转化为X射线辐射的能量转化机理.结合离子布居信息深入分析了Z箍缩过程中的辐射产生机理.结果表明,在内爆压缩阶段,电离和激发过程占优,线辐射占据总辐射的绝大部分.在滞止时,离子大都处于裸核离化度,连续谱辐射达到峰值.在滞止附近,线辐射出现两个峰值.在膨胀过程中,光电复合过程优于三体复合,线辐射占总辐射的份额逐渐下降.     

煤炭超临界水气化制氢发电多联产技术

<正>1技术简介我国以煤为主的能源结构短期内不会改变,现有燃煤发电技术主要利用煤炭在空气中的燃烧放热,将煤炭化学能转化为热能加热水-蒸汽用于做功发电;常规煤气化技术主要利用煤炭在空气中的部分氧化-气化反应制取合成气。上述两类转化利用过程中煤的能量品质损耗大,且不可避免地生成大量SO_x、NO_x、固体颗粒物、重金属污染物及低浓度温室气体等,减排成本高,急需研发一种全新的煤     

太阳能甲醇分解能量转换机理实验研究

本文通过太阳能分解甲醇燃料实验,来研究太阳能与化石燃料互补的能源利用系统的能量转换新机理,揭示减少燃料化学能释放过程(火用)损失和提升太阳热能品位的本质,并得到基于实验的量化依据。实验研究了反应过程能量品位关联机理和效果,并揭示了主要因素影响规律。太阳热能温度的升高,有利于分解反应的进行,但温度过高会负面影响品位提升的效果,260℃左右是较合理的;与太阳能甲醇分解反应装置规模对应的进料量条件是影响能量转换过程的关键因素,也将影响太阳热能品位提升效果。研究成果将为开拓太阳能与化石能源互补的能量系统提供理论支撑和实验数据。     

非平衡感应耦合等离子体流场与电磁场作用机理的数值模拟

以航天领域中研究再入飞行器热防护系统的感应耦合等离子体(inductively coupled plasma, ICP)风洞为研究对象,通过流场-电磁场-化学场-热力场-湍流场多场耦合求解研究ICP风洞流场与电磁场的分布特性及其相互作用机理.数值模拟中,基于热化学非平衡等离子体磁流体动力学模型准确模拟了空气ICP的高频放电、焦耳加热、能量转化、粒子内能交换等过程,通过多物理场耦合计算模拟得到了100 kW级ICP风洞内空气等离子体的电子温度、粒子数密度、洛伦兹力、焦耳加热率、速度、压强、电场强度的分布规律.研究结果表明:在感应线圈区靠近等离子体炬壁附近,等离子体流动处于热力学非平衡状态;洛伦兹力对感应线圈区空气粒子的动量传递和电子热运动起着控制作用.     

离心泵启动过程的涡动力学诊断

在离心泵启动过程内部流动数值模拟的基础上进一步深入分析瞬态流动结构,研究启动过程中泵内能量分布的合理性及其对瞬态特性的影响,采用涡动力学方法对启动过程瞬态流场分布进行诊断。分别采用过流断面总压流分布和边界涡量流的轴向分量分布表征流体能量变化和叶轮局部对流体做功的效应。并用过流断面总压流的值来分析叶轮机械能与流体能量的转化情况。本文给出了针对泵内非定常流场的诊断过程,并为泵启动过程的控制和优化提供参考和依据。     

结合碳捕集的SOFC-sCO2布雷顿循环集成系统性能分析

固体氧化物燃料电池是将化学能转化成电能的全固态能量转换装置,被认为是极具前景的绿色发电系统。本研究提出了结合碳捕集的固体氧化物燃料电池-超临界二氧化碳布雷顿循环集成系统,通过阳极尾气富氧燃烧实现低能耗碳捕集,并利用s CO₂再压缩布雷顿循环回收燃烧室余热提高系统效率。模拟结果显示,该集成系统在设计工况下的净发电效率为59.74%,二氧化碳捕集量为134.50 kg/h。此外,关键工作参数对系统性能的影响分析结果表明,合理的阳极尾气再循环比、燃料利用率和燃料流量是确保系统安全高效运行的必要前提。     

变质量系统的功能原理

<引言> 许多教材中的功能原理只限于单质点或封闭质点系的应用.对于非封闭系统,即由于有质量的流入或流出而引起动量改变的系统,进出的质量与系统相互作用的内力就会改变系统的内能,通常是转变为热能.这样功能原理就要表达为一个不等式或是一个有人为附加的能量损失项的等式(所     

中低温太阳热能的甲醇重整制氢能量转换机理研究

通过甲醇-水蒸汽化学反应,本文提出中低温太阳热能与甲醇重整反应结合的制氢新方法,探讨了中低温太阳热能与甲醇重整制氢过程的能量转换机理,分析了不同压力条件下的水碳比、反应温度对中低温太阳热能-甲醇重整制氢的影响规律.研究结果表明:集热180～240 ℃的低品位太阳热能(品位为0.34～0.42)将能更好地与甲醇重整反应所需的品位相匹配.在反应压力为1×1.01325×105 Pa,反应产物中H2浓度可有望达到72%～75%,中低温太阳热能转化为化学能占燃料化学能的份额可达12%.该研究为低能耗制取清洁燃料氢提供了一条新途径.     

高光谱吸收微纳结构表面提高太阳能温差发电性能的研究

采用飞秒激光等离子体丝（飞秒光丝）在金属铝箔表面以不同飞秒光丝扫描速度（5,15,25,35和45 mm·s-1）制备了微纳结构表面,并在太阳光能量主要覆盖的光谱范围（330～890 nm）内对其进行了反射率测量,发现飞秒光丝制备的微纳结构表面具有显著的高光谱吸收特性,并且飞秒光丝扫描速度越慢,光谱吸收率越强,5 mm·s-1条件下微纳结构表面光谱吸收率达97%以上。将制备的高光谱吸收微纳结构表面作为温差发电片（TEG）光吸收体,以此为基础构建了考虑太阳光辐照及温差发电模块（即TEG模块：结合微纳结构表面的TEG）散热情况的仿真实验环境并进行发电功率测量。研究结果表明,具有微纳结构的铝表面（5 mm·s-1制备条件下）与抛光铝箔或裸发电片相比,光电转化效率（发电效率）可分别提高43.3和10.7倍。进一步研究了TEG模块的温差发电的过程与机理,将TEG模块的温差发电过程分为光热（光能转化为热能）与热电（热能转化为电能）两个转化过程分析：首先在光热转化过程中,微纳结构表面增强了太阳光吸收效率,为光热转化提供更多的光子能量,实现了其在表面更多的热量沉积,进而在之后的热电转化过程中,更多的热能沉积使得TEG模块的载流子迁移率得到了很大提升,这样在同样的温差（发电片冷热端的温度差值）条件下,微纳结构表面与普通表面相比可以获得更高的热电转化效率。因此,微纳结构表面的高光谱吸收性能使得TEG模块经光热转化后得到的高热能沉积使载流子迁移率得到了提高,进而显著提升了TEG模块发电性能,这是微纳结构表面增强TEG温差发电效率的主要原因。这一机理的揭示,为TEG模块发电性能的进一步优化和提升提供了理论依据,对TEG模块的实际应用具有重要的意义。     

有限长压电薄圆管的等效电路和机电耦合系数

本文给出了径向极化薄压电圆管的等效电路和机电耦合系数.这个等效电路是一个四端网络.用电弹短路振方式和压电方程式求出换器内的能量,再用换能器的线性方程和换能器的内能得到等效电路的参量和方程式:这种推导换能器等效电路的方法能应用于其它的换能器.用换能器内的机电耦合能、弹性能和电能求得换能器的机电耦台系数。     

可储能电装甲及其所用电容器初探

 电磁装甲是以脉冲功率技术、电磁学和电动力学等理论为基础,有效利用通过各种方式转化而来的电能、电磁能或热能的装甲车辆防护系统。自从1973年Walker提出电磁装甲的概念以来,人们对电装甲的研究已有30年的历史,其理论探讨和实践研究已取得了长足进展。