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美媒:科学家发明可穿戴发电机 利用尿液供电
美媒称,日前,一双嵌入了微生物燃料电池(MFC)的袜子成功为一台无线发射器提供了动力,并向一台个人电脑发射了信号。这种MFC以尿液为燃料,靠穿戴者行走带动循环。这是 依靠基于MFC技术的可穿戴发电机提供动力的自给式发电系统。
据美国每日科学网站12月11日报道,有关这项研究成果的科技论文发表在美国《生物灵感和仿生学》双月刊上。
论文称,这项试验是由英国西英格兰大学布里斯托尔生物能源中心的扬尼斯·耶罗普洛斯教授带领的。
报道称,袜子中嵌入的柔软MFC以新鲜尿液为燃料,依靠穿戴者的行走来发电。通常来讲,续流MFC依靠一台主电动泵来让尿液在电池中循环,不过本项试验完全依靠的是人体运动。该试验使用的手动泵类似于简单的鱼循环系统,行走动作可以使尿液在MFC中循环并发电。安装在脚后跟下的软管可以借由行走动作确保频繁的液体推挽。这一可穿戴MFC系统成功地为一块无线传输板供电,使其每两分钟向由个人电脑控制的接收模块发射一条信息。
耶罗普洛斯说:“我们此前曾用以尿液为燃料的MFC为一部供电,这次想看一下我们是否能用可穿戴技术复制这一成功。我们同样想让这一系统做到完全自给,仅靠人力供电——尿液作为燃料、脚部运动作为泵。”
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影响发电机消耗率的5点因素与对应措施
发电机以其热效率高、结构紧凑、机动性强、运行维护简便等优点成为了重要的动力机械。这一热能机械,既使节约百分之一的燃料也会带来巨大的经济效益。因此,降低发电机的消耗一直是企业追求的目标。本公司根据这一问题重点分析了影响发电机消耗率的原因,提出了降低消耗率的措施。
影响发电机消耗率的因素与措施:
1.发电机运行组织是否合理对发电机的消耗有很大影响,运行组织不合理能造成发电机周转率低,有火停留时间长,的无功消耗占总清耗量的比重大,显然不合理的发电机运用方式是无功消耗的根源。措施:完善运行方式合理调配和使用发电机减少待发时间和单机走行时间提高发电机利用率减少无功消耗。
2.值机人员操纵水平不但是发电机正点运行的有力保证,同时对发电机的功率发挥消耗的经济性有较大影响。不同的操纵方法将导致不同的消耗,熟悉线路纵断面、准确掌握发电机运行速度及区间运行时分、操纵平稳、制动时机恰当的值机人员的操纵,消耗就少,反之消耗就会增加单耗上升。
3.供应系统中,喷油泵及喷油器的质量直接决定发电机燃烧状态。喷油泵流量不符合规定喷油器提前度偏大或偏小化不良是造成燃烧不良的主要原因。喷油泵压力不够,喷油器检修不好或检修不及时会造成雾化不良,燃烧不干凈,将产生大量的滴漏浪费。这些滴漏的不但造成浪费,而且还会在发电机燃烧部位产生大虽的积碳,影响发电机和增压器工作的效率,进一步降低了发电机的输出功率增加了的消耗。可见对喷油器检修的及时性对节约有重要的意义。措施:(1)提高备品检修质量,完善检修工艺,按范围对喷油泵、喷油器定期互换,上试验台检测、及时发现状态不良的喷油泵、喷油器及时检修。(2)对喷油器针阀偶件、弹簧、支座板等卖行寿命管理(3)尽可能使用长效喷油器
4.增压器、中冷器、空气弗列加滤清器工作状态不良、均会造成发电机的工作质量下降。增压空气的压力、温度与进气量直接影响在气缸里能否有效、充分地燃烧。空气弗列加滤清器堵塞、中冷器冷却效率过低、增压器空气压力不足都会减少进入气缸的空气量,造成燃烧不充分而使油的消耗增大。措施:(1)对增压器的真空度进行检测,检测不良时及时拆下检修或者更换。(2)定期清洗空气弗列加滤清器根据状态及时更挨弗列加滤清器,确保进气的通与足量(3)适时检测中冷器的进气压力、温度、出口压力、中冷水温等指标、对中冷器的性能进行评定,发现不良及时更换。
5.功率调整:发电机功率受诸多因素影响。如果发电机主发电机外特性调整点偏离曲线过多,发电机功率就不能正常发挥。当电功率高于发电机功率时,发电机就会出现压转速的现象。此时燃烧条件就会恶化,燃烧就会不充分产生浪费。措施:定期上水阻进行功率调整,保证发电机良好的牵引特性。
通过以上分析,我们发现影响发电机消耗的因素主要有发电机运行编排的因素,发电机自身质量状态完好情况的因素,操纵方面的因素,品质以及线路质量方面的因素,通过以上的原因分析与对策研究。综合来看,只要采取的对策适当,那么降低发电机消耗并维持在较低水平是没有任何问题的。
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电喷式发动机技术对发电机有什么好处
(1)改进了发电机的调速控制:由电控调速器取代了机械调速器的旋转飞锤等装置,使转速控制更加精确。
(2)改善了经济性:选定机工况后控制模块ECM按程序对机的运转工况进行监测,特别是对喷油过程有重要影响的定时、温度、转速和增压压力等。
(3)改善了机的冷启动性:在获得冷却液或机油温度数值后,确定机是否处于低温状态,ECM将根据传感器输入的信号对喷油定时和喷油量进行优化控制,以提高启动成功率,减少启动时的白烟。
(4)降低机的排气烟度:ECM能够根据机油温度和增压压力精确控制喷油定时和喷油量,使机在稳态及瞬态工况下的烟度能够满足EPA排放法规的要求。
(5)减少机的维护工作量:由于喷射得到严制,从而改善了烧。另外,由于取消了机械调速器拉杆或齿条,从而了调整和维修项目。
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分析机的工作原理及使用:发电机机的基本工作原理就是将高压喷入燃烧室中燃烧,释放出热能,再将热能转变成机械能做功。要想全面掌握机的工作原理,首先必须了解上止点、下止点、活塞行程、配气相位、燃烧室容积、汽缸工作容积、压缩比、进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程等概念。
①上止点:指活塞离曲轴中心远的位置或离汽缸盖近的位置。
②下止点:指活塞离曲轴中心近的位置。
③活塞行程;指活塞在上、下两个止点间的距离。从目前使用的发电机机情况看,135系列机中活塞行程有140mm和150mm两种,两者之间有的配件相同,有的则不同,选购配件时应注意。
④配气相位:发电机组机的进气门和排气门开始开启和关闭的时刻用曲轴转角表示时称为配气相位。
⑤燃烧室容积;指上止点以上的空间。
动到下止点时所对应的汽缸的容积。
⑦压缩比汽缸总容积(即燃烧室容积与汽缸工作客积之和)与燃烧室容积之比,称为压缩比。
⑧进气行程:其目的是保证汽缸内充满足够的新鲜空气。活塞往下运动时,进气门打开,周围环境中的空气被吸入汽缸,直到活塞到达下止点时,进气门才关闭。
⑨压缩行程;活塞由下止点向上止点运动的过程中,进气门经下止点后延续了一定角度后关闭(主要目的是多吸入新鲜空气)。此时,排气门仍然关闭,汽缸处于密封状态。由于活塞的向上运动,汽缸内的空气被压缩,压缩终点的压力达3~4Wa,温度可达500℃一750℃。注意,喷入燃烧室内开始燃烧的时刻是在上止点前一定角度而不是正好在上止点。
⑩做功行程;当活塞运行到上止点前一定角度时,喷油器开始向撒饶室内喷入高压雾化,与高温高压空气混合后,很快着火燃烧并释放出大量的热能。
这时,汽缸内气体的压力和温度急速上升。在高压气体的推动下,活塞向下止点运动并通过连杆使曲轴旋转输出动力。做功行程实际上是机将热能转化为机械能的过程。
排气行程:在这个行程里,汽缸内的废气全部排出并再次吸入新鲜空气,便进行下一个工作循环。
实际上活塞在做功行程下止点前就打开了排气门,越过下止点后活塞上行,此时排气门已完全打开,进气门仍然关闭着,这时汽缸内的废气压力高于大气的压力而冲出排气门。为了使汽缸内的废气排干净,排气门在活塞过了上止点后才关闭。