热机的新发展--热声热机

传统的热机按一定的热力学循环要求,用热机的机械结构和运动规律组织工作介质的状态变化,实现热能与机械能之间的转变。热声热机则是运用热声原理在一定的几何和热力环境条件下,利用系统与工质自身性质及各个部分之间进行的一种热力学自组织过程实现热能与机械能之间的自主转化。实践中可以实现无运动部件的热机系统。     

固体氧化物燃料电池-斯特林热机混合动力系统的性能优化

应用电化学、非平衡态热力学和有限时间热力学等理论,建立包含多种不可逆损失的固体氧化物燃料电池与斯特林热机组合而成的混合动力循环系统理论模型,导出混合系统的输出功率和效率的表达式,确定混合系统的最大输出功率和最大效率及其工作在最大输出功率或工作在最大效率时的运行条件,给出系统的优化工作区域,详细讨论了热力学循环过程的不可逆性对混合系统优化性能的影响,探讨了固体氧化物燃料电池与斯特林热机之间的最佳匹配关系.所得结果可为实际混合动力系统的设计和优化运行提供理论依据.     

非等容多腔微型摆式发动机的带回热混合动力循环特性分析

常规微型摆式发动机效率低下、功率不足,针对这一缺陷,提出一种适于微型摆式发动机的可回热新型混合动力循环,研究表明,其热力特性能够显著改善发动机性能.首先改进摆式发动机为非等容多腔结构,在混合动力循环作用下,发动机与螺旋式回热器实现了理论联合运转,通过回收排气余热和抑制热泄漏两个途径提升整机效率.发动机稳态工作过程仿真结果表明,以不带回热的新型混合动力循环运行的微型摆式发动机,其热力性能较单一循环发动机具有明显优势;考虑泄漏效应后,混合循环由两个独立的四冲循环与两个独立的二冲循环构成,且发生泄漏的两相邻腔室必属不同循环,二者热力特性具有明显差异.应用该回热技术后,微型摆式发动机性能得到了大幅提升,其中四冲腔室热效率相对提升达45.31%,整机效率亦相对提升了14.09%.该数值模拟结果从原理上初步证明了该技术的可行性与先进性,对于促进微型热机的发展具有重大现实意义.     

微型旋转摆式发动机性能影响因素分析

针对一种新型差速式、无停顿旋转摆式发动机开展研究,建立MATLAB环境下较为完善的热力学仿真模型,计算结果表明:缩短燃烧持续时间有利于提升发动机性能;泄漏和传热是影响发动机性能的两个主要因素,低频运行时泄漏影响较大,高频运行时传热因素更敏感;发动机效率及功率随间隙尺寸增大而降低,当泄漏间隙一定、频率增大时,效率及功率随之会先增加后减小.考虑泄漏、传热影响后,若泄漏间隙控制在20μm,工作频率50 Hz时发动机达到最大热效率为17.36%,工作频率100 Hz时发动机达到最大功率为2121.2 W.较之微小尺寸级的百瓦级微型热机,微型旋转摆式发动机性能优势明显.     

脉冲管制冷机多种直流效应研究进展

脉冲管制冷机是一种有很好应用前景的小型低温制冷机．首先简要介绍了脉冲管制冷机的发展历史，指出脉冲管制冷技术的改进和理论发展与对其内部直流效应的研究密切相关．然后概述了直流效应的发现历程和分类，首次提出了直流的物理意义包含驱动机制和传输机制两个要素，明确了直流的驱动机制是流动和温度的不对称性，传输机制是靠环路或涡量两种方式进行非线性耗散．接着重点介绍近二十年来国内外在脉冲管制冷机直流效应研究方面所取得的重要进展，包括在Gedeon流、Rayleigh流、第三种直流、蓄冷器内的环流4种主要的直流上取得的重要突破和创新．针对Gedeon流主要回顾了理论和实验分析的研究，对不同的抑制方法进行了归纳总结．对于Rayleigh流主要阐述了二阶质量流的解析特点和关于锥形脉冲管的研究．还指出了目前对第三种直流和蓄冷器内环流研究的成果和不足，概述了直流的实验测量技术发展现状，最后扼要地对脉冲管制冷机直流效应研究还存在的问题和该研究领域的发展方向进行展望．     

不可逆循环的广义热力学动态优化研究进展

本文在简要回顾有限时间热力学、熵产生最小化理论、理论、广义热力学优化理论的基础上,从理论热力循环(包括恒温热源理论热机循环,变温热源理论热机循环,串接、联合和多热源理论热机循环,具有非均匀工质的理论热机循环,多级热力循环)、理论化学机循环(包括单级等温化学机循环,单级非等温化学机循环,多级等温化学机循环,多级非等温化学机循环)、工程热力与化学循环(包括活塞式加热气缸膨胀过程,内燃机循环,光驱动发动机循环)、商业机循环等不可逆循环动态优化研究方面介绍了广义热力学优化理论的研究进展,最后指出除在研究对象范围和研究内容方面进一步拓展与细化外,追求物理模型的统一性、优化方法的通用性和优化结果的普适性是广义热力学优化理论的另一重要发展趋势,包括建立广义机模型.     

AEMS及其在上海电网试运行

为了满足我国电力系统高稳定性、高电能质量和高经济性运行的需求,提出了Advanced—EMS,简称AEMS（先进电能管理系统）,已投入上海电网试运行为时半年．这是从理念、理论、方法、技术到工程实施的系统性的创新成果．其核心内容是用一种新的混成自动控制理论和技术来实现电力系统多重目标趋优闭环自动控制．该系统以“事件驱动”为内核,通过将不满意状态定义为事件,将趋优化问题转化为事件的处理和消除问题．本快讯概述了AEMS的理论要点及主要优点,并通报了AEMS在上海电网工程实现的情况．     

空气/水双源热泵废热再用热水装置的性能分析

提出一种新型空气/水双源热泵废热再用热水装置,其热泵系统可用空气源或水源或空气源-水源联合3种模式加热水.自来水分两级加热,先由废热水预热,后经热泵再加热;废热水热能分两级回收,先供自来水预热,后作热泵水源循环热源.采用无量纲对比态分析法,并参考了实验值拟合的空气源热泵、水源热泵性能系数计算式,以及废热回收-预热器的增益系数计算式,导出了装置6种运行模式的性能系数计算式,分析了废热回收-预热器的换热与热泵的吸热、放热关联的不同工况特性,为选择最优运行模式和参数提供参考.分析和实验表明,本装置的性能系数在冬季也能到达4～5.5,为普通空气源热泵热水器2倍,废水余热利用率优于废水仅作预热或热泵热源情况,节能效益明显.另外把无量纲对比态分析法引进到热泵循环性能分析中,也有理论意义和实际使用价值.     

两有限势库内可逆广义机最大广义输出的最优构型

寻求普适的优化结果是广义热力学优化理论研究的重要目标之一.前人对于热机、化学机、电池做功电路和商业机等循环的动态优化研究均仅限于具体学科的研究对象,研究结论有其独特的学科适用范围,无法揭示这些不同学科内研究对象和研究结论之间的共性规律.本文在回顾现有热力化学循环动态优化研究文献的基础上,基于广义热力学优化理论的研究思路,首先建立了两有限势库内可逆广义机的物理模型,形成了相应的动态优化问题,即在广义位移守恒方程约束下求解广义机循环广义输出最大化及与之对应的循环最优构型.然后,分别应用欧拉-拉格朗日方程和平均最优控制理论导出了普适的优化结果,并基于普适结果得到了广义流率和广义速率间满足3种特定关系时更为简化的优化结果.接着,进一步讨论了上述研究结果和结论在热力循环、等温化学循环、电池做功电路和商业机循环等特例中的应用.最后,提出了不可逆循环"广义热力学动态优化"的研究思想.本文研究丰富和完善了广义热力学优化理论.     

高温超导电力应用的低温冷却系统及制冷机

在过去的十多年中,高温超导（HTS）在电力应用的诸多方面,如电力传输电缆、故障限流器、变压器、船舶推进马达、发电机和电感贮能,取得了很大的进展．低温冷却系统是超导电力设备的重要组成部分,对HTS电力应用的成败及产业化发展起重大影响．低温冷却系统的稳定性、成本很大程度上是由制冷机的性能、价格决定的．介绍各种HTS电力应用低温冷却系统的热负荷水平、冷却方式、致冷介质．从制冷量、维护周期、价格、可靠性方面选择了几种适用于HTS电力设备的商用制冷机产品,介绍其工作原理、性能参数、适用场合．未来HTS电力应用对制冷机的要求主要集中在可靠性、效率、价格3方面：可靠性要提高到99．8％,制冷机相对卡诺效率提高30％以上,制冷机在80K温度下制冷成本降低到25美元倒以下．此外,对恒温器、低温管道、流体循环泵也作了简要介绍．     

电信空调冷却塔供冷系统节能应用

根据电信机楼的空调负荷特点,在冬季和部分过渡季节,选择使用冷却塔加板式换热器的间接式免费供冷空调系统为电信机楼提供冷量。介绍了冬季机房空调送风温度和冷却塔供冷温度的确定,分析了冷却塔供冷温度对冷却塔运行消耗的影响。通过预测计算确定冷却塔免费制冷的的运行时间及节能效果。并引入了冷负荷供需指数的概念,经过现场测试计算得出江苏电信第二枢纽工程中影响该指数的三个因素,最后总结了江苏电信免费制冷技术的节能情况和应用潜力。     

Locomotory energetics in a marsupial (Antechinomys spenceri) and a rodent (Notomys alexis).

Steady state oxygen consumption was compared in a rodent Notomys alexis and a marsupial Antechinomys spenceri. The marsupial was found to diverge from predicted eutherian energic patterns. N. alexis appears to use energy storage as a significant part of the step cycle before becoming bipedal. Aerobic scope and heat storage during running are similar in both species.     

Possibilities of gas utilization with special emphasis on small sanitary landfills

Summary Based on general observations on gas production in sanitary landfills, properties of some important landfill gases are discussed, especially with regard to the potential heat recovery. It has been shown, based on practice oriented considerations, that the utilization of landfill gases can be worthwhile even in small landfills. A scheme has been given which shows all the possibilities for collection, pretreatment, storage and combustion of the gases. The question of energy storage and energy utilization has also been addressed. The scheme has been discussed, as well as some of the processes, using the example of the hot water generation plant in the Croglio sanitary landfill in Tessin (Switzerland).Calculation of the running costs shows that this plant, which is designed for a 335 MJ/h production, is working economically.     

基于有限元方法的圆简直线感应电机变化气隙场瞬态特性分析

本文将电机的三维场问题转化为二维场问题,运用有限元法对圆筒直线感应电动机的二维电磁场进行了数值计算。在此理论分析的基础上,采用电磁场分析的专用软件AnsoflMaxwell2D对样机的瞬态特性进行仿真分析,得到电机运行过程中某一时刻的磁感应强度分布、磁力线、电流密度及气隙磁密等曲线;并在加额定电压条件下,研究了不同气隙下电机磁场及力特性的变化,将分析结果用来指导直线感应电机的理论研究以及本体和其控制系统的设计。     

The Absolute and Its Measurement: William Thomson on Temperature

In this paper we give a full account of the work of William Thomson (Lord Kelvin) on absolute temperature, which to this day provides the theoretical underpinnings for the most rigorous measurements of temperature. When Thomson fashioned his concepts of ‘absolute’ temperature, his main concern was to make the definition of temperature independent of the properties of particular thermometric substances (rather than to count temperature from an absolute zero). He tried out a succession of definitions based on the thermodynamics of ideal heat engines; most notably, in 1854 he gave the ratio of two temperatures as the ratio of quantities of heat taken in and given out at those temperatures in a Carnot cycle. But there were difficulties with using such definitions for experimental work, since it was not possible even to approximate an ideal Carnot engine in reality. More generally, it is not trivial to connect an abstract concept with concrete operations in order to make physical measurements possible. In the end, Thomson argued that an ideal gas thermometer would indicate his absolute temperature, and that the deviation of actual gas thermometers from the ideal could be estimated by means of the Joule‐Thomson effect. However, the measurement of the Joule‐Thomson effect itself required measurements of temperature, so there was a problem of circularity.     

3MW海上风力发电机机舱热平衡设计

以3MW海上风力发电机为研究对象,在考察其机舱布置结构、主要部件散热情况及环境要求的基础上,对机舱进行了热平衡设计,建立了机舱热平衡方程;提出了舱内部件载荷、机舱内外对流换热系数、舱内正压维持新风量的计算方法;获得了射流冷却方式下的舱内热载荷变化特性;并研究了舱内外空气温度、速度、舱体表面灰度等因素对机舱热平衡的影响。研究工作对于大容量风力发电冷却系统的设计优化具有参考价值。     

Onset of mitosis after cell cycle blockage induced by cycloheximide in root tip cells

Summary The cells in S-phase at the time of a short treatment with cycloheximide, inducing reversible arrest of the cell cycle, enter mitosis before those in G₂ and are divided into 2 subpopulations when cell proliferation resumes.This work was supported by AI 031871 from the Centre National de la Recherche Scientifique and the University René Descartes, Paris.     

蓄压式燃气发生器内弹道分析与预计

针对我国姿态控制和轨道控制液体火箭发动机推进荆输送系统，围绕蓄压式燃气发生器内弹道预计开展研究。探讨了喷管在超临界状态和亚临界状态下其内部燃气流动的变化规律；分析了燃气发生器工作结束后在对流换热和稳态导热条件下燃气发生器和储气瓶内高温燃气与外界环境的换热过程；编写了内弹道计算程序，在试验论证的基础上，表明该程序可初步预计蓄压式燃气发生器内弹道性能。     

Locomotory energetics in a marsupial (Antechinomys spenceri) and a rodent (Notomys alexis)

Summary Steady state oxygen consumption was compared in a rodentNotomys alexis and a marsupialAntechinomys spenceri. The marsupial was found to diverge from predicted eutherian energetic patterns.N. alexis appears to use energy storage as a significant part of the step cycle before becoming bipedal. Aerobic scope and heat storage during running are similar in both species.We thankP. Baverstock, C. Watts andH. Aslin for the use of theAntechinomys, Ms.B. Whaite for assistance. Supported by Grants from the Nuffield Foundation, the Ingram Trust and the Flinders University Research Committee to RVB.