油润滑流体动力推力轴承依靠吸入汇聚空间的大量润滑剂供应,从而产生承载载荷的油膜。在许多情况下,通过将轴承的工作面浸入油中来保证润滑剂的供应。这种通常称为“淹没式”润滑的布置虽然对于较低的速度来说可以令人满意,但不太适合高速使用,因为它会导致轴承吸收大量能量。能量消耗来自两个来源:润滑膜剪切引起的必要摩擦损耗和推力环边缘在周围油中搅动引起的寄生损耗。搅动的影响在低速时并不明显,但在较高速度下(通常高于轴承平均节圆直径的 40 m/s),相关的能量损失迅速增加到等于甚至超过摩擦损耗。
孤子是局部非线性波,可以像粒子一样传播和相互作用。理论研究表明,水波、光纤中的光脉冲、超导设备中的磁通量子和生物分子的相干激发等现象都可以是孤子。计算机模拟表明,在存在摩擦损耗机制、外部驱动力和热涨落等现实特征的情况下,可以形成孤子。孤子在这些情况下将存在足够长的时间,以至于成为波激发时间演化的重要特征。但孤子动力学的实验演示仍然很少。因此,最值得注意的是,Fujimaki, Nakajima 和 Sawada 1 以及 Wu, Wheatley, Putterman 和 Rudnick 2 最近发表的两篇展示真实系统中孤子的论文。Fujimaki 等人的工作。处理电子约瑟夫森传输线 (JTL) 上的孤子碰撞,该传输线长 1.8 毫米,由一系列 31 个离散约瑟夫森结(交错的超导层和绝缘层)组成。在 JTL 的连续版本中,约瑟夫森效应(超导电子穿过绝缘层)是由超导薄膜对之间的弱耦合引起的。这种重叠几何形状由粒子物理学家最初开发的正弦-戈登方程非常精确地建模。1962 年,Perring 和 Skyrme 证明这个非线性偏微分方程具有他们称之为“扭结”和“反扭结”的解,之后
第1章 概念介绍 简介:飞轮储能:飞轮储能是利用电动机带动飞轮高速旋转,将电能转化为机械能储存起来,在需要的时候,飞轮带动发电机发电。飞轮系统工作在高真空环境中,具有无摩擦损耗、风阻小、寿命长、不影响环境、免维护等特点,适用于电网调频、电能质量保障等,但也存在能量密度低、保证系统安全成本高等缺点,其优势不能小规模体现,目前主要用于电池系统的补充。 飞轮:飞轮储能是一种将电能以动能形式储存起来的智能方法,其技术思路是,需要储存的多余电能驱动电动机,电动机每分钟带动飞轮旋转数千转,将动能储存起来。飞轮由于被悬浮在带有磁铁和高效轴承的真空腔中而可以轻松移动。储存的动能就是飞轮的动量,可以驱动作为系统另一部分的发电机发电。飞轮系统的主要优点是维护成本低、预期寿命长、响应速度快、往返效率约为 90%。主要缺点是成本高、自放电风险高、仅适用于较小容量(3 kWh 至 130 kWh)[18]。关键技术:飞轮储能目前处于实验阶段,主要存在五个技术问题:飞轮转子、轴承、能量转换系统、电动机/发电机和真空腔。1. 飞轮转子。飞轮转子是飞轮储能系统中最重要的部分。整个系统的能量转换依赖于飞轮的旋转。有必要根据转子动力学设计开发强度高、结构合适的飞轮。 2.支撑轴承 支撑高速飞轮的轴承技术是制约飞轮效率和寿命的关键因素之一。 3.能量转换系统 飞轮储能系统的核心是电能与机械能的转换,调节转换过程的能量输入与输出,协调频率和相位。能量转换单元决定系统的效率,支配飞轮系统的运行。 4.发电机/电动机 飞轮储能转子的高转速导致飞轮电机的转速也高,这就要求飞轮电机系统具有高效率、低功耗、高可靠性等特点。目前永磁电机的研究主要集中在降低损耗和解决永磁体的温度敏感性上。5.真空室真空室是飞轮储能系统的辅助系统,使系统不受外界环境的影响。