抽象的结构性马氏体变换实现了各种应用,从高冲程致动,感应到能源有效的磁性制冷和热蛋白网络能量收集。所有这些新兴应用程序都受益于快速转换,但是直到现在尚未探索其速度限制。在这里,我们证明了热弹性马氏体对奥斯丁岩转化的转化可以在10 ns之内完成。我们使用纳米秒激光脉冲加热外延Ni -Mn -GA膜,并使用同步加速器衍射来探测初始温度和过热对转化速率和比率的影响。我们证明,热能的增加可以更快地驱动这种转换。尽管观察到的速度极限为2.5×10 27(JS)1个单位单元格留出足够的空间以进一步加速应用,但我们的分析表明,实际极限将是切换所需的能量。因此,马氏菌的转化遵守与微电子相似的速度限制,如玛格鲁斯 - 左旋蛋白定理所表达的。
巷道隔热喷射混凝土(TIG)是矿井区域热灾害防治的有效方法,矿井TIG材料的研发是隔热技术的基础,但一些传统和先进的隔热材料并不适用于深井高地应力、高地温、潮湿的矿井。本文研发了一种粉煤灰-无机矿物TIG材料,并将其应用于高地温巷道数值模拟,分析了TIG层的隔热效果,讨论了TIG围岩温度场特征。研究结果表明:(1)TIG层对巷道放热和围岩温度场稳定性有显著影响;(2)有无TIG层,巷道初始温度扰动时间、温度扰动范围及降温速率均不同; (3) TIG巷道开始通风后,热流密度趋于一致,温度扰动结束,且无量纲温度与无量纲半径呈指数关系;(4) 温度下降特征随围岩径向位置不同而变化。研究结果对热害防治、温度预测及通风网络调整提供了一定的参考。
1. 在两个杯子中倒入等量的水。在进行演示时让水达到室温。 2. 为全班同学举起速效冷敷袋和热敷袋。 3. 询问学生是否曾使用过这两种产品治疗伤口。 4. 向学生解释,化学反应是产生冷敷袋冷却和加热效果的原因。解释当冷敷袋内单独袋子中的盐化合物与水接触时,会发生化学反应。 5. 测量并记录两个杯子的水温。在白板或交互式白板上记录初始温度,让全班同学看得见。 6. 启动热敷袋。 7. 将热敷袋放入杯子中。 8. 测量并记录水温。在全班同学看得见的地方记录最终温度。 9. 从杯子中取出袋子。将袋子在班上传递,让学生观察热传递。 10. 向学生解释,在冷敷袋冷却和加热过程中,化学能转化为热能。
激光粉末床融合(L-PBF)添加剂制造(AM)是一种基于金属的AM工艺,能够生产具有细微几何分辨率的高价值复杂组件。作为熔体池特征(例如熔体池的大小和尺寸)与制造零件的孔隙度和缺陷高度相关,至关重要的是,预测过程参数如何影响构建过程中熔体池的大小和尺寸,以确保构建质量。本文提出了一个两级机器学习(ML)模型,以预测在扫描MultiTrack构建过程中的熔体大小。为了说明热历史对熔体池尺寸的影响,在建模体系结构的低级别上预测了所谓的(Prescan)初始温度,然后用作上层物理信息的输入特征,以预测熔体池大小。从Autodesk的NetFabB仿真生成的仿真数据集用于模型培训和验证。通过数值模拟,与幼稚的一级ML相比,提出的两级ML模型表现出很高的预测性能,其预测准确性显着提高,而无需将初始调为初始调节作为输入特征。[doi:10.1115/1.4052245]
摘要 . 存储系统是帮助可再生能源增加其在能源网中的渗透率并使其成为可持续选择的重要技术。太阳能集热器需要热存储设备来储存短期或长期的热量。本文研究了两种最常见的与传统平板太阳能集热器耦合的热存储系统。更具体地说,本文研究了带有水箱的显热存储和带有相变材料 (PCM) 的潜热存储箱。针对不同的工作温度水平进行了能量和火用研究。使用这两种存储技术每天对系统进行监控。结果表明,在所有研究场景中,使用 PCM 在能量上更有效。另一方面,由于储存水的温度升高,使用显热存储可提高火用性能,尤其是在早上储水箱初始温度水平较低的场景中。值得注意的是,潜热存储的每日能源效率范围为 21.9% 至 69.1%,显热存储的每日能源效率范围为 14.2% 至 55.3%。此外,潜热储存的能量效率范围为 1.23% 至 5.64%,显热储存的能量效率范围为 3.99% 至 7.53%。此外,必须指出的是,相变材料的最佳温度为 75ºC,而储水箱中的最佳初始温度为 40ºC。这些结果表明,PCM 是高温应用的有益选择,例如带有吸收或吸附机的太阳能冷却系统。
摘要:选择性激光熔化(SLM)是一种金属粉末融合添加剂制造工艺,具有为航空航天和生物医学植入物制造复杂组件的潜力。大规模适应受到阻碍。非均匀熔体池尺寸是这些缺陷的主要原因。由于先前的粉末床轨道加热而导致的熔体池尺寸变化。在这项工作中,对相邻轨道产生的热量的效果进行了建模,并设计了反馈控制。控制的目的是调节熔体池横截面区域,以拒绝粉末床内相邻轨道的热量的影响。SLM过程的热模型是使用集总池体积的能量平衡开发的。将来自相邻轨道的干扰热建模为熔体池的初始温度。将热模型与干扰模型结合起来,导致了一个非线性模型,描述了熔体池的演化。PID是一种经典的反馈控制方法,用于最大程度地减少轨道干扰对熔体池面积的影响。在已知的环境中为所需的熔体池区域调整了控制器。仿真结果表明,在扫描16毫秒内的粉末层多个轨道的扫描过程中,所提出的控制器调节所需的熔体池面积,并在0.04 mm的长度内将激光功率降低了10%,大约在五个轨道中。这减少了孔形成的机会。因此,它提高了使用SLM工艺制造的组件的质量,从而减少了缺陷。
鉴于国际能源机构(IEA)2020特别报告,该报告估计全球二氧化碳(CO 2)存储的能力在8,000至55,000千兆的范围内,这是提高碳存储效率并开发出色分销系统的必要性。本研究的重点是通过全面的系统分析优化基于吸附的碳储存单元,在Comsol Multi-physics™框架中采用有限元方法,以根据热力学约束来整合能量,质量和动量保护原理的能量,质量和动量保护原理。分析需要在指定的压力为9 MPa和302 K的初始温度下检查存储单元的充电和放电过程,并用冰水提供冷藏。从模拟中发现的结果强调了在操作阶段观察压力和温度波动的重要性,显示出充电周期结束时储罐中部区域的温度较高,与排放完成后温度较低相比。此外,观察到速度的梯度,从沿储罐轴的入口点下降。该研究强调了存储CO 2的可行性明显高于IEA到2055年IEA“可持续发展”方案所预测的100 GT,而陆上存储的可能性可能超过近海能力。研究通过在整个吸附 - 吸附周期中为新颖的CO 2吸附剂开发预测模型,涵盖所有相关的运输现象。该模型可针对H 2存储的现有数据验证,从而促进了不同储罐位置的压力和温度变化的预测。这项工作不仅通过增强对碳储存单元内热效应的理解的理解,而且还强调了高级建模技术在通过改进的液体碳存储解决方案来加强环境保护工作中的作用。
介绍了季节性地下储能系统的最佳设计。本研究包括在 100 至 500 m 深度范围内使用天然结构的可能性。出于安全原因,考虑的储能流体是初始温度为 90 ◦ C 的水。使用收集到的土壤热性能数据进行了有限元法模拟。作为该方法的一个实际示例,对在西班牙阿维拉地区收集的数据进行了分析。使用在该区域测量的数据生成了温度-深度图。通过从地面进行的电磁场扩散技术获得了地下物质组成的 3D 模型。这允许分析可用的储能策略解决方案,这些解决方案根据现场的具体条件量身定制,具有足够的精度,无需进行深挖即可进行初步评估。本研究显示了交替的沙子和粘土区域,其中天然结构可在 500 m 深度范围内使用。考虑了水的热性能取决于温度和压力。各种尺寸配置表明,在圆柱形几何结构中,半径超过 2 米的存储系统在每单位质量存储的能量方面并不提供显著的优势。与被沙子包围然后在存储 6 个月后再被粘土包围的空腔相比,粘土包裹的优势显而易见。根据地下温度和运输存储液体所需的能量,结果表明,在 50 米到 100 米的深度之间,热性能并没有显著改善。然而,在 100 米到 200 米之间取得了明显的改善,从那里到 500 米,改善可以忽略不计。分析了几种用于容纳存储液体和用于热隔离的材料。对于超过 14 天的时间,热塑性塑料的热性能是相关的,如在模拟中表现出最佳性能的丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯的情况。在最佳配置下,可以看到,通过将水储存在 90 ◦ C(在 1 月至 2 月期间与环境温度下的典型系统进行交换可获得 138.78 kJ/kg),与将水储存在地下温度 25 ◦ C(获得 77.08 kJ/kg)的情况相比,每公斤储水可以储存 1.8 倍的能量,而不会影响周围介质。最后,根据将流体温度从环境温度升高到初始储存温度 90 ◦ C 所需的输入能量,可以根据可能回收的热能计算出存储系统的效率。由于底土中粘土的热性能,先前的效率(𝜂 = 0。46 ) 报告称,含水层能量热能储存可以通过相对较小的储存量获得,而不需要像大多数季节性热能安排那样连续的能量入口,在储存腔的最佳条件下,有潜力回收 70% 的入口热能。