10/00 通过可再生能源发电 10/10 . 地热能 10/20 . 水能 10/30 . 海洋能,例如利用波浪能或盐度梯度 10/40 . 太阳热能,例如太阳能塔 10/44 . . 热交换系统 10/46 . . 将热能转化为机械能,例如朗肯发动机、斯特林发动机或太阳能热机 10/47 . . 支架或跟踪 10/50 . 光伏 [PV] 能 10/52 . . 带聚光器的光伏系统 10/541 . . CuInSe2 材料光伏电池 10/542 . . 染料敏化太阳能电池 10/543 . . 来自 II-VI 族材料的太阳能电池 10/544 .由 III-V 族材料制成的太阳能电池 10/545 . . 微晶硅光伏电池 10/546 . . 多晶硅光伏电池 10/547 . . 单晶硅光伏电池 10/548 . . 非晶硅光伏电池 10/549 . . 有机光伏电池 10/56 . . 电力转换系统,例如最大功率点跟踪器 10/60 . 热光伏混合能源 10/70 . 风能 10/72 . . 旋转轴与风向一致的风力涡轮机 10/727 . . 海上风力涡轮机 10/728 . . 陆上风力涡轮机 10/74 . . 旋转轴垂直于风向的风力涡轮机 10/76 . . 电力转换电气或电子方面
我要感谢我的导师、小组成员和委员会成员对我完成这项工作的大力支持。如果没有导师的指导、小组伙伴和朋友的帮助以及家人的支持,我不可能完成我的博士论文。我要向我的主要导师 Case 博士表示最深切的谢意。感谢您在这项工作期间为我提供宝贵的建议。我非常感谢您对我研究中所有问题的耐心和指导。作为导师,您不仅帮助我提高实验技能和加深我对铝研究的理解,还帮助我扩展了我在材料科学和有限元分析方面的背景。您面对困难和解决问题的积极态度和智慧也将使我受益匪浅。我也非常感谢我的共同导师 Lattimer 博士。感谢您将我带入热机械材料响应领域。您在热分析方面的丰富经验为我在实验设计和微观结构分析方面提供了有效的指导。作为一名工程师,您的专业严谨性在我整个研究生学习期间给我留下了深刻的印象,并将帮助我在未来成长为一名合格的工程师。Patrick,感谢您这些年来成为我最有帮助的同事和朋友;您为我的研究提供了许多宝贵的建议。我非常感谢您帮助我如何使用所有实验设备,并在我遇到问题时及时为我提供建议。您对追求知识和解决问题的执着也给我留下了深刻的印象并激励我做得更好。最后,我要感谢 Jessica、Nathan 和 Christian 对我的初始测试设置、DIC 测试系统和有限元模型的帮助。我还要感谢 Ben、Bilel 和 Roozbeh,你们珍贵的友谊对我来说是无可替代的。与你们一起工作给我的研究生学习带来了非常愉快的经历。
活性胶体是能够自推进的粒子,能在微观尺度上将化学能转化为定向的机械运动 [1]。它们已成为活性物质领域的典范,因为它们表现出相变 [3] 和动态结晶 [4] 等突发行为 [2],也是研究非平衡微观热机的基础 [5–8]。人们已投入大量精力开发一个框架来理解活性物质,并将其与随机热力学联系起来 [9–13],将经典热力学的概念扩展到非平衡系统和个体轨迹。这种方法的一个普遍局限性是,由于热噪声和活性噪声不能沿轨迹明确分离,因此熵的产生不能完全推断 [14]。尽管如此,随机热力学有潜力推动该领域从研究活性物质的特定现象学模型转向开发驱动活性系统的通用热力学框架。活性物质系统在广泛的空间和时间尺度上无处不在[15–17]。在纳米尺度上,单个分子可以充当活性物质[18, 19];在研究最深入的微观尺度上,生物和合成系统起着活性物质的作用[20–24];在中尺度和更大尺度上,动物[25]、机器人[26]、人类群体[27]等作为活性物质运行。所有这些系统所受控的底层物理过程千差万别,如湿与干[16, 28]、欠阻尼与过阻尼[29–32]、热与非热[33–35]等。然而,它们都有一个重要的共同点——非平衡动力学的出现是因为活性物质系统中的每个元素都会消耗能量并耗散
摘要这项研究涉及三维热机械波传播行为,在三明治复合纳米板中使用超材料蜂窝核心层和双功能分级(FG)超速验表面层。由于其用于高温应用的潜力,纯镍(Ni)是蜂窝核层的首选,并且对于地表层而言,首选Al 2 O 3 /Ni陶瓷金属基质。在具有功率定律分布的金属 - 陶瓷矩阵中,石墨烯血小板(GPLS)的功能分布(GPLS)在三种不同的模式分布(type-u,type-x和type-o)中提供了双FG的性能。核心和表面层的机械和热材料特性以及加强GPL是温度依赖的。板厚度上温度变化的模式被认为是非线性的。通过将正弦的高阶剪切变形理论(SHSDT)与非局部积分弹性和应变梯度弹性理论相结合来获得三明治纳米板的运动方程。波动方程是通过使用汉密尔顿的原理确定的。参数模拟和图形表示,以分析蜂窝大小变量,波浪数,功率定律指数,GPL分布模式,GPL分布模式,GPL重量比以及温度上升对超固固性三明治板中三维波传播的影响。分析的结果表明,根据所需的参数和条件,可以对三明治纳米板的3D波传播进行显着修改或调整。因此,预计所提出的三明治结构将为高温或低温环境中的空气,空间和海底车辆中的雷达/声纳隐身应用提供基本贡献,保护微型机械设备免受高噪声和振动的保护,软机器人的应用,以及可穿戴的健康和保护设备和保护设备。
热力学是在 19 世纪发展起来的,它为机械科学和温度测量学提供了统一的框架。当时,其动机非常实用,即利用温度使物体运动 - 正如其名称所表明的那样。换句话说,目标是设计和优化热机,即利用某些“工作物质”的转化将热量转化为功的设备。功和热是交换能量的两种方式,根据热力学第一定律,可以将一种转换为另一种。然而,将热量转化为功就像将铅变成金子一样:它有严格的限制。最著名的是开尔文的“不行”陈述:不可能从单个热水浴中循环提取功。这个“不行”的陈述原来是热力学第二定律的表达之一,它涉及(不可)逆性。这就是物理学的一个最初应用领域如何产生熵和时间箭头等基本概念。事实上,功和热之间的第一个界限与它们交换的(不可)逆性质密切相关。功的概念来自机械科学,代表一种可以可逆交换的能量形式:原则上,没有与功交换相关的时间箭头——至少至少与保守力有关的力是不可逆的。相反,物体与热浴之间的热交换一般是不可逆的:热量会自发地从热物体流向冷物体。具体而言,如果物体与温度为 T h 的热浴循环交换一定量的热量 Q ,与温度为 T c 的冷浴循环交换一定量的热量 − Q ,则热传递的不可逆性质可用现象学公式 Q ( 1 / T c − 1 / T h ) ≥ 0 来描述,如果 T c = T h ,则等式成立。通过这一观察,我们可以将物体与温度为 T 的浴接触时的熵变定义为 ∆ S = Q rev / T ,其中 Q rev 是可逆交换的热量。更多
引言尽管原位肝移植(OLT)是终末期肝脏疾病和某些肝脏恶性肿瘤患者的首选治疗方法,但供体器官短缺仍然是全球健康问题。尽管使用了来自已故供体的次优或“边缘”肝脏的使用,包括老年人死亡后的捐赠,以及肝脂肪变性大于30%,但由于质量较差而丢弃了20%以上的肝脏移植物(1)。此外,边缘肝移植物特别容易受到缺血/再灌注损伤(IRI),这是一种先天免疫驱动的局部炎症反应,这会构成移植物和患者的生存,并使OLT结局恶化(1,2)。因此,除了手术技术,免疫抑制药物方案以及重症监护援助外,供体器官保存对于改善临床结果和扩大可用于救生的供体器官池至关重要。尽管肝脏保存技术最近进行了改进,包括低温氧化灌注,过冷保存和正常热机灌注(NMP)(3-6)(3-6),静态冷藏(SCS)仍然是金标准,因为其简单性和成本效益(7)。实际上,在早期临床试验中,NMP和SCS肝脏保存之间的非抗恒骨胆道狭窄和移植物/患者存活的发生率没有显着差异(6),NMP可以增加90,000美元的$ 90,000,以增加单个OLT程序(8,9)。然而,由于有必要减少冷应力造成的细胞损伤(2、7),因此有必要采用新的减少冷保留型肝细胞损伤的方法。冷器官保存过程中肝窦内皮细胞(LSEC)的损伤代表导致肝IRI的INICAIL关键因素,确定移植物微循环不良,血小板激活,持久性
第 3.2 页,第 1、2 段 热机和应用热 作者:F. Metcalfe,经 Cassell Ltd 许可 第 5.2 页,第 8-12 段 第 5.3 至 5.12 页 图 2.6 和 3.2 图 6.4 和 6.6 基础工程热力学 作者:Joel,经 Longman Group Ltd 许可 图 6.5 和 6.10 Thomas Reed Publications Ltd 图 6.7、6.9、6.15、6.16 Pitman Publishing Pty Ltd 图 7.8 热力学和热能 作者:Granet,经 Reston Publishing Co, 11480 Sunset Hills Road, Reston, VA 22090 许可 图 8.8 和 9.4 机械设计 作者:Maleev and Hartman,经 Harper and Row Publishers Inc. 许可 第 8.20 - 8.23 页 Renold Ltd 图 9.7 和 9.8 McGraw-Hill Kogakusha Ltd 第 10.25 - 10.27 页 SKF Australia Pty Ltd 第 11.8 - 11.19 页 Dunlop Industrial Australia 第 8.16 - 8.19 页 J. E. Fenner (Australia) Pty. Ltd 图 11.6、11.7、11.8、11.10、11.12、表 11.3 图 10.1、10.16、11.9、17.3 Deere and Company 图 13.6 和 13.7 Cole Publications 表 14.2 Vinidex Tubemakers Pty Ltd 图 14.1 - 14.6 Tubemakers of Australia Ltd 图 14.10 Pegler Hattersley Australia Pty Ltd 图 14.16 Union Carbide Australia 图 14.17 James Hardie and Coy Pty Ltd 图 17.4 Oxford University Press 部分17.4 页码 17.5 - 17.6 图 17.7、17.8、17.10、17.13 Penton Publishing Co. 图 17.11 Hallite Australia Pty Ltd 图 17.16 《Basic Fluid Power》,作者 Dudley Pease,经 Prentice Hall Inc. 许可,第 19 章《Mechanical Handling - An Introduction》(Her Majesty's Stationery
通讯地址:ase@mit.edu 简介:需要储能来实现可调度的可再生能源供应,从而实现电网的完全脱碳。然而,这只有在大幅降低成本的情况下才能实现,而目前的电池技术预计目标就是将单位能量成本 (CPE) 降至 20 美元/千瓦时 1–3 。值得注意的是,要实现完全脱碳,需要以如此低的成本进行长达 100 小时的长时间储能。先前的分析表明,在这种可再生能源渗透率高的情况下,在比较不同技术的成本时,CPE 比往返效率 (RTE) 或单位功率成本 (CPP) 等其他参数更为关键。在这里,我们引入了一种电力存储概念,将电能作为显热存储在石墨存储块中,并使用多结热光伏 (TPV) 作为热机将其根据需要转换回电能。该设计是 Amy 等人提出的系统的产物。 2019 年,4 日,该发明进行了修改,使用固体石墨介质和熔融锡作为传热流体,而不是同时使用硅。原因有两个:(1) 石墨的 CPE 几乎比硅低 10 倍,这源于其单位质量成本较低(即 0.5 美元/千克 vs. 1.5 美元/千克)和单位质量热容量较高(2000 J kg -1 K -1 vs. 950 J kg -1 K -1 );(2) 锡的熔点和锡在石墨中的溶解度远低于硅,这减少了研发 (R&D) 过程中必须克服的问题数量。使用石墨也消除了对第二个罐子的需要,但使用固体介质的主要缺点是无法轻易提供稳定的放电速率,因为随着石墨在放电过程中冷却,储存器的功率输出将随时间而变化。因此,本研究的目的是研究系统设计中的这些变化如何影响整体技术经济。Amy 的论文中提出的技术经济分析在此重复(即使用相同的方法),但进行了更新和修改以反映设计变化,本文档提供了此分析的摘要。
课程目标 掌握不同类型的可再生能源和储存系统的基础知识。 了解不同形式的能源转换的基本概念。 将物理学的基本概念应用到不同的能源转换装置中。 识别不同可再生能源的优点和缺点。 从可靠性和经济性方面分析各种形式的能源。 第一单元:直接太阳能(12 小时) 太阳能供应 - 太阳能利用的历史 - 基于从阳光中捕获热量的技术 - 太阳能热水系统 - 太阳能炊具 - 用于烹饪的太阳能蒸汽发电系统 - 建筑物的被动式太阳能供暖/制冷 - 太阳能空调 - 太阳能制冷 - 太阳能海水淡化 - 盐生产和太阳能池 - 农作物干燥 - 将太阳能转换为电能的技术 - 热机:聚光太阳能热能系统 - 光伏电池。第二单元:生物质能(12 小时)生物质的组成 - 能源生产的生物质来源 - 粮食作物 - 富含碳氢化合物的植物 - 废弃物 - 杂草和野生植物 - 木质纤维素生物质:速生油脂和木本植物 - 从生物质中获取不同类型燃料的技术路线 - 生物质的热化学转化 - 生物化学处理 - 新兴技术。第三单元:风能和波浪能(12 小时)利用风能和风能 - 风车的设计 - 风力发电系统概述 - 风力涡轮机尺寸 - 风力发电地点和特性 - 储存 - 波浪能发电 - 势能 - 动能 - 波浪能转换装置 - 浮标波浪能转换 - 高位水库造浪机 - 海豚式波浪能机 - 其他造浪机 - 波浪能的优点和缺点。海洋热能转换。单元四:地热能(12 小时)地热能的起源和性质 - 能量提取 - 高焓地热含水层 - 低焓储量 - 湿蒸汽系统 - 干蒸汽系统 - 局限性。单元五:可再生能源的存储(12 小时)能量存储系统 - 以电能形式存储 - 以机械能形式存储 - 以化学能形式存储 - 以热能形式存储。
基于海洋温差能转换的多能源系统 李志浩,苏嘉鹏,余晖,金安军*,王静 宁波大学航海学院,浙江省宁波市 315000 *: 通讯作者:(+86) 18600699878; ajjin at nbu.edu.cn 摘要:海洋温差能资源十分丰富,是清洁能源输出的良好条件。首先,全球海洋温差能总量约为400亿kW,而海洋温差能转换(OTEC)清洁可再生,发电稳定,储能能力强,积极开发利用海洋温差能资源对实现海洋强国战略具有重要意义。其次,针对传统OTEC的效率限制,作者提出了一种基于OTEC的多能互补系统来提高系统效率。该方法将太阳能、风能和储能集成到一个互补的OTEC系统中,该互补系统在系统级设置参数。例如,设计了一个1MW的集成发电系统,并通过计算理论模型,利用计算机辅助设计与仿真对该系统进行了研究。太阳能互补供热的OTEC系统的效率可达12.8%,综合效率可达18.6%。此外,OTEC还有许多有益的副产品,被认为对生态系统有益。最后,本文分析了该方法的基本原理和工作过程,并计算了系统效率。结果表明,与传统OTEC相比,互补系统可以提高发电输出效率、稳定性和海洋能利用率。关键词:海洋温差能转换,多能互补,太阳能互补供热,开式循环OTEC1.引言当今世界,能源消耗迅速增加,化石能源日益减少,环境污染和温室效应越来越严重地影响着我们的日常生活。因此,可再生能源对改变能源基础设施,维持人类能源利用的长远发展发挥着重要作用。据统计,赤道以南24°以南1000m处水温约为4℃,海面水温约为30℃,深海与海面温差蕴藏的能量约为10 13 W(Song,2019),海洋温差年发电潜力约为87600TWh,而全球每年的用电量约为16000TWh(Khan et al,2017)。而且海洋能可再生、稳定、清洁、无污染,具有很高的开发利用价值,浩瀚的海洋能资源对全球而言是一笔巨大的资源。海洋热能转换(OTEC)系统通过驱动暖海水和冷深海水之间的热力学卡诺热机来发电。OTEC系统的概念是一种具有百年历史的先进绿色能源技术。历史上众所周知,海洋资源具有巨大的经济价值(Torgeir 2019;Cheng 2019)。在某些情况下,大气沉降