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美媒:科學家發(fā)明可穿戴發(fā)電機 利用尿液供電
美媒稱,日前,一雙嵌入了微生物燃料電池(MFC)的襪子成功為一臺無線發(fā)射器提供了動力,并向一臺個人電腦發(fā)射了信號。這種MFC以尿液為燃料,靠穿戴者行走帶動循環(huán)。這是 依靠基于MFC技術的可穿戴發(fā)電機提供動力的自給式發(fā)電系統(tǒng)。
據(jù)美國每日科學網(wǎng)站12月11日報道,有關這項研究成果的科技論文發(fā)表在美國《生物靈感和仿生學》雙月刊上。
論文稱,這項試驗是由英國西英格蘭大學布里斯托爾生物能源中心的揚尼斯·耶羅普洛斯教授帶領的。
報道稱,襪子中嵌入的柔軟MFC以新鮮尿液為燃料,依靠穿戴者的行走來發(fā)電。通常來講,續(xù)流MFC依靠一臺主電動泵來讓尿液在電池中循環(huán),不過本項試驗完全依靠的是人體運動。該試驗使用的手動泵類似于簡單的魚循環(huán)系統(tǒng),行走動作可以使尿液在MFC中循環(huán)并發(fā)電。安裝在腳后跟下的軟管可以借由行走動作確保頻繁的液體推挽。這一可穿戴MFC系統(tǒng)成功地為一塊無線傳輸板供電,使其每兩分鐘向由個人電腦控制的接收模塊發(fā)射一條信息。
耶羅普洛斯說:“我們此前曾用以尿液為燃料的MFC為一部供電,這次想看一下我們是否能用可穿戴技術復制這一成功。我們同樣想讓這一系統(tǒng)做到完全自給,僅靠人力供電——尿液作為燃料、腳部運動作為泵。”



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柴油發(fā)電機的負載和運轉你知道多少呢
1.停車
為從線路中撤下發(fā)電機,執(zhí)行如下步驟:
1)檢查載荷,其值必須小于余下機組的額定容量。
注意,如果從線路中撤下發(fā)電機,將導致余下機組超負載,應首先卸去部分負載:
2)確保余下機組中某一中線接地。
3)按“負載分配”和“負載轉移”中所敘述,從被撤下的機組上卸去負載。
4)斷開斷路器。
5)使發(fā)電機無負載運轉5min,以使其冷卻,停止發(fā)電機。
2.發(fā)電機起動后
如果需要修理或調整,則停止發(fā)電機,發(fā)電機運轉時,不準在機器上工作。
1)發(fā)電機起動后立即觀察機油壓力表。
注意,如果5s之內機油壓力不顯示,停止發(fā)電機和作必要的檢修。
2)將調速器控制手柄轉到低速空轉,使發(fā)電機達到正常運轉范圍(常需幾分鐘)。再進行一次“圍轉機器檢查",看有否滲漏等情況。
3.起動負載
(1)移動設備無負載
為在施加負載之前接合從動設備:
1)移動主調速器控制手柄至發(fā)電機中速。
2)設備無負載時接合移動設備。
3)確保發(fā)電機和從動設備儀表指示在運轉范圍。
4)移動調速控器制手柄至高速空轉(滿負載)位置。
5)向移動設備施加負載。
(2)移動設備有負載
1)移動調速器控制手柄至發(fā)電機中速。確保發(fā)電機儀表指示在正常運轉范圍。
2)移動調速器控制手柄至高速空轉(滿負載)位置。
3)接合負載。
4.發(fā)電機的運轉
發(fā)電機起動后,在發(fā)電機運轉時必須經常觀察儀表。應確定各個儀表的正確讀數(shù)。每當儀表讀數(shù)有值得注意的變化時,應查明原因·
(1)儀表
1)轉速表。轉速表指示發(fā)電機每分鐘轉數(shù)。高速空轉轉速和滿負載運轉都打印在發(fā)電機銘牌上。發(fā)電機可以在這兩個轉速范圍內運轉而不會縮短發(fā)電機壽命。低負載或無負載的長時期高速空轉對發(fā)電機不利。
2)發(fā)電機油壓表。如果負載穩(wěn)定以后,儀表讀數(shù)波動。
①卸載。
②降低發(fā)電機轉速至低速空轉。
③觀察機油平面。保持機油平面在油尺上"ADD”(加)和“FULL”(滿)兩個標記之間。如果油面正確,儀表讀數(shù)仍然波動,停止發(fā)電機,向該公司咨詢。
3)發(fā)電機缸套水溫表。發(fā)電機應該在正常(綠色)范圍以內運轉。如果發(fā)電機在紅色范圍內運轉,并且蒸氣變得明顯可見。
①降低負載和發(fā)電機轉速。
②檢查冷卻液有否滲漏。
③決定發(fā)電機是否立即停車,或者發(fā)電機是否靠降低負載能夠冷卻。
注意,不準往熱發(fā)電機里添加冷水,否則發(fā)電機零件會發(fā)生炸裂。使發(fā)電機冷卻,然后再加冷卻液。
發(fā)電機在負載下運轉,如果溫度表讀數(shù)指示在冷范圍(白色)或接近冷范圍。
①檢查水溫表是否準確。
②檢查氣溫器是否在正常溫度范圍,如有必要則更換。
4)燃油壓力表。如果燃油濾清儀表指示在不正常范圍,清潔燃油粗濾器,(有配置時)如果儀表仍然指示在不正常范圍,則安裝新的細濾器濾芯。
5)電流表。當發(fā)電機以額定轉速運轉,儀表指示在0刻度(+)向一邊,則電流表讀數(shù)是正常的。如果儀表指示在0刻度(一)一邊,查明原因,排除故障。
6)空氣濾清器保養(yǎng)指示器。當僅表指示器鎖定在紅色范圍,停止發(fā)電機,保養(yǎng)空氣濾清器。
7)校正儀表。校正僅表應用在某些發(fā)電機上以監(jiān)測發(fā)電機系統(tǒng)的工作。如果發(fā)電機出現(xiàn)不正常狀態(tài),在發(fā)生故障和造成停機以前,應確定、分析和排除病因。發(fā)電機的運轉范圍是按照發(fā)電機以連續(xù)額定轉速和額定負載運轉;發(fā)電機升溫以后,使用SAE30潤滑油等條件而確定。如果任何一個儀表指示在或超出運轉極限外,查明并排除故障。
注意,如果需要在發(fā)電機上或其周圍工作,則停止發(fā)電機。僅表指示在極限或超出極限,不準運轉發(fā)電機。
(1)高海拔運轉
燃油系統(tǒng)的調整和海拔的極限都打印在發(fā)電機銘牌上。當發(fā)電機轉移到較高海拔地區(qū),這些調整必須由該公司進行,以防止損壞渦輪增壓器,并提供 的發(fā)電機效率。
如果發(fā)電機轉移到低于打印在發(fā)電機銘牌上的海拔地區(qū),發(fā)電機能夠運轉。然而,它發(fā)出的功率將低于額定功率。燃油系統(tǒng)的調整應當由該公司進行,以獲得額定功率。



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柴油發(fā)電機運動部件故障的原因
柴油發(fā)電機曲柄連桿結構常見故障有拉缸、連桿磨損、敲缸、連桿短脫、螺栓斷裂、曲軸斷裂等,這些故障主要發(fā)生與高速運動部位,采集裝置難以安裝并進行數(shù)據(jù)采集,且發(fā)生故障后信號干擾信息較多,也難以準確診斷和識別。目前許多學者都比較傾向于地域數(shù)據(jù)的處理和診斷,也有部分學者考慮依靠動力學對柴油發(fā)電機運動部件進行分析和診斷,更進一步地找準故障產生的機理及原因。后者這種方法主要依靠計算機仿真軟件實現(xiàn),通過對柴油發(fā)電機進行建模,設定柴油發(fā)電機各部件工作參數(shù),設置各部件出現(xiàn)故障后的參數(shù),進行通過仿真模擬,識別故障發(fā)生時各部件參數(shù)狀態(tài)。這一技術具有可操作性強、實驗周期短、省時、省資金等優(yōu)點,該技術為未來發(fā)展的一個潛力方向。
運動部件產生故障主要原因主要為兩方面,一方面相互連接的兩個部件由于長時間的接觸,造成了磨損,使得接觸表面變形,在運動過程產生振動及噪聲,另一方面由于接觸部件之間發(fā)生嚴重的磨損后產生了相互運動過程的碰撞及撞擊,直接產生了異響等現(xiàn)象。顯而易見,各部位產生故障涉及到諸多方面的內容,包括機械動力、熱力、摩擦等,故障的分析不能僅僅依靠簡單的分析就可以進行診斷和確定。
1.拉缸故障診斷拉缸故障會引起活塞機件損壞、柴油發(fā)電機油耗增加、轉速降低、連桿斷裂、曲軸箱爆炸,嚴重影響發(fā)電機正常運行。目前主要通過對發(fā)電機進行故障信號檢測,判斷拉缸時振動信號頻域范圍,例如國外研究學者 Jacobo Porteiro 通過分析研究,利用人工神經網(wǎng)絡驗證了拉缸時發(fā)電機故障的特征,并分析預測了發(fā)電機內潤滑油內金屬顆粒的含量值。
2. 敲缸故障診斷敲缸指的是活塞撞擊氣缸內壁產生明顯異響的現(xiàn)象,敲缸時巨大的撞擊力使得缸體外壁產生較為強大的振動,同時長期的敲缸對活塞及缸體造成嚴重的破壞。在敲缸故障診斷方面,利用計算機仿真軟件,分析了在不同轉速、不同負載和敲缸程度下的故障信號特征,實現(xiàn)了對敲缸狀態(tài)下發(fā)電機故障的分析和診斷。
3.連桿軸異常診斷柴油發(fā)電機長時間大功率工作,連桿軸會產生磨損,使得軸承之間間隙變大,在連桿軸帶動活塞及曲軸運動過程,造成敲擊幅度變大,容易產生連桿的變形及斷裂。杜小元通過對兩岸頭與軸承之間的振動信號分析,實現(xiàn)了對往復式發(fā)電機連桿故障振動信號角域和值域的分析,實現(xiàn)驗證具有一定的可靠性。

