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美媒：科学家发明可穿戴发电机 利用尿液供电 美媒称，日前，一双嵌入了微生物燃料电池（MFC）的袜子成功为一台无线发射器提供了动力，并向一台个人电脑发射了信号。这种MFC以尿液为燃料，靠穿戴者行走带动循环。这是 依靠基于MFC技术的可穿戴发电机提供动力的自给式发电系统。 据美国每日科学网站12月11日报道，有关这项研究成果的科技论文发表在美国《生物灵感和仿生学》双月刊上。 论文称，这项试验是由英国西英格兰大学布里斯托尔生物能源中心的扬尼斯·耶罗普洛斯教授带领的。 报道称，袜子中嵌入的柔软MFC以新鲜尿液为燃料，依靠穿戴者的行走来发电。通常来讲，续流MFC依靠一台主电动泵来让尿液在电池中循环，不过本项试验完全依靠的是人体运动。该试验使用的手动泵类似于简单的鱼循环系统，行走动作可以使尿液在MFC中循环并发电。安装在脚后跟下的软管可以借由行走动作确保频繁的液体推挽。这一可穿戴MFC系统成功地为一块无线传输板供电，使其每两分钟向由个人电脑控制的接收模块发射一条信息。 耶罗普洛斯说：“我们此前曾用以尿液为燃料的MFC为一部供电，这次想看一下我们是否能用可穿戴技术复制这一成功。我们同样想让这一系统做到完全自给，仅靠人力供电——尿液作为燃料、脚部运动作为泵。”
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柴油机为什么冒黑烟 柴油机在高负荷时，排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程，目前还不完全清楚，一般认为当柴油机负荷高时，喷入燃烧室的燃料增多，燃烧室中的温度又较高，加上柴油机混合气形成不均匀的特点，这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧，燃料在高温缺氧的情况下分解，聚合形成炭烟（炭黑）。 炭烟不是纯粹的碳，而是一种聚合体，主要成分是碳（85%以上），但还含有少量的氧、氢和灰分，并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察，可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μｍ左右。 柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的，特别是在空间混合燃烧的柴油机中，高温的气体包围着液态的油滴，造成了进行裂解反应有利的条件，燃烧过程的高速摄影证实，在上止点附近都会出现大量的黑烟，但在一般情况下，炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧，使排气无黑烟。 但是如果气缸空气不足，混合过程进行缓慢，那么由于膨胀而使气缸温度下降，则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全，柴油机经济性下降，排温升高，排气冒黑烟，燃烧室表面积炭，并使负荷不能再行提高。 积炭还会引起活塞环或活塞卡住、气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
柴油发电机工作原理 柴油发电机组是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。柴油发电机组属非连续运行发电设备，若连续运行超过12h，其输出功率将低于额定功率约90%。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门。 柴油机的工作是由进气、压缩、燃烧膨胀和排气这四个过程来完成的，这四个过程构成了一个工作循环。活塞走四个过程才能完成一个工作循环的柴油机称为四冲程柴油机。进气，它的任务是使气缸内充满新鲜空气，压缩时活塞从下止点间上止点运动，后续燃烧膨胀，排气冲程的功用是把膨胀后的废气排出去，以便充填新鲜空气，为下一个循环的进气作准备。当工作冲程活塞运动到下止点附近时，排气阀开起，活塞在曲轴和连杆的带动下，由下止点向上止点运动，并把废气排出气缸外。 在柴油机汽缸内，经过空气滤清器过滤后的洁净空气与喷油嘴喷射出的高压雾化柴油 充分混合，在活塞上行的挤压下，体积缩小，温度迅速升高，达到柴油的燃点。柴油被点燃，混合气体剧烈燃烧，体积迅速膨胀，推动活塞下行，称为‘作功’。各汽缸按一定顺序依次作功，作用在活塞上的推力经过连杆变成了推动曲轴转动的力量，从而带动曲轴旋转。 将无刷同步交流发电机与柴油机曲轴同轴安装，就可以利用柴油机的旋转带动发电机的转子，利用‘电磁感应’原理，发电机就会输出感应电动势，经闭合的负载回路就能产生电流。 这里只描述发电机组基本的工作原理。要想得到可使用的、稳定的电力输出，还需要一系列的柴油机和发电机控制、保护器件和回路。
