一升油最多可以跑多少公里?你可能都不相信这个数量级

一升油最多可以跑多少公里?你可能都不相信这个数量级,第1张

人们为了让加了油的车跑更多路程

到底可以多努力?

停车熄火的玄学

以前手动档车盛行的时候,遇到堵车或是等红绿灯,很常看到老司机一顿操作然后将车熄火在路中间——为了省油。

确实, 汽车 在怠速(发动机空转)时的汽油消耗量因车而异,但是最多可以达到每怠速10分钟消耗0.1到0.4升汽油。同时,如果 汽车 怠速10秒以上,那么将 汽车 熄火再点燃能节省更多的燃油。[1][2]所以, 如果停车时间够长,而且你对熄火再点火这一套动作并不陌生的话,就值得将发动机熄火

开手动档的我 | giphy .com

开车不左转的神逻辑

在城里开车,如果碰到“怎么转弯”这种小问题,当然是怎么方便怎么来了。但是常年在路上跑的老司机们却不这么认为。

某全球快递巨头早在几年前就规定, 为了节省时间和燃油,自家的货车全都不许左转 (???)。不左转不是就更加绕圈圈还费油了吗?但人家的数据表示:“不左转”的政策让货车每年多送了超过30万件货物。

密歇根州也有规定,等灯的时候都要左转,也被称为Michigan Left | 360.here .com

这是因为世界上大多数国家都是左舵,货车在红绿灯左转时会在车道上长时间等待,不但增加油耗,而且由于增加了和他车交汇的次数,车祸的几率也大幅提升。通过判断路况和不左转的时机,二级省油成就立即get。

用最少的油跑最远的路

总共分几步?

不论是停车计时熄火还是永不左转,放在现实生活中还是有些夸张。但是我们知道,效率=有用功率/驱动功率,要想让开车的效率最大化,除了减少分母(用油)以外,其实大可以从分子上下功夫。

壳牌每年都在举办一个能源创新比赛—— 壳牌 汽车 环保马拉松(Shell Eco-marathon,下文用SEM代替) ,号召一众大中学生团队们挑战极限,挑战用一单位燃料究竟能够跑多远。也不卖关子了,直接报个数字——说出来你可能不信,在SEM的欧洲赛场上, 1升油可以跑3000多公里 虽然做到1升油跑如此远的方式五花八门,但有几项参赛窍门一定是万变不离其宗的。

壳牌 汽车 环保马拉松开幕仪式 | 壳牌

车身设计 - 流线型减低风阻

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不难理解,在买车时,大家都会倾向于买那些看起来 更顺滑,流线型更好 的车型。虽然这样的车看起来拉风,但更多的是因为流线型更好的车风阻系数更小, 汽车 受空气阻力影响也更小,自然更省油。所以在SEM的车型设计环节,减小 汽车 的风阻系数是首先考虑的因素。

等重量胡萝卜小车和马铃薯小车同时从斜坡上滑下

我们给相等重量的胡萝卜和土豆安上轮子,从相同高度和坡度的小坡上滑下,胡萝卜微微先抵达终点。 梭形的胡萝卜和椭圆形的土豆相比,胡萝卜的风阻系数更小 ,相信设计飞机的大佬也明白这个道理,所以飞机都没有土豆形的。同样,在SEM中,大多数的车身也都被设计成了梭形或水滴形,仅仅是这样一个形状的变化,就 能让风阻系数降低10%乃至更低

不同外形 汽车 的风阻系数 | researchgate .com

不仅是形状, 汽车 行驶时还会受到来自地面的滚动阻力,这与车身重量密不可分。大部分车为了追求省油,会尽量减轻底盘、发动机、车身甚至司机的重量。就车身来说,学生们会巧妙地选择造车材料来减轻重量,甚至有用纸糊车这样的硬核操作;也会使用预浸布烘烤和3D打印,或是打造全碳纤维车身,总之将整车重量尽量控制在45kg以下。

减轻重量的效果是立竿见影的,比如我们对比了鸡蛋在新鲜状态下与被掏空以后, 处于同样风力下的移动情况,“空壳车”明显走的更轻松

新鲜鸡蛋车(上)和空鸡蛋车(下)在同样风力作用下的运动情况

车内构造-高燃烧效率

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所以对于SEM的赛车来说,设计师往往会尽量同步减轻一些内部构造的重量,比如发动机。但是发动机作为车的“心脏”,更重要的还是起到供能作用。

燃油车的发动机的做功过程可以简单地总结为——油气在发动机气缸里混合,气缸被压缩到一定体积后被点燃,产生动力。我们用了两个大小不同的气球分别代表低压缩比(大气球)和高压缩比(小气球)的气缸,向其中加入等量泡沫小球来模拟燃料。 等量的燃料条件下,气球越大,燃料密度越低,空气燃烧不充分,也就是燃烧效率低 因此高压缩比的发动机在SEM中广受欢迎,大家都致力于把每一滴燃料都有效地用在多开1km的目标上。

模拟低压缩比环境,燃烧效率低

模拟高压缩比环境,燃烧效率高

同时,车上变速器的换档元件也可以被去除,只剩下一个传动比仅为一的发动机,可以直接将动力传送给后轮;润滑油在这样的位置就非常关键,因为 好的润滑油可以使其传动效率将得到大幅度提升 。我们在实验室找了一堆老旧的轴承,用它们做了一只风车。

都是实验室角落里扒来的旧轴承

光看油都觉得顺滑

在给轴承添加润滑油的前后,风车的转动速度明显有区别 (为了让风车转速更慢、对比效果明显,我们将风车放在了离风扇约2m处)

轴承润滑前

轴承润滑后

车内程序

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而且还有专门的智能交互系统,通过各种可扩展性程序,可以更好地辅助“躺平了”的车手驾驶,还能实时储存行驶数据,方便团队分析比赛结果。

不仅要赢,而且要躺赢 | 壳牌

驾驶策略

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相比现实生活中的 汽车 ,SEM参赛车辆的零部件都进行了专门的设计和调整,即使是大油门后的空档滑行也不会带来过高的油耗,或对零部件造成损伤,所以像空档滑行这种平时不能玩的骚操作在SEM中也将成为惯常。

滑到最后的才是王者 | re dd it .com

因此,在SEM上我们将会看到一个比较有意思的地方:大多数小车在比赛刚开始会使劲加速,达到高速时就会熄火并滑行一段距离,等到速度慢慢降下来后,再次点火加速。滑行期间驾驶员就安安静静地调整心态,观察路况并见机调整驾驶策略即可。

什么样的老司机

会热衷于这场疯狂的能源 游戏 ?

要想获得好成绩,参赛团队必须每年都不断精进自己的设计。这要追溯到1939年一群壳牌的工程师的一个玩笑,他们打赌看谁能让 汽车 更省油, 当时胜出的那位工程师勉强实现了21 km/L的成绩 ,虽然放到现在也就普通的家用车水平,但在当时却是难上加难。

而正是这样一个简单的玩笑,却慢慢演变为一场更有组织性的赛事——鼓励年轻人持续进行能源 科技 创新,让大学生通过造车来“用最少的能源跑最远的路”,争当最优秀、会开车的“好司机”。 到了 198 5年,世界上有了第一场SEM比赛。

198 5年获胜原型车合影,当年原型车所创下的最佳纪录为680 km/L | 壳牌

在今年,刚刚结束了欧洲站的SEM,将于 8月25日-28日 抵达 北京金港国际赛车场 ,来自 17所高校的22支车队 会在此一决高下。选手在报名比赛的时候会被分成原型车和城市概念车两组,每组下都能选择不同的能源类型:内燃机(汽油、乙醇、柴油)、电动。竞争有多激烈,让我们稍微回顾一下2018年的最佳战绩来感受一下:泰国的一支队伍打造出仅用1升乙醇就能跑2341.1公里的原型车,这 相当于从北京直接冲到广州市中心还能顺便去趟大梅沙

2018年乙醇组夺冠的泰国车队 | 壳牌

从 198 5年第一届SEM在法国正式启动,到2019年SEM首次来到北京,每一次比赛,都会有许多燃油高效的创新技术让人眼前一亮,背后与青年学生们积极的参赛热情密不可分。或是车身设计、或是动力系统、或是中控系统,通过举办SEM,极限挑战下产生的设计方案也给这群未来的 汽车 工程师们以启发和灵感。

世界主要能源消耗量 | University of Utah

参考文献

[1] Stodolsky, F., Gaines, L., &Vyas, A. (2000). Analysis of technology options to reduce the fuel consumption of idling trucks (No. ANL/ESD-43). Argonne National Lab., IL (US).

[2] Gaines, L., Vyas, A., &Anderson, J. L. (2006). Estimation of fuel use by idling commercial trucks. Transportation research record, 198 3(1), 91-98.

马来西亚是世界第二大棕榈油出口国,仅次于印度尼西亚,两国棕榈油产量合计占全球市场九成份额。棕榈树原产自非洲,自18世纪末19世纪初开始引进到亚洲,因该树种对温度、雨量和土壤有特定要求,目前棕榈树生长及棕榈产品加工主要分布在赤道附近,棕榈树在种植后3年里就可产果榨油,经济寿命为25年至30年,与其他油料作物相比,油棕榈每公顷产油量最高。

单独来看,马来西亚棕榈油产量达到2000万吨,占全世界总产的30%左右。

此外,马来西亚棕榈树的种植面积约占全国耕地的一半以上,超过500万公顷,是马来西亚农业部门当之无愧的主要支柱产业。

2017年底,马来西亚棕榈油种植面积为5811145公顷,成熟面积为5110713公顷约占总种植87.9%,未成熟面积700432公顷占总种植面积的12.1%。从种植区域的角度看,马来西亚半岛(SEM. Malaysia)种植面积为2708413公顷(未成熟面积占12%)、占马来总种植面积47%;沙巴州 (SABAH)种植面积为1546904公顷(未成熟11%),约占马来总种植面积的27%;砂拉越州(Sarawak)种植面积为1555828公顷(未成熟占14%),约占总种植面积的27%

棕榈油主要成分为饱和脂肪酸,是热带地区大众烹调油的首选。由于棕榈油不含亚麻酸且饱和程度高,用其煎炸的食品不会产生不良气味,故棕榈油目前已成为世界上最广泛使用的工业煎炸油,大量的用于薯条、膨化食品和方便面的生产过程中。棕榈油还是制造食用黄油和人造奶油的重要材料,在肥皂、化妆品等工业领域的用途也比较广泛。

棕榈树一年四季持续产果,但会随着季节性变动出现规律性的变动;一般情况下,11月单产开始下降、一二月份达到年内最低产量,随后单产增加,8、9、10月可能达到单产最高水平。

正因为棕榈油用途范围广,马来西亚地理适宜栽种,该产业逐步成为马来西亚的支柱产业之一,该产业解决了几十万甚至上百万马来西亚人的就业问题。

实际上,从棕榈园数量和雇佣工人情况来看,自1974年以来,马来西亚棕榈园数量持续增加,说明产业扩张步伐持续,雇佣工人的数量由最初的7万人增加到目前的43万人,增加了5倍之多,尽管较2007年最高的50万雇工人数有了一定的下滑,但整体仍旧处于高位。

综合上述分析,我们可以判断出,马来西亚种植棕榈树的经济效益很高,从事棕榈树种植以及棕榈油产业的人员仍处于历史高位;且由于棕榈油是全球产出效率最高的油脂品种,因此,即使全球油脂供求过剩的状态持续也很难跌破棕榈油的生产成本。

目前来看,棕榈油仍然会是马来西亚的支柱产业,在未来的很长一段时间里,马来西亚都离不开棕榈油产业。

分类: 外语/出国

问题描述:

SEM的原理是什么?

解析:

(SEM)扫描电子显微镜的设计思想和工作原理,早在1935年便已被提出来了。1942年,英国首先制成一台实验室用的扫描电镜,但由于成像的分辨率很差,照相时间太长,所以实用价值不大。经过各国科学工作者的努力,尤其是随着电子工业技术水平的不断发展,到

1956年开始生产商品扫描电镜。近数十年来,扫描电镜已广泛地应用在生物学、医学、冶金学等学科的领域中,促进了各有关学科的发展。

一.扫描电镜的特点

和光学显微镜及透射电镜相比,扫描电镜具有以下特点:

(一) 能够直接观察样品表面的结构,样品的尺寸可大至120mm×80mm×50mm。

(二) 样品制备过程简单,不用切成薄片。

(三) 样品可以在样品室中作三度空间的平移和旋转,因此,可以从各种角度对样品进行观察。

(四) 景深大,图象富有立体感。扫描电镜的景深较光学显微镜大几百倍,比透射电镜大几十倍。

(五) 图象的放大范围广,分辨率也比较高。可放大十几倍到几十万倍,它基本上包括了从放大镜、光学显微镜直到透射电镜的放大范围。分辨率介于光学显微镜与透射电镜之间,可达3nm。

(六) 电子束对样品的损伤与污染程度较小。

(七) 在观察形貌的同时,还可利用从样品发出的其他信号作微区成分分析。

二.扫描电镜的结构和工作原理

(一) 结构

1.镜筒

镜筒包括电子枪、聚光镜、物镜及扫描系统。其作用是产生很细的电子束(直径约几个nm),并且使该电子束在样品表面扫描,同时激发出各种信号。

2.电子信号的收集与处理系统

在样品室中,扫描电子束与样品发生相互作用后产生多种信号,其中包括二次电子、背散射电子、X射线、吸收电子、俄歇(Auger)电子等。在上述信号中,最主要的是二次电子,它是被入射电子所激发出来的样品原子中的外层电子,产生于样品表面以下几nm至

几十nm的区域,其产生率主要取决于样品的形貌和成分。通常所说的扫描电镜像指的就是二次电子像,它是研究样品表面形貌的最有用的电子信号。检测二次电子的检测器(图15(2)的探头是一个闪烁体,当电子打到闪烁体上时,1就在其中产生光,这种光被光导管传送到光电倍增管,光信号即被转变成电流信号,再经前置放大及视频放大,电流信号转变成电压信号,最后被送到显像管的栅极。

3.电子信号的显示与记录系统

扫描电镜的图象显示在阴极射线管(显像管)上,并由照相机拍照记录。显像管有两个,一个用来观察,分辨率较低,是长余辉的管子;另一个用来照相记录,分辨率较高,是短余辉的管子。

4.真空系统及电源系统

扫描电镜的真空系统由机械泵与油扩散泵组成,其作用是使镜筒内达到 10(4~10(5托的真空度。电源系统供给各部件所需的特定的电源。

(二) 工作原理

从电子枪阴极发出的直径20(m~30(m的电子束,受到阴阳极之间加速电压的作用,射向镜筒,经过聚光镜及物镜的会聚作用,缩小成直径约几毫微米的电子探针。在物镜上部的扫描线圈的作用下,电子探针在样品表面作光栅状扫描并且激发出多种电子信号。这些电子信号被相应的检测器检测,经过放大、转换,变成电压信号,最后被送到显像管的栅极上并且调制显像管的亮度。显像管中的电子束在荧光屏上也作光栅状扫描,并且这种扫描运动与样品表面的电子束的扫描运动严格同步,这样即获得衬度与所接收信号强度相对应的扫描电子像,这种图象反映了样品表面的形貌特征。第二节 扫描电镜生物样品制备技术大多数生物样品都含有水分,而且比较柔软,因此,在进行扫描电镜观察前,要对样品作相应的处理。扫描电镜样品制备的主要要求是:尽可能使样品的表面结构保存好,没

有变形和污染,样品干燥并且有良好导电性能。

[Last edit by SeanWen]


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