动力触探试验的基本原理

动力触探是将重锤打击在一根细长杆件(探杆)上，锤击会在探杆和土体中产生应力波，若略去土体震动的影响，那么，动力触探锤击贯入过程，可用一维波动方程来描述。

动力触探的基本原理，可用能量平衡法来分析。动力触探能量平衡模型如图4-1所示。

按能量守恒原理，一次锤击作用下的功能转换，其关系可写成：

Em=Ek+Ec+Ef+Ep+Ee (4-1)

式中：Em为穿心锤下落能量；Ek为锤与触探器碰撞时损失的能量；Ec为触探器弹性变形所消耗的能量；Ef为贯入时用于克服杆侧壁的摩阻力所耗的能量；Ep为由于土的塑性变形而消耗的能量；Ee为由于土的弹性变形而消耗的能量。

落锤能量：

Em=Mg·h·η (4-2)

式中：M为重锤质量；h为重锤落距；g为重力加速度；η为落锤效率(受绳索、卷筒等摩擦的影响，当采用自动脱钩装置时，η=1)。

碰撞时的能耗，据牛顿碰撞理论有：

图4-1 DPT能量平衡示意图

土体原位测试与工程勘察

式中：m为触探器质量(kg)；k为与碰撞体材料性质有关的碰撞作用恢复系数；钢与钢材料碰撞时，取k=055；其他符号意义同式(4-2)。

触探器弹性变形的能耗为：

土体原位测试与工程勘察

式中：l为触探器长度(m)；E为探杆材料弹性模量(kN/m2)；α为探杆的横截面积(m2)；R为土对探头的贯入总阻力(kN)。

土的塑性变形能为Ep：

Ep=R·Sp (4-5)

式中：R的意义同式(4-4)；Sp为每锤击后土的永久变形量(可按每锤击时实测贯入度e计)(m)。

土的弹性变形能为Ee：

Ee=05R·Se (4-6)

式中：R的意义同式(4-4)；Se为每锤击时土的弹性变形量(m)。

Se值在试验时未测出，可利用无限半空间上点荷载明德林(Mindlin)的解，并通过击数与土的刚度建立的如下关系确定：

土体原位测试与工程勘察

式中：R的意义同式(4-4)；D为探头直径(m)；A为探头截面积(m2)；N为永久贯入量为01m时的击数；P0为基准压力，P0=1kPa；β为土的刚度系数(经验值：粘性土，β=800；砂土，β=4000)。

将式(4-1)至式(4-6)合并、整理得：

土体原位测试与工程勘察

式中：f为土对探杆侧壁摩擦力(kN)；其他符号意义同式(4-1)至式(4-6)。

若将探杆假定为刚性体(即杆无变形)，不考虑杆侧壁摩擦力的影响，则式(4-)变成海利(A Hiley)动力公式：

土体原位测试与工程勘察

考虑到在动力触探试验中，只能量测到土的永久变形，故将和弹性有关的变形略去。因此，土的动贯入阻力Rd也可表示为式(4-10)，该式亦称荷兰动力公式。

土体原位测试与工程勘察

式中：e为贯入度(mm)；即每击的贯入深度e=ΔS/n；ΔS为每贯入一阵击的深度(mm)；n为相应的一阵击锤击数；A为圆锥探头底面积(m2)。

这个计算式中扭矩单位应该是“牛毫米”，所以两个公式“相差”10^6 。

P＝T·(2∏·n／60)／1000。

＝T·n／9550(kW)。其中：T—有效转矩， n——转速，r／min。

扭矩的计算公式： P = T n / 9550，T = 9550P / n P 功率，千瓦，kw，T 扭矩，牛米，Nm，n 转速，每分钟转数，r / min。 9550是常数。

发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力。

扩展资料：

曲轴转速的变化也越快，汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。扭矩随发动机转速的变化而不同，转速太高或太低，扭矩都不是最大，只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩，这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。

最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿·米（N·m）或公斤·米（Kg·m）。

发动机的最大扭矩与发动机的进气系统、供油系统和点火系统的设计有关，在某一转速下，这些系统的性能匹配达到最佳，就可以达到最大扭矩。另外，发动机的功率、扭矩和转速是相关联的，具体关系为：功率=K×扭矩×转速，其中K是转换系数。

选择发动机时也要权衡一下怎样合理使用、不浪费现有功能。比如，北京冬夏都有必要开空调，在选择发动机功率时就要考虑到不能太小；只是在城市环路上下班交通用车，就没有必要挑过大马力的发动机。尽量做到经济、合理选配发动机。

-转矩

-扭矩力

俄语“平均有效压力” 的原文是“Среднее Эφφективное

давление ”；英语“平均有效压力” 的原文是“Mean Effective Pressure”。不错，仅从字面上看，中、美、俄三种文字一一对应，完全相同。可是，它们之间的含义，在1949年以前，中美是相同的，它们与俄语教科书是不同的；因为在受原苏联影响以前，我国主要几个大学里的教科书几乎都直接采用美英原版教科书。在1949年以后，由于显而易见的原因，中俄是相同的，它们与美英教科书是不同的。（据说：原苏联是从德国抄过来的，因此，俄德也是一致的）

目前（1949年以后），中俄教科书中一致的定义是：

（1）用文字叙述：

平均有效压 (MEP)———折合到每单位气缸工作容积的，每工作循环中的有效功，用单位活塞面积上假设不变的压力来表示。

（2）用公式表示：

Pme = We/vs = Pi ·ηm

式中：Pme——平均有效压力 (MEP)

We ——有效功（曲轴输出端的）

Vs ——气缸工作容积（活塞排量）

Pi ——平均指示压力

ηm ——机械效率

目前（1949年以后），美英教科书中的定义是：

（1）用文字叙述：

Mean Effective Pressure ——

Although the efficiency of the cycle depends only on r, the pressures, temperatures, and the work of the cycle depend on the values assumed for p1, T1, and Q2-3 as well as on the compression ratio A quantity of especial interest in connection with reciprocating engines is the work done on the piston divided by displacement volume This quantity has the dimensions of pressure and is equal to that constant pressure which, if exerted on the piston for the whole outward stroke, would yield work equal to the work of the cycle It is called the Mean Effective Pressure, abbreviated mep (文献 [2] ：P27)

The mean effective pressure may be indicated or brake, depending on whetherηis the indicated or brake thermal efficiency(文献[2]：P154)

平均有效压力——

虽然循环的效率仅决定于压缩比r，但是循环的压力、温度和功还与进气终点的压力（p1）、温度（T1）和循环加热量（Q2-3）的假定值，以及压缩比有关。所以与往复式发动机有关的一个具有特殊意义的量就是作用于活塞上的功除以排量(V1-V2)。该量具有压力的量纲，该压力在整个向外冲程中，以恒定的值作用在活塞上，所产生的功等于循环功。

平均有效压力可以是指示的，也可以是制动的；视效率η是指示热效率，还是制动热效率而定。

（2）用公式表示：

mep= w/(V1-V2) = J· Q2-3·η/(V1-V2) = J·pa·eV(F· Qc·η)

= {J· Q2-3·（p1·m/MRT1）/(1-(1/r))} ·η

式中：

mep —— Mean Effective Pressure 平均有效压力

W —— work of the cycle 循环功

( V1-V2) —— piston displacement volume活塞排量

J —— Joule」s law coefficient热功当量

Q2-3 —— Heat which flows into the cycle 循环热量

η —— efficiency of the cycle 循环效率

pa —— density of sir at inlet valve 进气门处的空 气 密度

eV —— measured or actual efficiency 测得的或实际 的 容积效率

F —— fuel-air ratio 燃油-空气比

Qc—— heat of combustion per unit mass of fuel单位燃油质量的热值

p1 —— pressure at inlet end 进气终点压力

m —— molecular weight of gas 气体分子量

M —— mass of gas 气体质量

R —— universal gas constant通用气体常数

T1 —— absolute temperature at inlet end 进气终 点绝对温度

从以上两种对『平均有效压力』的文字表述和公式表达，可以归纳出美英和中俄教科书中的不同含义如下：

1， 在当前的中俄教科书中，不容许用『指示』和『有效』两个词，同时修饰『压力』一词。也就是说，『压力』不可能既是『指示的』，又是『有效的』；而在美英教科书中，容许『指示』和『有效』两个词，同时修饰『压力』一词。例如：『indicated mean effective pressure指示平均有效压力』。很显然，这是由于对『有效』这个概念，各有不同的含义所引起的。

2， 在中俄教科书中，『有效』是对『机械效率』而言；但在美英教科书中，『有效』相对应的效率是不确定的，有可能是指示效率，也有可能是制动效率；可见，在美英教科书中的『平均有效压力』相当于我们的『平均压力』。他们的『制动平均有效压力』才相当于我们的『平均有效压力』。

另一方面，在美英教科书[2]中，为了便于说明制动功率和指示功率之间的差异，常常采用了他们的『指示平均有效压力』的概念，不是采用我国教科书中的『平均指示压力』的概念。换句话说：以下各项『平均有效压力』(除bmep和tmep以外)都不是以（曲轴输出功率/气缸工作容积）为基础的。请看以下的定义：

bmep = imep – mmep – pmep – cmep – amep + tmep

= imep – fmep (文献[2]: P313)

式中：

imep—— 指示平均有效压力，即示功图上所测得的有效功除以气缸工作容积

mmep——机械摩擦平均有效压力，即指示平均有效压力中用于克服机械摩擦的那

部分

pmep ——泵气平均有效压力，即指示平均有效压力中用于克服泵气损失的那部分

cmep ——指示平均有效压力中用于驱动增压器或扫气泵所损耗的那部分

amep ——指示平均有效压力中用于克服驱动附件所损耗的那部分

tmep ——废气涡轮所发出的，并施加给曲轴的制动平均有效压力

fmep ——摩擦平均有效压力，即指示平均有效压力中用于克服摩擦 (包括：机械

摩擦、泵气、驱动增压器或扫气泵、驱动附件和从涡轮取得)所损耗的

那部分，也即指示与制动平均有效压力之间的差异。

bmep——制动平均有效压力，即指示平均有效压力中减去用于克服摩擦损耗后所余下的那部分。

在这个公式中，显而易见，只有『imep』才相当于我国教科书中的『平均指示压力』；

bmep / imep =ηe ——(机械效率)

为了清楚起见，列表如下：

原文 直译（美英概念） 相当于中俄的含义

mep 平均有效压力 平均压力

imep 指示平均有效压力平均指示压力，即在示功图上测得的指示功除以气缸工作容积

bmep 制动平均有效压力 平均有效压力，即平均指示压力中减去用于克服摩擦损耗后所余下的那部分。

fmep 摩擦平均有效压力平均指示压力中用于克服摩擦所损耗的那部分，也即平均指示压力与平均有效压力之间的差异。

mmep 机 械 摩 擦平均有效压力平均指示压力中用于克服机械摩擦的那部分

pmep 泵气平均有效压力平均指示压力中用于克服泵气损失的那部分

cmep 压气或扫气平均有效压力平均指示压力中用于驱动增压器或扫气泵所损耗的那部分

amep 驱动附件平均有效压力平均指示压力中用于克服驱动附件所损耗的那部分

tmep 涡轮平均有效压力 废气涡轮所发出的，并施加给曲轴的平均有效压力

我们在[4]中，说文献[1]作者混淆了『平均有效压力』的概念，其原因就在于此。如果作者不考虑这些差异，原封不动地照搬，无疑就会造成这样的错误。这种错误难道不应该指出吗？

还有，为了说明方便，在我们的教科书中，采用美英概念的『平均有效压力』来讲解制动功率和指示功率之间的差异，当然也是可以的。问题在于：①不能把他们的『平均有效压力』当作我们的『平均有效压力』；②必须保持等号两边衡等（请见以上bmep的公式）。不能一会儿用『功』来讲解；一会儿又用『平均有效压力』来讲解。例如：文献[1]中说：『从实际循环示功图的分析中可以发现，面积W以及掺和在面积x和y中的一小部分u（图中一交叉线表示）所表示的功损失，已经在求取平均有效压力时包括进去，故将换气损失中剩余的有面积（x + y – u）所表示的功损失，定义为泵气损失。』作者把『功』和『压力』 掺和在一起进行叙述，而且文中的平均有效压力又是中俄教科书中的概念，这样一来，不仅混淆了『功』和『压力』的概念，而且也混淆了『指示』和『有效』的概念。

能效比和制冷系数的区别是：不同的定义、不同的计算公式、不同的价值观不同。

一。不同的定义

cop：冬季供暖时，供热量（w）与输入功率（w）之比定义为循环性能系数cop（性能系数w/w）。

夏季，制冷量（w或btu/h）与输入功率（w）的比值定义为热泵的能效比（eer、w/w或btu/wh）。

为了避免歧义，采用cop（energy efficiency ratio）来表示冬季热泵循环的性能系数和夏季热泵的能效比。

冷却系数：cop（性能系数），是指每单位功耗可获得的冷却量。又称制冷性能系数，是制冷系统（冰箱）的重要技术经济指标。制冷性能系数大，说明制冷系统（冰箱）能效高。

这是一个与制冷剂类型和工作条件相关的系数。制冷性能理论系数可达25～5。因为这个参数是用同一单位的输入输出比来表示的，所以它是一个无量纲数。

2不同的计算公式

cop：计算公式为：εs=q0/ne=q0/n0·ηs=ε0·ηs。

Q0：制冷系统所需制冷量（制热量）

N0：制冷压缩机理论功率

Ne：轴心国

ε0：理论冷却系数（加热系数）

ηs：总效率（绝热效率）

cop值（制冷效率）实际上是热泵系统可以实现的制冷量（制热量）与输入功率的比值。相同工况下，比值越大，热泵系统效率越高，节能效果越好。因此，在比较制冷系统cop值之前，首先要确定各热泵系统是否处于相同的工况下，然后进行计算和比较。

冷却系数：wc=t2/（t1-t2）

T1：环境温度

T2：制冷温度

3、不同的价值观

制冷系数ε是制冷量与压缩机功率的比值。能效比（cop）是制冷量与整个冰箱功率的比值。冷却系数的分母较大，小于cop。例如：冷却机构的冷却能力为800，冷却功率为200，压缩机功率为100。

扩展资料：

冷却系数ε=800/100=8

能效比=800/200=4

能效比是指定制的制冷量与额定功率（功耗）的比值。

能效等级是反映空调产品能效差异的一种分级方法。根据国家标准的有关规定，空调产品能效分为1、2、3、4、5五个等级。

参考资料：

-制冷系数

-能效比

▲ 原方程组系数矩阵已是行最简形，增加两个《全0行》将系数矩阵配成方阵，并写出代数解。

1，0，0， 1→ X1＝-X4，

0，1，0，-1→ X2＝ X4，

0，0，0， 0→ X3＝ X3，

0，0，0， 0→ X4＝ X4。

将代数解写成向量解: X＝X3 (0，0，1，0)^T＋X4 (-1，1，0，1)^T＝k1·η1＋k2·η2，《解向量空间》的基是 (η1，η2)，∴解向量空间＝2维。

▲ 题中P^4如何理解？P^4 指 《解向量X》 由4个未知量 ( X1，X2，X3，X4 ) 组成，将 《解向量Ⅹ》 写成列向量时有4个坐标，即一个基向量 η1 (或η2) 是4维的。总之: 《η1与η2 构成解向量空间 》是2维的；《解向量Ⅹ》是4维的。

解：令大鼠质量为m，容器质量为M（在变化，因化学反应），ATP利用率η，θ=37度

首先化学：由2H2O2→（MnO2）→2H2O＋O2↑，得O2的释放量为5mol（也就是16kg）

M的最终质量为 16+006－016＝15kg

再次是物理：由能量守恒定律得：

Q（ATP）·η=W（ATP）=〈a（m+M）+（m+M）gsinθ+μMgcosθ〉·L

=（054+24+6）×1J

=3054J

n（ATP）＝Q（ATP）/ΔH（ATP）

=（3054÷50%）/（3054×1000）

=1/500mol

=0002mol