Содержание

Лабораторная работа “Изучение закона сохранения механической энергии”

Лабораторная работа

ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Цель работы: экспериментально установить, что полная механическая энергия замкнутой системы остается неизменной, если между телами действуют только силы тяготения и упругости.

Оборудование: прибор для демонстрации независимости действия сил; весы, гири, линейка измерительная; отвес; белая и копировальная бумага; штатив для фронтальных работ.

Содержание работы.

Установка для опыта показана на рисунке. При отклонении стержня А от вертикального положения шар на его конце поднимется на некоторую высоту h относительно начального уровня. При этом система взаимодействующих тел «Земля—шар» приобретает дополнительный запас потенциальной энергии Ep = mgh.

Если стержень освободить, то он возвратится в вертикальное положение, где будет остановлен специальным упором. Считая силу трения очень малой, можно принять, что во время движения стержня на шар действуют только гравитационные силы и силы упругости. На основании закона сохранения механической энергии можно ожидать, что кинетическая энергия шара в момент прохождения исходного положения будет равна изменению его потенциальной энергии: 

Вычислив кинетическую энергию шара и изменение его потенциальной энергии, и сравнив полученные результаты, можно экспериментально проверить закон сохранения механической энергии. Чтобы вычислить изменение потенциальной энергии шара, нужно определить его массу тна весах и измерить с помощью линейки высоту h подъема шара.

Для определения кинетической энергии шара необходимо измерить модуль его скорости υ. Для этого прибор укрепляют над поверхностью стола, отводят стержень с шаром в сторону до высотыH + h и затем отпускают. При ударе стержня об упор шар соскакивает со стержня.

Скорость шара во время падения изменяется, однако горизонтальная составляющая скорости остается неизменной и равной по модулю скорости υ шара в момент удара стержня об упор. Поэтому скорость υ шара в момент срыва со стержня можно определить из выражения

V= l / t , где l — дальность полета шара, t — время его падения.

Время t свободного падения с высоты H (см. рис. 1) равно: , поэтому

V= l/√ 2Н/g. Зная массу шара, можно найти его кинетическую энергию: Eк = mv2/2 и сравнить ее с потенциальной энергией.

Порядок выполнения работы

1. Укрепите прибор в штативе на высоте 20—30 см над столом, как показано на рисунке. Наденьте шар отверстием на стержень и сделайте предварительный опыт. На месте падения
шара закрепите липкой лентой лист белой бумаги и накройте его листом копировальной бумаги.

3. Надев снова шар на стержень, отведите стержень в сторону, измерьте высоту подъема шара h по отношению к первоначальному уровню и отпустите стержень. Сняв лист копировальной бумаги, определите расстояние l между точкой на столе под шаром в его начальном положении, найденной по отвесу, и отметкой на листе бумаги в месте падения шара.

4. Измерьте высоту шара над столом в начальном положении. Взвесьте шар и вычислите изменение его потенциальной энергии ∆Ep и кинетическую энергию Ек в момент прохождения шаром положения равновесия.

5. Повторите опыт при двух других значениях высоты h и сделайте измерения и вычисления. Результаты занесите в таблицу.

6. Оцените абсолютные погрешности измерений потенциальной и кинетической энергии шара в ваших опытах.

7. Сравните значения изменений потенциальной энергии шара с его кинетической энергией и сделайте вывод о результатах вашего эксперимента

Выполнение работы

опыта

m,

кг

H,

м

∆Ep = mgh,

Дж

l,

м

H,

м

V=l/√2Н/g, м/с

 , Дж

1

2

3

Расчеты:

Вывод:

Контрольные вопросы.

  1. Какие потери энергии не учитываются при выполнении данной работы?

  2. Как объяснить, что при расчете модуля скорости шара были использованы уравнение равномерного движения l = υt и уравнение равноускоренного движения ?

3. При каких условиях применим закон сохранения механической энергии?

Россети Урал – ОАО «МРСК Урала»

Согласие на обработку персональных данных

В соответствии с требованиями Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных» принимаю решение о предоставлении моих персональных данных и даю согласие на их обработку свободно, своей волей и в своем интересе.

Наименование и адрес оператора, получающего согласие субъекта на обработку его персональных данных:

ОАО «МРСК Урала», 620026, г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка, 140 Телефон: 8-800-2200-220.

Цель обработки персональных данных:

Обеспечение выполнения уставной деятельности «МРСК Урала».

Перечень персональных данных, на обработку которых дается согласие субъекта персональных данных:

  • — фамилия, имя, отчество;
  • — место работы и должность;
  • — электронная почта;
  • — адрес;
  • — номер контактного телефона.

Перечень действий с персональными данными, на совершение которых дается согласие:

Любое действие (операция) или совокупность действий (операций) с персональными данными, включая сбор, запись, систематизацию, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передачу, обезличивание, блокирование, удаление, уничтожение.

Персональные данные в ОАО «МРСК Урала» могут обрабатываться как на бумажных носителях, так и в электронном виде только в информационной системе персональных данных ОАО «МРСК Урала» согласно требованиям Положения о порядке обработки персональных данных контрагентов в ОАО «МРСК Урала», с которым я ознакомлен(а).

Согласие на обработку персональных данных вступает в силу со дня передачи мною в ОАО «МРСК Урала» моих персональных данных.

Согласие на обработку персональных данных может быть отозвано мной в письменной форме. В случае отзыва согласия на обработку персональных данных.

ОАО «МРСК Урала» вправе продолжить обработку персональных данных при наличии оснований, предусмотренных в п. 2-11 ч. 1 ст. 6 Федерального Закона от 27.07.2006 №152-ФЗ «О персональных данных».

Срок хранения моих персональных данных – 5 лет.

В случае отсутствия согласия субъекта персональных данных на обработку и хранение своих персональных данных ОАО «МРСК Урала» не имеет возможности принятия к рассмотрению заявлений (заявок).

КРАТКИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕН



КРАТКИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕН

КРАТКИЕ МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ПОЯСНЕНИЯ

 

Система национальных счетов (СНС)

 представляет собой систему взаимосвязанных статистических показателей, построенную в виде определенного набора счетов и таблиц, характеризующих результаты экономической деятельности страны.

Индексы физического объема ВВП  определяются путем деления стоимости ВВП в отчетном периоде, оцененной в ценах базисного периода, на его стоимость в базисном периоде. Базисный период обычно изменяют один раз в пять лет. На практике большинство стран СНГ изменяют базисный период ежегодно в связи с тем, что за год происходят существенные изменения в структуре экономики и цен. Индексы физического объема ВВП в отчетном году по сравнению с предыдущим годом при этом рассчитываются путем деления величины ВВП в отчетном году в ценах предыдущего года

на величину ВВП в предыдущем году. При исчислении индексов физического объема ВВП за длительные периоды применяется метод цепных индексов.

Расчет основных макроэкономических показателей (валового внутреннего продукта, продукции промышленности, сельского хозяйства, розничного товарооборота, платных услуг населению, денежных доходов населения) по странам СНГ на душу населения в процентах к средним данным по Содружеству производится в текущих ценах в российских рублях; данные пересчитываются по среднегодовым официальным курсам национальных валют к рублю, установленным центральными (национальными) банками стран СНГ; для расчета используется среднегодовая численность постоянного населения. Расчет внешнеторгового оборота производится в долларовом исчислении.

Резиденты – институциональные единицы (юридические или физические лица), имеющие центр экономического интереса на экономической территории страны, т.е. владеющие недвижимым имуществом, осуществляющие или намеревающиеся осуществлять свою деятельность на экономической территории страны в течение длительного срока (не менее года).

Экономическая территория страны – территория, административно управляемая правительством данной страны, в пределах которой лица, товары  и капиталы могут свободно перемещаться; она не включает территориальные анклавы других стран (посольства, военные базы и т. п.) или  международных организаций, но включает  анклавы  данной страны на территории других стран.

Валовой  национальный доход (ВНД)  – сумма первичных доходов, полученных резидентами за их участие в производстве ВВП данной страны и стран остального мира.

ВНД отличается от ВВП на величину первичных доходов, полученных резидентами от остального мира, за вычетом первичных доходов, выплаченных данной страной нерезидентам. Ранее ВНД назывался валовым национальным продуктом (ВНП).

Налоги на производство и импорт  – это обязательные безвозмездные невозвратные платежи, взимаемые государством с производящих единиц в связи с производством, продажей и импортом товаров и услуг или использованием факторов производства. Они не включают налоги на прибыль или иные доходы, получаемые предприятием. Они состоят из налогов на продукты и других налогов на производство.

Налоги на продукты   – это налоги, взимаемые пропорционально количеству или стоимости  товаров и услуг, производимых, продаваемых или импортируемых резидентами. К ним относятся следующие наиболее распространенные  налоги: налог на добавленную стоимость (НДС) и налоги типа НДС, акцизы, налоги на продажи, покупки и др. , налоги на отдельные виды  услуг, налоги на экспорт и импорт и т.д.

Другие налоги на производство  – это налоги, связанные с использованием факторов производства, а также платежи за лицензии и разрешение заниматься какой-либо производственной деятельностью или другие обязательные платежи, уплата которых необходима для  деятельности производящей единицы-резидента. Они могут выплачиваться за землю, основные фонды или рабочую силу, используемые  в  процессе производства, или за право осуществлять определенные виды деятельности или операции.

Чистые налоги   – налоги за вычетом субсидий.

Субсидии  – это текущие безвозмездные  невозвратные платежи, которые государство производит предприятиям в связи с производством, продажей или импортом товаров и услуг или использованием факторов производства для проведения определенной экономической и социальной политики. Они состоят из субсидий на продукты и других субсидий на производство.

Субсидии на продукты   – это субсидии, выплачиваемые пропорционально количеству или стоимости товаров и услуг, производимых, продаваемых или импортируемых резидентами. К ним относятся, например, регулярные возмещения предприятиям из государственного бюджета постоянных убытков, возникающих в результате того, что продажная цена на производимую ими продукцию устанавливается ниже средних издержек производства, субсидии на импорт и экспорт и др.

Прибыль часть добавленной стоимости, которая остается у производителей (корпораций) после вычета расходов, связанных с оплатой труда и уплатой чистых других налогов на производство. Прибыль может быть определена на валовой и чистой основе, т.е. до и после исключения потребления основного капитала.

Смешанный доход – часть добавленной стоимости некорпорированных предприятий домашних хозяйств, которая остается после вычета оплаты труда занятых в них наемных работников и чистых других налогов на производство. Он содержит элементы как вознаграждения за труд членов домашних хозяйств, являющихся владельцами некорпорированных предприятий, так и прибыли этих предприятий. Смешанный доход может быть определен на валовой и чистой основе, т.е. до и после исключения потребления основного капитала.

Бюджет – форма образования и расходования фонда денежных средств, предназначенных для финансового обеспечения задач и функций государства и местного самоуправления.

Консолидированный (государственный) бюджет  – свод бюджетов всех уровней: республиканского (федерального) и территориальных, включая местные бюджеты.

Доходы бюджета (консолидированного)– объединяют доходы республиканского (федерального) бюджета, бюджетов региональных и местных органов управления. Они охватывают налоги и аналогичные обязательные платежи юридических и физических лиц, неналоговые платежи (такие как поступления от продажи активов и от приватизации) и трансферты, полученные от других стран, а также международных организаций. Межбюджетные трансферты между отдельными уровнями управления не включаются.

Налог – обязательный платеж юридических и физических лиц в бюджет и внебюджетные фонды в определенных законом размерах и в установленные сроки.

Налог на прибыль  (доход) (предприятий и организаций) – объектом обложения налогом является валовая прибыль предприятий (сумма прибыли от реализации продукции (работ, услуг), основных фондов, иного имущества предприятия (организации) и доходов от внереализационных операций, уменьшенных на сумму расходов по этим операциям).

Подоходный налог  с физических лиц – объектом налогообложения у физических лиц является совокупный доход,  полученный в календарном году. При налогообложении  учитывается совокупный доход, полученный как в денежной (национальной или иностранной валюте), так и в натуральной форме. Размер облагаемого совокупного годового дохода определяется в порядке и на условиях, устанавливаемых  законом государства.

Налог на добавленную стоимость  представляет собой изъятие в бюджет части добавленной стоимости, которая создается на всех стадиях производства и определяется как разница между стоимостью произведенных товаров и услуг и стоимостью товаров и услуг, полностью потребленных в процессе производства. Объектами налогообложения являются обороты по реализации товаров (работ, услуг) на  территории государства.

Акцизы – косвенные налоги, включаемые в цену товара и оплачиваемые покупателем. Закон государства устанавливает порядок обложения акцизами, как правило, реализуемых винно-водочных изделий,  табачных изделий,  ювелирных изделий и некоторых других товаров.

Доходы от внешнеэкономической деятельности  – это неналоговое поступление средств от централизованного экспорта и прочие поступления от внешнеэкономической деятельности. Они включают поступления по государственным кредитам, предоставляемым  иностранным государствам; поступления в связи с осуществлением таможенного  контроля и проведением  таможенных процедур и прочие поступления.

Доходы  от приватизации государственных, муниципальных предприятий и организаций – это вся выручка от продажи объектов приватизации и поступления, полученные в процессе приватизации.

Поступления от реализации государственных займов и других ценных бумаг  включают поступления от реализации облигаций внутренних выигрышных займов государств; государственные казначейские обязательства, размещаемые среди населения; государственные краткосрочные облигации; золотой сертификат; прочие поступления и др.

Расходы на финансирование экономики  – в их состав, в соответствии с действующей в государстве бюджетной классификацией, включаются расходы на отрасли, производящие товары и услуги. Основная масса этих расходов направляется на финансирование капитальных вложений в государственном секторе экономики и выдачу предприятиям разного рода дотаций.

Расходы на финансирование социально-культурных мероприятий  – включают расходы на образование, культуру, медицину.

Расходы на национальную оборону   – охватывают расходы на приобретение вооружений и военной техники, на текущее содержание армии и флота, финансирование научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в военной области, на военное строительство, выплату пенсий военнослужащим и т. д.

Расходы на управление   направлены на выполнение  государством  хозяйственно-организаторской функции, связаны с наличием специфическо-управленческой сферы деятельности.

Расходы на содержание правоохранительных органов, судов и органов прокуратуры  – это расходы на содержание органов внутренних дел, органов безопасности, судов и органов прокуратуры.

Расходы на международную деятельность  – это предоставление государственных кредитов иностранным государствам, платежи  по государственным кредитам, полученным от иностранных государств, покупка валюты и др.

Внутренний государственный долг – долговое обязательства органов государственного управления перед резидентами страны, возникшие в связи с привлечением их средств на возвратной и возмездной основе для выполнения различных государственных программ.

Внешний государственный долг – долговое обязательства органов государственного управления перед нерезидентами: международными финансовыми организациями, органами государственного управления других стран, иностранными банками и др.

Паритет покупательной способности валюты (ППС) – количество единиц валюты, необходимое для покупки товаров, эквивалентное тому, что можно купить за одну единицу валюты сравниваемой (базовой) страны. ППС определяется методом оценки отобранных репрезентативных товаров и услуг одной страны в ценах другой страны (базисной) и последующего соотношения полученных стоимостей наборов товаров с учетом структуры расходов на конечное использование ВВП  сопоставляемых стран. Для систематизированного получения ППС на единой методологической основе ООН и другие международные организации периодически  проводят международные сопоставления по большинству стран мира, что позволяет на основе ППС исчислить ВВП разных стран в единой валюте и осуществить международные сопоставления ВВП и других макроэкономических показателей.

Бюджетный дефицит  – величина превышения расходов бюджета над его доходами.

Бюджетный профицит  – величина превышения доходов бюджета над его расходами.

Страховые  взносы – поступившая от страхователя плата  за страхование, которую он обязан внести страховщику (страховой организации) в соответствии с договором страхования или законом.

Страховые выплаты  – денежная сумма, которая выплачена страховщиком страхователю (застрахованному лицу, выгодоприобретателю или иным третьим лицам) при наступлении страховых случаев.

Страховые взносы и страховые выплаты исчисляются по методологии составления бухгалтерской и статистической отчетности страховых компаний.

Доходы и расходы страховых компаний  – это показатели финансовых результатов их деятельности и использования этих результатов, исчисляемые по методологии составления бухгалтерской и статистической отчетностей страховых компаний.

Кредитные вложения в экономику – остаток задолженности, включая просроченную, юридических и физи-ческих лиц перед кредитными организациями по всем кредитам (включая кредиты органам государственной власти всех уровней) иностранным государствам, государственным внебюджетным фондам, нерезидентам, в валюте государства, иностранной валюте и драгоценных металлах.

Остатки ссуд банков относятся к краткосрочным и долгосрочным ссудам по состоянию на конец периода. Остаток ссуд на конец периода равняется остатку ссуд на начало периода плюс ссуды, выданные за отчетный период, минус погашенные ссуды.

Краткосрочные кредиты предоставляются банками на пополнение собственных оборотных средств.

Долгосрочные кредиты предоставляются банками предприятиям и организациям на затраты по расширен-ному воспроизводству основных фондов, а также населению на жилищное строительство, хозяйственное обзаве-дение и другие аналогичные цели.

Экспорт товаров  -  стоимость товаров, вывезенных с экономической территории данной страны, в результате чего сокращаются материальные ресурсы резидентов данной страны. Главным критерием для регистрации экспорта является смена собственности, на практике в таможенной статистике в качестве такого критерия используется факт пересечения границы страны. Экспорт оценивается в ценах ФОБ (порт страны-экспортера) или ДАФ (граница страны-экспортера). FOB (Free on Board – франко–борт судна страны–экспортера), включающим стоимость товара, все расходы по транспортировке до порта погрузки, а также все налоги и сборы, которые полагается уплатить, чтобы товар мог быть погружен на борт. Пересчет экспорта в доллары США производится по курсу, котируемому центральным банком страны на день принятия грузовой таможенной декларации.

В качестве классификатора экспортируемых товаров применяется Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности Содружества Независимых Государств (ТН ВЭД СНГ).

Импорт товаров  – стоимость товаров, ввезенных на экономическую территорию данной страны, в результате чего увеличиваются материальные ресурсы резидентов данной страны. Главным критерием для регистрации импорта является смена собственности, на практике в таможенной статистике в качестве такого критерия используется факт пересечения границы страны. Импорт оценивается в ценах СИФ (порт страны-импортера) или СИП (пункт назначения на границе страны–импортера). CIF (Cost, Insurance and Freight), включающим стоимость товара, расходы по страхованию и транспортировке товара до границы страны-импортера. Пересчет импорта в доллары США производится по курсу, котируемому центральным банком страны на день принятия грузовой таможенной декларации.

В качестве классификатора импортируемых товаров, применяется Товарная номенклатура внешнеэкономической деятельности Содружества Независимых Государств (ТН ВЭД СНГ).

Отправлено почтовой корреспонденции (число исходящих почтовых отправлений) – письма, включая почтовые карточки и бандероли,  посылки (обыкновенные и с указанием стоимости), периодические издания (газеты и журналы), доставленные подписчикам и поступившие в розничную сеть распространения печати.

Отправленные телеграммы учитываются как платные, так и служебные, а также переводные и телеграммы “переговор”. Включаются все отправленные телеграммы, в том числе переданные по телефону, телетайпу или поданные у операционных окон почтовых предприятий.

Число предоставленных междугородных телефонных разговоров  включаются состоявшиеся исходящие междугородные телефонные  разговоры  (внутренние и международные) при соединении абонентов вручную,  полуавтоматически, автоматически, оплачиваемые  и без оплаты (служебные).  Количество разговоров с междугородных телефонных автоматов определяется по показателям  счетчиков, а при отсутствии счетчиков – пересчетом суммы доходов в количество разговоров через средний тариф.

Число телефонных аппаратов (включая таксофоны) телефонной сети общего пользования или имеющих на нее выход включаются телефонные аппараты,  присоединенные к телефонным станциям городской и сельской телефонной сети  общего  пользования министерств связи и телефонные аппараты, имеющие выход на сеть общего пользования, присоединенные к станциям,  принадлежащим  другим ведомствам и организациям.   В общем количестве телефонных аппаратов учитываются все основные  и  дополнительные  телефонные  аппараты,  установленные  в квартирах, таксофоны (местные и универсальные), аппараты учреждений, организаций, предприятий (прямые, спаренные, коллективного пользования, параллельные), по которым можно соединиться с абонентами сети общего пользования. Из общего  числа телефонных аппаратов выделяются домашние (установленные в квартирах, собственных домах).

Пейджер приемник системы персонального радиовызова.

Сотовая связь – мобильная  система  радиотелефонной  связи. Принцип действия этой системы заключается в том, что принимающие станции с выходом на АТС подобно пчелиным сотам покрывают  город (район). По мере перемещения владельца сотового радиотелефона он автоматически переключается с одной станции на другую.

Интернет – глобальная информационная сеть (система соединенных компьютерных сетей мирового масштаба), упрощающая предоставление услуг по обмену информацией.

Электронная почта –  высокоскоростная  передача информации, подготовленной или обрабатываемой на входе  средствами  вычислительной техники, по каналам электросвязи с промежуточным накоплением в “электронных почтовых ящиках”.

Включаются услуги, предоставляемые предприятиями (организация­ми), независимо от ведомственной подчиненности и формы собственности, гражданам для удовлетворения их социально-бытовых, культурных, лечебно-оздоровительных, правовых и других потребностей.

Объем платных услуг через все каналы реализации включает, наряду с этим, объемы услуг, предоставляемые некорпоративными предприятиями (принадлежащими домашним хозяйствам, которые осуществляют производство услуг для последующей реализации на рынке) и физическими лицами, занимающимися предпринимательской деятельностью без образования юридического лица (зарегистрированные и незарегистрированные).

В общий объем платных услуг не включается выручка от продажи населению по месту работы лесных, строительных и других материалов, а учитывается в объеме розничного товарооборота.

Индексы физического объема товарооборота и реализации населению платных услуг (в том числе бытовых) исчислены путем сопоставления величины товарооборота (услуг) за отчетный и базисный периоды в постоянных ценах; индексы физического объема за длительный период (например к 2000 году) исчислены цепным методом, т.е. путем перемножения годовых индексов.

Данные о миграции получают в результате разработки поступающих от органов внутренних дел документов статистического учета прибытия и убытия, которые составляются при регистрации населения по месту жительства. Понятие “прибывшие” и “выбывшие” характеризуют миграцию с некоторой условностью, поскольку один и тот же человек может в течение года сменить место постоянного жительства не один раз. Основную часть мигрантов составляют лица, меняющие местожительство в пределах своей страны.

Численность занятых в экономике  включает как работающих по найму (независимо от того, была ли это постоянная, временная, сезонная, случайная или разовая работа), так и работающих не по найму во всех секторах экономики. Таким образом, эта категория включает лиц, работающих в государственных предприятиях и организациях; в кооперативах всех видов; в частных предприятиях и предприятиях со смешанной формой собственности; в фермерских (крестьянских) хозяйствах, а также занятых индивидуальной трудовой деятельностью, в личном подсобном хозяйстве и у отдельных лиц (семей) в качестве домашней прислуги. При этом учитываются как фактически работающие, так и временно отсутствующие на работе по каким-либо причинам (из-за болезни, отпуска и др.).

Данные о занятом населении приведены включая иммигрантов и иностранных работников, занятых в экономике. Численность иностранных граждан, привлеченных на работу в страны Содружества в 2007 году, по предварительным данным, составила более двух миллионов человек. По оценке, фактическая численность трудовых мигрантов (включая нелегалов) значительно превышает официальные данные миграционных служб и других ведомств.

Коэффициент фондов  определяется как соотношение между среднедушевыми доходами (расходами), исчисленными по 10% высокодоходного и 10% малообеспеченного населения.

Распределение общего фонда денежных доходов (располагаемых ресурсов) домашних хозяйств по 20% группам населения  отражает неравномерность распределения доходов между отдельными группами населения. Определяется как процентное отношение объема денежных доходов, приходящегося на каждую 20% группу населения, к общему объему денежных доходов.

Величина прожиточного минимума  представляет собой стоимостную оценку нормативной потребительской корзины, а также расходы на налоги и обязательные платежи. Нормативная потребительская корзина включает в себя минимальный набор продуктов питания, необходимых для сохранения здоровья человека и поддержания его жизнедеятельности, непродовольственных товаров и услуг; разрабатывается для основных социально-демогра-фических групп населения и утверждается законодательно. Стоимостная оценка натурального набора по каждой группе товаров производится по средним ценам регистрации.

Домохозяйство (домашнее хозяйство при переписи населения) – это группа совместно проживающих в жилищной единице лиц, ведущих общее хозяйство, то есть полностью или частично объединивших свои  индивидуальные бюджеты в части совместных расходов на питание, бытовые нужды или в целом имеющие общий бюджет и подчиняющиеся общим правилам, как связанных, так и не связанных отношениями родства.

Персонал, занятый исследованиями и разработками – совокупность лиц, чья творческая деятельность, осуществляемая на систематической основе, направлена на увеличение суммы научных знаний и поиск новых областей применения этих знаний, а также занятых оказанием прямых услуг, связанных с выполнением исследований и разработок. В статистике персонал, занятый исследованиями и разработками, учитывается как списочный состав работников организаций (соответствующих подразделений высших учебных заведений, промышленных организаций и др.), выполняющих исследования и разработки, по состоянию на конец года.

В составе персонала, занятого исследованиями и разработками, выделяются четыре категории: исследователи, техники, вспомогательный и прочий персонал.

Исследователи – работники, профессионально занимающиеся исследованиями и разработками и непосредственно осуществляющие создание новых знаний, продуктов, методов и систем, а также осуществляющие управление указанными видами деятельности. Исследователи обычно имеют высшее образование.

Техники – работники, которые участвуют в проведении научных исследований и разработок, выполняя технические функции, как правило, под руководством исследователей.

Вспомогательный персонал – охватывает работников, выполняющих вспомогательные функции, связанные с проведением исследований и разработок: работники планово-экономических, финансовых подразделений, патентных служб, подразделений научно-технической информации, научно-технических библиотек; рабочие, осуществляющие наладку, монтаж, обслуживание и ремонт научного оборудования и приборов, рабочие опытных (экспериментальных) производств, лаборанты, не имеющие высшего и среднего специального образования.

К общему количеству уловленных (обезвреженных) вредных веществ из отходящих газов относится фактическое количество загрязняющих атмосферу продуктов, уловленных и (или) обезвреженных с использованием пылегазоочистных установок на предприятиях. К ним не относятся вещества, которые используются в технологических процессах производства продукции в качестве сырья или полуфабрикатов, как это изначально предусматривалось в проектах данной технологии.

Использование воды (водопотребление) – использование для удовлетворения хозяйственных нужд вод всех видов (поверхностных, подземных, пластовых, шахтных, морских и др.), полученных как из водозаборов, принадлежащих предприятию, так и коммунальных водопроводов и иных водохозяйственных систем. В состав водопотребления не включается величина оборотного и последовательного (повторного) использования сточных вод (за исключением воды, поступившей на подпитку (возмещения) потерь в эти оборотные и последовательные водохозяйственные системы), а также коллекторно-дренажных стоков.

Потери воды при транспортировке – потери воды от места забора до места потребления (использования) на испарение, фильтрацию, утечки и др. Сюда не включаются объемы воды, переданной для использования стороннему потребителю.

Расследование несчастных случав на производстве – Государственное учреждение

Расследование несчастных случав на производстве

 

Расследование несчастных случаев на производстве регулируется Трудовым кодексом РФ (ст. ст. 229, 229.1, 229.2, 229.3, 230, 230.1) и Положением об особенностях расследования несчастных случаев на производстве в отдельных отраслях и организациях, утвержденным Постановлением Министерства труда и социального развития №73 от 24 октября 2002 года.

Для расследования несчастного случая работодатель (его представитель) незамедлительно образует комиссию в составе не менее трех человек. В состав комиссии включаются специалист по охране труда или лицо, назначенное ответственным за организацию работы по охране труда приказом (распоряжением) работодателя, представители работодателя, представители выборного органа первичной профсоюзной организации или иного представительного органа работников, уполномоченный по охране труда. Комиссию возглавляет работодатель (его представитель), а в случаях, предусмотренных настоящим Кодексом, – должностное лицо соответствующего федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в установленной сфере деятельности.

При расследовании несчастного случая (в том числе группового), в результате которого один или несколько пострадавших получили тяжелые повреждения здоровья, либо несчастного случая (в том числе группового) со смертельным исходом в состав комиссии также включаются государственный инспектор труда, представители органа исполнительной власти субъекта Российской Федерации или органа местного самоуправления (по согласованию), представитель территориального объединения организаций профсоюзов, а при расследовании указанных несчастных случаев с застрахованными – представители регионального отделения Фонда социального страхования РФ. Комиссию возглавляет, как правило, должностное лицо федерального органа исполнительной власти, уполномоченного на проведение государственного надзора и контроля за соблюдением трудового законодательства и иных нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права.

Если иное не предусмотрено Трудовым кодексом РФ, то состав комиссии утверждается приказом (распоряжением) работодателя. Лица, на которых непосредственно возложено обеспечение соблюдения требований охраны труда на участке (объекте), где произошел несчастный случай, в состав комиссии не включаются.

В расследовании несчастного случая у работодателя - физического лица принимают участие указанный работодатель или его полномочный представитель, доверенное лицо пострадавшего, специалист по охране труда, который может привлекаться к расследованию несчастного случая и на договорной основе.

Несчастный случай, происшедший с лицом, направленным для выполнения работы к другому работодателю и участвовавшим в его производственной деятельности, расследуется комиссией, образованной работодателем, у которого произошел несчастный случай. В состав комиссии входит представитель работодателя, направившего это лицо. Неприбытие или несвоевременное прибытие указанного представителя не является основанием для изменения сроков расследования.

Несчастный случай, происшедший с лицом, выполнявшим работу на территории другого работодателя, расследуется комиссией, образованной работодателем (его представителем), по поручению которого выполнялась работа, с участием при необходимости работодателя (его представителя), за которым закреплена данная территория на правах собственности, владения, пользования (в том числе аренды) и на иных основаниях.

Несчастный случай, происшедший с лицом, выполнявшим по поручению работодателя (его представителя) работу на выделенном в установленном порядке участке другого работодателя, расследуется комиссией, образованной работодателем, производящим эту работу, с обязательным участием представителя работодателя, на территории которого она проводилась.

Несчастный случай, происшедший с работником при выполнении работы по совместительству, расследуется и учитывается по месту работы по совместительству. В этом случае работодатель (его представитель), проводивший расследование, с письменного согласия работника может информировать о результатах расследования работодателя по месту основной работы пострадавшего.

Расследование несчастного случая, происшедшего в результате катастрофы, аварии или иного повреждения транспортного средства, проводится комиссией, образуемой и возглавляемой работодателем (его представителем), с обязательным использованием материалов расследования катастрофы, аварии или иного повреждения транспортного средства, проведенного соответствующим федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по контролю и надзору в установленной сфере деятельности, органами дознания, органами следствия и владельцем транспортного средства.

Каждый пострадавший, а также его законный представитель или иное доверенное лицо имеют право на личное участие в расследовании несчастного случая, происшедшего с пострадавшим.

По требованию пострадавшего или в случае смерти пострадавшего по требованию лиц, состоявших на иждивении пострадавшего, либо лиц, состоявших с ним в близком родстве или свойстве, в расследовании несчастного случая может также принимать участие их законный представитель или иное доверенное лицо. В случае, когда законный представитель или иное доверенное лицо не участвует в расследовании, работодатель (его представитель) либо председатель комиссии обязан по требованию законного представителя или иного доверенного лица ознакомить его с материалами расследования.

Если несчастный случай явился следствием нарушений в работе, влияющих на обеспечение ядерной, радиационной и технической безопасности на объектах использования атомной энергии, то в состав комиссии включается также представитель территориального органа федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в сфере безопасности при использовании атомной энергии.

При несчастном случае, происшедшем в организации или на объекте, подконтрольных территориальному органу федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в сфере промышленной безопасности, состав комиссии утверждается руководителем соответствующего территориального органа. Возглавляет комиссию представитель этого органа.

При групповом несчастном случае с числом погибших пять человек и более в состав комиссии включаются также представители федерального органа исполнительной власти, уполномоченного на проведение государственного надзора и контроля за соблюдением трудового законодательства и иных нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, и общероссийского объединения профессиональных союзов. Возглавляет комиссию руководитель государственной инспекции труда – главный государственный инспектор труда соответствующей государственной инспекции труда или его заместитель по охране труда, а при расследовании несчастного случая, происшедшего в организации или на объекте, подконтрольных территориальному органу федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в сфере промышленной безопасности, – руководитель этого территориального органа.

Расследование несчастного случая (в том числе группового), в результате которого один или несколько пострадавших получили легкие повреждения здоровья, проводится комиссией в течение трех дней. Расследование несчастного случая (в том числе группового), в результате которого один или несколько пострадавших получили тяжелые повреждения здоровья, либо несчастного случая (в том числе группового) со смертельным исходом проводится комиссией в течение 15 дней.

Несчастный случай, о котором не было своевременно сообщено работодателю или в результате которого нетрудоспособность у пострадавшего наступила не сразу, расследуется в порядке, установленном настоящим Кодексом, другими федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, по заявлению пострадавшего или его доверенного лица в течение одного месяца со дня поступления указанного заявления.

При необходимости проведения дополнительной проверки обстоятельств несчастного случая, получения соответствующих медицинских и иных заключений указанные в настоящей статье сроки могут быть продлены председателем комиссии, но не более чем на 15 дней. Если завершить расследование несчастного случая в установленные сроки не представляется возможным в связи с необходимостью рассмотрения его обстоятельств в организациях, осуществляющих экспертизу, органах дознания, органах следствия или в суде, то решение о продлении срока расследования несчастного случая принимается по согласованию с этими организациями, органами либо с учетом принятых ими решений”.

При расследовании каждого несчастного случая комиссия (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственный инспектор труда, самостоятельно проводящий расследование несчастного случая) выявляет и опрашивает очевидцев происшествия, лиц, допустивших нарушения требований охраны труда, получает необходимую информацию от работодателя (его представителя) и по возможности объяснения от пострадавшего.

По требованию комиссии в необходимых для проведения расследования случаях работодатель за счет собственных средств обеспечивает:

– выполнение технических расчетов, проведение лабораторных исследований, испытаний, других экспертных работ и привлечение в этих целях специалистов-экспертов;

– фотографирование и (или) видеосъемку места происшествия и поврежденных объектов, составление планов, эскизов, схем;

– предоставление транспорта, служебного помещения, средств связи, специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты.

 

Материалы расследования несчастного случая включают:

·        приказ (распоряжение) о создании комиссии по расследованию несчастного случая;

·        планы, эскизы, схемы, протокол осмотра места происшествия, а при необходимости – фото- и видеоматериалы;

·        документы, характеризующие состояние рабочего места, наличие опасных и вредных производственных факторов;

·        выписки из журналов регистрации инструктажей по охране труда и протоколов проверки знания пострадавшими требований охраны труда;

·        протоколы опросов очевидцев несчастного случая и должностных лиц, объяснения пострадавших;

·        экспертные заключения специалистов, результаты технических расчетов, лабораторных исследований и испытаний;

·        медицинское заключение о характере и степени тяжести повреждения, причиненного здоровью пострадавшего, или причине его смерти, нахождении пострадавшего в момент несчастного случая в состоянии алкогольного, наркотического или иного токсического опьянения;

·        копии документов, подтверждающих выдачу пострадавшему специальной одежды, специальной обуви и других средств индивидуальной защиты в соответствии с действующими нормами;

·        выписки из ранее выданных работодателю и касающихся предмета расследования предписаний государственных инспекторов труда и должностных лиц территориального органа соответствующего федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в установленной сфере деятельности (если несчастный случай произошел в организации или на объекте, подконтрольных этому органу), а также выписки из представлений профсоюзных инспекторов труда об устранении выявленных нарушений требований охраны труда;

·        другие документы по усмотрению комиссии.

Конкретный перечень материалов расследования определяется председателем комиссии в зависимости от характера и обстоятельств несчастного случая.

На основании собранных материалов расследования комиссия (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственный инспектор труда, самостоятельно проводящий расследование несчастного случая) устанавливает обстоятельства и причины несчастного случая, а также лиц, допустивших нарушения требований охраны труда, вырабатывает предложения по устранению выявленных нарушений, причин несчастного случая и предупреждению аналогичных несчастных случаев, определяет, были ли действия (бездействие) пострадавшего в момент несчастного случая обусловлены трудовыми отношениями с работодателем либо участием в его производственной деятельности, в необходимых случаях решает вопрос о том, каким работодателем осуществляется учет несчастного случая, квалифицирует несчастный случай как несчастный случай на производстве или как несчастный случай, не связанный с производством.

Расследуются в установленном порядке и по решению комиссии (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственного инспектора труда, самостоятельно проводившего расследование несчастного случая) в зависимости от конкретных обстоятельств могут квалифицироваться как несчастные случаи, не связанные с производством:

· смерть вследствие общего заболевания или самоубийства, подтвержденная в установленном порядке соответственно медицинской организацией, органами следствия или судом;

· смерть или повреждение здоровья, единственной причиной которых явилось по заключению медицинской организации алкогольное, наркотическое или иное токсическое опьянение (отравление) пострадавшего, не связанное с нарушениями технологического процесса, в котором используются технические спирты, ароматические, наркотические и иные токсические вещества;

· несчастный случай, происшедший при совершении пострадавшим действий (бездействия), квалифицированных правоохранительными органами как уголовно наказуемое деяние.

Несчастный случай на производстве является страховым случаем, если он произошел с застрахованным или иным лицом, подлежащим обязательному социальному страхованию от несчастных случаев на производстве и профессиональных заболеваний.

Если при расследовании несчастного случая с застрахованным установлено, что грубая неосторожность застрахованного содействовала возникновению или увеличению вреда, причиненного его здоровью, то с учетом заключения выборного органа первичной профсоюзной организации или иного уполномоченного работниками органа комиссия (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственный инспектор труда, самостоятельно проводящий расследование несчастного случая) устанавливает степень вины застрахованного в процентах.

Положение об особенностях расследования несчастных случаев на производстве в отдельных отраслях и организациях и формы документов, необходимых для расследования несчастных случаев, утверждаются в порядке, устанавливаемом Правительством Российской Федерации.

По каждому несчастному случаю, квалифицированному по результатам расследования как несчастный случай на производстве и повлекшему за собой необходимость перевода пострадавшего в соответствии с медицинским заключением, выданным в порядке, установленном федеральными законами и иными нормативными правовыми актами Российской Федерации, на другую работу, потерю им трудоспособности на срок не менее одного дня либо смерть пострадавшего, оформляется акт о несчастном случае на производстве по установленной форме в двух экземплярах, обладающих равной юридической силой, на русском языке либо на русском языке и государственном языке республики, входящей в состав Российской Федерации.

При групповом несчастном случае на производстве акт о несчастном случае на производстве составляется на каждого пострадавшего отдельно.

При несчастном случае на производстве с застрахованным составляется дополнительный экземпляр акта о несчастном случае на производстве.

В акте о несчастном случае на производстве должны быть подробно изложены обстоятельства и причины несчастного случая, а также указаны лица, допустившие нарушения требований охраны труда. В случае установления факта грубой неосторожности застрахованного, содействовавшей возникновению вреда или увеличению вреда, причиненного его здоровью, в акте указывается степень вины застрахованного в процентах, установленная по результатам расследования несчастного случая на производстве.

После завершения расследования акт о несчастном случае на производстве подписывается всеми лицами, проводившими расследование, утверждается работодателем (его представителем) и заверяется печатью.

Работодатель (его представитель) в трехдневный срок после завершения расследования несчастного случая на производстве обязан выдать один экземпляр утвержденного им акта о несчастном случае на производстве пострадавшему (его законному представителю или иному доверенному лицу), а при несчастном случае на производстве со смертельным исходом – лицам, состоявшим на иждивении погибшего, либо лицам, состоявшим с ним в близком родстве или свойстве (их законному представителю или иному доверенному лицу), по их требованию. Второй экземпляр указанного акта вместе с материалами расследования хранится в течение 45 лет работодателем (его представителем), осуществляющим по решению комиссии учет данного несчастного случая на производстве. При страховых случаях третий экземпляр акта о несчастном случае на производстве и копии материалов расследования работодатель (его представитель) направляет в исполнительный орган страховщика (по месту регистрации работодателя в качестве страхователя).

При несчастном случае на производстве, происшедшем с лицом, направленным для выполнения работы к другому работодателю и участвовавшим в его производственной деятельности (часть пятая статьи 229 настоящего Кодекса), работодатель (его представитель), у которого произошел несчастный случай, направляет копию акта о несчастном случае на производстве и копии материалов расследования по месту основной работы (учебы, службы) пострадавшего.

По результатам расследования несчастного случая, квалифицированного как несчастный случай, не связанный с производством, в том числе группового несчастного случая, тяжелого несчастного случая или несчастного случая со смертельным исходом, комиссия (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственный инспектор труда, самостоятельно проводивший расследование несчастного случая) составляет акт о расследовании соответствующего несчастного случая по установленной форме в двух экземплярах, обладающих равной юридической силой, которые подписываются всеми лицами, проводившими расследование.

Результаты расследования несчастного случая на производстве рассматриваются работодателем (его представителем) с участием выборного органа первичной профсоюзной организации для принятия мер, направленных на предупреждение несчастных случаев на производстве.

Каждый оформленный в установленном порядке несчастный случай на производстве регистрируется работодателем (его представителем), осуществляющим в соответствии с решением комиссии (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственного инспектора труда, самостоятельно проводившего расследование несчастного случая на производстве) его учет, в журнале регистрации несчастных случаев на производстве по установленной форме.

Один экземпляр акта о расследовании группового несчастного случая на производстве, тяжелого несчастного случая на производстве, несчастного случая на производстве со смертельным исходом вместе с копиями материалов расследования, включая копии актов о несчастном случае на производстве на каждого пострадавшего, председателем комиссии (в предусмотренных настоящим Кодексом случаях государственным инспектором труда, самостоятельно проводившим расследование несчастного случая) в трехдневный срок после представления работодателю направляется в прокуратуру, в которую сообщалось о данном несчастном случае. Второй экземпляр указанного акта вместе с материалами расследования хранится в течение 45 лет работодателем, у которого произошел данный несчастный случай. Копии указанного акта вместе с копиями материалов расследования направляются: в соответствующую государственную инспекцию труда и территориальный орган соответствующего федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в установленной сфере деятельности, – по несчастным случаям на производстве, происшедшим в организациях или на объектах, подконтрольных этому органу, а при страховом случае – также в региональное отделение Фонда социального страхования РФ.

Копии актов о расследовании несчастных случаев на производстве (в том числе групповых), в результате которых один или несколько пострадавших получили тяжелые повреждения здоровья, либо несчастных случаев на производстве (в том числе групповых), закончившихся смертью, вместе с копиями актов о несчастном случае на производстве на каждого пострадавшего направляются председателем комиссии в федеральный орган исполнительной власти, уполномоченный на проведение государственного надзора и контроля за соблюдением трудового законодательства и иных нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, и соответствующее территориальное объединение организаций профессиональных союзов для анализа состояния и причин производственного травматизма в Российской Федерации и разработки предложений по его профилактике.

По окончании периода временной нетрудоспособности пострадавшего работодатель (его представитель) обязан направить в соответствующую государственную инспекцию труда, а в необходимых случаях – в территориальный орган соответствующего федерального органа исполнительной власти, осуществляющего функции по контролю и надзору в установленной сфере деятельности, сообщение по установленной форме о последствиях несчастного случая на производстве и мерах, принятых в целях предупреждения несчастных случаев на производстве.

Разногласия по вопросам расследования, оформления и учета несчастных случаев, непризнания работодателем (его представителем) факта несчастного случая, отказа в проведении расследования несчастного случая и составлении соответствующего акта, несогласия пострадавшего (его законного представителя или иного доверенного лица), а при несчастных случаях со смертельным исходом – лиц, состоявших на иждивении погибшего в результате несчастного случая, либо лиц, состоявших с ним в близком родстве или свойстве (их законного представителя или иного доверенного лица), с содержанием акта о несчастном случае рассматриваются федеральным органом исполнительной власти, уполномоченным на проведение государственного надзора и контроля за соблюдением трудового законодательства и иных нормативных правовых актов, содержащих нормы трудового права, и его территориальными органами, решения которых могут быть обжалованы в суд.

Потери энергии – Energy Education

Рисунок 1. Потери энергии в лампе накаливания очень велики; большая часть подводимой энергии теряется в виде тепловой энергии. [1]

Когда энергия преобразуется из одной формы в другую, перемещается из одного места в другое или из одной системы в другую, происходит потеря энергии . Это означает, что когда энергия преобразуется в другую форму, часть входной энергии превращается в сильно неупорядоченную форму энергии, такую ​​как тепло.Функционально превратить всю входную энергию в выходную почти невозможно, если только кто-то не намеренно превращает энергию в тепло (как в нагревателе). Кроме того, всякий раз, когда электрическая энергия передается по линиям электропередач, энергия, поступающая в линии электропередач, всегда больше, чем энергия, которая выходит на другом конце. Потери энергии — это то, что не позволяет процессам быть эффективными на 100%.

Виды энергетических потерь

Энергия претерпевает множество преобразований и принимает различные формы по мере своего движения. Каждое преобразование, которому он подвергается, связано с некоторой «потерей» энергии. Хотя эта энергия на самом деле не исчезает, некоторое количество первоначальной энергии превращается в формы, которые нельзя использовать или которые мы не хотим использовать. [2] Некоторые примеры таких потерь включают:

В целом цель состоит в том, чтобы уменьшить количество потерь энергии для повышения эффективности. Кроме того, неупругие столкновения относятся к столкновениям, при которых во время столкновения происходит некоторая «потеря» энергии. [3]

Для получения дополнительной информации о неупругих столкновениях см. HyperPhysics.

Потери энергии при использовании электроэнергии

Потребление электроэнергии — хороший пример, иллюстрирующий потери энергии в системе. К тому времени, когда энергия, связанная с электричеством, достигает пользователя, она принимает множество форм. Первоначально процесс начинается с создания электричества каким-либо способом. Например, сжигание угля на электростанции использует химическую энергию, хранящуюся в угле, и высвобождает ее при сгорании, создавая тепло, которое производит пар. Отсюда пар приводит в движение турбины, а механическая энергия здесь приводит в действие генератор для производства электроэнергии.Типичная электростанция, работающая на угле, имеет КПД около 38%, [2] , поэтому примерно 1/3 начального содержания энергии в топливе преобразуется в пригодную для использования форму энергии, а остальная часть теряется. Дальнейшие потери происходят во время транспортировки этого электричества. По оценкам EIA, при передаче и распределении электроэнергии в США в этих процессах теряется около 6% электроэнергии. [4] Наконец, электричество достигает места назначения. Это электричество может попасть в лампу накаливания, в которой тонкая проволока нагревается до тех пор, пока она не загорится, при этом значительное количество энергии теряется в виде тепла, как показано на рисунке 1. Полученный свет содержит всего около 2% энергии угля, используемого для его производства. [2] Переход на люминесцентные лампочки может улучшить это примерно в 4 раза, но это требует только 8% начальной химической энергии угля.

Топливо содержит огромное количество энергии, но очень немногие фактически становятся полезной энергией, и большая ее часть теряется. Эти потери энергии приводят к чрезвычайно неэффективным процессам, некоторые из них происходят из-за фундаментальных ограничений, таких как второй закон термодинамики, но некоторые открывают возможности для улучшения инженерных решений.

Потери энергии в транспортных средствах

В двигателе внутреннего сгорания автомобиля также происходят значительные потери энергии. Химическая энергия бензина (или дизельного топлива), которое исходит от Солнца, поскольку это ископаемое топливо, затем преобразуется в тепловую энергию, которая давит на поршни в двигателе. Затем механическая энергия передается на колеса, что увеличивает кинетическую энергию автомобиля. Часть этой кинетической энергии теряется на звук двигателя, свет от сгорания и на тепловую энергию от трения между дорогой и шинами.Современные транспортные средства могут использовать только около 20% энергии, содержащейся в топливе, в качестве энергии, остальное теряется. [2] Пример таких потерь энергии показан на рис. 2. Хотя эффективность можно повысить, ее можно повысить только до определенной степени из-за принципов термодинамики.

Рисунок 2. Потери энергии в бензиновом автомобиле. [5]

Работа на холостом ходу, использование таких аксессуаров, как кондиционеры, и аэродинамическое сопротивление могут еще больше увеличить потери в автомобиле. [6]

Для дальнейшего чтения

Ссылки

Минимизация потерь энергии в воздуховодах

При строительстве нового дома или его реконструкции правильная конструкция системы воздуховодов имеет решающее значение.В последние годы в энергосберегающих проектах стремились включить воздуховоды и системы отопления в кондиционируемое пространство.

Эффективные и хорошо спроектированные системы воздуховодов должным образом распределяют воздух по всему дому без утечек, обеспечивая комфортную температуру во всех комнатах. Система должна обеспечивать сбалансированный подающий и обратный поток для поддержания нейтрального давления внутри птичника.

Даже хорошо герметизированные и изолированные воздуховоды будут протекать и терять некоторое количество тепла, поэтому во многих новых энергоэффективных домах система воздуховодов размещается в кондиционируемом пространстве дома.Самый простой способ добиться этого — спрятать воздуховоды в подвесных потолках и углах комнат. Воздуховоды также могут располагаться в герметичных и утепленных коробах, выходящих на чердак или встроенных в фальшполы. В обоих этих последних случаях во время строительства необходимо соблюдать осторожность, чтобы подрядчики не использовали каналы для прокладки проводки или других коммуникаций.

В любом случае должны использоваться настоящие воздуховоды – в качестве воздуховодов нельзя использовать желоба и полости в полу. Независимо от того, где они установлены, воздуховоды должны быть хорошо герметизированы.Хотя воздуховоды могут быть сконфигурированы различными способами, конфигурации «ствол и ответвление» и «радиальный» приточные воздуховоды наиболее подходят для воздуховодов, расположенных в кондиционируемых помещениях.

 

 

Системы возвратных воздуховодов могут быть сконфигурированы двумя способами: в каждой комнате может быть обратный воздуховод, который направляет воздух обратно к нагревательному и охлаждающему оборудованию, или на каждом этаже в центральных местах могут располагаться возвратные решетки. В последнем случае необходимо установить либо решетки для выхода воздуха из закрытых помещений, либо можно установить короткие «перемычки» для соединения вентиляционного отверстия в одном помещении с соседним, позволяя воздуху поступать обратно к центральным обратным решеткам. .Дверные подрезы помогают, но их обычно недостаточно для обратного потока воздуха.

Вы можете выполнить простую проверку достаточности рециркуляционного воздуха, выполнив следующие действия:

  1. Закройте все наружные двери и окна
  2. Закройте все внутренние двери помещений
  3. Включите центральный кондиционер
  4. “Откройте” внутренние двери один по одному и наблюдайте, закрывается ли дверь или дальше открывается «сама по себе». (Закрывается он или открывается, зависит от направления потока воздуха, приводимого в движение вентилятором.) Помещения, обслуживаемые пневматическими дверями, имеют ограниченный поток возвратного воздуха и нуждаются в сбросе давления, как описано выше.
     

 

Глава 1 – Основные понятия энергии*

Глава 1 – Основные понятия энергии*


* В.С. Hulscher University of Twente Нидерланды


1. Введение
2. Виды энергии
3. Преобразование энергии
4.Энергия и мощность
5. Источники энергии
6. Некоторые заметки об энергии терминология
7. Поток энергии
8. Единицы и размеры энергии
9. Потери энергии и КПД
10. Эквивалентность и замена форм энергии
11. Энергетический баланс
12. Потребность в энергии процесса и общая потребность в энергии
13. Примеры расчетов преобразования энергии

Энергия задействована во всех жизненных циклах и необходима в сельском хозяйстве так же, как и во всех других видах производственной деятельности. Элементарная пищевая цепочка уже показывает потребность в энергии: растениям для роста нужна энергия солнечного излучения, для сбора урожая нужна энергия человеческого тела при работе, а для приготовления пищи нужна энергия биомассы при пожаре. Пища, в свою очередь, обеспечивает организм человека энергией.

Интенсификация производства продуктов питания для повышения производительности на гектар и любые другие усовершенствования в сельскохозяйственном производстве предполагают дополнительные операции, требующие энергии. Например: подготовка и обработка земли, внесение удобрений, орошение, транспортировка и обработка урожая.Для обеспечения этих операций используются инструменты и оборудование, производство которых также требует энергии (на лесопильных заводах, в металлургических процессах, мастерских и фабриках и т. д.).

Крупные изменения в сельском хозяйстве, такие как механизация и так называемая «зеленая революция», подразумевают серьезные изменения в отношении энергетики. Механизация означает изменение источников энергии и часто чистое увеличение использования энергии. Зеленая революция подарила нам высокоурожайные сорта. Но их также можно назвать разновидностями с низким содержанием остатков (т.е. на единицу урожая). И именно остаток имеет значение как источник энергии для больших групп сельского населения.

Другие отрасли сельской жизни также нуждаются в энергии. Примерами являются предоставление жилья, отопление помещений, подъем воды и строительство дорог, школ и больниц. Кроме того, социальная жизнь нуждается в энергии для освещения, развлечений, общения и т. д. Мы наблюдаем, что развитие часто подразумевает дополнительную энергию, а также различные формы энергии, такие как электричество.

Энергия – дефицитный ресурс, по крайней мере, для некоторых групп людей в некоторых местах и, может быть, для мира в целом. Рациональное использование энергии необходимо по экономическим и экологическим причинам. Это относится как к сельскому хозяйству, так и к любому другому сектору экономики. Ключом к рациональному использованию энергии является понимание роли энергии. Следующие разделы призваны помочь понять использование энергии в сельском хозяйстве и развитии сельских районов. Это должно способствовать общению между планировщиками сельского хозяйства и специалистами по энергетике.Любой, кто знаком с концепциями энергии, должен пропустить эту главу и сразу прочитать главу 2.

Энергия может существовать в различных формах. Примеры:

Излучение энергия: излучение солнца содержит энергию, а также излучение света или огня. Больше солнечной энергии доступно, когда излучение более интенсивное и когда оно собирается на большей площади. Свет — это видимая часть излучения;

Химическая энергия: древесина и масло содержат энергию в химической форме.То же самое верно для всех других материалов, которые могут гореть. Содержание химической энергии тем больше, чем больше теплотворная способность (теплотворная способность) материала и, конечно, чем больше у нас материала. Также одушевленная энергия (доставляемая телами людей и животных) по сути является химической энергией. Кроме того, батареи содержат химическую энергию;

Потенциальная энергия: это, например, энергия водоема на определенной высоте. Вода может упасть и, следовательно, содержит определенное количество энергии.Больше потенциальной энергии доступно, когда воды больше и она находится на большей высоте;

Кинетическая энергия: это энергия движения, как в ветре или в водном потоке. Чем быстрее течет ручей и чем больше в нем воды, тем больше энергии он может дать. Точно так же больше энергии ветра доступно при более высоких скоростях ветра, и большая ее часть может быть использована большими роторами ветряных мельниц;

Термическая энергия или тепло: на это указывает температура.Чем выше температура, тем больше энергии присутствует в виде тепла. Кроме того, большее тело содержит больше тепла;

Механическая энергия или энергия вращения, также называемая мощностью вала: это энергия вращающегося вала . Количество доступной энергии зависит от маховика вала, т.е.:. на силу, которая заставляет вращаться вал;

Электричество энергия: динамо-машина или генератор и батарея могут вырабатывать электроэнергию.Чем выше напряжение и сила тока, тем больше электроэнергии доступно.

Обратите внимание, что иногда под «энергетической формой» подразумевается источник энергии (см. раздел 5) или даже определенное топливо (например, нефть или уголь).

«Использование» энергии всегда означает преобразование энергии из одной формы в другую. Например, при отоплении помещений мы используем энергию, то есть преобразуем химическую энергию древесины в тепло. Или, при подъемном поливе, дизельный двигатель преобразует химическую энергию масла в механическую энергию для привода вала насоса, который, в свою очередь, преобразует мощность вала в потенциальную энергию воды (т.е. поднятие воды на большую высоту).

«Производство» энергии также означает преобразование энергии из одной формы в другую. Можно сказать, что дизельный двигатель вырабатывает энергию, что означает, что двигатель преобразует химическую энергию масла в механическую энергию. Кроме того, ветряная турбина вырабатывает энергию, то есть преобразует кинетическую энергию ветра в механическую энергию. А солнечный фотоэлектрический элемент вырабатывает энергию путем преобразования энергии излучения в электричество.

Выработка энергии, по сути, имеет дело с источником энергии, тогда как использование энергии служит ее конечному использованию.В промежутках энергия может проходить через ряд стадий преобразования. Слова «генерация» и «использование» немного сбивают с толку, потому что на самом деле никакая энергия не может быть создана или уничтожена. Все, что мы можем сделать, это преобразовать или преобразовать энергию из одной формы в другую. Вырабатывая энергию, мы делаем ее доступной из источника, преобразуя ее в другую форму. При использовании энергии мы также преобразуем энергию, часто из некоторой промежуточной формы в полезную форму. Во всех преобразованиях мы находим, что часть энергии теряется.Это не означает, что он разрушается, а скорее теряется для наших целей в результате рассеяния в виде тепла или иным образом (см. рис. 1).

Рис. 1. Преобразование энергии

Энергия может быть преобразована из любой формы энергии практически в любую другую форму энергии. (Некоторые преобразования не имеют практической ценности.) Какое преобразование желательно, зависит от наших целей. Например, для производства электроэнергии мы преобразуем потенциальную энергию гидроресурсов в механическую энергию, тогда как при перекачке воды для подъемного орошения мы делаем обратное.И с фотогальваническими элементами мы преобразуем энергию излучения в электричество, тогда как с лампочками мы делаем обратное.

В таблице 5 в разделе 9 приведены примеры преобразований и некоторые типичные КПД преобразователей энергии.

В разделе 13 показаны некоторые расчеты преобразования энергии.

Энергия и мощность связаны, но совершенно разные понятия. Бак бензина содержит определенное количество энергии. Мы можем сжечь этот бензин за определенный период времени, то есть мы преобразуем энергию бензина в механическую энергию, возможно, для питания автомобиля.Мощность — это энергия, производимая в единицу времени. Процесс горения может быть быстрым или медленным. В случае более быстрого сгорания вырабатывается больше мощности. Очевидно, что бак опустеет быстрее в случае производства высокой мощности, чем в случае производства низкой мощности. Если мощность — это энергия в единицу времени, то энергия — это мощность, умноженная на период времени. Например, если бык доставляет определенное количество энергии, то через определенный период времени он будет отдавать определенное количество энергии, т.е.е. мощность, умноженная на период времени.


Тот же принцип применяется ко всем другим преобразованиям энергии, будь то для производства энергии или для ее использования. Это означает, что мы характеризуем энергетические ресурсы в единицах энергии (количество содержащейся в них энергии), а устройства преобразования энергии в единицах мощности (количество энергии, которое они могут производить или потреблять).

Более внимательное рассмотрение списка форм энергии в разделе 2 показывает, что некоторые из них фактически были описаны в терминах мощности (излучение, кинетическая, механическая и электрическая энергия).Они становятся величинами энергии, когда мы указываем период времени, в течение которого подается мощность, и умножаем мощность на этот период времени. Также в разделе 2 количества химической, потенциальной и тепловой энергии становятся величинами мощности, когда мы делим их на период времени, в течение которого количество энергии преобразуется.

Источники энергии частично соответствуют формам энергии раздела 2, но не полностью. Следующие источники энергии могут быть актуальны для сельской местности.

Биомасса. Мы различаем: древесную биомассу (стебли, ветки, кусты, живые изгороди, побеги), недревесную биомассу (стебли, листья, траву и т. д.) и растительные остатки (жмых, шелуху, стебли, скорлупу, початки и т. д. ). Энергия преобразуется путем сжигания (сжигания), газификации (преобразования в газ) или анаэробного сбраживания (производства биогаза). Для сжигания и газификации в идеале требуется сухая биомасса, тогда как для анаэробного сбраживания вполне может использоваться влажная биомасса. Подготовка топлива может включать измельчение, смешивание, сушку, коксование (т.е. производство древесного угля) и брикетирование (т.е. уплотнение растительных остатков и другой биомассы).

Навоз животных и экскременты человека. Энергия преобразуется путем прямого сжигания или анаэробного сбраживания.

Оживление энергии. Это энергия, которую люди и животные могут получить, выполняя работу.

Солнечное излучение, т.е. энергия солнца. Различают прямое лучевое излучение и рассеянное (отраженное) излучение.Прямое излучение собирается только тогда, когда коллектор обращен к солнцу. Рассеянное излучение менее интенсивно, но идет со всех сторон и присутствует и в пасмурный день. Солнечная энергия может быть преобразована с помощью тепловых солнечных устройств (генерирующих тепло) или с помощью фотогальванических элементов (генерирующих электричество). Солнечные устройства с прямым лучом (будь то тепловые или фотоэлектрические) потребуют механизма слежения, чтобы устройство было постоянно обращено к солнцу.

Гидроресурсы, i.е. энергия водоемов и ручьев. Мы различаем: озера с водохранилищами, естественные истоки (водопады), плотины и русловые системы. Гидроэнергия может быть преобразована водяными колесами или гидротурбинами.

Энергия ветра, т.е. энергия ветра. Ветряные машины могут быть предназначены как для выработки электроэнергии, так и для подъема воды (для орошения и питья).

Ископаемые виды топлива, , такие как уголь, нефть и природный газ. В отличие от предыдущих источников энергии, ископаемые источники энергии невозобновляемы.

Геотермальная энергия, то есть энергия, содержащаяся в виде тепла в земле. Различают тектонические плиты (в вулканических районах) и геопрессованные резервуары (могут быть где угодно). Геотермальная энергия, строго говоря, невозобновляема, но количество тепла в земле настолько велико, что из практических соображений геотермальную энергию обычно причисляют к возобновляемым. Геотермальную энергию можно использовать только в тех местах, где высокие температуры земли приближаются к поверхности земли.

Этот список содержит только первичных источников энергии. Это источники энергии, которые присутствуют в нашей природной среде. Вторичные источники энергии, такие как батареи, здесь не учитываются.

Мы видим, что первичные источники энергии не являются конечными источниками энергии. Например, живая энергия исходит из биомассы, тогда как энергия биомассы в конечном счете исходит от солнца. Помимо геотермальной и ядерной энергии, все наши так называемые первичные источники энергии в конечном итоге получают энергию от солнца!

В разделе 10 обсуждаются методы сравнения энергетического содержания источников энергии.

Источники энергии иногда классифицируют по таким характеристикам, как: возобновляемые, традиционные, коммерческие и т. д. Терминология довольно неоднозначна, поскольку значение слов часто зависит от контекста. Некоторые коннотации приведены ниже.

Возобновляемый обычно противопоставляется ископаемому. К возобновляемым источникам относятся биомасса, живая энергия, солнечная энергия, энергия воды и ветра, а также геотермальная энергия. Ископаемая энергия содержится в угле, нефти и природном газе.

Традиционная энергия часто противопоставляется нетрадиционной энергии , а также новой энергии. Однако то, что считается традиционным, зависит от того, к чему человек привык. В промышленно развитых обществах, которые привыкли к ископаемому топливу, возобновляемые источники энергии, такие как биомасса и живая энергия, часто называют традиционными. В то же время инженеры, работающие над «новыми» источниками энергии, такими как энергия ветра или солнца, часто считают ископаемое топливо традиционным. По-видимому, то, что люди называют традиционными, — это те формы, к которым они на самом деле привыкли.

Новые и возобновляемые источники энергии часто объединяют. Они исключают ископаемую и ядерную энергию.

Коммерческая энергия противопоставляется некоммерческой энергии , а иногда и традиционной энергии . Коммерческая энергия, безусловно, включает энергию из ископаемого топлива, которая была монетизирована, а также некоторые формы новых и возобновляемых источников энергии, которые являются частью денежной экономики. Биомасса и некоторые другие источники возобновляемой энергии (тепловая солнечная энергия) иногда считаются некоммерческими, поскольку считается, что они находятся в свободном доступе.Однако во многих областях за топливо из биомассы нужно платить!

Как мы видели, производство и использование энергии означает преобразование энергии из одной формы в другую. Часто подразумеваются промежуточные шаги. Энергия проходит через ряд форм, а также через этапы преобразования между источником и конечным использованием. Расходы соответственно увеличиваются. Различают первичную, вторичную, конечную и полезную энергию.

Примером является поток энергии, связанный с древесным углем.Здесь основной формой энергии является древесина. Древесина превращается в древесный уголь в угольной печи. Древесный уголь является вторичной формой энергии и транспортируется к потребителю. То, что потребитель покупает на рынке, — это древесный уголь, и это называется конечной энергией. В конечном итоге потребитель превращает древесный уголь в тепло для приготовления пищи. Тепло – это полезная энергия.

Другой пример потока энергии: первичная энергия в виде гидроресурсов, вторичная энергия в виде электричества на гидроэлектростанции, конечная энергия в виде электричества на лесопилке и полезная энергия в форма мощности вала для пиления.

энергия

технология

примеры

первичный

уголь, древесина, вода, навоз, масло и т. д.

преобразование

электростанция, печь, нефтеперерабатывающий завод, варочный котел

вторичный

рафинированное масло, электричество, биогаз

транспорт/трансмиссия

тележки, трубы, провода

окончательный

дизельное топливо, древесный уголь, электричество, биогаз

преобразование

двигатели, обогреватели, печи

полезный

Мощность на валу, тепло

Поток энергии представлен на схеме на рисунке 2. Это относится к следующей терминологии.

Первичная энергия – это энергия, доступная в природной среде, т.е. первичный источник энергии.

Вторичная энергия – это энергия, готовая к транспортировке или передаче.

Конечная энергия – это энергия, которую потребитель покупает или получает.

Полезная энергия – это энергия, которая является входом для конечного использования.

Обратите внимание, что полезная энергия почти всегда либо в виде тепла, либо в виде мощности на валу.Для некоторых видов конечного использования (например, для коммуникационного оборудования) электричество является формой полезной энергии.

Обратите внимание, что в некоторых случаях первичная энергия является одновременно вторичной и даже конечной энергией (например, древесина, собранная для приготовления пищи, или одушевленная сила для вытаскивания).

Разбивка первичной энергии на полезную актуальна, поскольку с каждым шагом преобразования теряется часть энергии. Чтобы снизить затраты и избежать ненужных потерь, мы всегда будем стремиться к устранению ненужных шагов в потоке энергии.

Кроме того, разбивка потоков энергии актуальна для обследований и статистики. Мы не можем просто добавить первичную энергию, скажем, к конечной энергии! (см. раздел 10.)

До сих пор мы обсуждали энергию в качественных терминах. Чтобы продолжить, мы должны обсудить энергию количественно. Это означает, что нам нужны единицы измерения количества энергии и связанные с ними понятия. Мы используем международную систему единиц (единицы СИ), которая основана на размерах и основных единицах, указанных в таблице 1.

Таблица 1. Основные единицы СИ

Размер

базовый блок

символ

длина

метр

м

масса

килограмм

кг

время

Второй

с

электрический ток

ампер

А

температура

кельвин

°K

Единицей энергии в этой системе является джоуль (Дж), а единицей мощности — ватт (Вт). Эти и многие другие единицы могут быть получены из основных единиц СИ. Соотношение между некоторыми производными единицами СИ и базовыми единицами СИ представлено в таблице 2.

Таблица 2. Производные единицы СИ

Размер

шт.

символ

район

квадратных метра

м²

объем

куб.м

м³

скорость

метра в секунду

м/с

ускорение

метра в секунду

м/с²

давление

паскаля

Па (=Н/м)

объемный расход

кубических метра в секунду

м³/с

массовый расход

килограмма в секунду

кг/с

плотность

килограмма на кубический метр

кг/м³

сила

ньютона (*)

Н(=кг. м/с²)

энергия

Дж (**)

Дж(=Н·м)

мощность

Вт

Вт (=Дж/с)

поток энергии

Вт на квадратный метр

Вт/м²

теплота сгорания

Дж на килограмм

Дж/кг

удельная теплоемкость

джоуля на килограмм-кельвин

Дж/кг. К

напряжение

вольт

В (=Вт/А)

(*) Сила, действующая на массу 1 кг, равна ок. 10 N.
(**) Энергия, необходимая для подъема 1 кг на 1 метр. Обратите внимание, что = W.s.

В некоторых странах или в определенном контексте также используются другие единицы измерения, отличные от единиц СИ. Их можно перевести в более удобные для расчетов единицы СИ. Преобразование некоторых единиц, не входящих в систему СИ, в единицы СИ приведено в таблице 3 для энергии и мощности.

Таблица 3. Преобразование единиц не в системе СИ

Единица измерения энергии, не входящая в систему СИ

символ

эквивалентность в единицах СИ

эрг

эрг

10- 7 Дж

фут-фунт сила

футов. фунт силы

1,356 Дж

калорий

кал

4,187 Дж

килограмм силы метр

кгс.м

9,8 Дж

Британская тепловая единица

БТЕ

1,055 x 10 3 J

лошадиных силы в час (метрическая система)

л.с.час

2,646 x 10 6 J

лошадиных сил в час (GB)

л. с.ч

2,686 x 10 6 J

киловатт-час

кВтч

3,60 x 10 6 J

барреля нефтяного эквивалента

б.н.э.

6.119 x 10 9 J

тонн древесного эквивалента

9,83 x 10 9 J

тонн угольного эквивалента

тройник

29,31 x 10 9 J

тонны нефтяного эквивалента

палец ноги

41,87 x 10 9 J

счетверенный (ПБТУ)

1. 055 x 10 18 J

тераватт год

РД

31,5 x 10 18 J

Единица мощности, не входящая в систему СИ

символ

эквивалентность в единицах СИ

фут-фунт в час

футов.фунт/ч

0,377 x 10 -3 Ш

калорий в минуту

кал/мин

69,8 x 10 -3 Ш

Британская тепловая единица в час

БТЕ/ч

0,293 Вт

Британская тепловая единица в секунду

БТЕ/с

1. 06 x 10 3 Вт

килокалории в час

ккал/ч

1,163 Вт

фут-фунт-сила в секунду

фут-фунт-сила/с

1,356 Вт

калорий в секунду

кал/с

4,19 Вт

килограмм силы метр в секунду

кгс.м/с

9,8 Вт

лошадиных силы (метрическая)

л. с.

735,49 Вт

лошадиных сил (ГБ)

л.с.

746 Вт

Степени десяти часто сокращают, записывая префиксы перед единицей. Например, символ G означает гига, что означает 10 в степени 9, т.е.е. миллиард. Тогда один миллиард Вт записывается как 1 ГВт (один гигаватт). Общие префиксы приведены в таблице 4.

Таблица 4. Префиксы SI

префикс

символ

множитель

экса

Е

10 18

пета

Р

10 15

тера

Т

10 12

гига

Г

10 9 (= 1 000 000 000)

мега

М

10 6 (= миллионов)

кг

к

10 3 (= тысяч)

га

ч

10 2 (= сотня)

дека

от

10 1 (= десять)

деци

д

10 -1 (= десятая часть)

санти

с

10 (= сотая)

милли

м

10 -3 и т. д….

микро

у

10 -6

нано

п

10 -9

пико

Р

10 -12

фемто

ф

10 -15

атто

и

10 -18

Величины форм энергии

Теперь у нас Введены единицы измерения энергии, мы можем проводить количественные сравнения и расчеты. Следующие результаты дают нам некоторое представление о величине энергии, представленной в различных формах энергии.

Все примеры эквивалентны примерно 100 кДж;

– солнечное излучение на крыше дома (около 40 м²) за 2,5 с

– энергия, выделяющаяся при сжигании 3,5 г угля или 2,9 г бензина; или энергия, запасенная в 1/4 ломтика хлеба

– крупногабаритный объект (1000 кг) на высоте 10 м

– энергия, вырабатываемая ветряной мельницей диаметром 3 м при скорости ветра 5 м/с (ветер) в течение 20 минут; или энергия, запасенная в массе автомобиля (1000 кг), движущегося со скоростью 50 км/ч, тепла, выделяющегося при охлаждении трех чашек кофе (0.4 кг) от 80°С до 20°С; или энергия, необходимая для плавления льда массой 0,3 кг.

– маховик железный диаметром 0,6 м и толщиной 70 мм, вращающийся со скоростью 1500 оборотов в секунду

– энергия, потребляемая электрической лампочкой мощностью 100 Вт за 17 минут

Раздел 13 иллюстрирует использование единиц энергии в некоторых расчетах преобразования энергии.

Как было сказано в разделе 3, преобразование энергии всегда связано с потерями энергии. Это приводит нас к следующему понятию эффективности.Некоторое количество энергии в определенной форме помещается в машину или устройство для преобразования в другую форму энергии. Выходная энергия в желаемой форме является лишь частью входной энергии. Баланс составляют потери энергии (обычно в виде рассеянного тепла). Это означает, что преобразователь имеет КПД менее 100%.

Эффективность преобразователя энергии теперь определяется как количество энергии в желаемой форме (выходная энергия), деленное на количество энергии, затраченной на преобразование (входная энергия).Эффективность обычно выражается греческой буквой h .

Отсюда:

В таблице 5 приведены некоторые типичные КПД преобразователей энергии.

Таблица 5. Некоторые типовые КПД преобразователей энергии

Преобразователь

форма ввода энергии

форма выходной энергии

эффективность %

бензиновый двигатель

химический

механический

20 – 25

дизельный двигатель

химический

механический

30 – 45

электродвигатель

электрический

механический

80 – 95

котел и турбина

термический

механический

7-40

гидравлический насос

механический

потенциал

40 – 80

гидротурбина

потенциал

механический

70 – 99

гидротурбина

кинетический

механический

30 – 70

генератор

механический

электрический

80 – 95

аккумулятор

химический

электрический

80 – 90

солнечный элемент

радиация

электрический

8-15

солнечный коллектор

радиация

термический

25 – 65

электрическая лампа

электрический

свет

ок. 5

водяной насос

механический

потенциал

ок. 60

водонагреватель

электрический

термический

90 – 92

газовая плита

химический

термический

24 – 30

В некоторых из этих преобразователей между формой входной энергии и формой выходной энергии возникают промежуточные формы энергии. Например, в дизельных двигателях промежуточной формой является тепловая энергия.

Когда тепловая энергия используется как входная или как промежуточная форма, эффективность, как правило, низкая.

Преобразователь энергии может быть устройством, процессом или целой системой. Пример эффективности системы преобразования энергии приведен в таблице 6. Общая эффективность равна произведению эффективности различных компонентов системы. Мы видим, что она действительно может быть очень низкой.

Таблица 6

энергетическая форма

Преобразователь энергии

эффективность

химическая энергия

дизельный двигатель

30%

механическая энергия

генератор

80%

электричество

электродвигатель

80%

механическая энергия

водяной насос

60%

потенциальная энергия

КПД системы = 30 % x 80 % x 80 % x 60 % = 12 %

Эффективность системы преобразования энергии:
Пример

Там, где энергия является дефицитным ресурсом, мы хотим, чтобы эффективность преобразования была высокой, чтобы экономить энергию. Но более высокая эффективность часто подразумевает более высокие затраты на лучшее оборудование. Оптимизация в отношении, с одной стороны, затрат на энергию, а с другой стороны, затрат на оборудование является основной задачей энергетического планирования. Проблема оптимизации иная, когда источники энергии свободны (например, с ветром, солнцем и некоторыми гидроисточниками). В этом случае энергоэффективность имеет ограниченное значение, и выбор технологии будет определяться экономической эффективностью оборудования.

Очень высокая эффективность системы может быть достигнута, когда потери тепла от одного преобразователя используются в качестве подвода энергии в другом.Мы называем это утилизацией отработанного тепла. Это применимо, например, в агропереработке, где тепло от промышленных преобразователей используется для сушки продуктов. Еще одним примером является когенерация, то есть использование «отработанного» тепла от производства электроэнергии для целей технологического тепла в промышленности.

В принципе, содержание энергии в топливе известно, когда топливо указано. Для химической энергии содержание энергии дается как теплотворная способность или теплотворная способность топлива.Единицей может быть МДж/кг. Таким образом, мы можем сравнивать разные виды топлива с разным содержанием энергии. Мы можем определить, сколько одного топлива эквивалентно количеству другого топлива. Для количественной оценки энергетических ресурсов мы иногда используем уголь в качестве эталона, и тогда единицей сравнения является тонна угольного эквивалента (тройник). Некоторое количество энергетического ресурса затем характеризуется своим тройником. То есть ресурс имеет энергосодержание, эквивалентное стольким-то тройникам.

В качестве альтернативы, мы можем выразить энергетический эквивалент ресурса в тоннах нефтяного эквивалента (тнэ) или в баррелях нефтяного эквивалента (бнэ).В таблице 7 приведены эквивалентные значения некоторых видов топлива.

Таблица 7. Энергетические эквиваленты некоторых видов топлива

топливо

шт.

тонн условного топлива

тонн нефтяного эквивалента

баррелей нефтяного эквивалента

ГДж (*)

уголь

тонна

1.00

0,70

5,05

29,3

дрова (**) (сухие)

тонна

0,46

0,32

2,34

13,6

керосин (реактивное топливо)

тонна

1. 47

1,03

7,43

43,1

природный газ

1000 м 3

1,19

0,83

6,00

34,8

бензин

ствол

0.18

0,12

0,90

5,2

газойль/дизель

ствол

0,20

0,14

1,00

5,7

(*) Обратите внимание, что ГДж/тонна соответствует МДж/кг.

(**) Обратите внимание, что энергетический эквивалент древесины может варьироваться в 3 раза в зависимости от содержания влаги в древесине.

Однако то, чего мы можем достичь с количеством энергии, очень сильно зависит от того, как энергия используется, то есть от эффективности применяемых преобразователей энергии. Эффективность различных преобразователей может сильно различаться, как мы видели в разделе 9. Тогда энергетический эквивалент имеет для нас ограниченное применение. На практике при сравнении источников энергии нас больше интересует замещающая стоимость формы энергии. Последний указывает, сколько этой формы энергии требуется для выполнения той же работы (т.е. служить той же цели) в качестве другой формы энергии или топлива. Опять же, в качестве эталона иногда используется уголь. Восстановительная стоимость формы энергии снова выражается в ти. Однако это значение будет отличаться от эквивалентного значения этой формы энергии.

Простой способ сравнения стоимости замещения различных форм энергии состоит в том, чтобы указать, сколько единиц энергии (или топлива) может заменить один килограмм угля. Мы называем это коэффициентом замены топлива. Коэффициенты замещения некоторых видов энергии в домохозяйствах по сравнению с углем приведены в Таблице 8 и взяты из конкретного обследования.(В качестве альтернативы аналогичная таблица может быть составлена ​​с использованием нефти в качестве ссылки.) Следует отметить, что цифры служат только в качестве примера, поскольку они зависят от фактической эффективности применяемых методов преобразования.

Таблица 8. Коэффициент замещения угля некоторыми видами энергии

форма энергии или топливо

шт.

Коэффициент замены угля (кг угля на единицу)

кизяк

кг

0. 30

растительные отходы

кг

0,60

дрова

кг

0,70 – 0,95

мягкий кокс

кг

1,50

уголь

кг

1. 80

керосин (лампа)

1

2.10

керосин (печной)

1

5,20 – 7,00

электричество

кВтч

0,70

(Коэффициент замещения угля — это количество кг угля, которое требуется для эффективной замены 1 единицы формы энергии или топлива при определенных допущениях.)

Хорошими примерами замены угля являются керосиновая лампа и керосиновая печь. Угольный эквивалент керосина равен 1,47, что означает, что теплотворная способность 1 кг керосина равна теплотворной способности 1,47 кг угля. Однако коэффициент замены угля для керосиновой лампы равен 2,10, а это значит, что 2,10 кг угля потребуется, чтобы получить столько же света, сколько от 1 кг керосина. А коэффициент замены угля в примусе около 6, значит, 6 кг угля требуется для получения в котелке столько же тепла, сколько от 1 кг керосина.

В Разделе 7 упоминалось, что разбивка потоков энергии актуальна для обследований и статистики. Это иллюстрируется предыдущим обсуждением эквивалентности энергии и замещения энергии. Мы можем добавить первичные энергетические ресурсы определенного региона, добавив энергетические эквиваленты всех различных доступных первичных энергетических ресурсов. Это даст нам скорее теоретическую цифру, так как не говорит, что можно сделать с этим количеством энергии. Мы также можем добавить, скажем, потребление конечной энергии для определенного сектора в регионе и вычислить это как стоимость замещения угля. Или мы можем рассмотреть, скажем, количество полезной энергии для конкретного конечного использования и выразить это в стоимости замещения нефти (или угля). Для определения значений замещения мы должны знать методы преобразования и их эффективность, связанные с потоком энергии.

Энергетический баланс региона (или страны) представляет собой совокупность соотношений, учитывающих всю энергию, произведенную, преобразованную и потребленную за определенный период. Это основное уравнение энергетического баланса:

источник + импорт = экспорт + изменение запасов + использование + потери

Рассмотрим баланс первичной энергии.

Источники — это местные (или национальные) первичные источники энергии, такие как уголь, гидроэнергия, биомасса, живая природа и т. д.

Импорт – это источники энергии, поступающие из-за пределов региона (или страны).

Экспорт идет в другие регионы (или страны).

Изменения запасов — это сокращение запасов (например, леса, угля и т. д.) и хранение.

Использование может быть указано по секторам, по форме энергии, по конечному использованию и т. д., как требуется.

Потери – это технические потери и административные потери:

· технические потери в связи с преобразованиями и транспортировкой или передачей
· административные потери в связи с незарегистрированным потреблением.

Энергетический баланс обычно относится к году и может составляться для последовательных лет, чтобы показать изменения во времени.

Энергетические балансы могут быть сводными или очень подробными, в зависимости от их функций.Они также могут быть сложными, показывая всевозможные структурные отношения между производством и потреблением энергии и определяя различные промежуточные формы энергии.

Энергетический баланс также может быть составлен для деревни, домохозяйства, фермы или сельскохозяйственной единицы. Он покажет ввод энергии в различных формах, энергию конечного использования и потери. Специфическим для энергетических балансов сельскохозяйственных систем является то, что часть продукции системы является одновременно и энергетическим входом в систему (сельскохозяйственные отходы, навоз).

Энергетические балансы должны составляться на основе изучения того, что происходит на самом деле. Для этого требуются обследования энергетических ресурсов и энергопотребления, а также дополнительные технические энергоаудиты. Раздел 12 посвящен некоторым аспектам энергетического аудита.

Энергетические балансы содержат обзоры, которые служат инструментами для анализа текущих и прогнозируемых энергетических позиций. Обзоры могут быть полезны для целей управления ресурсами, или для указания вариантов энергосбережения, или для политики перераспределения энергии и т.д.Однако следует проявлять осторожность, чтобы не выделять энергию из других экономических благ. Это означает, что энергетический баланс не следует рассматривать как основное руководство к действию. Энергетические данные должны быть переведены в экономические термины для дальнейшего анализа вариантов действий. И, конечно же, не менее важны социокультурный и экологический аспекты.

Использование энергии в сельском хозяйстве или в любой другой производственной системе можно анализировать на разных уровнях.

1. Учитывается прямое потребление энергии в производственном процессе и соответствующие транспортные потребности.

2. То же, что и 1., но, кроме того, учитывается энергия, воплощенная в материалах (например, удобрениях) для производственного процесса и соответствующего транспорта.

3. То же, что и 2., но, кроме того, учитывается энергия, необходимая машинам для производства этих материалов».

4. То же, что и 3., но, кроме того, учитывается энергия, необходимая для охлаждения машины. И т.д….

Какой уровень анализа актуален для кого?

Сначала выделим:

GER = Общая потребность в энергии – это общее количество энергии, необходимой для продукта.

напр. GER молока составляет 5,2 МДж/пинту в Великобритании.

Сюда входит энергия Co для производства удобрений, выращивания травы, кормления коров, переработки молока на молочных фермах и энергии для транспорта.

PER = Потребность в энергии процесса — это энергия, необходимая для обработки продукта.

напр. PER молока составляет 0,38 МДж/пинту в Великобритании.

Это энергия, необходимая для переработки молока на самой молочной ферме.

Обычно, когда PER может быть снижен, в результате снижается и GER.Однако так будет не всегда, и может быть и наоборот. Например, экономия энергии за счет масштаба иногда может быть достигнута на уровне фермерских хозяйств за счет энергии, требующей инвестиций в инфраструктуру или транспортные средства.

Ответ на вопрос, какой уровень анализа является релевантным, очевидно, зависит от того, какой уровень политики или управления задействован.

Например, для управления на уровне фермы значение имеет PER, поэтому релевантным является первый уровень анализа.

Однако для региональных разработчиков политики уровень 2 актуален, когда речь идет о региональных материалах и ресурсах. Кроме того, будут вызывать озабоченность связи между сельскохозяйственным сектором и другими секторами. Например, крупномасштабные биогазовые установки могут быть энергоэффективным вариантом для предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, но они могут конкурировать с альтернативным использованием вводимых ресурсов (например, навоз в качестве топлива для домашних хозяйств бедняков).

Для лиц, определяющих политику, может быть важен уровень 2 или 3.Например, создание заводов по производству энергоемких товаров может быть привлекательным при наличии дешевой энергии (например, производство удобрений).

Анализы PER и GER предоставляют данные для энергетического баланса. Однако эти данные не дают информации о видах энергии, временных вариациях (сезонности) потоков энергии и т. д. Такая информация должна добавляться по мере необходимости.

PER и GER являются частью того, что часто называют энергетическим аудитом. Это мониторинг использования энергии в производственных системах.Аналогом в системах потребления является анализ конечного использования энергии. В натуральном сельском хозяйстве системы производства и потребления переплетаются, и в энергетических обследованиях необходимо сочетать два подхода.

Следующие примеры предназначены для иллюстрации методов расчетов, а не для получения точных цифр. Для удобства расчеты производятся в округленных цифрах. В любом случае более точные цифры будут зависеть от точности входных данных.

13.1 Сколько тепла вырабатывается человеческим телом?

Человеку, который не занимается физической работой или занимается очень малой физической работой, требуется около 2000 ккал (или меньше) энергии в ежедневной пище.Тело почти полностью преобразует эту энергию в тепло.

1 день = 24 х 60 х 60 с = 86 400 с 1 кал = 4,2 Дж

Отсюда

Мы видим, что человеческое тело, не совершающее никакой работы, эквивалентно источнику тепла мощностью около 100 Вт — эквиваленту хорошей лампочки.

13,2 Сила нефти

Говорят, что две чайные ложки дизельного топлива эквивалентны работе, выполняемой человеком за день. Может ли это быть правильным?

Предположим, что мощность, которую может выдать человек за рабочий день, равна 60 Вт (ср.пример 13.3), и что он может делать это по 4 часа в день. Так, в день он доставляет:

60 Вт x 4 ч = 240 Вт·ч = 240 x 3 600 Вт·с = 860 кВт·с = 860 кДж (1)

Примечание: мощность ок. 60 Вт, доставляемых при совершении работы, добавляются к 100 Вт, произведенным телом в виде тепла (см. пример 13.1). Дополнительная мощность требует дополнительных килокалорий в пище!

По нашим оценкам, две чайные ложки равны 1/50 литра.

Дизельное топливо имеет энергоемкость 42 МДж/кг.

Для простоты предположим, что 1 литр масла весит 1 кг.

Тогда в 1 литре масла содержится 42 МДж, а в 2 чайных ложках содержится:

1/50 x 42 МДж = 840 кДж (2)

Примечание : мощность, развиваемая человеком, может быть сравнима с силой, развиваемой волами, а именно:

от 0,3 до 1,3 л. с. = от 220 до 960 Вт.

Мы видим, что цифры (1) и (2) примерно одинаковы. Так что – сравнение было корректным!

13.3 Как мы можем проверить, что человеческое тело может отдавать 60 Вт в течение нескольких часов в день?

Фактическое значение можно измерить, и оно будет сильно различаться в зависимости от многих факторов. Один из способов проверки порядка величины заключается в следующем.

Альпинисты знают, что человек может подняться примерно на 300 метров в час. Предположим, что его вес равен 75 кг. Тогда гравитационная сила, которой он противодействует, равна:

75 х 9,8 Ньютон = 750 Н Энергия, отдаваемая человеком за час, равна:

300 м x 750 Н = 225 кН·м = 225 кДж.

Выдаваемая мощность:

13.4 Как можно сравнить силу волов с энергией дерева?

Мы не можем сравнивать мощность и энергию. Мы можем сделать сравнение, только если укажем период времени, чтобы связать мощность с энергией. Например, период времени, в течение которого работают быки.

Волы обычно могут давать 0,8 л.с. Из Таблицы 3 преобразования единиц, отличных от СИ, мы видим, что это равно примерно 740 x 0.8 = 600 Вт. Количество энергии, отдаваемое этими волами за год, можно рассчитать, если мы знаем, сколько часов в году работают волы. Предположим, что это 4 часа в день в течение 300 дней, т. е. 1200 часов в год. Один час равен 3600 с.

Следовательно, энергия одного быка в год равна:

600 x 1 200 x 3 600 Вт = 2 600 000 000 = 2,6 ГДж

Таким образом, 4 быка дадут примерно 10 Дж за год. Из Таблицы 3 видно, что это примерно равно количеству энергии в одной тонне (влажной) древесины.

13,5 Действительно ли нам нужно больше энергии под горшком, чем в горшке?

Мы видели, что человеку необходимо в пище ок. 2000 ккал в день (см. пример 13.1). Это 8,4 МДж/сутки на одного человека. Мы предполагаем, что пища в основном состоит из продуктов растениеводства, т. е. биомассы.

Сухая биомасса, независимо от того, съедобна она или нет, обычно имеет энергетическую ценность 18 МДж/кг.

Таким образом, ежедневная энергия 8,4 МДж может быть получена за счет:

Годовая биомасса для производства продуктов питания на человека составляет:

365 дней х 0.5 кг/день = 180 кг/год

Мы можем сравнить это количество с количеством биомассы, необходимой в качестве топлива для домашнего хозяйства. Из опросов мы знаем, что типичная потребность домашнего хозяйства в топливе для приготовления пищи составляет 500 кг/год сухой биомассы на человека. Следовательно


Это означает, что под горшком требуется примерно в 3 раза больше энергии, чем в горшке!

13,6 О цене электроэнергии в сельской местности

С потребителя в центре города взимается 0 рупий.75 за кВтч за электроэнергию из национальной сети. В сельской местности потребитель имеет лампу, подключенную к местному микрогидроагрегату по цене 1 рупия в день. Какой потребитель платит больше за электроэнергию?

Предположим, что светильник в деревне потребляет мощность 40 Вт и Чат включен в среднем 4 часа в сутки. Это означает потребление энергии:

4 часа x 40 Вт = 160 Вт·ч = 0,16 кВт·ч за 1 рупию.

Потребитель в городе платит за такое количество энергии:

0.16 х 0,75 рупий = 0,12 рупий

Мы видим, что сельский житель платит за электроэнергию примерно в 8 раз больше, чем потребитель в городе.

Каталожные номера

Примеры и данные основных энергетических концепций взяты из Международных курсов по планированию сельской энергетики в Университете Твенте.


Подход к снижению энергопотребления и потерь производительности на гетерогенных серверах с помощью ограничения мощности

Обозначим набор узлов в гетерогенном микросервере как N , а один узел как \(n_{i}\), где :

$$\begin{aligned} n_{i}\in N,\,i=0,1,\ldots ,\left| Н\право| -1. \end{выровнено}$$

(1)

Значение узла в устройстве может быть определено приоритетом \(r_{i}\), который назначается каждому узлу \(n_{i}\in N\). Основная цель использования приоритетов — предоставить пользователю возможность поддерживать критически важные службы в условиях высокой производительности. Если это не требуется ограничением мощности, установленным пользователем, наивысший возможный приоритет (\(r_{i}=1\)), назначаемый узлу, приводит к тому, что к узлу не применяются никакие действия по ограничению мощности.Действия с питанием применяются к узлу с наивысшим приоритетом, только если доступные действия с питанием для других узлов с более низким приоритетом (\(r_{i}<1\)) недостаточны для заданного ограничения мощности. Наименьший приоритет (\(r_{i}=0\)) обозначает набор узлов, для которых использование мощности ограничивается перед другими узлами в процессе снижения мощности. Определение приоритета узла дается формулой (2):

$$\begin{aligned} {\left\{ \begin{array}{ll} r_{i}=1 &{} the\,highest\, приоритет\\ r_{i}\in \left( 0,1\right) &{} стандартный\,priority\\ r_{i}=0 &{}\,самый низкий\,приоритет \end{массив}\right . } \end{выровнено}$$

(2)

Каждый узел \(n_{i}\) в гетерогенном устройстве имеет собственный предопределенный набор доступных параметров питания, и к данному узлу применяется ровно один из этих параметров питания. Примеры политик настройки питания: DVFS, RAPL (настройки питания Intel, обеспечивающие дополнительное управление питанием) или настройки графического процессора (например, инструмент Nvidia-smi). Набор доступных настроек мощности ограничен (например, доступны не все частоты) для уменьшения сложности задачи.Набор всех доступных настроек мощности всех узлов \(n_{i},\,i=0,1,\ldots ,\left| N\right| -1,\) обозначается P , а набор доступных настроек питания, доступных для узла \(n_{i}\), обозначается \(C_{i}\), где:

$$\begin{aligned} P=\{C_{0}\cup C_{ 1}\cup \ldots \cup C_{\left| Н\право| -1}\}. \end{выровнено}$$

(3)

Узлы гетерогенной платформы различаются по энергопотреблению и архитектуре; поэтому количество доступных настроек питания может различаться для конкретных узлов. Одна настройка мощности j , примененная к узлу \(n_{i}\), обозначается \(c_{ij}\), т. е.

$$\begin{aligned} c_{ij}\in C_{i },\,j=0,1,\ldots ,y_{i}, \end{выровнено}$$

(4)

где \(y_{i}=|C_{i}|-1\) — настройка мощности узла по умолчанию, соответствующая его состоянию без ограничения мощности и, в то же время, с максимальной производительностью. Таким образом, параметр мощности по умолчанию, применяемый к узлу \(n_{i}\), равен \(c_{iy_{i}}\). С другой стороны, параметр мощности, который определяет максимальное энергосбережение узла, а также его самую низкую производительность, обозначается как \(c_{i0}\).Каждая настройка мощности \(c_{ij}\) имеет соответствующее значение производительности, определяемое выполненными эталонными вычислениями. Предполагается, что измеренная вычислительная производительность узла, как правило, обратно пропорциональна времени, необходимому для выполнения предопределенного повторяющегося эталонного вычисления. Время, необходимое для завершения предопределенного теста узлом \(n_{i}\) с параметром мощности \(c_{ij}\), определяется как \({\textit{time}}_{ij}\) и, следовательно, , производительность узла \({\textit{perf}}_{ij}\) с этой настройкой мощности определяется как:

$$\begin{aligned} { perf}_{ij}=\frac{1}{ {время}_{ij}}.\end{выровнено}$$

(5)

Нормализованное значение производительности узла \(n_{i}\) для настройки мощности \(c_{ij}\) обозначается как \(\omega _{ij}\), так что \(\omega _{ij }\in \left( 0,1\right\rangle \), что представляет собой отношение между релевантной производительностью и максимальной производительностью узла с настройкой мощности по умолчанию \(c_{iy_i}\):

$$\ begin{align} \omega _{ij}=\frac{{ perf}_{ij}}{{ perf}_{iy_{i}}}=\frac{{ time}_{iy_{i}}}{ {время}_{ij}}, \end{выровнено}$$

(6)

где \({ time}_{iy_{i}}\) – это, конечно же, минимальное время, необходимое узлу \(n_{i}\) для выполнения эталонного вычисления, соответствующего его наивысшей производительности \(perf_ {iy_{i}}\). Текущий коэффициент использования узла \(n_{i}\) с настройкой мощности \(c_{ij}\) обозначается как \(u_{ij}\), где:

$$\begin{aligned} u_ {ij}\in\left\langle 0\%,100\%\right\rangle . \end{выровнено}$$

(7)

Значение использования используется для оценки энергопотребления узла. Согласно данным об энергопотреблении, проанализированным в дата-центре Google Fan et al. (2007), энергопотребление увеличивается линейно с загрузкой процессора. Поэтому в этом исследовании предполагается, что потребление энергии линейно пропорционально коэффициенту использования.Энергопотребление для узла \(n_{i}\) с настройкой мощности \(c_{ij}\) обозначается \(p_{ij}\) и определяется по следующей формуле:

$$\begin{ выровнено} p_{ij}=({ pmax}_{ij}-{pidle}_{ij})u_{ij}+{pidle}_{ij}, \end{выровнено}$$

(8)

, где \({\textit{pmax}}_{ij}\) и \({\textit{pidle}}_{ij}\) — максимальное энергопотребление (т. е. энергопотребление при \(100\ %\) использование) и энергопотребление в состоянии простоя (т. е. с использованием, равным \(0\%\)) для узла \(n_{i}\) с настройкой мощности \(c_{ij}\), соответственно.Выключенные узлы (их энергопотребление равно 0) не учитываются в процессе оптимизации энергопотребления; таким образом, энергопотребление каждого узла считается положительным:

$$\begin{aligned} \underset{n_{i}\in N}{\forall }\underset{c_{ij}\in C_{i }}{\forall }p_{ij}>0. \end{выровнено}$$

(9)

Коэффициент использования узла \(n_{i}\) с параметром мощности \(c_{ij}\) можно оценить двумя способами (уравнения (10) и (11)):

  1. 1.

    Когда время активности узла \(active_{ij}\) (время, когда ЦП узла не находится в состоянии бездействия) и время простоя \(idle_{ij}\) (время, когда ЦП узла находится в состоянии бездействия) известны:

    $$\begin{aligned} u_{ij}=\frac{\sum {active}_{ij}}{\sum {active}_{ij}+\sum { idle}_{ij} }*100\%. \end{выровнено}$$

    (10)

  2. 2.

    Когда известно текущее энергопотребление узла (см. уравнение (8)):

    $$\begin{aligned} u_{ij}=\frac{p_{ij}-{ pidle}_{ij}}{{ pmax}_{ij}-{pidle}_{ij}}. \end{выровнено}$$

    (11)

Предполагается, что изменение текущей настройки мощности, примененной к узлу \(n_i\), оказывает некоторое влияние на его использование. Прогнозируемое использование узла требуется позже для оценки энергопотребления после изменения настроек мощности.В целях данного исследования мы описываем три основных свойства, связанных с оценкой изменения использования при изменении настройки мощности на узле \(n_{i}\) с настройки мощности \(c_{ij}\) на настройку мощности \( c_{ik}\) (\(c_{ij}\rightarrow c_{ik},\ j\ne k\)). Эти свойства не учитывают состояние выполнения приложения (например, приложение может завершить вычисления и запустить процесс синхронизации данных, потребляющий гораздо меньше энергии):

  1. 1.

    Свойство, связанное со снижением производительности:

    $$\begin{aligned}&\omega _{ik}<\omega _{ij}\nonumber \\&u_{ik}>u_{ij}\rightarrow u_{ik}\ в \left( u_{ij},100\right\rangle . \end{align}$$

    (12)

    Это свойство утверждает, что использование узла растет с уменьшением производительности.

  2. 2.

    Свойство, связанное с повышением производительности:

    $$\begin{aligned}&\omega _{ik}>\omega _{ij}\nonumber \\&u_{ik}

    (13)

    Это свойство утверждает, что при увеличении производительности узла его использование снижается.

  3. 3.

    Свойство, связанное с одинаковой производительностью:

    $$\begin{aligned}&\omega _{ik}=\omega _{ij}\nonumber \\&u_{ik}=u_{ij}. \end{выровнено}$$

    (14)

    В случае, когда производительность узла не меняется, его загрузка остается прежней.

На рис.1. Соотношение между активным временем для установки мощности \(c_{ij}\) и активным временем для установки мощности \(c_{ik}\) предполагается линейным и обратно пропорциональным соответствующей производительности (уравнение ( 15)):

$$\begin{aligned}&\frac{{active}_{ik}}{{ active}_{ij}}=\frac{\omega _{ij}}{\omega _{ ик}}. \end{выровнено}$$

(15)

Чтобы упростить модель распределения мощности и позволить нам легко прогнозировать и оценивать использование после изменения текущей настройки мощности, предполагается, что время простоя для вычислений, выполняемых на узле \(n_{i}\), равно для всех настроек мощности (уравнение(16)). Это допущение основано на допущении, что операции, выполняемые в состоянии простоя (например, такие операции, как синхронизация памяти, загрузка данных, ожидание запроса клиента и т. д.), не зависят от изменений параметров питания.

$$\begin{aligned} \underset{n_{i}\in N}{\forall }\underset{c_{ij}\in C_{i}}{\forall }idle_{ij}=idle_{i } . \end{выровнено}$$

(16)

Рис. 1

Сравнение активности параметров питания и времени простоя

Коэффициент производительности узла \(n_{i}\) при переходе от режима питания \(c_{ij}\) к режиму питания \(c_{ik }\) (\(c_{ij}\rightarrow c_{ik},\ j\ne k\)) определяется как:

$$\begin{aligned} \tau =\frac{\omega _{ik} }{\омега _{ij}}.\end{выровнено}$$

(17)

Принимая во внимание уравнение (15), мы также можем написать:

$$\begin{aligned} \tau =\frac{{ active}_{ij}}{{ active}_{ik}}. \end{выровнено}$$

(18)

Теперь проанализируем влияние изменения настройки мощности с \(c_{ij}\) на \(c_{ik}\), где \(j\ne k\) на использование узла \(n_{ я}\). Начнем с написания уравнения (10) для параметров мощности \(c_{ij}\) и \(c_{ik}\):

$$\begin{aligned} u_{ij}=\frac{\sum {active}_{ij} }{\sum { active}_{ij}+\sum { idle}_{ij}}*100\% \end{align}$$

(19)

$$\begin{align} u_{ik}=\frac{\sum {active}_{ik}}{\sum {active}_{ik}+\sum { idle}_{ik}}*100 \% .\end{выровнено}$$

(20)

Затем обозначим:

$$\begin{aligned} a_{j}=\sum { active}_{ij} \end{aligned}$$

(21)

$$\begin{align} a_{k}=\sum {active}_{ik} \end{align}$$

(22)

$$\begin{aligned} b=\sum { idle}_{ij}=\sum { idle}_{ik}={ idle}_i , \end{align}$$

(23)

и подстановкой (21) и (23) в (19), а также (22) и (23) в (20) получаем:

$$\begin{aligned} u_{ij}=\ frac{a_{j}}{a_{j}+b}*100\% \end{aligned}$$

(24)

$$\begin{aligned} u_{ik}=\frac{a_{k}}{a_{k}+b}*100\%. \end{выровнено}$$

(25)

Получение b из уравнения (24) получаем:

$$\begin{aligned} b=\frac{a_{j}*100\%}{u_{ij}}-a_{j} . \end{выровнено}$$

(26)

Далее, используя (18) в уравнении. (22) можно написать:

$$\begin{aligned} a_{k}=\sum \frac{{ active}_{ij}}{\tau }=\frac{a_{j}}{\tau } . \end{выровнено}$$

(27)

Наконец, подставляя (26) и (27) в (25), получаем:

$$\begin{aligned} u_{ik}=\frac{1}{1+\tau (\frac{100\ %}{u_{ij}}-1)}*100\% .\end{выровнено}$$

(28)

Уравнение (28) связывает текущее использование узла \(n_{i}\) с его предыдущим использованием при изменении настройки мощности \(c_{ij}\) на настройку мощности \(c_{ik}\). Пример оценки использования по формуле. (28) представлено формулой (29). Расчеты для этого примера относятся к активному времени и времени простоя узла для двух разных настроек мощности (\(c_{ij}\rightarrow c_{ik}\), \(\omega _{ik}=\frac{1} {2}\omega _{ij}\)), представленных на рис. 1 (\(u_{ij}=50\%\)).

$$\begin{align} \tau =\frac{\omega _{ik}}{\omega _{ij}}= & {} \frac{0,5\omega _{ij}}{\omega _{ ij}}=0,5 \nonumber \\ u_{ik}= & {} \frac{1}{1+0,5(\frac{100\%}{50\%}-1)}*100\%\примерно 66,67 \%.\ \end{выровнено}$$

(29)

Чтобы определить, применяется ли настройка мощности \(c_{ij}\) к узлу \(n_{i}\), используется двоичная переменная \(s_{ij}\), определенная как:

$$\begin{align} {\left\{ \begin{array}{ll} s_{ij}=1 &{} if~c_{ij}~\hbox {есть}~\hbox {применяется}~\hbox {to}~n_{i}\\ s_{ij}=0 &{} \hbox {иначе}.{y_{i}}s_{ij}=1, \,i=0,1,\ldots ,\left| Н\право| -1. \end{выровнено}$$

(30)

Значение, которое определяет эффективность (с точки зрения энергопотребления и экономии энергии) применяемой настройки мощности, является значением эффективности. Эффективность установки мощности \(c_{ij}\), применяемой к узлу \(n_{i}\), обозначается как \(eff_{ij}\), и она обратно пропорциональна энергии (произведению мощности и времени ) используется для выполнения предопределенного эталонного вычисления:

$$\begin{aligned} eff_{ij}=\frac{1}{{ energy}_{ij}}=\frac{1}{p_{ij}{} {время}_{ij}}. \end{выровнено}$$

(31)

Нормированное значение коэффициента полезного действия для установки мощности \(c_{ij}\) обозначается как \(\triangle eff_{ij}\), а формула этого коэффициента определяется формулой. (32):

$$\begin{aligned} \triangle eff_{ij}=\frac{eff_{ij}}{effi_{iy_{i}}}. \end{выровнено}$$

(32)

Принимая во внимание уравнения. (31) и (6), мы также можем написать:

$$\begin{aligned} \triangle eff_{ij}=\frac{p_{iy_{i}}\omega _{ij}}{p_{ij }}.\end{выровнено}$$

(33)

Более того, учитывая формулы (6) и (9), легко увидеть, что:

$$\begin{aligned} \triangle eff_{ij}>0. \end{выровнено}$$

(34)

Чтобы оценить конфигурацию настройки мощности с точки зрения выбросов углекислого газа и снижения затрат на эксплуатацию устройства, необходимо оценить экономию энергии для каждого изменения конфигурации. Предположим, что начальное время завершения заданий, порученных каждому узлу, равно \({\textit{time}}_{ij}\), и что каждый узел после завершения всех порученных заданий отключается (его энергопотребление после завершения рабочих мест равно 0). При этих предположениях коэффициент энергосбережения для каждого узла представляет собой разницу между энергией, используемой узлом \(n_i\) при применяемой настройке мощности \(c_{ij}\) (\({energy}_{ij}\)) и энергии после применения новой настройки мощности \(c_{ik}\) (\({energy}_{ik}\)). Определим энергосбережение на узле \(n_i\) как \(savings_i\):

$$\begin{aligned} { saves}_{i} = {energy}_{ij}-{ energy}_{ ик}.\end{выровнено}$$

(35)

Принимая во внимание уравнения. (31) и (6), можно получить следующую формулу экономии для узла \(n_i\):

$$\begin{aligned} { saves}_{i} = t(p_{ij}-p_ {ik}*\frac{\omega _{ij}}{\omega _{ik}}), \end{align}$$

(36)

, где t — фиксированное время или время между изменениями настроек мощности. Общая экономия энергии текущей конфигурации узлов может быть обозначена уравнением.{\ слева | Н\право| -1}{} {сбережения}_i. \end{выровнено}$$

(37)

Оценка состояния узла \(n_{i}\) с параметром мощности \(c_{ij}\) обозначается \(eval_{ij}\). Чем выше значение оценки, тем выгоднее состояние узла. Влияние предоставленного приоритета узла \(r_i\) определяется как \(\rho _i\):

$$\begin{aligned} \rho _i=\frac{r_{i}}{1-r_{i }}. \end{выровнено}$$

(38)

Параметр \(r_i\) определяет значимость вычислений конечного пользователя.Чем выше \(r_i\), тем важнее узел для пользователя. Компромисс между производительностью и эффективностью, обеспечиваемый администратором устройства, определяется как \(\alpha \), где \(\alpha \in \left\langle 0,1\right\rangle \). Чем больше значение параметра \(\alpha \), тем выше влияние его производительности на оценку состояния. С другой стороны, чем меньше значение \(\alpha \), тем выше влияние его эффективности. {y_{i}}p_{ij}s_{ij} \le power\_limit.\end{выровнено}$$

(42)

Сформулированная задача, очевидно, является нелинейной, и с учетом бинарного характера переменных \(s_{ij}\) получаем задачу бинарного нелинейного программирования (БНЛП). В этой постановке задачи общая функция оценки (41) максимизируется с учетом ограничения (42), гарантируя, что установленный предел мощности не будет превышен.

Денситометрия костей (DEXA, DXA)

Денситометрия костей, также называемая двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией, DEXA или DXA, использует очень малую дозу ионизирующего излучения для получения изображений внутренней части тела (обычно нижнего (или поясничного) позвоночника и бедер) для измерения костей потеря.Он обычно используется для диагностики остеопороза, чтобы оценить индивидуальный риск развития остеопоротических переломов. DXA проста, быстра и неинвазивна. Это также наиболее часто используемый и наиболее стандартный метод диагностики остеопороза.

Этот экзамен практически не требует специальной подготовки. Сообщите своему врачу и лаборанту, если есть вероятность, что вы беременны, или если вы недавно проходили обследование с барием или получали инъекцию контрастного вещества для компьютерной томографии или радиоизотопного сканирования.Оставьте украшения дома и носите свободную удобную одежду. Вас могут попросить надеть платье. Вы не должны принимать добавки кальция как минимум за 24 часа до экзамена.

Что такое сканирование плотности костей (DEXA, DXA)?

Сканирование плотности костей, также называемое двухэнергетической рентгеновской абсорбциометрией (DXA) или денситометрией костей, представляет собой усовершенствованную форму рентгеновской технологии , которая используется для измерения потери костной массы. DXA – это признанный на сегодняшний день стандарт измерения минеральной плотности костной ткани (МПКТ).

Рентгенологическое исследование помогает врачам диагностировать и лечить заболевания. Он подвергает вас небольшой дозе ионизирующего излучения для получения изображений внутренней части тела. Рентгеновские снимки являются старейшим и наиболее часто используемым видом медицинской визуализации.

DXA чаще всего выполняется в нижней части позвоночника и бедрах. У детей и некоторых взрослых иногда сканируют все тело. Периферийные устройства, использующие рентген или ультразвук, иногда используются для скрининга низкой костной массы, в основном на предплечье.В некоторых сообществах для диагностики или мониторинга низкой костной массы (ККТ) также можно использовать компьютерную томографию со специальным программным обеспечением. Это точно, но используется реже, чем сканирование DXA.

к началу страницы

Каковы некоторые распространенные применения процедуры?

DXA чаще всего используется для диагностики остеопороза , состояния, которое часто поражает женщин после менопаузы, но может также встречаться у мужчин и редко у детей. Остеопороз включает в себя постепенную потерю костной ткани, а также структурные изменения, в результате которых кости становятся тоньше, более хрупкими и с большей вероятностью ломаются.

DXA также эффективен для отслеживания эффектов лечения остеопороза и других состояний, вызывающих потерю костной массы.

Тест DXA также позволяет оценить индивидуальный риск развития переломов. На риск перелома влияют возраст, масса тела, предшествующие переломы, семейный анамнез остеопоротических переломов и проблемы образа жизни, такие как курение сигарет и чрезмерное употребление алкоголя. Эти факторы учитываются при принятии решения о необходимости лечения пациента.

Проверка плотности костной ткани настоятельно рекомендуется, если вы:

  • — женщина в постменопаузе, не принимающая эстроген.
  • имеют личную или материнскую историю перелома бедра или курения.
  • — женщины в постменопаузе, высокие (более 5 футов 7 дюймов) или худые (менее 125 фунтов).
  • — мужчины с клиническими состояниями, связанными с потерей костной массы, такими как ревматоидный артрит, хроническое заболевание почек или печени.
  • используют лекарства, которые, как известно, вызывают потерю костной массы, в том числе кортикостероиды, такие как преднизолон, различные противосудорожные препараты, такие как дилантин и некоторые барбитураты, или препараты для замены щитовидной железы в высоких дозах.
  • имеют диабет 1 типа (ранее называвшийся ювенильным или инсулинозависимым), заболеванием печени, заболеванием почек или остеопорозом в семейном анамнезе.
  • имеют высокий метаболизм костной ткани, что проявляется в виде избыточного коллагена в образцах мочи.
  • имеют заболевание щитовидной железы, такое как гипертиреоз.
  • имеют заболевание паращитовидной железы, такое как гиперпаратиреоз.
  • получили перелом после легкой травмы.
  • имели рентгенологические признаки перелома позвонков или другие признаки остеопороза.

Пожилым пациентам может быть рекомендована оценка переломов позвонков (VFA), рентгенологическое исследование позвоночника с низкой дозой облучения для скрининга переломов позвонков, которое выполняется на аппарате DXA, особенно если:

  • они потеряли больше чем дюйм роста.
  • имеют необъяснимую боль в спине.
  • , если сканирование DXA дает пограничные показания.
  • DXA-изображения позвоночника указывают на деформацию или перелом позвонков.

к началу страницы

Как мне подготовиться?

В день экзамена можно нормально питаться.Вы не должны принимать добавки кальция как минимум за 24 часа до экзамена.

Вы должны носить свободную удобную одежду, избегая одежды с металлическими молниями, ремнями или пуговицами. Такие предметы, как ключи или кошельки, которые могут находиться в сканируемой области, должны быть удалены.

Возможно, вам придется снять часть одежды и/или переодеться для экзамена. Снимите украшения, съемные зубные протезы, очки и любые металлические предметы или одежду, которые могут мешать рентгеновским снимкам.

Сообщите своему врачу, если вы недавно проходили обследование с барием или вам вводили контрастное вещество для компьютерной томографии (КТ) или радиоизотопного сканирования. Возможно, вам придется подождать от 10 до 14 дней, прежде чем пройти тест DXA.

Женщины должны всегда сообщать об этом своему врачу и лаборанту если они беременны. Врачи не будут проводить много тестов во время беременности, чтобы не подвергать плод воздействию радиации. Если рентген необходим, врач примет меры предосторожности, чтобы свести к минимуму облучение ребенка. Дополнительную информацию о беременности и рентгеновских снимках см. на странице «Безопасность при рентгенографии, интервенционной радиологии и процедурах ядерной медицины».

к началу страницы

Как выглядит оборудование?

Существует два типа оборудования DXA: центральное устройство и периферийное устройство.

Большинство устройств, используемых для DXA, являются центральными устройствами, которые используются для измерения плотности кости в бедре и позвоночнике. Обычно они располагаются в больницах и медицинских учреждениях.Центральные устройства имеют большой плоский стол и «руку», подвешенную над головой.

Периферийные устройства измеряют плотность кости в запястье, пятке или пальце и часто доступны в аптеках и на передвижных медицинских фургонах по месту жительства. Устройства pDXA меньше центральных устройств DXA и весят всего около 60 фунтов. Они могут иметь портативную коробчатую конструкцию с местом для стопы или предплечья, которые можно разместить для визуализации. Другие портативные технологии, такие как специально разработанные ультразвуковые аппараты, также иногда используются для скрининга.Тем не менее, центральная DXA является стандартной техникой.

к началу страницы

Как работает процедура?

Аппарат DXA посылает тонкий невидимый пучок низкодозового рентгеновского излучения с двумя отчетливыми энергетическими пиками через исследуемые кости. Один пик поглощается в основном мягкими тканями, а другой – костями. Количество мягких тканей можно вычесть из общего, и останется минеральная плотность кости пациента.

Аппараты

DXA оснащены специальным программным обеспечением, которое вычисляет и отображает измерения плотности кости на мониторе компьютера.

к началу страницы

Как выполняется процедура?

Ваш врач, скорее всего, проведет это обследование амбулаторно.

При центральном DXA-исследовании, при котором измеряется плотность костной ткани бедра и позвоночника, пациент лежит на столе с мягкой подкладкой. Генератор рентгеновского излучения расположен под пациентом, а устройство формирования изображений или детектор – над ним.

Для оценки позвоночника ноги пациента поддерживаются на мягкой коробке, чтобы сгладить таз и нижний (поясничный) отдел позвоночника.Для оценки бедра ногу пациента помещают в скобу, которая поворачивает бедро внутрь. В обоих случаях детектор медленно перемещают по участку, генерируя изображения на мониторе компьютера.

Вы должны стоять неподвижно и, возможно, потребуется задержать дыхание на несколько секунд, пока лаборант сделает рентген. Это помогает уменьшить вероятность размытого изображения. Технолог зайдет за стену или в соседнюю комнату, чтобы активировать рентгеновский аппарат.

Периферийные тесты проще.Палец, кисть, предплечье или ступня помещаются в небольшое устройство, которое в течение нескольких минут получает показания плотности кости.

В настоящее время во многих центрах проводится дополнительная процедура под названием «Оценка переломов позвонков» (VFA). VFA — это низкодозовое рентгенологическое исследование позвоночника для выявления переломов позвонков, которое выполняется на аппарате DXA.

Тест VFA добавляет всего несколько минут к процедуре DXA.

Тест плотности костной ткани DXA обычно выполняется в течение 10–30 минут, в зависимости от используемого оборудования и обследуемых частей тела.

Вас, вероятно, попросят заполнить анкету, которая поможет врачу определить, есть ли у вас заболевания или вы принимаете определенные лекарства, повышающие или снижающие риск перелома. Всемирная организация здравоохранения недавно опубликовала онлайн-опрос, который объединяет результаты DXA и несколько основных вопросов и может использоваться для прогнозирования 10-летнего риска перелома бедра или других серьезных остеопоротических переломов у женщин в постменопаузе.

к началу страницы

Что я буду чувствовать во время и после процедуры?

Тесты плотности костной ткани

— это быстрая и безболезненная процедура.

Может потребоваться рутинная оценка каждые два года, чтобы увидеть значительное изменение, снижение или увеличение минеральной плотности костей. Некоторым пациентам, например пациентам, получающим высокие дозы стероидных препаратов, может потребоваться последующее наблюдение через шесть месяцев.

к началу страницы

Кто интерпретирует результаты и как их получить?

Рентгенолог , врач, обученный контролировать и интерпретировать рентгенологические исследования, будет анализировать изображения. Рентгенолог отправит подписанный отчет вашему лечащему врачу или лечащему врачу, который обсудит с вами результаты  .

Снимки

DXA также интерпретируются другими врачами, такими как ревматологи и эндокринологи. Клиницист должен просмотреть результаты DXA-сканирования при оценке наличия клинических факторов риска, таких как:

  • ревматоидный артрит
  • хронические заболевания почек и печени
  • респираторное заболевание
  • воспалительное заболевание кишечника

Результаты теста будут представлены в виде двух баллов:

Т-показатель — это число показывает количество костей, которое у вас есть по сравнению с молодым человеком того же пола с пиковой костной массой.Оценка -1 и выше считается нормой. Оценка от -1,1 до -2,4 классифицируется как остеопения (низкая костная масса). Оценка -2,5 и ниже определяется как остеопороз. Показатель T используется для оценки риска развития перелома, а также для определения необходимости лечения.

Z-показатель — это число отражает количество костей, которое у вас есть по сравнению с другими людьми вашей возрастной группы, того же роста и пола. Если этот показатель необычно высокий или низкий, это может указывать на необходимость дальнейших медицинских тестов.

Обычно между сканами могут наблюдаться небольшие изменения из-за различий в позиционировании, которые обычно не являются значительными.

к началу страницы

Каковы преимущества и риски?

Преимущества

  • Денситометрия кости DXA — это простая, быстрая и неинвазивная процедура.
  • Анестезия не требуется.
  • Количество используемого излучения чрезвычайно мало — менее одной десятой дозы стандартного рентгена грудной клетки и менее дневного облучения естественным излучением.
  • DXA-тестирование плотности костной ткани в настоящее время является лучшим стандартизированным методом диагностики остеопороза, а также считается точным средством оценки риска переломов.
  • DXA используется для принятия решения о необходимости лечения, и его можно использовать для мониторинга эффектов лечения.
  • Оборудование
  • DXA широко доступно, что делает денситометрию кости с помощью DXA удобной как для пациентов, так и для врачей.
  • После рентгенологического исследования в вашем теле не остается радиации.
  • Рентген обычно не имеет побочных эффектов в типичном диагностическом диапазоне для этого исследования.

Риски

  • Всегда есть небольшой шанс заболеть раком из-за чрезмерного облучения. Однако, учитывая небольшое количество радиации, используемой в медицинской визуализации, польза от точного диагноза намного перевешивает связанный с этим риск.
  • Женщины должны всегда сообщать своему врачу и рентгенологу, если они беременны. Дополнительную информацию о беременности и рентгеновских снимках см. на странице «Безопасность при рентгенографии, интервенционной радиологии и процедурах ядерной медицины».
  • Доза облучения для этой процедуры варьируется. Дополнительную информацию о дозе облучения см. на странице “Доза облучения при рентгенологическом и КТ-обследовании”.
  • Никаких осложнений при проведении процедуры DXA не ожидается.

Несколько слов о минимизации радиационного облучения

Врачи проявляют особую осторожность во время рентгеновских исследований, чтобы использовать минимально возможную дозу облучения, получая при этом наилучшие изображения для оценки. Национальные и международные организации по защите от радиологии постоянно пересматривают и обновляют стандарты методов, которые используют специалисты в области радиологии.

Современные рентгеновские системы сводят к минимуму паразитное (рассеянное) излучение за счет использования контролируемых рентгеновских лучей и методов контроля дозы. Это гарантирует, что области вашего тела, не отображаемые на изображении, получат минимальное облучение.

к началу страницы

Каковы ограничения костной денситометрии (DEXA, DXA)?

  • Тест DXA не может предсказать, у кого будет перелом, но может определить относительный риск и используется для определения необходимости лечения.
  • Несмотря на свою эффективность в качестве метода измерения плотности кости, DXA имеет ограниченное применение у людей с деформацией позвоночника или у тех, кто ранее перенес операцию на позвоночнике. Наличие компрессионных переломов позвонков или остеоартрита может повлиять на точность теста; в таких случаях компьютерная томография может быть более полезной.
  • Устройства
  • Central DXA более чувствительны и лучше стандартизированы, чем устройства pDXA, но они также несколько дороже.
  • Тест, проведенный на периферии, например на пятке или запястье, может помочь предсказать риск перелома позвоночника или бедра.Однако эти тесты не так полезны для отслеживания ответа на лечение, и если они указывают на необходимость медикаментозной терапии, следует провести базовое центральное DXA-сканирование.
  • Последующие DXA-исследования должны проводиться в том же учреждении и, в идеале, на том же аппарате. Измерения плотности костей, полученные с помощью различного оборудования для DXA, нельзя сравнивать напрямую.

к началу страницы

Эта страница была проверена 16 января 2020 г.

Питание и спортивные результаты: Медицинская энциклопедия MedlinePlus

Идеальная диета для спортсмена не сильно отличается от диеты, рекомендованной для любого здорового человека.

Однако необходимое количество продуктов каждой группы зависит от:

  • Вида спорта
  • Количество тренировок, которые вы проводите
  • Количество времени, которое вы тратите на занятия или упражнения

Люди склонны переоценивают количество калорий, которые они сжигают за тренировку, поэтому важно избегать потребления большего количества энергии, чем вы тратите на тренировку.

Чтобы улучшить свои результаты, избегайте тренировок натощак. Все люди разные, поэтому вам нужно будет узнать:

  • За какое время до тренировки вам лучше всего есть
  • Сколько пищи вам нужно

УГЛЕВОДЫ

Углеводы необходимы для обеспечения энергии во время тренировки упражнение. Углеводы запасаются в основном в мышцах и печени.

  • Сложные углеводы содержатся в таких продуктах, как макароны, рогалики, цельнозерновой хлеб и рис. Они обеспечивают организм энергией, клетчаткой, витаминами и минералами. Эти продукты содержат мало жира.
  • Простые сахара, такие как безалкогольные напитки, джемы и желе, а также конфеты содержат много калорий, но не содержат витаминов, минералов и других питательных веществ.
  • Самое важное – это общее количество углеводов, которое вы съедаете каждый день.Чуть больше половины калорий должно приходиться на углеводы.

Вам необходимо съесть углеводы перед тренировкой, если вы будете тренироваться более 1 часа. Вы можете выпить стакан фруктового сока, чашку (245 граммов) йогурта или английский кекс с желе. Ограничьте количество жира, которое вы потребляете за час до спортивного мероприятия.

Вам также необходимы углеводы во время упражнений, если вы будете выполнять более часа интенсивных аэробных упражнений. Вы можете удовлетворить эту потребность, употребляя:

  • От пяти до 10 унций (от 150 до 300 миллилитров) спортивного напитка каждые 15–20 минут
  • От двух до трех горстей кренделей
  • От половины до двух третей чашки до 55 г) обезжиренных мюсли

После тренировки вам необходимо съесть углеводы, чтобы восстановить запасы энергии в мышцах, если вы тренируетесь интенсивно.

  • Людям, которые занимаются спортом или тренируются более 90 минут, через 2 часа следует есть или пить больше углеводов, возможно, с белком. Попробуйте спортивный батончик, трейл-микс с орехами или йогурт и мюсли
  • Для тренировок продолжительностью менее 60 минут чаще всего достаточно воды.

БЕЛКИ

Белки важны для роста мышц и восстановления тканей организма. Белок также может быть использован организмом для получения энергии, но только после того, как будут израсходованы запасы углеводов.

Но это также миф, что диета с высоким содержанием белка способствует росту мышц.

  • Только силовые тренировки и упражнения меняют мышцы.
  • Спортсменам, даже бодибилдерам, требуется лишь немного дополнительного белка для поддержки роста мышц. Спортсмены могут легко удовлетворить эту повышенную потребность, потребляя больше калорий (съедая больше пищи).

Большинство американцев уже потребляют почти в два раза больше белка, чем им нужно для развития мышц. Слишком много белка в рационе:

  • Будет откладываться в виде увеличения жировых отложений
  • Может увеличить вероятность обезвоживания (недостаток жидкости в организме)
  • Может привести к потере кальция
  • Может создать дополнительную нагрузку на организм почки

Часто люди, которые сосредоточены на дополнительном потреблении белка, могут не получать достаточно углеводов, которые являются наиболее важным источником энергии во время физических упражнений.

Не рекомендуются добавки с аминокислотами и употребление большого количества белка.

ВОДА И ДРУГИЕ ЖИДКОСТИ

Вода является наиболее важным питательным веществом для спортсменов, хотя и недооцененным. Вода и жидкости необходимы для поддержания гидратации организма и поддержания правильной температуры. Ваше тело может потерять несколько литров пота за час энергичных упражнений.

Чистая моча является хорошим признаком полной регидратации. Некоторые идеи для поддержания достаточного количества жидкости в организме включают:

  • Убедитесь, что вы пьете много жидкости с каждым приемом пищи, независимо от того, будете ли вы тренироваться или нет.
  • Выпейте около 16 унций (2 чашки) или 480 миллилитров воды за 2 часа до тренировки. Важно начинать тренировки с достаточным количеством воды в организме.
  • Продолжайте пить воду во время и после тренировки, от 1/2 до 1 стакана (от 120 до 240 миллилитров) жидкости каждые 15–20 минут. Вода лучше всего подходит для первого часа. Переход на энергетический напиток после первого часа поможет вам получить достаточное количество электролитов.
  • Пейте, даже если больше не чувствуете жажды.
  • Обливание водой головы может быть приятным, но это не приведет к попаданию жидкости в ваше тело.

Чаще давайте детям воду во время занятий спортом. Они не так хорошо реагируют на жажду, как взрослые.

Подростки и взрослые должны компенсировать потерю массы тела во время физических упражнений равным количеством жидкости. На каждый фунт (450 грамм), который вы теряете во время тренировки, вы должны выпивать от 16 до 24 унций (от 480 до 720 миллилитров) или 3 чашки (720 миллилитров) жидкости в течение следующих 6 часов.

ДОСТИЖЕНИЕ ЖЕЛАЕМОГО ВЕСА ДЛЯ СОРЕВНОВАТЕЛЬНЫХ ЦЕЛЕЙ

Изменение веса тела для улучшения результатов должно осуществляться безопасно, иначе это может принести больше вреда, чем пользы.Слишком низкая масса тела, слишком быстрое похудение или неестественное предотвращение набора веса могут иметь негативные последствия для здоровья. Важно установить реалистичные цели массы тела.

Юные спортсмены, пытающиеся похудеть, должны работать с зарегистрированным диетологом. Самостоятельные эксперименты с диетами могут привести к неправильным привычкам питания с недостаточным или чрезмерным потреблением определенных питательных веществ.

Поговорите со специалистом в области здравоохранения, чтобы обсудить диету, подходящую для вашего вида спорта, возраста, пола и количества тренировок.

Открытый ветер | UL

 

Представляем Openwind 1.9

Эта последняя версия, выпущенная в августе 2020 г., включает множество новых функций и улучшений, в том числе:

Предварительная индукционная модель

Эта индукционная модель основана на работе ARM Forsting и представляет собой простую, быструю инженерную модель замедления перед ветровой электростанцией. Он пытается смоделировать разницу в падающем ветре между ветром с мачтой и ветряной турбиной.В настоящее время это легко настраиваемая функция, которая считается экспериментальной.

IEC61400-12 (редакции 1 и 2) оценка препятствий и местности

IEC61400-12-1 (выпуски 1 и 2) — инструменты анализа препятствий и местности, позволяющие легко импортировать, оцифровывать и улучшать слои препятствий и лесного хозяйства.

  • Атрибуты шейп-файлов могут автоматически считываться и преобразовываться в объекты препятствий Openwind
  • Растеризация полигонов лесного хозяйства в слои препятствий
  • Быстрая плоская установка
  • Предложение сектора измерения
  • Автоматическое создание отчетов о препятствиях и местности

Эта функциональность облегчает простую, быструю и легкую воспроизводимую оценку секторов измерения для выполнения тестов кривой мощности.

Создание и оценка стратегии мерцания теней

Импорт стратегий мерцания теней в виде временных рядов доступности турбины. Оцените потери при отключении мерцания теней при освещении, фиксированном бюджете мерцания теней и вероятных реальных сценариях мерцания теней на основе данных временных рядов. Эта функция будет использовать бюджет мерцания теней на основе вероятного мерцания теней, а затем вычислять потери после того, как турбины должны будут переключиться на периоды остановки, вызванные мерцанием теней в наихудшем случае.

Цепь подстанции

Substation Chaining предназначен для крупных многоэтапных проектов. Эта модификация оптимизатора LCOE позволяет пользователям соответствующим образом распределять стоимость своих линий высокого напряжения между фазами.

Прямой импорт файлов Wind Resource Grid (WRG) и наборов данных временных рядов из Windnavigator

В Openwind v 1.9 пользователи могут получать доступ, заказывать и импортировать файлы Wind Resource Grids и наборы данных временных рядов непосредственно с панели управления UL Windnavigator.В этом видео вы узнаете, как получить доступ и использовать эту новую и удобную функцию.

Полный список функций и улучшений Openwind 1.9

  • Индукционная модель, основанная на работе доктора А. М. Форстинга, с настраиваемыми параметрами для комбинации индукционных зон
  • NORD2000 (непроверено)
  • Экспорт отчетов непосредственно в формат Excel
  • Улучшена оптимизация режима NRO
  • Редактирование растра
  • Поддержка темного режима
  • Запись на экран
  • Разрешенная оптимизация местоположения без точек буферизации
  • IEC61400-12 (издания 1 и 2) оценка препятствий и местности
    • Определение, редактирование, преобразование точечных слоев в препятствия
    • Растрировать лес в сетку препятствий
  • Новая модель пробуждения (непроверенная)
    • Бастанха (он же Porte Agel)
  • Улучшенная многопоточность
  • Улучшено удаление пробуждения
  • Аппаратное ускорение OpenGL 2D
  • Создание стратегии подавления мерцания теней
    • Экспорт в отчет
    • Импорт из буфера обмена
  • Цепочка подстанций при оптимизации LCOE
  • Запуск захвата энергии временных рядов с частичными (сокращенными) значениями доступности
  • Создание таблиц турбулентности метеорологической мачты из фоновой карты шероховатости и скорости ветра
  • Добавлены опции для модели DAWM EV
  • .
  • Запуск захвата энергии временных рядов с частичными (сокращенными) значениями доступности
  • Создание таблиц турбулентности метеорологической мачты из фоновой карты шероховатости и скорости ветра
  • Добавлены опции для модели DAWM EV
  • .
  • Экспорт в WindPlanner
  • Поддержка WakeBlaster
  • Wierenga теперь можно использовать для оценки 3 факторов второго порыва ветра
  • Wierenga можно использовать для перевода скорости ветра за 10 минут в максимальную или минимальную скорость в более короткие интервалы времени, но только до 140 секунд
  • Входные точки и турбины в виде линий или дуг
  • Возможность заказывать и загружать файлы Wind Resource Grid (WRG) и наборы данных временных рядов непосредственно из Windnavigator
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.