この研究は、キー基本的な研究プログラムの中国国家 (No.2015CB251303) と中国の国家自然科学基金 (第 51276005) によって後援されました。

1 実験のセットアップ 注: 吸着冷凍システムは吸着ベッド、蒸発器、凝縮器、真空ポンプ、太陽トラフ コレクターの構成 (。図 1)。放物線トラフと自動太陽追尾装置は製造され、太陽集熱器の効率を改善するためにシステムに適用されます。 図 2 に示すように、太陽光追尾自動トラフはウォーム歯車装置によって駆動されました。デバイスはステッピング モーター、ワーム、ギア、移動制限ブロック、手動車輪から成っています。ウォーム歯車装置の寸法 21 × 80 cm 2 であった。トラフ コレクターは、放物線トラフのフォーカス ・ ラインに沿って位置していた吸着剤のベッドの上に太陽光を集中して。
 <img alt="Figure 1"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/55925/55925fig1v2.jpg"/> 図 1: 実験システム太陽吸着冷凍。 システムの (最上位) の模式図(下)実験のセットアップの写真。上部のパネルは蒸化器、コンデンサー、真空ポンプを含む実験システムのコンポーネント など 下部のパネル組み立て吸着冷凍システムの写真が表示されます。システム、蒸発器と凝縮器はフィン付き管の構造、コンパクトな熱交換器の一種です。吸着ベッド、太陽エネルギーを効果的に取り込むことができます真空ソーラーコレクターから改革します <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55925/55925fig1v2large.jpg"target="_blank"> の拡大版を表示するにはここをクリックしてください。この図</a>。
 <img alt="Figure 2"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/55925/55925fig2v2.jpg"/> 図 2: ウォームギヤ ボックス構造。ウォームギヤ ボックスは、ステッピング モーターの回転を放物線トラフの太陽追跡運動に変換するデバイスです。ステッピング モーターに加えウォームギヤ ボックスには、減速機、手動ホイール、ウォーム シャフト、等 の手動/自動スイッチを引っ張って左へのハンドル、歯車 5a と 5b を外れます。したがって、ハンド ホイールを回転させることにより、トラフを手動で制御できます。手動/自動スイッチ ハンドルを右に引いて、歯車 5a と 5b 従事している一緒に。したがって、ステッピング モーターによって自動的に制御されます。
<ol><li>溶接によるウォーム ホイール軸に追跡太陽集熱器の接続方法です。ステッピング モーターの回転をギアとワームを照合することによって太陽集熱器に渡します。パイプの襟のペアで一緒にコレクター鋼管吸着ベッドを修正します 。
	注: は、ステッピング モーターによって駆動、回転毎日東から自動的に太陽の動きに追従して西へ</li>。
	<li>は、四季折々 の太陽高度の変化によると、平らな地面にトラフの傾斜角度を調整します。緯度地域 Φ と太陽赤緯 δ によって谷の傾斜角 β と数式の β を決定する Φ - δ を =。手動での谷の傾斜角度を調節角度調整レバーの下部にある小さなホイールを回転 (第 13 部 図 1). 
	注: この方法で太陽放射は、トラフにできるだけ普通です。実験システムは、緯度 39.89 ° N および経度 116.38 ° e. で北京工科大学のキャンパス内に位置していた吸着ベッドは、円筒形を取った。管 ( 図 3) の真空太陽受信機から結成された</li>。
</ol> <img alt="Figure 3"class="xfigimg"src="/files/ftp_upload/55925/55925fig3v2.jpg"/> 図 3 : 吸着ベッドの温度の展開構造プローブ。 ベッド構造体の (最上位) の模式図(下)温度プローブ、ベッドで大量転送チャネル。上部のパネルは、ベッドの基本的な構造を示しています。吸着材は、太陽光吸収管および銅の冷却チャネル間円環状空隙に置かれます。太陽の光は、ガラス管を貫通、太陽光吸収管の表面に落ちる。その後、熱伝導によって太陽のエネルギーはベッド内吸着剤の材料に移ります。下部パネルには、温度プローブの場所が表示されます。吸着・脱離プロセス中ベッドの温度変化を監視するこれらのプローブを使用 <a href="//ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55925/55925fig3v2large.jpg"target="_blank"> 拡大版を表示するのにはここをクリックしてくださいこの図の</a>。
<ol start="3"> 太陽エネルギーの捕獲を促進するために <li>コート ベッドの太陽吸収管 (ステンレス製 d = 64.5 mm) 真空成膜法による黒のクロム鉱床の層で。この技術 13 の詳細について選択的なコーティングについて以前に発行された文献を参照してください。コーティング層の太陽光吸収率が 0.95、赤外線放射率は、0.15、コーティング層の厚さは 0.08 mm を確保します 。
	注: この被膜は日射を効果的にキャッチすることができますが、自体を発する非常にわずか。結果として、太陽エネルギーが吸着ベッドに簡単に取得し、効果的に吸着エンタルピー熱に変換されます</li>。
	<li>銅の管を入れる (d = 20 mm) 吸着層の軸に沿って。フランジとベッドに銅管を修正 ( 図 3、上部パネルを参照してください)。銅の管は吸着プロセス中にベッドの冷却チャネルとして機能します</li>。
	<li>ベッド ベッド チューブと銅の冷却チャネルによって形成される環状の空洞に、吸着材をご記入ください。吸着材としてサポ 34 ゼオライトを使用し、水を冷媒として。サポ 34 ゼオライトの 3.171 kg をベッドに入れてください。粒状のサポ 34 ゼオライトは直径 5.7 mm</li>。
	<li>は、吸着・脱離過程 ( 図 3 底板) の中にベッドの温度変化を監視するベッドの 3 つの断面に 9 つの温度プローブを配置します。銅の冷却チャンネルが装着されて小さなサポーターでプローブを修正します</li>。
	<li>入れてプローブのセクション 1 と 2 A 吸着層の入口近く。ベッドの 8 および 9 行き止まり近く・ プローブを置きます。B B の中間のセクションで他のプローブを修正 ( 図 3 参照).</li>
	<li>挿入軸 d の大量転送チャネルをベッドに 10 mm を =。大量のチャネル網状管の形態がある吸着ベッドの同じ長さであることを確認 (d ベッド = 64.5 mm)。入口から下のチャネルを拡張し、吸着材の押し出し力で正しい位置に立つこと。網状管によりベッドの深い領域をすばやく入力する水蒸気</li>。
</ol> 2。実験方法 注: 吸着冷凍、それは高温蒸気を放出しながら、固体吸着材吸着強く低温の冷媒であるという原則に基づいています。運転の原動力として使用する熱、冷蔵の目的は達されます。吸着システムの冷凍サイクルは、主に 4 つのステップ、すなわち、太陽光加熱処理、脱離過程、ベッド冷却プロセス、および吸着プロセス。吸着プロセスが完了した後脱着プロセスをもう一度開始します。実験のすべての手順は同様に重要な彼らが相互にかかわり合い、対話的に互いに影響を及ぼすので。
<ol><li>ソーラーとベッドの脱着を開始する次の手順で実験のセットアップを調整する。
	<ol><li>を回して、放物線トラフ手動でそれに直面しているため、日光照射パラボリック ・ トラフ方式通常正午、実験前に東します</li>。
		<li>吸着ベッドに接続するいると、ベッドの圧力を確保するためすべてのバルブをオフにシャット ダウンし、パイプが 800 以下ペンシルバニア、それは太陽暖房の準備ができています</li>。
		<li>は、朝の太陽の光が水平線と平行にシステムの制御装置に切り替えます。太陽の動きをトレースする自動的に回転トラフを作る</li>。
		<li>は、閉じた状態の下で太陽放射によって熱されるため吸着飽和ベッドを許可します。ベッドの温度とベッドの圧力が徐々 に増加、結果としてします</li>。
		<li>モニターまで圧力計 ( 図 1 の番号 6) とベッドの圧力は環境の凝縮温度に対応する圧力の値より高い。熱力学によると 30 ° C で水の凝縮圧力は 4,246 ペンシルバニア州</li>
	</ol></li> <li>脱着プロセスを開始します 。
	&#8203; 注: 脱着過程で水蒸気の結露が発生します。凝縮温度は、テスト当日現地の天候によって決定されます。
	<ol><li>オープン ベッドとコンデンサーを接続するバルブ。接続パイプを通ってコンデンサーに let 水蒸気流。コンデンサーの温度が徐々 に上昇する水蒸気凝縮器に入りと</li>。
		<li>同時に吸着ベッドに太陽暖房ように保つベッド圧力のまま脱を引き起こすのに十分高い。プロセスが完了するまで、太陽ヒーターを停止しないでください</li>。
		ベッドの圧力がコンデンサーの圧力と等しい場合、<li>は脱着プロセスを終了します。脱着プロセスが終わるときバルブをオフにします</li>。
	</ol></li> <li>ベッドがまだ高温の状態で脱着後は 吸着プロセスの前にベッドを冷やします。吸着剤の材料が低温でのみ吸着主。
	<ol><li>ベッドが太陽放射から遮断されるのでシールド アルミ箔シート、吸着ベッドを吸着処理を開始する</li>。
		<li>蒸発器と凝縮器接続すべてのバルブを閉じます</li>。
		<li>は、ベッドの循環水ループを開き、吸着材を冷却します。継続的にベッドで循環水、内部のエンタルピーは撮影し、ベッド圧力がそれに応じて低下します</li>。
		<li>冷却プロセスを終了は、ベッドの圧力が飽和蒸気圧、蒸発器で下回った &#39; s 温度 。
		注: は、ベッドの冷却後吸着冷凍過程の準備が。今ベッドの温度は周囲の空気の温度とベッド圧力が最低限のレベルに達している</li>。
		<li>は、吸着過程で作業状態で循環水ループを維持します。吸着が発熱して、発生した熱はできるだけ早く外に排出する必要があります</li>。
		<li>は、ベッドと蒸発器のバルブを開きます。ベッドに蒸発器からの水蒸気ラッシュができます 。
		注: 蒸発器の蒸気還元気化する結果、飛躍的に低下蒸発温度のより多くの水が発生します。結果的に、蒸発器は蒸発器が装着されて、冷凍効果が得られる水タンクからの熱を吸収する</li>。
		<li>起こっている、吸着過程を維持し、ベッドの温度とベッドの圧力の変化を記録します 。
		注: 吸着プロセスの間に蒸発器で蒸気圧を下げるなり低い、ベッドの温度がすばやく上昇します</li>。
		ベッド圧力、蒸発器圧力と等しいとき、<li>は吸着プロセスを終了します。その後、脱離過程を再度続く</li>。
	</ol></li></ol> 3。データ削減手法 <ol><li>冷凍能力と熱-冷間変形の効率に基づく冷凍システムの性能を評価します 。
	&#8203; 注: 現在のシステムでは、冷凍能力が蒸発した水の質量量と蒸発器自体の温度変化で計算されます。
	<ol><li>システムの合計冷凍能力 (Q ref) を決定する、次のように、吸着後冷水タンク、金属の蒸発器、蒸発器内の残水のエンタルピー減少の合計を計算するには、: <img alt="Equation 1"src="/files/ftp_upload/55925/55925eq1.jpg"/> c p 式 (1) では一定圧力での比熱、m は質量を意味します。水タンクと周囲の環境との間の熱伝達を考慮した蒸発器の冷凍能力に補正係数であり、C と C = 熱伝達の原則に従って 1.15。下付き文字 w と e それぞれ水と蒸発器を表します。方程式 m タン w と m w ev はタンク内の冷却水の質量と温度ドロップ ΔT w と ΔT に対応する蒸発器内の残留水の質量 e、それぞれします 。
		注: ベッドに太陽エネルギー入力が暑さ・寒さの変換の効率を評価する必要があります</li>。
		<li>決定として太陽エネルギー入力 Q s: 
		<img alt="Equation 2"src="/files/ftp_upload/55925/55925eq2.jpg"/> 、私 s、私 (t) が脱離過程の中に、露出計によって記録された一時的な日射量。私にデータ取得時間間隔 Δt s、私 (t) は 10 秒。トラフ表面 ρ の放物線トラフ p、反射効率、チューブ ガラス τ の透過率、コーティングの表面 α のパラメーターと共に太陽光吸収係数の開口面積式 (1) の、すべては、表 1 に記載されています</li>。
		Q ref で、上記で入手した Q s <li>基づく判断 14 として冷凍システムの警官: 
		<img alt="Equation 3"src="/files/ftp_upload/55925/55925eq3.jpg"/> β 1 と β 2 が太陽エネルギー入力 Q s に補正係数 β 1 は非放物線性の補正係数、。トラフを考慮、トラフの変形製造技術の制限のため、β 1 と見なされます = 0.85。β 2 はベッドの得られた熱の実際の量の補正係数です。外側のガラス管よりも金属のベッド チューブの小さいサイズのため実際得られる熱量がガラス管に反映させるよりも小さいです。β 2 は、ガラス管径 D 1 に金属のベッド径 D 2 の比によって決定されます。D 1 = 100 mm、D 2 = 64.5 mm が計算されますその β 2 = 0.645</li>。
		<li> 14 として実験のパラメーターによってベッドの特定の冷却力を決定する: < img alt ="方程式 4" src="/files/ftp_upload/55925/55925eq4.jpg"/> m 、 吸着物質の質量は、t 広告 は吸着過程の時間</li>。
	</ol></li></ol> <img alt="Table 1"src="/files/ftp_upload/55925/55925table1v2.jpg"/> テーブル 1: 式 (1) と式 (2) のパラメーターの値。イコライザー (1) と 式 (2) に含まれるパラメーターは、この表に記載されています。パラメーターは、c p、p α など

<ol>
	<li>Hu, P., Yao, J. J., Chen, Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Analysis+for+composite+zeolite/foam+aluminum-water+mass+recovery+adsorption+refrigeration+system+driven+by+engine+exhaust+heat.">Analysis for composite zeolite/foam aluminum-water mass recovery adsorption refrigeration system driven by engine exhaust heat.</a> Energ Convers Manage. 50, 255-261 (2009).</li><li>Sutuki, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Application+of+adsorption+cooling+system+to+automobiles.">Application of adsorption cooling system to automobiles.</a> Heat Recov Syst CHP. 4 (13), 335-340 (1993).</li><li>Li, M., Wang, R. Z., Xu, Y. X., Wu, J. Y., Dieng, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+on+dynamic+performance+analysis+of+a+flat-plate+solar+solid-adsorption+refrigeration+for+icemaker.">Experimental study on dynamic performance analysis of a flat-plate solar solid-adsorption refrigeration for icemaker.</a> Renew Energy. 27, 211-221 (2002).</li><li>Liu, Y. L., Wang, R. Z., Xia, Z. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+study+on+a+continuous+adsorption+water+chiller+with+novel+design.">Experimental study on a continuous adsorption water chiller with novel design.</a> Int J Refrig. 28 (2), 218-230 (2005).</li><li>Sumathy, K., Li, Z. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiments+with+solar-powered+adsorption+ice-maker.">Experiments with solar-powered adsorption ice-maker.</a> Renew Energy. 16, 704-707 (1999).</li><li>Hadj Ammar, M. A., Benhaoua, B., Balghouthi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simulation+of+tubular+adsorber+for+adsorption+refrigeration+system+powered+by+solar+energy+in+sub-Sahara+region+of+Algeria.">Simulation of tubular adsorber for adsorption refrigeration system powered by solar energy in sub-Sahara region of Algeria.</a> Energ Convers Manage. 106, 31-40 (2015).</li><li>Wang, R. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experiment+on+a+continuous+heat+regenerative+adsorption+refrigerator+using+spiral+plate+heat+exchanger+as+adsorbers.">Experiment on a continuous heat regenerative adsorption refrigerator using spiral plate heat exchanger as adsorbers.</a> Appl Therm Eng. 18, 14-19 (1998).</li><li>Abu-Hamdeh, N. H., Alnefaie, K. A., Almitani, K. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Design+and+performance+characteristics+of+solar+adsorption+refrigeration+system+using+parabolic+trough+collector:+experimental+and+statistical+optimization+technique.">Design and performance characteristics of solar adsorption refrigeration system using parabolic trough collector: experimental and statistical optimization technique.</a> Energ Convers Manage. 74, 162-170 (2013).</li><li>El Fadar, A., Mimet, A., P&#233;rez-Garc&#237;a, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+an+adsorption+refrigeration+system+powered+by+parabolic+trough+collector+and+coupled+with+a+heat+pipe.">Study of an adsorption refrigeration system powered by parabolic trough collector and coupled with a heat pipe.</a> Renew Energy. 34, 2271-2279 (2009).</li><li>Restuccia, G., Freni, A., Russo, F., Vasta, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+investigation+of+a+solid+adsorption+chiller+based+on+a+heat+exchanger+coated+with+hydrophobic+zeolite.">Experimental investigation of a solid adsorption chiller based on a heat exchanger coated with hydrophobic zeolite.</a> Appl Therm Eng. 25, 1419-1428 (2005).</li><li>Al Mers, A., Azzabakh, A., Mimet, A., El Kalkha, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optimal+design+study+of+cylindrical+finned+reactor+for+solar+adsorption+cooling+machine+working+with+activated-ammonia+pair.">Optimal design study of cylindrical finned reactor for solar adsorption cooling machine working with activated-ammonia pair.</a> Appl Therm Eng. 26 (16), 1866-1875 (2006).</li><li>Louajari, M., Mimet, A., Ouammi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Study+of+the+effect+of+finned+tube+adsorber+on+the+performance+of+solar+driven+adsorption+cooling+machine+using+activated+carbon-ammonia+pair.">Study of the effect of finned tube adsorber on the performance of solar driven adsorption cooling machine using activated carbon-ammonia pair.</a> Appl Energ. 88, 690-698 (2011).</li><li>Mattox, D. M., Kominiak, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deposition+of+semiconductor+films+with+high+solar+absorptivity.">Deposition of semiconductor films with high solar absorptivity.</a> J Vac Sci Technol. 12, 182-185 (1975).</li><li>Du, S. W., Li, X. H., Yuan, Z. X., Du, C. X., Wang, W. C., Liu, Z. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+of+solar+adsorption+refrigeration+in+system+of+SAPO-34+and+ZSM-5+zeolite.">Performance of solar adsorption refrigeration in system of SAPO-34 and ZSM-5 zeolite.</a> Sol Energ. 138, 98-104 (2016).</li><li>Ron, M., Gruen, D., Mendelsohn, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+properties+of+porous+metal+hydride+compacts.">Preparation and properties of porous metal hydride compacts.</a> J. Less- Common Metals. 74 (2), 445-448 (1980).</li><li>Liu, Z. Q., Wu, F., Tan, Z. H., Chen, S., Wang, G. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+experimental+study+of+thermal+conductivity+enhancement+on+solid+adsorption+refrigeration.">An experimental study of thermal conductivity enhancement on solid adsorption refrigeration.</a> Mater Rev. 15 (12), 61-63 (2001).</li><li>Gordeeva, L. G., Freni, A., Restuccia, G., Aristov, Y. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adsorptive+air+conditioning+systems+driven+by+low+temperature+energy+sources:+choice+of+the+working+pairs.">Adsorptive air conditioning systems driven by low temperature energy sources: choice of the working pairs.</a> J Chem Eng Jpn. 40 (13), 1287-1291 (2007).</li><li>Kakiuchi, H., Shimooka, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Water+vapor+adsorbent+FAM-Z02+and+its+applicability+to+adsorption+heat+pump.">Water vapor adsorbent FAM-Z02 and its applicability to adsorption heat pump.</a> Kagaku Kogaku Ronbun, Jpn. 31 (4), 273-277 (2005).</li><li>Li, X. H., Hou, X. H., Zhang, X., Yuan, Z. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+on+development+of+adsorption+cooling-Novel+beds+and+advanced+cycles.">A review on development of adsorption cooling-Novel beds and advanced cycles.</a> Energ Convers Manage. 94, 221-232 (2015).</li></ol>

著者が明らかに何もありません。

熱力学的システムとして太陽吸着冷凍装置のパフォーマンスは最適の設計とシステムの適切な動作に依存します。熱供給とベッドの冷却方法の両方がシステムにうまく機能を保証するため重要です。水冷却空気冷却水の対流熱伝達の強度が高いためにお勧めします。吸着材の悪い伝導性は通常ベッドの限られた熱転送率を決定します。ベッドの熱伝達を改善するために多くの計測は、内部に挿入されたフィンの強化構造などと考えられていた。19シリカゲルは人気、吸着材の一種です。太陽吸着システムで、シリカゲルを使用する場合は、シリカゲルの脱水状態になるし、活性を失うことがないようにベッドの脱離温度は 95 ° C 未満に限定になりません。
ほとんどの再生可能エネルギー システムのような現在の吸着冷凍システム エンジニア リング アプリケーションの面でいくつかの欠点があります。注目すべき問題は、システムの断続的な作品です。吸着システム、加熱と冷却の本質的な自然と冷たい電源を供給継続的にシングル ベッドを使用。一部の研究者のこの問題を解決するために再生熱と物質移動の技術を適用できる共役の 2 つのベッド システムを検討しました。このようなシステムはかなり複雑になることができますが、パフォーマンスの向上はしばしば非常に満足。考慮する必要がありますもう一つのポイントは、天候条件効果です。天気が悪い日は、システムに十分な太陽エネルギーの供給。このような状況では、いくつかの予備熱源システムは、作業を続行できますように準備する必要があります。
グリーン エネルギー技術として太陽吸着冷凍システムは過去 10 年間で多くの注目を集めています。太陽エネルギーの利用は、化石燃料の消費を回避し、大気汚染を効果的に低減します。さらに、このようなシステムはない回転成分があり、ノイズのないと柔軟に展開することができます。システムの効率は蒸気圧縮またはアンモニア吸収を使用する従来の冷凍システムに匹敵する、太陽エネルギーの豊かさは、将来的に輝度の潜在的な意義を提示します。電気や燃料を消費するシステム、運用コストのためのパフォーマンスの効率化にとても重要です。対照的に、太陽エネルギーは無料、警官が非常に高い場合でも、システムはまだ有益です。
我々 は確かにどのように迅速に太陽はさらに改善が必要なこの手法のいくつかの側面があるので、吸着技術は大規模な従来の冷凍システムを置き換えることができます。数年前、日本で東京ガス株式会社産業廃棄物熱によって駆動された吸着式冷凍機の市販型を提唱が報告されました。グローバル経済と技術の発展により、最初の太陽吸着冷凍の技術は気候は年のほとんどの時間でホットへき地応用を見つけます。
このシステムの操作には、4 つの重要な手順が含まれます。彼らは、時間の順序に従って: 終了条件の下でベッドの予熱さらに増やすベッド温度と脱離過程水や空気の流れを再循環させることによりベッドの冷却冷凍効果を生成する吸着プロセス。

伝統的な蒸気のオゾン層破壊問題より深刻な緑の技術と伝統的な冷凍を置き換えて成長圧縮冷凍は近年のホットな話題をなっています。それらの緑の技術の中で太陽吸着冷凍は多くの研究者の注目を集めています。吸着冷凍システム低悪性度の熱エネルギーによって駆動される、環境にやさしく、小さい、柔軟であることの利点があります。この吸着システムも駆動可能非太陽エネルギー、例えば熱機器から排出される排熱、車、エンジン排気ガス胡らによって述べられるように。1
冷却装置吸着、吸着ベッドは重要なコンポーネントです。その作業は、システム全体のパフォーマンスに直接影響します。したがって、吸着ベッドのデザインは、Sutuki が指摘したように最も重要な問題です。2年前、フラット ベッドで大抵使用された冷却装置吸着。3,4,5の太陽光の集光装置なし、フラット ベッドの温度は通常低だった、それ故にシステムの COP ははかばかしくなかった。対照的に、鋼管吸着ベッドは、COP を向上しました。警官がサブサハラ地域で 0.21 を達することができるハジ アマルらによって報告されました。6また、王ら7連続熱再生の特性によって区別されたスパイラル プレート吸着器を開発しました。吸着ベッドの斬新なデザインは、システムのサイクル タイムを短縮しました。アブ Hamdehら8は、パラボリック ・ トラフ方式、太陽吸着冷凍システムに彼らの研究を報告しました。そのテスト結果は、0.20 0.18 から様々 なシステムの COP を示した。エル Fadar et al.9は、ヒートパイプと相まって、0.18 の最適な警官を示したパラボリック ・ トラフ方式を搭載する吸着冷凍システムを検討しました。
考えられていたいくつかのフィン チューブに対する鋼管のベッドの熱伝達を強化して強化の効果を検討しました。シェルとチューブ熱交換器の形をした革新的なベッドが Restucciaらによって発表されました10. 金属表面と吸着剤の材料間の熱・物質の接触移動抵抗を減らすことができるので、内部のフィン チューブはゼオライト層を被覆したもの。システムでは、特定の冷却力の 30-60 W/kg 15-20 s. アル Mersらのサイクリングの時に出力115 6 フィンと強化された吸着器は大幅雰囲気と 45%、COP が向上する吸着器の熱損失を減らすことができることを示した。Louajariらによるフィン チューブの吸着器のソーラー駆動システムのパフォーマンスに及ぼす影響を調べたも12です。 作業のペアとして活性炭・ アンモニアを使用して、彼らはフィン バッキ サイクリングの物質移動がフィンなし 1 より大きいことを示した。
現在の研究では、定量的改善太陽光吸着冷凍システムで太陽追尾パラボリック ・ トラフ方式の適用は、内部冷却トンネルが展開されました。サポ-34/zsm-5 ゼオライトと作業のペアとして水蒸気は、システムは、熱力学と冷凍の面で興味深い特性を示した。典型的なテスト結果と同様、実験的方法論を提示して、このレポートで説明しました。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>evaporator</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>finned heat exchange</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>condenser</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>finned heat exchange</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>evaporator water tank</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>volume:9L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>condenser water tank</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>volume:9L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>vacuum pump</td>
			<td>Beijing Jing Rui Ze Xiang Instrument Co. Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>rotation speed:1400 motor pover:370W</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>condenser pressure sensor</td>
			<td>Beijing Li Nuo Tian Sheng Instrument Co. Ltd.</td>
			<td>16P2623</td>
			<td>maximum:2200Pa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>bed pressure sensor</td>
			<td>Beijing Li Nuo Tian Sheng Instrument Co. Ltd.</td>
			<td></td>
			<td>maximum:2200Pa</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>adsorption bed</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>cylundrical glass tube</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>parabolic trough</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>high reflective aluminum sheet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>water pump</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>motor pover:250W, water head:8m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>water tank</td>
			<td>home-made</td>
			<td></td>
			<td>volume:500L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DRT-2-2 direct solar actinometer</td>
			<td>Beijing Tian Yu De Technology Co. Ltd.</td>
			<td>03140132</td>
			<td>sensitivity:13.257&#956;V/W&#8226;m2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TBQ-2 solar pyranometer</td>
			<td>Jinzhou Sunshine Technology Development Co., Ltd., China</td>
			<td>209079</td>
			<td>sensitivity:12.733&#956;V/W&#8226;m2</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SAPO-34 zeolite</td>
			<td>Langfang Peng Cai Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>20mm in length and 2.2mm in diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZSM-5 zeolite</td>
			<td>Langfang Peng Cai Co., Ltd., China</td>
			<td></td>
			<td>5.7mm in diameter</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

experimental system of solar adsorption refrigeration with concentrated collector

太陽吸着冷凍のパフォーマンスを向上させる太陽濃度コレクターと実験システムはセットアップされ、調査。システムの主なコンポーネントは、吸着剤ベッド、凝縮器、蒸発器、冷却サブシステム、太陽集熱器をだった。実験の最初のステップで蒸気飽和ベッドはベッドの温度と圧力が増加を引き起こした閉鎖条件下で太陽放射によって加熱されました。ベッド圧力に十分に高くなり、コンデンサーへの接続に切り替えられましたが、ベッド、こうして水蒸気流れ継続的にベッドから液化するコンデンサーに。次に、脱着後クールダウンに必要なベッド。アルミ箔を達成太陽シールド状態でベッドに循環水ループを開設されました。継続的にベッドで循環水、ベッドで蓄熱を取り出したし、ベッドの圧力減少しております。ベッド圧を下回る蒸発温度の飽和蒸気圧力、蒸発器にバルブが開かれました。水蒸気の質量はベッドに駆けつけて、ゼオライト素材が吸着します。蒸発器内の水の巨大な蒸発、冷凍効果は最終的に生成されます。実験結果の警官 (システムの成績係数) とサポ 34 ゼオライトの SCP (システムの特定の冷却電源) は zsm-5 ゼオライトの吸着時間が長いかどうかに関係なくのそれよりも大きいことがわかったまたは短い。サポ 34 ゼオライトのシステムには、最大 COP 0.169 が生成されます。

大量転送吸着過程を通したベッドの特徴 吸着ベッドは常に吸着冷凍システムで最も重要なコンポーネントと熱・物質移動特性がシステム全体のパフォーマンスに影響を与える主な要因です。断面図 3(底板) に示すように記録された温度変化を解析することにより熱・物質移動ベッドの特徴を知ることは不可能です。図 4は、吸着プロセス中にベッドの温度の変化を示します。サポ 34 ゼオライトの物質移動能力である、別のセクションの開始点の吸着に適してほぼ同時に図に示します。ベッドの物質移動抵抗が低い場合は、ベッドが短時間で吸着平衡に達する可能性があり、ベッドで吸着材が完全に採用されます。循環水の対流の強く冷却機能、温度撮影アップはについて効果的に後抑制された時点 9 を除いて、吸着の 400-600 s。対照的に、自然な空気冷却法のベッドの温度は比較的ゆっくり減少でしょう。関連の実験結果は、デュらで徹底的に議論されています。14空気の流れのわずかな冷却効果ベッドの放熱を不満し、吸着冷凍機のサイクル パフォーマンスに影響します。比較では、水冷却システムよりだった。
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55925/55925fig4v2.jpg"> 
図 4:サポ 34 ゼオライトの吸着過程でベッドの温度変化します。この図は、吸着過程のベッドの温度変化を示します。温度の変化を通じてのベッドの物質移動特性を分析できます。温度の応答速度は、ベッドで物質の吸着速度を反映しています。
熱脱離過程を通したベッドの特徴 吸着プロセスは、熱・物質移動現象です。吸着剤の脱離/吸着高いベッドの温度変化に関連しています。それにもかかわらず、ベッドの特徴的な熱伝達のみ未定です自体は、吸着剤の熱特性ベッド構造によっても。我々 は両方強い吸着能力と高導電性材料を選択する傾向があります。しかし、残念ながら、かなり頻繁にこれらの資質は競合しています。良い吸着多孔性材料は通常悪い伝導性を発揮します。多くの要因(例えば、分子構造、処理方法、粒子サイズ等)は吸着剤15,16の熱的性質に影響を与えます。図 5は、サポ 34 と ZSM 5 ゼオライトの脱着過程でベッドの平均温度変化を示します。比較を容易にする、テスト キャンペーンで記録された日射量にも示します。太陽光の強度はほぼ同じ 2 つのゼオライトが、温度の増加はかなり異なっていた。サポ 34 17 ° c. だけだった一方 zsm-5 ゼオライトの気温が 32 ° C 以上を上昇しました。この結果は zsm-5 ゼオライトの熱移動能力はサポ 34 ゼオライトよりも優れていることを明らかにしました。吸着剤と蒸気の間物質移動は最も重要なプロセスが良い物質移動が実現することができます熱伝達のサポートとだけ。
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55925/55925fig5v2.jpg"> 
図 5: 脱離プロセス中にベッドの平均温度の変更。この図は、サポ 34 ゼオライトと zsm-5 ゼオライトの熱伝達で違いを示しています。600 s の脱着時にサポ 34 ゼオライト zsm-5 ゼオライトの温度の増加はかなり異なっていた。Zsm-5 ゼオライトの温度上昇は 32.52 ° C サポ 34 ゼオライトの増加はのみ 17.02 ° c.同じ太陽熱加熱条件で zsm-5 ゼオライトのより大きい温度間隔はサポ 34 ゼオライトに対する熱伝達の優位性を示します。
脱着のベッドの特徴 一般に、吸着システムの冷凍電源の出力は、吸着剤の特性とベッドの熱伝導率によって決まります。通常、脱離過程の時間は吸着プロセスの時間より長いです。脱着時にベッドで伝熱特性を知ることが不可欠です。ここで脱着程度によってのインデックスは、ベッドの脱離の完全性を評価する使用されます。によっては時間 t に初期吸着過程における蒸気吸収量の総量から冷媒の脱離量間の比率として定義されます。
実験データと異なる脱着時ベッドのによってを取得できます。まず、脱着程度がベッドといくつかの程度に改善されたことが表示されます増加温度。T で 54.9% から増加した、によってサポ 34 ゼオライト システムの 1 h は t で 69.3% を = = 2 h。その一方で、脱着同時に ZSM 5 システムはサポ 34 システムよりも悪い脱着効果を示した。14サポ 34 のベッドの温度は比較的低く、図 5、についてで説明したよう、脱着の度に優れていた。これはサポ 34 ゼオライトが吸着材として使用に適していることを告げています。・ ゴルデーワらによってサポ 34 zeoilite のこの機能を強調したも17
システムの冷凍能力 吸着システムの冷凍能力は、基本的に水槽の温度の減少によって反映されます。水槽の温度のテスト結果は、図 6に掲載されています。水槽の温度は、非線形の方法で時間と変わった。最初 600 内ですぐに低下した吸着時間そして温度の減少減速。サポ 34 および zsm-5 ゼオライトの 2 つの温度プロファイルと比較して 2 つのゼオライトの冷凍能力はむしろ異なること知られています。水タンクの温度低下は、システムの冷凍能力を直接反映されます。明らかに、サポ 34 システムの温度低下だった ZSM 5 システムのそれよりもはるかに大きかった。良い脱離特性前述、サポ 34 ゼオライト zsm-5 ゼオライトよりも高い冷凍能力を出展しました。この識別情報は一貫性・ ゴルデーワらの結論16と垣内ら18
-together.within-ページ =「1」><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55925/55925fig6v2.jpg"> 
図 6:冷水槽の温度変化します。一般的には、蒸発器のタンクで冷却水の温度変化は線形でした。サポ 34 ゼオライトのそれはすぐに最初 600 内減少した s の次に減少が鈍化。対照的に、zsm-5 ゼオライトの温度変化は比較的スムーズでした。これには、冷凍の出力低下時間機能が反映されます。2 つの曲線はまた、サポ 34 と ZSM 5 ゼオライトのパフォーマンスの違いを明らかにしました。
警官と,式 (3)と式 (4)、によって決定される SCP のインデックスによりシステムの性能を評価し、結果を表 2に示します。図6 温度の非線形変化、2 組のデータのための吸着時間 t広告= 600 s と t の広告= 1,800 s が表示されます。いずれかのテーブルは、最初 600 s の中で Qrefでケース 1,800 s 吸着時間の合計冷凍能力の 3 分の 2 以上の割合。明らかに、t広告の SCP = 600 s がはるかに高いよりも、t広告= 1,800 s、ただし警官結果はこれらの結果に反して実行します。表 2に最高の COP 0.169 に達しています。エラー解析が行われ、さまざまなテスト キャンペーンに対応する 6.2-9.4% の間であった警官の不確実性を明らかにしました。アブ Hamdehらによって最大ここで警官は結果の比較範囲を言及する必要があります。8パラボリック ・ トラフ方式のシステムには、0.18 0.20 の警官が生成されます。SCP インデックスは、ベッドの冷凍能力の特定のパワー出力を反映しています。高い SCP は、冷凍のハイパワーが吸着剤質量の単位によって生成されることを意味します。分析結果は、警官とサポ 34 の SCP の zsm-5 の場合に関係なく吸着時間が長くまたは短くに優れていたことを実証しています。
<img alt="Table 2" src="/files/ftp_upload/55925/55925table2v2.jpg"> 
表 2: ゼオライト ZSM-5 およびサポ 34 の冷凍能力の比較。比較のためご紹介サポ 34 と ZSM 5 ゼオライトの吸着冷凍の包括的なパフォーマンス。SCP インデックスまたは警官インデックスによって、サポ 34 システムは ZSM 5 システムにその優位性を示しています。

Watch this Scientific Journal Video about Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector at JoVE.com

Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector

原動力として太陽エネルギーは、新しい吸着冷凍システムを開発し、実験します。水蒸気とゼオライト吸着システムの作業のペアを形成します。本稿では、実験装置、操作手順および重要な結果のセットアップについて説明します。

太陽吸着冷凍濃縮コレクターの実験システム

To improve the performance of solar adsorption refrigeration, an experimental system with a solar concentration collector was set up and investigated. The ...

experimental-system-solar-adsorption-refrigeration-with-concentrated

Nanyang Technological University

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Physics

Environment

Unit 1

The Second Law of Thermodynamics

SCIENTISTS IN ACTION

14.4K ビュー.  Beijing University of Technology. 原動力として太陽エネルギーは、新しい吸着冷凍システムを開発し、実験します。水蒸気とゼオライト吸着システムの作業のペアを形成します。本稿では、実験装置、操作手順および重要な結果のセットアップについて説明します。

ビデオ: Experimental System of Solar Adsorption Refrigeration with Concentrated Collector

Experimental Protocol for Manipulating Plant-induced Soil Heterogeneity

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as plant-soil feedbacks (PSF) have large effects on plant performance, and create environmental heterogeneity that depends on the community composition. Understanding the importance of PSF for plant community assembly necessitates understanding of the role of heterogeneity in PSF, in addition to mean PSF effects. Here, we describe a protocol for manipulating plant-induced soil heterogeneity. Two example experiments are presented: (1) a field experiment with a 6-patch grid of soils to measure plant population responses and (2) a greenhouse experiment with 2-patch soils to measure individual plant responses. Soils can be collected from the zone of root influence (soils from the rhizosphere and directly adjacent to the rhizosphere) of plants in the field from conspecific and heterospecific plant species. Replicate collections are used to avoid pseudoreplicating soil samples. These soils are then placed into separate patches for heterogeneous treatments or mixed for a homogenized treatment. Care should be taken to ensure that heterogeneous and homogenized treatments experience the same degree of soil disturbance. Plants can then be placed in these soil treatments to determine the effect of plant-induced soil heterogeneity on plant performance. We demonstrate that plant-induced heterogeneity results in different outcomes than predicted by traditional coexistence models, perhaps because of the dynamic nature of these feedbacks. Theory that incorporates environmental heterogeneity influenced by the assembling community and additional empirical work is needed to determine when heterogeneity intrinsic to the assembling community will result in different assembly outcomes compared with heterogeneity extrinsic to the community composition.

Understanding the role of environmental heterogeneity in species coexistence has typically focused on types of heterogeneity that are extrinsic to the community&#8217;s species composition. We provide novel detailed methods for creating soil heterogeneity treatments using soils subject to plant-soil feedback conditioning, or heterogeneity intrinsic to the community composition.

の操作植物に誘導される土壌の不均一性のための実験プロトコール

Coexistence theory has often treated environmental heterogeneity as being independent of the community composition; however biotic feedbacks such as ...

環境学

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

The need to replace petroleum fuels with alternatives from renewable and more environmentally sustainable sources is of growing importance. Biomass-derived biofuels have gained considerable attention in this regard, however first generation biofuels from edible crops like corn ethanol or soybean biodiesel have generally fallen out of favor. There is thus great interest in the development of methods for the production of liquid fuels from domestic and superior non-edible sources. Here we describe a detailed procedure for the production of a purified biodiesel from the marine microalgae Isochrysis. Additionally, a unique suite of lipids known as polyunsaturated long-chain alkenones are isolated in parallel as potentially valuable coproducts to offset the cost of biodiesel production. Multi-kilogram quantities of Isochrysis are purchased from two commercial sources, one as a wet paste (80% water) that is first dried prior to processing, and the other a dry milled powder (95% dry). Lipids are extracted with hexanes in a Soxhlet apparatus to produce an algal oil (&#34;hexane algal oil&#34;) containing both traditional fats (i.e., triglycerides, 46-60% w/w) and alkenones (16-25% w/w). Saponification of the triglycerides in the algal oil allows for separation of the resulting free fatty acids (FFAs) from alkenone-containing neutral lipids. FFAs are then converted to biodiesel (i.e., fatty acid methyl esters, FAMEs) by acid-catalyzed esterification while alkenones are isolated and purified from the neutral lipids by crystallization. We demonstrate that biodiesel from both commercial Isochrysis biomasses have similar but not identical FAME profiles, characterized by elevated polyunsaturated fatty acid contents (approximately 40% w/w). Yields of biodiesel were consistently higher when starting from the Isochrysis wet paste (12% w/w vs. 7% w/w), which can be traced to lower amounts of hexane algal oil obtained from the powdered Isochrysis product.

Experimental Protocol for Biodiesel Production with Isolation of Alkenones as Coproducts from Commercial Isochrysis Algal Biomass

Detailed methods are presented for the production of biodiesel along with the co-isolation of alkenones as valuable coproducts from commercial Isochrysis microalgae.

コマーシャルからの副産物としてアルケノンの単離とバイオディーゼル生産のための実験プロトコール<em&gt;イソクリシス</em&gt;藻類バイオマス

The need to replace petroleum fuels with alternatives from renewable and more environmentally sustainable sources is of growing importance. ...

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has relevant health and economic consequences. Many cyanobacterial strains are toxin producers, and only a few cells are necessary to induce irreparable damage to the environment. Therefore, water-body authorities and administrations require rapid and efficient early-warning systems providing reliable data to support their preventive or curative decisions. This manuscript reports an experimental protocol for the in-field detection of toxin-producing cyanobacterial strains by using an antibody microarray chip with 17 antibodies (Abs) with taxonomic resolution (CYANOCHIP). Here, a multiplex fluorescent sandwich microarray immunoassay (FSMI) for the simultaneous monitoring of 17 cyanobacterial strains frequently found blooming in freshwater ecosystems, some of them toxin producers, is described. A microarray with multiple identical replicates (up to 24) of the CYANOCHIP was printed onto a single microscope slide to simultaneously test a similar number of samples. Liquid samples can be tested either by direct incubation with the antibodies (Abs) or after cell concentration by filtration through a 1- to 3-&#956;m filter. Solid samples, such as sediments and ground rocks, are first homogenized and dispersed by a hand-held ultrasonicator in an incubation buffer. They are then filtered (5 - 20 &#956;m) to remove the coarse material, and the filtrate is incubated with Abs. Immunoreactions are revealed by a final incubation with a mixture of the 17 fluorescence-labeled Abs and are read by a portable fluorescence detector. The whole process takes around 3 h, most of it corresponding to two 1-h periods of incubation. The output is an image, where bright spots correspond to the positive detection of cyanobacterial markers.

Experimental Protocol for Detecting Cyanobacteria in Liquid and Solid Samples with an Antibody Microarray Chip

The presence of cyanobacterial toxins in fresh water reservoirs for human consumption is a major concern for water management authorities. To evaluate the risk of water contamination, this article describes an protocol for the in-field detection of cyanobacterial strains in liquid and solid samples by using an antibody microarray chip.

検出するための実験プロトコール<em&gt;シアノバクテリア</em&gt;抗体マイクロアレイチップと液体と固体試料中の

Global warming and eutrophication make some aquatic ecosystems behave as true bioreactors that trigger rapid and massive cyanobacterial growth; this has ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonate (CaCO3) profiles. The objective is to describe a simple conceptual model and detailed protocol for repeatable field and laboratory measurements of these quantities. Here, accurate elevation is measured using a ground-based differential global positioning system (GPS); other data acquisition methods could be applied to the same basic method. Soil samples are collected from prescribed depth intervals and analyzed in the lab using an efficient and precise modified pressure-calcimeter method for quantitative analysis of inorganic carbon concentration. Standard statistical methods are applied to point data, and representative results show significant correlations between changes in soil surface layer CaCO3 and changes in elevation consistent with the conceptual model; CaCO3 generally decreased in depositional areas and increased in erosional areas. Maps are derived from point measurements of elevation and soil CaCO3 to aid analyses. A map of erosional and depositional patterns at the study site, a rain-fed winter wheat field cropped in alternating wheat-fallow strips, shows the interacting effects of water and wind erosion affected by management and topography. Alternative sampling methods and depth intervals are discussed and recommended for future work relating soil erosion and deposition to soil CaCO3.

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes in elevation are related to changes in near-surface soil carbonates. Repeatable methods for field and laboratory measurements of these quantities and data analysis methods are described here.

測定と土壌侵食と堆積土炭酸濃度農業経営に関連のパターンのマッピング

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

Experimental Protocol for Detecting Mitochondrial Function in Hepatocytes Exposed to Organochlorine Pesticides

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by environmental organochlorine pesticides (OCPs) in hepatocytes. HepG2 cells were exposed to &#946;-hexachlorocyclohexane (&#946;-HCH) for 24 h at an equivalent dose of internal exposure in general population. Ultrastructure in hepatocytes was examined by transmission electron microscopy (TEM) to show the damage of mitochondria. Mitochondrial function was further evaluated by mitochondrial fluorescence intensity, adenosine 5'-triphosphate (ATP) levels, oxygen consumption rate (OCR) and mitochondrial membrane potential (MMP) in HepG2 cells incubated with &#946;-HCH. The mitochondria fluorescence intensity after stained by mitochondrial green fluorescent probe was observed with a fluorescence microscopy. The luciferin-luciferase reaction was used to determine ATP levels. The MMP was detected by the cationic dye JC-1 and analyzed under flow cytometry. OCR was measured with an extracellular flux analyzer. In summary, these protocols were used in detecting mitochondrial function in hepatocytes with to investigate mitochondria damages.

Understanding the influence of environmental organochlorine pesticides (OCPs) on mitochondrial function in hepatocytes is important in exploring the mechanism of OCPs causing metabolic disorders. This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function.

有機塩素系農薬に曝露した肝細胞におけるミトコンドリア機能の検出実験プロトコル

This paper presents detailed methods on detecting hepatic mitochondrial function for a better understanding the cause of metabolic disorders caused by ...

Experimental Methods of Dust Charging and Mobilization on Surfaces with Exposure to Ultraviolet Radiation or Plasmas

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using three recently developed experiments in which dust particles are exposed to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. The UV light source has a narrow bandwidth in wavelength centered at 172 nm. The beam electrons with the energy of 120 eV are created with a negatively biased hot filament. When the vacuum chamber is filled with the argon gas, a thermal plasma is created in addition to the electron beam. Insulating dust particles of a few tens of microns in diameter are used in the experiments. Dust particles are recorded to be lofted to a height up to a few centimeters with a launch speed up to 1 m/s. These experiments demonstrate that photo and/or secondary electron emission from a dusty surface changes the charging mechanism of dust particles. According to the recently developed &#34;patched charge model&#34;, the emitted electrons can be re-absorbed inside microcavities between neighboring dust particles below the surface, causing the accumulation of enhanced negative charges on the surrounding dust particles. The repulsive forces between these negatively charged particles may be large enough to mobilize and lift them off the surface. These experiments present the advanced understanding of dust charging and transport on dusty surfaces, and laid a foundation for future investigations of its role in the surface evolution of airless planetary bodies.

Dust charging and mobilization is demonstrated in three experiments with exposure to thermal plasma with beam electrons, beam electrons only, or ultraviolet (UV) radiation only. These experiments present the advanced understanding of electrostatic dust transport and its role in shaping the surfaces of airless planetary bodies.

ほこりの充電と紫外放射またはプラズマへの露出表面上動員の実験方法

Electrostatic dust transport has been hypothesized to explain a number of observations of unusual planetary phenomena. Here, it is demonstrated using ...

Optimized Procedure for Determining the Adsorption of Phosphonates onto Granular Ferric Hydroxide using a Miniaturized Phosphorus Determination Method

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric hydroxide (GFH), with little effort and high reliability. The phosphonate, e.g., nitrilotrimethylphosphonic acid (NTMP), is brought into contact with the GFH in a rotator in a solution buffered by an organic acid (e.g., acetic acid) or Good buffer (e.g., 2-(N-morpholino)ethanesulfonic acid) [MES] and N-cyclohexyl-2-hydroxyl-3-aminopropanesulfonic acid [CAPSO]) in a concentration of 10 mM for a specific time in 50 mL centrifuge tubes. Subsequently, after membrane filtration (0.45 &#181;m pore size), the total phosphorus (total P) concentration is measured using a specifically developed determination method (ISOmini). This method is a modification and simplification of the ISO 6878 method: a 4 mL sample is mixed with H2SO4 and K2S2O8 in a screw cap vial, heated to 148-150 &#176;C for 1 h and then mixed with NaOH, ascorbic acid and acidified molybdate with antimony(III) (final volume of 10 mL) to produce a blue complex. The color intensity, which is linearly proportional to the phosphorus concentration, is measured spectrophotometrically (880 nm). It is demonstrated that the buffer concentration used has no significant effect on the adsorption of phosphonate between pH 4 and 12. The buffers, therefore, do not compete with the phosphonate for adsorption sites. Furthermore, the relatively high concentration of the buffer requires a higher dosage concentration of oxidizing agent (K2S2O8) for digestion than that specified in ISO 6878, which, together with the NaOH dosage, is matched to each buffer. Despite the simplification, the ISOmini method does not lose any of its accuracy compared to the standardized method.

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric hydroxide, with little effort and high reliability. In a buffered solution, the phosphonate is brought into contact with the adsorbent using a rotator and then analyzed via a miniaturized phosphorus determination method.

最適化された小型リン定量法を用いた粒状水酸化第二鉄に酸の吸着を確認する手順

This paper introduces a procedure to investigate the adsorption of phosphonates onto iron-containing filter materials, particularly granular ferric ...

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current measures to combat such pathogens have proved too conservative and, thus, not sufficiently effective, and they can potentially pose environmental risks. Therefore, it is extremely necessary to identify host-resistance factors to assist in controlling plant diseases naturally through the identification of resistant germplasm, the isolation and characterization of resistance genes, and the molecular breeding of resistant cultivars. In this regard, there is need to establish an accurate, rapid, and large-scale inoculation method to breed and develop plant resistance genes. The rice blast fungal pathogen Magnaporthe grisea causes severe disease symptoms and yield losses. Recently, M. grisea has emerged as a model organism for studying the mechanisms of plant-fungal pathogen interactions. Hence, we report the development of a plant virulence test method that is specific for M. grisea. This method provides for both spray inoculation with a conidial suspension and wounding inoculation with mycelium cubes or droplets of conidial suspension. The key step of the wounding inoculation method for detached rice leaves is to make wounds on plant leaves, which avoids any interference caused by host penetration resistance. This spray/wounding protocol contributes to the rapid, accurate, and large-scale screening of the pathotypes of M. grisea isolates. This integrated and systematic plant infection method will serve as an excellent starting point for gaining a broad perspective of issues in plant pathology.

The Plant Infection Test: Spray and Wound-Mediated Inoculation with the Plant Pathogen Magnaporthe Grisea

Here, we present a protocol to test plant virulence with the plant pathogen Magnaporthe grisea. This report will contribute to the large-scale screening of the pathotypes of fungi isolates and serve as an excellent starting point for understanding the resistant mechanisms of plants during molecular breeding.

植物感染試験: スプレーと傷を介した植物病原体イネいもち病菌接種

Plants possess a powerful system to defend themselves against potential threats by pathogenic fungi. For agriculturally important plants, however, current ...

Experimental Study of the Relationship Between Particle Size and Methane Sorption Capacity in Shale

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard for evaluating the mining value of shale gas. Currently, studies on the correlation between particle size and methane adsorption are controversial. In this study, an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, is used to test the adsorption capacity of different particle sizes in shale to determine the relationship between the particle size and the adsorption capacity of shale. Thegravimetric method requires fewer parameters and produces better results in terms of accuracy and consistency than methods like the volumetric method. Gravimetric measurements are performed in four steps: a blank measurement, preprocessing, a buoyancy measurement, and adsorption and desorption measurements. Gravimetric measurement is presently considered to be a more scientific and accurate method of measuring the amount of adsorption; however, it is time-consuming and requires a strict measuring technique. A Magnetic Suspension Balance (MSB) is the key to verify the accuracy and consistency of this method. Our results show that adsorption capacity and particle size are correlated, but not a linear correlation, and the adsorptions in particles sieved into 40 - 60 and 60 - 80 meshes tend to be larger. We propose that the maximum adsorption corresponding to the particle size is approximately 250 &#181;m (60 mesh) in the shale gas fracturing.

We use an isothermal adsorption apparatus, the gravimetric sorption analyzer, to test the adsorption capacity of different particle sizes of shale, in order to find out the relationship between particle size and the adsorption capacity of shale.

粒子径と頁岩中のメタン吸着容量との関係に関する実験的研究

The amount of adsorbed shale gas is a key parameter used in shale gas resource evaluation and target area selection, and it is also an important standard ...

Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for Cu(II) Through Microwave Pre-Pyrolysis

An environment-friendly technique for synthesizing biomass-based mesoporous activated carbon with high nitrogen-/oxygen-chelating adsorption for Cu(II) is proposed. Bagasse impregnated with phosphoric acid is utilized as the precursor. To pyrolyze the precursor, two separate heating modes are used: microwave pyrolysis and conventional electric-heating pyrolysis. The resulting bagasse-derived carbon samples are modified with nitrification and reduction modification. Nitrogen (N)/oxygen (O) functional groups are simultaneously introduced to the surface of activated carbon, enhancing its adsorption of Cu(II) by complexing and ion-exchange. Characterization and copper adsorption experiments are performed to investigate the physicochemical properties of four prepared carbon samples and determine which heating method favors the subsequent modification for doping of N/O functional groups. In this technique, based on analyzing data of nitrogen adsorption, Fourier transform infrared spectroscopy, and batch adsorption experiments, it is proven that microwave-pyrolyzed carbon has more defect sites and, therefore, time-saving effective microwave pyrolysis contributes more N/O species to the carbon, although it leads to a lower specific surface area. This technique offers a promising route to synthesis adsorbents with higher nitrogen and oxygen content and a higher adsorption capacity of heavy-metal ions in wastewater remediation applications.

Preparation of Biomass-based Mesoporous Carbon with Higher Nitrogen-/Oxygen-chelating Adsorption for CuII Through Microwave Pre-Pyrolysis

Here, we present a protocol to synthesize nitrogen/oxygen dual-doped mesoporous carbon from biomass by chemical activation in different pyrolysis modes followed by modification. We demonstrate that the microwave pyrolysis benefits the subsequent modification process to simultaneously introduce more nitrogen and oxygen functional groups on the carbon.

高い窒素-メソ孔炭素のバイオマス ベースの準備/電子レンジ前熱分解による銅 (ii) 酸素キレート吸着

An environment-friendly technique for synthesizing biomass-based mesoporous activated carbon with high nitrogen-/oxygen-chelating adsorption for Cu(II) is ...