能量循环范文（精选6篇）

能量循环 第1篇

1 宇宙的基本要素

1.1 物质

宇宙由物质构成的, 物质就是宇宙中有形状和质量物体的总和, 它包括分子、原子、原子核和核外电子、夸克等。物质能量循环理论认为, 物质没有最小单位, 任何物质只有在极限条件下才有最小单位。极限条件就是指在特定的环境条件, 能量在最大的作用下, 不能将物质分解为更小物质的条件, 比如, 温度持续升高, 会使分子物质发生分解成为微粒子物质, 但是, 当温度升高到不能升高的时候, 这时, 已就达到极限条件, 这种情况下的物质就是宇宙中的最小物质。宇宙中的物质, 是根据宇宙的环境条件决定的, 环境条件是由能量决定的, 当改变物质的环境条件后, 物质随着能量的转化而发生物质的变化。

1.2 物质的特性:

1.2.1 物质的正负电荷、阴性和阳性是相对的

宇宙中的物质的变化运动是通过物质之间的正负电荷、阴性和阳性的性质来完成的, 但是物质的中性、阴性、阳性、正负电荷不是绝对的, 它只是在相应的环境条件下表现的特征, 当物质的环境发生变化后, 物质的中性、阴性、阳性、正负电荷也就发生了变化。

1.2.2 物质是运动的

当物质处于最小粒子状态时, 物质的能量表现为温度的大小与物质运动的速度, 当较小的粒子物质聚合在一起形成较大的粒子物质时, 通过一种特殊的键将能量存储到较大的粒子物质里, 我们把这种特殊的功能键叫微粒子键, 根据形成物质的不同, 我们又把它命名不同的功能键, 比如夸克形成质子和中子叫质子键或者中子键。由于能量的存储, 所以, 不同的物质所表现的能量与运动不一样。

1.2.3 物质和能量是同时存在的

能量是物质固有的, 当物质发生变化以后始终保持质量和能量的守恒。从静止的观点来看能量就是物质, 从运动的观点来看物质就是能量。

1.2.4 物质具有信息传播的功能

物质的信息传播主要表现在物质在A地将声音、形状、气味、颜色等信息传播到B地。从分子物质到微粒子物质都有信息传播的功能, 物质的不同, 信息传播表现就不一样。

1.2.5 物质的多样性

分子物质是由不同的分子构成的, 分子物质是由两个或者两个以上相同或者不同的原子组成的, 原子、原子核、中子、质子、夸克等任何物质都是由两种或两种以上不同的物质构成的。夸克并不是物质的最小组成单位, 当夸克再获得能量以后, 仍然会分解出更小的微粒子物质单位。

1.3 能量

物质的变化、运动是通过能量来实现的, 物质在微粒子状态下, 能量就是物质的温度和物质的运动速度的总和, 所有的其他能量都是在此基础上转化形成的。能量始终遵循能量守恒。物质有一个共同的规律, 就是当较小的粒子物质形成较大的粒子物质以后, 物质的能量以微粒子键的形式将能量储藏到较大的粒子物质内部, 当较大的粒子物质形成较小的粒子物质时微粒子键破裂释放能量, 比如核爆炸以后就会释放大量的能量。

1.4 宇宙的空间

宇宙中的一切物质是在宇宙的空间里运动的。宇宙的空间是一个没有边缘的无穷大空间, 广义上的宇宙含义是指太空中整个无穷的空间以及所有的物质现象;狭义上的宇宙含义是指整个无穷的空间里有物质的总和占有的空间。由于物质之间有吸引力的存在, 所以太空的的物质是以群体结构的形式在太空中运动的。我们通常说的“真空”是指一定的空间里没有分子物质存在的状态, 但是在宇宙中, 理论上的真空是不存在的, 分子存在外, 还有大量的夸克、轻子、中微子以及微粒子物质存在。绝对真空是指单位空间里没有分子物质和微粒子物质的存在。在绝对真空的状态下, 物质与物质之间有相互挤压的作用下, 产生吸引力, 假如宇宙中只有银河系的存在, 那么银河系以外空间就处于绝对真空状态, 银河系也就是在这绝对真空变化运动的。

1.5 宇宙的时间

宇宙的时间是指物质发生位移的时段, 或者说是物质发生变化产生的时段。年月日、时分秒是人为定义的, 根据宇宙的运动规律。宇宙有没有起点或者最终时间?由于物质和能量之间的互相转化, 所以宇宙中时间没有起点, 也没有终点。

2 物质、能量、时间、空间的关系

从宏观来来看, 宇宙是由分子物质组成的, 分子是由原子组成的, 原子是由原子核和核外电子组成的, 原子核和核外电子是由中子组成的, 中子是由夸克组成的, 其实夸克并不是物质的最小单位, 它仍然是由两种或者两种以上物质组成的。当大物质分解成小物质后, 比如分子物质分解成原子物质, 物质的能量就会释放出来, 表现在温度升高或者运动速度加快;同样原理, 当小物质合成大物质后, 比如原子物质合成形成分子物质, 物质的能量就集聚到分子物质里, 主要表现在分子物资的温度降低或者分子物质的速度减慢。物质在变化过程中, 始终保持能量、物质始终保持守恒。在小物质形成大物质的过程中, 小物质之间不是等比例量的, 很多小物质会剩余或者说没有在特定条件下形成大物质, 所以这些小物质就会以本身的特性存在于宇宙中, 当小物质的密度越大, 温度就越高, 密度越小温度就越低。

3 宇宙的运动

能量循环 第2篇

12月初，阿里巴巴在《关于2013诚信通升级的公告》中表示：从明年起，将原有的多种诚信通套餐服务整合为统一的诚信通会员服务，年服务价格也统一为3688元。这个举动引起了大部分用户的不满，有的用户认为这种行为无非是变相增加服务费;有的用户则认为此举旨在通过涨价来排挤小用户，目的是为了让多付费的用户独霸市场，同时把还在发展阶段的下游企业挤出竞争市场;还有的用户认为这是在年底吸金的一种强硬手段。

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循环冷却水系统剩余能量的利用方法 第3篇

从国家发改委公布的1400家高能耗企业名单中发现, 除部分水泥制造企业以外, 90%以上的企业都大量使用这种机械通风式冷却塔, 而平均每家企业的用量又都在10万吨以上。照此保守估算, 仅上述1400家企业中, 传统冷却塔的总量就在1亿3千万吨左右, 因此仅冷却塔一项每年的能源消耗量非常巨大。并且传统的机械通风冷却塔还存在不环保、系统故障点多、维修保养困难且费用高等缺点。

二、冷却塔循环水系统存在剩余能量

经过大量的实践调查发现, 全国大多数冷却塔内的循环冷却水, 其出口一般都具有一定的富余压力 (6~16m) 。原因是目前我国冷却塔的国家标准只体现在降温的温差及噪音方面, 而使用和设计单位为确保温降效果, 往往刻意加大水泵和风机的功率, 在设计和选型时都将余量放得过大, 从而使冷却塔的用户付出了巨大的代价。如果不对这部分能源加以利用, 这些富余能源就白白地被浪费掉了。

目前, 有些研究者开始关注这部分剩余能量, 出现了较好的利用方法。下面将对这些方法加以研究。

三、冷却塔循环水系统剩余能量的利用方法

目前, 我国出现了能利用冷却塔循环水系统剩余能量的水动力能却塔, 即去除电动机, 利用水轮机来回收循环水系统中的能量, 驱动冷却塔中的风机, 从而达到节能的目的。

3.1双击式水轮机驱动装置。

有些开发者以发电用的双击式水轮机为基础经过适当改造, 把无压式水轮机用到冷却塔的有压管路中, 并且立式安装。因双击式水轮机正常情况下需要卧式安装, 且工作在无压系统中, 当改为立式安装并在有压系统工作时, 不能有效地达到双击目的且尾水涌动对转轮造成阻碍, 效率较低出力小, 且产生很大振动和噪音。但结构简单、性能稳定、安装维护简单、成本低, 所以仅适合于小型冷却塔。

3.2普通发电用混流式水轮机驱动装置。

一些厂家把普通发电用混流式水轮机直接用到冷却塔上驱动风机, 由于水轮机参数与风机不匹配, 使装置效率低, 难以达到风机额定转速。

3.3管道式水轮机驱动装置。

以峨眉山市兴建水轮机厂为代表的业者使用管道式水轮机 (轴伸贯流式水轮机) 水平布置, 并采用减速机再变速的同时把水平转矩变换为垂直转矩驱动冷却塔风机。这种装置虽然效率较高, 但需要装减速机。

3.4冷却塔专用超低比速混流式水轮机。

有开发者深入研究了冷却塔循环水系统特点, 设计出了冷却塔风机驱动专用超低比转速混流式水轮机。有效解决水轮机转轮与冷却塔的水流系统及风机参数相匹配, 减少噪音与振动的问题, 其结构独特, 具有超低比转速和超低单位转速, 水流能量充分利用, 高效转换, 有良好的稳定性, 在数百个工业冷却塔水动力的改造实践中证明了这种水轮机的巨大经济和社会效益。

四、结论

实践证明冷却塔专用超低比速混流式水轮机是利用冷却塔循环水系统中剩余能量的较合适的方式, 目前已经得到了较为广泛的应用。

参考文献

[1]段开创.工业冷却塔用水轮机的开发研究[D].华北水利水电学院, 2009, 4.

能量循环 第4篇

【内容标准】：讨论和分析生物圈中物质循环的情况。

【授课对象】：八年级下

【授课时间】：1课时

【教学目标】

情感、态度、价值观目标：

1.认同生物与环境是一个统一的整体。

2.关注人类活动对生态系统的影响，养成与自然界和谐相处的生活态度。

3.养成保护环境的良好习惯。

能力目标：

1.学会分析生态系统中碳循环的方法。

2.通过学习“温室效应”的形成及对人类的危害，发展自身推理、联想和思维迁移能力。

3.提高分析总结的能力，体验成就感。

知识目标：

1．了解自然界中的碳循环，从而认识自然界中物质间的循环与转化。

2．了解温室效应的成因和温室效应的利弊。

教学重点：自然界中碳循环

【教学内容分析】

本节第二章《生物与环境》中第四节

“能量流动和物质循环”的第二个内容，共设置了两个教学环节。主要讨论和分析生物圈中物质循环的情况

第一个教学环节是“生物圈中的碳循环”。物质循环是生态系统功能的另一个重要体现，而碳循环是生态系统物质循环的代表性循环，由此探讨生态系统物质循环的特点形式等内容，因此教材编写以碳循环为例展开分析和讨论。以食物链为基础的物质循环的特点是本节的重点。

温室效应是二氧化碳过多造成，是碳循环的不良循环的结果，故而自然地介绍完碳循环后的话题就应该是“它”了,然后引导学生对这一问题引发思考，提出合理解决策略，低碳生活，这样才体现了认识问题的完整性。

第三个教学环节“能量流动与物质循环的区别与联系”。为了加深对生物与环境关系的认识，客观全面地认识生物与环境的关系。在学习过能量流动和物质循环之后从形式、范围、特点、联系几个方面加以比较分析。此处为本课的难点。

【教学活动设计】教学过程

一、课前预习

（一）、观看“碳循环”微视频

（二）、课本内容预览与旧知识回顾

1在生态系统中，组成生物体的化学元素从无机环境开始，经、、和，又回到无机环境，就完成了一个循环过程，我们称之为生态系统的物质循环。

2.自然界中的碳主要以、煤、石油等形式存在。

是大气中含碳的主要气体，也是碳参与的主要形式。

3、造成温室效应，并被称为“温室气体”的是指，具有吸热和隔热的功能，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间散失，从而使地球表面温度升高。

4．与能量流动的单向流动不同的是，物质循环是的。

5．生态系统的能量流动和物质循环都是通过

和

实现的，这两个过程密切相关、不可分割。

6.和

是生态系统的两个基本过程，它们将生态系统的各种成分联系成了一个统一的整体。

概念复习

7.光合作用概念：通过_________，利用___________，把二氧化碳和水合成贮存着__________的有机物，并且释放氧气。

光合作用反应式：

____________________________________________________________

光合作用的实质，一方面是物质转化，由

物转化为

物，并且释放出

；另一方面是能量转化，由

能转化为

能。

8.植物（）的呼吸作用概念：细胞内有机物在的参与下被分解成和，同时释放的过程。

呼吸作用反应公式：

_____________________________________________________________

二、导入新课

组内展示预习：

（一）导入：（呈现企鹅一家图）这是2005年1月18日拍摄的生活在南极洲阿德利岛上的企鹅。

美国研究人员5月9日说，在全球大部分国家禁用杀虫剂DDT数十年后，南极阿德利企鹅体内仍检测出这种有毒物质，且含量多年来始终不降。

看到这里你想到什么？远在人迹罕至的南极的企鹅，体内的DDT是哪来的呢?

板书：生态系统的物质循环

环节一：导入

（师）：在生态系统中，组成生物体的化学元素从无机环境开始，经生产者、消费者和分解者，又回到无机环境，就完成一个循环过程，我们称之为生态系统的物质循环。下面我们看看物质循环一节需要学习哪些内容呢（板书，物质循环的文字图形）

环节二：组内展示

小组活动一：以小组为单位hit设定时间4分钟

（一）展示预习：组内自查（对答案研讨）、（二）提出疑问

组内解答（对物质循环的内容有哪些疑问？学生提出的问题抢权解答）

老师的问题：1、什么是元素？

2、参与物质循环的有多种元素，为什么课本偏偏选中碳元素在自然界中的循环呢？

点1：碳是构成有机体的最重要的元素，因此碳循环研究成了研究生态系统物质循环的核心问题。

点2：自然界中的碳的主要形式，参与物质循环的是二氧化碳。

环节三：碳循环的认知

小组活动二：以小组为单位hit设定时间4分钟

1、（迷宫游戏）寻找碳循环-C是一位旅行者骑着自行车出发了，找出其中的碳循环有哪些途径。（板书，其中一个碳循环）

老师的问题：1、二氧化碳每次旅行都要到达的地方，每个碳循环都参与的生物是？

2、参与碳循环的生理过程主要有哪些？通过C循环生物圈中的生物都获得了什么，其中人也是获益者之一。

3、教给学生一来四去记忆法

点3:谁是推动碳循环的手？

点4：植物通过光合作用，植物、动物、微生物通过呼吸作用参与碳循环，每个生物圈中的生物的生命活动都推动了碳循环的进行。（板书，所有的碳循环）

练习（hit选择遥控器）：1、生态系统中,能把有机物变成二氧化碳和水等返回无机环境中的是（）。A.生产者

B.消费者

C.分解者

D.以上都是

2、生态系统中,能把有机物变成二氧化碳和水等返回无机环境中的是A.生产者B.消费者C.分解者D以上全是

全班活动一：用Hit抢权、移动法，先回顾碳循环，再分别解决四种不同形式的碳循环。

(一)碳循环的“N”种形式

（1）正方形碳循环

（2）长方形碳循环

（3）矩形碳循环

（4）三角形碳循环

全班活动一：

导入：近年来温室效应成为重大环境问题之一预习碳循环视频我们已知，温室效应是二氧化碳过多造成的，研究一下碳循环的哪些环节出问题了?

学生Hit抢权回答（一次只能说一个）

师点评：大家说得非常好，针对这些问题有什么对策可以解决二氧化碳过多问题？人类对化石燃料的大规模使用，造成对碳循环的重大影响，这可能是当代气候变化的重要原因。针对出现温室效应等一系列环境问题的同时，一些有识之士倡导低碳生活，何谓 “低碳生活”

“选择题hit下列四种做法，哪个不是低碳

A

少用纸巾，保护森林，低碳生活

B

走楼梯，还能锻炼身体

C

如果只用电脑听音乐，显示器就可以调暗，或者干脆关掉

D如果堵车的队伍太长，不熄火等待

点：就是指生活作息时所耗用的能量要尽力减少，从而减低碳，特别是二氧化碳的排放量，从而减少对大气的污染，减缓生态恶化，主要是从节电节气和回收三个环节来改变生活细节。

点：除了生态系统总的物质循环除了碳循环，还有碳循环、氮循环、水循环。

小组活动三：

导入：呈现能量流动和物质循环比较图，能量流动和物质循环是生态系统的两大功能，为了加深对生物与环境关系的认识，更客观全面地认识生物与环境的关系。有必要对生态系统两个主要功能进行比较二者之间的区别与联系：

能量流动

物质循环

流动方向

逐级递减，单向流动

周而复始，可循环

流动范围

通过食物链和食物网实现

生物圈

联系

能量与物质循环不可分割、密切相关，将生态系统的各种成分联系成了一个统一的整体。

点：真的对物质循环有了清楚地认识了吗？回归开始的话题点：1、企鹅体内的DDT是哪来的呢?

结论一：通过食物链。

点：2、为什么科学家不惜万里之遥远赴南极研究企鹅？

结论二：既然能够通过物质循环进入企鹅体内，也可以通过物质循环进入人的体内。爱护企鹅、爱护当今的生态环境就是爱护人类自己。可持续发展。

点：3、今天了这节课，你觉着环保重要了吗，有多重要？

能量循环 第5篇

1 试验设计

1.1 岩样制备

测试岩样采取现场钻孔取芯和坡面抱块相结合的办法,将钻取后的圆柱体试样进行端面磨平,要求两端面的平整度小于0.05 mm,加工成标准岩样尺寸,高约100 mm,直径约50 mm,岩样要求两端面的平整度小于0.05 mm,端面垂直度小于0.25°;岩样筛选,首先进行肉眼观察,剔除表面有裂纹、层理和条纹等缺陷的试件,选择均匀性好、纹理一致的岩样;再通过声波仪测定每块岩样的纵波波速Vp及横波波速Vs。根据测试结果,选取有代表性的作为试验岩样。

1.2 试验方案设计

本试验对选取岩样分别进行自然状态下单轴抗压强度试验,不同干湿循环次数(1次,5次,15次)下单轴抗压强度试验。首先通过岩石的含水率实验,确定岩样饱和所需时间是24 h,采用饱和自由浸水法使试件充分饱和,然后将饱和的试件置于恒温的烘箱内,12 h后将试件从烘箱内取出,用干燥器对试样冷却到室温,记录试件质量,直到烘干试件至恒重,定义为1次干湿循环试验。采用TAW—2000电液伺服岩石三轴试验机,对不同干湿循环条件下花岗岩进行单轴压缩试验,单轴应力-应变曲线如图2所示。

1.3 试验结果与分析

通过不同干湿循环次数岩石应力-应变曲线可以看出,在达到峰值应力之前均显示三阶段特征(孔裂隙压密阶段、弹性变形阶段、非稳定破裂阶段),与干湿循环条件的无关,峰值应力之后曲线形态在不同干湿循环条件下具有明显的差异:干湿循环对岩石产生劣化效应,随着干湿循环次数的增大,裂隙压密段变长,而且塑性屈服阶段更加显著,弹性模量逐渐减小;岩石破坏以后,在破坏形态上呈明显的脆、延性转化规律,即在干湿循环次数较少时,表现为脆性破坏,经历的干湿循环次数越多,延性破坏特征越强。岩石遇水软化性明显,循环15次后的单轴抗压强度下降至17.53 MPa,仅为自然状态下的55.4%。由图3可知,通过指数函数对实验数据拟合,岩石的力学参数都产生变化且变化幅度逐渐减小,随着循环次数的增加,弹性模量、单轴强度以及抗拉强度的变化较为明显,经过15次循环后,岩石三个力学参数值分别下降44.60%、60.19%、39.90%;从总的劣化度分析,弹性模量受到的影响最大,最大变化度可达到60.19%,抗压强度、抗拉强度受影响程度弱于弹性模量受影响程度,最大下降度可达44.60%、39.90%,泊松比的变化范围较小,均在5%范围内,因此可以认为泊松比在干湿循环过程中基本不变;单轴抗压强度、弹性模量及抗拉强度变化则近似呈指数变化。

2 岩石损伤演化方程推导

2.1 岩石损伤过程能量分析

岩石在干湿循环作用过程中,岩石的力学性质受到水的弱化作用,主要通过以下两种方式,一是干湿循环条件对岩石矿物颗粒力学条件的影响,因为成岩矿物颗粒表面存在有碎屑物质,在水循环作用条件下颗粒表面物质成分溶解、扩散;二是水对成岩矿物颗粒之间的接触处以及胶结体的溶蚀、润滑及软化作用,通过对不同水循环作用下岩石的三轴压缩试验,表明干湿循环对岩石的内摩擦角及黏聚力具有明显的影响。干湿循环作用使得岩石的内部细观结构发生变化,岩石矿物颗粒间的裂隙增大,同时颗粒间的次生裂隙会不断扩展。由热力学定律可知,能量耗散是岩石变形破坏的本质属性,它反映了岩石内部微缺陷的不断发展、强度不断弱化并最终丧失的过程。因此,能量耗散与损伤和强度丧失直接相关。自然界的岩石不仅受到外部载荷和环境条件的影响,也可能受到由于水位升降导致的岩石的强度降低及变形。岩石在外部环境各种因素的作用下内部结构不断发展变化,引起岩石损伤甚至失稳破坏。通过分析干湿循环作用下岩石单元变形过程中能量变化,对不同干湿循环条件下黄铁绢英岩化花岗质碎裂岩应力-应变曲线求得外力功[12,13,14,15]。

假设室内试验过程不存在热交换即封闭系统,根据单位体积的岩体单元在外力作用下的产生变形破坏,外力功总输入能量为W,根据热力学第一定律,可得:

式中:Wd为单元耗散能,形成岩石损伤与塑性变形的内在原因,其变化规律满足热力学第二定律中的熵增加原理;We为单元可释放弹性应变能。用于岩体单元在外部条件作用下产生变形,当卸荷后能使变形中的弹性变形得到恢复。岩体可释放应变能:

式(3)中σi为空间单元的主应力;εie为三个主应力空间的弹性主应变。由爱因斯坦求和约定可得:

对式(4)进行简化,根据单轴压缩试验特征,当式(4)中σ2=σ3=0时为单轴压缩状态,可得:

岩石的损伤状态方程即损伤能量耗散率,可以表示为:

将式(5)代入式(6)可得:

根据等效应变假设,定义连续损伤因子及损伤变量表达式,

式(8)中:D为损伤变量;E为不同循环次数下的弹性模量;E0自然状态下弹性模量。

谢和平[16]系统探讨了岩石在各向同性、各向异性以及考虑大变形的情况下热力学自由能的表述,据此得到了损伤能量释放率与损伤变量的关系,则岩石在单轴压缩下的损伤演化方程为:

式(9)中c和ω为与岩石性质有关的材料参数,其中,由于研究不同干湿循环次数下岩石的力学性质的变化,可以认为自然状态下N=0时,损伤很小或没有损伤即D=0,则Y0=0。

通过对式(9)的两次对数转换得到关于Y和D的线性关系表达式

式(10)中:x和y为Y及D的函数,y=ln[-ln(1-D)]、x=ln Y通过对实验数据的线性拟合分析可以得到表达式的系数a=1/ω,b=lnc。

2.2 干湿循环作用下损伤演化方程分析

通过不同干湿循环次数下岩石的单轴压缩实验数据,可以计算得到x、y的数据集合,通过数据分析软件进行拟合分析,得到线性方程参数拟合值,进一步计算得到损伤演化方程的参数值。比较岩石损伤演化的理论值与试验值。图4所示即为2个试样的损伤演化方程理论结果与试验结果之间的比较,可见岩石损伤演化方程较好地描述了岩石在试验过程中的损伤演化。

对于式(7)中变量,由图3可知,弹性模量、峰值应力与循环次数呈指数变化关系。利用origin软件以循环次数为横坐标,(1-D)为纵坐标进行拟合分析,如图5所示,循环次数与(1-D)也呈现指数变化关系。弹性模量、峰值应力、(1-D)与循环次数呈指数变化关系,则损伤演化方程(9)可表示为循环次数的方程。

3 结论

(1)岩石的弹性模量、单轴抗压强度都产生变化且变化幅度逐渐减小,呈现指数变化趋势,从总的劣化度分析,弹性模量受到的影响最大,最大变化可达到60.19%。因此,通过岩石弹性模量的变化定义干湿循环作用下岩石的损伤变量。

(2)对岩石进行不同干湿循环条件下单轴压缩试验,分析外力总功、弹性能以及能量耗散之间的内在关系研究发现外部载荷对岩石所做总功,一部分转化为岩石弹性变形能,还有一部分以能量耗散的形式导致岩石发生不可逆的损伤。通过多样本试验对基于能量耗散原理建立的岩石损伤演化方程进行了验证,对试验数据研究分析,获得相关参数,结果表明提出的岩石损伤演化方程可以较好地描述岩石损伤演化过程。

能量循环 第6篇

1 能量致灾演化本质过程分析

地质灾害是对能量在介质载体中传输演化过程进行的深度分析, 了解能量致灾过程存在量变与质变关系的转换。但对于地质灾害能量致灾环节并非单纯的能量质点、能量环链等的叠加与演化发展过程, 还存在灾害能量之间的耦合、聚集、转化、再传递以及不断的扩增发展, 其表现形态是多种多样的。

地质灾害能量致灾演化发展机理主要表现为能量致灾过程存在循环性、连续性、叠合性、激进作用等特性, 其表观态势可以体现在能量载体存在多种形式。主要表现形式有固态、液态以及气态等不同体态, 也存在有形与无形态势。这些体态均以物质形态作为能量载体, 在灾害诱发演化过程中体现了能量由固态转化为液态, 由液态转为气态;再由气态转为固态等多种形式。但最终能量传递演化发展主要以物质形态表现出来, 这也体现出相对论原理中能量与物质之间存在某种转化发展关系。能量在介质载体的传播演化过程中, 能量载体还反映在能量的聚集、传输和转换过程中, 能量转换和传输构成了灾害之间和内部作用结构的耦合与嵌套关系。

能量致灾演化环链形态主要表征为各个因素间的和能量与介质间的作用关系结构, 主要包括能量主观体现出的耦合性、叠合性、离散型、传递与转化性, 以及最后一个阶段能量存在激进变形状况, 发生灾害的爆发质变阶段等。耦合性反映了多种灾害能量之间和因素之间的耦合作用形成的量化关系, 这种耦合作用显示了各灾种能量单一演化与系列灾害演化之间所体现的相关性。

2 能量环链效应的表征形态

灾害能量环链效应是对各系列灾害能量与灾害介质环境的作用影响关系的灾变演化描述:一方面表现出灾害能量致灾过程所体现出的自然属性;另一方面, 自然灾害诱发形式很复杂, 主要表现在灾害能量在介质载体中传输演化发展过程存在很多不确定因素, 而这些因素将决定能量环链效应对于灾害诱发深化研究结果能否达到最终目的要求, 这就需要我们能够明白灾害能量环链效应所表现出的各种实质性的致灾形态。

灾害能量致灾形态是灾害能量内部结构和介质环节共同决定的, 它对应了一个或多个自然灾害极值, 是灾害多要趋向的一个最终状态。但从灾害能量本质致灾角度出发, 透析能量致灾演化的每一个环节可以发现, 灾害能量极值存在多种形态, 主要可以从能量致灾各个环节进行分析阐明。例如在能量致灾演化能量质点发展过程中, 灾害能量致灾形态主要表现在能量将以点的形式表现出来, 而这种点的形式存在能量值得聚集与量化扩增。在能量致灾演化发展的第二个阶段, 将体现能量灾害演化量变和质变的本质形态, 量变与质变均存在, 但将会随着介质环境的变化表现出不同的形态, 这个阶段主要是说明灾害能量环链效应主要以链的形式表现出来, 这种以链的形式演化过程决定了灾害诱发速度的快慢, 更能体现灾害能量致灾规律的复杂性和灾害诱发破坏的灾害性, 以及灾害能量环链效应与其演化发展循环过程存在一定的相关性。

3 循环演化与环链效应相关性的体现

自然灾害能量循环演化与环链效应构成一一对应的外延关系, 环链效应形态是对灾害能量循环演化过程的抽象, 灾害能量循环演化是对环链效应形态的依托。而灾害环链效应体现了灾害诱发所具有的自然性和社会性, 决定了环链效应形态具有双重性。

设在演化因子E (S) 中, 灾害系统Z (n) t时刻各组成子部分可能具有k个如图1所示的链式作用关系Rp+i-1, p+i (t) (i=1, 2, …, k;k≥2;e (p+k) =e (p) ) 或Ri-1, i (t) (i=1, …, k;k≥2;e (k) =E (S) ) , 那么, 作用关系Rp+i-1, p+i (t) 或Ri-1, i (t) 的集合称为链式关系环, 记为Y (k) , 并将前者称为链式关系内环, 后者称为链式关系外环 (见图1) , 即

或

在灾害环链模型结构中, 各系列灾害能量的输出将以介质载体为传输媒介, 将各种能量进行一系列的传输、叠合、演化、激进发展, 在传输演化等循环过程中这种能量演化是以物质形态、能量形态以及各种信息形态表现出来, 体现了灾害能量演绎致灾将从单一灾害能量演绎向多重灾害能量演化发展过程显现出来, 这种形式必须以物质能量载体为基础条件, 演绎了能量与物质之间在介质载体中传播演化的转换形式, 也体现了能量演化发展过程所表现出的量变过程与质变过程等形态。

物质和能量在介质载体中转化传播的同时, 并不断以某种形式与介质环境发生交换, 这就使得环链效应形态除了具有灾害能量循环演化过程所具有的规律性外, 还使得灾害能量环链效应的破坏程度在一定的时空环境下体现出离散性、扩散性、聚集性、相关性等特征。

4 结束语

灾害能量循环演化与环链效应在某种程度上存在相互制约的表现特征, 灾害能量传输演化发展随着不同的介质载体而表现出不同的效果, 这也就摆明灾害能量致灾过程并非属于线性关系, 其演化模式随着时间、空间的变化将不断的改变, 体现了灾害能量循环演化与环链效应之间存在的不确定性。灾害能量虽然在各种类型介质载体中所体现的表现形态不一样, 但从总体致灾体系来讲, 其能量演化过程与系列灾害循环演化过程均表现出一定的规律性。综上所述, 灾害能量循环演绎与环链效应将具有一定的相关性。

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