[其他]建筑节能电梯

说明书

节能电梯是一种完全新型的电梯，在现行的电梯家族里根本找不到它的踪影，如果一幢12层的楼房，每层有4户，按装上这样的电梯所耗的的电量一般在二十瓦左右，它使用方便移运速度较快，在正常的运载情况下，从一楼到4楼只需半分钟左右，而从1楼到12楼也只需2分钟左右。尽管在现行的各类电梯中找不到它的模型、但是它的基本组成和工作原理都是完全建立在现有的科学技术基础之上的。例如它的力学原理应用了牛顿的机械能守恒定律，它的自动协调系统参考了王懋瑶主编的《液压传动与控制》一书中的电液比例控制理论，它的自动控制部分参考了李仁主编的《自动化装置及其应用》一书中的顺序控制理论及北京工业学院沈世锐主编的《电工学》下册，继电接触与控制理论。同时还参考了〔苏〕B·C布乐克沃尼可夫编的《电梯安装》等书箱。节能电梯的产生是需要付出巨大的脑力劳动和花费一定的经济代价的，那么为什么要发明它呢？我们知道现行的现代化电梯已经相当完善，它具有高级的轿厢和精密的电机控制系统。借助于计算机它能在任一层呼唤轿厢，随行呼唤等等，它能使乘客得到最大的便利，可是由于它造价高，耗电大而且有的电梯还需要专门的驾驶员操作，从而限制了它在住宅楼中的应用，致使许多五层六层甚至八层的民用住宅都不能按装电梯，那些怀孕的妇女，年迈的老人和小孩以及那些身体不佳的人们有谁不望着这些高层住宅而生畏呢，每当买米买煤的时候用自己的肩膀把这些重物搬到四楼也是很不好受的。发明节能电梯的目的就在于让每一幢楼房都能按装上这种经济实用的运载工具，从而减轻载人与运货的负担，而且人们不必为停电发愁、因为停电后只要有一个电瓶向控制部分供电，而上下运行可以用一个驱动机构象骑自行车一样的很轻松的骑到上端，这些都不是空想，而是完全可以实现的，下面将分别说明书能电梯的力学原理，基本构造和工作过程：

一、节能电梯的力学模型

机械能守恒定律告诉我们，对于一个由若干物体所组成的系统。如果只有万有引力和弹性力对它们作功，其它内力和外力都不作功，那么系统内物体的动能和势能可以互相转换，但它们的和是一个恒量，我们知道当一个人从一楼的底部运动到四楼时，要利用人体内部肌肉的张驰来克服重力作功，使自身的势能得到提高。设上升高度为h，那么势能的增加量就为mgh，一个人从四楼的底部运动到一楼重力要反过来对人体作功，此时人体的势能减少量同样为mgh，而因势能的减少所作的功完全被人体肌肉的张驰及人与地面的摩擦力所低消，如图1所示，如果我们把上述过程进行演化，把从一楼通向四楼的台阶式楼梯用一个光滑的轨道代替，载人小车可在光滑的轨道上运行。如图2所示，设甲上楼时乙正好下楼，在两小车中间用钢绳相联，同时假设甲、乙两人和小车的重量分别都相等，绳重不计，这样两小车便处于相对静止状态，此刻当外界给一个初速后，由于不计各种运动阻力，小车便匀速运动，从而达到甲上下楼的目的，过程完毕后甲和小车的势能增加，乙和小车的势能减少，但对于由甲、乙两人和小车组成的系统来说能量并没有减少，只不过是甲和乙的能量进行了互换，也就是说在完成了甲上楼乙下楼的过程后，外界没有向系统提供任何能量。如果反过来乙再上楼甲再下楼，过程还是和前面一样，当然，在实际过程中还必须要消耗一部分能量用来克服各种运行阻力，上述过程是对一个假设由2人组成的系统而言的，我们进一步取整幢楼房和楼房中的所有人员为研究对象不难发现，楼房中的每个人每天上楼的次数和下楼的次数完全相同，如果从能量的观点来看，楼房中所有的人每天下楼时势能的减少量Σi = 1nm ig h i]]>（下）一定等于所有的人每天上楼时势能的增加量Σi = 1nm ig h i]]>（上）当然其中应排除极个别特殊情况，如某家庭的子女考上大学后，要到外地读书，对于这个大学生来说，他下楼后就乘火车离开了这座城市，在最近的一段时间里他不再上楼。可以肯定，在正常情况下，每个人有一次上楼必定有一次下楼，那种上一次楼下二次楼或上二次楼下一次楼的情况是完全不存在的。节能电梯的功能实际上就是设法把人们下楼时势能的减少量通过某种工质储存起来，然后当人们上楼时再把它释放出来进行作功，如此循环不断的工作便能达到运载目的。