Energy conversion in shape memory alloy heat engine - Part II: Simulation

In this paper, a theoretical model proposed in Part I (Zhu et al., 2001a) is used to simulate the behavior of a twin crank NiTi SMA spring based heat engine, which has been experimentally studied by Iwanaga et al. (1988). The simulation results are compared favorably with the measurements. It is found that (1) output torque and heat efficiency decrease as rotation speed increase; (2) both output torque and output power increase with the increase of hot water temperature; (3) at high rotation speed, higher water temperature improves the heat efficiency. On the contrary, at low rotation speed, lower water temperature is more efficient; (4) the effects of initial spring length may not be monotonic as reported. According to the simulation, output torque, output power and heat efficiency increase with the decrease of spring length only in the low rotation speed case. At high rotation speed, the result might be on the contrary.

Energy Conversion in Shape Memory Alloy Heat Engine Part I: Theory

Shape Memory Alloy (SMA) can be easily deformed to a new shape by applying a small external load at low temperature, and then recovers its original configuration upon heating. This unique shape memory phenomenon has inspired many novel designs. SMA based heat engine is one among them. SMA heat engine is an environment-friendly alternative to extract mechanical energy from low-grade energies, for instance, warm wastewater, geothermal energy, solar thermal energy, etc. The aim of this paper is to present an applicable theoretical model for simulation of SMA-based heat engines. First, a micro-mechanical constitutive model is derived for SMAs. The volume fractions of austenite and martensite variants are chosen as internal variables to describe the evolution of microstructure in SMA upon phase transition. Subsequently, the energy equation is derived based on the first thermodynamic law and the previous SMA model. From Fourier’s law of heat conduction and Newton’s law of cooling, both differential and integral forms of energy conversion equation are obtained.

Efeitos de diferentes dietas hiperlipídicas na via L-arginina-óxido nítrico e no stress oxidativo em eritrócitos de camundongos C57BL/6

Introdução: o óxido nítrico (NO) é um gás inorgânico com uma meia-vida curta e tem um papel crítico na manutenção da homeostase vascular e fluidez sanguínea. O NO é sintetizado a partir do aminoácido L-arginina por uma família de enzimas NO sintases (NOS). Estudos têm mostrado que eritrócitos expressam NOS endotelial (eNOS) funcional, que serve como uma fonte de NO intraluminal. Além disso, eritrócitos participam da defesa antioxidante removendo os radicais livres e prevenindo o dano oxidativo às membranas biológicas e a destruição do NO. Dietas hiperlípidicas estão associadas a um risco aumentado de doença cardiovacular e síndrome metabólica, mas os exatos mecanismos não estão completamente esclarecidos. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos de diferentes dietas hiperlípidicas na via L-arginina-NO e o estresse oxidativo em eritrócitos de camundongos. Metodologia: camundongos machos C57BL/6 de três meses de idade receberam diferentes dietas por 10 semanas: dieta normolipídica ou dieta hiperlipídica contendo banha de porco (HB), óleo de oliva (HO), óleo de girassol (HG) ou óleo de canola (HC). Foram analisados o transporte de L-arginina mediado pelos transportadores catiônicos y+ e y+L, a atividade da NOS, a expressão da eNOS e da NOS induzível (iNOS), a formação de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e a atividade das enzimas antioxidantes catalase (CAT) e superóxido dismutase (SOD). Resultados: o transporte total de L-arginina estava aumentado no grupo HO em comparação aos controles e aos outros grupos com dieta hiperlipídica. Quando o transporte foi fracionado, o sistema y+ estava mais ativado no grupo HO em relação aos controles e outros grupos que receberam dieta hiperlipídica. O transporte de L-arginina via sistema y+L estava maior nos grupos HO, HG e HC comparados aos grupos controle e HB. Adicionalmente, a atividade basal da NOS e a expressão de eNOS estavam aumentadas em eritrócitos independente do tipo de dieta hiperlípidica insaturada. Observou-se uma maior expressão da iNOS no grupo HO comparado ao controle. Em contraste, o grupo HB apresentou uma inibição da via L-arginina-NO. A análise da peroxidação lipídica, através da formação de TBARS, e da atividade da enzima antioxidante CAT não revelou diferenças entre os grupos, ao contrário do grupo HO, que induziu uma ativação de outra enzima antioxidante, a SOD. Conclusões: o presente estudo proporciona a primeira evidência de que os sistemas y+ e y+L regulam o transporte aumentado de L-arginina em eritrócitos de camundongos do grupo HO. Além disso, todas as dietas hiperlipídicas insaturadas induzem um aumento da atividade basal da NOS associada a uma expressão elevada da eNOS. É possível que diferentes mudanças na composição lipídica da membrana plasmática induzidas pelas dietas possam afetar transportadores e enzimas nos eritrócitos. Além disso, a inibição da via L-arginina-NO no grupo HB pode contribuir para o desenvolvimento da aterosclerose, enquanto dietas hiperlipídicas insaturadas podem ter um efeito protetor via aumento da geração de NO.

Measurement of polycyclic aromatic hydrocarbons in ambient air by fluorescence spectroscopic techniques

250 p. + anexos