Трансформация

В 1996 году Х. Т. Одум определил трансформацию как:

« возникновение одного типа необходимо для производства единицы энергии другого типа. Например, поскольку для выработки 1 Дж электроэнергии требуется 3 эмджоуля (cej) угля и 1 cej услуг, трансформация угля в электроэнергию равна 4 сей/Дж"

Концепция трансформации была впервые представлена Дэвидом М. Сайменом в сотрудничестве с Говардом Т. Одумом . В 1987 году Scienceman предложил заменить фразы « качество энергии », «коэффициент качества энергии» и «коэффициент преобразования энергии», используемые HTOdum, словом «преобразование» (стр. 261). Этот подход направлен на решение давнего вопроса об отношении качественных явлений к количественным явлениям, часто анализируемым в физических науках, что, в свою очередь, представляет собой синтез рационализма с феноменологией . То есть он направлен на количественную оценку качества.

Трансформация: рационализация качества

Определение трансформации словами

Затем учёный определил трансформацию как:

«количественная переменная, описывающая измеримое свойство формы энергии, ее способность усиливаться в качестве обратной связи относительно энергии источника, потребляемой при ее формировании, в условиях максимальной мощности . Как количественная переменная, аналогичная термодинамической температуре, трансформация требует указания единиц измерения. ." (1987, стр. 261. Выделено мной).

В 1996 году ХТОдум определил трансформацию как:

« возникновение одного типа необходимо для производства единицы энергии другого типа. Например, поскольку для выработки 1 Дж электроэнергии требуется 3 эмджоуля (cej) угля и 1 cej услуг, трансформация угля в электроэнергию равна 4 сей/Дж"

Г.П.Дженони расширил это определение и заявил, что «затраты энергии одного вида, необходимые для поддержания одной единицы энергии другого вида, используются для количественной оценки иерархического положения » (1997, стр. 97). По мнению Scienceman, концепция трансформации вводит новое базовое измерение в физику (1987, стр. 261). Однако существует двусмысленность в размерном анализе трансформации, как утверждают Bastianoni et al. (2007) утверждают, что трансформация представляет собой безразмерный коэффициент.

Определение как соотношение

Одна часть рационалистической точки зрения, связанной с современностью и наукой, состоит в том, чтобы противопоставить качественно разные явления, находящиеся в процессе трансформации, посредством количественных соотношений с целью выявить какое-либо постоянство среди трансформационных изменений. Как и коэффициент эффективности , трансформация количественно определяется простым соотношением затрат и результатов. Однако коэффициент трансформации является обратным к эффективности и включает в себя как косвенные, так и прямые потоки энергии, а не просто прямой коэффициент энергоэффективности ввода-вывода. Другими словами, он определяется как отношение аварийного входа к выходной энергии .

Оригинальная версия: : ${\mbox{Transformity}}={\frac {\mbox{emergy input}}{\mbox{energy output}}}$

Разработка

Однако было понятно, что термин «выход энергии» относится как к выходу полезной энергии так и к выходу бесполезной , энергии. (Примечание: согласно П.К.Нагу, альтернативное название «полезной энергии» — это «доступность» или эксергия , а альтернативное название «бесполезной энергии» — «недоступность» или анергия (Наг 1984, стр. 156). ). Но, как заметили Э.Шубба и С.Ульгиати, понятие трансформации означало уловить непредвиденные инвестиции, вложенные в единицу продукта, или полезный выпуск. Поэтому концепция Трансформации была дополнительно уточнена как соотношение «рассеянной входной аварийной энергии (использованной доступной энергии)» к «единичной выходной эксергии» (Sciubba and Ulgiati 2005, стр. 1957). Для Йоргенсена (2000, стр. 61) трансформация является сильным индикатором эффективности системы.

Пересмотренная версия : ${\mbox{Transformity}}={\frac {\mbox{emergy input}}{\mbox{exergy output}}}$ или $Tr={\frac {E_{m}}{E_{x}}}$ (по Джаннантони 2002, стр. 8).

Подстановка в математическое определение аварийной ситуации, данное в этой статье.

Tr={\frac {\int _{t=-\infty }^{t_{0}}P_{x}\,dt}{E_{x}}}

Современное развитие

Две трансформации

Альбертина Лоуренси и Жоао Антонио Зуффо из факультета разработки электронных систем Сан-Паулу предположили, что существует две ценности трансформации; $Tr_{ex}$ и $Tr_{theta}$ (Лоуренси и Зуффо, 2004, стр. 411).

$Tr_{ex}$ : компенсирует рассеивание эксергии и на словах определяется как Фактор качества, который учитывает возникающее Качество, связанное с другими формами Энергии.
$Tr_{theta}$ : объясняет увеличение Трансформации как следствие Эмерзии, порожденной Исходными Условиями Вселенной.

Мы можем утверждать, что хотя термин $Tr_{ex}$ учитывает количественный аспект информации, термин $Tr_{theta}$ учитывает аспект качества такой информации.

Согласно этим определениям «чрезвычайную ситуацию» всегда можно структурировать следующим образом:

$Em_{U}=Tr_{theta}.Tr_{ex}.Ex_{U}$

Ссылки

Б. Р. Бакши (2000) «Термодинамическая основа для экологически сознательной разработки технологических систем», Computers and Chemical Engineering 24, стр. 1767–1773.
С.Бастианони (2000) «Проблема совместного производства в экологическом учете посредством экстренного анализа», Ecoological Modeling 129, стр. 187–193.
С.Бастианони, Ф.М.Пульселли, М.Рустичи (2006) Эксергия против аварийных потоков в экосистемах: есть ли порядок в максимизации?», Экологические индикаторы 6, стр. 58–62.
С.Бастианони, А. Факкини, Л. Сусани, Э. Тиззи (2007) «Эмерджентность как функция эксергии», Energy 32, 1158–1162.
М. Т. Браун и С. Ульгиати (2004) Качество энергии, чрезвычайная ситуация и трансформация: вклад Х. Т. Одума в количественную оценку и понимание систем, Экологическое моделирование , Vol. 178, стр. 201–213.
TTCai, TWOlsen и DECampbell (2004) Максимальная (эм)сила: основополагающий принцип, связывающий человека и природу», Экологическое моделирование , том 178, выпуск 1–2, стр. 115–119.
Д.Э.Кэмпбелл (2001) Предложение о включении того, что представляет ценность для экосистем, в экологические оценки», «Экологические науки и технологии» , том 35, выпуск 14, стр. 2867–2873.
GQ Chen (2006) «Недостаток эксергии и экологическая оценка, основанная на воплощенной эксергии», Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation , 11, стр. 531–552.
BDFath, BCPatten и Jchoi (2001) Дополнительность экологических целевых функций», Журнал теоретической биологии , том 208, выпуск 4, стр. 493–506.
Г.П. Дженони (1997) «На пути к концептуальному синтезу в экотоксикологии», OIKOS , 80:1, стр. 96–106.
Г.П. Дженони, Э.И. Мейер и А.Ульрих (2003) «Поток энергии и концентрации элементов в экосистеме реки Штайна (Шварцвальд, Германия)», Aquat. наук. , Том. 65, стр. 143–157.
К.Джаннантони (2000) «К математической формулировке принципа максимальной электромагнитной мощности», в MTBrown (ред.) « Эмерджентный синтез: теория и применение методологии чрезвычайных ситуаций» , Материалы первой исследовательской конференции по анализу чрезвычайных ситуаций, проводимой раз в два года, Центр Экологическая политика, факультет экологических инженерных наук, Университет Флориды, Гейнсвилл, Флорида.
К.Джаннантони (2002) Принцип максимальной электромагнитной мощности как основа термодинамики качества , Servizi Grafici Editoriali, Падуя.
К.Джаннантони (2006) «Математика генеративных процессов: живые и неживые системы» Журнал вычислительной и прикладной математики 189, стр. 324–340.
Шу-Ли Хуан и Цзя-Вэнь Чен (2005) «Теория городской энергетики и механизмы городского развития», Экологическое моделирование , 189, стр. 49–71.
Дж.Л.Хау и Б.Р.Бакши (2004) « Перспективы и проблемы анализа чрезвычайных ситуаций », Экологическое моделирование , специальный выпуск в честь Х.Т. Одума, том. 178, стр. 215–225.
С.Э. Йоргенсен, С.Н.Нильсен, Х.Мейер (1995) «Моделирование чрезвычайных ситуаций, окружающей среды, эксергии и экологии», Экологическое моделирование , 77, стр. 99–109.
С. Е. Йоргенсен. (2000) Термодинамика и экологическое моделирование , CRC Press.
Дж.Лаганиса и М.Дебелякб (2006) «Анализ чувствительности аварийных потоков в процессе производства солнечной соли в Словении», Журнал экологического моделирования , 194, стр. 287–295.
А.Лоуренчи и Дж.А. Зуффо, 2004. Incipient Emergy выражает самоорганизующуюся генеративную активность искусственных экомиметических систем , в Ортега, Э. и Ульгиати, С. (редакторы): Достижения в энергетических исследованиях , Труды IV международного семинара, проводимого раз в два года, Unicamp , Кампинас, СП, Бразилия. 16–19 июня 2004 г. Страницы 409–417.
ПКНаг (1984) Инженерная термодинамика , Издательство Tata McGraw-Hill.
ХТОдум (1986) в Н.Полунине, Под ред. Теория и применение экосистем , Уайли, Нью-Йорк.
HTOdum (1988) «Самоорганизация, трансформация и информация», Science , Vol. 242, стр. 1132–1139.
HTOdum (1995) «Самоорганизация и максимальное расширение возможностей», в CASHall (ред.) «Максимальная мощность»; Идеи и применение HTOdum , Colorado University Press, Колорадо, стр. 311–330.
HTOdum (1996) Экологический учет: принятие решений в чрезвычайных ситуациях и природоохранной деятельности , Wiley.
HTOdum (2002) «Обращение материалов, энергетическая иерархия и строительство зданий», в CJKibert, J.Sendzimir и GBGuy (ред.) Construction Ecology; Природа как основа зеленых зданий , Spon Press, Нью-Йорк.
HTOdum и ECOdum (1983) Обзор энергетического анализа стран , Рабочий документ, WP-83-82. Лаксенбург, Австрия: Международный институт прикладного системного анализа. 469 стр. (CFW-83-21)
HTOdum и ECOdum (2000) Процветающий путь вниз: принципы и политика , Издательство Университета Колорадо, Колорадо.
DMScienceman (1987) «Энергия и чрезвычайная ситуация». В Г. Пилле и Т. Мурота (ред.), Экономика окружающей среды: анализ основного интерфейса. Женева: Р. Леймгрубер. стр. 257–276. (CFW-86-26)
DM Scienceman (1989) «Появление экономики». В материалах конференции Международного общества по исследованию общих систем (2–7 июля 1989 г.), Эдинбург, Шотландия, 7 стр. (CFW-89-02).
DM Scienceman (1991) Возникновение и энергия: форма и содержание эргона. Дискуссионный документ. Гейнсвилл: Центр водно-болотных угодий, Университет Флориды. 13 стр. (CFW-91-10)
DM Scienceman (1992) Эмвалью и Лавалу , документ, подготовленный для ежегодного собрания Международного общества системных наук, Денверский университет, Денвер, Колорадо, США
DM Scienceman (1997) «Письма в редакцию: определение чрезвычайной ситуации», Ecoological Engineering , 9, стр. 209–212.
Э. Шиубба, С. Ульгиатиб (2005) «Эмерджентный и эксергетический анализ: дополнительные методы или нередуцируемые идеологические варианты?» Энергия 30, стр. 1953–1988.
С.Э.Тенненбаум (1988) Затраты на сетевую энергию для производства подсистем , диссертация магистра. Гейнсвилл, Флорида: Университет Флориды, 131 стр. (CFW-88-08)
С.Ульгиати, ХТОдум, С.Бастианони (1994) «Аварийное использование, нагрузка на окружающую среду и устойчивость. Экстренный анализ Италии», Экологическое моделирование , том 73, выпуск 3–4, страницы 215–268.
С.Ульгиати и М.Т.Браун (1999) Экстренная оценка природного капитала и биосферных услуг .
С. Ульгиати и М.Т.Браун (2001) «Экстренный учет крупномасштабных экосистем, в которых доминирует человек», в книге С.Е. Йоргенсена (редактор) «Термодинамика и экологическое моделирование» , CRC Press LLC, стр. 63–113.