7.3.Ответы на задачи разд.5.

Использование физэффектов

Знание принципов легко возмещает

незнание фактов

Клод Гельвеций

5.28. Требуемое действие – 6.2. «Разделение смеси». Из предлагаемых физэффектов выбираем эффект 53 «Магнетизм». Смесь металлической стружки и абразивного порошка направляют в магнитный сепаратор, где стружка налипает на вращающийся магнитный барабан, с которого направляется в стружкосборник.

5.29. Требуемое действие – 8.2. «Изменение объёмных свойств». Применим эффект 98 «Ультразвук». Наложение УЗ-колебаний на шов при остывании металла делает его структуру более мелкозернистой.

5.30. Из действий, указанных в табл. 5.2, более всего подойдёт 4.1 «Измерение температуры». Применим эффект 52 «Точка Кюри». Предлагается полюса двигателя выполнить из сплава, точка Кюри которого равна заданному порогу температуры. Мотор работает, пока температура не достигнет точки Кюри. Произошло превышение – двигатель останавливается, прошло время, температура снизилась – он опять работает.

5.31. Наиболее близкое действие из табл. 5.2 – 2.2 «Изменение силы» и 2.3 «Стабилизация сил». Из рекомендованных физэффектов использован эффект 24 «Атмосферное давление». Оконные рамы поднимают с помощью вакуумных присосок.

5.32. Требуемое действие – 2.4 «Разрушение». Изобретатели из Тольяттинского государственного университета использовали физэффект 98 «Ультразвук». На шлифовальном станке установили магнитострикционный преобразователь, который получает колебания от ультразвукового генератора и передаёт их СОЖ. Возникает явление кавитации, возникающие воздушные пузырьки лопаются, и энергия этих микровзрывов выбивает с поверхности шлифовального круга засалившие его частицы шлама. Останавливать процесс шлифования не требуется.

5.33. Требуемое действие – 2.2 «Изменение силы». Изобретатели воспользовались приёмом 24 «Атмосферное давление». Сущность изобретения состоит в том, что на сваю давят поршнем, из-под которого откачивают воздух. Элементарные расчёты показывают, что при диаметре поршня 0,6 м и давлении 0,2 атмосферного на сваю действует сила 8 т. Кстати, этот же приём изобретатели использовали для увеличения веса асфальтового катка – из-под катка откачивают воздух и в зависимости от степени разрежённости устанавливают оптимальное давление на покрытие.

5.34. Требуемое действие – 2.2 «Изменение силы». Выбираем эффекты 84 «Колебания» и 92 «Резонанс». Если подавать воду с частотой импульсов, равной частоте собственных колебаний угольного пласта, интенсивность разрушения резко возрастает.

5.35. Требуемое действие – 6.2 «Разделение смеси». Применим приём 53 «Магнетизм». Вместо ткани используем в качестве фильтра ферромагнитный порошок в электромагнитном поле. Достаточно на секунду выключить ток, порошок вместе с посторонними продуктами осыплется, а при включении тока ферромагнитный порошок вернётся на место, и фильтр снова готов к работе.

5.36. Требуемое действие – 6.2. «Изменение силы». Воспользуемся приёмом 44 «Тепловое расширение». Охлаждаем контейнер, например, погрузив его в жидкий азот. Давление сжатия резко возрастёт.

5.37. Перед древними строителями встала задача 1.1 «Измерение размеров». Строители воспользовались физэффектом 43 «Сообщающиеся сосуды». По периметру будущей пирамиды они выкопали канаву и заполнили её водой. Вода установилась строго на одном уровне.

5.38. Мы знаем, что тёмные поверхности лучше поглощают тепло, чем светлые. Вспомнили об этом и члены экспедиции. На судне было достаточно много угля и золы. На льду сделали дорожку из угля от судна до чистой воды. Яркое полярное солнце растопило лёд. Образовался канал, по которому судно удалось вывести.

5.39. Изобретатель Ю Ермаков предложил делать ушко иглы из металла с памятью. Достаточно прикоснуться иглой к горячему предмету, и ушко расширяется, делается круглым, нитка легко продевается, а через секунду-другую ушко опять узкое.

5.40. Известно, что при распространении света в газах спектр излучения линейчатый, состоящий из чередующихся ярких и тёмных полос. Такой спектр характерен для пламени. А для жидких и твёрдых веществ спектр излучения сплошной. Отсюда решение: измерять температуру шихты на фоне тёмных полос спектра пламени.

5.41. Противоречие разрешается путём применения известного с древности механизма – клина. Обруч крепят к барабану клиньями. При рабочем вращении барабана клиновое крепление затягивается. Стоит дать барабану обратное вращение, и клинья разъединяются.

5.42. Оказывается, тут действует ещё один физический эффект. При шлифовании в результате трения материал детали сильно разогревается, его твёрдость падает. Со стальными опилками этого не происходит (или происходит в неизмеримо меньшей степени), поскольку вследствие вращения шлифовального круга к зоне обработки непрерывно подходят всё новые участки его рабочей поверхности.

5.43. Предложено получать нужное давление за счёт сгорания положенного заранее газообразующего вещества.

5.44. Предложено контролировать электрическое сопротивление жидкости (действие 8.1 «Контроль объёмных свойств», физэффект 66 «Электрическое сопротивление»). При кипении в жидкости образуются пузырьки, что резко повышает её электросопротивление. Момент скачка тока и есть начало кипения жидкости.

5.45. Предложено измерять температуру резания с помощью так называемой естественной термопары. Одним из электродов термопары является режущий инструмент, другим – обрабатываемая деталь. Свободные концы инструмента и детали замыкают на гальванометр.

5.46. Вспомним одно из свойств алмаза – при температуре свыше 800С он претерпевает так называемое обратное аллотропическое превращение, проще говоря, переходит в графит, из которого когда-то получен. Поэтому алмаз шлифуют быстровращающимся медным диском, от трения он нагревается, его поверхностный слой графитируется и легко снимается диском.