Лекция 8
План лекции
Правила вепольных преобразований
5.3.1. Пять правил вепольных преобразований
Правило достройки веполя.
Если по условию задачи дана невепольная система (один или два элемента), ее необходимо достроить до треугольника:
вещество + вещество + поле.
Правило указывает эффективный обходной путь и позволяет сразу определять, какой будет тип ответа на задачу (добавить вещество, добавить поле и т.д.).
Построением веполя автоматически снимается физическое противоречие (капилляр + тепловая энергия + вода).
Важная особенность достройки веполя: техническая система эффективна только в том случае, если она поддается управлению. Достраивать нужно так, чтобы в системе был хотя бы один хорошо управляемый элемент (об окраске – поле центробежных сил, меняя число оборотов можно менять толщину слоя, о запайке – вода, меняя уровень воды, регулируем уровень проникновения пламени).
Правило перехода к феполю.
Вепольные системы имеют тенденцию переходить в системы фепольные, то есть в системы с магнитным полем и ферромагнитным веществом, взятым в виде порошка.
более дисперсный инструмент (шлиф. круг)
Взаимодействие в общем виде без указания сопротивления.
Переход к феполям возможен и в тех случаях, когда уже даны дав взаимодействующих вещества – ферромагнитные частицы вводятся в одно из веществ:
Пример: – вещество, – катализатор, реакция идет плохо из-за плохого смешивания, в катализатор добавляют ферромагнитный порошок, затем воздействуют магнитным полем – реакция ускоряется.
Правило разрушения веполя.
Чтобы разрушить ненужный вредный веполь, между имеющимися двумя веществами должно быть введено третье.
Однако условия задачи обычно накладывают запрет на введение посторонних веществ. Смысл правила 3: ввести третье вещество и в то же время его не вводить. Но как это сделать? Его нужно изготовить из уже имеющихся двух веществ и оно будет рассматриваться как их часть.
Пример: При движении на больших скоростях подводные крылья подвергаются кавитационной эрозии: кавитация разъедает металл, разрушает поверхность крыльев.
Можно покрыть металл защитным слоем, но он будет съеден. По правилу 3 – выполнить из видоизмененного металла, но это ничего не дает, а вот намораживая тонкий слой льда (согласно правилу – видоизмененная вода), можно избежать действия эрозии.
Правило перехода к цепному веполю.
Вепольные структуры имеют тенденцию к развитию в самостоятельный веполь:
В свою очередь
может образовывать самостоятельный
веполь и т.д. Такие веполи называются
цепными.
Пример: до сих пор в технике используют один из древнейших механизмов – клин. Но клиновым устройствам присущ принципиальный недостаток: клин трудно извлекать. "Складывающиеся" клинья оказались сложны и ненадежны.
Решение:
– клин,
– поверхность,
– легкоплавкая
прокладка,
– собственно клин,
П,
– механические взаимодействия,
– температурные
воздействия.
Решение: Осмоленный клин фиксирует поверхности соединения. Извлечь его можно - разогрев.
Правило выявления физэффектов.
Если в задаче дан веполь с полем , а на выходе требуется получить поле , то название нужного физического эффекта можно узнать, соединив названия полей и :
Пример: дано механическое поле, а на выходе желательно получить магнитное, необходим механо-магнитный эффект (магнитоупругий эффект).
Зная название нужного эффекта можно подобрать , реализующее этот эффект, или развернуть в цепной веполь, реализующий этот эффект.
Пример: Дедал – первый изобретатель, великий афинский художник, скульптор. Изобрел топор, бурав. Гений и злодей по утверждению Пушкина несовместим, но Дедал – изрядный злодей. Он убил своего племянника и ученика Тала, за что его приговорили к смерти. Дедал бежал на остров Крит к царю Миносу и соорудил там лабиринт для Минотавра (полубыка-получеловека). Дедал задумал побег с Крита с помощью самодельных крыльев из воска и льняных ниток. Он долетел до Сицилии.
Дедал сформулировал два правила:
нельзя лететь слишком низко, так как крылья станут тяжелыми из-за морской влаги;
нельзя лететь слишком высоко, так как солнце растопит воск.
Но Дедал не предусмотрел, что правила могут быть нарушены. Подобное можно сказать и о творчестве.
Есть только одна возможность правильно использовать любое правило: надо точно выполнить то, что требуется.
Задача 1. Редко после операции хирургу удается наложить шов так, чтобы совместить края разреза.
Доцент Горьковского медицинского института Макаров предложил хирургам резиновый штамп с сеткой для нанесения на ткань до разреза. При зашивании линии сетки должны совместиться.
В качестве красителя был предложен реактив Шиффе.
Какая краска, чтобы не действовали бы спирт, йод, не смывалась бы кровью, не вызывала воспаления.
Необходимо ввести люминофор.