А.В. Ревенков - Учебник - Теория и практика решения технических задач (1249576), страница 26
Текст из файла (страница 26)
6.29); 2) поставить перед собой задачу: можно ли создать требуемое взаимодействие введением в систему веществ и полей; Раздел 2. Приемы н методы решения технических задач 118 3) сформулировать требования к вводимым веществам и полям, определить какими свойствами они должны обладать. Практически для организации требуемого взаимодействия осуществляется поиск ФТЭ. Пример 6.26. Очистка изделий и технологических сред. Очистке деталей от загрязнений существенно препятствуют силы сцепления между их поверхностью и частицами грязи.
Чтобы разорвать эту связь, вводится вещество-посредник. Например„поверхностно-активные вещества (ПАВ), действие которых основано на ослаблении межмолекулярных связей между загрязнениями и поверхностью очишаемой детали. Сами ПАВ практически не расходуются и остаются в растворе. Для финишных процессов в микроэлектронике используется вода высочайшей степени очистки. После многократной дистилляции в ней все же остаются микродозы солей, которые удаляют, пропуская воду через ионообменник. При этом ионообменные смолы нс расходуются, а перераспределяют ионы загрязнений воды нужным образом. В технологиях микроэлектроники используют газы высокой степени чистоты.
Однако в процессе хранения они быстро вбирают влагу. Чтобы осушить технологические газы, применяют абсорбенты, которые поглозцают пары воды. После нагревания они вьшеляют воду и их можно использовать повторно. Если наблюдается плохое взаимодействие между полями и веществами, то ресурсы для устранения плохих взаимодействий можно искать в НС, т. е.
во внешнем источнике поля. Всякое физическое поле создается веществом. Например, магнитное — магнитом или электромагнитом, световое — источником излучения, тепловое — источником тепловой энергии. Тогда может ставиться задача изменить свойства вещества — источника поля, его формы, расположения в пространстве и т. д. В этом случае, даже если источник физического или абстрактного поля непосредственно не участвует в выполнении ГПФ, в вепольную модель можно ввести вещество — источник поля.
В частности, можно указать источник поля скоростей, электромагнитного или ультразвукового излучения. Например, если в исследуемом процессе физическое поле плохо управляется инструментом (рис. 6.30), то введенис в модель абст- Пз — Вз П, — В„ Рис. 6.30. Введение в вепольную модель веществ — источников поля; Вл я — вещество, являющееся источником поля физического; В„, — вещество, являющееся источником поля абстрактного б. Поиск ресурсов прн решении технических задач 119 рактного поля акцентирует внимание на изменение этого источника. Однако следует отметить, что при этом модель становится сложнее.
Структурные модели вещественно-полевых взаимодействий создают некоторый зрительный образ, активизирующий мышление на поиск ресурсов для решения технической задачи. б.5.2. Задач((ка ((змененае обьекп)а В общем случае задача заключается в том, что нужно найти способ воздействовать на некоторый объект (обрабатываемый — Во или инструмент — Ви) таким образом, чтобы обеспечить адекватное вещественно-полевое взаимодейстие.
В табл. б.2 приведены некоторые примеры улучшения взаимодействия между обрабатываемым изделием и инструментом (В, """ Ви). Таблица 6.2. Примеры решения задач ло улучшению взаимодействия инструмента с обрабатываемым изделием испольная схема Пример в,— в,— Прием решения задачи )' Введение всшества — по- ~ средника (Вз), хорошо ( взаимодействуюшего с ин- ~, 'сзрументом и с изделием 1 введение поля (П), которое ~ хорошо взаимодействует с :инструментом Г , Обработка давлением („— формующий , инструмент созлает механическое воздейст-, вие (Пм„) на заготовку; П,,„, — нагрев за- готовки (тепловое поле)) Пмхх / В,— В„ / ~ Введение теплового поля ' (П х), которое хорошо ' взаимодействуез с изделием Пнх ~ Промывка леталей (ввеление ультразвуково/ 'го поля П „, В„я, — моюшнй раствор) В,— В „ Ю / П, ) ',  —  — В а З м Другой типичной проблемой является плохое взаимодействие поля (Пи) с объектом (Во) — нет нужного взаимодействия между полем и изделием или полезное действие поля сопряжено с нежелательным воздействием (В, """ Пи) (табл.
б.З). ~, Введение ультразвукового ноля (П„м), которое хоро- ~ шо азанмолейстаует с инст- рументом и с изделием ) Введение вешества — по- ~ средннка (Вз) н поля (П), ( которое хорошо взаимодействует как с посрелником, ) так и с инструментом Г)мхх в,— в„ / и„ В„обработка резанием (В~ — введение смаюч-, но-охлаждаюшей жидкости — нет перегрева ~ инструмента и детали) ~ Химическое ~разлепив металлов („— химический реактив, Пмм — перемешивание раствора.
Улучшается полевая характеристи~ка процесса (Пя) — равномерное воздействие раствора по поверхности детали) ) Гальванопластика — получение копий пу- тем нанесения металла и отделения его от исхолной формы (В~ — разделительный слой (графит), „— гальванически осаж- денный металл, П, — злектрическое поле) Раздел 2. Приемы н методы решения технических задач 120 Таблица бый Прямер решения задачи улучшения взянмодействня вещества в поля 1 Прием решения задачи Вепаяьная схема Прннар т : Прн гнбке труб от момента внешних (П„) снл деформнруегся сечение.
В трубу вво- ! ~ дят наполннтель (В„„), который созлаег ; давление внугрн трубы (Па, ) ~ Введение дополнительного ве- ~ шесгва (Вд,„), которое улуч-, Г ~шнт взвнмодейсгвне ннстру- ~ В„ ' мента с изделием П„ В „— В, Плаза Пример 6.27. Обогрев аудитории в 1919 г. Зимой 1919 г., спасаясь от холода, студенты Московского авиатехникума соорудили прямо в аудитории, где слушали лекции Н. Е. Жуковского, печку. Но в суровые морозы печка не могла прогреть все помещение. Поэтому на нее поставили бак с водой — своего рода тепловой аккумулятор.
Он работал, но только нещадно парил, мешал заниматься. Сырость оказалась хуже холода. Тогда Жуковский посоветовал налить поверх воды машинного масла. Простейшая хитрость удалась, вода не испарялась и долго сохраняла тепло. Пример 6.28. Получение подсолнечного масла. Подсолнечное масло получают выдавливанием из семян (В ). Однако масло (В ) имеет очень большую вязкость и поэтому даже при большом давлении в раздробленных семенах остается еше очень много масла.
Повышение температуры смеси в какой-то степени решает задачу. Но высокую температуру давать нельзя, так как ухудшаются свойства масла. Как повысить выход масла из семян? Эту задачу можно трактовать так, что между клетчаткой и маслом слишком большая связь, сильное взаимодействие. Исходную вепольную модель, представленную на рис. 6.31, а, нужно преобразовать так, чтобы разорвать связь (В, """ Вм).
Это можно сделать введением вещества-посредника (рис. 6.31, б). Каким свойством должно обладать это вещество? Вещество-посредник (В„„р) должно растворять масло, не портить его пищевые свойства, быть дешевым, легкодоступным и, наконец, оно должно легко удаляться из масла. Для повышения выхода масла при последнем выдавливании добавляют керосин (В„„р), снижающий вязкость масла, который затем удаляют выпариванием.
I В„"---'"'--- В„~=".» В, — В„„— В, Рнс. 6.31. Вепольная модель к примеру 6.28: а — исходная модель; б — преобразованная Следует отметить, что здесь использован ресурс времени — сделать заранее, т. е. заблаговременно придать веществу нужные свойства. згз б. Поиск ресурсов прн решении технических задач б.5.е. Задачи но обнаружение и измерение свойств объекта Обнаружение и измерение величин, характеризующих свойства веществ и полей, относится к задаче получения информации. При этом можно выделить два вида величин: 1) величины, характеризующие свойства полей — фазовые переменные например, напряжение и сила электрического тока, сила и скорость в механике, а также величины, характеризующие состояние объектов (вешеств), например, распределение температуры, давления, которые по существу являются полевыми характеристиками.
Как было отмечено ранее, форма тела является его полевой характеристикой. Эта величина в общем случае зависит от времени, например, если тело меняет свою форму в процессе работы (надувная конструкция, трубчатая пружина в манометре); 2) величины, характеризующие свойства веществ, или компонентов, входящих в ТС, например, масса, момент инерции, электрическое сопротивление, диэлектрическая проницаемость, теплопроводность и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
