Владимир Петров - Структурный анализ систем

Разбор примера

Решение можно представить в виде вепольной схемы (П.1)

Где

В 1 — воздух;

П 1 — температурное поле (высокая температура);

В 2 — лопатка;

В 2 » — лопатка с отверстиями.

Условие — прототип

Температура П 1нагревает воздух В 1, который хорошо воздействует на лопатку (создает силу, которая вращает турбину) и плохо воздействует на лопатку (разрушает ее).

Дан веполь с полезной и вредной связью между В 1и В 2.

Решение

Для устранения вредной связи в соответствии со схемой (П.1) между веществами В 1и В 2необходимо поместить вещество В 3,являющееся ими самими или их видоизменением В 1 »или В 2 ». В решении выбрано видоизменение лопатки В 2 » — лопатка с отверстиями.

Пример 9.2. Борьба с кавитацией

Кавитация вызывает эрозию (разрушение) материала устройств, где она происходит. С кавитацией пытаются бороться, при этом достаточно важно, чтобы кавитация подавлялась равномерно. Предложено для подавления воздействовать на кавитационные пузырьки ультразвуковыми колебаниями в диапазоне частот от 1 до 50 кГц 63.

Разбор примера

Решение можно представить в виде вепольной схемы (П.2)

Где

В 1 — кавитационный пузырь;

П 1—поле микровзрыва, разрушающее материал устройства;

В 2 — материал устройства;

П 2 — ультразвуковое поле.

Условие — прототип

Кавитационный пузырь В 1при схлопывании на поверхности материала устройства, создает микровзрыв П 1, вызывая эрозию.

Дан веполь с вредной связью между П 1и В 2.

Решение

Для устранения вредной связи в соответствии со схемой (П.2) вводят второе поле П 2, которое разрушает вредное воздействие поля П 1. Необходимо подобрать вид поля П 2, которое могло бы оказать противодействие полю П 1 — микровзрывам, т. е. поле, разрушающее кавитационные пузыри В 1.

Пример 9.3. Измерение мощности

Калориметрический метод измерения мощности. Для измерения мощности, поглощаемой нагрузкой в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне, определяется количество тепла, отдаваемое нагрузкой рабочему телу (воде), причем, часто само рабочее тело используется как нагрузка. С помощью измерительного узла регистрируется температура рабочего тела и по ее значению определяется значение мощности 64.

Разбор примера

Рассматривается измерительная система.

Описано решение по схеме (П.3)

Где

В 1 — сверхвысокочастотный (СВЧ) генератор;

В 2 — нагрузка; в решении нагрузка — это вода;

П 1 — электромагнитное поле (сверхвысокочастотное-СВЧ поле), мощность, которого необходимо измерить;

П 2 — температура.

Прибор В 1излучает сверхвысокочастотное (СВЧ) поле П 1, поглощаемую мощность, которого необходимо измерить. Вводят воду В 2, которая нагревается СВЧ полем, являясь нагрузкой для прибора. По температуре определяют значение мощности.

Решение может быть представлено и другой схемой (П.4)

Где

В 1 — СВЧ-генератор;

В 2 — нагрузка;

П 1 — электромагнитное поле (СВЧ-поле);

В 3 — рабочее тело (вода);

П 2 — тепловое поле;

В 4 — датчик температуры воды.

Пример 9.4. Декоративный светильник

Известны декоративные светильники, использующие оптоволокно. Такой светильник состоит из лампы, рефлектора, температурного фильтра и светофильтра, соединительной головки и оптоволоконного кабеля. В этом светильнике светофильтр был один и жестко закреплен.

Составьте вепольную схему.

Изобретен декоративный светильник, который с изменением атмосферного давления меняет цвет (рис. П.1). В данном изобретении светофильтры закреплены на гофрированной вакуумной камере, которая меняет свой объем в зависимости от атмосферного давления и передвигает разноцветные светофильтры 65.

Рис. П.1. Декоративный светильник. А. с. 779 726

1 — сферический корпус из термостойкого пластика, состоящий из верхней полусферы А и нижней полусферы Б; 2 — опора; 3 — отверстие в нижней части корпуса; 4 — вентиляционное отверстие, 5 — горловина; 6 — кольцевая скобка, соединяющая половины А и Б; 7 — световоды, вмонтированные в горловину 5, 8 — основа; 9 — герметичная гофрированная вакуумная камера; 10 — стойка; 11 — отражатель; 12 — источник света; 13 — питающий электрический шнур; 14 — направляющая; 15 — рычаг; 16 — шарнир; 17 — закрепление рычага; 18 — светофильтр (светопропускающая пластина, разграниченная на отдельные цветовые секторы); 19 — светоотражающие козырьки.