Владимир Петров - Структурный анализ систем

П 1 — поле механических колебаний (его можно обозначить П мехили П кол);

В 1 — лопатка;

П 2 — звуковое поле — колебание воздуха ( П зв).

Тогда этот веполь можно изобразить (3.37).

Это же решение можно представить более сложным веполем, описанным схемой (3.39).

Где:

В 0 — генератор электрических колебаний;

П 0 — поле электрических колебаний;

В 2 — катушка индуктивности;

П 1 — переменное магнитное поле (генератор механических колебаний);

В 1 — лопатка;

П 2 — звуковое поле;

В 3 — микрофон;

П 3 — электрический сигнал;

В 4 — осциллограф;

П 4 — световой сигнал (изображение колебаний на экране осциллографа).

Такой веполь называется цепным.

При желании эту модель можно усложнить еще больше.

В веполе (3.39) представлено несколько различных систем:

В 0, П 0 — генератор электрических колебаний;

В 2, П 1 — электрическая катушка;

В 3, П 3 — микрофон;

В 4, П 4 — осциллограф.

Все эти системы вспомогательные. Главная идея — измерение «тона звука» П 2, которое получается в результате возбуждения полем П 1лопатки В 2. Данное решение может быть осуществлено и другим образом, например, возбуждать и снимать колебания можно с помощью пьезопреобразователей.

Как было написано раньше — это задача на обнаружение (дефекта в лопатке), которое осуществляется измерением сигнала П 2, поэтому задача и на измерение тоже.

Двойной веполь

Двойной вепольобразуется соединением простых веполей. Схема двойного веполя представлена схемой (3.40)

Задача 3.8. Разлив жидкого металла

Условия задачи

Разлив жидкого металла В 1из ковша В 2осуществляется из донного отверстия (рис. 3.12) под действием гравитации П 1. Вепольная структура данной системы представлена в виде (3.40).

Рис. 3.12. Разлив жидкого металла

Такой разлив осуществляется неравномерно, так как зависит от высоты hстолба жидкого металла (от гидростатического напора). Как сделать разлив равномерным?

Разбор задачи

Чтобы сделать разлив равномерным, необходимо компенсировать действие силы гравитации, т. е. воздействовать еще одним полем П 2 — перейти к двойному веполю (3.42).

Гидростатический напор регулируют высотой hстолба жидкого металла над отверстием разливочного ковша, вращая П 2металл в ковше (рис. 3.13), например, электромагнитным полем 8 8 А. с. 275 331. .

При вращении металла в ковше в зависимости от скорости вращения образуются параболы различной формы (пунктирные линии на рис. 3.13). Максимальная высота h max, когда нет вращения (скорость вращения V o= 0). Максимальной скорости вращения ( V max) должна соответствовать усеченная парабола, когда над отверстием отсутствует металл ( h min= 0) и, следовательно, он не выливается. Таким образом, можно регулировать расход металла через донное отверстие разливочного ковша.

Рис. 3.13. Вращение жидкого металла

Смешанный веполь

Смешанный вепольпредставляет собой сочетание цепного (3.36) и двойного (3.40) веполей или соединение двух двойных веполей (3.40).

Переход от цепного веполя к смешанному показан на схеме (3.43), а переход от двойного к смешанному — на схеме (3.44).

Пример 3.9. Фильтр

Для очистки воздуха в производственных помещениях используют громоздкие фильтры. В вепольном виде это можно представить (3.45).

Где:

В 1 — воздух;

В 2 — пыль;

П 1 — воздушный поток;

В 3 — фильтр.

Это модель внутреннего комплексного веполя.

Следующий шаг в развитии систем очистки воздуха — это использование циклона (рис. 3.14). В циклоне загрязненный воздух раскручивается с большой скоростью, частички пыли, висящие в воздухе, отбрасываются к стенкам за счет центробежных сил , ударяются о них и падают в пылесборник.

Рис. 5.10. Циклон

В этом решении использован двойной веполь , по схеме (3.40).

Где:

В 1 — воздух;

В 2 — пыль;

П 1 — воздушный поток;

П 2 — центробежные силы.

Можно усовершенствовать это решение.

Недостаток рассмотренного циклона состоит в том, что мелкая пыль не долетает до пылесборника, а оседает на стенках вытяжной трубы (вытяжки). Поэтому приходится циклон время от времени останавливать и чистить трубу.