Владимир Петров - Структурный анализ систем

Попробуем перейти к смешанному веполю (3.43), т. е. добавим П 3, воздействующее на В 2,генерирующее поле П 4, которое действует на пыль В 2(3.47).

Чтобы пыль не засоряла вытяжку, всю трубу превратили в электрод — полый цилиндр из металла, утыканный иголками, располагающимися на выходе трубы. На электрод подается электрическое поле , которое отталкивает пыль от вытяжной трубы (рис. 3.15). Таким образом, пыль оказывается в пылесборнике.

Где:

В 1 — воздух;

В 2 — пыль;

П 1 — воздушный поток;

П 2 — центробежные силы;

П 3 — электрическое поле;

В 4 — иголочки на трубе;

П 4 — статическое электричество (электрическое поле).

Рис. 3.15. Электрофильтр (коническая часть циклона — рис. 3.14)

Довольно значительный класс задач связан с нежелательным эффектом, представляющим собой вредную связь вещества с веществом , поля с веществом или вредное воздействие полей .

Устранение вредных связей осуществляется с помощью определенных закономерностей (см. рис. 4.1 — 4.3):

1.Вредная связь между веществами(рис. 4.1):

— введением третьего вещества В 3 — схема (4.1);

— введением третьего вещества В 3,которое является видоизменением имеющихся веществ В 1и В 2( В 3=В ' 1, В ' 2) или самими веществами ( В 3=В 1, В 2) — схема (4.4);

— введением третьего вещества В 3=В ' 1, В ' 2 ( В 3=В 1, В 2) и поля П 2, которое воздействуя на В 1или В 2видоизменяет его В 1 »или В 2 » — схема (4.5);

2.Вредная связь между полем и веществам(рис. 4.2):

— «оттягивание» вредного действия — схема (4.7);

— введением второго поля П 2 — схема (4.8);

— введением третьего вещества В 3, которое генерирует П 2 — схема (4.11);

— введением третьего вещества В 3, которое генерирует П 2под воздействием П 3 — схема (4.13).

3.Вредная связь между веществом и полем(рис. 4.3). Управление выходным полем:

— введением дополнительных вещества В 2и поля П 2 — схемы (4.16) — (4.18);

— заменой имеющегося вещества В 1на В 2и введением дополнительного поля П 3, которое управляет выходным полем П 2 — схемы (4.20) — (4.21);

Рис. 4.1. Тенденция устранения вредных связей между веществами

Рис. 4.2. Тенденция устранения вредных связей полем и веществом

Рис. 4.3. Тенденция устранения вредных связей полем и веществом

Цель третьей группы управлять выходным полем П 2.

Устранениевредных связей в системе производится введением между веществами В1и В2 постороннего третьего вещества В3.

Это описывается схемой (4.1):

Вводимое вещество В 3может быть на макро-и микроуровне.

Задача 4.9. Подводные крылья

Условия задачи

При движении судна на подводных крыльях, на крыле, вследствие кавитации 9 9 Кавита́ция (от лат. Cavita — пустота) — процесс парообразования и последующего схлопывания пузырьков пара с одновременным конденсированием пара в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром самой жидкости. — Материал из Википедии. , происходит эрозия (разъедание материала), образуются каверны и крыло теряет свою эффективность (рис. 4.4).

Явление кавитации на крыле возникает из-за его взаимодействия с водой, создающее подъемную силу, но при этом возникает гидродинамическое сопротивление; а при увеличении скорости появляются кавитационные пузырьки.

В целом ставится задача уменьшения гидродинамического сопротивления и, в частности, не допустить вредных последствий кавитации.

Как быть?

Рис. 4.4. Подводное крыло

Разбор задачи

Представим задачу в вепольном виде (4.2).

Где:

В 1 — вода;

В 2 — крыло;

П 1 — поток воды.

Поток воды действует на крыло, создает подъемную силу (прямая стрелка) и поток воды действует на крыло, образуя гидродинамическое сопротивление или кавитационные пузырьки, создающие каверны (волнистая стрелка — плохое действие).