Закон сквозного прохода энергии

Г.И.Иванов, Ангарск

ЗАКОН СКВОЗНОГО ПРОХОДА ЭНЕРГИИ

То, что я понял - превосходно!

Думаю, таково и то, что я еще  не понял.

Сократ

Одними из самых частых причин возникновения противоречий развития

ТС являются нарушения закона  сквозного прохода энергии через основные компоненты ТС - от двигателя (источника энергии) через трансмиссию  (преобразователь  энергии)  к  рабочему  органу  под  контролем системы управления.

Главным  условием "равнопрочности"  частей технической  системы с позиции  энергопроводимости является  равенство  их способностей  по принятию и  передаче энергии.  А эти  способности зависят  от уровня развития каждой частицы системы,  определяемой по трем составляющим:

веществу,  энергии и  организации.  Каждая  составляющая имеет  свои характеристики.

Вещество:  агрегатное  состояние,  физико-химические  свойства, уровень использования (макро, микро).

Энергия:  вид  (механическая,  тепловая,  химическая  и  т.д.), уровень, источник (система, подсистема, надсистема).

Организация по веществу и  энергии: расположение в пространстве

(точечное, линейное,  плоскостное, объемное), проявление  во времени

(постоянное, временное, импульсное, ударное и т.д.), степень динамизации (неподвижные,  подвижные, гибкие, пластичные и  т.д.), уровень

(моно-, би-, полисистема).

В общем плане об уровнях развития вещества, энергии и организации можно  судить по  степени  их динамизации  и  развития. Если  уровни развития частей технической системы близки, то возникают предпосылки к  их  сворачиванию  в  один  рабочий  орган,  к  повышению  степени идеальности.  Но  чаще  приходится  встречаться  с  расхождениями  в уровнях развития частей системы.  Эти расхождения концентрируются на стыках частей  системы и проявляются в  виде противоречий, требующих разрешения.  Если  мы  попытаемся  "замести мусор  под  шкаф",  т.е.

обойтись только конструкторскими  приемами, то противоречия обостряются,  требуя  "генеральной уборки".  А  она  состоит в  том,  чтобы восстановить энергопроводимость  системы путем  выравнивания уровней развития частей системы.

Действие  этого  закона  удобно  проиллюстрировать  на  известной задаче об искусственном  микрометеорите. Административное противоречие в ней возникло при  необходимости провести испытание обшивки при скорости  микрометеорита  11  км/с  (сверхзвуковая  ударная  волна).

Трансмиссия  разрушила металлический  шарик (рабочий  орган) еще  до удара об обшивку (изделие).

Анализ  ситуации на  соответствие закону  сквозной энергопроводимости показывает,  что в  зоне конфликта -  на поверхности  шарика имется  рассогласование по  физическому состоянию  компонентов ТС  газовая струя,  несущая энергию, и твердое  рабочее тело. Выявленное рассогласование приводит  к принципиальному решению  - необходимости создания газовой поверхности рабочего органа.

Решение нескольких десятков задач, связанных с проявлением закона сквозного  прохода  энергии,  позволило сформулировать  три  правила реализации энергопроводимости ТС.

1. Если  элементы при взаимодействии друг  с другом образовывают энергопроводящую систему  с полезной  функцией, то для  повышения ее работоспособности  в местах  контактирования  элементов должны  быть вещества с близкими или одинаковыми уровнями развития.

В  случаях,  когда нам  нужно  не  восстанавливать или  развивать энергопроводимость частей технической системы, а напротив, разорвать ее,  то  в  первую  очередь  необходимо  рассогласовать  по  уровням развития контактирующие между собой части.

2. Если  элементы при взаимодействии друг  с другом образовывают энергопроводящую систему с вредной функцией,  то для ее разрушения в местах контактирования  элементов должны быть вещества  с различными или противоположными уровнями развития.

Например, при  застывании бетон  сцепляется с  опалубкой, которую трудно потом отделить. Две части хорошо согласовались между собой по уровням развития вещества -  обе твердые, шероховатые, неподвижные и т.д. Образовалась нормальная энергопроводящая система. Чтобы недопустить  ее образования,  нужно максимальное  рассогласование веществ.

Например, твердое-жидкое, шероховатая-скользкая, неподвижное-подвижное. Здесь уже могут быть несколько конструктивных решений: применение электроосмоса  для образования прослойки воды,  нанесение специальных скользких покрытий, вибрация палубки и другие.

3. Если  элементы при взаимодействии друг  с другом образовывают энергопроводящую систему  с вредной и  полезной функцией, то  для ее применимости в местах контактирования  элементов должны быть вещества, уровень развития которых и физико-химические свойства изменяются под воздействием какого-либо управляемого поля.

Согласно этому правилу выполнено большинство устройств в технике, где требуется соединять или  разъединять энергопотоки в системе. Это различные муфты включения в механике, вентили в гидравлике, выключатели в электрике, диоды в электронике и многое другое.

О ЗАКОНЕ ОПЕРЕЖАЮЩЕГО РАЗВИТИЯ РАБОЧЕГО ОРГАНА