Здесь можно найти учебные материалы, которые помогут вам в написании курсовых работ, дипломов, контрольных работ и рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение оригинальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение оригинальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения оригинальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, РУКОНТЕКСТ, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии так, что на внешний вид, файл с повышенной оригинальностью не отличается от исходного.

Результат поиска


Наименование:


Реферат/Курсовая Законы и закономерности

Информация:

Тип работы: Реферат/Курсовая. Добавлен: 22.05.13. Сдан: 2012. Страниц: 25. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Содержание:

     1. Введение 3

2. Структура ЗРТС 4

3. Законы и  закономерности 4

3.1 Закон S-образного  развития технических систем 4

3.2 Закон повышения  идеальности 6

3.3 Закон повышения  свернутости 9

3.4 Закон перехода  в подсистему 11

3.5 Закон повышения  плотности ТС 14

3.6 Закон вытеснения  человека из ТС 16

3.7 Закон повышения  эффективности использования потоков 18

3.8 закон повышения  согласованности 30

3.9 Закон повышения  управляемости 32

3.10 Закон повышения  динамичности 35

4. Список литературы 40

 

1. Введение

Законы развития технических  систем - это комплексы статистически  достоверных линий развития, описывающих  закономерный последовательный переход  систем из одного конкретного состояния  в другое и справедливых для всех технических систем или их больших классов.

ЗРТС носят статистический характер, т.е. не обязательны к выполнению. Они являются внешним проявлением  своего рода естественного отбора, который идет в мире техники. Действительно, технические системы конкурируют  между собой за области применения, как биологические системы - за экологические ниши (есть и другие виды конкуренции - например, военные системы вступают между собой во взаимодействие типа "хищник - жертва").

В конкурентной борьбе побеждают те системы, которые лучше других удовлетворяют  требованиям общества. Эти требования, в общем, сводятся к одному: работать как можно лучше, а потреблять ресурсов и производить нежелательных отходов как можно меньше (более подробно об этом будет сказано при описании Закона повышения идеальности). Поскольку самые различные ТС сталкиваются примерно с одними и теми же проблемами, то и методы их решения, в общем, стереотипны. Так вот, ЗРТС как раз и являются хорошо систематизированным списком таких типовых "выигрышных" ходов, благодаря которым системы-победительницы завоевывают и удерживают первенство. Поэтому, хотя следовать этим законам и не обязательно, но очень и очень желательно (если, конечно, не ставить перед собой задачу обеспечить преимущество системам-конкурентам).

2. Структура ЗРТС

3. Законы и  закономерности развития техники

3.1 Закон S-образного развития технических систем

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития изменение главных параметров ТС происходит таким образом, что графики временной зависимости этих параметров имеют S-образный вид (Рисунок 3.1).

Рисунок 3.1 График временной зависимости изменение главных параметров ТС

 

График представляет собой логистическую кривую, которая  показывает как меняются во времени темпы её развития. Выделяются три характерных этапа:

  1. «детство». Идёт, как правило, достаточно долго. В этот момент идёт проектирование системы, её доработка, изготовление опытного образца, подготовка к серийному выпуску.
  2. «расцвет». Она бурно совершенствуется, становится всё более мощной и производительной. Машина выпускается серийно, её качество улучшается и спрос на неё растёт.
  3. «старость». С какого-то момента улучшать систему становится всё труднее. Мало помогают даже крупные увеличения ассигнований. Несмотря на усилия конструкторов, развитие системы не поспевает за всё возрастающими потребностями человека. Она пробуксовывает, топчется на месте, меняет свои внешние очертания, но остаётся такой, какая есть, со всеми своими недостатками. Все ресурсы окончательно выбраны. Если попытаться в этот момент искусственно увеличивать количественные показатели системы или развивать её габариты, оставляя прежний принцип, то сама система вступает в конфликт с окружающей средой и человеком. Она начинает больше приносить вреда, чем пользы.

В качестве примера рассмотрим паровоз. Вначале был достаточно долгий экспериментальный этап с единичными несовершенными экземплярами, внедрение которых вдобавок сопровождалось сопротивлением общества. Затем последовало бурное развитие термодинамики, совершенствование паровых машин, железных дорог, сервиса — и паровоз получает публичное признание и инвестиции в дальнейшее развитие. Затем, несмотря на активное финансирование, произошёл выход на природные ограничения: предельный тепловой КПД, конфликт с окружающей средой, неспособность увеличивать мощность без увеличения массы — и, как следствие, в области начался технологический застой. И, наконец, произошло вытеснение паровозов более экономичными и мощными тепловозами, и электровозами. Паровой двигатель достиг своего идеала — и исчез. Его функции взяли на себя ДВС и электромоторы тоже вначале несовершенные, затем бурно развивающиеся и, наконец, упирающиеся в развитии в свои природные пределы. Затем появится другая новая система — и так бесконечно.

 

3.2. Закон повышения идеальности

Техническая система  в своём развитии приближается к идеальности. Достигнув идеала, система должна исчезнуть, а её функция продолжать выполняться.

Основные пути приближения к  идеалу:

  • повышение количества выполняемых функций,
  • «свертывание» в рабочий орган,
  • переход в надсистему.

При приближении к  идеалу техническая система вначале  борется с силами природы, затем  приспосабливается к ним и, наконец, использует их для своих целей.

Закон увеличения идеальности наиболее эффективно применяется к тому элементу, который непосредственно расположен в зоне возникновения конфликта или сам порождает нежелательные явления. При этом повышение степени идеальности, как правило, осуществляется применением незадействованных ранее ресурсов (веществ, полей), имеющихся в зоне возникновения задачи. Чем дальше от зоны возникновения конфликта будут взяты ресурсы, тем в меньшей степени удастся продвинуться к идеалу.

Главная особенность состоит в  том, что при совершенствовании  системы обычно идеальность повышается в оперативной зоне; при этом за пределами ОЗ идеальность может даже уменьшится. Но, поскольку эффективность ТС в основном зависит от процессов, протекающих в ОЗ, суммарная идеальность также увеличивается.

Возьмем, например, лазерную сварку (Рисунок 3.2).

 

   Рисунок 3.2 Лазерная сварка

 

В оперативной зоне эффект потрясающий - глубокий провар, отсутствие загрязнений, узкая зона термического влияния и т.д. Однако за пределами  ОЗ вместо недорогого сварочного трансформатора, необходимого для обеспечения обычной дуговой сварки (Рисунок3.3), мы обнаруживаем сложную и дорогую лазерную систему (Рисунок3.4):

Рисунок 3.3 Сварочный трансформатор

Рисунок 3.4 Система лазерной сварки

 

 

Механизмы закона:

 

1. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС повышается ее идеальность за счет повышения функциональных возможностей без изменения (или при относительно небольшом увеличении) затрат:  

Этот путь совершенствования обычно характерен для систем, находящихся  на 1-м и 2-м этапах S-образной кривой развития. Действительно, ресурсов развития по главной функции на этих этапах еще много, поэтому есть возможность увеличивать функциональные показатели. Вырастут затраты, но все равно найдется сектор рынка для новой системы - пусть более дорогой, но зато значительно более эффективной.

Вспомним, например, как развивались  офисные копировальные машины - от первых примитивных моделей (Рисунок 3.5), неторопливо обрабатывающих один лист за раз, до современных скоростных монстров с цветной двусторонней печатью, масштабированием, автозагрузкой, автосшиванием, автосортировкой копий и т.д. (Рисунок 3.6). Конечно, стоимость, размеры и прочие факторы расплаты выросли - но зато насколько увеличилась функциональность!

Рисунок 3.5 Старая копировальная машина Cannon

Рисунок 3.6 Современная копировальная машина Cannon

 

2. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС повышается ее идеальность за счет повышения функциональных возможностей при снижении затрат:  

Это самый эффективный путь совершенствования  системы. Он обычно характерен для перехода системы на новую S-образную кривую развития.

Наиболее яркий пример - переход  от ламповой электроники (Рисунок 3.7) к полупроводниковой (Рисунок 3.8). Какой колоссальный рост функциональности при одновременном резком снижении габаритов, энергопотребления и т.п.!

Рисунок 3.7 Вычислительная ламповая машина

3.3 Закон повышения свернутости

Закономерность  развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития ТС сокращается число ее элементов без ухудшения (или при улучшении) функционирования.

Данный закон является одним из основных механизмов Закона повышения идеальности. Действительно, достаточно очевидный способ снизить затраты - это удалить из системы часть ее элементов. Если же при этом удастся сохранить ее функциональные способности на прежнем уровне (а тем более повысить), идеальность непременно должна вырасти.

Сохранение функциональных способностей системы обеспечивается перераспределением полезных функций свернутых элементов между оставшимися элементами, а также передачей их элементам надсистемы. При этом часть функций, обычно направленных на свернутые элементы, вообще может исчезнуть за ненадобностью, что также снижает затраты, связанные с выполнением этих функций.

Возьмем, например, обычный  патрон для стрелкового оружия (Рисунок 3.8):

Рисунок 3.8 Обычные патроны

 

Его составной частью служит гильза. Ее функции на этапе хранения - удерживать пулю, порох и капсюль; а в момент выстрела - удерживать пороховые газы (иначе горячие химически активные газы, да еще под высоким давлением, будут быстро разъедать затвор). Однако и затраты на выполнение этих функций весьма велики:

  • Стальная или латунная гильзы довольно тяжелы, что увеличивает нагрузку на солдата и ограничивает запас патронов, который он может взять с собой в атаку;
  • На удаление гильзы после выстрела затрачивается определенное время, что снижает скорострельность автоматического оружия;
  • Наличие гильзы удорожает патрон.

Поэтому в настоящее  время оружейники активно экспериментируют с безгильзовым патроном (Рисунок 3.9):

Рисунок 3.9 Безгильзовые патроны

 

В таком патроне гильза свернута (а вместе с нею устранены  недостатки - повышенные вес, затраты  времени на удаление и стоимость), а ее полезные функции перенесены на один из оставшихся элементов системы - пороховой заряд - теперь он удерживает пулю, капсюль (также бескорпусный) и сам себя, и элемент надсистемы - затвор, который благодаря использованию современных сплавов может теперь удерживать пороховые газы, не подвергаясь коррозии.

 

Механизмы закона:

1.Закономерность развития ТС, содержащих источник энергии, трансмиссию, рабочий орган и систему управления, заключающаяся в том, что в процессе развития эти элементы обычно свертываются в следующем порядке:

      • Трансмиссия
      • Источник энергии
      • Система управления
      • Рабочий орган. 

Свертываемые элементы передают свои функции друг другу  и элементам надсистемы, в т.ч. объекту главной функции.Первой обычно свертывается трансмиссия как  выполняющая наименее значимые для  системы функции. В итоге источник энергии вплотную приближается к рабочему органу, непосредственно снабжая его энергией нужного вида. Например, когда-то на заводах станки приводились в движение ременными передачами от общего вала, вращаемого одним мощным двигателем (3.10):

Рисунок 3.10 Машина с ременным приводом

 

Теперь каждый станок имеет независимый привод (Рисунок 3.11):

Рисунок 3.11 Современный завод

 

 

Более того, если раньше станок имел один двигатель, от которого через механические передачи приводились  в движение все части станка, то теперь ставят отдельный двигатель  для каждого вида движения - благодаря  свертыванию механических трансмиссий  станок стал компактней и проще в управлении.

Вслед за трансмиссией исчезает источник энергии. Внимание: он исчезает как отдельный элемент системы, но его главная функция остается в целости и сохранности - ее передают рабочему органу, и он начинает сам  снабжать себя энергией нужного вида.

Если удается свернуть и систему управления, передав  ее функции рабочему органу, он становится саморегулируемым

И, наконец, происходит полное свертывание системы, при котором  ее главные функции либо передается в надсистему, либо вообще отменяется за ненадобностью.

3.4 Закон перехода в надсистему

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в том, что в процессе развития по мере исчерпания внутренних ресурсов техническая система объединяется с другими системами и продолжает свое развитие в надсистеме.

Это один из наиболее сильных  и часто применяемых законов, имеющий множество механизмов.

 

 

 

 

 

Механизмы закона:

 

  1. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития конструктивные отличия между объединяющимися системами все более нарастают

В соответствии с данным механизмом, системы объединяются в  следующем порядке:

  •   Однородные системы (однородные - значит, одинаковые);
  •   Системы со сдвинутыми характеристиками (отличающиеся друг от друга по какому-либо параметру);
  •   Альтернативные системы (по-разному устроенные и обладающие взаимно противоположными парами достоинств и недостатков);
  •   Альтернативные системы, одна из которых - инертная (инертная система практически неспособна выполнять требуемую главную функцию, но зато свободна от недостатка, присущего парной ей активной системе).

 

 

  2. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития отличия по главной функции между объединяющимися системами все более нарастают

Виды объединяющихся систем:

  •   Конкурирующие системы (имеющие одинаковые или близкие главные функции);
  •   Родственные системы (выполняющие разные главные функции, имеющие объединяющий параметр);
  •   Разнородные системы (выполняющие разные главные функции, ничем не связанные между собой);
  • Инверсные системы (выполняющие противоположные функции).

 

 

 Объединение родственных систем

В зависимости от вида объединяющего параметра, родственные  системы делятся на следующие  подвиды:

  • Системы, родственные по объекту главной функции;

 

Пример - плазменно-механическая обработка (Рисунок 3.12):

Рисунок 3.12 Плазменно-механическая обработка

 

Сущность процесса плазменно-механической обработки (токарной, строгальной) заключается в разупрочнении обрабатываемого материала на глубину резания за счет теплового воздействия плазменной дуги, горящей между обрабатываемым изделием и электродом, находящимся внутри плазмотрона. При этом глубина воздействия дуги выбирается таким образом, чтобы разупрочненный слой удалялся резцом в процессе резания. В результате значительно повышается подача, а следовательно, и производительность черновой обработки, особенно труднообрабатываемых твердых металлов, конструкционных и инструментальных сталей, титана и заготовок, имеющих литейные и ковочные корки или нагартованные слои.

Так вот, в данном случае плазмотрон и резец имеют разные ГФ - один нагревает металл, другой его  удаляет, однако объект ГФ у них один и тот же - металл заготовки. Поэтому эти системы и объединились.

 

  • Системы, родственные по технологическому процессу;
  • Системы, родственные по условиям применения.

 

 

  3. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития глубина объединения систем все более нарастает

Виды систем, получающихся в результате объединения исходных ТС:

  • ТС с "нулевой связью" (система с нулевой связью образуется из неизменившихся в процессе объединения исходных систем, действующих независимо друг от друга);
  • ТС с "логической связью"(система с логической связью образуется из исходных систем, хотя и не изменившихся в процессе объединения, но расположенных и/или действующих согласованно);

Системы с логической связью

В подавляющем большинстве  это несколько единиц технологического оборудования, последовательно реализующего различные стадии какого-либо технологического процесса. Хотя конструктивно они самодостаточны и не поменялись от того, что их встроили в техпроцесс, но расположены в строго определенном порядке, а иногда и работают в согласованном темпе.

Пример - печь для нагрева  заготовок и пресс для горячей штамповки (Рисунок 3.13):

Рисунок 3.13 Пресс и печь

 

 

 

Конструктивно они независимы, но стоят друг за другом и работают согласовано.

 

 

  • Частично свернутые ТС (частично свернутая система образуется из исходных систем, у которых парные однородные элементы свернуты с передачей полезных функций одному из них).
  • Полностью свернутые ТС (полностью свернутая система образуется из исходных систем, все элементы одной из которых свернуты с передачей их полезных функций элементам второй)

 

  4. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития количество объединяющихся систем все более нарастает

Виды систем, получающихся в результате объединения исходных ТС:

  • Бисистемы (образовавшиеся в результате объединения двух систем);
  • Полисистемы (образовавшиеся в результате объединения нескольких систем).

3.5 Закон повышения полноты ТС

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что системы, которые могут быть разбиты на 4 типовых функциональных блока: источник энергии, преобразователь энергии (трансмиссия), рабочий орган и систему управления (причем некоторые из этих блоков могут отсутствовать, а их функции выполняют элементы надсистемы), в процессе развития последовательно переходят к самостоятельному выполнению функций этих блоков.

Механизмы закона:

1. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что создание новой системы обычно начинается с рабочего органа

На начальных этапах развития один из видов энергоносителей (окислитель) самолеты получали в готовом  виде из окружающей среды (Рисунок 3.14):

Рисунок 3.14 Старинный самолет

2.Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система берет на себя выполнение функций преобразователя энергии (трансмиссии)

Когда понадобилось летать выше и быстрее, двигателям стало не хватать окислителя. Поэтому самолеты обзавелись комрессорами, преобразующими воздух, поступающий из атмосферы, к виду, пригодному для использования (Рисунок 3.15):

Рисунок 3.15 Современный самолет

3. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система берет на себя выполнение функций источника энергии

Когда понадобилось летать еще быстрее, а также выйти за пределы атмосферы, пришлось отказаться от использования атмосферного воздуха и разместить запас окислителя непосредственно на борту ракеты (Рисунок 3.16):

Рисунок 3.16 Ракета

4. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития система берет на себя выполнение функций системы управления

Произошел переход от управляемых ракет к самонаводящимся, а на самолетах появились и бурно развиваются автопилоты.

3.6 Закон вытеснения человека из ТС

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в том, что в процессе развития сокращается количество функций, выполняемых  в системе человеком.

Этот закон имеет  в основном отношение к системам, в которых можно в явном виде выделить такие типовые подсистемы, как рабочий орган, трансмиссия, источник энергии и система управления. Он является частным случаем (механизмом) Закона повышения полноты ТС, поскольку человек - это очень распространенный элемент надсистемы, на который обычно легче всего переложить функции, пока недоступные системе.

Механизмы закона:

1. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что до возникновения системы для удовлетворения определенной потребности человек выполняет функции на всех уровнях

Это нулевой этап - система  отсутствует, человек выполняет  все функции сам.

Пример - система для перевозки  человека. Пока ее не было, человек ходил  пешком.

2. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что создание новой системы приводит к вытеснению человека с исполнительного уровня

Система часто появляется как простое орудие - рабочий орган. Она берет на себя исполнительные функции. Человек служит для такой  системы источником энергии, трансмиссией и системой управления.

Пример - велосипед. 

3. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит вытеснение человека с уровня трансмиссии

Система берет на себя функции трансмиссии. Человек служит для нее источником энергии и системой управления.

4. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит вытеснение человека из системы управления

Система переходит к  самоуправлению или ею начинает управлять надсистема. Человек при этом отстраняется от оперативного управления и оставляет за собой только принятие решений.

5. Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития происходит вытеснение человека с уровня принятия решений

Система или ее надсистема начинают принимать решения самостоятельно. Человек вытесняется из системы  и переходит к управлению надсистемой.

Пример - система автоматического пожаротушения (Рисунок 3.17):

Рисунок 3.17 Система автоматического пожаротушения

Такая система с помощью  сенсоров сама определяет очаги возгорания и, никого не спрашивая, сама включает разбрызгиватели воды и другое оборудование.

3.7 Закон повышения эффективности использования потоков вещества, энергии и информации

Закономерность развития технических систем, содержащих потоки вещества, энергии и информации, заключающаяся в том, что в  процессе развития происходит повышение  эффективности использования этих потоков.

Исторически сначала  Г.С.Альтшуллер сформулировал Закон  минимальной энергетической проводимости, гласивший, что для обеспечения  минимальной работоспособности  ТС все звенья, передающие энергию  от источника энергии в оперативную  зону выполнения главной функции (обычно подразумевалось, что это трансмиссия и рабочий орган) должны иметь некую минимальную проводимость. Этот закон относился к так называемой группе законов статики, т.е. описывающих начальные условия существования системы.

Затем Игорь Гриднев выдвинул идею распространить этот закон на весь период жизни системы. При этом он установил, что в процессе развития ТС проводимость ее частей, несущих потоки энергии, обычно возрастает, и выявил механизмы, обеспечивающие это повышение проводимости. Поэтому данный закон получил название "Закон повышения энергопроводимости". Довольно быстро он был распространен также на потоки вещества и информации, и название вновь изменилось - теперь оно звучало как "Закон повышения проводимости потоков вещества, энергии и информации", а в сокращенном виде - просто "Закон повышения проводимости потоков".

Параллельно развивался аналитический  инструмент, основанный на этом законе, а именно Анализ потоков. В его  рамках были выявлены особые виды потоков - вредные (выполняющие вредные функции в системе или надсистеме) и паразитные (всякого рода утечки, приводящие к потерям). Соответственно выяснилось, что развитие систем идет не только путем повышения проводимости полезных потоков, но и снижения проводимости вредных и паразитных, для чего существуют особые механизмы (часто зеркально-симметричные механизмам повышения проводимости полезных потоков).

А в дальнейшем было установлено, что  эффективность систем может быть повышена и такими манипуляциями  с полезными потоками, которые не связаны с повышением их проводимости. Более того, нашлись даже механизмы повышения эффективности систем, приводящие к снижению интенсивности полезных потоков и, соответственно, снижению необходимой проводимости каналов для этих потоков.

Добавление вновь выявленых механизмов вынудило еще раз менять название закона. По идее, лучше всего суть дела выражает название "Закон оптимизации потоков". Однако в ТРИЗ термин "оптимизация" имеет отрицательные коннотации, связанные с тем, что при решении задач с противоречием "оптимизацией" называется поиск компромисса, справедливо (во многих случаях) отвергаемый как тупиковый; правильным подходом при этом считается поиск решения, разрешающего противоречие. Поэтому пришлось остановиться на более громоздком названии "Закон повышения эффективности использования потоков".

Механизмы закона:

Существует три основных тренда:

1. Повышение позитивного эффекта полезных потоков

  • Повышение проводимости полезных потоков
  • Повышение эффективности использования полезных потоков

2. Снижение негативного эффекта вредных потоков

  • Снижение проводимости вредных потоков
  • Снижение повреждающей способности вредных потоков

3. Снижение негативного эффекта паразитных потоков

  • Снижение проводимости паразитных потоков
  • Снижение затрат на паразитные потоки

Рассмотрим каждый механизм в отдельности.

  • Повышение позитивного эффекта полезных потоков

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в том, что в процессе развития повышается позитивный эффект полезных потоков.

  • Повышение проводимости полезных потоков

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в том, что в процессе развития повышается проводимость полезных потоков.

  • Снижение количества преобразований потока.

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от потока, имеющего много преобразований, к однородному потоку.

Обычно каждое преобразование потока (перевод вещества из одного состояния в другое, смена типов  энергии, смена способов представления  информации) сопровождается потерями и торможением. Следовательно, снижение количества таких преобразований ведет к повышению проводимости. В идеале преобразований вообще не должно быть, и все компоненты потоков должны сразу иметь вид, необходимый для их конечного использования.

Пример - дизель-генератор (Рисунок 3.18) и топливный элемент (Рисунок 3.19):

Рисунок 3.18 Дизель-генератор

Рисунок 3.19 Топливный элемент

В дизель-генераторе поток  энергии имеет следующий вид:

Химическая энергия  топлива ® тепловая энергия ®  механическая энергия ® электроэнергия.

В топливном элементе преобразование всего одно:

Химическая энергия  топлива ® электроэнергия.

Соответственно, к.п.д. топливного элемента в два раза выше.

  • Преобразование потока

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в переходе от потока, плохо поддающегося передаче, к потоку, хорошо поддающемуся передаче.

Если имеется значительное cопротивление потоку, а потери при его преобразовании относительно невелики, поток преобразуют к виду, наиболее легко поддающемуся передаче.

  • Сокращение длины потока

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в переходе от длинного потока к короткому.

Обычно многие виды потерь и сопротивлений потоку пропорциональны  его длине. Следовательно, для повышения  проводимости следует уменьшать  длину потока. В идеале поток должен иметь нулевую длину, т.е. его компоненты должны сразу появляться там, где используются.

Пример - бормашина. Раньше сверло приводилось в движение стационарным двигателем через гибкую передачу, а то и систему передач (Рисунок 3.20):

Рисунок 3.20 Старая бормашина

Большая длина потока механической энергии накладывала  ограничения на скорость вращения сверла, что снижало производительность и увеличивало страдания пациента. В современных системах источник вращения расположен в корпусе бора, т.е. длина потока сокращена почти до нуля (Рисунок 3.21):

Рисунок 3.21 Современная бормашина

  • Устранение "серых зон"

Закономерность развития технических систем, заключающаяся в переходе от потока, содержащего области, в которых его поведение не поддается предсказанию с достатоточной точностью, к потоку, свободному от таких областей.

Поскольку поведение  потока в "серой зоне" не поддается  расчету, параметры этих областей обычно подбирают эмпирически. Поставить достаточное количество экспериментов удается далеко не всегда, поэтому такие области, как правило, недостаточно оптимизированы, что приводит к повышению потерь и сопротивления. Следовательно, устранение "серых зон" косвенно ведет к повышению проводимости за счет более эффективной оптимизации.

  • Устранение "бутылочных горлышек"

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в переходе от потока, содержащего  области, сопротивление которых  значительно больше погонного сопротивления тракта, к потоку, свободному от таких областей.

"Бутылочное горлышко" - область потока с резко повышенным  сопротивлением. Очевидно, что устранение  таких областей значительно повышает  проводимость.

  • Повышение проводимости отдельных звеньев потока

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в повышении проводимости отдельных  звеньев потока вплоть до физического  предела для данного типа проводников.

Поскольку сопротивление  потоку сильно зависит от характеристик  проводников, их улучшение приводит к повышению проводимости. В идеале характеристики должны соответствовать физическому пределу для данного типа проводников.

 пример - обмотки электрических  машин (Рисунок 3.22). Лучше меди проводника нет (не считая сверхпроводников), поэтому электропроводность повышать не удается. Зато развиваются изоляционные материалы и технологии их нанесения, благодаря чему можно увеличивать напряжение.

Рисунок 3.22 Статор

  • Повышение удельных характеристик потока

Закономерность развития технических систем, заключающаяся  в переходе от большого потока низкой плотности к маленькому потоку высокой  плотности.

Часто сопротивление  потоку не зависит от его удельных характеристик. Поэтому для повышения проводимости выгодно снижать объем потока при одновременном повышении его плотности. В результате по тому же проводнику можно пропустить больший поток, либо при том же потоке снизить затраты на проводник.


и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.