Di belakang buritan, dalam aliran berbuih. Lukisan, penerangan

MAKMAL SAINTIFIK KANAK-KANAK
Perpustakaan percuma / Buku Panduan / Makmal Sains Kanak-Kanak

Di belakang buritan, dalam aliran berbuih. Makmal Sains Kanak-Kanak

Makmal Sains Kanak-Kanak

Skuter perlumbaan yang lincah dan kapal tangki sepanjang setengah kilometer, kapal selam nuklear dan kapal tunda sungai - kapal yang berbeza ini dan berpuluh-puluh kapal lain bergerak masuk dan di bawah air dengan bantuan kipas. Sembilan kapal bergerak sendiri moden daripada sepuluh adalah pacuan kipas.

Di belakang buritan, dalam aliran berbuih

Pakar hidrobiologi telah mengkaji beratus-ratus penduduk sungai, tasik dan lautan - dari udang ke sotong, dari sprat ke ikan paus, mengkaji dengan teliti cara pergerakan mereka di dalam air. Tidak seorang pun daripada mereka telah dikurniakan secara semula jadi dengan sesuatu yang menyerupai kipas. Seperti roda, penggerak utama armada moden tidak mempunyai sifat analog. Skru kapal adalah keturunan skru yang dicipta oleh Archimedes yang cemerlang untuk mengangkat air. Jika kita juga mengingati undang-undang Archimedes, ternyata penghantaran hari ini dua kali diwajibkan kepada Syracusan yang hebat ...

Pada tahun 1793, ahli matematik Perancis Ponton mencadangkan menggunakan kipas untuk menggerakkan kapal. Tiga dekad kemudian, pencipta Czech I. Ressel mencipta reka bentuk skru pertama - auger. Dan pada tahun 1836, kemalangan membawa kepada fakta bahawa skru itu memberi laluan kepada skru bentuk hari ini - yang berbilah. Semasa ujian, gerimit yang panjang, seperti penggiling daging, terputus, dan kapal berjalan lebih laju.

Pada tahun 1849, kelebihan kipas telah terbukti dalam perjuangan yang adil. Kapal wap Inggeris - skru "Niger" dan "Basilisk" beroda, kedua-duanya dengan enjin 400 hp, disambungkan dengan kabel, menuju ke arah yang bertentangan. Ia adalah sesuatu seperti tarik tali. Selama lebih sejam, kapal kipas itu menarik lawannya pada kelajuan 1,5 knot.

Benar, selepas pertandingan ini, pengukus kayuh dibina selama beberapa dekad. Tetapi kemungkinan besar, oleh inersia ...

Globtik Tokyo, peneraju armada kapal tangki dunia, mempunyai enjin dengan jumlah kapasiti 45 hp. s., kuasa enjin pemecah ais "Ermak" - 000 42 l. s., kapal penumpang "Queen Elieabet-0" - 2 liter. Dengan. Tetapi mendapatkan tenaga bukanlah segala-galanya: ia mesti digunakan.

Kapal bergerak, membuang aliran air, dengan kata lain, semua kapal bergerak sendiri adalah hidrometeor. Roda membuang air dengan menekannya dengan bilah - pinggan. Dengan skru, proses ini lebih rumit. Setiap bilahnya berfungsi sebagai sejenis sayap. Apabila bilah berputar dalam lajur air, zon rarefaction terbentuk pada satu permukaan sayap, dan zon mampatan pada yang lain. Perbezaan tekanan mewujudkan daya angkat, dan jumlah daya angkat bilah menghasilkan tujahan kipas. Tidak seperti skru biasa, kepala yang bergerak satu langkah pada satu masa dengan setiap putaran pin skru, kipas, seolah-olah, mengeluarkan benang, membuang jisim air. Lebih besar jisim ini, lebih kuat penekanan dan lebih baik skru.

Nampaknya untuk meningkatkan penekanan, sudah cukup untuk meningkatkan kelajuan. Tetapi pada masa yang sama, ia bukan lagi menghancurkan, tetapi pecahnya benang air yang tidak kelihatan. Tekanan di tepi hadapan mata pisau semakin berkurangan, dan air mendidih, membentuk banyak buih. Sebaik sahaja gelembung terbang keluar dari zon tekanan rendah, ia runtuh: ia dimampatkan oleh lajur air. Kematian setiap gelembung disertai dengan letupan mikro.

Tiupan letupan gelembung pada bilah kipas bukan sahaja menyebabkan bunyi dan getaran. Filem oksida pelindung memecahkan logam, hakisan peronggaan bermula. Bilah kipas yang tertakluk kepada peronggaan menyerupai sasaran yang penuh dengan peluru.

Peronggaan berlaku pada kelajuan kipas tertentu. Untuk menghilangkan fenomena yang sangat tidak menyenangkan ini, anda perlu mengurangkan kelajuan. Tetapi kemudian skru berhenti dan tujahannya akan jatuh.

Perjuangan menentang hakisan pelayaran logam membawa kepada penyelesaian teknikal yang paradoks: mereka memutuskan untuk meningkatkan peronggaan. Kipas dengan bilah profil khas telah dicipta. Pada kelajuan ultra tinggi, gelembung navigasi mula meliputi seluruh permukaan kerja bilah, membentuk gelembung wap yang besar. Meningkatkan kelajuan skru sedemikian hampir tidak mengubah tekanan dalam gelembung wap, dan tekanan di belakang bilah dan hentian keseluruhan meningkat. Kipas sedemikian dipanggil supercavitating. Untuk kapal biasa, ia tidak berkesan, tetapi sangat diperlukan apabila anda perlu mencapai kelajuan melebihi 40 knot. Sebagai contoh, hidrofoil turbin gas Soviet "Typhoon" dilengkapi dengan kipas supercavitating.

Bilah berputar dalam tarian bulat yang berterusan. Ia cukup untuk salah seorang daripada mereka untuk "keluar dari langkah" untuk seluruh kipas bergetar, dan di belakangnya seluruh buritan. Ia berlaku bahawa disebabkan oleh getaran kipas adalah perlu untuk membina semula kapal. Itulah sebabnya baling-baling diseimbangkan dengan penjagaan khas, bentuk bilah dan kecenderungannya diperiksa dengan templat khas, dan permukaannya digilap ke kemasan cermin sekurang-kurangnya sekali setahun. Jika, selepas pemeriksaan skru yang telah berfungsi untuk beberapa lama, lubang yang lebih dalam daripada satu milimeter ditemui pada permukaannya, ia akan ditumbuk dengan sebatian epoksi dan dikisar sekali lagi ke kemasan cermin.

Masalah tertentu ialah pilihan logam untuk skru. Disebabkan oleh kakisan yang teruk dalam air laut, keluli konvensional boleh dikatakan tidak sesuai. Cukuplah untuk mengatakan bahawa pada pemecah ais Murmansk, selama dua tahun beroperasi, setiap bilah skru kehilangan 200 kilogram beratnya. Ini diperbuat daripada keluli aloi khas!

Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, semakin banyak kipas kapal diperbuat daripada loyang atau gangsa. Rintangan kakisan loyang adalah seratus kali lebih besar daripada keluli biasa. Tetapi dalam air laut, loyang juga terdedah kepada kakisan - zink dibasuh daripadanya. Kawasan dengan kandungan zink yang rendah menjadi ditutup dengan retak, dan kekuatan bilah berkurangan. Dengan setiap pusingan skru, retak kecil terbuka dan tertutup; produk kakisan menggilap tepinya dan mengembangkannya. Dan kemudian tiba masanya apabila logam tidak tahan dan pecah ...

Loyang bukanlah logam yang sangat tahan lama. Untuk kipas berkelajuan tinggi, aluminium mangan atau gangsa nikel-aluminium sering digunakan, kekuatan yang hampir dengan keluli aloi, dan rintangannya dalam air laut adalah beberapa kali lebih tinggi daripada loyang. Baling-baling seberat lebih daripada 50 tan dilemparkan daripada gangsa sedemikian untuk kapal kontena moden dan kapal tangki super.

Walau bagaimanapun, aloi sedemikian tidak menahan perlanggaran walaupun dengan ais ringan. Oleh itu, untuk pemecah ais adalah perlu untuk membuat kipas daripada keluli tahan karat aloi, yang termasuk tembaga, mangan, nikel, titanium dan beberapa bahan tambahan lain.

Cerita tentang bahan moden untuk kipas kapal tidak akan lengkap tanpa menyebut plastik. Kapal sudah mempunyai kipas nilon tuang. Tetapi hanya pada bot kecil. Malah bilah nilon bertepi dengan kepingan keluli tidak dapat menahan beban mekanikal yang besar yang dibawa oleh kipas kapal besar. Tetapi kipas telah wujud selama satu setengah ratus tahun, dan eksperimen pertama dengan bilah plastik bermula hanya sepuluh tahun yang lalu...

Pengarang: M.Korotkiy, M.Nayding

Kami mengesyorkan artikel yang menarik bahagian Makmal Sains Kanak-Kanak:

▪ Bagaimana air terpaksa mengalir ke atas

▪ Jam tangan kuarza

▪ Periskop untuk penglihatan menyeluruh

Lihat artikel lain bahagian Makmal Sains Kanak-Kanak.

Baca dan tulis berguna komen pada artikel ini.

<< Belakang

Berita terkini sains dan teknologi, elektronik baharu:

Kulit tiruan untuk emulasi sentuhan 15.04.2024

Dalam dunia teknologi moden di mana jarak menjadi semakin biasa, mengekalkan hubungan dan rasa dekat adalah penting. Perkembangan terkini dalam kulit tiruan oleh saintis Jerman dari Universiti Saarland mewakili era baharu dalam interaksi maya. Penyelidik Jerman dari Universiti Saarland telah membangunkan filem ultra nipis yang boleh menghantar sensasi sentuhan dari jauh. Teknologi canggih ini menyediakan peluang baharu untuk komunikasi maya, terutamanya bagi mereka yang mendapati diri mereka jauh daripada orang tersayang. Filem ultra-nipis yang dibangunkan oleh penyelidik, hanya 50 mikrometer tebal, boleh disepadukan ke dalam tekstil dan dipakai seperti kulit kedua. Filem ini bertindak sebagai penderia yang mengenali isyarat sentuhan daripada ibu atau ayah, dan sebagai penggerak yang menghantar pergerakan ini kepada bayi. Ibu bapa yang menyentuh fabrik mengaktifkan penderia yang bertindak balas terhadap tekanan dan mengubah bentuk filem ultra-nipis. ini ...>>

Petgugu Global kotoran kucing 15.04.2024

Menjaga haiwan peliharaan selalunya boleh menjadi satu cabaran, terutamanya dalam hal menjaga kebersihan rumah anda. Penyelesaian menarik baharu daripada pemula Global Petgugu telah dipersembahkan, yang akan menjadikan kehidupan lebih mudah bagi pemilik kucing dan membantu mereka memastikan rumah mereka bersih dan kemas dengan sempurna. Startup Petgugu Global telah melancarkan tandas kucing unik yang boleh menyiram najis secara automatik, memastikan rumah anda bersih dan segar. Peranti inovatif ini dilengkapi dengan pelbagai sensor pintar yang memantau aktiviti tandas haiwan kesayangan anda dan diaktifkan untuk membersihkan secara automatik selepas digunakan. Peranti ini bersambung ke sistem pembetung dan memastikan penyingkiran sisa yang cekap tanpa memerlukan campur tangan daripada pemilik. Selain itu, tandas mempunyai kapasiti storan boleh siram yang besar, menjadikannya sesuai untuk isi rumah berbilang kucing. Mangkuk sampah kucing Petgugu direka bentuk untuk digunakan dengan sampah larut air dan menawarkan pelbagai jenis tambahan ...>>

Daya tarikan lelaki penyayang 14.04.2024

Stereotaip bahawa wanita lebih suka "budak jahat" telah lama tersebar luas. Walau bagaimanapun, penyelidikan baru-baru ini yang dijalankan oleh saintis British dari Universiti Monash menawarkan perspektif baru mengenai isu ini. Mereka melihat bagaimana wanita bertindak balas terhadap tanggungjawab emosi lelaki dan kesanggupan untuk membantu orang lain. Penemuan kajian itu boleh mengubah pemahaman kita tentang perkara yang menjadikan lelaki menarik kepada wanita. Kajian yang dijalankan oleh saintis dari Universiti Monash membawa kepada penemuan baharu tentang daya tarikan lelaki kepada wanita. Dalam eksperimen itu, wanita ditunjukkan gambar lelaki dengan cerita ringkas tentang tingkah laku mereka dalam pelbagai situasi, termasuk reaksi mereka terhadap pertemuan dengan gelandangan. Sebahagian daripada lelaki itu tidak mengendahkan gelandangan itu, manakala yang lain membantunya, seperti membelikan dia makanan. Kajian mendapati lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan lebih menarik perhatian wanita berbanding lelaki yang menunjukkan empati dan kebaikan. ...>>

Berita rawak daripada Arkib

Karsinotiub karbon mungkin merupakan karsinogen yang kuat 18.11.2017

Karbon nanotiub diketahui mempunyai beberapa sifat unik, mulai dari kekuatan tertinggi, berkali-kali lebih tinggi daripada kekuatan keluli, hingga kekonduksian elektrik yang tinggi. Ini menjadikan mereka bahan yang benar-benar hebat yang sepatutnya digunakan dalam pelbagai bidang, daripada litar bersepadu dan sel bahan api kepada penciptaan benang tugas berat (termasuk pembuatan kabel untuk lif angkasa) dan otot tiruan. Walau bagaimanapun, seperti banyak bahan baru untuk sains, ia juga mengandungi bahaya tertentu, khususnya, dari segi kesan ke atas organisma manusia dan haiwan.

Data penyelidikan perubatan daripada agensi Majlis Penyelidikan Perubatan British (MRC) memberi amaran kepada kita bahawa tiub nano karbon boleh menjadi karsinogen yang agak kuat, sama sifatnya dengan asbestos.

Penyelidikan oleh kakitangan MRC menunjukkan bahawa gentian yang panjang dan stabil secara biologi membawa kepada penyakit paru-paru yang serius, seperti mesothelioma, neoplasma malignan yang berkembang daripada tisu yang melapisi permukaan dada, perut atau jantung. Doktor tahu bahawa faktor risiko utama untuk mesothelioma adalah pendedahan kepada asbestos. Kini, bahan yang unik dalam sifatnya juga berisiko. Hakikatnya adalah agak sukar bagi badan untuk menyingkirkan zarah mikroskopik yang sangat neutral secara kimia, iaitu tiub nano karbon.

Pada masa ini, saintis masih berhati-hati membuat sebarang ramalan. Karsinotiub karbon baru sahaja memasuki kehidupan kita, dan belum ada data statistik yang mencukupi untuk bercakap dengan yakin tentang kekarsinogenan mereka. Walau bagaimanapun, dalam sifat "biologi" mereka, mereka sangat dekat dengan asbestos, bahan karsinogenik yang terkenal, penggunaannya secara aktif ditinggalkan hari ini.

Peningkatan pengeluaran tiub nano karbon memaksa profesional perubatan untuk mengambil ancaman ini dengan lebih serius. Sudah tentu, belum ada perbincangan untuk meninggalkan pengeluaran dan penggunaan bahan terkini, tetapi seseorang mesti berhati-hati tentang kemungkinan akibat sentuhan berpanjangan tubuh manusia dengan tiub nano. Sekurang-kurangnya sehingga data yang boleh dipercayai tentang keselamatan mereka diperolehi.

Berita menarik lain:

▪ Layar yang dipanaskan

▪ Laser akan mengalahkan tumor

▪ Terminal biometrik-pembaca Safran Sigma

▪ Pembaca kalis lembapan dan kalis debu PocketBook 640

▪ E-buku untuk nota Bigme S6

Suapan berita sains dan teknologi, elektronik baharu

Bahan-bahan menarik Perpustakaan Teknikal Percuma:

▪ bahagian video Seni tapak. Pemilihan artikel

▪ artikel Di mana, pintar, anda merayau kepala? Ungkapan popular

▪ artikel Mengapa sesetengah orang kidal? Jawapan terperinci

▪ artikel Juruelektrik untuk pembaikan talian kuasa atas. Arahan standard mengenai perlindungan buruh

▪ artikel Pengesan logam kuarza pada dua transistor. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

▪ artikel Penguat kuasa berdasarkan transistor pelengkap dengan simetri lengan penuh untuk kedua-dua separuh gelombang isyarat yang dikuatkan dan dengan peringkat pembezaan berganda pada input. Ensiklopedia elektronik radio dan kejuruteraan elektrik

Tinggalkan komen anda pada artikel ini:

Semua bahasa halaman ini

Laman utama | Perpustakaan | artikel | Peta Laman | Ulasan laman web