Специальное сопло в форме песочных часов


Песочные и огневые часы заняли свою нишу среди самых древних приборов измерения времени.

Фото 2 – песочные часы

Песочные часы – это два полукруглых сосуда, соединенных тонкой перемычкой с отверстием внутри. Устройство расположено вертикально, закреплено в прочном корпусе. По внешнему виду напоминают «восьмерку».

Огневые часы в подавляющем большинстве представляют собой свечу, размеченную по длине на равные отрезки.

Принцип действия песочных и огневых часов.

Принцип действия основан на видимом равномерном изменении количества рабочего вещества через одинаковые промежутки времени.

В песочных часах время измеряется на основе изменения количества песка. В огневых приборах применяют фитили из горючих материалов (веревки, нити).

Для точности определения интервалов времени песочных часов нужно было два условия:

  • Микроскопический диаметр отверстия соединительного канала двух чаш.
  • Одинаковые размеры сыпучего материала.

Фото 3 – песочные часы на 30 минут.

Калибровка песчинок проводилась разными способами. Их получали из мраморного порошка, кипятили в вине, просушивали, просеивали и отмеряли определенное количество. Известно применение свинцового порошка. На то время он считался самым однородным по составу песчинок, не нарушающий гладкость внутренних стенок сосудов.

Кто и когда изобрел песочные часы?

Фото 4 — песочные часы на 2, 5 минуты. Античный стиль.

Первые песочные часы появились более 1000 лет назад. Исторически не установлено кто именно их создал. Известно, что древнегреческий ученый Архимед предложил отмерять промежутки времени, пересыпая равномерно песок из одного непрозрачного стеклянного сосуда в другой.

После открытия секрета получения прозрачного стекла идея отсчета времени с помощью сыпучих материалов дала толчок развитию и совершенствованию доступных часовых приборов.

Фото 5 – изображение песочных часов на средневековой фреске.

Первое описание песочных часов упоминается во французском трактате 1339 года.

Достоинства песочных часов:

1. Часами можно пользоваться в любое время суток.

Фото 6 – часы в серебряной оправе, 17 век. Музей Дрездена.

Недостатки:

  • Можно было измерять малые промежутки времени от 15 до 30 минут.
  • Необходимо постоянное присутствие человека, который ведет подсчет временных интервалов и переворачивает часы, когда верхняя колба опустошается.
  • На точность измерения времени влияла форма колбы, наличие изъянов внутри стеклянной чаши, однородность откалиброванных песчинок.
  • Суточная погрешность песочных часов составляла 15 – 20 минут.

Фото 7 – китайские огневые часы, VI век.

Право первооткрывателей огневых часов принадлежит Древнему Востоку. Во время правления первого китайского императора 3000 лет назад уже существовали такие примитивные устройства.

Фото 8 – огневые часы во дворце китайского императора.

Мастера Китая совершенствовали процесс определения времени, разрабатывая хитроумные конструкции, в которых сгорание фитилей сопровождалось равномерным ударом падающих шариков на металлическую подставку. Восковые свечи содержали благовония, источающие приятные запахи. Сам стержень мог состоять из отрезков с добавлением различных ароматических веществ. По мере сгорания свечи менялись осязаемые ароматы. Это дополнительно регламентировало четкость жизненного ритма человека в течение суток.

Конструкции огневых часов.

1. Свечные часы.

Свечной цилиндр мог достигать метровой высоты. Длину размечали металлическими штырьками. Воск постепенно сгорал, пластинки падали на металлическую подставку и звучанием указывали прошедшее время.

2. Фитильные часы.

Изготавливали из смеси горючих материалов (древесных опилок с дегтем).

Вертикальную металлическую спираль плотно обертывали этой смесью, равномерно прикрепляли шарики на тонких нитях. Огонь поочередно пережигал крепление элементов, а звон от падения отмерял время.

3. Лампадные часы.

Конструкция базируется на зависимости уровня масла в сосуде по мере сгорания фитиля. Часовая шкала на масляной колбе «отсчитывала» равные отрезки времени.

Достоинством огневых часов является:

  1. Дополнительное освещение помещения.
  2. Отслеживание хода времени по сгораемым отрезкам фитиля или звукам падающих металлических шариков на видимом и слышимом расстоянии.
  3. Ароматизация помещения.

Недостатки:

  1. Невозможность повторного использования некоторых элементов часов.
  2. Длительное изготовление «деталей», тщательная разметка шкалы отсчета «сгораемого» времени.

Песочные часы

На чашке весов стоят песочные часы . [16]

На чаше весов стоят песочные часы . [17]

На экране появится изображение песочных часов , наличие которого подтверждает, что поиск идет нормально. Время поиска зависит от быстродействия используемого канала связи. [18]

В этот момент курсор превращается в песочные часы . Обратите внимание, что PowerBuilder выдает сообщение только в случае, если регенерация неудачна. [19]

Антенна в виде стеклянного сосуда для песочных часов [159] представляет собой комбинацию зеркала специальной формы в вертикальной плоскости и кольцевой решетки облучателей в горизонтальной плоскости. Поверхность отражателя имеет форму параболического тора, полученного при вращении образующей параболы вокруг оси параллельной директриссе, причем парабола обращена к оси вращения выпуклой стороной. Облучателем служит решетка трубчатых диполей с разбрызгивающими пластинами; диполи расположены под углом 45, что позволяет принимать сигнал с горизбн-тальной, вертикальной и круговой поляризациями. [21]

Конечно, если курсор принял вид песочных часов , его прежний вид должен быть в какой-то момент восстановлен. [22]

Секундомер по ГОСТ 5072 — 79 или песочные часы на 1; 3; 5; 10 и 15 мин. [23]

В качестве источника потока частиц 1 использовали медицинские песочные часы , у которых удален один из сосудов, чтобы песок мог свободно высыпаться на конец образца 2 в виде тонкой узкой и длинной пластины. Эта пластина у другого конца прижималась к преобразователю 3, закрепленному в корпусе 4 предусилителя. [24]

Читать также:  Груздь белый и черный фото

Как отсчитать это время с помощью двух песочных часов по 5 и 7 мин. [25]

Создайте программу, использующую курсор в виде песочных часов , обычно говорящих о выполнении длительного процесса. [26]

Прибор для измерения сыпучести устроен по принципу песочных часов . Он состоит из двух связанных друг с другом колб Эрленмейера, между которыми может быть вмонтирована диафрагма с отверстием определенного диаметра. Порошок, загруженный в одну из колб, пересыпают до 10 раз. При этом определяют время истечения взятой навески порошка. Время истечения 300 г порошка, определенное этим методом с помощью двух колб Эрленмейера вместимостью 500 мл без диафрагмы, составляет для ABCDE-порошка 4 — 8 с; для ВСЕ-по-рошка — 3 — 6 с. Следует заметить, что на сыпучесть ( а также текучесть) значительное влияние оказывают величина и форма частиц: размолотые кристаллы обладают большей склонностью к сцеплению друг с другом, чем правильные, поэтому они менее сыпучи. [27]

Сопло длиной 1 9 м имеет форму песочных часов и изготовлено из двух слоев композиционных материалов. Применение радиационной компьютерной томографии и обычного ультразвукового эхометода не позволило решить задачу контроля соединения слоев сопла. Компьютерный томограф обнаруживал только пустоты и дефекты с большим раскрытием, ультразвуковой эхометод не выявлял зоны плотного соприкосновения слоев при отсутствии адгезии. [28]

Информация об отображении стандартного указателя в виде песочных часов во время выполнения длительной операции помещена во врезке этого параграфа. [29]

Шторы, картины, приборы Письменный стол Бутлерова Песочные часы . На стол ложится стопка белых листов. Один лист снимается Старинный немецкий город Шнейер. [30]

Выполнить численное моделирование движения воздушного потока внутри сопла Лаваля.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

создать 3D модель сопла

выполнить продувку сопла с помощью SW Flow Simulation

проанализировать полученные результаты

Сопло Лаваля (или сужающееся-расширяющееся сопло) представляет собой канал, суженный в середине, имеющий вид песочных часов. Служит для ускорения газового потока, проходящего через него, до скоростей выше скорости звука. Широко используется на некоторых типах паровых турбин и является важной частью современных ракетных двигателей и сверхзвуковых реактивных двигателей.

Сопло было разработано в 1890 г. веке шведским изобретателем Гюставом де Лавалем.

Работа сопла основана на различных свойствах газового потока на дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Скорость дозвукового потока будет увеличиваться по мере сужения канала, так как массовый расход является постоянным. Поток газа в в сопле Лаваля является изоэнтропным (энтропия газа примерно постоянна). На дозвуковых скоростях газовый поток является сжимаемым; звук (волна малого давления), будет распространяться через такой поток. Вблизи «горлышка» сопла, где площадь сечения наименьшая, локальная скорость газа становится звуковой (число Маха М =1) Как только площадь сечения сопла начинает увеличиваться, газ продолжает расширяться и газовый поток ускоряется до сверхзвуковых скоростей, где звуковая волна не проходит в обратную сторону через газ (М > 1).

Сопло Лаваля будет действовать лишь в том случае, если массовый расход через сопло достаточен, в противном случае сверхзвуковая скорость достигнута не будет. К тому же, давление газа на выходе из расширяющейся части сопла не должно быть слишком малым. Так как давление не может передаваться против сверхзвукового течения, выходное давление может быть значительно ниже давления окружающей среды в которую истекает газ, но если оно слишком мало, тогда поток перестанет быть сверхзвуковым, либо поток будет разделяться в расширяющейся части сопла, образуя нестабильный поток, который может «хлопать» в сопле, и вызвать его повреждения. На практике, давление окружающей среды должно быть не более, чем в 2,7 раза выше давления в сверхзвуковом газе, при этом условии сверхзвуковой поток сможет покинуть сопло.

Для математического описания движения газа используется уравнение состояния идеального газа и уравнение Эйлера. Из них можно вывести такое ключевое уравнение:

(1)

где величины ихарактеризуют относительную степень изменяемости по координатех плотности газа и его скорости соответственно. Причем уравнение (1) показывает, что соотношение между этими величинами равно квадрату числа Маха (знак минус означает противоположную направленность изменений: при возрастании скорости плотность убывает). Таким образом, на дозвуковых скоростях (М 1) – наоборот. Как будет видно дальше, это и определяет сужающуюся-расширяющуюся форму сопла.

Поскольку массовый расход газа постоянен:

,

где A – площадь местного сечения сопла, то

.

дифференцируя обе части этого уравнения по х, получаем:

(2)

После подстановки из (1) в (2), получаем окончательно:

(3)

Из (3) видно, что при увеличении скорости газа в сопле знак выражения положителен и, следовательно, знак производной .

Из чего можно сделать следующие выводы:

При дозвуковой скорости газа (M 1), производная – сопло расширяется.

При движении газа со скоростью звука (M = 1), производная – площадь поперечного сечения достигаетэкстремума, то есть имеет место самое узкое сечение сопла, называемое критическим.

Итак, на сужающемся, докритическом участке сопла движение газа происходит с дозвуковыми скоростями. В самом узком, критическом сечении сопла локальная скорость газа достигает звуковой. На расширяющемся, закритическом участке, газовый поток движется со сверхзвуковыми скоростями.

Перемещаясь по соплу, газ расширяется, его температура и давление падают, а скорость возрастает. Внутренняя энергия газа преобразуется в кинетическую энергию направленного движения. КПД этого преобразования в некоторых случаях (например, в соплах современных ракетных двигателей) может превышать 70%, что значительно превосходит КПД реальных тепловых двигателей других типов. Это объясняется тем, что рабочее тело не передаёт механическую энергию никакому посреднику (поршню или лопастям турбины). В других тепловых двигателях на этой передаче имеют место значительные потери. Кроме того, газ, проходя через сопло на большой скорости, не успевает передать его стенкам заметное количество тепловой энергии, что позволяет считать процесс адиабатическим. У реальных тепловых двигателей других типов нагрев конструкции составляет существенную часть потерь. Автомобильный двигатель, например, работает больше на радиатор охлаждения, чем на выходной вал.

Читать также:  Какой мак нельзя сажать на даче

Иллюстрация работы сопла Лаваля. По мере движения газа по соплу, его абсолютная температура Т и давление p снижаются, а скорость V возрастает

Песочные часы – простейший прибор для отсчета времени

Среди лабораторного оборудования и приборов особое место занимают измерительные приборы. Они предназначены как для измерения определенных параметров: температуры, давления, плотности, так и для определения интервала времени. Несмотря на огромный ассортимент современных электронных, кварцевых часов, особое предпочтение в лабораторной практике было и остается песочным часам. В чем секрет их востребованности? Пожалуй, это самый простой, удобный и дешевый способ отсчитывания времени.

Неудивительно, но такую же параллель можно провести и с лабораторными весами . Среди существующих ныне множества видов весов электронных лабораторных, а также аналитических весов, все же предпочтение отдается обычным лабораторным весам, конструкция которых очень проста: две чаши, подвешенные на штатив. Как и песочные часы, лабораторные весы обязаны своей популярности, прежде всего, простоте, наглядности, удобству и долговечности, и, что немало важно, – безопасности и низкой цене. Благодаря таким надежным и доступным преимуществам сфера их применения достаточно обширна: различные лаборатории (школьные, научно-исследовательские, производственные), медицинские учреждения (физиотерапевтические, процедурные кабинеты), домашние условия – в быту.

Несколько фактов из истории

В истории нет точных сведений о дате возникновения этих часов. Однако известно, что песочными часами пользовались в Азии еще до н.э.. В Европе они появились значительно позже и быстро стали популярными, особенно среди мореплавателей (в пасмурную погоду, когда не было возможности по небесным светилам определять время).

На протяжении многих веков ученые не раз пытались усовершенствовать конструкцию таких весов: заменить песок на ртуть, изобрести пружинные механизмы для переворачивания часов. Но все эти попытки были напрасны, так как ценность песочных часов заключается в их простоте.

Понятие и принцип работы

Первое знакомство с этими часами для большинства нас началось еще с уроков химии. Незатейливый прибор, который, скорее всего, напоминает детскую забавную игрушку, является одним из первых лабораторных измерительных приборов. Ими пользовались еще в средневековые времена алхимики, маги. Почти в таком же неизменном виде они дошли и до нашего времени.

Песочные часы (медицинские часы) – прибор, который состоит из двух сосудов, соединенных между собой узкой горловиной. Принцип работы основан на пересыпании песка, цинковой или свинцовой пыли, молотой яичной скорлупы, соли или других сыпучих веществ из одной емкости в другую. Интервал от начала пересыпания до окончания – это измерительное время. Оно может составлять от нескольких секунд до нескольких часов. Но самыми востребованными являются часы с измерением времени от до 1 до 20 минут.

Как и много веков назад, емкости для песочных часов изготавливаются из специального лабораторного стекла, основания – из различных материалов: дерева, пластика, металла, мрамора и других. Стекло, как материал для сосудов, выбран неслучайно. Как и лабораторная посуда из стекла, они должны быть прозрачны, влагонепроницаемы, выдерживать большие температурные перепады. Для удобства определения интервала измеряемого времени пластиковые подставки окрашиваются в различные цвета. Кроме того, на колбах указывается расчетное время часов.

Несмотря на большое количество преимуществ, все же песочные часы имеют и несколько недостатков:
— достаточно короткий интервал измерительного времени;
— при длительном использовании ухудшается внутренняя поверхность колбы, увеличивается диаметр горлышка;
— не исключено дробление песчаных или других зерен на более мелкие.

Все вышеперечисленные факты в комплексе ухудшают точность измерительного прибора. Кроме того, нужно отметить, что даже самые исправно работающие песочные часы, в зависимости от интервала измеряемого времени, имеют погрешность от ± 4 до ± 30 с.

Помимо выполнения своих профессиональных функций, песочные часы в хорошем дизайнерском исполнении являются отличным сувениром, как символ хранителя времени.

От чего зависит точность песочных часов?
— от формы колб;
— качества внутренней поверхности (гладкости);
— от вида, прочности и качества сыпучего материала (равномерной зернистости и отсутствия возможности дробления).

Сертифицированное лабораторное оборудование в Москве, как и химические реактивы, измерительные приборы: ареометр купить, купить весы лабораторные лучше всего в специализированном магазине химических реактивов Москва розница “Prime Chemicals Group”. Возможна продажа любой продукции оптом с доставкой как по городу, так и по всему Московскому региону.

“Прайм Кемикалс Групп» — Ваш надежный партнер в оснащении лаборатории, медицинских и научно-производственных учреждений продукцией с сертификатом качества по приемлемым ценам.

Абразивоструйные сопла

Абразивоструйное сопло это приспособление, предназначенное для создания направленной воздушной струи с абразивом. Основное назначение абразивоструйного сопла увеличить скорость потока смеси абразива с воздухом, сформировав определенный факел распыла и пятно контакта.

Читать также:  Как развести розы черенками осенью

Большое значение имеют длина и форма внутреннего канала сопла, определяющие скорость частиц абразива. Оптимальная длина сопла составляет не менее 10 диаметров выходного отверстия и обычно находится в пределах 100-250 мм. Выбор правильного сопла для конкретной ситуации зависит от правильного понимания различных эффектов воздействия каждого вида на характер очистки и стоимость производимых работ.

Материалы, из которых изготавливают сопла

Выбор материала сопла определяет срок его службы, обусловлен абразивом, который используется, тем как часто и как много Вы работаете, и условиями работы. Сопла подвергаются очень интенсивному износу, на который влияют, главным образом, материал сопла и абразива и скорость движения частиц, давление воздуха.

Сопла из оксида алюминия. Хороший выбор при нечастом использовании, когда цена является определяющим фактором, а срок эксплуатации сопла менее важен.

Сопла из карбида вольфрама. Предполагают длительный срок эксплуатации и экономичность, приемлемы для использования с большинством абразивов.

Сопла из карбида бора. Идеальны для работы с агрессивными абразивами, типа окисей алюминия и минеральных наполнителей. Срок эксплуатации сопел из карбида бора, при использовании агрессивных абразивов по сравнению с соплами из карбида вольфрама в 5-10 раз больше.

Форма канала

Сопла с каналом Вентури. В настоящее время преимущественно используются сопла с расширяющимся к выходу каналом (форма трубы Вентури). Это позволяет при одинаковых параметрах (диаметре, давлении, типе абразива и пр.) увеличить скорость частиц в 1,5-1,8 раза, что соответствует увеличению, в 2-3 раза кинетической энергии частиц.

Абразивоструйные сопла с каналом Вентури обеспечивают широкое пятно контакта абразива с поверхностью и позволяют на 100% сохранять кинетическую энергию (скорость) абразива на выходе из сопла. Сопла Вентури — лучший выбор для высокой производительности при обработке больших поверхностей. Производительность сопел с каналом Вентури на 40% выше, чем у схожих сопел с прямым каналом. К тому же, расход абразива снижается до 40%

Сопла с каналом Двойное Вентури. Абразивоструйные сопла «Двойной Вентури» фактически представляют собой два сопла Вентури, размещенные друг за другом. Между ними имеется промежуток с отверстиями в корпусе для подсоса атмосферного воздуха во вторую часть составного сопла. Второй канал Вентури у составного сопла шире, чем у обычного сопла Вентури. Данная модификация позволяет увеличить пятно контакта абразива с поверхностью при минимальной потере его скорости (кинетической энергии).

Угловые сопла. Угловые сопла предназначены для очистки труднодоступных участков — углов, задних сторон фланцев или внутренних поверхностей труб. Сопла имеют компактный размер и выход струи абразива под разным углом.

Диаметр сопла

С диаметром сопла непосредственно связан расход воздуха (а отсюда и параметры компрессора) и, в конечном итоге, производительность очистки и расход абразива. Диаметр сопла измеряется в узкой части канала, указывается в миллиметрах, определяет расход требуемого количества сжатого воздуха (м 3 /мин.) и абразива в целом.

Диаметр сопла должен быть в четыре раза больше диаметра самой большой частицы.

Когда менять сопло?

Изношенное струйное сопло замедляет производство работ по очистке до 15%. Для поддержания производительности важно вовремя заменять изношенные сопла. Состояние сопла можно оценить визуально. Взгляните внутрь сопла на просвет. Любая шероховатость приводит к турбулентности, снижающей скорость абразива. Если при этом снижается давление и неравномерно наносится абразив, значит, настала пора заменить сопло. Оцените также внешний вид сопла. Вставка сопла изготовлена из твердосплавного материала. Этот материал хрупкий. Оболочка сопла предназначена для защиты хрупких вставок от повреждения при воздействии. Если оболочка сопла изношена, скорее всего вставка также изношена. Если вставка имеет трещины, даже мелкие — сопло подлежит немедленной замене. Эксплуатация поврежденного сопла небезопасна.

Вставка сопла хрупкая. Слопла нельзя бросать. Если сопло забилось, нельзя им стучать, пытаясь прочистить. Сопло может прослужить ожидаемый срок, только если с ним будут соответствующим образом обращаться.

1.Избегайте падения или соударения сопел с чем-либо – внутренняя вставка хрупкая и может сломаться.

2.Всегда используйте новую прокладку или шайбу, входящую в комплект поставки сопла или соплодержателя. Прокладка герметизирует соединение между рукавом и соплом, предотвращая потери давления и изменение потока абразива. Осматривайте и заменяйте, по мере необходимости, прокладку или шайбу. Чтобы заменить прокладку, открутите сопло от держателя, удалите изношенную прокладку, замените новой, соберите в обратном порядке. Сопла являются дорогостоящим элементом, а уплотнительные прокладки — дешёвым. При изношенном уплотнении или, что хуже, его отсутствии, абразив с потоком воздуха будет разрушать оплетку сопла и соплодержатель.

3.Замените сопло, если его внутренний диаметр превышает первоначальный более чем на 1,5 мм. Например, если вы работали соплом с внутренним диаметром 8 мм, а в процессе эксплуатации оно увеличилось до 9,6 мм, такое сопло подлежит немедленной замене.

Стоимость сопла абсолютно ничтожна по сравнению с деньгами/трудозатратами, которые вы потеряете, продолжая очищать поверхность изношенным соплом. Проводите регулярный осмотр сопел, заменяйте их по мере необходимости, только таким образом вы сможете поддерживать эффективность струйной очистки на должном уровне.

Примерный срок службы сопла в зависимости от материала сопла и типа абразива:

Материал сопла

Срок службы сопла при работе различными абразивами*

Помогла статья? Оцените её
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...

Добавить комментарий
Adblock
detector