Техника - молодёжи 1988-01, страница 16

Техника - молодёжи 1988-01, страница 16

Каждое из этих простейших с эиду полимерных колец и есть нагреватель, не требующий никакого присмотра сложной электроники.

Теперь и образцы целенькие, и голове вроде есть работа. Пришла еще одна идея. Испытывали тогда фторопласты с углеродным наполнителем — коксом, графитом. Такие полимеры, известно, проводят электрический ток. Значит, можно мерить их электрические характеристики, искать связь с механическими, зависимость свойств от состава и типа наполнителя.

Начал с простого: увеличивал постепенно количество наполнителя и следил за изменением модуля упругости. Он рос, естественно,— на-полнитель-то более жесткий, чем пластмассовая матрица. Но вдруг упругость стала заметно падать. Почему? У меня сразу мелькнула мысль: наполнителя стало слишком много, частички его вошли в непосредственный контакт, и материал потерял лучшее свойство композита, когда матрица и арматура действуют заодно, в союзе. Коллеги с ехидцей: «Прямой контакт? А ты видел?» И правильно. Догадка догадкой, а ты докажи.

Сообразил, доказательство-то пустячное. Электропроводность образца создают частички наполнителя — кокса. Следовательно, и электрическое сопротивление с уменьшением упругости должно падать. Результаты эксперимента подтверждали: перелом в упругих свойствах совпадал с ростом электропроводности.

Зато дальше действительно случи

лось непонятное! Совместив механические испытания с электрическими, мы получили возможность исследовать образцы в широком интервале температур — за счет выделяющегося в них джоулевого тепла. Нагреваю до 100°С — все нормально. 150° — норма, и вдруг около 200°... исчез ток. Через некоторое время снова пошел. Что такое? Дал образцу остыть. Еще раз нагреваю — снова та же картина...

До сих пор гарантированно не можем утверждать, в чем механизм такого самоотключения. Возможно, при некоторой температуре частички наполнителя, сильно разгоревшись, оплавляют вещество матрицы и сами себя блокируют, изолируют. Во всяком случае, прочитанная на близкую тему литература других объяснений пока не дает...

Теперь секрет простеньких колец, столь многозначительно названных саморегулируемыми нагревателями, разгадывался легко. Несколько лет назад наш журнал уже писал об изобретенных в Институте электросварки имени Е. О. Патона аппаратах, сваривающих пластмассовые трубопроводы — перспективнейшие для самых разных применений в народном хозяйстве. Коваленко был, естественно, в курсе тех работ патоновцев. Дело вроде нехитрое: оплавил выровненные торцы труб и покрепче их сомкнул. Только вот ни перегреть, ни недогреть пластмассу нельзя — шов будет ненадежным. Да еще внешнюю температуру надо в расчет принимать. Нужен терморегулятор, датчики, электроника... Все эти сложности кольца Коваленко устраняют одним махом! Свариваем, допустим, трубы из полиэтилена. Надо всего лишь подобрать для кольцевого нагревателя (по степени наполненности и типу наполнителя) такой материал, у которого внутренний механизм саморегуляции срабатывает при той же температуре, что нужна для сварки полиэтилена. Технологам такой подбор вполне по силам. Они уже научились делать саморегулируемые нагреватели с критической температурой — до 600°С!

Насколько все это важно, можно судить хотя бы по таким цифрам. В Якутии надежный срок службы стальной трубы — максимум 5 лет, пластмассовой — 50 лет. Надо еще принять в расчет, что пластмасса много легче, а при чрезвычайных трудностях на Севере с транспортом это приобретает особую ценность. Впрочем, достаточно немного пораз

мыслить, и каждому технически грамотному человеку станет ясно: возможная область использования разрабатываемых Коваленко и его коллегами нагревателей не ограничена ни Севером, ни сваркой...

О богатствах недр Якутии сегодня наслышан каждый. Но очень нелегко достаются они людям. Драгоценные руды и россыпи навечно скованы мерзлотой, которая для вгрызающихся в нее машин все равно что скала. Чем вооружить против нее горняка? Для ученых и конструкторов Института горного дела Севера — это вопрос вопросов.

Заместитель директора по науке, доктор технических наук Аркадий Егорович Слепцов считает: в решении проблемы надо идти от максимально ясного понимания условий работы горной машины. Именно технологические свойства мерзлоты должны диктовать, предопределять суть будущей машины, а не абстрактное изобретательское стремление к оригинальному решению.

На первый взгляд такая идеология может показаться излишне прозаической, даже бескрылой. Но вот к каким неожиданным конструкциям она подводит.

Быть может, самый многообещающий способ для укрощения Мерзлоты можно было подсмотреть на современной... кухне. Речь идет о становящихся все более популярными СВЧ-печках, в чреве которых ледяной кусок мяса за считанные минуты превращается в аппетитный бифштекс. В обоих случаях надо растопить лед. Высокочастотное поле для этого исключительно подходяще. Почему? Молекула воды, как известно, представляет собой диполь. То есть по форме близка к вытянутому эллипсу. Переменное поле заставляет ее менять положение в пространстве, словно микроскопический магнитик. Такая «гимнастика» ведет к значительному выделению тепла, причем сразу во всем объеме вещества, куда проникает поле.

Это общая идея. Разумеется, в случае со сковавшей горные породы мерзлотой есть своя специфика. Нам необязательно даже растапливать ее лед. Достаточно лишь чуть-чуть подтаять его.

Породный пласт резко теряет прочность, и его может взять обычная машина — экскаватор, бульдозер. Режим такого разупрочнения, как подсказывает теория, будет

14

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?