Юный техник, 2002 № 05
Шрифт:
ПЛАВУЧИЕ КЛУМБЫвпервые появились на Патриарших прудах в Москве еще прошлым летом. Эти своеобразные плавающие островки, по словам сотрудника Института водных проблем Петра Погожева, представляют собой уникальную разработку для очистки воды в водоеме.
Во-первых, система оборудована обычными фильтрами, которые очищают воду от грязи при перекачке ее небольшим насосом, питающимся от аккумулятора напряжением 24 В. Заодно при перекачке вода путем аэрации насыщается кислородом.
Во-вторых, внутри сетчатого резервуара живет зоопланктон, крохотные рачки, которые питаются зелеными водорослями и прочими
В итоге, если раньше за лето воду на тех же Патриарших прудах приходилось менять 2–3 раза, на что расходовалось порядка 60 тыс. долларов, то теперь расходы сократились втрое.
У плавучих «клумб» обнаружился лишь один недостаток. Они оказались недостаточно вандалоустойчивы. Придется, видимо, конструкторам в будущем запускать в пруды этакие бронированные очистные агрегаты…
АТОМНАЯ ТЕПЛИЦАразрабатывается в институте «Атомэнергопроект» для Ново-Воронежской АЭС. Разработчики вполне резонно рассудили, что назачем то тепло, которое получается при охлаждении водой работающих агрегатов, попросту сбрасывать в окружающую среду. Куда лучше направить, скажем, горячую воду в оранжерею или теплицу и выращивать там овощи и фрукты. Впервые такую идею реализовали на Курской АЭС, где вот уже второй десяток лет на «бросовом» тепле работают не только теплицы площадью 12 га, но и несколько рыбных прудов, вода в которых не замерзает круглый год.
Нынешний же проект для Ново-Воронежской АЭС отличается еще и тем, что предлагает использовать отходы растениеводства, животноводства и рыбоводства на специальной технологической линии, где с помощью метанообразующих бактерий будет производиться сбраживание отходов и получение как органических удобрений, так и биогаза. Все это опять-таки используется в тепличном хозяйстве.
Такой проект позволит приблизить КПД всей энергосистемы к 100 процентам. А это весьма существенная прибавка, поскольку ныне предельный КПД даже лучших турбин на АЭС не превышает 40 процентов.
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Приручение молний
Профессор Олег Александрович Троицкий, главный научный сотрудник лаборатории комплексных физико-механических исследований материалов Института машиноведения имени А.А.Благонравова Российской академии наук, коллекционирует… молнии. И старательно собирает все описания этого небесного явления. Он даже написал популярную книжку, в которой классифицировал все молнии по видам. Впрочем, не это главное. Наблюдения и анализ деяний Зевса-громовержца подвели его к созданию новой технологии обработки металлов. Об этом наш рассказ.
Профессора особенно заинтересовала одна из самых редких разновидностей молниевых разрядов — так называемые неточные молнии. «Это особая форма линейной молнии, — поясняет Олег Александрович, — которая по каким-то причинам на глазах наблюдателей распадается на крупные бусинки или ряд светящихся областей — круглые или полукруглые сегменты, разделенные темными перетяжками».
Заинтересовавшись этим явлением природы, ученый вскоре отыскал ему объяснение. «Неточная молния — это скорее всего линейная молния, пережатая местами за счет пинч-эффекта».
«Пинч» — в переводе с английского «щипок», «толчок». Суть же его физическая заключается в том, что во время прохождения линейного заряда вокруг него возникают электрические кольцевые токи, которые обладают сжимающим действием. Они как бы «прищипывают» ствол молнии, разрывая его на множество «бусинок-четок».
И, как показывает опыт, силенок у пинча оказывается достаточно, чтобы производить весьма существенные механические воздействия. «Иногда после ударов молнии в громоотвод, сделанный из металлической трубы, можно видеть, как эта труба превращается в более тонкий, но сплошной металлический стержень, — свидетельствует Троицкий. — Между прочим, если заказать технологу подобную операцию, то он будет долго ломать голову над тем, какими средствами ее осуществить»…
О.А.Троицкийдемонстрирует образцы изделий, полученные с помощью новой технологии.
Схема образования пинч-эффекта.
Получив такую подсказку природы, профессор тоже задумался: а нельзя ли как-то использовать пинч-эффект в машиностроении?
Мы можем вспомнить, что разряды электричества уже использовал в машиностроении известный ленинградский изобретатель Л.С. Юткин. Еще в 1938 году он установил, что искровой разряд между двумя электродами в жидкости порождает сильный гидравлический удар. Так было положено начало электроискровой штамповке металлов.
Однако для использования эффекта Юткина нужны довольно большие затраты энергии. Быть может, пинч-эффект позволит ее сэкономить? Серия лабораторных экспериментов показала масштабность явления. Пинч-эффект усиливается пропорционально квадрату радиуса проводника. Также квадратично пинч-эффект зависел и от силы тока. Кроме того, чем выше проводимость материала, тем и эффект сильнее.
Однако заставить его работать молотобойцем все же не удалось. При обработке больших масс металла, как оказалось, энергетически выгоднее все же использовать эффект Юткина. Зато пинч-эффект оказался удобен там, где наряду с изменением формы металла надо получить некоторые структурные преобразования. Сделать, скажем, сплав пластичнее.
Под действием электрического тока, как выяснилось, начинают «течь» даже такие «капризные» с точки зрения технологов металлы, как вольфрам, титан и молибден. И с помощью прирученной молнии из них можно если и не «веревки вить», то изготавливать тончайшую проволоку, ленты для часовых пружин и другие деликатные изделия. При этом не происходит так называемая нагортовка, то есть самопроизвольное уплотнение металла, из-за чего приходится применять дополнительную теплообработку. Кроме того, улучшается электропроводность и качество поверхности. Лента блестит, как полированная, а исследования под микроскопом показывают, что все поверхностные дефекты на ней исчезли, затянулись…