БНТИ. Январь 2005
Пар на выходе из котлов небольших котельных имеет температуру около 200°С и давление 1-1,5 МПа. А для подогрева воды в системе отопления зданий достаточно давления пара 0,5 Мпа. Хорошо бы заставить работать это избыточное давление, но оно слишком мало, чтобы раскрутить паровую турбину, да и пар для этого слишком влажный (там необходим пар со значительно более высокими значениями температуры и давления). Изобретатели нашли выход, поставив вместо турбины ротор, выполненный в виде архимедова винта.
Усилия инженеров привели к созданию паровой машины ПВМ-250 мощностью 250 кВт при расходе пара около 8 т/ч. Себестоимость электроэнергии составляет менее 25 копеек за киловатт-час, а срок окупаемости не превышает 2,5 года.
Использование машины не ограничивается только производством попутной электроэнергии. Она может также приводить в действие насосы, вентиляторы и другие механизмы.
СТЕТОСКОП ДЛЯ ПОДШИПНИКОВ
Чтобы узнать, как работают внутренние органы человека, например сердце или легкие, и определить их состояние, врач первым делом прибегает к выслушиванию. По аналогии с медициной этот способ применим и при диагностике машин и механизмов, до многих узлов которых трудно добраться. Скажем, рабочие поверхности подшипников так упрятаны, что посмотреть на них можно, лишь разобрав почти весь механизм. В то же время, если этот узел разрушится, жди большой беды.
Оказывается, подшипник сообщает о степени своей изношенности, издавая разнообразные звуки. Чем громче "кричит" подшипник, тем больше в нем накопилось усталостных разрушений. Опытные механики, как герой фильма "Трактористы", в состоянии на слух определить, насколько сработались детали. Беда лишь в том, что специалистов таких мало, а подшипников очень много.
В помощь эксплуатационщикам инженеры разработали индикатор ресурса подшипников ИРП-12. Он фиксирует спектр шума, создаваемого работающим подшипником, и за несколько минут выдает на цифровом табло результат. Кроме надежности прибор отличает простота обслуживания - хотя плановый срок обучения составляет две недели, некоторые операторы осваивают работу с ним за два дня.
Устройство сначала испытали на железнодорожном подвижном составе, и оно показало эффективность контроля на уровне 90-95%. Не менее успешно прошло обследование колес троллейбусов. В сорока проверенных машинах пришлось заменить 16 дефектных подшипников в ступицах передних колес. Полученные данные занесли в компьютер, обработали их и составили паспорт на каждую машину. Теперь можно будет решать вопрос о ремонте на планово-предупредительной основе, а не ждать аварии.
СЛУХОВОЙ АППАРАТ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
Слабослышащие люди решают свои проблемы с помощью слуховых аппаратов. Но, несмотря на все разнообразие моделей, ни в одном из этих миниатюрных устройств до сих пор не удавалось учесть некоторые особенности физиологии человека.
Наш орган слуха устроен природой так, что мы лучше различаем изменение громкости тихих звуков, а на высоких уровнях громкости чувствительность снижается, то есть происходит так называемая компрессия (см. "Наука и жизнь № 8, 2004 г.). У слабослышащих этот механизм нарушается, и при пользовании обычными слуховыми аппаратами, в которых звук независимо от его уровня усиливается одинаково, громкие звуки кажутся раздражающими, а слабые - едва слышимыми. Слуховой аппарат "Санта 144", в работе которого используются цифровые технологии, лишен подобных недостатков.
Прежде чем настроить аппарат, у пациента снимают аудиограмму, то есть определяют, насколько потерян слух в различных частотных диапазонах, и с помощью компьютера программируют аппарат так, что он больше усиливает звуки тех частот, которые хуже слышит больной. Кроме того, у "Санты 144" есть функция компрессии динамического диапазона, с помощью которой компенсируется потеря природной способности уха компрессировать громкие звуки. Теперь человек воспринимает голоса окружающего мира во всем богатстве их оттенков.
У слухового аппарата есть несколько режимов: для максимальной разборчивости звуков в тихой обстановке, в условиях сильного шума и для разговора по телефону. Режимы, параметры которых также настраиваются индивидуально, можно переключать поворотом рукоятки на корпусе.
КОНДЕНСАТОР ВМЕСТО АККУМУЛЯТОРА
Одно из предприятий, занятое разработкой космической техники, в настоящее время предлагает потребителям устройство, способное стать достойным конкурентом химическим источникам тока. Это конденсатор огромной емкости. Он представляет собой прямоугольный герметичный корпус, который заполнен высокопористым материалом, пропитанным электролитом, с удельной поверхностью 1500 м2/г. Известно, что конденсатор имеет тем большую емкость, чем больше площадь его обкладок. У новых конденсаторов эта величина составляет до 300 Ф/г, и батарея массой 1 кг способна за полчаса зарядиться энергией около 10 Вт.ч (достаточной, чтобы в течение нескольких часов крутить кассету в плеере или целый день питать лампочку карманного фонарика). Приборы рассчитаны на более чем 10 000 циклов заряд - разряд.
Конденсаторы совершенно безопасны и работают в любом положении. Ими можно заменить аккумуляторы в устройствах бесперебойного питания, в автономных осветительных приборах, системах ветроэнергетики и т.п.
ЛАЗЕР-СКУЛЬПТОР
Виртуальные трехмерные объекты, создаваемые с помощью специальных компьютерных программ на экране монитора, уже никого не удивляют. Теперь создана технология, с помощью которой можно превратить виртуальную реальность в физическую. Она называется лазерной стереолитографией.
Разработанный в Институте проблем лазерных и информационных технологий стереолитограф ЛС-250 позволяет создавать детали самой сложной формы с максимальными размерами 250x250x250 мм.
Объемный образ делят на набор послойных изображений тонких сечений (0,1-0,2 мм). В ванну, наполненную фотополимеризующейся жидкостью, помещают плоскую подставку, на которой впоследствии появится объект, так, чтобы она была погружена на толщину формируемого слоя (те самые 0,1-0,2 мм). Затем поверхность жидкости обрабатывают лучом лазера, и в тех местах, которые он облучает, образуются твердые участки. Так возникает нижний слой модели. Платформу чуть притапливают, и формируют второй слой. Операцию повторяют до тех пор, пока модель не будет целиком готова.
Трудно перечислить все области, где находит применение лазерная стереолитография. Ею пользуются, например, врачи при подготовке к операциям на черепной коробке. С помощью компьютерного томографа получают послойные изображения головы пациента, и на пластиковой модели его черепа хирург может проверить план операции, не подвергая риску больного. По моделям изготовляют имплантаты, не требующие дополнительной подгонки размеров.
В общем, лазерная стереолитография оказывается незаменимой там, где нужно изготовить деталь самой сложной конфигурации, и конструкторы и дизайнеры "в натуре" проверяют свои фантазии.
По материалам выставок "Топливно-энергетические ресурсы России-2004" (ВВЦ); "Здравоохранение-2004" (Экспоцентр) и журнала "Берг коллегия".
