Стандарты изобретательства

Для резки массивных стальных конструкций (толщиной 100 мм и более) применяется способ, основанный на взаимодействии так называемых ударных волн разрежения (УВР). Эти ударные волны возникают в железе и стали, нагруженных ударной волной с давлением, превышающим давление фазового перехода в железе. При давлении ~ 130 ГПа происходит мгновенная перестройка кристаллической решетки железа из кубической в гексагональную, что приводит к значительному изменению плотности железа. При снятии давления в волне разрежения происходит, соответственно, обратный фазовый переход. При этом профиль давления в ударной волне значительно изменяется. Образуется область скачкообразного уменьшения давления, то есть формируется ударная волна разрежения (открытие №321).

При взаимодействии УВР в очень узкой зоне шириной несколько ангстрем возникают растягивающие напряжения, значительно превышающие прочность железа и стали. Происходит разрушение стальной конструкции на две части с очень ровными поверхностями разрушения. Такой способ практически не имеет ограничений по толщине металла и требует существенно (иногда в десятки раз) меньшего количества ВВ по сравнению с обычным методом, что особенно существенно при подводных взрывах. На этом принципе разработан метод фрагментации морских и океанических нефтяных платформ.

Пример 7.29. Оптически индуцированный фазовый переход

Привод на основе оптически индуцированного фазового перехода, позволяет осуществлять микроперемещения в диапазоне единиц микрометров. В качестве активной среды использован монокристалл из полидиацителена (polydiacetylene). Под действием лазерного облучения происходит фазовый переход, приводящий к изменению формы монокристалла116.

Стандарт 5.3.4. Фазовый переход 4: переход к двухфазному состоянию

«Двойственные» свойства системы могут быть обеспечены фазовым переходом 4 — замена однофазового состояния двухфазным.

Пример 7.30. Хранение СО₂

Для длительного хранения СО2 его закачивают в двухфазном состоянии (газообразном и жидком) в скважины. Перед закачкой каждое из состояний подвергаются специальной обработке (компрессии и охлаждению) в определенной последовательности и соединению вместе. Такой поток называют плотнофазный поток117.

Пена — типичный представитель двухфазного состояния (см. п. 3.12).

Стандарт 5.3.5. Взаимодействие фаз

Эффективность технических систем, полученных в результате фазового перехода 4, может быть повышена введением взаимодействия (физического, химического) между частями (или фазами) систем.

Пример 7.31. Массообмен

Предлагается аппарат для массопередачи процессов адсорбции с непрерывно движущейся твердой фазой и парогазовой смеси в режиме противотока. Аппарат обеспечивает идеальное взаимодействие фаз118.

7.4. Подкласс 5.4. Особенности применения физэффектов

Стандарт 5.4.1. Самоуправляемые переходы

Если объект должен периодически находиться в разных физических состояниях, то переход следует осуществлять самим объектом за счет использования обратимых физических превращений, например, фазовых переходов, ионизации-рекомбинации, диссоциации-ассоциации и т. д.

Пример 7.32. Газовый разрядник

Газовый разрядник — устройство для защиты электротехнического оборудования от перенапряжений. В рабочем режиме напряжение на разряднике ниже напряжения разряда. При увеличении напряжения на электродах разрядника начинается тлеющий разряд, который переходит в режим лавинной ионизации, а затем — в режим дугового разряда. В таком режиме разрядник практически закорачивает линию, направляя токовый импульс через разрядник на землю. Таким образом, происходит защита оборудования, расположенного по схеме после разрядника, от импульсных выбросов119.

Пример 7.33. Консистентные смазки

Консистентные смазки также являются тиксотропными средами. Это позволяет надежно удерживать густую смазку в корпусе подшипника. В зоне трения смазка разжижается и эффективно выполняет смазочные функции.