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发明技巧故事35――自动消失——参数改变原理应用 精选

已有 3692 次阅读 2021-12-10 17:40 |系统分类:科研笔记

自动消失——参数改变原理应用

铸造厂里,铸件表面需要清洁,常用的方法是吹砂机,用高速运动的沙子将铸件表面的污层冲掉。

但是,这个工序带来的一个问题是,铸件的缝隙里会残留沙子而且不易清除干净,尤其是又大又重的产品,解决起来更是困难。

工程师们被要求来解决这个难题。

“也行可以先将缝隙盖上,”一位工程师说, “但增加大量的工作量。”

“而且,铸件的清洁程度受到影响。”另一位附和道。

这似乎是一个不易解决的难题。

突然,萃智先生出现了。

“沙子可以自己从缝隙里出来,”他说,“我们需要另一种沙子。”

于是,一个基于物理状态变化的解决方案产生了:用冰粒来替代沙子。冰粒也被用在批量土豆、红薯的清洁工序中。

这个故事应用了参数改变(transform the physical/chemical state)原理,该原理体现在:

改变物体的物理/化学状态,浓度/密度,柔性,温度。

比如:在制作甜心糖果的过程中,先将液态的夹心冰冻,然后浸入溶化的巧克力中,这样避免处理杂乱、胶粘的热液体;

将氧气、氮气或石油气从气态转换为液态,以减小体积;

液体肥皂是浓缩的,而且从使用的角度看比固体肥皂更有粘性,更容易分配合适的用量,当多人使用时也更加卫生;

用可调节的消音器来降低货物装入集装箱时的噪音,主要是限制集装箱壁的振动;

使橡胶硫化(硬化)来改变其柔韧性和耐久性;

温度升高到居里点以上,将铁磁体改变成顺磁体;

通过升高温度来加工食物(改变食物的味道、香味、组织、化学性质等);

降低医学标本的温度来保存它们,以用于今后的研究。

改变物体的系统状态,这个比较广,从广义上来讲,系统的任何变化都可以认为是系统的状态发生变化,这里所指的状态,应该是我们通常所说的物体的常见三种状态--固体,液体和气体(或者液态,固态和气态);改变浓度和密度这个容易理解;改变柔韧程度,可以提高系统的灵活性和可压缩性;改变温度和体积也很好理解,下面是一些例子:A)洗手液(改变物体的柔韧程度,固体->液体);B)硫化橡胶(改变柔韧程度);C)固态的二氧化碳(干冰比气态或液态时更加易于储存和使用);D)液氧液氢燃料(改变物体的状态); E)固体酱油;压缩饼干(改变浓度或者密度); F)冰箱,空调(改变温度)除了前面所列的物理或者化学参数之外,其实可以改变系统或对象的人意属性(比如物理或化学状态,密度,导电性,机械柔性,温度,几何结构,外观形状等)来实现系统的新功能。需要注意的是这里利用的是物体状态改变后所得到的好处,强调的是状态的改变。而后面的热膨胀原理和物态转换原理都是利用状态改变过程中的某种效应来获得益处或者新功能。




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