Теплица

Перечитывая Г.С.Альтшуллера...
(Процесс решения изобретательской задачи. Основные этапы и механизмы. Г.С. Альтшуллер. - Баку, 1975. - 7 с.)

Процесс решения изобретательской задачи ГСА разделял на следующие этапы:
1. Выяснение изобретательской ситуации.
2. Переход от ситуации к задаче.
3. Переход от задачи к идеальному решению.
4. Переход от идеального решения к физическому решению.
5. Переход от физического решения к техническому решению.
6. Переход от технического решения к расчетному решению.
Рассмотрим предложенную схему в действии на конкретной задаче о теплице на солнечном обогреве.
У ГСА подобная задача решалась с парниками. Теплица должна быть открыта при повышении внешней температуры выше 25°С и закрыта при температуре ниже 15°С. Если температура в течение суток несколько раз изменяется, то постоянно открывать и закрывать теплицу неудобно.
Будем решать задачу поэтапно, в 6 этапов.
1.Изобретательская ситуация - это ситуация, в котором четко выделяется нежелательный эффект. В нашей задаче - это большие трудозатраты по регулированию температуры путем ручного открывания и закрывания двери теплицы.
2.Для этой ситуации может быть несколько направлений решений, таких, как автоматизация открывания двери, принудительная подача охладителя (воздуха, воды) или подогревателя в теплицу и т.д. Для того, чтобы перейти от ситуации к одной задаче, надо ввести ограничения. Для этого выберем предпочтительное направление решения - автоматизация открывания или закрывания двери, в зависимости от температуры в теплице. ГСА предлагал автоматизацию в зависимости от внешней температуры. Но нас это не устраивает. Для нас интерес представляет только внутренняя температура теплицы, тем более, что она изменяется в более широких пределах, чем внешняя.
Следующим ограничением ГСА вводит отказ от использования электропривода и температурного расширения для перемещения двери. От электропривода отказ обоснован, так как это дорого. Но температурное расширение может быть разным у разных материалов. Например, у воды оно на порядок выше, чем у металла, а у воздуха - на порядок выше, чем у воды. Значит у нас остаются в качестве ресурса эти три имеющихся в наличии материала.
3.Идеальное решение - дверь сама открывается при повышении температуры и сама закрывается при снижении температуры в теплице. Для реализации этого решения изменение температуры воздуха внутри теплицы должно создать тепловой поток, который будет перемещать дверь в ту или другую сторону. Это решение значительно сокращает область возможных решений. Но, при этом, увеличивается трудность нахождения готового решения из этой области.
4.Круг возможных решений можно уменьшить, выявив противоречие. Усилие на дверь должно быть, чтобы ее открыть и его не должно быть, чтобы дверь была закрыта. Это должно происходить под действием теплового поля. Тепловое поле должно перемещать вещество, а вещество должно перемещать дверь.
У ГСА найдено решение с противовесом, прикрепленным к двери. Противовес выполнен полым и заполнен легко испаряющейся жидкостью. При повышении температуры жидкость превращается в газ и противовес становится "легким". Дверь при этом открывается. При снижении температуры газ превращается в жидкость и противовес становится "тяжелым", закрывая дверь.
Однако, данное решение довольно сложное и трудно реализуемое. Предпочтительным является использование ранее выявленных ресурсов, а именно - воздуха. Используя довольно значительную зависимость расширения воздуха от температуры, можно использовать его для перемещения двери. Все Вы видели, как деформируется пустая полиэтиленовая бутылка на холоде.
5.Переход от физического решения к техническому - изготовить герметичную гофрированную пластиковую емкость для перемещения двери. Однако, этой емкости может не хватить, чтобы повернуть дверь на 60-90 градусов. Проблему можно решить, если соединить полость емкости через шланг с полостью 200 л стальной бочки, установленной в теплице. Тогда разогретый воздух из бочки будет через гофрированную емкость перемещать дверь на требуемый угол.
6.Расчетное решение. Коэффициент объемного расширения воздуха в диапазоне температур 10-20°С составляет 3,4*10-3 1/К. Для объема 200л изменение температуры воздуха на 10°С приведет к его расширению на 7л. Этого объема вполне хватит для перемещения двери теплицы.

Форумы: 

Re: Теплица

Я в таких случаях обычно спрашиваю: "Какие решения вы уже пробовали, и чем они вам не подходят?" Отталкиваться от недостатков прежних решений всегда легче, чем только лишь от вИдения конечной цели: аналогично, проще идти по маршруту "от пункта А к пункту Б", чем "вообще" искать пункт Б.

"Поспешай медленно!" (с)

Re: Теплица

Интересно про бочку и воздух как ресурсы для открывания форточки в теплице рассказано здесь: http://www.metodolog.ru/node/780 (22 мин 35 сек).

Subscribe to Comments for "Теплица"