Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2008 № 07

— Думаешь, он нам соврал?..

— Есть такое слово — аберрация, — сказал я. — Хорошее, звучное слово. Как рев ракетных двигателей.

— Или как грохот старых консервных банок, — подхватила Ксюха. — Только мне это слово не нравится. Ненавижу, когда мне врут!.. — Помолчав, она заговорила снова, и я будто увидел, как решительно сдвинуты брови подруги. Ксюха сказала: — В выходные снова пойдем туда. Подберем, что мы с тобой разбросали.

— Если бы только мы!.. Давай и наших из класса позовем. Там мусора на всех хватит.

— Да уж!.. Его на Земле столько, что убирать и убирать. А у нас всего тридцать лет в запасе.

В этом выпуске ПБ мы расскажем о безопасном способе дробления скал Тимофея Плиткинаиз подмосковного Звенигорода, о холодильном устройстве Степана Чепилкоиз Клуба юных изобретателей г. Сосновый Бор Ленинградской области и о самоочищающейся лопате Александры Волковойиз Красноярска.

БЕСШУМНЫЙ ВЗРЫВ

Крупные камни, валуны и целые скалы иногда дробят при помощи взрыва. Но дело это не безопасное. Осколки разлетаются на десятки метров, образуется дым, огонь, ядовитые газы. Можно ли этого избежать? Для ответа на этот вопрос познакомимся с тем, как сегодня производятся взрывные работы.

Вначале в камне сверлят скважину (шпур), куда закладывают заряд взрывчатки и детонатор с длинным проводом. Оставшуюся свободной часть шпура забивают глиной. С безопасного расстояния по проводу посылают к детонатору импульс тока. Во взрывчатом веществе происходит химическая реакция, выделяется тепло, образуются газы. Давление их достигает сотен тысяч атмосфер. Порода такого давления не выдерживает, и каменная глыба превращается в кучу щебня.

Но процесс пошел, и остановить его невозможно. Газообразные продукты реакции продолжают расширяться, захватывая каменные обломки и унося их на десятки и сотни метров.

Как показали исследования, при дроблении горных пород с пользой расходуется лишь 0,2–0,6 % энергии взрывчатого вещества.

Тимофей Плиткин из Звенигорода предлагает дробить камни иначе. Представьте, сверлим шпур, заливаем в него воду. Но помещаем туда не заряд взрывчатки, а… батарею термоэлементов.

Если один из спаев батареи нагревать, а другой охлаждать, то она вырабатывает электрический ток. Если же через батарею термоэлементов пропускать электрический ток, то одни из ее спаев начнут охлаждаться, а другие нагреваться. Это явление называется эффектом Пельтье. Его-то юный изобретатель и предлагает использовать для дробления камней.

При пропускании тока через термобатарею вода в шпуре замерзнет, образуется лед. Объем его на 20 % больше, чем у воды. Поэтому при образовании льда возникает огромное давление, которое и расколет камень. Как только это произойдет, дальнейшее расширение льда прекратится. Процесс дробления камня пройдет вполне безопасно и даже почти бесшумно.

Способ Тимофея Плиткина в сотни раз дешевле обычного взрыва и не оказывает вредного воздействия на окружающую среду. А потому Экспертный совет ПБ присудил Тимофею Авторское свидетельство.

При обычном способе электрический импульс подрывает заряд, а при дроблении камня по способу Т. Плиткиназамораживает воду, и полученный лед ломает камень.

ВИХРЕВОЕ УСТРОЙСТВО

…для охлаждения воздуха предложил Степан Чепилко из Клуба юных изобретателей г. Сосновый Бор.

Обычно машины для получения холода очень сложны. Но есть исключение — вихревая труба, которую нередко вспоминают наши читатели. Так, недавно (см. «ЮТ» № 2 за 2008 г.) Иван Клюев предложил применить ее в автомобильном кондиционере. Но вихревая труба и сама нуждается в улучшении. Именно этим и занялся Степан.

Давайте вспомним, как устроена вихревая труба. С одного конца в нее направляется поток сжатого воздуха.

Здесь он, вращаясь с большой скоростью, движется по спирали к противоположному концу трубы. Дойдя до конуса, поток делится на две части — горячую и холодную. Горячая выходит наружу, а холодная часть потока поворачивает назад и, продолжая вращаться, движется внутри первого вихря к началу трубы. По пути температура ее еще больше снижается. Сильно охлажденный воздух выходит из отверстия, имеющегося в начале трубы, где удается получить температуру -60 °C и даже ниже.

Вихревая труба привлекает внимание своей простотой, отсутствием движущихся частей и надежностью. Такая труба, охлаждающая химическую установку в цехе, может иметь 10–20 м длины, а труба, охлаждающая микропроцессор в суперкомпьютере, может иметь размер со спичку.

Казалось бы, вихревые трубы могут заменить все существующие холодильные устройства, но… Для получения одного и того же количества холода вихревой трубе нужно в 7 раз больше энергии, чем обычному холодильнику, к тому же ей необходим источник сжатого воздуха, обычно имеющий немалые размеры.

Степан Чепилко предложил объединить вихревую трубу с нагнетателем воздуха, работающим от электромотора. Лопасти вентилятора, установленного в самом начале трубы, захватывают наружный воздух и сразу посылают его в дело.

Обычно вихревые трубы получают воздух от компрессора по шлангам, где энергия теряется при трении воздуха о стенки. В устройстве Степана шлангов нет, и это, казалось бы, должно снизить расход энергии на получение холода.

Но лопасти вентилятора, сообщая воздуху скорость, неизбежно должны сжимать его, а это приведет к повышению температуры. Таким образом, вихревое устройство Степана будет питаться уже подогретым воздухом, что заметно ухудшит процесс охлаждения.

Тем не менее, учитывая новизну и тщательную проработку идеи, Экспертный совет присуждает Степану Чепилко Почетный диплом.

САМООЧИЩАЮЩАЯСЯ ЛОПАТА

Очень трудно копать, когда глина прилипает к лопате. Александра Волкова из Красноярска прислала нам схему самоочищающейся лопаты. Для этого к лезвию лопаты на пружинах крепится поперечная планка.