Вакуум на службе у человека

Вакуум на службе у человека

Раздел: Физика

Учебный год: 2011 / 2012

Материалы работы: 596246.7z * (19,4 МБ)

Описание работы:

В работе рассмотрены исторические этапы изучения вакуума, указана роль великих учёных в исследовании этого феномена. Особого внимания заслуживает информация о роли и значении вакуума в жизни человека, показано его практическое применение, указано на невозможность существования современной физической науки без понятия о вакууме.

Все большее применение, как в бытовой сфере, так и в промышленности получает вакуумный насос, специальное устройство, которое служит для удаления газов или паров из заданного пространства до создания определенного давления или технического вакуума. Существует немалое количество вакуумных агрегатов, которые классифицируются по особенностям своего воздействия и особенностям конструкции. Принципиально каждый вакуумный насос работает по одной схеме.

Фото 1. Вакуумные насосы промышленного назначения применяются на предприятиях для создания технического вакуума в нужных пространствах

Принцип работы вакуумного насоса

На самом деле понимание того, как работает вакуумный насос для откачки не так элементарно как может показаться на первый взгляд и требует определенных знаний в области физики. В процессе своей работы вакуумный насос элиминирует или, проще говоря, «вытесняет» пар, газ или воздух из области рабочей камеры, что приводит к постепенному изменению плоскостей. Это, в свою очередь, катализирует процесс перераспределения молекул субстанции, которая удаляется в нужном направлении.

Фото 2. Существует большое количество модификации вакуумного насоса, работающих по единому принципу, вытеснения газа из рабочего пространства

Работа вакуумного насоса – это изменение давления и объема в рабочей камере, приводящее к снижению давления, что позволяет заполнить пространство вакуумом (полным или частичным). Если вспомнить курс школьной физики, то там говорится, что молекулы вещества, находящегося в жидком или газообразном состоянии обязательно стремятся к области низкого давления. Это является определяющим фактором нормального функционирования вакуумного агрегата. Показатель давления стремится вниз в процессе забора газа в условиях замкнутого пространства через определенные промежутки времени.

Фото 3. Работа насоса обеспечивается кручение ротора с располагающимися на нем лопастями

Вакуумный насос только тогда будет функционировать в полную силу и правильно, когда рабочее пространство полностью герметично. Для обеспечения герметичности каждый вакуумный насос состоит из сложной системы колосников, колес и пластин.

Существует вакуумные насосы, которые могут производить забор газовой среды при работе, но их мощности бывает недостаточно для создания полного вакуума. В случае применения подобного типа насосов в систему дополнительно включается форвакуумные механизм, гарантирующий достижение заданного параметра давления. В случаях, если вакуумный насос не способен обеспечить требуемые значения давления, тогда применяется схема последовательного соединения насосов.

Фото 4. Когда создаваемое обычным насосом давление не достаточное, применяется форвакуумный механизм или форвакуумный насос

Водокольцевой вакуумный насос – частный случай вакуумного агрегата

Водокольцевой насос по праву считается наиболее популярным среди всех остальных агрегатов подобного типа, поскольку он очень прост в применении и отличается малым количеством составных частей. В основе работы насоса лежит применение жидкости, в качестве которой выступает вода или различное масло для вакуумных насосов. Удаление отработавшей жидкости во время функционирования насоса происходит посредством ротора, на котором расположены лопасти.

Читайте также:  Кроссовки зимние для бега по снегу

Фото 5. В водокольцевом вакуумном насосе в качестве главного действующего элемента выступает жидкость

Принцип работы данного типа агрегатов заключается в создании внутри корпуса кольца жидкости при помощи эксцентрично расположенного ротора. Сам корпус насоса частично заполняется необходимой жидкостью, а в процессе вращения ротора с лопатками происходит ее перемещение. Рабочим пространством водокольцевого насоса является область за пределами кольца жидкости, имеющая форму серпа. Лопасти ротора делят эту область на отдельные ячейки. Во время работы насоса газ сжимается, а образуемое тепло отводится к жидкости, что требует ее периодической замены из-за постоянного нагрева. Удаление жидкости происходит через специальные нагнетательные окна.


Простейший вакуумный насос своими руками

Существует великое множество способов, как сделать вакуумный насос своими руками. Самым элементарным способом создать простейший агрегат по отсасыванию воздуха из небольшого объема является использования медицинского шприца или аквариумного компрессора. При этом в первом случае изготавливается герметичная система, подключаемая к пространству, из которого следует откачать воздух и путем движения поршня шприца создается область пониженного давления. В случае применения компрессора от аквариума потребуется его небольшая модификация, а именно замена местами клапанов, что обеспечить обратный ток воздуха.

Фото 6. Есть много способов сделать вакуумный насос своими руками, одним из которых является создание насоса из компрессора холодильника

Следующим, более сложным способом изготовить вакуумный насос в домашних условиях является создание водокольцевого насоса. Для его изготовления потребуется обычный электродвигатель, набор подшипников, услуги токаря и сварщика, труба и некоторое количество металла для изготовления ротора, лопаток и торцевых крышек.

Еще одним способом получить вакуумный насос дома является небольшая переделка обычного компрессора от холодильника. По своей сути этот агрегат уже почти является готовым масляным вакуумным насосом и требует лишь небольшой трансформации. Она заключается в удалении верхней части, извлечении двигателя и последовательном соединении всасывающей и нагнетательной линии с медными патрубками компрессора. Далее потребуется изготовить новую крышку корпуса, меньшего диаметра, чтобы она проваливалась в корпус. Также понадобится фильтр-маслоуловитель, подключающийся к нагнетательной линии и приспособление для сброса избыточного давления, монтируемое между нагнетателем и фильтром.

Фото 7. Небольшие вакуумные установки могут стать незаменимыми помощниками в хозяйстве

Вакуумный насос может найти широкое применение в домашнем хозяйстве, поскольку позволит создать идеальные условия для вакуумного хранения вещей, хранения продуктов или для ламинирования древесины. При желании и достаточном количестве знаний и умений возможно собрать простой насос собственными руками, но лучше всего найти подходящую по мощности и создаваемому вакууму модель в магазине.

В физике «вакуум» — это понятие, означающее пространство, свободное от вещества (в том числе и газообразного). Однако в квантовой физике абсолютный вакуум не существует в принципе, поскольку даже в самом пустом пространстве возникают флуктуации появляющихся и исчезающих виртуальных частиц. Эффект Казимира продемонстрировал, что в вакууме, свободном от любого вещества, пластинки, сдвинутые близко к друг к другу, взаимно притягиваются, что можно объяснить только внешним давлением виртуальных частиц. Тем не менее в прикладной физике под вакуумом (в том числе и космическим) понимается среда, содержащая газ при давлении, значительно меньшем атмосферного.

Читайте также:  История ветеринарной фармакологии

Может ли новая частица изменить судьбу Вселенной?

Все знают, что Вселенная постоянно расширяется, однако никто не знает, как быстро она это делает. С тех пор, как наше мироздание возникло в результате взрыва крошечного пятнышка, которое буквально за долю секунду превратилось в окружающий нас с вами мир, Вселенная продолжает раздуваться, при этом постоянно ускоряясь с неизвестной нам скоростью. Вопрос о скорости расширения Вселенной заставляет не утихать вечные дебаты ученых, у каждого из которых имеется свое собственное мнение по данному вопросу. Согласно статье, опубликованной на портале livescience.com, на скорость расширения Вселенной может влиять пока еще не открытая частица, обнаружение которой может изменить судьбу всего нашего мироздания.

Телескоп для поиска темной энергии будет наблюдать за 35 миллионами галактик

Астрономы обсерватории Кит-Пик, расположенной в Аризоне, США, приступили к самым подробным наблюдениям за Вселенной из когда-либо предпринятых. Наблюдения продлятся пять лет, их основная цель — получить как можно больше информации о таинственной темной энергии — силе, которая, как считается, ответственна за ускоренное расширение Вселенной. Инструмент под названием DESI, с помощью которого проводятся наблюдения, включает в себя 5000 встроенных мини-телескопов. Каждый из них способен захватывать свет от галактик каждые 20 минут. Таким образом, за год ученые изучат больше галактик, чем все другие телескопы мира. Известно, что телескоп будет наблюдать за 35 миллионами галактик. Но удастся ли ученым узнать что-нибудь о темной энергии?

Самые странные вещи, которые когда-либо были запущены человеком в космос

Безусловно, путешествие людей в космос впечатляет значительно больше, чем отправка в бескрайнее космическое пространство грязи со стадиона или, например, светового меча Люка Скайуокера из “Звездных войн”. Какими бы странными посылки в космос не были, их отправляли туда не только с целью науки, но даже и по сентиментальным причинам. В этой статье мы расскажем, какие странные и смешные вещи были отправлены в космос и почему человечество выбрало именно их.

Как большие данные помогают узнать новые свойства обычных материалов

Порой даже вещества и материалы, о которых, казалось бы, известно абсолютно все, могут довольно сильно удивить. При этом для того, чтобы узнать новые свойства веществ, вовсе не обязательно «изучать их изнутри», разбирая в отдельности каждую элементарную частицу, которая составляет эти вещества. Так, например, недавно группа исследователей с помощью технологий машинного обучения и больших данных смогла открыть новые свойства никеля.

На границе Солнечной системы начало повышаться давление

Принято считать, что в космосе нет ничего, кроме вакуума, холода и бесконечной пустоты далеких-далеких галактик. Однако это не совсем так. Конечно, в космосе не кипит жизнь, но там происходит не мало интересных процессов. Та же космическая радиация вызывает массу интересных процессов. А к примеру, знали ли вы то, что в космосе есть и давление? Причем ученые даже могут его измерить, чем и занимаются уже достаточно давно. Только вот какое-то время назад давление на границе нашей Солнечной системы начало расти. Но как такое возможно?

Читайте также:  Рацион питания баскетболиста

В Китае начали прокладывать пути для сверхскоростных поездов на магнитной подушке

На протяжении нескольких последних лет Китай активно вел разработку в сфере создания крайне быстрых поездов на магнитной подушке. Неоднократно проводились и испытания прототипов железнодорожного транспорта нового типа и разрабатывались виды железнодорожного полотна. Однако сейчас, по всей видимости, власти Поднебесной решили, что пора переходить к решительным действиям и начали строительство путей для сверхскоростных поездов на магнитной подушке.

Во Вселенной обнаружены места, где время может идти вспять

Время — такое простое и, одновременно, такое малоизученное понятие, которое пытались постичь и философы, и физики всех времен и народов. Знаменитый физик Стивен Хокинг считал, что существует как минимум три направления времени, которые способны отличить прошлое от будущего. Так, по мнению ученого, существуют термодинамическая, космологическая и психологическая стрелы времени, описывающие единственность прошлого и невозможность его изменить. Однако даже стрелы времени Стивена Хокинга не способны описать обнаруженные в гамма-всплесках процессы, поворачивающие время вспять.

Телескоп Джеймса Уэбба наконец-то полностью собран. Что дальше?

Спустя более чем 20 лет проектирования и строительства, самый ожидаемый телескоп XXI века наконец-то собран и полностью укомплектован. Построенный для того, чтобы полностью заменить «Хаббл» на посту главного космического телескопа NASA, телескоп Джеймса Уэбба уже совсем скоро сможет приступить к своей основной миссии: исследовать окружающую нас Вселенную и отыскать то, что было скрыто от человеческих глаз огромными расстояниями.

Стивен Хокинг был прав: черные дыры способны испаряться

Самый известный ученый XX века Стивен Хокинг в 1974 году сделал одно из своих самых необычных предсказаний: черные дыры способны полностью испаряться. На протяжении почти 50 лет теория ученого оставалась всего лишь неподтвержденной гипотезой. Однако последние исследования говорят о том, что версия знаменитого исследователя могла быть верной, а самые таинственные объекты во Вселенной действительно могут испаряться.

Израильский лунный модуль мог занести на Луну живых существ

Мы нередко пишем на страницах нашего сайта об амбициозных космических миссиях разных стран. Не так давно, например, мы сообщали о запуске космического модуля «Берешит» частной израильской компании Space IL. Аппарат был отправлен к Луне и должен был совершить мягкую посадку на спутник. В случае успеха, Израиль должен был стать четвертой страной после СССР, США и Китая, которой удалось посадить космический аппарат на Луну. К сожалению, не получилось. Двигатель аппарата отказал при посадке, а когда его работу удалось восстановить, модуль не успел затормозить.

Ссылка на основную публикацию
В какой смеси больше всего железа
Специалисты по грудному вскармливанию считают, что каждая женщина способна кормить ребенка грудью. Однако в случае, если молодой маме не удалось...
Брови шелушатся после татуажа
Мы расскажем вам, что нужно делать, если шелушатся брови: для начала выяснить и устранить возможные причины, определить сопутствующие симптомы, ряд...
В какой колбасе нет глютена
Шоколад без глютена — необходимый продукт питания для людей страдающих непереносимостью этого белка. Шоколад содержит в себе мало добавок и...
Вакуум на службе у человека
Раздел: Физика Учебный год: 2011 / 2012 Материалы работы: 596246.7z * (19,4 МБ) Описание работы: В работе рассмотрены исторические этапы...
Adblock detector