Статья четвёртая, продолжение статьи от 17 августа 2016 года, опубликованной в № 8 «Евразийского научного журнала» за 2016 год http://journalpro.ru/articles/istiny-matematiki-fiziki-tekhnicheskikh-distsiplin/; статьи от 19 декабря 2017 года, опубликованной в № 12 «Евразийского научного журнала» за 2017 год http://journalpro.ru/articles/istiny-matematiki-fiziki-tekhnicheskikh-distsiplin-1513715328/ и статьи от 11 мая 2019 года, опубликованной в № 6 «Евразийского научного журнала» за 2019 год http://journalpro.ru/articles/istiny-matematiki-fiziki-tekhnicheskikh-distsiplin-1561097343/ .
Продолжена нумерация литературы и источников информации от первой, второй и третьей статей.
Температура известна каждому человеку, и у каждого существует много примеров её использования, применения и в быту и в разных сферах жизнедеятельности… Температура как параметр играет важную роль во многих областях науки, в разных разделах физики, в химии, в биологии, в медицине, в технических дисциплинах, на производствах различных товаров.
В различных книгах, учебниках, справочниках по разным причинам приводятся разные определения температуры как параметра [21, с. 83]. Доступное, понятное и не отрицаемое определение находится в Википедии — свободной энциклопедии [27].
Параметр температура применяется в описании природных процессов, не зависящих от человека, и в искусственных технологических процессах, в термо – установках и системах, созданных и управляемых человеком для изготовления материалов (металлы, пластик, ткани), промышленных изделий, получения тепла для отопления жилищ, получения электроэнергии на электростанциях, приготовления пищи, и т. д., и т. п.
Параметр температура применяется и как аргумент и как функция.
В математических формулах, описывающих физические процессы [1, c. 18, 19; 21 с. 85, с.94 ф. 2.13; 22 с. 144, 145] и температурных графиках [21, с. 85, c. 94; 22 с. 148, 171] параметр температура применяется как аргумент, определяющий прохождение природных и искусственных процессов.
Технологические термические установки конструктивно создаются для получения заданных результатов, в их технических характеристиках существует диапазон рабочих температур и температура здесь – функция, зависимая от действий оператора, от конструкции, от действующих программ, от режимов работы оборудования.
Обратимся к практической аналогии: повар варит суп. Он берёт кастрюлю, наливает воду, ставит на газовую плиту, доводит воду до кипения, выбирает и кладёт в кастрюлю с водой ингредиенты. Суп варится в кипящей воде при температуре 100 градусов по Цельсию при нормальном атмосферном давлении. При этом повар устанавливает оптимальную интенсивность горения газа в газовой конфорке, так как при малой интенсивности горения газа температура в кастрюле будет менее 100 градусов и процесс варки замедлится или остановится, при большой интенсивности горения газа в кастрюле будет нежелательное бурление, и возможно суп будет выплёскиваться из кастрюли на плиту. В процессе варки супа в кастрюле вода (бульон), мясо, картофель, другие (по вкусу) овощи – то есть все ингредиенты имеют одинаковую температуру (разница может быть около одного процента или менее одного процента при замере точными физическими приборами). В этом примере температура – основной технически устанавливаемый параметр для проведения и контроля управляемого практического процесса. И повар получает нужный, ожидаемый, многократно повторяемый результат.
Однозначно и чётко повар задаёт температуру процесса как оператор – субъект управления, и температура – основной аргумент управления зависит от действий оператора – субъекта управления и не зависит от процессов в кастрюле. Это соответствует существующему, введенному Н. И. Лобачевским определению аргумента как независимой величины в области определения функции и определению функции как множества значений, зависимых от значений аргумента [1, c. 18, с. 19 ].
Другой практический пример (эксплуатируется более 100 лет) – двигатель внутреннего сгорания (ДВС), в котором конструктивно задаётся технический параметр – мощность на рабочий объём цилиндров. При этом в рабочей зоне – камере сгорания цилиндра двигателя температура не постоянна во времени (в фазах рабочего цикла) и в объёме цилиндра (который является односвязной областью пространства). В этом примере температура не является аргументом управления процессами, она используется для описания, индикации и контролирования работы ДВС.
Экспериментальные установки типа токамак для проведения реакции управляемого термоядерного синтеза (УТС) создаются по концепции достижения самой возможно высокой температуры плазмы в вакуумной тороидальной рабочей камере. Электроны и ионы, атомные ядра – составляющие процесса в плазме в токамаке – имеют различную температуру [28, c. 147] , разница составляет 1,6 – 10 раз, температура зависит от процессов в плазме, она неравномерна по объёму плазменного шнура, по его длине и по его диаметру. В цифрах это означает: при температуре электронов 16.000.000 градусов температура ионов в плазме токамака находится в пределах 1.600.000 – 10.000.000 градусов; при температуре электронов 100.000.000 градусов температура ионов в плазме токамака находится в пределах 10.000.000 – 62.500.000 градусов. Плазма в токамаке является неравновесной и требует больших ресурсных затрат для установления сбалансированного состояния. Этот и другие факты привели академика Арцимовича Л. А. к сравнению экспериментов на токамаках с “хождением в тумане среди айсбергов ”.
В настоящее время проводится много исследований по более точному измерению ионной температуры и диагностике ионной составляющей плазмы современных токамаков разными способами и методами. И эффективный метод измерения Ti(r), называемый перезарядочно-рекомбинационная спектроскопия находится в стадии разработки [29].
Опубликованы сведения о температуре поверхности солнца – 6.000 градусов, при этом температура солнечного ядра – 15.000.000 градусов [27], и на время публикации этой статьи автору не удалось найти достоверных данных о температуре ионной составляющей и температуре электронной составляющей солнечной плазмы.
Можно приводить много других примеров и ссылок на различные книги, статьи, диссертации, констатирующие положение, состояние, результативность и перспективы концепции токамаков.
В то время как истины математики, физики, технических дисциплин позволяют формировать концепцию высокой объёмной плотности мощности в рабочей зоне проведения реакции управляемого термоядерного синтеза, и для её реализации необходимо:
1. Использовать стабильный, надёжно-управляемый, результативный, рентабельный процесс с объёмной плотностью мощности в рабочей зоне 15 – 25 МВт на кубический сантиметр и более. Современный уровень техники и технологий позволяет в ближайшее время повышать объёмную плотность мощности в рабочей зоне до 40 – 70 МВт на кубический сантиметр и адаптировать процесс для экспериментов с УТС и для других перспективных технологий.
2. Применять объёмную плотность мощности в рабочей зоне как аргумент управления – основной задаваемый, технически устанавливаемый параметр. Объёмная плотность мощности – основной аргумент управления – будет определена конструктивно техническими характеристиками установки, будет задаваться действиями оператора – субъекта управления и не будет зависеть от процессов в плазме, а процессы в плазме будут иметь зависимость от объёмной плотности мощности в рабочей зоне проведения реакции УТС.
3. Параметр “Температура” рассматривать как функцию, и использовать его для описания, индикации и контролирования процессов.
Предлагаемая концепция и способы её реализации оптимизируют решение многих технических, инженерных проблем, научных физических задач, позволят “развеять туман среди айсбергов”, откроют дорогу к рентабельному и эффективному практическому УТС, к другим перспективным технологиям …
Автор открыт для конструктивного диалога и соавторства. В настоящее время действующее законодательство позволяет оптимально оформить результативное соавторство.
e-mail : cetnfusion22@gmail.com
Продолжение следует …
Автор Борис Ревашин, 27 ноября 2021 года.
Библиографический список
- Фролов Н. А. Дифференциальное и интегральное исчисление. М., 1955, 339с.
- Кудрявцев Л. Д. Математический анализ. том II М., Высшая школа, 1970, 420 с.
- Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. 6-е изд., Спб., 2003, 832 с.
- Буров Я. С., Никольский С. М. Высшая математика. 4-е изд. Ростов н/Д: «Феникс», 1998, 512 с.
- Электротехнический справочник. Т. 1, М., Энергия, 1974, 776 с.
- Авторское свидетельство SU 1810262, В23К 26/00, опубликовано 23.04.1993г.
- Патент RU 2368108 С2 Н05В41/28, опубликован 20.09.2009г.
- Сайт в сети интернет: http://www.wikipedia.org/wiki/Токамак
- Сайт НИЦ “Курчатовский институт” в сети интернет: http://www.nrcki.ru
- Яворский Б. М., Пинский А. А. Основы физики. т. 2, М, 2003, 552 с.
- Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления. Спб., 2003, 752 с.
- Лукас В.А. Теория управления техническими системами. Екатеринбург, 2002, 675 с.
- Страница сайта в сети интернет: http://spacegid.com/kompyuternaya-model-solnechnoy-sistemyi.html
- Страница сайта в сети интернет: http://spacegid.com/mlechnyiy-put.html
- Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Планетарная_модель_атома
- Страница сайта в сети интернет: https://yandex.ru/images/search?text=пространственные_модели_кристаллических_решёток&stype=image&lr=
- Страница сайта в сети интернет: https://sites.google.com/site/mehielektromagnkolebania/teoria
- Страница сайта в сети интернет: http://fphysics.com/vidy_ravnovesiya
- Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Художественная_гимнастика
- Страницы сайта в сети интернет: http://www.youtube.com/=Художественная_гимнастика; http://www.youtube.com/watch?v=Mp2FKHjMp9I&pbjreload=10.
- Кошкин Н. И., Васильчикова Е. Н. Элементарная физика. Справочник. М, 1996, 304 с.
- Кухлинг Х. Справочник по физике. М, 1985, 520 с.
- Страницы сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровоз; https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровая_машина;
- Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровая_турбина;
- Страницы сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Самолёт; https://ru.wikipedia.org/wiki/Airbus_A380; https://ru.wikipedia.org/wiki/Подъёмная_сила.
- Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Реактивный_двигатель
- Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Температура#Единицы_и_шкала_измерения_температуры
- Арцимович Л. А. Избранные труды. Атомная физика и физика плазмы. М. наука, 1978 г. http://elib.biblioatom.ru/text/artsimovich_izbrannye-trudy_1978
- Страница сайта в сети интернет: https://www.dissercat.com/content/spektroskopicheskie-metody-izmereniya-temperatury-ionov-v-plazme-tokamaka
Количество просмотров публикации: Please wait