ИСТИНЫ МАТЕМАТИКИ, ФИЗИКИ, ТЕХНИЧЕСКИХ ДИСЦИПЛИН

Ревашин Борис Геннадьевич

Аннотация
Данная статья – краткое изложение некоторых истин о широко известном параметре “температура”. В заключении статьи предлагается использовать его для описания, индикации и контролирования процессов в перспективных установках рентабельного процесса управляемого термоядерного синтеза. Для экспериментов по реализации рентабельного процесса управляемого термоядерного синтеза необходимо начать использовать установки с объёмной плотностью мощности в рабочей зоне 15 – 25 мега Ватт на кубический сантиметр и стремиться повышать объёмную плотность мощности в рабочей зоне до 40 – 70 МВт на кубический сантиметр.

Ключевые слова: , ,


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Ревашин Б.Г. Истины математики, физики, технических дисциплин // Современные научные исследования и инновации. 2021. № 11 [Электронный ресурс]. URL: https://web.snauka.ru/issues/2021/11/97110 (дата обращения: 13.09.2022).

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
  1. Фролов Н. А. Дифференциальное и интегральное исчисление. М., 1955, 339с.
  2. Кудрявцев Л. Д. Математический анализ. том II М., Высшая школа, 1970, 420 с.
  3. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. 6-е изд., Спб., 2003, 832 с.
  4. Буров Я. С., Никольский С. М. Высшая математика. 4-е изд. Ростов н/Д: «Феникс», 1998, 512 с.
  5. Электротехнический справочник. Т. 1, М., Энергия, 1974, 776 с.
  6. Авторское свидетельство SU 1810262, В23К 26/00, опубликовано 23.04.1993г.
  7. Патент RU 2368108 С2 Н05В41/28, опубликован 20.09.2009г.
  8. Сайт в сети интернет: http://www.wikipedia.org/wiki/Токамак
  9. Сайт НИЦ “Курчатовский институт” в сети интернет: http://www.nrcki.ru
  10. Яворский Б. М., Пинский А. А. Основы физики. т. 2, М, 2003, 552 с.
  11. Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления. Спб., 2003, 752 с.
  12. Лукас В.А. Теория управления техническими системами. Екатеринбург, 2002, 675 с.
  13. Страница сайта в сети интернет: http://spacegid.com/kompyuternaya-model-solnechnoy-sistemyi.html
  14. Страница сайта в сети интернет: http://spacegid.com/mlechnyiy-put.html
  15. Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Планетарная_модель_атома
  16. Страница сайта в сети интернет: https://yandex.ru/images/search?text=пространственные_модели_кристаллических_решёток&stype=image&lr=
  17. Страница сайта в сети интернет: https://sites.google.com/site/mehielektromagnkolebania/teoria
  18. Страница сайта в сети интернет: http://fphysics.com/vidy_ravnovesiya
  19. Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Художественная_гимнастика
  20. Страницы сайта в сети интернет: http://www.youtube.com/=Художественная_гимнастикаhttp://www.youtube.com/watch?v=Mp2FKHjMp9I&pbjreload=10.
  21. Кошкин Н. И., Васильчикова Е. Н. Элементарная физика. Справочник. М, 1996, 304 с.
  22. Кухлинг Х. Справочник по физике. М, 1985, 520 с.
  23. Страницы сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровоз; https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровая_машина;
  24. Страница сайта в сети интернет: https://ru.wikipedia.org/wiki/Паровая_турбина;
  25. 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.
  26. Страница сайта в сети интернет:  https://ru.wikipedia.org/wiki/Реактивный_двигатель
  27. Страница сайта в сети интернет:   https://ru.wikipedia.org/wiki/Температура#Единицы_и_шкала_измерения_температуры
  28. Арцимович Л. А. Избранные труды. Атомная физика и физика плазмы. М. наука, 1978 г.    http://elib.biblioatom.ru/text/artsimovich_izbrannye-trudy_1978
  29. Страница сайта в сети интернет: https://www.dissercat.com/content/spektroskopicheskie-metody-izmereniya-temperatury-ionov-v-plazme-tokamaka


Количество просмотров публикации: Please wait

Все статьи автора «Ревашин Борис Геннадьевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация