< > wszystkie blogi

Wielki Zderzacz Kaloryferów

14 grudnia 2010
Zainspirowany tym dowcipem, a raczej jedną z odpowiedzi na niego, przedstawiam wstępny projekt Wielkiego Zderzacza Kaloryferów:
Zadaniem Wielkiego Zderzacza Kaloryferów [WZK] jest zderzanie kaloryferów z wielkimi prędkościami. Oto schemat funkcjonalny WZK: i przekrój tunelu: W celu rozpędzenia go do wielkich prędkości, koloryfer jest zamocowany do wózka poruszającego się po szynach. Wózek jest wyposarzony w napęd. Aby umożliwić osiągnięcie dużych prędkości przy stosunkowo niewielkich silnikach wózki muszą poruszać się w próżni. Wiadomo bowiem, że opory powietrza rosną wraz z kwadratem prędkości, zaś kaloryfery mają przeważnie dość nieopływowe kształty. Proste wyliczenie: Jeżeli silnik o mocy P = 1KW jest w stanie rozpędzić wózek do prędkości va = 50km/h = ~13m/s w powietrzu to znaczy, że opory ruchu Fop, których główną składową są opory powietrza (ruch stalowego koła po szynie ma bardzo małe opory) równoważą siłę napędową F(P) będącą funkcją mocy: F(P) = Fop Opory powietrza są iloczynem kwadratu prędkości i pewnej zmiennej, która z kolei jest liniowo zależna od gęstości a więc i ciśnienia powietrza w tunelu pt Fop = pt*A*va^2, gdzie A jest stałą, zależną od powierzchni i kształtu zespołu wózek+kaloryfer. Jeżeli więc zmniejszymy ciśnienie w tunelu, tak jak pokazano na rysunku, do 2% ciśnienia atmosferycznego to przy tej samej sile napędowej uzyskamy większą prędkość. F(P) = Fop2 = pt2*A*vb^2, gdzie pt2 jest obniżonym ciśnieniem w tunelu, w rozważanym przypadku stanowiącym 0,02*pt, zaś vb jest maksymalną osiągalną prędkością w tym rozrzedzonym powietrzu. Porównując oba przypadki otrzymujemy równanie: pt*A*va^2 = 0,02*pt*A*vb^2 przekształcając otrzymamy maksymalną prędkość przy ciśnieniu 0,02 bar: vb = va/0,0004 = 2500va Oznacza to, że silnik, który pozwalał nam rozpędzić kaloryfer do 50km/h w ciśnieniu atmosferycznym pozwoli nam rozpędzić go w próżni do 125 000 km/h! Jest to już prędkość, która pozwala badać efekty zderzeń kaloryferów z wysokimi prędkościami. Oczywiście, długość tunelu potrzebna do uzyskania tekiej prędkości będzie znaczna, prawdopodobnie konieczne będzie użycie tunelu w kształcie koła, lub może spirali. Gdy wózek z kaloryferem osiągnie już wystarczakjącą prędkość, kaloryfer powinien się od niego odczepić i lecieć swobodnie na spotkanie drugiego kaloryfera. Tor wózka powinien skręcać zaraz po odczepieniu kaloryfera, aby hamowanie wózka odbywało się poza strefą zderzenia i nie zakłócało jego przebiegu. Zderzenia kaloryferów przy tych prędkościach będą zderzeniami o niespotykanej energi kinetycznej (przykładowo, dla dwóch kaloryferów o masach 25kg każdy będzie to prawie 800 GJ! Myslę, że efekty takich zderzeń mogą być imponujące. Podstawowymi łatwymi do przewidzenia problemami technicznymi, które trzeba rozwiązać, by zbudować Zderzacz, są: - wielkość tuneli - zapewnienie w nich próżni - konstrukcja wózków, pozwalająca na jazdę z tak dużymi prędkościami - dokładna synchronizacja spotkania momentu uwolnienia kaloryferów z obu wózków - napęd wózków Jest więc jeszcze wiele inżynierskiej pracy do wykonania, ale spodziewane efekty zderzeń warte są zachodu. :D
 

Dobra, dobra. Chwila. Chcesz sobie skomentować lub ocenić komentujących?

Zaloguj się lub zarejestruj jako nieustraszony bojownik walczący z powagą

Napędzana humorem dzięki Joe Monsterowi