『壹』 00後大學生發明宿舍關燈神器,這個裝置的設計原理是什麼
杠桿原理和氣壓推動原理。
隨著時代的進步,我們現在燈的開關都是固定在牆壁上的按壓式開關。在以前我們燈的開關都是拉繩式的,繩子一拉燈就關了。這樣也是很方便的。隨著一系列各種各樣發明的產生,未來的世界肯定會變得越來越便捷,我們面臨的挑戰也會越來越大了。
『貳』 日常生活中的小發明
多用拔火筒
我家煤球爐要用拔火筒拔火,每次用完,火筒很熱.我想,應該利用這
些熱,替人們做事.因此,我在拔火筒外,焊了一個水壺.這樣,火也拔起
來了,壺里的水也燒熱了,又省煤,又有熱水用.
車永
燒不燙的鍋耳
用普通鋁鍋燒飯,當爐火很旺的時候,火苗會把鍋耳燒得很燙,甚至把
鍋耳燒壞.
為了使火苗燒不著鍋耳,我在鍋耳下邊纏上一圈鐵絲,再把一塊鐵片剪
兩個缺口,插在鍋耳下方的鋁片上.鐵片里端卡在鍋沿下邊,鐵片中部有鐵
絲支著,就掉不下來了.
這塊鐵片可以擋住火苗,使火苗燒不著鍋耳,端鍋再也不燙手了.
姚永仙
鍋蓋掛鉤
從鍋里盛飯時,往往要把鍋蓋放在桌子上,這樣容易燙壞桌面,或把蒸
餾水流到桌子上.為了解決這個問題,我設計了一種鍋蓋掛鉤.像圖示那樣,
先找一塊圓木塞,粗細要和鍋蓋鈕的內徑差不多.再用鉛絲彎一個鉤,鉤的
直端插到圓木塞里,把木塞塞入鍋蓋鈕里.掀開鍋蓋,就可以把它掛在鍋沿
上,又方便,又衛生.
王振平
不掉蓋的水壺
一般的水壺,沖開水時,壺蓋往往容易掉出來,燙人.用手抵住壺蓋,
也不安全.
我在水壺口兩端邊緣上,將鋁片剪開,折成兩個彎卡.然後在壺蓋上銼
兩個缺口.當灌滿冷水後,把蓋上缺口對准彎卡蓋下,旋轉一個角度,蓋就
卡住不會掉了.這樣灌開水時就放心了.
塗大船
防掉蓋子的水壺
我很願意幫媽媽做家務事,但卻害怕灌開水.因為我家的鋁壺蓋子很松,
開水快倒光的時候,蓋子常常會自己翻下來.滾熱的蒸汽正好沖到手上,燙
得我好疼.
後來,學校號召我們搞小發明.我想:能不能想個辦法,使壺蓋在灌開
水時不掉下來呢 經過反復琢磨和實驗,終於想出了這個既簡單又有效的辦
法.在一根3—4寸長的鋁片或鐵片的一端卷一個筒,穿一根鐵絲,先彎一個
鐵絲方框,再把方框緊緊綁在壺樑上.灌水時,壺梁傾斜,鋁條自動下垂,
正好把壺蓋壓住,壺蓋就翻不下來了.
田 波
防燙的小墊圈
剛做好的菜很燙,直接放在桌上,容易把桌子或塑料桌布燙壞.我製作
了一個小圓環,把碗碟放在圈上,就不會燙壞了.
找一塊比較硬實的紙板,剪成寬3厘米的長條,彎成一個圓圈,用訂書
釘把兩端釘在一起.最好比菜碗或碟子的底圈稍大一點.然後,我在圓圈上
開一些小孔.
滾燙的菜碗放在小圈上,熱空氣從小孔里散出來,不會燙壞桌子和桌布.
你擔心紙圈經不住碗的重量嗎 我曾做過試驗,把小圓圈放在椅子上,
一個人坐上去也壓不壞呢.
劉 革
方便箅
現在農家做飯也用上了鋁箅[bì] 子.算下煮麵條或米粥,算上蒸菜很方
便.但它也有不方便的地方.比如,往鍋里下米和面時,須端出箅子;一家
人若不一起吃飯,為了讓晚吃飯的人能吃上熱飯,就要把飯菜都溫在鍋里,
盛飯時,把箅子端上端下,挺麻煩.
我設計了一個方便箅.在原來的箅子上靠近邊緣處挖一個能客下勺子的
孔,在孔上面安一個小鋁箅,小箅上拴一圓壞,便於掀開,它的邊緣要能靈
活地固定在大箅上.這樣,要盛面條或粥,只要打開小箅就可以了.
方便的淘米器
你幫過媽媽淘米煮飯嗎 淘米簡單,倒水就麻煩了.一不小心,米就會
流失,不但浪費,媽媽還會皺眉頭說:"唉!真是越幫越忙!"
怎麼辦,動個腦筋吧!用粗鐵絲圍成飯鍋大小的圓圈圈,上面加半圈鐵
絲網(網眼應比米粒小).你看!這一來就不怕米流失了.要注意,粗鐵絲
的缺口不要綁住,使用的時候才能伸縮自如!
給油瓶戴"圍巾"
媽媽炒菜,每次倒油以後,總有些油順著瓶頸往下流.油瓶放到哪裡,
就在哪裡留下一圈油跡.油容易沾灰,所以油瓶表面沾滿了灰塵,很不衛生.
我想出了一個辦法:拿一塊布條纏在橡皮筋上,做成一個圓環,套在瓶
頸上.這樣,油流到外面,馬上被布條吸收了,不會再流下去.從此油瓶外
面和放油瓶的地方總是乾乾凈凈的.隔一段時間,要把布條換下來洗一下.
這種辦法還可以用到醬油瓶或其他瓶子上.
王曉輝
自動瓶蓋
媽媽燒菜的時候,倒油倒醬油總要兩只手操作.一隻手拿瓶子,另一隻
手取下瓶蓋,很不方便.
我設計的自動瓶蓋(如圖),用一條鐵片,一截鉛絲和一個螺母就可以
製成.傾倒油瓶,重力使螺母下垂,自動揪開瓶蓋;油瓶直立,重力使螺母
復位,瓶蓋又自動蓋好.這樣,可以騰出一隻手來拿勺子,再也不手忙腳亂
了.
只要把鉛絲支架松一松,把自動瓶蓋拆下來,然後換上一個瓶塞,就可
以到商店買油了.
方便飯菜掛罩
夏天存放飯菜很不方便.放在竹籃里吧,孔大,蒼蠅能爬進去,籃底面
積又有限,放不下多少.
我設計的飯菜掛罩很簡單:用鉛絲彎五個圓盤,用四根結實的線繩連結
起來.上面裝掛鉤,外圍用網眼窗紗罩住,搭接處可用尼龍搭扣封住.
用時,把掛罩掛起來,把碗放在各層圓盤上.蒼蠅蟑螂都進不去.不用
時,可以折疊存放,不佔地方.
王宏
烤饃器
媽媽正忙著做飯,弟弟非要急著吃烤饅頭,一個火怎麼能同時派兩個用
場呢 做一隻簡易烤饃器,就幫大忙了.
找一個漏了底的小鐵盆,把底剪掉.在盆壁上剪出幾個長9厘米,寬7
厘米的長方形,把長方形鐵片向里掰一掰(見上圖),就成了烤饃盒.做飯
的時候,把盆倒扣在火上,把饅頭切成片放在烤饃盒中.這樣,上面炒菜,
下面的饅頭片也烤好了.
崔 芳
自動防溢裝置
煮飯的時候,如果沒人在鍋旁邊,水開時飯鍋很容易溢出來,這一直是
件很惱人的事.
為了解決這個問題,我設計了一種自動防溢裝置.構造如圖所示:在鍋
蓋鈕處固定一塊圓鐵片,在兩個鍋提把間搭一條木橫梁,在正對鍋蓋鈕處裝
一塊磁鐵(可以用揚聲器的磁鐵),仔細調整磁鐵與圓鐵片的距離,使得鍋
蓋稍一掀開,就能被磁鐵吸上去.在橫樑上,還可以用舊鬧鍾改作一個報警
鈴.先把鬧鈴發條上滿,當鍋蓋被吸開時,能撞開鬧鈴鈕自動報警.
有了這套裝置,煮飯時就可以放心了.開鍋的時候,只要鍋里的泡沫稍
稍把禍蓋頂起一點,磁鐵會立即把鍋蓋吸開,這樣就防止了溢鍋.同時鬧鈴
報警,呼叫主人.
盧毅
簡便機械手
雞蛋剛在開水裡煮好,用手去拿會燙手.
告訴你一個最簡單的方法,你來試試看,包你滿意.
准備一個洗衣夾和兩把調羹,如圖綁好.瞧!拿熱雞蛋多方便!怎麼樣
這個方法不錯吧!
水開報警
媽媽讓我燒水.我一邊燒水,一邊學習,好幾次丟下書本看水開了沒開.
怎麼辦呢
我把水壺蓋頂上的頂鈕旋下來,按壺頂口大小削一塊小木塞.找一隻金
屬哨子,照著哨嘴的大小,在小木塞上開條槽.把哨嘴插入槽里.
燒水時,把帶有哨子的木塞塞在壺頂口.水一開,哨子便"嘟嘟嘟"地
叫起來.這樣可以等聽到哨子響以後再去灌開水,多方便啊!
劉中
余溫熱水
為了充分利用兩用爐的熱量,我用鐵皮焊制了一隻弧形水箱,用鐵絲將
它緊緊地固定在兩用爐的爐壁上.水箱的頂部開一個洞,裝上漏斗灌水,水
箱的下部裝上一個水龍頭放水.這樣既不影響做飯取暖,而且隨時有熱水可
用.
石靜
油滿自動停灌
我家煤油爐上用的煤油指示計斷了,媽媽加油的時候,因為看不清加滿
了沒有,油常常溢出來.
我想了一個辦法,在煤油瓶的瓶塞上裝了一長一短兩根空心塑料管.長
的那根一直插到接近瓶底,露在外邊的那頭和短的一般齊.灌油的時候,將
兩根塑料管同時插到煤油爐的注油孔里.這時候,短的那根塑料管往煤油爐
里灌油,煤油爐里的空氣順著長的那根塑料管跑到煤油瓶里.當煤油爐里的
油灌到油麵和長塑料管的管口相平的時候,長塑料管里不再有空氣流動,煤
油瓶里的油也就不再流動,這時候你就知道油已經灌滿了.
關勇
自動水位報警
每天晚上我都要幫媽媽把水缸挑滿,因為屋裡暗,看不清楚,往往挑得
太多,水從缸里漫出來,流了一地.
於是我做了一個自動水位報警器,就像圖上畫的那樣.浮在水面上的是
熱水瓶上用的軟木塞.軟木塞上插了一根鐵絲或銅絲,上面焊了一小片薄金
屬片.貼牆釘了一個硬鐵絲做成的圈架,用來固定軟木塞使它不至於亂漂動.
然後,利用干電池在牆上裝了一個電燈的線路.這樣,當水倒到一定水位的
時候,鐵絲上的金屬片就會和固定在上面的金屬片相接觸,使線路接通,燈
泡就會自動發亮.它告訴我,缸里的水已經滿了.
朱健榮
搗蒜的一個新方法
夏天,人們經常用蒜調冷盤.但是,在碗(或其他器具)里搗蒜的時候,
蒜會從碗里蹦出來.
我有一個方法,不會使蒜從碗里蹦出來:用一塊紗布,綁在搗蒜錘的把
上,紗布剛好蓋在碗上.搗一下,紗布也隨著搗蒜錘落下來,蓋嚴了碗,蒜
就不會蹦出來了.
做煤球不臟手
有時候買來的煤球碎了,就要自己做煤球,往往把手弄得很黑.到了陰
雨天氣,煤球還不容易干.我自己動手做了個做煤球器,既不會弄臟手,又
不用在碎煤球末中加水,做出煤球來不要太陽曬,可以隨做隨用.
找一根700毫米長的自來水管,做一根直徑和水管內徑相等的50毫米長
的圓木柱,再找一根700毫米長,比木柱細一些的鋼筋(或木棍),插在木
柱里,另一端裝上把手,放進自來水管內,做媒球器就算做好了.
當你把自來水管往煤里一插,管里就有了許多煤,再用力拿住把手往下
壓,壓幾次就把手輕輕往下一推,一個煤球就出來了.
俞暉
兩用小鐵鏟
我家有把小鐵鏟,用來鏟垃圾,蜂窩煤灰等東西.小鏟鏟了東西,不容
易端平,小鏟里的東西常常往下掉.有時用手或掃帚壓住鏟里的東西,拿著
很別扭.我設計了一把兩用小鐵鏟,使用效果很好.
找一根較粗的,比小鐵鏟柄長的鐵絲,一端按小鐵鏟鏟面的大小,做成
環形.環形的下端敲扁,向下擴成90°角(如圖).最好能在環形鐵絲邊沿
裝一塊薄鐵皮,成勺形.鐵絲的另一端,繞一圈後,縛在小鐵鏟把柄的端頭
(如圖).
鏟上東西以後,用手捏緊把柄與鐵絲,鏟里的東西就再也掉不下來了.
松開鐵絲,鐵絲向上彈起,鏟里的東西倒出來很方便.
王 剛
改良簸箕
提著簸箕去倒垃圾,最怕刮風.一刮風,簸箕中的垃圾被吹起來,灰塵
和紙屑滿天飛.即使不刮風,碎紙也容易撒在地上.於是,我在簸箕上加了
個蓋,使用時,把蓋子打開,掃進垃圾以後,把蓋子放下來.這樣,既衛生
又美觀.
李廼丹
讓蟑螂進瓶
一天,我把喝過的汽水瓶放在門後,第二天看見裡面有一個蟑螂,怎麼
也爬不出來.於是,我就在家裡有蟑螂的地方放了好幾個汽水瓶,瓶里裝一
點有味的東西,吸引蟑螂.這樣,蟑螂聞到氣味,就往瓶里爬,只要一進去
就出不來了.
徐東昕
液控水龍頭
我們這里自來水的供水時間不定,家家備有水缸,來水時把缸注滿.可
是,有時上班時才來水,有時夜間來水,這樣用水很不方便.如果能在來水
時自動把水注滿,然後自動關閉龍頭就好了.
為此,我設計了這個液控水龍頭,龍頭柄上接一段連桿,連桿與浮球桿
和浮球相連.浮球放在水缸里,無水時浮球下降,通過連桿把龍頭打開.水
注滿缸後,浮球升到水面,通過連桿把龍頭關閉.這樣,不用人來照管,我
家的水缸總會注得滿滿的.
水中吸管
我家水缸底常常堆積許多污物,很不衛生.我做了一隻小小吸水管,可
以除去這些污物.找一根長與水缸差不多高,直徑約為3~3.5厘米的竹筒.
除了在竹筒的一端留下兩個節頭以外,其他節頭用燒紅的小鐵棍燙通.再在
節頭下部一厘米左右的地方開一個小孔(如圖),吸水管就做好了.
用手指抵住小孔,把打通節頭的一端放入水缸底部.放開小孔,水下壓
力把空氣從小孔排出,污水流入筒內.再用手指抵住小孔,把吸管提出水面.
這時候空氣的壓力把管內污水托住,使它流不出來.只有放開小孔的時候,
污水才會流出來.
這樣連續幾次,就可以把水缸底的污水吸干凈.
鄭學武
虹吸管淋浴器
把一個小鐵塊拴在塑料管的一頭,沉入廁所的水箱中,塑料管的另一頭
裝上蓬蓬頭,就製成了虹吸管淋浴器.
用的時候,先往管內充滿水,把上頭插入水箱,就可以噴水了.不用時,
只要把蓮蓬頭掛得比水箱內水面稍高的地方,就不流水了.
茅涌
自動下水道塞
現在,不少家庭都把自來水裝進室內,同時也裝了下水管道.但是,下
水管道往往沒有水封彎,下水道里的臭氣可以冒進室內,很不衛生.為了隨
時把下水道口塞住,我設計了這種自動下水道塞,效果還滿不錯呢!
材料很簡單,就是找一個小皮球或者乒乓球,放在下水槽內.下水槽的
底面要抹的略向下水道口傾斜.平時,皮球可以順著斜坡自動滾到下水道口
處,把口塞起來,防止臭氣溢出.倒水時,皮球會自動浮起來,打開管口,
水流暢行無阻.
蘇 飛
兩用牙刷
市場上賣的牙刷,毛大都是平的,刷牙很不方便.我設計了一種牙刷,
可以內外兩用.如圖,將牙刷毛剪成波浪形,刷牙外面時,用凹進去的部分;
刷牙裡面時,用凸出部分.希望工廠也能生產這樣的牙刷.
王永生
改進牙刷
用普通牙刷刷牙時,牙膏沫往往順著牙刷把兒流到手上,很不方便.我
在牙刷把上作了一點小改進,克服了這個缺點.像圖示那樣,找一塊直徑3
厘米左右的橡膠圓片,中心扎一個孔,套在牙刷把兒的中部.這個圓片就會
把毛刷部分和手柄部分隔開.有了牙膏沫,會從圓片部分滴下去,不會再流
到手上了.
李志強
自動牙簽盒
我設計了一個自動牙簽盒,按一次按鈕就能自動豎起一根牙簽.在盒子
里,有一個三角形的簽槽.簽槽底部有一條窄縫,縫里裝著托簽板,托簽板
與按鈕桿相連.按下按鈕,托簽板下落,牙簽落到板上;松開按鈕,彈簧把
托簽板頂起,同時,托簽板的上部凹槽里托起一根牙簽.由於牙簽的一端被
擋住,牙簽就豎了起來.
自動出水瓶
小孩端涼水瓶倒水,很不安全.我想了個辦法,在涼水瓶上裝一個軟木
塞,軟木塞上鑽兩個孔,插入兩根玻璃管.一根接近瓶底:叫出水管:另一
根短的叫進氣管.進氣口下頭接一根不長的軟皮管,從側面切開一個10毫米
的口子,下頭用圓木棒堵死,這是進氣閥.找一個軟塑料玩具,頭上鑽一個
小進氣孔,去掉圓哨,插在玻璃管上當作打氣的球.
要喝水的時候,用指頭按住小孔,來回地捏玩具,瓶內氣壓增高,水就
會從出水口自動流出,流到杯子里,使用方便又安全.
溫智紅
自來水瓶
暑假裡,爸爸媽媽白天上班去了,我和弟弟在家.弟弟年紀小,提不動
水瓶,遇上我正在做作業,也只好停下來給他倒水喝.要是弟弟自己能倒多
好啊.
後來,我想到了虹吸管.於是,找來了一長一短兩根橡皮管和一段玻璃
管.在水瓶的軟木塞上開了個孔,把玻璃管捅過去.在玻璃管的上端套了根
長橡皮管,下端套了根短橡皮管.我又在瓶塞上開了個孔.這樣,輕輕一吸,
就有水流出來.弟弟也可以自己倒水喝了.不用的時候,把出水口向上捲起,
用夾子夾緊;用的時候,松開夾子,水就會不斷地流出來.
馮萍
自流氣壓熱水瓶
氣壓熱水瓶很方便,用手一壓瓶蓋,水就流出來.但是,它也不能放手,
手一松,水就不流了.如果要接滿一杯水,手要壓幾次才行.
我設計的自流氣壓熱水瓶,只要用手一壓,水就源源不斷地流下來.手
松開,照樣流.當杯子接滿水以後,按一下漏氣閥,水就不流了,非常省勁.
這種改進的氣壓水瓶是根據虹吸原理來工作的.當用手壓瓶蓋時,水面
受到壓力,把水壓進虹吸管,當虹吸管的出水頭比瓶內液面低時,水就一直
會流出去.如果需要停止放水,只要按一下漏氣閥,使虹吸管漏氣,虹吸破
壞了,水就不再流了.
喻煒 羅斌
能掛盆的臉盆架
家家都有臉盆和腳盆,但如何放置它們卻是個問題.疊在一起放,不衛
生;分開放,太佔地方.
我發現臉盆架下面有好大一塊地方,掛腳盆非常合適.可是,盆邊的斜
度太大,用普通形狀的掛鉤掛不住.經過幾次實驗,我發現只要把掛鉤製成
"C" 形,就可以把盆掛住.
製法:找一段和鋼筆差不多粗的廢塑料棒,在火上烤軟,彎成"C"形,
冷卻後打上孔,用螺釘固定到臉盆架的合適位置上.
使用時,先把盆邊平推入口,再輕輕放下就可以掛住了.
商振剛
安全水果刀
用一般水果刀削水果,皮不容易削薄,而且不安全.我製作了一把水果
刀,安全又方便.它由塑料瓶和轉筆刀上的刀片組成.瓶上開一個洞,便於
出果皮,刀片用軸固定在瓶上,可以旋轉,用時傾斜在瓶里,刀刃露在瓶外.
露出長短可以調整,這樣就可以削不同的水果了.
陳若夫
省力的螺絲刀
我們人小,用螺絲刀擰螺絲,往往擰不動.怎麼辦呢
有辦法.在螺絲刀的木柄上,鑽一個小孔.並找一根能插進小孔的鐵棍,
備用.使用的時候,小鐵棍插進小孔,一手扶住螺絲刀,一手用力拉動鐵棍
作圓周運動.本來擰不動的螺絲,現在就能較容易的擰下來.
郭智偉
並聯插座
家用電器增多,電源插頭不夠用,我就自己做了一個插座盒,可以插上
許多個插頭.
找一塊寬40毫米的長木板(長度根據自己需要決定).在木板的中間釘
上一條寬約8毫米,高約20毫米的長木條.木條兩邊再分別釘上與它等長的
薄銅皮,並彎成∩(如圖).距離銅皮外側約1毫米處,分別釘上寬約5毫
米,高約20毫米的長木條,以防被插頭撐開.
接著,找幾塊薄木片,釘一個外盒,並開上相應的槽和孔.銅皮兩端再
分別接上電源線,插座就做好了.
張朝暉
防觸電插座
有一次,我那淘氣的小弟弟把一根鐵釘插進電源插座孔里,只聽"唉喲!"
一聲,弟弟跌倒在地上,還不停地喊:"很麻,很麻!"爸爸知道後,狠狠
地批評了他一頓.我想:能不能設計一種不會觸電的插座呢 我想了好多辦
法,歸納到一點,就是如何解決鐵釘伸不進去,而插頭卻能伸進去的問題.
經過多次試驗和改進,終於設計出了防觸電插座.
具體做法是:在銅片和插座蓋之間裝上兩道活門,使第一道活門打開時,
只能打開另外一個孔的第二道活門,卻打不開本孔的第二道活門.因此,從
一個孔插入的東西不能繼續通過第二道活門,無法接觸帶電的銅片,這樣就
起到了防觸電的作用.而當插頭從兩個孔同時插入時,第二道活門就會同時
打開,這時,這種插座就同普通插座一樣方便.
徐琛
單響拉線開關
停電以後,來回拉幾次開關,就不知道它是開著還是關著.等到沒人的
時候來了電,電燈白白亮著,既浪費又危險.
我對拉線開關作一點改進,只要聽一聽響聲就能准確判斷拉線開關是開
著還是關著.改造的時候,只要在開關棘輪無銅片的齒面上,粘一層薄膠皮.
當開關拉到斷電位置時,銅觸片敲在橡皮或塑料泡沫上,幾乎沒有聲音.當
拉到通電位置時,銅觸片敲在輪上的銅片上,發出清脆的"咔嗒"聲.這樣,
憑響聲就能區別通斷了,又准確,又方便.
陳文勝
開關線繩樞紐
我家住在北方的農村,睡火炕.為了晚上睡覺拉燈方便,常常把開關拉
線接長,繞過釘子或小滑輪,順著炕沿,從牆邊拉到炕頭.這樣做有個缺點,
就是在拐彎的地方,開關線繩容易磨斷,而且不好拉.
我找了一段十二三厘米長的粗鐵絲,彎成""形(如圖)的樞紐,把
它用釘子固定在炕沿上,兩頭接上線(如圖)就行了.釘子的頭上可以套個
橡皮塞,防止鐵絲做的樞紐滑出來.
聶方明
自動開燈裝置
晚上回家,家裡漆黑,找不到燈繩開燈.要是屋裡有一點亮該多好,於
是我在門旁安了一個自動開燈裝置.
先找一個電燈微動開關和兩塊木頭,其中一塊要比開關的厚度稍厚一
點.先在這塊木塊上橫著挖一個槽,要正好能把開關塞進去.先把這塊木頭
垂直釘在另一塊木頭的一端,然後塞入開關,再把另一塊木頭釘在門框和牆
上(如上圖).安裝開關的木塊要按門打開時的弧度稍微離門近些.然後按
開關的高度釘一片木片,木片一頭銼扁一點,使門一開就能撥動電燈開關.
最後在牆上裝一個燈泡,再接上電線.自動開關就做好了.這樣,門一開,
燈就亮,再找燈繩就方便多了.
王宏宇
收音機的定時開關
媽媽每天早晨都要聽天氣預報,可是事情一多,就把時間錯過了.要是
時間一到,收音機就自動響起來,該多好啊!
我找了一個玻璃球,又用鐵片做了一個直徑比玻璃球大一點兒的小圓
筒.筒的上口裝一個斜滑道,滑道外端用鉗子夾一個凹槽,把玻璃球放進凹
槽里.筒底放一個小電鍵,這個電鍵代替收音機的開關.
把鬧鍾上好弦,讓鬧鈴發條旋鈕湊近玻璃球.鬧鍾一響,把球撥入筒內,
把電鍵簧片壓下,接通電源,收音機就響了.
曹嵐
鍾鬧燈亮
每天早晨小鬧鍾一響,我就起來開燈,好幾次感冒了.要是小鬧鍾一鬧
電燈就亮,該多好啊!
我找了塊薄鐵皮剪成長方形,對折,一頭卡在鬧鍾發條的旋鈕上;另一
頭緊靠在接電燈的微動開關(見圖)上.響鈴時,發條旋鈕帶動鐵皮轉動,
鐵皮旋轉時,撥動接電燈的微動開關,電燈就亮了.
劉 鵬
雙層燈罩
我們科技小組的幾個同學家住在農村,夏天在屋外做作業,燈下小蟲子
很多,干擾學習.為了捕捉小蟲,我們研製了一個雙層燈罩(如圖),使用
的效果很好.只要小蟲飛到燈罩里去,就很難出來,不一會兒就烤死了.如
果在燈罩夾層裡面放些水,捕蟲的效果更好.不用的時候,只要把電源斷開,
取下燈泡和燈罩,把水從燈口的圓孔中倒掉就行了.
江蘇省鎮江市九中初一科技小組
蠟燭燈
蠟燭是人們常使用的一種照明工具.即使在今天,有時停電也要用到它.
特別是在農村,山區,蠟燭更是農家的必備品.但是蠟燭有許多缺點,如燭
焰怕風;燭體不易固定;亮度不能控制等等.怎樣改進呢
先考慮固定燭體與防風,這點好解決.將蠟燭插在一個鐵筒中,罩上一
個玻璃罩就可以.但其他矛盾也隨之而來了,蠟燭愈燒愈短,燭焰如何保持
在燈罩的最佳中心位置呢 我聯想到可以把卡口式燈泡的固定方式借用到蠟
燭燈上來,安個彈簧就行.
靠近燭焰的燭質受熱軟化,又不能充分燃燒,白白耗費.怎樣使蠟燭不
流淚呢 解決這個問題,必須不斷降低蠟燭頂部溫度,使熱量向四周傳導散
發.汽車的發動機前面均有金屬散熱片,是否也可以把這借鑒到蠟燭燈上來
呢 我在金屬潤膚香脂盒上鑽一個大孔(使套蠟燭的鐵筒能插進去即可),
然後找一鐵片剪成圖示樣子,在中心打一個同樣的大孔,將剪好的散熱片焊
接在盒上(二者的大孔要對齊).做好後,套在燈頭上一試,效果很好.
怎樣控制燭焰的亮度呢 當然不能像油燈那樣調整燈芯的長短,蠟燭是
固體,不可能調節燭芯.煤氣爐的空氣閥啟示了我.用內外兩個帶氣窗的套
圈套在一起(內圈就用散熱片下面的鐵盒,外圈用一另做的塑料圈),通過
轉動這個氣門來控制空氣流量,實現了調節燭焰亮度的願望.具體結構見圖.
柳國弘
無淚蠟燭
現在市場上出售的蠟燭有一個缺點:點燃不久,蠟液就會溢出來,沿著
蠟燭往下流,弄臟了桌面,還浪費了石蠟.
怎樣才能不流燭淚呢 經過反復實驗,我設計了一種燈芯管,像圖示那
樣,用薄鐵片卷一根細管,比蠟燭芯略粗一點,管外套一個硬紙板剪的小圓
板,把這個燈芯管套在蠟燭芯上.點燃蠟燭以後,由於小圓板擋住了火苗的
輻射熱,所以蠟燭周圍的石蠟熔化很慢.鐵管把熱量傳給燈芯附近的石蠟,
使它熔化供應燃燒.這樣石蠟就不會溢出來了.
李鋼
萬能傘架
下雨天真討厭,每一次從屋外拿著濕淋淋的傘進來,不知道擱在哪裡才
好.放屋外,怕傘弄丟了;帶進屋內,又會把地板弄濕.唉!真頭痛!
哈!有了!為什麼不自己動手,做一個萬能傘架呢 你瞧,既簡單又方
便,還可以放很多把傘,真合用!
蚊香定時環
以前點蚊香,到時候得把它弄滅;有時忘記了,會把一盤蚊香都燒完.
浪費蚊香不說,室內煙氣太大也不舒服.
我經過幾次試驗,用鋁片做了一個小鋁環,把它套在蚊香的某一個位置,
燒到那裡,鋁環會把香頭的熱傳走,蚊香就滅了.經過試驗,可以找出不同
時段蚊香燃燒的長度;然後按照需要點燃的時間,把鋁環卡在一定的位置,
蚊香就會按時熄滅.所以可以把這壞稱為蚊香定時環.
劉鳳軍
新式門鎖扣
一般的門鎖扣(也叫扣吊)都是橫著安裝的.不鎖門的時候,它橫在那
里很容易被門碰彎,有時還會把人的衣服掛住扯破.我想改造它,也看到過
一些改進的辦法,比如用小釘子銷住,用橡筋拉住.但我覺得都不夠巧妙.
經過很長時間的琢磨和實驗,我發明了一種新式門鎖扣:使合頁與扣吊
成45°角;上鎖的時候,可以將它橫過來扣上,開鎖後卻會自動垂下去.
申陸軍
內外雙用門扣
爸爸媽媽經常上夜班,深夜回家,我們已經插上門睡著了.有時候,爸
爸媽媽大聲叫喊,也叫不醒我們.後來,爸爸媽媽只好一出門就把我和妹妹
鎖在家裡.我們想出去玩玩,門已經反鎖上了,出不去.
於是,我用鐵片做了一個內外雙用門扣(見圖),再用兩個鎖扣,一個
釘在門的外面,一個釘在室內的門框上.爸爸媽媽走的時候,就從室外把活
動門扣鎖在門上.室內的鎖扣還沒有上鎖,可以隨意進出.我們睡覺的時候,
把室內的門扣扣上,插上銷子,門就鎖好了.爸爸媽媽下班回來,從室外就
可以開鎖進門.
吳磊
秘密的扣吊
我有一個小書箱,裡面的書放得有條不紊,可是經弟弟一翻,就亂七八
糟了.怎麼辦呢
我想辦法,製作了一個秘密關子:用一副扣吊裝在箱子的合口處(如圖),
箱蓋上的扣吊頁兩旁釘兩個小釘子,繫上橡皮筋,把扣吊壓在箱蓋的邊沿.
在箱子的扣鼻上方開一個小孔.
這樣,蓋上箱子,箱蓋上的弔扣在橡皮筋的作用下,扣在了箱子里的扣
鼻上.看上去沒鎖,可弟弟怎麼也打不開了.
要開的時候,只要拿根釘子捅進小孔,稍稍用力頂一下,就能打開箱蓋.
王輝
『叄』 如何設計一種簡單的利用風能工作的模型裝置
買一個或者製作一個玩具風車,將風輪與中心軸的一端固定,並將中心軸用支架支撐且能轉動。中心軸的另一端連接一個小發電機,發電機輸出端連接一個燈泡。當然結構還得自己設計。
『肆』 什麼是裝置藝術設計
人類日常生活中的已消費或未消費過的物質文化實體、進行藝術性地有效選擇、利用、改造、組合,以令其演繹出新的展示個體或群體豐富的精神文化意蘊的藝術形態
『伍』 怎樣使一個普通雞蛋從5樓拋落到水泥地面上而完好不損呢可設計一裝置或其他。
科學讓雞蛋堅如磐石
——關於「高空墜蛋」的研究報告
高2005級一班 史建強
古代人常用「雞蛋碰石頭」來比喻自不量力。可見,雞蛋是極易碎的,輕輕一磕就碎了。如果說雞蛋能從十幾米高的地方落下而安然無恙,那簡直就是天方夜譚。但是科學有時能將不可思議的事情變為現實。今天,就讓我們共同走進這個神話吧。
首先,讓我們明確一下從十幾米的高空落下是一個什麼概念。不難算出,若不計空氣阻力,物體落地時的速度將達到十多米每秒。為了讓大家更好地明白這么快的速度將產生什麼樣的作用效果,我打一個比方。這就好比一輛時速達40km/h的汽車突然撞到了牆上,後果可想而知。如果不採取任何措施,不要說是雞蛋,就是一塊石頭,恐怕也要粉身碎骨。
這樣一件看似不可能的事情,是否就不可辦到呢?不是的,科學的魅力正在於此。只要我們依據正確的科學道理,提出可行的解決方案,再經過一次次實踐的檢驗,不斷改進,是完全可以辦到的。
今天,第四屆科技節的「高空墜蛋」比賽給我們提供了自由發揮的機會。讓我們放飛想像的翅膀,來創造這個奇跡!
比賽規則:
將一個採取了一定保護措施的雞蛋從五樓陽台上扔下,使其自由下落。在雞蛋不破的前提下,整個裝置重量(不包括雞蛋)越小,落地點距指規定的地點越近,其比賽成績就越靠前。
一、科學道理:
(一)、理論依據:
1、動量定理表達式:Ft =△p
其中△p指的是動量的變化,F指的是沖力的大小,t指的是力的作用時間。
由於雞蛋在下落的過程中,動量的變化△p一定,雞蛋所受的力F與力的作用時間t成反比,即t越大,F就越小,作用在雞蛋上的力就越小。這樣,雞蛋就不容易碎了。
2、由空中垂直下落的物體所受空氣阻力f與空氣的密度ρ、物體的有效橫截面積S、下落的速率v的平方成正比,阻力的大小可表示為f=CρSv2,其中C為阻力系數,一般在0.2~0.5之間,ρ=1.2kg/m3,物體下落經過一段時間將達勻速,這稱為終極速率。
我們可以發現如下的一些日常現象:
雨滴在空氣中下落,速度越來越快,所受空氣阻力也越來越大。 當阻力增加到與雨滴所受重力相等時,二力平衡,雨滴開始勻速下落。
跳傘運動員在空中張開降落傘,憑借著降落傘較大的橫截面積取得較大的空氣阻力,得以比較緩慢地降落。這些都是這個公式在生活中的應用。
明白了這以後,就不會認為裝置的加速度是9.8m/s2了。
3、一切物體都具有慣性。在「高空墜蛋」整個裝置落地的一瞬間,裝置靜止,然而雞蛋由於慣性,還會繼續運動,造成與裝置擠壓、碰撞,容易損壞。如何將雞蛋由於具有慣性而造成的影響降到最低,還需要我們進一步分析解決。
(二)、規則分析:
有了理論指導,就可以分析比賽規則了。目的是在不違反比賽規則的情況下,充分考慮各方面的影響和應當解決的問題,以制定切實可行的方案。
由於比賽規則有一個大前提就是雞蛋不破,雞蛋一旦破了,便會被淘汰,一切努力也就白費了。因此,最重要的就是要保證雞蛋不破,然後再考慮如何使裝置重量盡可能小,使裝置穩定性盡可能高。保證雞蛋不破就要加強保護措施;重量盡可能小就要選用密度小的材料,能省就省;穩定性盡可能高,一是要投得准,二是裝置受大氣影響盡可能小。
二、方案設計:
在前面理論依據的支持下,又認真分析了比賽規則,找到了問題的關鍵所在,現在可以制定可行性方案了。
結合在同學們中的調查和全國各地舉行過類似比賽的方案來看,比較常見的、有一定可行性的方案有以下幾種:
1、降落傘型:
降落傘型,顧名思義,就是利用降落傘,增大空氣阻力,以使雞蛋連同整個裝置平穩落地。
這種方案最容易想到,因為跳傘、宇宙飛船減速,都運用了這個方法,效果很好。安全性極高,使整個裝置達到較小的速度即可勻速下落。裝置的重量也不會很重。唯一的缺點就是:受大氣擾動影響太厲害,會使實驗裝置飄忽不定,准確性較差,往往不能落到指定位置,從而影響了比賽成績。
2、外包裝型:
外包裝型,就是用較多的減震材料將雞蛋嚴嚴實實地包裹起來。比如泡沫、棉花、各種填充材料等。通過這些材料的緩沖作用,達到保護雞蛋的目的。
這種方案也較容易想到。平常生活中用各種填充材料保護貴重用品的方法相信大家都見到過。這的確是一個有效的方法。這種方案由於受空氣阻力影響很小,所以准確性較高。由於所使用的材料都是密度極小的,所以可將整個裝置的重量降到最低。但美中不足的是:整個裝置是自由下落狀態,到達地面時的速度較大,因而對裝置的堅固度和緩沖效果要求較高,安全性稍差一點。
3、不倒翁型:
不倒翁型,就是使整個裝置像不倒翁一樣,把重心盡可能降低,使得裝置下落時能保持穩定狀態,確保始終讓一個面著地。那麼保護工作只需要在這一個面做好就行了,從而節省了材料。
這種方案充分考慮到了上一種方案可能出現在空中翻滾現象,經過改進形成的。其可靠性遠遠高於第一種方案,材料更節省,准確性更高。美中不足的就是為了確保裝置的重心降低,勢必要在底部放上一個質量較大的物體,這就大大加重整個裝置,將影響比賽成績。
4、多面體型:
多面體型,就是把整個裝置製作成一個多面體,將雞蛋用結實的繩子固定在多面體的中央,使整個雞蛋懸空。裝置落地後,不論哪個面著地,雞蛋都不會著地,雞蛋就完好無損了。
這種方案無需額外的材料,只需要製作多面體的骨架和幾根線即可,用料極其節省,因而重量會大大降低。因受空氣阻力較小,所以穩定性較好。但這種方案也有一個大的缺點就是多面體不易扎制,結實程度不高,落地後可能會散架,雞蛋也就岌岌可危了。
5、雙氣球型:
雙氣球型,就是將雞蛋放在一個氣球中,充入一定量空氣,在外面再套一個氣球,充入適量空氣。這樣兩層氣球之間就會形成一個氣墊,會使雞蛋免受地面的沖擊。
這種方案所用材料應該是所有方案中最省的,重量只是兩個氣球的重量,幾乎可以忽略不計。但這種方案有一個致命的缺點就是兩層氣球之間有一塊是緊密接觸的,沒有氣墊的保護,如果此面著地,一切都完了。另外,由於重量太輕,受空氣擾動影響,其穩定性也不是很好。
6、螺旋槳型:
螺旋槳型,就是在整個裝置上方安置一個螺旋槳,靠流動的空氣推動或遙控,使螺旋槳旋轉起來,以提高安全性和准確度。這極像直升飛機的飛行原理。
這種方案因螺旋槳的轉動而減小了裝置下落的速度,安全性更高。如果是遙控,准確性也會很高。問題是如何保證螺旋槳始終朝上,螺旋槳一旦不朝上,准確性將無從談起。如何保證螺旋槳平穩旋轉也是一個問題。
7、滑翔機型:
滑翔機型,顧名思義,就是將雞蛋懸掛在滑翔機下方,整個裝置就會在空氣中滑翔,最後會平穩地降落。
這種方案准確性極差,降落地點不確定。如果不限制落地點的話,這無疑是一個好方案,安全性較高。在這種比賽規則下,不提倡這種方法。
8、鹽水型:
鹽水型,就是配一個密度很大的氯化鈉溶液,讓雞蛋漂浮在上面,落地後鹽水就充當了緩沖材料,保證雞蛋不破。
這種方案新穎獨特,用鹽水作緩沖,安全性較高,受到空氣阻力影響很小,准確性較高。但裝置不易控制,如果裝置在空中翻滾,鹽水灑出,就起不到保護作用了,因此,一定要保證裝置重心要穩,並且盡可能降低。這種裝置的重量問題也是不容忽視的,畢竟,鹽水的密度要比泡沫大得多。
9、吸管組型:
吸管組型,用幾根吸管綁在一起做成吸管組,將幾組吸管組搭成金字塔形,將雞蛋夾在中間,用膠條固定。吸管由於是中空的,可以起到緩沖作用。
這種方案材料來源廣泛,重量輕,體積小,因而准確性較好。至於安全性嘛,可能要差一點,吸管的緩沖作用畢竟有限。
10、綜合型:
綜合型,就是將幾種保護措施結合起來使用,造出的裝置也是五花八門。
綜合型裝置的安全性肯定會大大提高,這是毫無疑問的。准確性很難說究竟是提高了還是降低了。不過有一點可以確定,那就是裝置的總重量大大增加,可能會影響比賽成績。
… …
上面大體介紹了十種方案。其實還有很多方案,就不一一列舉了。不難看出,這十種方案各有利弊,很難找出一個十全十美的方案。而且,各種方案的偶然性較大。以上僅是從理論層面對各種方案進行了分析,實際操作中會有各種意想不到的事情發生。
三、實踐檢驗:
(一)、外界影響分析:
受當時天氣狀況、場地情況、裝置製作情況、雞蛋的大小和形狀等,都會對比賽結果產生一定影響。
1、天氣狀況的影響:
天氣狀況對這種比賽的影響可以說是非常大的。主要影響是風力的大小。理想的天氣狀況應該是幾乎沒有風,這樣才能保證一些需要藉助空氣阻力來減速的裝置能夠平穩降落。如果風太大,那麼降落傘型、螺旋槳型、雙氣球型等類型的實驗裝置就會在風中搖擺不定,准確性會很差,安全性也會大大降低。
2、場地情況的影響:
場地情況的好壞直接影響了比賽成績。這里的場地場地主要是指裝置落地的場地。理想的場地應該平坦、松軟,這樣會大大增加成功的幾率。遺憾的是這次比賽場地是大理石地面,平坦尚還可以,但是堅硬無比,這無疑是對裝置的一次嚴酷的考驗。這就要求我們的裝置一定要結實,緩沖效果要好。
3、裝置製作情況的影響:
裝置製作的好壞具有很大的不確定性。試驗時試驗成功並不代表著在正式比賽中會成功。因為試驗時整個裝置從十幾米高的地方落下,會造成裝置整體或局部的損壞,如果再用試驗過的裝置去比賽,這些損壞造成的影響便會顯現出來。會讓認為安全可靠的裝置出現意外情況。如果再製作一個新的裝置,即使原理跟試驗時的裝置一模一樣也無法保證製作得和試驗時的裝置沒有差別,問題往往就出現在這細小的差別上。
4、雞蛋的大小和形狀的影響:
也許你會問:雞蛋的大小和形狀還對試驗效果有影響嗎?回答是肯定的。經請教物理老師宋老師後得知:雞蛋越小越不容易破。對此你可能會不理解,其實我也不明白。宋老師給了一個恰當的事例:將大小不等的一筐雞蛋晃幾晃,你會發現:大的雞蛋先破,小的雞蛋後破。由此可以得知:小的雞蛋更結實一點。如果拿兩個蛋殼厚薄不同不一樣的雞蛋相碰,一定是蛋殼薄的雞蛋先破。由此可以得知:蛋殼厚的雞蛋更結實一點。另外,形狀規則的雞蛋由於受力均勻,會比不規則的雞蛋結實。因此,所用雞蛋太長、太圓、太扁或鼓出一塊、凹下一塊都不行。
如果比賽規則允許自帶雞蛋的話,一定要注意以上內容。如果不讓自帶雞蛋,只好聽天由命了。
由此可以看出,這種比賽中許多不確定因素都是人們難以預料的。對於前兩種影響,對每一個參賽者都是公平的。條件好對大家都好,條件不好對大家都不好。對於後兩種影響,要求我們一定要細心,力求將裝置調試得完美無缺,比賽時才能確保萬無一失。
(二)、臨場竅門:
一切准備工作準備就緒後,就只等著實地檢驗自己的裝置了。
正式比賽也並不意味著結局已定。經分析,這裡面還是有很多竅門的。
首先,一定要將自己的裝置對准投擲點。如果沒有對准投擲點,裝置落地時還有什麼准確度可言?對准投擲點,可以先向下扔一個小石子,看小石子落地點與起落點的關系,再根據這個確定自己裝置的起落點。可以反復試驗幾次,以找到最好的起落點。
再次,對於要求穩定下落的裝置,一定要調整好落地面朝下,確保重心穩定,裝置的這種姿態一定要求重心最低,才會避免裝置在空中翻滾、搖擺、抖動。如果重心不夠低,可臨時在裝置底面捆綁一個重物。但這樣會使裝置重量大大增加,這是不得已而為之呀。
最後,盡量將裝置置於所允許高度的最低點,這樣下落高度就會降低,裝置落地時的速度就會降低,增加了安全性。
四、最佳方案:
在充分考慮了各中方案的利弊和外界環境對裝置影響的大小之後,我們選取了一個最佳方案,即外包裝型。選取它的理由如下:
1、外包裝型裝置選用材料密度小,重量輕,能夠以較少的材料,較輕的重量達到較好的保護效果。
2、穩定性高。因其受空氣阻力的影響較小,可以沿著一條近似豎直向下的軌跡下落,如果起落點選得准,落地點也會很准。
3、排除了裝置在空中翻滾可能造成的影響。由於雞蛋周圍各個方向的保護程度都是一樣的,因此,裝置哪一個面先著地,都會受到緩沖材料的保護。即使裝置在空中翻滾,也不會對裝置的安全性產生太大影響。
4、材料來源廣泛。因為所選材料是泡沫、棉花等常見材料,因而便於尋找,裝置的造價也不會太高。
5、成功幾率高。只要保護材料足夠厚,保護效果足夠好就可以了。無須進行各種調試,使裝置狀態最佳。在下落過程中無須手動干預,就不會因人們可能的失誤而對比賽產生影響了。
因而,「外包裝型」方案應該是最好的。最好只是相對而言,其實這種方案也有缺點,那就是落地後可能會反彈,影響了准確性。
解決的方法就是在裝置外包一層彈性較小的材料,使得裝置落地後不會彈起。另外,在裝置外面貼雙面膠也是一個好方法。
五、總結分析:
高空墜蛋,看似不可能的事情經過一番討論分析也會變成現實。科學的魅力正在於此。它能用科學的手段解決這種類似問題。小小的高空墜蛋中竟有這么復雜的內容,竟蘊涵著這么多的科學道理,不禁想起畢達格拉斯的一句話:處處留心皆學問。
留心身邊的小事吧!其中會蘊涵著豐富的科學道理,只要我們去發現,去實踐。科學真理的大門剛剛向我們敞開,裡面充滿了神秘與未知,等待我們去探索!
『陸』 做牛奶的裝置設計,設計說明怎麼寫
你要說明做什麼「牛奶」,另外,牛奶可不是「做」出來的啊。
『柒』 日 常 生 活 用 品中,你見過最反人類的設計是什麼
我媽媽曾經賣過一雙分腳趾的襪子,穿起來很不舒服還勒的腳疼,真不知道為啥要分腳趾。
『捌』 請問畢業設計的開題報告和設計說明書該怎麼寫
我給你一個提綱
西安交通大學
工程碩士學位論文選題報告書
論文選題名稱:
姓 名:
研 究 方 向:
指 導 教 師:
入 學 時 間: 2003年9月
選題報告時間: 2006年5月
一、本研究課題的科學依據和意義(包括科學意義,國內外研究概況,水平和發展趨勢,學術思想,理論根據。)。
一、立項理由、目的、意義
我國合成氨裝置很多,但合成氨裝置的控制水平都比較低,大部分廠家還停留在半自動化水平,靠人工控制的也不少,普遍存在的問題是:能耗大、成本高、流程長,自動控制水平低。這種生產狀況下生產的產品成本高,市場競爭力差,因此大部分化肥行業處於低利潤甚至處於虧損狀態。為了改變這種狀態,除了改變比較落後的工藝流程外,實現裝置生產過程優化控制是行之有效的方法。
合成氨生產裝置是我國化肥生產的基礎,提高整個合成氨生產裝置的自動化控制水平,對目前我國化肥行業狀況,只有進一步穩定生產降低能耗,才能降低成本,增加效益。而實現合成氨裝置的優化是投資少、見效快的有效措施之一。
合成氨裝置優化控制的意義是提高整個合成氨裝置的自動化水平,在現有工藝條件下,發揮優化控制的優勢,使整個生產長期運行在最佳狀態下,同時,優化系統的應用還能節約原材料消耗,降低能源消耗,提高產品的合格率,增強產品的市場競爭能力。
二、國內外概況及發展趨勢
自動化技術包括生產過程式控制制自動化和事務經營管理自動化兩個方面,屬於當今世界迅速發展和日趨成熟的高新技術。自動化技術的不斷發展也豐富了各種控制軟體的發展,特別是優化控制從理論走向了實際。
隨著微電子計算機、自動化理論和信息技術的日新月異,國外企業採用最新的PC技術發展的DCS系統已普遍應用到各行業生產裝置上去,特別在應用DCS的同時,發展了許多實用的優化軟體。
在國外,合成氨生產的發展大致可分為五個階段:Ⅰ發明階段;Ⅱ技術推廣階段;Ⅲ原料結構變遷階段;Ⅳ單系列大型化階段;Ⅴ節能降耗階段。與工藝相適應的自動化技術也不斷發展,特別是第Ⅲ階段,不同的工藝出現對控制任務提出不同的要求,鑒於當時的儀表條件、控制理論發展情況,主要針對一些重要的工藝參數設置一些簡單的控制迴路,並逐步發展為一些串級、比值控制迴路。如
作為先進的控制方案推廣離不開計算機的發展,採用計算機控制系統後,隨著計算機的發展,一方面一些控制系統得以有效實現,另一方面也為優化操作提供了硬體基礎。針對合成氨廠的特點,一些非線性濾波採用了計算機輔助優化控製取得了成功,帶來了合成氨生產的明顯提高。目前,世界上許多氨廠都採用了計算機控制或DCS系統。合成氨廠的控制水平達到了一定高度,而且優化和計算機管理的研究和應用達到了一定程度,增加了產量,降低了成本,提高了效率。
二、 擬採取的研究方法和技術路線(包括研究工作的總體安
排和進度,計算、實驗方法和步驟及其可行性論證,可能遇到的問題和解決辦法。)
採用的研究方法為:先進行理論研究,從合成氨的工藝要求和生產設備具體提點入手,分析應該優化的裝置和重點迴路。從重點迴路出發更具體的分析每一個優化參數所要關聯的參數,了解和分析這個參數優化前的控制方法,在此基礎上制定新的控制方法,並能用先進控制方法使其得到優化。寫出控制方案,畫出控制方框圖。在此基礎上編制控製程序。將控製程序輸入到DCS系統,並進行離線調試和在線調試,並將優化程序投入運行。記錄投入運行優化控制系統前的參數運行曲線和投入優化控制系統後的運行曲線。分析優化系統的運行情況,提出進一步的修改意見。重復上述過程,進行第二次實驗。直到達到滿意的效果。
工作計劃:制定詳細技術實施方案(1項目論證及前期調研、2方案設計和論證、3編制詳細實施方案、4繪制有關設計圖紙等);編制軟體;軟體調試和投運;軟體運行考核;操作培訓和技術交流;項目鑒定及歸檔資料。完成以上工作大約需要1年時間。
可能遇到的困難和解決方法:可能遇到的實際困難是:不同的廠家的工藝差異性,使得優化系統不能通用,須針對具體情況和現場狀況作進一步的修正和補充。由於工藝狀況的復雜性,同一個被控參數,由於原料的變化、時間的推進、成分的變化等一些不可控因素的出現,使其不能達到優化的效果。盡可能將所有的影響參數引入優化系統。讓不可控因素越少越好。
三、本項目的特色與創新之處。
從八十年代開始,計算機控制系統和DCS系統逐步引進到我國生產過程式控制制中來,特別是化肥行業,90%以上的大化肥企業都引進了國外的DCS系統,80%以上的中化肥企業也都應用了國外的DCS系統,30-40%的小化肥企業也在部分裝置上引進了國內及國外的控制系統。從DCS系統的引進情況看,大部分企業只是用DCS系統代替了原有的儀表系統,有小部分企業在個別迴路做了一定的開發工作,總體看來,DCS的應用遠遠沒有發揮其強大的功能優勢。對於合成氨裝置,該裝置的最大特點是工藝流程長,反應在高溫、高壓下進行,自動化設計比較簡單,手動操作率高。為了更好控制整個合成氨裝置的運行,使整個生產能夠達到節能、降耗、穩定、高產的目的,必須在原有初步設計的基礎上,根據工藝操作的需要,進一步開發和利用DCS系統強大的軟體功能,把現代控制理論中一些比較先進的控制演算法,應用到合成氨裝置中去。
四、預期研究成果。
由於化肥生產裝置是綜合化、大型化、連續化的生產方式,流程結構復雜。我國合成氨廠的規模在不斷擴大,對於這樣裝置能否實現最優設計、最優控制,對基本建設投資、安全生產、產品的成本等都將有很大的影響。合成氨裝置中合成工段和變換工段以及造氣工段的優化控制軟體和硬體,其目的是利用計算機的手段對裝置進行節能降耗,提高化肥廠的生存和競爭能力。
由於國內中小化肥裝置均為非優化設計,各設備未經過正規的流程模擬,在加上裝置改造一直在進行當中,操作條件(工藝參數)基本上都是根據經驗確定,所以優化的難度比較大,同時優化的潛力也很大。
優化控制就是要在線優化操作參數,在現有工藝流程和設備的條件下,利用計算機對生產裝置進行操作參數的優化,進行卡邊操作,節能降耗,降低每噸氨的生產成本,實現裝置的利潤最大化。優化控制是企業挖潛增效的新的有效手段。採用數學模型的手段和多變數優化演算法,通過建立造氣、變換系統和合成系統的數學模型,實現了造氣、變換崗位和合成崗位的在線優化控制。
五、已有的研究基礎。
天華化工機械自動化研究設計院是長期從事化工自動化和儀表的專業性研究單位。從事化肥過程式控制制已有30多年的經驗。有一支技術力量雄厚的專業研究隊伍。從八十年代開始就著力於優化控制系統研製和應用,先後在劉家峽化肥廠、河北易縣化肥廠、安陽化肥廠、柳州化肥廠、山東紅日集團等幾家合成氨裝置中都設計並運用了比較DCS系統,取得了比較滿意的效果。在DCS開發方面也積累了相當豐富的經驗,先後開發和應用了橫河公司的YEWPARK MARKⅡ、μXL、CENTUM-XL、CS-1000,美國Honey well公司的TDC-2000、TDC-3000、Micro-3000、GUS等系統;美國Rosement 公司的RS3,PROVAX;德國西門子的PLC、PCS等。
本人自畢業以來,一直從事化肥檢測與控制的研究和應用工作。先後承擔了安陽化肥廠、柳州化肥廠、山東紅日集團、金昌化工集團等單位DCS系統的設計、組態、編程和應用工作。並且在部分控制迴路中已成功地應用了比較先進的控制方法。取得了比較滿意的效果。在系統集成、控制優化方面積累了一定的經驗和方法。另外,有導師、同行們的支持和幫助,我相信,經過努力一定能把這個項目做好。
六、主要參考文獻目錄。
1 《小型合成氨廠生產操作問答》;楊春升,化學工業出版社
2 《小型合成氨廠生產工藝與操作》;王師祥、楊保和,化學工業出版社。
3 《 TDC-3000系統操作手冊》 Honeywell公司。
4 《集散型控制系統的設計與應用》;王常力、廖道文,清華大學出版社。
5 《新型控制系統》;俞金壽, 化學工業出版社。
6 《現代控制理論基礎》;王照林,國防工業出版社。
7 《化工儀表及自動化》論文集
8 《全國第五次化肥儀表自動化技術交流會以論文集》;化學工業部化肥司
9 《DCS、PLC及現場匯流排論文集》綦希林。
七、 副導師意見
副導師(簽名) :
年 月 日
八、導師意見
導師(簽名) :
年 月 日
『玖』 電容充電、放電裝置的設計與製作實訓報告總結
電池輸出電壓誤差(例如說輸出為5V,實際為4.98V或者其它數字);
充電時,電池的內阻導致電壓上升較慢;
溫度,導致電容諧波分量增多,從而影響輸出電壓
電阻本身阻值的誤差。意思同第一條