油圧積分器ルキャノバ

コンピューターですが、電気ではありません。

Hydrointegrator-油圧計算機:







あるガラス管から別のガラス管に流れる水により、偏微分方程式を解くことができました。



焼きたての技術者ウラジミール・ルキャノフが鉄道の建設に落ちて、質の悪いコンクリート(ひび割れ、コンクリートのひび割れ)の問題に直面したのは、ソ連の工業化の時代でした。 ルキャノフは、これは温度ストレスによるものであると示唆し、既存の理論的展開を要約した。 プロセスは長時間の計算を必要とする微分方程式で記述されましたが、Lukyanovは主なものを見ました-熱伝達を記述する方程式と流体の流れを記述する方程式の類似点です。 つまり 最初のプロセスは、2番目のプロセスを使用してモデル化できます。



数年後、ルキャノフは、この非常に特殊な問題を解決するための装置を作成しました。その組成、注ぐ技術、環境条件に応じて、コンクリートの温度変化を分析します。



解決されている問題の例


非定常条件下での熱伝達-多層フラット壁の冷却。



モデルは、キャリブレーションされたチューブによって直列に接続された一連の円筒容器から組み立てられます。 各容器は、調査対象のフェンスが分割される壁層の熱量を模倣します。 容器は、各層の初期温度に対応するレベルまで水で満たされ、その後、蛇口が開き、水が容器から流出し始めます。 容器内の水位の変化は、冷却中の壁の対応する層の温度の変化に似ています。











以下の類推が、研究対象の建物のエンベロープの熱技術的パラメーターとともに使用されます。

a)容器の水位はcm単位で、層と空気の温度差に相当します。

b)cm単位の血管の断面積は、kcal /度単位の層の比熱に対応します。

c)cm単位の容器内の水の量は、kcal単位の層の熱量に対応します。

d)容器を互いに接続する最小/ cm(?)のチューブの水圧抵抗は、deg-h / kcalの層の熱抵抗に対応します。

d)出口管での水圧抵抗は、壁面から空気への熱伝達に対する抵抗に対応します(deg-h / kcal)。

f)cm / min単位の水の流量は、kcal / h単位の熱流束に対応します。

時間スケール、すなわち、時間単位の熱伝達プロセスの実際の継続時間と分単位の油圧積分器でのプロセスの継続時間の比は、熱容量と容器の断面積の比と熱抵抗と水圧抵抗の比の積に等しくなります。



特定の時点で温度(容器内の水位)を固定できるように、油圧インテグレーターには、容器間のすべての蛇口を同時に閉じる特別なデバイスがありました。 この時点で、チューブの後ろにあるグラフ用紙に、ピエゾメーターの水位に注意する必要がありました。 その後、クレーンが開かれ、次の測定まで続きます。 結果の曲線は、方程式の解でした。



言い換えれば、インテグレーターは、直接観察が困難なプロセスを、類似しているがより視覚的なプロセスに置き換えることを可能にしました。 さらに、両方のプロセスが同じ数学的な依存関係によって記述されることが重要です。



プロジェクトの運命


奇妙に思えるかもしれませんが、これで終わりではありませんでした。 エンジニアV.S. ルキャノフは最終的に技術科学の博士になり、スターリン賞を受賞しました。 彼は、標準的な統合ブロックの形式で2次元および3次元の油圧積分器を設計しました。これは、解決する問題に応じて組み立てることができます。 さらに、油圧インテグレーターが連続生産に投入されました。 特に、世界初のプレキャストコンクリートであるサラトフの水力発電所であるバイカルアムール鉄道のカラカム運河のプロジェクトが計算されました。 それらは地質学(地下水の動き)、冶金学(鋳物の冷却)、ロケット科学などで使用されました。







2つのLukyanov油圧インテグレーターが、モスクワ工科美術館のアナログマシンのコレクションに展示されています。 それらの1つ:





工芸博物館で撮影した写真



1. Science and Lifeの記事

2. Fokin K.F. 建物を囲む部分の建設熱工学



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