Tutkijat tutkivat toimivaa polttomoottoria neutronikiihdyttimen avulla

Yhdysvaltojen tutkijat ovat keksineet ja, mikä tärkeintä, toteuttaneet käytännössä tavan tutkia toimivaa polttomoottoria kirjaimellisesti atomitasolla. Tätä varten he käyttivät voimakasta neutronilähdettä ja erityisesti valmistettua bensiinimoottoria generaattorista.

Tuttu mutta tuntematon polttomoottori

ICE: llä (sisäiset polttomoottorit) on melko rikas historia, ja lähes vuosisadan vanhan historiansa aikana ne ovat muuttuneet suuresti. Mutta kertyneestä kokemuksesta huolimatta moottorin kehittäminen 2000-luvulla on insinöörille päänsärky.

Asia on, että moottorin osiin kohdistuu käytön aikana kaikki mahdolliset kuormitustyypit (puristus, kireys, tärinä jne.). Joten polttomoottorin lämpötila voi saavuttaa melko suuret arvot, 2200 celsiusastetta, ja paine voi "hypätä" jopa 25 ilmakehään nopeudella, joka on jopa 500 ilmakehää sekunnissa.

Ehkä on vaikea löytää helpommin saatavilla olevaa esimerkkiä materiaalitutkimusten tekemisestä, ja Oak Ridgen kansallisen laboratorion (ORNL) insinöörit päättivät käyttää sitä.

Insinöörit ovat kehittäneet menetelmän sisäisten osien sisäisten jännitysten tutkimiseen suoraan käytön aikana.

Loppujen lopuksi insinööreillä ei ollut mahdollisuutta analysoida yksikön toimintaa reaaliajassa. Useimmissa tapauksissa käytettiin menetelmää avainlukemien ottamiseksi ja sitten prosessien mallintamista edelleen erityisellä tietokonemallilla.

Uusi kokeilu ja sen tulokset

Tutkijat päättivät kokeessa käyttää Spallation Neutron Source (SNS) -tekniikkaa, joka on yksi voimakkaimmista vuonna neutronilähteiden maailma, jonka avulla kirjaimellisesti valaistaan ​​käytännössä kaikki materiaalit vahingoittamatta heidän.

Ja kiinnittämällä neutronisäteen taipuma suoraan tutkittavan kohteen sisälle, on mahdollista tutkia materiaalin rakennetta atomitasolla.

Kokeita varten valittiin Honda EU3000-bensiinigeneraattorin moottori, ja kahden linnun tappamiseksi yhdellä kivellä päätettiin tarkistaa se ei ole käytössä oleva moottori, mutta sen uudistettu versio, jossa sylinterinkansi valetaan alumiinista lisäämällä ceriumia ja magnesiumia.

Lisäksi moottorin sijoittamiseksi erityiskammioon he pääsivät eroon kaikesta tarpeettomasta ja luonnollisen tärinän minimoimiseksi Ne kiinnitettiin jäykästi erityiseen runkoon, ja kuormana käytettiin sähkögeneraattoria, jonka avulla moottorin kuorma mitattiin sujuvasti.

Mutta koska tärinä poistettiin kokonaan, se osoittautui mahdottomaksi itse moottorissa, erityisen tarkka kiihtyvyysanturi, ja tarkkuuden lasersensori sen sijaan, että tarkentaisi neutronisuihkua, ohjasi "katseensa" siirtymä.

Kaikkien valmistelutoimenpiteiden jälkeen tutkijat tutkivat, kuinka moottori käyttäytyy joutokäynnillä, 50%: n kuormituksella, sitten 80%: lla, ja lopulta he tutkivat työtä 100%: n kuormituksella.

Tämän kokeen tuloksena tutkijat ovat laatineet yksityiskohtaisimman kartan käynnissä olevan moottorin sisäisistä tärinäistä.

Tutkijat olivat tyytyväisiä kokeen tuloksiin, ja he aikovat luoda uuden kameran tutkiakseen työtä todellisessa tilassa. jo suurempia moottoreita, mutta tämä edellyttää valtavan määrän teknisten ja ohjelmistojen ratkaisemista kysymyksiä.

Tutkijat jakoivat tämän kokeen tulokset Yhdysvaltain kansallisen tiedeakatemian (PNAS) vertaisarvioidun lehden sivuilla.

Jos pidit materiaalista, arvioi artikkeli ja älä unohda tilata. Kiitos huomiostasi!