7. Принцип "матрешки"

а) Один объект размещен внутри другого, который, в свою очередь, находится внутри третьего и т.д. Например, КПД обычного эжектора (жидкостного), определяемого как соотношение полученной потенциальной энергии струи к энергии затраченной, не превышает 0,15. Поэтому струйные эжекторы используют лишь там, где не пригодны насосы механические. Например, при отсосе воздуха из конденсаторов паровых турбин, здесь нужен вакуум более 97 %, многие механические водокольцевые насосы достигают разрежения не более 90 %, а лучшие механические водокольцевые насосы достигают разрежения не более 92 %. Классические эжекторы имеют следующие недостатки: работают в узком диапазоне разрежения, причем устойчивость работы полностью зависит от заданных геометрических размеров сопла и эффективно работают только в одном расчетном режиме; активная струя захватывает пассивную струю только своей поверхностью, внутренняя часть струи с пассивной средой не контактирует; увеличить КПД струйного эжектора можно лишь за счет увеличения скорости истечения. Для устранения этих недостатков предлагается (а. с.1201556) усовершенствование эжектора с заменой сплошной рабочей струи жидкости набором концентрических кольцевых струй. Каждая из концентрических трубчатых струй сужается по мере удаления от сопла. Пассивная струя проникает в зазоры между концентрическими струями эжектируясь во внутренние слои. Подобный щелевой эжектор имеет следующие преимущества: эффективно работает в широком диапазоне разряжения, имеет вдвое выше коэффициент инжекции.

б) Один объект проходит сквозь полость в другом объекте. Например, КТАНы (контактные теплообменники с активной насадкой) - включающие трубчатый теплообменник, расположенный внутри оросительного и имеющие высокую теплопередающую эффективность [13]. Для утилизации теплоты продуктов сгорания с температурой 100200 °С устанавливается перед дымососом контактный экономайзер. При этом дымовые газы проходят в корпусе экономайзера через слой керамических колец сверху орошаемых водой. Однако, у этой схемы наблюдаются недостатки: высокое сопротивление по газам; низкий коэффициент теплопередачи, снижающий эффективность теплообмена; большие габариты и металлоемкость; надежно работает только с чистыми продуктами сгорания, так как слой колец быстро загрязняется. Предложены контактные теплообменники с активной насадкой, содержащие трубчатый теплообменник, помещенный внутрь корпуса вместо слоя керамических колец. По трубчатому змеевику циркулирует вода и нагревается орошаемыми струйками и дымовыми газами. Преимущества данных теплообменников: снижается гидравлическое сопротивление в 22,5 раза; уменьшаются габариты установки; эффективно используется теплота фазового перехода, выделяющаяся при конденсации водяных паров из продуктов сгорания. Снабжение котлов такими контактными экономайзерами позволяет повысить КПД котлов до 105-108 % (при расчете по Q_н^р).

8. Принцип антивеса

а) Компенсировать вес объекта соединением с другим объектом, обладающим подъемной силой. Если нужно менять массу движущегося тела, а массу менять нельзя по определенным соображениям, то телу надо придать форму крыла и, меняя наклон крыла к направлению движения, получать дополнительную силу, направленную в нужную сторону.

б) Компенсировать вес объекта взаимодействием со средой (преимущественно за счет аэро- и гидродинамических сил). Например, опоры тяжело нагруженных конвейерных лент часто выходят из строя, этого можно избежать, если ленты установлены на поплавки, помещенные в резервуары с жидкостью.

9. Принцип предварительного антидействия (напряжения): если по условиям задачи необходимо совершать какое-то действие, надо заранее совершать антидействие; заранее придать объекту изменения (напряжения), противоположные недопустимым или нежелательным изменениям (напряжениям). Например, предварительно напряженного железобетона - арматура растягивается перед заливкой бетона. Или - стальная пружина будет прочнее, если заготовку предварительно растянуть, скрутить, снова растянуть и лишь после этого навить пружину.