30. Использование гибких оболочек и тонких пленок.

а) Вместо обычных конструкций использовать гибкие оболочки и тонкие пленки.

б) Изолировать объект от внешней среды с помощью гибких оболочек и тонких пленок. Например, электронагреватель выполнен в виде теплопроводящей пленки, нанесенной на поверхность изоляционной трубки, помещенной в зеркальный рефлектор в вакууме.

31. Применение пористых материалов.

а) Выполнить объект пористым или использовать в нем дополнительные пористые элементы (вставки, покрытия).

б) Если объект уже выполнен пористым, предварительно заполнить поры каким-либо веществом. Например, система испарительного охлаждения машин (ДВС, компрессоров и других) для исключения необходимости подвода охлаждающего агента к машине, предусматривает активные нагреваемые части и отдельные конструктивные элементы выполнять из пористых материалов (пористых порошковых сталей), пропитанных жидким охлаждающим агентом, который при работе машины испаряется и обеспечивает кратковременное, интенсивное и равномерное ее охлаждение (а. с. 187135). Любое твердое тело на пути к капилярно-пористому материалу (КПМ) может совершать следующие превращения: сквозная полость; замкнутая полость; перфорированный материал (вещество со многими полостями и отверстиями); измельчение отверстий до размеров, при которых действуют капиллярные силы. При переходе к КПМ появляются новые свойства: избирательная проницаемость, термо и электрокапиллярный эффекты, ультразвуковой капиллярный эффект и др. КПМ весьма эффективны для формулировки идеальных решений. Например, при открытой перевозке руды, даже гидрофобная руда зимой смерзается в монолит. Возможно перейти к закрытой перевозке или обогревать на месте разгрузки, но это увеличивает стоимость сырья. Идеальное решение: куски руды сами не пропускают воду в "межкусковое" пространство, например, предлагается грузить куски руды вперемежку с небольшим количеством (5 %) той же руды, но измельченной в порошок (а. с. 742316), при этом гидрофобный порошок сам не пропускает воду.

Главное свойство КПМ - способность присоединять второе вещество, заполняя им поры. Это свойство используется для соединения объектов, например, для прикрепления пластинок с маркировкой к слитку, пластинку с пористой поверхностью укладывают на дно формы (а. с. 452412), после затвердевания металла пластинка прочно скрепляется с металлом. КПМ могут служить дозаторами, например, в расплав металла вводят пористый кирпич, пропитанный различными добавками, выделение которых происходит дозировано и плавно (а. с. 283264). Другое главное применение КПМ - создание направленных и легоуправляемых потоков жидкости, например, подачу охлаждающей жидкости осуществляют через пористые элементы (а. с. 707627, 710 684). Чем меньше поры, тем сильнее проявляется капиллярный эффект. Если КПМ имеет два слоя - с мелкими порами и с более крупными, - капиллярные силы гонят внутренние потоки жидкости к слою с мелкими порами. Это свойство можно использовать для воздействия на потоки жидкости, например, применение КПМ в качестве обратного клапана (а. с. 666354). Капиллярные потоки зависят от приложенных к КПМ полям, например, поток регулируют электрическим полем (а. с. 498770), пронизывающим пористую пластину; интенсифицировать поток жидкости можно с помощью ультразвука (а. с. 648825). Внутренние потоки вещества в КПМ позволяют воздействовать на движение вещества, извне соприкасающегося с КПМ, например, в реакторе для получения полимеров через внутреннюю пористую облицовку пропускают газовую смесь, не позволяющую полимеру оседать на стенках (а. с. 262092). Возможно проявление избирательной проницаемости КПМ, например, мерная емкость для сыпучих веществ, имеющая пористое дно, через которое ведут отсос воздуха, причем капилляры пропускают воздух и не пропускают частицы вещества (а. с. 694440). Более тонкое применение избирательной проницаемости: в газовой горелке КПМ пропускает горячий газ и теплоту, но задерживает открытое пламя (а. с. 737706). КПМ при небольшом объеме имеют развитую поверхность, на этом свойстве основан ряд применений: пористые электроды, передающие ток электролиту (а. с. 486083) или другим твердым электродам (а. с. 595882); пористые носители катализатора (а. с. 244538, 697389). Свойства КПМ могут быть чрезвычайно разными: с эластичными стенками, сжимающиеся и разжимающиеся, с изменением объема пор, например, устройство из металлорезины генерирует низкочастотные колебания в гидропульсаторе (а. с. 498530). Эффективно звукопоглощение с помощью КПМ, например, поры звукопоглощающей панели имеют размеры, соответствующие длине волн заглушаемых частот (а. с. 610956). Таким образом, КПМ могут эффективно применяться для преодоления противоречий, например, они могут быть одновременно твердые и жидкие, пустые и непустые, проницаемые и не проницаемые.