エンジニアリング

工学の専門家や学生のためのQ&A

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可動部品のない空気圧縮機を構築することは可能ですか?
可動部品のない空気圧縮機を物理的に構築することは可能ですか?私は、可動部品なしで空気を圧縮することができ、静止状態で動作する熱力学サイクルを想定しています。圧縮係数に1(1.1、2、100 ...)よりも大幅に大きい限り、圧縮係数に制限はありませんが、設計は実現可能でなければなりません。 可動部品がないことは大きな制約です。これは、ピストン、クランクシャフト、および時間とともに摩耗する他の複雑なメカニズムが存在しないと解釈できます。いくつかの可動部品が必要な場合、最低のメンテナンス要件で、最低限必要な可動部品は何ですか?

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エンジニアリングの観点から、精度が高すぎるモデルの欠点は何ですか?
エンジニアリングの観点から、モデリングの精度が高すぎるとどのような理由で有害になるのだろうかと思いました。 科学的な観点からは、計算時間を短縮する必要がある場合を除いて、ほとんど常にメリットがあるようです。 エンジニアリングの観点から、時間(または計算能力)に加えて、なぜそれを避けるべきですか?

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落雷で避雷針が破壊されないのはなぜですか?
落雷は大量の被害を引き起こすことが知られています。稲妻の統計は次のとおりです。 時々400 kAを超える電流レベル、華氏50,000度までの温度、光速度の3分の1に近い速度 これらは膨大な数ですが、雷保護システムは、保護している建物または構造物から雷を引き離すように設計されています。避雷システムは、ケーブル(接地導体)を介して地面に接続された避雷針と簡単に考えることができます。 避雷のNOAA 仕様では、避雷針の直径が少なくとも0.5インチ(13mm)であることが必要です。ダウンコンダクターは、同じサイズの銅ケーブル(4/0 AWGまたは12mm)です。このタイプのワイヤの許容電流は、定電流で約250Aです。これは、瞬間的な電流容量の制限というよりも、熱の制限に近いことに気付きます。 雷保護に関するこのペーパー(28ページ)から: 雷保護システムの動作に関する肯定的なフィードバックはほとんど文書化されておらず、ほとんどの場合気付かれていません。いくつかのまれなケースでのみ、適切に機能し、損傷がない場合、雷保護システムが攻撃されたことを文書化できます。慎重な検査中に注意できる証拠がストライキ終了ポイントにある場合がありますが、避雷システムの所有者がそのような慎重な検査を行うために必要な専門知識を取得することはほとんど費用対効果がありません。 一見小さな0.5インチ(13mm)の金属片が、完全に破壊されることなく、目に見える損傷をほとんどまたはまったく伴わずに落雷を処理する方法を教えてください。

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ますます正確な機械はどのように作られていますか?
非常に正確な機械を作ることは、鶏と卵の問題のように思えます。まだ持っていない場合、どうやって作るのですか? たとえば、インデックスプレートを作成するインデックスヘッドなしで、最初のインデックスヘッドはどのように作成されましたか?スピンドルを作るための旋盤なしで最初の旋盤はどのように作られましたか?手作りのものから始める反復プロセスですか?また、各マシンは最後のものよりわずかに優れたものを作ることができますか?幾何学的構造は、いくつかのプリミティブマシンの精度の源であると考えられます。しかし、そこからどのようにして、正確な旋盤やマイクロメーターに必要な精密ネジのようなものに到達しますか?

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なぜ水力発電所は、単一のタービンの代わりにタービンのカスケードを使用しないのですか?
ガスタービンエンジンには複数のブレードセットがあります。次々にセットがあり、燃焼生成物がすべてのセットを通過し、各ブレードセットがいくらかの電力を受け取ります。これにより、燃焼ガスからの電力の利用が増加します。 一方、水力発電所は、1組のブレードを備えたタービンを使用します。一般的なユースケースは、高架貯水池から水を供給するためのチャネルがあり、タービンが底部にあり、水がタービンを流れてから川を流れるだけです。水がタービンから流出するときに、機械力が抽出されずに残っていると思います。 なぜ水タービンが「連鎖」していないので、最初のタービンを出た水が残留機械力を使用して2番目のタービンを駆動するのですか


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大型船を横に落として打ち上げるのはなぜですか?
私はこのビデオに示されているプロセスに言及しています: https://youtu.be/Quyr5R1Rbfw?t=20 または、ウィキペディアのこの画像: その中で、大規模な軍艦は、本質的にいくつかのランプを横切って桟橋から落とすことによって水中に発射されます。船は一方の側に激しく転がり、それからもう一方の側に振動し、プロセスをかなり危険なもののように見せます。たとえば、桟橋に向かってあまりにも積極的にロールバックすると、構造物にぶつかり、桟橋と光沢のある新しい軍艦の両方に損傷を与える可能性があります。または、最初の落下で転がりすぎると、船が転覆する可能性があります。 だから、私の質問は、このように大きな船を横に打ち上げることの利点は何ですか?例えば、水に垂直に落とすか、穏やかに下げるのとは対照的ですか?


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ハンドルバーがオートバイに、ハンドルが車に合う理由は何ですか?
ハンドルバーがオートバイに取り付けられ、ハンドルが車に取り付けられている理由は何ですか? ハンドルバーとハンドルの両方を使用する方法は非常に似ていますが、車両を制御する場合、ハンドルはハンドルバーよりもはるかに多くの回転を許可します。 大型車両がハンドルを使用し、軽量車両がハンドルバーを使用する理由を教えてください。 その理由には、科学的理由、安全上の理由、または設計上の理由が関係している可能性があります。



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ノズル内の流れが超音速かどうかを知る方法は?
プロジェクトでは、マッハ数= 3に設計された収束発散ノズルを構築しました。そのプロジェクトでは、スロートと発散セクションの間に固定された圧力計を見ることで、流れが超音速になったことを知ることができました(圧力の低下、発散セクションとして超音速流のノズルのように機能します)。 しかし、これにより、推進目的(または実用的な目的)でノズルを構築する場合、均一な強度を維持するために圧力計用の穴を開けることは望ましくありません。理論計算では、流れは超音速でノズルに衝撃を与えないはずですが、構築中、表面仕上げ、幾何公差、供給圧力は期待したものとは異なる場合があります。その場合、流れが超音速になったかどうかはどうすればわかりますか? 次の方法を考えました。これまでのところ、私はそれらのいずれも試していません。 流れが実際に超音速の場合(図に示すように)、チューブの前にバウショックが発生し、全圧が増加するため、ピトー管の使用は役に立たない場合があります。レイリーピトー管式を使用できますが、フロー/ノズルに影響を与えずに静的自由流圧力を計算する方法は? シュリーレン写真:斜めの衝撃/衝撃ダイヤモンドを見ると、推論は「流れは超音速」です。これは、ショック機能が非常に明確な場合にのみ機能します。

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プロタクチニウムはどのくらいトリウム燃料サイクルの効率を低下させることができますか?
トリウム燃料サイクルの対抗策の1つは、このサイクルで生成されるプロタクチニウムが反応器の効率を低下させるため、少なくとも液体フッ化物または溶融塩反応器から除去する必要があることです。しかし、私が知る限り、Protactiniumは、Shippingportで使用されている3番目のコアである最初の固体燃料トリウム原子炉の機能中に除去されませんでした。または、少なくとも、公式の燃料報告書で、プロタクチニウムが除去されている(操作中に)ことに言及していない。 したがって、質問: 定量的には、プロタクチニウムが除去されないことにより、原子炉の効率がどの程度低下する可能性がありますか? この劣化は、原子炉のタイプやその他のパラメーター(形状など)にどの程度依存しますか?

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なぜ埋め立てがコンクリートで完全に覆われているのですか?
道路を運ぶ典型的な埋め立てが典型的な橋にどのように加わるか 埋め立て斜面の一部は緑がかった-それは草であり-部分は白っぽい-それはコンクリートです。 埋め立て斜面は、橋に繋がるコンクリートで完全に覆われていますが、埋め立ての残りの部分は部分的に(下部のみ)コンクリートで覆われており、残りの斜面は草で覆われています。 この写真は20メートル以上の高さの埋め立てで、通常は橋を結ぶ場所を除いて、低い埋め立ての斜面はコンクリートで覆われていません。 埋め立てが橋に加わる部分で、この部分がコンクリートで完全に覆われ、残りの部分が部分的に覆われている、またはまったく覆われていない部分で特別なことは何ですか?

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エンジニアはどのように数値シミュレーションを実際に使用していますか?
免責事項 私は訓練を受けた応用数学者であり、エンジニアではありません。私の研究は主に、固体の変形(弾性)と流体力学に関連するさまざまなPDEを解決する新しい「方法」の作成に焦点を当てています。この意味で、私はpde問題を計算的に解決する方法を知っています。私の観点では、エンジニアは自分の仕事を「ツール」として使用して仕事を遂行します。 しかし、工学の教育/経験が不足しているため、pdeの数値解がエンジニアの実際のプラクティスで実際にどのように使用されているかについて、私は実際にはかなり無知です。 私の混乱の主な原因は次のとおりです。 エンジニアは、シミュレーションがどのように見えるべきかを事前に知っているか、またはよい考えを持たずに、数値シミュレーション(たとえば、有限要素解析、CFDなど)を実行しない(または実行すべきではない)と言われました。これにより、エンジニアは現実的な結果と疑わしい結果を区別できます。 ただし、シミュレーションで何が起こるかをエンジニアがすでに知っている 場合、そもそもシミュレーションのポイントは何ですか?私は常に、予測するためにシミュレーションが必要であると想定してきました。つまり、シミュレーションは、何を期待すべきかわからないときに未来を予測するためのスタンドアロンのツールだと考えています。 私が探しているのは、エンジニアがCFDや有限要素解析などの数値シミュレーションをどのように/いつ/なぜ使用するかについてのより広い視点です。特に優れたエンジニアリング慣行により、シミュレーションするときに何を期待するかをすでに知っている必要がある場合は?
20 modeling 

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