Нурали Латыпов - Инженерная эвристика

• Название: Инженерная эвристика
• Автор: Нурали Латыпов
• Жанр: Техническая литература

В книге представлены классические и новейшие — от эвристических до логических — методы активизации инженерно-технического мышления. Авторы демонстрируют междисциплинарный подход к решению изобретательских задач и тренингу интеллекта на основе универсальных языков. Последовательность в решении научно-технических проблем достигается методом выявления и разрешения противоречий. При этом формулировка проблемы в виде парадокса оказывается сильнейшим стимулом для развития творческой мысли.

Книга содержит более 170 вопросов и задач, на которых заинтересованный читатель может проверить качественный уровень собственного мышления, а в случае затруднений — обратиться к приводимым решениям и ответам. Многие из этих задач озвучены авторами в 2011–2012 гг. в ходе семинаров и тренингов в рамках проекта ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг» «Академия молодого инноватора», на интеллектуальных состязаниях молодых специалистов компании.

Рекомендуется инженерам, преподавателям и учащимся инженерно-технических и естественнонаучных специальностей вузов, инновационно ориентированным молодым специалистам производственного и исследовательского комплексов, а также всем читателям, заинтересованным в формировании у себя эффективного, продуктивного, действенного мышления, достижении нового интеллектуального уровня развития.

---

Но магнитна вся стружка. Значит, надо сделать так, чтобы для одной стружки «отключить» магнитное поле, а для другой — сохранить. То есть надо перевести неразличённую часть стружки в новое качество, чтобы она либо сохраняла, либо не сохраняла свой магнетизм.

Это возможно применением поля теплового. Явление исчезновения ферромагнитных свойств при нагревании ферромагнитных материалов открыто Пьером Кюри в 1895 году и широко используется в геологии, например, для разделения гематита и ильменита.

Нагреть всю стружку до точки Кюри, самой высокой, чтобы все виды стружки стали немагнитными. Затем, постепенно охлаждая, по мере возвращения магнитных свойств, рассортировывать по маркам стали (Злотин, Зусман, 1988, С. 141, № 56).

Это уже фазовые магнитные превращения.

ВОПРОС № 79

Представьте себе каракатицу. Этот головоногий моллюск способен самостоятельно подниматься из больших глубин наверх, при этом вовсе не работая не только щупальцами, но и мышцами вообще. За счёт чего же у моллюска возникает подъёмная сила?

ВОПРОС № 80

Отпечатки пальцев, оставленные преступниками, фиксируют, посыпая поверхность предмета графитовым порошком, который потом сдувают. Мельчайшие частички порошка, прилипая к следам жира, оставленным пальцами рук, повторяют форму папиллярных линий. Но таким образом нельзя снять отпечаток с ворсистого или липкого материала — порошок будет прилипать в любом месте, а не только там, где оставил отпечаток преступник. Как быть?

ВОПРОС № 81

Пользуясь логикой операторов Диала, постарайтесь выстроить эволюцию варежки и перчатки как двух противоположностей.

Сходите в любой магазин «Спецодежды». Синтез того и другого — это, например, трёхпалая перчатка, выполненная конструктивно так: отделение для большого пальца, для указательного пальца, для всех остальных, удобная для некоторых видов работ. Этот же вид перчатки может быть рассмотрен как варежка, на которую подействовали оператором дробления «во времени». Степень дробления определяет выраженность пальцев — так, скажем, у водоплавающей живности есть перепонки. Ограничив перчатку в размерах, усекая её «в пальцах», мы получим удобную принадлежность для водителей мотациклов и велосипедов. Что будет означать дробление варежки или перчатки «в пространстве»? Наверное, их двуслойность, варежка в варежке, перчатка в перчатке, перчатка в варежке. Продолжая наращивать число слоёв, перейдём от варежки к толстой рукавице.

На уровне операторов порождения нового качества и комбинации качеств: варежка и перчатка могут быть изготовлены из качественно разных материалов — от шерсти и материи до резины, асбеста и металла (рыцарская перчатка или кастет..), провода или датчики (манипулятор для взаимодействия с виртуальной реальностью).

Перчатка, лишённая отделений для пальцев — это варежка, а последняя, без отделения для большого пальца — это что? Мешочек? Чтобы маленькие дети не расцарапали себе болячки на лице, рукава их одежды снабжены как раз такими приспособлениями. В одном из фильмов о Джеймсе Бонде, шпион выворачивает наизнанку карманы брюк и отрывает их, чтобы защитить ладони при быстром спуске по тросу.

И варежка, и перчатка могут вообще отсутствовать — на пальцы наносится, как крем, защитный слой латекса, который застывает на коже.

На самой поверхности варежки или перчатки могут быть прорезиненные, металлизированные, щетинистые и иные элементы, в зависимости от функций и назначения этого вида одежды — и т. д.

Фрагмент тренинга по курсу «Междисциплинарные исследования»

Д. Гаврилов (читает). «Вода оказывает серьёзное влияние на качество нефтепродуктов. Присутствие пластовой воды в нефти существенно удорожает её транспортировку по трубопроводам и переработку. Возрастание транспортных расходов обусловлено не только перекачкой балластной воды, но и увеличением вязкости нефти, образующей с водой эмульсию. Существующие физические методы диагностики воды (в частности, диэлектрической проницаемости) не отвечают требованиям химической технологии переработки нефти и нефтепродуктов. Для количественного определения содержания воды в нефти известен и широко применяется в настоящее время метод, основанный на измерении объёма воды, испарившейся из определённого объёма исследуемой обводненной пробы нефтепродукта при прогреве её до температуры кипения в присутствии специального растворителя. Метод трудоёмкий, длительный, недостаточно точный, плохо воспроизводимый, требует при малых содержаниях воды большого количества исследуемой пробы. Для определения содержания воды в жидких углеводородах применяется несколько типов измерительных устройств, из которых наиболее широкое распространение получили диэлькометрические влагомеры. Действие их основано на использовании зависимости диэлектрической проницаемости среды от соотношения содержаний в ней воды и нефти…» и так далее.

Предложите нам классический, чисто химический, надёжный и простой способ количественного определения воды в нефти и нефтепродуктах.

Участник тренинга. Титрованием.

Д. Гаврилов. Титрованием чего?

Участник тренинга. Анализируемой пробы анодным раствором по методу Карла-Фишера. С титрованием этим даже ребёнок справится.

Д. Гаврилов. То есть у вас должен быть минимум в наличии ядовитый метанол, пиридин, не считая самого многокомпонентного реактива Фишера[75], а также и прибор — кулонометр (или потенциометр) и ячейка (лучше сразу титратор). Не слишком ли громоздко? За последние 75 лет, с момента создания Фишером его реактива, могли придумать что-нибудь более простое. В формулировке задачи, в самих условиях, всегда содержится подсказка.

Вы опираетесь на конкретный опыт, специальное знание, готовое и известное вам решение, но не хотите отступить на шаг назад и выдумать своё, собственное и оригинальное.

Другой участник тренинга. Возможно, метод состоит в применении электрического тока?

Д. Гаврилов. По сути дела и предыдущее предложение и сводится к построению графика изменения электропроводимости раствора. Но для решения вводится много лишних сущностей со стороны, кои не стоит умножать согласно известному принципу. А если судить не по выпавшему в осадок йоду, а по выделенному летучему газу?

Участник тренинга. Но ведь уже сказано, что другой «метод основан на измерении объёма испарившейся воды».

Д. Гаврилов. Но я ничего об испарившейся воде не говорил, а говорил, что если что-то оседает и выпадает, то что-то может улетучиваться.

Участник тренинга. Но ведь нам надо количественно определить воду?

Д. Гаврилов. Да.

Участник тренинга. Значит, количество, как вы говорите, выделенного каким-то образом газа из нефти должно быть пропорционально содержанию воды?

Другой участник тренинга. Судить о содержании воды в пластовой нефти по объёму газа? Например, ступенчатое разгазирование? Если это имеется в виду — сразу нет, потому что в пластовой нефти газосодержание очень варьируется, и свойства газа тоже. Немного оффтопа: остаточную водонасыщенность/нефтенасыщенность керна замеряют с помощью капиллярометрии или центрифугой. А можно ли смесь нефти с водой прогнать на центрифуге при разной скорости, присоединив к держателям для пробирок с жидкостью (стальных) капилляры сбоку и к ним ёмкости? А ёмкости сделать высокими и узкими, чтобы вытекшая поначалу жидкость осталась снизу. Жидкости разной плотности должны разделиться при определённой скорости, и поначалу, допустим, нефть стечет через капилляр, потом вода. Это предположение, не уверена в физичности на этапе разделения. Забыла про вязкость, за счёт вязкости тоже должно быть какое-то разделение при вращении (неньютоновские жидкости).

Д. Гаврилов : Коллеги, но зачем выделять газ из нефти? Выделите его, образно говоря, «из воды», которая в пробе нефти содержится. У вас есть только ведро нефти, например. Принесли в лабораторию. Как определить в нём содержание воды химическим путём по газу? Наверное, надо как-то подействовать на нефть, то есть воду в ней… чтобы количество молей воды было прямо пропорционально числу молей выделившегося в ходе реакции газа. Какие вещества реагируют с водой в органическом растворе с выделением газа? Вода так уж точно химическое соединение из числа самых распространённых, о чём все забывают. И вода тоже вступает в химические реакции!

Участник тренинга. То есть надо подобрать такой реагент, который будет взаимодействовать с водой, оставаясь инертным к нефти, с выделением газа? Возможно, карбид кальция используется, образуя ацетилен?