工程

专业人士和工程学生的问答

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低成本,中等精度的水深测量
tl; dr:与一位老朋友进行了长时间的交谈之后,我意识到了一些事情: 对于大多数人而言,最有价值的衡量标准是井中水深。 第二有价值的是井水。 下文讨论的“起泡器”解决方案还有另一个主要弱点(除了气泵的脆弱性之外):将氧气引入井水将导致形成氧化物,不仅使管的开口导致矿物结垢,而且还会使矿物结垢。一直到内部正常水平。他知道,因为他不得不处理几乎完全相似的事情,这是一个主要的障碍。较大尺寸的管道会减慢该过程,但最终会阻塞管道。 我们正在重新研究使用带有差压传感器的内胆式气囊的解决方案。对于如何做到这一点,他有一些具体的想法(但仍有一些细节有待解决)。 哦,他在大约10秒钟内解决了坦克问题。在从油箱到压力泵的管道上放置一个压力传感器。忽略泵启动时发生的尖峰,我们可以通过便宜且易于理解的传感器获得所需的压力读数。嘘!一旦他说我差点踢自己,那真是太明显了。 我感谢大家的想法和分析。如果有人对项目的发展感兴趣,请关注waterunderground.net。目前还很空,但是应该在一个月左右的时间内包含更多内容。 背景故事 我正在为北加州的人们设计一个开源的水井和水使用情况监控系统。目的是能够测量从油井到油箱,从水箱到房屋以及从水箱到灌溉的水流量,并监视水箱和水井中的水深。对于一个包含CPU,3个流量传感器和2个压力传感器的系统,我们目前的目标零件成本在200 美元以下,尽管我们认为经过几次设计迭代,我们也许可以将其降低到接近100 美元。 现在,似乎终于解决了流量传感器的问题,最终我们有了母G1 => US 1“滑套适配器的供应商,可以将廉价的霍尔效应传感器集成到标准的美国管道环境中。深度测量解决方案并不是那么简单。 我要在这里进行理性检查,然后再开始购买错误的东西,无论是大小,类型还是完全不同。 问题陈述 我需要一种低成本的方法来以中等程度的精度(例如+/- 5%)测量两列水的深度。尽管我们拥有的物业是Alpha 1网站,我们还是希望针对其他具有类似需求的物业按比例放大或缩小的解决方案。 我们有: 约3,000加仑的储罐 装满水时8.5'。其他坦克的高度类似+/- 5'。 一口水井。我们自己的水深75英尺,水深37英尺。该地区的其他水井浅至30'w / 15'的水,或深至300'w / 70+'的水。 我们有以下标准: 油箱不超过$ 30,(希望)油井不超过$ 50。降低成本将是巨大的。 解决方案必须以某种方式(手波)与Arduino,BeagleBone Black或类似的低成本控制器集成。 连续读数是理想的,但是每15、30或<whatever>分钟触发一次的读数是可以接受的。 没有电子/电气系统中的孔或槽中。 井或水箱中没有金属,可能是用来称重进入水管的材料的材料除外。 对于从35'深w / 15'水到300'深w / 60 +'水的井,该解决方案应该相当有效(无双关)。 在到目前为止考虑的几种解决方案中,我们目前的领先者是“冒泡者”,如本文所述: 鼓泡式液位传感器如图3所示。浸入管的开口端靠近容器底部,其携带吹扫气体(通常为空气,尽管在存在污染或污染的危险时可以使用惰性气体,例如干氮气)。与过程流体的氧化反应)当气体向下流到汲取管的出口时,管中的压力会升高,直到克服出口处液位产生的静水压力为止。该压力等于过程流体的密度乘以从汲取管末端到地面的深度,并由连接到该管的压力传感器进行监控。 我们计划使用: 权重为1/4“至3/8”的开放式试管(或者更好的是,用拉链固定在井的上升管上)以悬挂在底部上方一小段距离(我们可以在水箱中靠得更近,但是井往往会淤积在几英尺之内)。小型下导管是采用这种方法的强项,因为几乎没有东西进入井本身。 一些(便宜的)气压源(300+ …


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对于半径在亚毫米范围内的管道,您可以使用Hagen-Poiseuille方程吗?
因为这将取决于压降,所以假设它不会超出0到100 bar的范围。不可压缩流体的Hagen-Poiseuille方程定义为:ΔpΔp\Delta p V˙=πR4Δp8ηLV˙=πR4Δp8ηL \dot{V} = \frac{\pi R^4 \Delta p}{8\eta L} 我意识到它不适用于非常小的(nm)直径,因此这个问题是在微流体技​​术的背景下提出的。在这种情况下,目标流体的运动粘度为1 cSt至10000 cSt。

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输油管道的最大长度是多少?
这是受到有关Keystone Pipeline的讨论和争议的启发。 Keystone Pipeline系统的主要部分长约3,400公里,横跨美国大部分地区。Keystone XL扩展名将为其添加另一个较长的部分。总而言之,所有段的长度为。。。哦,我想象中很大(尽管我承认所有的油都不会流过所有部分)。 输油管道能达到多长时间的实际极限是多少? 为了缩小范围,我想着重介绍两个子问题: 管道的结构完整性受到威胁的时间越长吗? 在较长的时间间隔内,是否有可能对石油产生不利影响?

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齿轮旋转机构
当与安装在输出轴上的较大齿轮啮合时,较小的齿轮(小齿轮)是否始终安装在输入轴上?是否有更大齿轮驱动较小齿轮的地方?

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压力如何随地球深度而变化?
我在学校里学到水的压力变化了 p (ħ )= ρ 克Hp(h)=ρghp(h) = \rho g h 其中是以米为单位的深度,是密度(例如1000对于水),是引力加速度()和是Pascal中的压力。Hhhρρ\rho公斤米3kgm3\frac{\text{kg}}{\text{m}^3}Ggg≈ 9.81 米小号2≈9.81ms2\approx 9.81 \frac{\text{m}}{\text{s}^2}ppp 我想地球上的压力没有类似的法则,因为它取决于你所处的位置。但是有经验法则吗?建造隧道/地铁站的工程师做什么?

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核燃料后处理如何运作?
据我所知,耗尽的燃料电池被压碎,并用硝酸溶解。 接下来会发生什么?这种硝酸可能含有非常广泛的不同盐类(实际上,35-65之间的所有元素,还有大量的transurans,以及大量的铀(235和238)以及钚)。 为了实现有效的再处理,铀(或至少是actinid元素)应该以某种方式与该解决方案分离。但是,AFAIK,它们具有非常不同的化学性质。如何仅分离超铀材料?


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刀怎么切黄油?
既然我们都知道东西是由原子和分子组成的,它们不能被一起触摸(需要结合能),那么任何事物实际上如何切割任何东西。那么,我们怎么看到周围的一切都这么容易被割掉呢?

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MIMO(多输入多输出)系统解耦方法
许多文章和书中都描述了具有2输入2输出解耦方法的MIMO系统与SISO系统。如何m * n个大小传递函数系统?我们如何将这种方法推广到例如3 * 3或3 * 7 MIMO系统? 这是2 * 2 MIMO系统的描述: 用到窗体D11(s)=D22(s)=1D11(s)=D22(s)=1\mathrm{D_{11}(s)=D_{22}(s)=1} D(s)=[D11(s)D21(s)D12(s)>D22(s)]D(s)=[D11(s)D12(s)D21(s)>D22(s)]\mathrm{D(s)}=\begin{bmatrix} D_{11}(s) & D_{12}(s) \\ D_{21}(s) & > D_{22}(s) \\ \end{bmatrix} 在这里,我们用公式中的结构指定一个解耦响应和一个解耦器 Gp(s)D(s)=[G11(s)00G22(s)>][G11(s)G21(s)G12(s)>G22(s)][1D21(s)D12(s)1>]>=[G∗11(s)00G∗22(s)]Gp(s)D(s)=[G11(s)00G22(s)>][G11(s)G12(s)G21(s)>G22(s)][1D12(s)D21(s)1>]>=[G11∗(s)00G22∗(s)]G_p(s)D(s)=\begin{bmatrix} G_{11}(s) & 0 \\0 & G_{22}(s) > \end{bmatrix} \\ \begin{bmatrix} G_{11}(s) & G_{12}(s) \\ G_{21}(s) & > G_{22}(s) \end{bmatrix} \begin{bmatrix} 1 & D_{12}(s) \\ …

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在磁场中移动碳纳米管
当金属线在磁场中移动时,会在其两端感应出电压,该电压等于,其中是磁场强度,L是线的长度,V是其速度。碳纳米管也会出现这种现象吗?我之所以这样问是因为碳纳米管虽然是电的良导体,但可能是由于某种量子现象(大块碳是电的不良导体)。BLVBLVBLVBBBLLLVVV

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家里的湿度比外面的高很多
我们有一栋具有两年历史的两层联排别墅,其中: 墙壁的玻璃纤维隔热层; 外墙泡沫板上的特卫强防潮层; 在阁楼上吹散纤维素绝缘层; 外面的灰泥; 和制冷循环空调。 我们生活在亚利桑那州的凤凰城(沙漠气候),我们的室内湿度始终比室外高20%至35%。在夏季,即使风门完全打开,我们的湿度也始终超过80%(而不是70%)。里面是如此潮湿,以致瓷砖地板上沾满了汗水。 我们没有室内植物或水景。我们的烘干机通风孔可以使用,浴室的排风扇从屋顶向外通风。没有异常的天花板保险库,我们确实有吊扇来搅动空气。我们是一个末端单元,因此我们与相邻的联排别墅共用一堵墙,该联排别墅没有防潮层。 我们已经让制造商投入大量精力进行保修工作,以确定湿度源的根本原因。我们尝试过: 降低交流鼓风机电机的速度,使空气中的水冷凝; 使用红外摄像机(FLIR)寻找漏水; 寻找檐口通风口是否堵塞; 校准恒温器(Ecobee); 通过使用流量计罩调节内部的通风口来平衡气流; 调节空调制冷剂循环压力; 完全打开风门以使空气干燥; -增加排气风扇以60分钟的周期运行30分钟。 问题并没有解决,我们不确定下一步该怎么做。在采用整个房屋除湿机或增加阁楼通风之前,我们还能尝试其他方法吗? 您对一段时间内的生殖健康趋势有何看法? 此外,我进行了粗略的计算,即房屋需要每天校正约350品脱的水(ASHRAE)心理测度表,但经过海拔高度的校正,但HVAC公司测算出交流系统运行正常,并且测算出交流会去除77品脱的水每天。我读到整个家用除湿机通常每天可去除约100品脱。您如何在控制成本的同时为阁楼提供最佳通风的建议是什么? 历史室内相对湿度和温度 包括有限的户外数据

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通道轮廓的“ u”与“ n”方向:为什么强度不同?
例如,金属卷尺在“ u”方向上可以延伸并保持笔直,但在相反方向折叠。 我认为,同样的现象是为什么金属架在顶部具有金属板,而在底部而不是顶部具有凸缘。 为什么是这样? 我猜:这是由于压缩/拉伸和屈曲的方向。由于长的材料比短的材料更容易弯曲。在一个方向上,屈曲只能在壁屈曲于其高度时发生,而在另一个方向上,压缩作用在通道的整个长度上吗? 欢迎使用常识方法和数学方法。我认为公式已经很好地建立起来了,使用光束轮廓或类似曲线的“惯性矩”值。

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为什么使用“常规”汽油标准而不是更具抗震性的标准?
用于车辆发动机的标准轻质石油馏出物“常规汽油”是(或等效于)庚烷(C7)和辛烷(C8)的某种混合物。较高比例的C8更具抗爆震性,从而可以实现更高的压缩比,从而提高内燃机的能源利用率。 现代炼油厂难道不通过蒸馏,裂化和烷基化的组合来生产所需的任何碳氢化合物混合物吗? 如果是这样,那么为什么要生产这种数量的“常规”汽油,又为什么要为更高的抗爆裂性(“更高辛烷值”)混合料加价?例如,如果一家精炼厂仅需生产一种轻质燃料馏分,难道它不像目前的“ 87辛烷值”一样容易且廉价地生产“ 100辛烷值”掺合物吗? 或者生产“低辛烷值”汽油实际上便宜吗? 请注意,“ 100辛烷”并不表示100%辛烷,因为烃的“辛烷”数取决于其异构体,而更高支化的异构体具有更高的抗爆震性。因此,可以使用许多C7,C8的混合物来生产100辛烷值的燃料,甚至可以包含更轻和更重的碳氢化合物。 对原油异构体成分的表征可能会回答这个问题。例如,如果原油原料倾向于具有更多的线性异构体,那么必须将能量投入异构化以产生更多的抗爆裂馏分。

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如何使工厂机器的硬盘驱动器更耐用?它的估计寿命是多少?
我想知道如何使硬盘驱动器更耐用?具体来说,我在工厂环境中工作。几乎每隔几个月,某些工厂计算机中的硬盘驱动器就会损坏,甚至无法修复。我们已经在其中一些上实现了多个SSD,但这并没有太大帮助。他们也在繁重的工厂机器上被损坏。 因此,每次发生这种情况时,我们总是使用备用映像进行还原。而且我们已经在所有硬盘驱动器上安装了减震器,以减少震动。 我们还有其他选择或预防措施吗?也许添加任何抗磁体材料以防止磁体摩擦,还是其他?我们需要什么材料? 编辑: 我上面提到的工厂机器工作繁重,基本上是制造汽车金属车身和车架模具的机器。 当我表示磁盘已损坏时,这意味着不可读。整个磁盘。与程序文件或软件无关。因此它根本无法启动。

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