Fel lehet építeni egy tökéletesen gömb alakú Rupert herceg ' s cseppet?

Rupert herceg cseppjei példák egy edzett szilícium-dioxid-alkatrészre: felülete A poharak temperálása azért fontos, mert keménységet kölcsönöz az üvegnek, vagyis képes ellenállni a törésnek terhelés alatt, ami megmagyarázza, hogy miért lehet ütést ütni kalapáccsal és túlélni. más kerámia anyagokkal együtt instabil repedésszórást mutat, ha törési szilárdsága meghaladja a feszültségállapotát. A legtöbb ötvözettől eltérően a kerámiák nagyon csekély, vagy egyáltalán nem mutatnak képlékeny alakváltozást. Amikor elérik rugalmassági határukat, megrepednek. Tehát, ha a a szilícium-dioxid-üveg alkatrész túl kemény, gyorsan és egyszerre törik össze.

Egy üveg com A pontszerkezetet úgy lehet enyhíteni, hogy a külsejét gyorsabban lehűtjük, mint a belsejét, így a komponensben egyenetlen maradék feszültségeloszlás van. Pontosabban, mivel a külső először megszilárdul, a sűrűsége növekszik, és a térfogata először csökken, az anyagot kifelé húzva a belső térből. Ezután, amikor a belső tér kevesebb maradék anyaggal megszilárdul, a külső oldalon befelé húzódik. Ennek eredményeként a feszültség a belső feszültség és a külső összenyomás.

A repedések csak akkor terjednek, ha a repedésen húzófeszültség van. Ha a repedésen maradék nyomófeszültség van, akkor az zárva marad, hacsak nem feszül a feszültség. Mivel a nyomási feszültséget a repedés megnyílása előtt le kell győzni, nagyobb szakítófeszültségre van szükség ahhoz, hogy a repedés edzett üvegkomponensen keresztül terjedjen, mint egy nem edzett alkatrész. Ha egy ilyen repedés a komponens külső és belső része közötti semleges feszültségű felület mellett terjed, akkor a repedés csúcsa feszültség alatt áll a belső tér maradványfeszültség-állapota miatt. Egy ilyen repedés instabil módon kezdené terjedni, mivel az összes maradék feszültség felszabadul, ami üvegszilánkok robbanását eredményezi, mivel ezek mindegyike rugalmasan helyreáll az egyenetlen feszültségeloszlásból.

Mindentől ennek nyilvánvalónak kell lennie, hogy elméletileg lehetséges egy “tökéletesen” gömb alakú, edzett üveg alkatrész, mivel csak az szükséges, hogy az üveg külseje gyorsabban lehűljön, mint a belső, hogy elérje a szükséges nem egyenletes feszültségeloszlást, miközben fenntartja a kívánt alakot. A gravitáció és a viszkozitás kombinációja a farok oka a hagyományos Rupert herceg cseppjének.Ezért ezeknek az alkatrészeknek a eltávolítása, például egy “lebegő” üvegfolt szabad felszíni felületi feszültség ellazulásával történő szabad zuhanás során kialakuló cseppjei viszkózus üveggömböt eredményezhetnek. A kikapcsolódás hosszú időt vehet igénybe, és az üveget egész idő alatt viszkózusan kell tartani. A következő lépés a gömb gyors lehűtése anélkül, hogy megzavarná az alakját, ami igaz, hogy nehéz. Folyadékkal történő permetezés hullámokat okozhat a felszínen, és a merüléshez végtelenül lassú mozgatásra lenne szükség, ami a nem megfelelő, egyenetlen stresszeloszláshoz vezetne. A tér vákuumának való kitétel elegendő lehet, de a sugárzott hőveszteséget még nem végeztem el.

A kívánt beállítás valószínűleg egy sugárzó kemence lenne a tér vákuumában, foltos foltgal. a sütő megolvasztja az üveget, amely gömbgé lazul. A sütőt kikapcsolják, az ajtót kinyitják és a sütő gyorsan eltávolodik a gömbtől. A gömb sugárzást bocsát ki, gyorsabban felszínre kerül, mint a belső tér (vagy reméljük), és az üveg edzett, ami Prince Rupert űrcseppjét eredményezi.

Hozzászólások

• A temperáló üveg egyik legfontosabb szempontja, hogy a darab edzett részén belül az üveg tömegének kisebbnek kell lennie, mintha a darabot egyszerűen megégették volna. A PR cseppben, amikor a csepp nagy részének külső része összehúzódik, a farok olyan utat biztosít, amelyen keresztül az olvadt üveg kifolyhat; a farok ezután a csepp belseje előtt megszilárdul, megakadályozva ezzel az üveg visszafolyását, amikor a csepp lehűl. Ha valaki az egész üveget jóval a hőkezelési pont fölé melegítené, akkor gyorsan hűtse le a külsejét közvetlenül a hőkezelési pont fölé, és mérsékelten gyorsan hűtse le pontosan …
• … a hőkezelési pontra, majd viszonylag lassan lehűtötte onnan, hogy megakadályozza az üveg megrepedését, egy kissé temperált, de nem olyan erős üveghez juthat, mint Pupert herceg cseppje ‘ mivel a hűvös külső nem tudna ‘ képes ” kinyomni ” üveget a belső.
• Kissé szkeptikus vagyok a vákuumhipotézisével kapcsolatban. Azt hiszem, még üvegben is a konvekcióval történő hőátadás veri a sugárzás általi hőátadást.
• Érdekes pont. Mikrogravitációban, ha feltételezzük, hogy az üveg eléri a hőegyensúlyt a kemencével, akkor a konvekció hajtóereje radiális nyomásgradiens lenne. Mindez azon múlik, hogy a konvektív áramlások kialakulásához képest milyen gyorsan alakul ki a sugárzás miatt egy nagyon viszkózus üveg külső héja. Úgy képzelem, hogy ezt teljes mértékben a csepp nagysága uralná. Nagyobb cseppeknek ideje lenne a konvektív áramlások kialakulására (mint a Föld vaskatasztrófájánál ‘), a kisebb cseppeknél talán nem annyira. Bárcsak lenne időm modellezni!

Szerintem a farok annak eredményeként alakul ki leesik a pohár. A videóban az olvadt üveg elválik a többi darabtól és megnyúlik – mint a Silly Putty vagy az olvadt mozzarella sajt. Arra számítok, hogy legalább megrövidítheti a farokot a szarvasüveg levágásával – de lehetséges, hogy az eredmény hűléskor felrobban, amint azt a nivag megjegyzése javasolja.

Megfelelően gömb alakú üveggolyók lennének elég nehéz. Lehet, hogy a lövőtorony koncepcióval vagy valamilyen formázási módszerrel megoldható.

Korábban kijelentették, hogy a “tökéletes” szféra nem létezhet mérnöki vagy gyártási szempontból, de a trivialitásokat figyelmen kívül hagyva válaszoljunk a kérdésre. Rupert herceg cseppje olyan, hogy az olvadt üveg elég viszkózus ahhoz, hogy leereszkedjen a rúdról és egy vödör vízbe, ami az üveg elég gyors lehűlését eredményezi, nagy belső feszültséget okozva, ami azt a híres hatást eredményezi, hogy egy törhetetlen könnycsepp keletkezik.

Még akkor is, ha gyorsan megpörgetné a rudat, hogy ne legyen hosszú farka, még mindig létezik némi vékony húzás, és farok lesz. Lehet, hogy kicsi, de mégis ott lenne. Ha érdekelne, hogy gömbölyűbbé tegye, akkor gondolhatja, hogy borotválja le a farok végét, de mint tudja, egyetlen becenév vagy a farvég zavarása szilárd üvegrobbanást eredményez.

Hagyja ” s azt mondják, hogy úgy pörgette a rudat (egy varázslatos világban), hogy ne legyen farka. Akkor nem lenne Rupert herceg cseppje!

A kérdésedre nemleges válasz van, nem lehet gömb alakú Rupert herceget leejteni, mert vagy az üveg felrobban, vagy egyszerűen nincs meg az a csepp, amelyet keresett.

Mi van ezzel. Hozza létre a cseppet a szokásos módon, de használja a lehető legforróbb vizet annak érdekében, hogy lelassítsa a feszültségek létrejöttét, amelyek természetesen még mindig előfordulnak.Ez a kritikus lépés …… csökkentse a víz mélységét kísérletezéssel, végül engedje el a cseppet közvetlenül a víz felszínén, amelynek bizonyos mértékig csökkentenie kell a farok hosszát, vagy gyakorlatilag meg kell szüntetnie. a csepp sokkal csökkentettebb sebességgel fog esni, figyelembe véve a félig súlytalan állapotot a vízben. Egy másik dolog, amelyet figyelembe kell venni, ha a cseppet közvetlenül az elejtése előtt felpiszkáljuk. A csepp bepattintásával közvetlenül a leesés előtt a farok, amely sokkal gyorsabban hűl le, mint a fej gyakorlatilag megszűnik, így a fejet a belső feszültségekkel nem fenyegeti a törékeny farok.

Megjegyzések

• Valójában a farok kialakul a levegőben, mielőtt a csepp a vízbe érne.

Talán megolvasztott üvegből készíthet gömbölyűt szabad esésben, majd hideg gázzal oltsa le.

Javasolok hideg folyadékot folyadék helyett, mert szabad esésben folyadékká “csepegtetheti” és fröcskölheti vele ha a folyadék elég gyorsan elegendő ahhoz, hogy a külső gyorsan lefagyjon, valószínűleg aszimmetrikus erők lennének, amelyek torzítanák a gömböt, míg a gáz egyenlő nyomást gyakorolna minden oldalra. Nagyon hideg gáznak kell lennie! Nem tudom, hogy egy olyan nehéz gáz, mint az argon, növeli-e a hővezetést, vagy valami hasonló, mint a hidrogén vagy a hélium, működhet-e jobban.

A farok nem tűnik szükséges tulajdonságnak. Úgy tűnik számomra, hogy az oltás előtt a csepegő üveg viszkozitása képződik, nem pedig a vízen való áthaladás. A farok nem gyorsan extrudálódik a gyorsan lehűlő üveg foltjából; már jelen van, gravitációval / nyújtással képződik az oltás előtt, és csak lehűl ebben a farok alakban.

Megjegyzések

• ólomgolyók készülnek ezzel a technikával.

Ez nem egy tökéletes gömb, de olyan közel van, amennyire csak eljutottam .

Felfüggesztés fűtött sugárban, majd csepp. Kész.

Óvatosan kell irányítania a mérsékelt éghajlatot, túl forró és szétrepül.

Megjegyzések

• Ön leírja, hogyan viselkedik egy tipikus, hosszú farkú csepphez képest? Megmutathat-e képeket vagy videókat a végeredményről?

Miután egy Prince Rupert csepp külső része megszilárdul, gyorsan összehúzódik. E folyamat során, ha az üvegnek nincs hová mennie, ez a külsejét jelentős feszültségnek teszi ki, gyakorlatilag garantálva a repedését (az egész üvegdarab rövid ideig tartó leoltásával a repedésüveg képződik; a külső réteg megreped azonnal, de ha az összes megrepedt üvegdarab érintkezik a még olvadt üveggel, a teljes darab sértetlen marad). Míg az üveget elég lassan lehűthetjük a repedés megelőzése érdekében, a csúcs húzóterhelésének a repedések megelőzéséhez szükséges megfelelő csökkentése csökkenti azt a mennyiséget is, amellyel az ilyen terhelés eltolható a nyomóerő felé.

Ez a nehézség előfordulhat. úgy kell legyőzni, hogy az üveget viszonylag lassan leeresztjük a vízbe (a farok még mindig a rúdhoz van rögzítve, amelyből származik). Ez azt jelenti, hogy miközben az üveg külső részének egy része megszilárdult és összehúzódott, a folyékony üveg ennek a kontrakciónak a közepén a folyadék üveg folytonos útja folytatódik, amely a vízből nyúlik ki.

Egy bizonyos ponton a vízbe kerülő üveg olyan vékony lesz, hogy már nem lehetséges folyékony üveg áramlik a közepén, de mire ez megtörténik, az üveg nagyobb részei majdnem annyira összehúzódnak, mint amennyire mennek, így az a folyékony üvegmennyiség, amelyet még mindig el kell helyezni, hogy elkerülje a feszültséget elég kicsi lesz, és így Ugyanígy kicsi lesz az a feszültség is, amelyet a folyékony üvegnek a belső térből való kiszorításának képtelensége okoz.Ha az üvegnek az a része, amely elég vastag ahhoz, hogy folyadék áramolhasson a közepén, átfedje azt a régiót, amely elég vékony ahhoz, hogy lehűlés közben ne törjön össze, a cseppet korai meghibásodás nélkül szobahőmérsékletre lehűthetjük. , nem lenne hova kiszorítania a belső folyadékot, hogy elkerülje az adott folyadék nyomásának a külső törését.

Nincs farok nulla gravitációval. Amíg az anyagot fűtött környezetben tartják, akkor “majdnem tökéletes” gömbje van, mindaddig, amíg a nyomás és a hőmérséklet, valamint a gravitáció hiánya állandó. A hűtés hasonló egyenletes feszültségeket eredményezne, mint a Rupert cseppje bár a farok hatása hiányozna. Bármely torzulás “hibát” eredményezne, és hatással lenne az egyenletes feszültségre, és a Rupert-féle csepp-effektus nem létezne. Tökéletes elképzelés esetén a “saját neved” gömbbe kerülne.

Igen, sok idegen információ nélkül, egyszerűen nulla gravitációjú Űrtartályban, vízpermetező készülékkel.

Eljárás:

1. megolvaszt egy lebegő üvegfoltot pár gázsugár-égővel, és kézzel sugár aerodinamikai erővel, hogy a folt viszonylag fixen maradjon a térben,

2. irányítson vízcseppek permetét több, esetleg sugárirányban elrendezett vízfúvókából úgy, hogy a permetáram a gömbölyű folt közepére irányuljon.

Nem lényeges részleteket kell kidolgozni az illetékes kísérletező számára.