第一类永动机2.ppt

第三章如何进行设计,余灿,如何进行设计,设计：有目标，原则，规范，程序（动态的，循序渐进）。,需求,方案设计（设计说明书）,产品制作,确定设计的问题,制定设计方案,发现与明确设计问题,明确设计的能力、条件与要求,信息收集与整理,挑选材料,技术试验,设计方案的制定,一、发现与明确问题,设计问题的来源,问题明确设计要解决的技术问题,1,2,产生问题的三种情况：（1）人类生存活动中必然会遇到的问题.例如：进食,1、设计问题的来源,人们的需求和愿望是设计问题的来源。,（2）由别人给出问题设计者必须针对问题寻求解决方案。这是现在大多数设计人员设计问题的基本来源。,例如，当汽车的速度超过200km/h时，空气阻力问题越来越明显。为了解决这个问题，人们设计了外观呈流线型的汽车。,流线型设计的交通工具:,(3)基于一定的目的有设计者自己主动发现问题.,例如：电话的发明,需要我们积极主动的思考、发现，推进技术的发展和创新。,在发现问题阶段发现的问题有时看似清楚明白，但仔细分析却发现它往往是模糊的，甚至是无法解决的，所以，在发现了问题之后，还需要明确问题，明确这个问题是否可以通过设计进行解决。如何才能明确问题呢？,2、明确设计要解决的技术问题,思考：如何判断提出的问题是否明确呢？,如何判断一个问题的提出是否明确呢？,2、明确设计要解决的技术问题,能否设计一款没有电磁辐射的手机，以确保人们的健康？这个问题明确吗？这样的手机能设计成功吗？为什么？,2、明确设计要解决的技术问题,判断问题是否能够解决,无电磁辐射的手机,判断问题是否当前可以解决,水变油,判断问题是否值得解决,到火星上去种树,1、判断问题是否能够解决,不符合科学原理,判断要解决的技术问题有没有违反科学理论和违反客观规律。,永动机是指违反热力学基本定律的不能实现的发动机。不消耗能量而能永远对外做功的机器，它违反了热力学第一定律，故称为“第一类永动机”。1775年法国巴黎科学院通过决议，宣布永不接受永动机，现在美国专利与商标局严禁将专利证书授予永动机类申请。,第一类永动机,2、判断问题是否当前可以解决,当前科学技术水平,当前物质条件和工作条件,水变油？,变,？,水变油？,宾西法尼亚大学操场内，上演了一幕让人瞠目结舌的奇迹。研究者将二氧化碳和水蒸气装入一种纳米试管中，在光的作用下，开始发生化学反应，转化成俗称“天然气”的甲烷。2008年夏天，格兰姆斯在宾西法尼亚州立大学进行实验。首先，他向钢管内通入二氧化碳和水蒸气，用纳米管薄膜覆盖住仪器的后部，然后在容器顶部安装石英窗户使阳光进入。随后，把这个封闭的仪器在天气好的时候放置在室外的校园内。“当阳光照射在纳米管上时，纳米管释放出高能量的载荷子，使得水分子分解为氢氧自由基和氢离子。二氧化碳分解后的产物氧气、一氧化碳和氢气后，就反应生成了甲烷和水。”,水变油？,“每克二氧化钛纳米管，大约每小时生成160毫升碳氢化学物。这个反应速率至少要快于先前在紫外线下得到的结果20倍。”格兰姆斯指出，在整个反应后期，铜和铂催化作用明显，但由于铂的价格昂贵，如何减少铂含量而使得催化效果不变，仍值得研究。,用于将“水变燃料”实验的二氧化钛钠钠米管,3、判断问题是否值得解决,是否有价值,判断问题的价值，可从以下方面着手:所提出的问题是否遵循基本的科学原理？（科学性）迄今为止能否确认该问题尚未得到充分解决？（先进性）在你调查的范围里，该问题是否具有普遍意义？（普遍性）在多个问题同时发生时，该问题是否为主要问题?（主要性）现有技术条件能够解决该问题？技术发展后呢？（可能性）解决该问题所需投入？投入与产出的比是否理想？（效能性）,到火星上去种树,没有液态水，两极有冰川。火星昼夜温差悬殊，湿度极低，土壤贫瘠，植物难以成活。火星上的平均温度大约为218K（开尔文，温度单位，即从绝对零度-273.16开始的摄氏度）（-55，-67），但却具有从冬天的140K（-133，-207）到夏日白天的将近300K（27，80）的跨度。,借助研究手段判断问题的价值,市场调研,文献检索,访谈询问,问卷调查,信息搜集分析调查,观察图片可以发现,怎样改善呢?,还缺点什么吗？,“也许这才是我想要的”,考虑过这个问题吗,寻求方法,这些构想有意义吗？能受人欢迎，能被大多数人接受吗？,他应该怎么办呢？,进一步研究的前提,如果能找出受多数人欢迎的设计方案，这个问题才有进一步研究解决的价值！,二、明确解决设计问题的能力、条件与要求,明确解决设计问题的能力,设计能力：解决问题的技术能力受到社会发展水平和科学水平的制约,明确解决设计问题的条件,时间条件：解决问题所需的时间；经费条件：解决问题所需的经费；设备条件：解决问题所需的科学仪器和机器设备；其他条件：如特殊材料,1、明确解决设计问题的能力与条件,二、明确设计的要求,明确设计的标准和限制,限制设计的相关因素：,材料制造工艺结构造型标准件质量成本时间,明确设计的标准是指产品要达到的标准，设计的标准又称为设计规范，是设计中依据的某一公认的法规和示范。,中国船舶标准GB/T17385-1998,三、信息的收集与整理,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,一、信息的收集,1、信息收集的常见方式,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,点击添加文本,一、信息的收集,2、信息收集的要求,a全面,b真实准确,时间跨度要足够长对象足够广覆盖面要足够大,可靠性高准确无误,二