Устройства, основанные на физических явлениях

Наше село находится на правом берегу реки Обь, в одном из самых живописных мест нашей области. На много километров вдоль могучей сибирской реки тянется смешанный лес.

Более 50 лет назад здесь был образован Чингисский лесхоз, главными задачами которого являются как заготовка древесины, так и восстановление лесного массива (лесопосадки).

Два года назад мы провели исследование на тему <<Физика и профессии нашего села>>, опросили представителей таких профессий: врач, ветеринар, кочегар, лесник, ответственный за обеспечение на- селения газом, телефонист. Как и ожидалось, представители этих про- фессий не обходятся без приборов, в основе устройства которых ле- жат различные физические законы и явления.

А в текущем году мы решили углубить эту тему и рассмотрели применение законов физики конкретно в лесном хозяйстве. Побесе- довали с работниками нашего лесхоза и узнали много интересного о заготовке леса, сушке и т. п.

ЦЕЛЬ этой работы: доказать, что работниками лесного хозяйства широко применяются устройства, основанные на физических явлениях.

Лесное хозяйство тесно связано со многими другими отраслями народного хозяйства и наиболее полно решает глобальную задачу по охране окружающей среды. Лесное хозяйство не меньше, чем другие отрасли, нуждается в механизации, внедрении высокоэффективных систем машин, энерго- и трудосберегающих процессов.

В прежнее время в Чингисском лесхозе использовали такие ме- ханизмы:

- сушилка для шишек ( отделяли семена сосны ),

- посадочные машины (высадка двухлетних саженцев в лес),

- агрегат для получения витаминной муки из хвои (добавка в корм скоту).

На различных работах широко использовали коней: косили, па- хали, а также трелевали лес на конной тяге.

Комплексная механизация лесохозяйственных работ началась с

50-х годов прошлого века. За этот период материально-техническая база лесхоза значительно была укреплена; и с каждым годом тех- ника становится все более сложной.

1. Заготовка леса не обходится без тракторов. Раньше использо- вали, в основном, гусеничные тракторы (например, трелевочный ).

Но в последние годы большее распространение в нашем лесхозе получают колесные тракторы, так как они обладают рядом преиму- ществ: большая скорость, меньшая масса, мобильность, меньше рас- ход топлива, а, главное, наносят намного меньший вред почве.

Сравним некоторые характеристики колесного и гусеничного тракторов:

Трелевочный трактор ТДТ-55А Колесный трактор МТЗ-82

<<Беларус>>

Мощность - 58 кВт (80 л. с. ); Мощность - 57 кВт(78л. с. ); масса - 9100 кг; масса - 3850 кг; скорость - до 12 км/ч скорость - до 34 км/ч

2. Для валки и раскряжевки деревьев, обрезки сучьев, а также для механизации некоторых ремонтно-строительных работ предназ- начены бензиномоторные пилы. Ранее применялись пилы типа <<Друж- ба>> или <<Урал>>, а теперь - мотопилы <<Штиль>> различных видов.

Преимущества пилы <<Штиль>> очевидны:

- снижен вес,

- повышена мощность,

- надежность,

- вибрация снижается за счет специальной антивибрационной системы,

- имеется система облегченного запуска (без специального стартера),

- имеется специальный тормоз (остановка цепи за считанные секунды),

- в некоторых пилах есть катализатор - снижает в выхлопных газах количество несгораемых веществ. В результате окружающая среда за- грязняется на 80% меньше вредными для здоровья человека углеводо- родными соединениями;

- уровень шума - 98 дцБ.

Тип двигателя: одноцилиндровый двухтактный карбюраторный двигатель внутреннего сгорания

Мотопила <<Дружба/>>Урал>> Мотопила <<Штиль>> Масса: 10,15 +_ 0,85 (кг); Масса: от 3,2 до 9,9 кг; мощность: 4+_0,5 л. с. (2,9 кВт); мощность: от 1,3 до 6,4 кВт; объём топливного объём топливного бака: 1,5 л (1500 см[3]); бака: 0,25 л (250 см[3]); объём цилиндра: 94 см[3] объём цилиндра: от 30 до 91см[3]

2. Чтобы определить высоту растущего дерева, протяжения кроны дерева и длину очищенной от сучьев части ствола (на равнинном рель- ефе местности), используют высотомер. В его конструкции: две вогнуто- выпуклые линзы (объектив) и плосковыпуклая линза (окуляр). Имеются две шкалы: для измерения деревьев высотой до 25м и до 30м. Систе- ма линз дает уменьшенное изображение дерева и отсчетной шкалы.

Устройство высотомера Внешний вид высотомера

3. Для измерения магнитных азимутов (буссолей) горизонтальных и вертикальных углов на местности и расстояний до точек на местно- сти применяют буссоль перископическую (на снимке)

Оптическая схема ее состоит из линзы объектива, двух треугольных призм и линз окуляра. Дает прямое (неперевернутое) изображение предмета.

Увеличение восьмикратное.

В устройство перископа вхо- дят плоские зеркала.

4. В лесном хозяйстве важное место занимает пилорама. В нашем лесхозе установлена новая ленточная пилорама <<Кедр>>.

От оператора (рамщика) зависит правильность настройки станка, выбор скорости пиления и подбор пил в зависимости от типа древесины.

Преимущества ленточной пилорамы:

- низкое знергопотребление,

- европейский стандарт качества распила,

- малая толщина пропила (1,9 мм),

- минимальное время распила одного изделия (30-50 сек),

- мобильность и другие.

Некоторые технические характеристики пилорамы:

Масса станка - 320 кг; потребляемое напряжение - 380 В; мощность электродвигателя привода пилы - 7,5 кВт; скорость пильной ленты- 30 м/с; максимальный диаметр обрабатываемого бревна- 1,1 м; минимальная толщина выпускаемой продукции- 1 мм;

Интересно, что в техническом описании указывается, каково шумовое воздействие пилорамы <<Кедр>> на окружающую среду: 75-78 дБ (для сравнения: громкость звонка будильника - 80 дБ)

5. Сушка пиломатериалов - одна из важнейших операций в техноло- гических процессах деревообработки, так как древесина, содержащая большое количество воды, легко поражается грибами, в результате чего загнивает. Понижение влажности приводит к снижению массы древеси- ны и повышению прочности; сухая древесина легко обрабатывается и склеивается. Правильная организация и проведение сушки невозможны без специальных знаний, т. е высокой квалификации операторов сушиль- ных установок.

Сушка древесины может происходить двумя путями: естественным (атмосферная) и искусственным (камерная).

Атмосферная сушка - наиболее доступный и дешевый способ обез- воживания древесины, раньше он был основным. Основной недостаток: процесс неуправляем. В районах с повышенной влажностью воздуха велика вероятность поражения пиломатериалов грибами, а на юге (от сильной жары) - растрескивания. Атмосферная сушка - процесс длитель- ный, зависит от климата, породы и толщины материала.

Рядом преимуществ обладает камерная сушка. Различают СВЧ-суш- ку, вакуумную, конвективную и конденсационную. В частности, у нас имеется конденсационная сушилка (в качестве охладителя используется фреон). Недостаток: производительность такой сушилки мала. Но разра- ботка новых конденсационных сушильных камер является перспективной.

6. Радиостанция <<Лён>>. В административном здании нашего лесхоза помещается стационарная радиостанция, а на подвижных объектах - автомобилях, тракторах - установлены мобильные радиостанции (питание - от источника постоянного тока напряжением 12,6 В). Время непрерывной работы на передачу - не более 15 минут.

Радиостанции такого типа предназначены для организации двусторон- ней радиосвязи в условиях среднепересеченной местности в любое время года и суток. В устройство радиостанции входят: приёмопередат- чик, громкоговоритель, антенно-согласующее устройство, штыревая антенна, кабель питания.

Типы радиоволн: используются короткие и ультракороткие волны, частота которых 1000 - 1450 Гц, так как использование длинных волн создает помехи. УКВ и КВ обладают свойством распространяться в пределах прямой видимости.

З А К Л Ю Ч Е Н И Е

В ходе нашего исследования мы рассмотрели, какие приборы используются в лесном хозяйстве на примере Чингисского лесхоза.

Считаем доказанным, что работникам лесного хозяйства необходимо иметь высокую квалификацию, чтобы использовать знание физических явлений при работе с различными устройствами.

А в недалеком будущем в нашем лесхозе планируется широко использовать компьютерную систему навигации, которая заменит многие морально устаревшие приборы.