Криптоловая печь своими руками: Коаксиальная криптоловая печь. | ИХХТ СО РАН

Коаксиальная криптоловая печь. | ИХХТ СО РАН

Кухтецкий С.В., [email protected]

Криптоловые печи, довольно широко применявшиеся в первой половине прошлого столетия, в настоящее время почти неизвестны экспериментаторам. Тем не менее, такие печи – очень простой, быстрый и эффективный способ получения высоких (1500-2000 градусов и выше) температур в лабораторных условиях, если по каким-то причинам нет возможности использовать современное специальное оборудование (индукционные, дуговые или другие высокотемпературные печи). В данной статье в очень краткой форме (фотографии с минимальными комментариями) показана конструкция и порядок сборки коаксиальной криптоловой печи. Особенность этой печи в том, что ток течет радиально, концентрируясь около центрального цилиндрического графитового электрода. Этот электрод выполняет и роль тигля. Внешний коаксиальный электрод большего диаметра изготовлен из стали и играет дополнительную роль — боковой стенки печи. Помимо замыкания тока, внешние слои криптола, примыкающие к внешнему электроду, служат теплоизоляцией.

При достаточно большом отношении радиусов внешнего и внутреннего электродов перегревная неустойчивость не возникает, высокотемпературная зона окружает только внутренний электрод, и печь работает устойчиво.
 

Введение

Когда у экспериментатора возникают разовые задачи, связанные с нагревом до температур выше 1100-1200 градусов, начинаются проблемы. Промышленные печи на такой температурный диапазон резко возрастают в цене по сравнению со штатными муфельными печами, а изготовление даже небольшой печи собственными силами «упирается» в проблему поиска подходящих материалов. Печи сопротивления с металлическими нагревателями требуют применения либо дорогих благородных металлов (например, платины), либо использования инертной или восстановительной атмосферы. Если же требуемые температуры превышают 1500 градусов, то практически единственным приемлемым вариантом является применение графитовых нагревателей с какой-нибудь подходящей защитой графита от окисления атмосферным воздухом.

Абсолютная герметизация графита в таких печах обычно не нужна. Достаточно исключить поступление свежего воздуха, содержащего много кислорода, непосредственно к нагревательному элементу. При этом удается достичь ресурса графитового нагревателя от нескольких десятков до сотни часов, в зависимости от рабочей температуры. Такой ресурс вполне удовлетворителен для единичных лабораторных экспериментов.

К сожалению, физико-химические свойства графита не способствуют изготовлению высокоомных графитовых нагревателей. Его хрупкость не дает возможности делать тонкие длинные спиральные нагреватели, а неустойчивость графита к окислению при высоких температурах заставляет делать нагреватели как можно толще для достижения приемлемого ресурса. Поэтому обычно применяют трубчатые графитовые нагреватели, которые имеют очень низкое сопротивление и требуют для своего питания специальные низковольтные сильноточные источники. Естественно, при этом обостряется проблема контактов и мощных токовводов в герметичную зону.

Электрическое сопротивление нагревателя можно легко увеличить, если использовать в качестве нагревателя не монолитный кусок графита, а некий объем, заполненный графитовыми гранулами размером 2-5 мм. Такая графитовая «крупа» называется криптолом и обладает рядом замечательных свойств, очень полезных для создания высокотемпературных нагревателей. А именно:

1. Графит (углерод) не образует нелетучих, непроводящих окислов. Поэтому приемлемое электрическое сопротивление контактов между гранулами сохраняется при любых температурах и степени окисления графита.
2. Электрическое сопротивление объема, заполненного криптолом, велико по сравнению с сопротивлением монолитного графита. Это дает возможность питать криптоловые печи более простыми и дешевыми источниками питания. Как будет показано ниже, при использовании тиристорных регуляторов возможно питание криптоловых печей вообще непосредственно от сети 220 вольт, без использования дорогих и громоздких трансформаторов.
3. Из-за того, что напряжение питания криптоловых печей получается достаточно высоким, начальная стадия разогрева криптола существенно облегчается за счет возникновения большого количества микроразрядов в зонах контакта зерен криптола друг с другом.
4. Использование толстых слоев криптола препятствует свободному поступлению кислорода воздуха в высокотемпературную зону. Это способствует увеличению ресурса нагревателя. По этой же причине, периферийные зоны криптола служат неплохим теплоизолятором для горячих центральных зон.

Благодаря этим замечательным свойствам криптоловые печи широко использовались в лабораторной практике в первой половине прошлого века [1-4]. К недостаткам же криптоловых печей можно отнести следующие.

1. Сравнительно малый ресурс. Обычно это несколько десятков (до сотни) часов в зависимости от рабочей температуры и степени герметизации криптола. С другой стороны, замена выгоревшего криптола – очень простая операция (простота зависит, конечно, от конструкции печи), связанная с выгрузкой старого и насыпкой свежего криптола.
2. Определенная «капризность» криптоловых печей, требующих постоянного контроля за их работой. Сопротивление криптолового нагревателя может заметно и самопроизвольно изменяться в широких пределах как из-за вибраций и ударов, так и от выгорания гранул криптола. Это затрудняет достижение стабильных, повторяемых режимов нагрева.
3. Выделение продуктов окисления криптола и восстановительная атмосфера в печи. Поэтому с такими печами необходимо работать под тягой (для небольших печей) или в хорошо проветриваемом помещении.

По мере развития высокочастотной преобразовательной техники и технологий индукционного нагрева, к настоящему времени криптоловые печи практически полностью вытеснены индукционными и преданы забвению. Достаточно «подробный» поиск в Сети дал всего две (!) современные статьи, так или иначе связанные с криптоловыми печами [5, 6]. Похоже, действительно, для промышленных и массовых лабораторных задач время криптоловых печей безвозвратно ушло. Тем не менее, в ряде случаев такие печи могут оказаться востребованными. К таким случаям относятся разовые недорогие эксперименты, связанные с нагревом до высоких температур, или малобюджетные проекты при отсутствии оборудования для индукционного нагрева. Поэтому я решил описать одну, на мой взгляд, удобную конструкцию коаксиальной криптоловой печи.

Она не требует дефицитных материалов, очень проста в изготовлении и вполне надежна в работе.

Примечание. Наши отцы-деды-прадеды изобрели много разных вариантов криптоловых печей. Возможно и такая конструкция, о которой пойдет речь ниже, тоже уже была. К сожалению, мне не удалось найти какого-то близкого прототипа описываемой здесь печи. Поэтому был бы очень признателен за ссылки на такую конструкцию, если она кому-нибудь встречалась.

 

Предупреждение об опасности

Элементы конструкций, рассматриваемых в данной статье, находятся под высоким напряжением и не имеют гальванической развязки от питающей сети. Поэтому при работе с ними нужно соблюдать предельную осторожность. ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ с этими печами можно проводить ТОЛЬКО ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ И ПОЛНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ИХ ОТ СЕТИ!
 

Источник питания

Традиционные криптоловые печи имели достаточно большое поперечное току сечение. Сопротивление нагревателя составляло величину десятые доли Ома и ниже, в зависимости от конструкции печи, качества криптола и плотности набивки.

Поэтому для их питания обычно использовались понижающие трансформаторы. Типичные режимы питания – токи от 50 до 150 А, напряжения 40-60 В. В данной работе мы будем иметь дело с менее мощными печами (до 10 кВт). Рабочее пространство организовано так, что сопротивление криптоловой засыпки составляет 10-20 Ом. Поэтому такие печи можно питать непосредственно от сети, используя какой-нибудь простой регулятор для управления мощностью печи. В данном случае был выбран простейший вариант симисторного регулятора с управлением на базе отечественной микросхемы фазового регулятора КР1182ПМ1. Схема регулятора взята из статьи [7] (рис.12 в [7]) практически без изменений. Она изображена на рис.1.

 

Рис.1. Схема простейшего регулятора мощности печи.

Резистор R1 лучше выбрать с выключателем, но можно и обойтись без него. Подключать регулятор к сети (да и отключать тоже) необходимо при таком положении ручки, чтобы ножки 3 и 6 микросхемы были «замкнуты». Конденсатор C1 уменьшит бросок тока, если вы забудете это сделать. Марка симистора зависит от предполагаемой мощности печи и возможностей питающей сети. У меня под рукой оказался ТС142-80. 80А хватит с огромным запасом. Для контроля среднего тока, потребляемого печью, желательно поставить какой-нибудь измеритель переменного тока.

Никаких особых требований к монтажу регулятора нет. Еще раз напомню, что радиатор симистора находится под высоким напряжением. Будьте предельно осторожны при работе! Правильно собранный регулятор обычно работает сразу. Испытаем его, подключив мощную лампу накаливания вместо печи (рис.2). Проверим плавность регулировки – яркость свечения должна плавно изменяться с поворотом ручки резистора. Также плавно должен изменяться и потребляемый ток.
 

Рис.2 Собранный регулятор в процессе испытания.

Теперь мы можем перейти к рассмотрению конструкции коаксиальной криптоловой печи.
 

Коаксиальная криптоловая печь

 

Схема печи

Схема коаксиальной криптоловой печи представлена на рис. 3.
 

Рис.3. Схема коаксиальной криптоловой печи.

Центральный электрод выполнен из графита. В верхней части этого электрода просверлено отверстие, которое представляет собой рабочую камеру печи (тигель). Внешний коаксиальный электрод выполнен из листовой стали и служит внешней стенкой. На центральный электрод, как на детскую пирамидку, надеваются керамические кольцевые вкладыши. Остальное пространство внутри печи заполнено криптолом.

Форма и количество керамических вкладышей может выбираться из различных соображений. Один из вариантов показан на рис.3. В этой конструкции верхний, нижний и боковой слои криптола (на рисунке – черные гранулы) выполняют функцию теплоизоляции. Заметно нагреваются только внутренние слои криптола (обозначены цветными гранулами). При этом, за счет радиального направления тока, максимальный нагрев происходит в центральной зоне вблизи графитового электрода, где плотность тока максимальна.
 

Процесс сборки печи

На серии следующих ниже рисунков показан процесс сборки и подготовки печи к работе. Все детали печи показаны на рис. 4.
 

Рис.4. Детали печи.

Сборку начнем с установки дна печи, центрального графитового электрода и нижних керамических вкладышей (рис.5).
 

Рис.5. Начало сборки печи.

После этого устанавливаем внешний электрод и засыпаем нижнюю часть печки криптолом (рис.6).
 

Рис.6. Нижняя часть печи готова.

Толщина слоя криптола над верхним вкладышем нижней группы составляет около 20 мм. Этот слой по сути дела и является нагревателем. На заднем плане рис.6. можно видеть зеркало, расположенное таким образом, чтобы через него было видно изображение печи сверху.

Можно продолжить сборку печи: поставить остальные керамические вкладыши и досыпать криптол. Мы это сделаем чуть позже. А пока посмотрим работу криптола в качестве нагревателя. Это позволит представить, как будем происходить процесс нагрева криптола в уже полностью собранной печи.

Подключаем регулятор к сети и начинаем плавно увеличивать R1 (рис. 1). Начиная с какого-то уровня станет слышно характерное потрескивание и вокруг центрального электрода можно будет наблюдать множество микроразрядов между гранулами криптола (рис.7).
 

Рис.7. Иллюстрация «работы» криптола.

По ссылке [8] можно посмотреть видео, на котором представлена начальная стадия разогрева криптола. На рис.8. мы видим, что область нагрева сосредоточена в области центрального графитового электрода.
 

Рис.8. Вид печи после испытаний.

После остывания криптола можно закончить сборку печи: устанавливаем верхнюю группу керамических вкладышей и засыпаем оставшееся пространство криптолом. Полностью собранная печь (без верхней крышки) показана на рис.9.
 

Рис.9. Полностью собранная печь.

 

Выводы и обсуждение

Итак, в данной статье мы рассмотрели конструкцию коаксиальной криптоловой печи и процесс ее сборки. Конечно, по ресурсу и удобству работы, криптоловые печи не идут ни в какое сравнение с печами, использующими, например, индукционный нагрев. Тем не менее, главное достоинство криптоловых печей заключается именно в простоте их изготовления и дешевизне. Для разовых лабораторных экспериментов, связанных с высокими температурами, эти факторы могут оказаться определяющими.

Важнейшая особенность печи, представленной в данной статье, заключается в том, что ток течет радиально между двумя коаксиальными электродами, концентрируясь около внутреннего графитового электрода. Важнейший безразмерный параметр этой печи – отношение диаметра внешнего электрода D к диаметру внутреннего d. Т.е. параметр D/d. Детальное исследование характера работы печи при различных значениях этого параметра не проводилось, но некоторые качественные наблюдения изложены ниже.

При достаточно большом значении этого параметра (D/d > 8-10) печь работает довольно устойчиво, и высокотемпературная зона сосредоточена вокруг центрального электрода. Именно такой вариант рассматривался выше (см. рис.7 и рис.8).

При меньших отношениях диаметров возможен несимметричный нагрев центрального электрода (рис. 10 слева) в начале работы, который исчезает при дальнейшем нагреве (рис.10 справа). В этом случае печь работает тоже довольно устойчиво.
 

Рис.10. Варианты работы печи с небольшим отношением диаметров электродов (D/d ~ 4).

При еще меньших отношения диаметров электродов (D/d < 2-3) начальный несимметричный нагрев криптола может развиваться в перегревную неустойчивость. При этом высокотемпературная зона занимает довольно узкую область между центральным и внешним электродами. Практически весь ток печи протекает через эту зону. Далее начинает спекаться криптол, плавиться керамические вкладыши и печь выходит из строя. Схематично такой режим работы показан на рис.11.
 

Рис.11. Схема неустойчивой работы криптловой печи.

Коаксиальные печи с малым отношением диаметров электродов требуют постоянного внимания и контроля. Поскольку конструкция печи полностью закрыта, уследить за локальным перегревом не всегда удается. Поэтому, для устойчивой и надежной работы коаксиальной криптоловой печи, отношение диаметров электродов не следует брать меньше 5-6 без серьезных на то причин.

Второй аргумент в пользу большого отношения диаметров электродов заключается в том, что внешние слои криптола греются слабо и служат хорошим теплоизолятором. В результате внешний стальной электрод не перегревается и не требует дополнительной теплоизоляции снаружи.

Ну и, наконец, третий и последний довод в пользу большого отношения диаметров электродов – возрастание электросопротивления слоя криптола с ростом этого отношения R = (ρ/(2*π*h))*ln(D/d), где ρ – удельное сопротивление криптола, h – высота слоя криптола. Большое отношение D/d позволяет отказаться от громоздких и дорогих трансформаторов и питать печь непосредственно от сети (естественно, с использованием регулятора мощности).
 

Литература

 

1. Веселовский, Шманенков И.В. Нагревательные приборы в лабораторной практике. ГНТИХЛ, М.-Л., 1947. Про криптоловые печи — стр.53-60. Книгу в формате djvu можно посмотреть здесь:
   http://ku.nextmail.ru/lib/01_Veselovskij.djvu.
2. Чмутов К.В. Техника физико-химического исследования. ГНТИХЛ, М., 1954. Фрагмент про криптоловые печи. Стр.29-32 можно посмотреть здесь:
   http://ku.nextmail.ru/lib/02_Chmutov.djvu.
3. Базилевич А.С. Криптоловые печи. ГРСЛ, М.-Л., 1935, с.68. Книгу в формате djvu можно посмотреть здесь:
   http://ku.nextmail.ru/lib/03_Bazilevich.djvu.
4. Зикеев Т.А., Корелин А.И. Анализ энергетического топлива. ГЭИ, М.-Л.,1948. Фрагмент про монтаж криптоловой печи. Стр.253-255 можно посмотреть здесь:
   http://ku.nextmail.ru/lib/04_Zikeev.djvu.
5. Попов А. Настольная плавильня.
   http://www.anytech.narod.ru/smeltery.htm или
   http://patlah.ru/etm/etm-04/stan%20metal/plavilni/plavilna/plavilna.htm
6. Иванова А.В., Михайлова Н.А. Технологические испытания глин. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. http://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=28761&file=ustu368.pdf
7. Немич А. Микросхема КР1182ПМ1 – фазовый регулятор мощности. Радио, 1999, N.7, C.44-46
8. Демонстрация процесса нагрева криптола:
   http://www. youtube.com/watch?v=VUz84ogPs-c и
   http://www.youtube.com/watch?v=f_jkq3PNTrw

особенности и характеристики установок. Виды лабораторных печей – муфельные, дуговые, тигельные печи в лабораториях

Оборудование используют для нагрева различных материалов с целью проведения определенных исследований: химических, физических, аналитических и прочих. Лабораторные печи отличаются конструкциями и диапазоном температурного режима. В зависимости от этих параметров их можно использовать в определенных технологических процессах.

Навигация:

1. Муфельные лабораторные печи
2. Тигельные лабораторные печи
3. Трубчатые лабораторные печи

Лабораторные печи Набертерм или СНОЛ выделяются среди подобного оборудования отличными техническими характеристиками. Оборудование изготавливают из современных теплоизоляционных материалов, которые не наделены большой массой. Это значительно уменьшает вес всей установки. Агрегаты оснащены новыми системами контроля температурного режима. Показания приборов всегда точны.

Примечание. Ремонт лабораторных печей такого вида не требует особых финансовых затрат. Чтобы избежать поломок агрегатов, необходимо регулярно проводить их техническое обслуживание.

Печь электрическая лабораторная имеет следующие преимущества:

• нагревание материала выполняется с четырех сторон;
• в процессе работы оборудование не затрачивает большое количество электрической энергии;
• в конструкции установлены нагреватели спирального вида, что позволяет сделать процесс обработки боле быстрым, так как они равномерно прогревают рабочий объем;
• безопасность использования агрегата, поскольку блок управления находится в нижней части установки.

Лабораторные печи для термообработки отличаются способом нагрева. Соответственно, изменяются виды нагревательных элементов. Существуют печи сопротивления лабораторные. В них нагревательные элементы выполнены из металлических сплавов и неметаллических материалов. Они просты в эксплуатации. С помощью специальных регулирующих устройств можно контролировать температурный режим в зоне нагрева.

Не менее популярные печи лабораторные индукционные. Нагревание элементов в системе происходит за счет теплового воздействия вихревых электрических токов. Такое оборудование позволяет совершать обработку при высоком температурном режиме. Поэтому оно получило название лабораторные вакуумные высокотемпературные печи. С их помощью плавят металл.

Дуговые лабораторные нагревательные печи – еще один вид оборудования. В них источником тепла является дуга, которая нагревается под действием электрического тока. В лабораторных исследованиях такие агрегаты имеют ограниченный спектр применения. По своей конструкции – это низкотемпературная лабораторная печь. Ее часто используют для проведения простых анализов на состав материала. Хотя, дуговая печь лабораторная легко разогревается до высокого уровня температуры. Единственным минусом является невозможность регулировать нагрев.

Следующий тип оборудования – плазменно-дуговая печь лабораторная высокотемпературная. С ее помощью можно нагревать материал до температуры выше +500 градусов. Как правило, тигель в такой установке выполнен из керамики. Минусом оборудования является то, что невозможно обеспечить равномерный прогрев материала по всей его плоскости.

В лабораторных работах часто используется электроннолучевая лабораторная печь (цена зависит от комплектации оборудования). В ней нагрев материала осуществляться посредством бомбардировки потоков ускоренных электронов. Основной спектр применения: очистка металла и выращивание монокристаллов.

Довольно просто приобрести печи лабораторные, производители такого оборудования могут быть отечественными или зарубежными. Качество агрегатов от этого не изменяется. Есть отличия в ценовой политике. Отечественные установки могут стоить в несколько раз дешевле импортных.

По типу конструкции лабораторная печь (в наличии и под заказ от производителя) бывает такой:

• муфельной;
• трубчатой;
• тигельной;
• криптоловой.

По форме корпуса бывают лабораторные печи камерные и шахтные. Они отличаются размером рабочего объема и принципом эксплуатации.

Муфельная печь лабораторная представляет собой агрегат с горизонтальной камерой нагрева. Материалы для изготовления нагревательных элементов: проволока, стержни из силита и другие. Как правило, элементы для нагрева размещены на внешней поверхности внутренних стенок муфеля.

Трубчатые лабораторные плавильные печи имеют конструктивную особенность. Они представляют собой трубы, выполненные из керамики или кварца, которые открыты с двух сторон. Расположение труб: вертикальное или горизонтальное. В некоторых установках такого типа присутствует механизм вращения корпуса. К этой группе оборудования относится лабораторная вращающаяся печь. С ее помощью проводят анализы на количественных и качественный состав материала.

Тигельные лабораторные печи для плавки различных материалов. Они обладают большой мощностью. Оборудование представляет собой цилиндр, в котором вертикально размещен тигель.

К этой группе агрегатов относятся криптоловые печи. Конструктивная особенность: нагревательный элемент сделан из криптола (угольные зерна). Разогреваются эти нагревательные печи лабораторные до 100 градусов. Нагрев осуществляется с помощью микродуг, созданных между зернами.

Примечание. Любая лабораторная вакуумная печь должна соответствовать ГОСТам, а также иметь определенные характеристики.

К характеристикам лабораторных печей относят следующее:

• герметичность – дверки рабочего корпуса должны плотно закрывать рабочее пространство;
• практичность – оборудование должно быть простым в эксплуатации и обслуживании;
• долговечность – агрегаты оснащают современными нагревательными приспособлениями, срок службы которых достигает более 10 лет.

Кроме этого, особое внимание уделяется футеровке. Печь вакуумная лабораторная (цена зависит от ее комплектации) изготавливается из жаропрочных легких материалов. Если установки имеют значительные габариты, в качестве футеровки используют шамотный кирпич.

Оборудование можно использовать не только для проведения анализа, но и для сушки материалов. Для этого существует специальная печь сушильная лабораторная. С ее помощью выполняют такие технологические процессы:

• прокаливание;
• просушивание;
• воздушную стерилизацию;
• обработку медицинских инструментов.

Любая лабораторная печь для термообработки такого типа имеет определенные габариты. Она оснащена нагревательными элементами. В некоторых установках в камере предусмотрены ячейки для размещения колб и пробирок.

Муфельные лабораторные печи

Оборудование представляет собой стандартный агрегат, который используют в различных отраслях промышленности. Лабораторные муфельные печи в Самаре или другом городе имеют определенные спектр применения. С их помощью выполняют обжиг, закалку, нагрев. Также проводят аналитические работы и лабораторные исследования химического состава анализируемого материала.

Муфельная печь лабораторная (цена зависит от размера оборудования и его комплектации) может разогреваться до температуры +1750 градусов. Стандартный размер рабочей камеры составляет 100х100х100 мм.

Муфельная печь лабораторная купить которую можно в специализированной торговой точке, нашла широкое применение в таких отраслях:

• металлургия;
• изготовлении строительных и отделочных материалов;
• физико-химических исследованиях;
• медицине;
• образовательных учреждениях;
• стоматологии;
• производстве пищевой продукции.

Муфельные печи в стоматологии используют для изготовления протезов, сушки, прогрева и обжига. В технологических процессах применяют оборудование небольших габаритов. Максимальный размер камеры 200х200х200 мм.

Коаксиальная криптоловая печь.

Кухтецкий С.В.,

• Введение
• Предупреждение об опасности
• Источник питания
• Коаксиальная криптоловая печь Схема печи
• Процесс сборки печи

Выводы и обсуждение

Литература

Криптоловые печи, довольно широко применявшиеся в первой половине прошлого столетия, в настоящее время почти неизвестны экспериментаторам. Тем не менее, такие печи – очень простой, быстрый и эффективный способ получения высоких (1500-2000 градусов и выше) температур в лабораторных условиях, если по каким-то причинам нет возможности использовать современное специальное оборудование (индукционные, дуговые или другие высокотемпературные печи). В данной статье в очень краткой форме (фотографии с минимальными комментариями) показана конструкция и порядок сборки коаксиальной криптоловой печи. Особенность этой печи в том, что ток течет радиально, концентрируясь около центрального цилиндрического графитового электрода. Этот электрод выполняет и роль тигля. Внешний коаксиальный электрод большего диаметра изготовлен из стали и играет дополнительную роль — боковой стенки печи. Помимо замыкания тока, внешние слои криптола, примыкающие к внешнему электроду, служат теплоизоляцией. При достаточно большом отношении радиусов внешнего и внутреннего электродов перегревная неустойчивость не возникает, высокотемпературная зона окружает только внутренний электрод, и печь работает устойчиво.

Введение

Когда у экспериментатора возникают разовые задачи, связанные с нагревом до температур выше 1100-1200 градусов, начинаются проблемы. Промышленные печи на такой температурный диапазон резко возрастают в цене по сравнению со штатными муфельными печами, а изготовление даже небольшой печи собственными силами «упирается» в проблему поиска подходящих материалов. Печи сопротивления с металлическими нагревателями требуют применения либо дорогих благородных металлов (например, платины), либо использования инертной или восстановительной атмосферы. Если же требуемые температуры превышают 1500 градусов, то практически единственным приемлемым вариантом является применение графитовых нагревателей с какой-нибудь подходящей защитой графита от окисления атмосферным воздухом. Абсолютная герметизация графита в таких печах обычно не нужна. Достаточно исключить поступление свежего воздуха, содержащего много кислорода, непосредственно к нагревательному элементу. При этом удается достичь ресурса графитового нагревателя от нескольких десятков до сотни часов, в зависимости от рабочей температуры. Такой ресурс вполне удовлетворителен для единичных лабораторных экспериментов.

К сожалению, физико-химические свойства графита не способствуют изготовлению высокоомных графитовых нагревателей. Его хрупкость не дает возможности делать тонкие длинные спиральные нагреватели, а неустойчивость графита к окислению при высоких температурах заставляет делать нагреватели как можно толще для достижения приемлемого ресурса. Поэтому обычно применяют трубчатые графитовые нагреватели, которые имеют очень низкое сопротивление и требуют для своего питания специальные низковольтные сильноточные источники. Естественно, при этом обостряется проблема контактов и мощных токовводов в герметичную зону.

Электрическое сопротивление нагревателя можно легко увеличить, если использовать в качестве нагревателя не монолитный кусок графита, а некий объем, заполненный графитовыми гранулами размером 2-5 мм. Такая графитовая «крупа» называется криптолом и обладает рядом замечательных свойств, очень полезных для создания высокотемпературных нагревателей. А именно:

1. Графит (углерод) не образует нелетучих, непроводящих окислов. Поэтому приемлемое электрическое сопротивление контактов между гранулами сохраняется при любых температурах и степени окисления графита.
2. Электрическое сопротивление объема, заполненного криптолом, велико по сравнению с сопротивлением монолитного графита. Это дает возможность питать криптоловые печи более простыми и дешевыми источниками питания. Как будет показано ниже, при использовании тиристорных регуляторов возможно питание криптоловых печей вообще непосредственно от сети 220 вольт, без использования дорогих и громоздких трансформаторов.
3. Из-за того, что напряжение питания криптоловых печей получается достаточно высоким, начальная стадия разогрева криптола существенно облегчается за счет возникновения большого количества микроразрядов в зонах контакта зерен криптола друг с другом.
4. Использование толстых слоев криптола препятствует свободному поступлению кислорода воздуха в высокотемпературную зону. Это способствует увеличению ресурса нагревателя. По этой же причине, периферийные зоны криптола служат неплохим теплоизолятором для горячих центральных зон.

Благодаря этим замечательным свойствам криптоловые печи широко использовались в лабораторной практике в первой половине прошлого века [1-4]. К недостаткам же криптоловых печей можно отнести следующие.

1. Сравнительно малый ресурс. Обычно это несколько десятков (до сотни) часов в зависимости от рабочей температуры и степени герметизации криптола. С другой стороны, замена выгоревшего криптола – очень простая операция (простота зависит, конечно, от конструкции печи), связанная с выгрузкой старого и насыпкой свежего криптола.
2. Определенная «капризность» криптоловых печей, требующих постоянного контроля за их работой. Сопротивление криптолового нагревателя может заметно и самопроизвольно изменяться в широких пределах как из-за вибраций и ударов, так и от выгорания гранул криптола. Это затрудняет достижение стабильных, повторяемых режимов нагрева.
3. Выделение продуктов окисления криптола и восстановительная атмосфера в печи. Поэтому с такими печами необходимо работать под тягой (для небольших печей) или в хорошо проветриваемом помещении.

По мере развития высокочастотной преобразовательной техники и технологий индукционного нагрева, к настоящему времени криптоловые печи практически полностью вытеснены индукционными и преданы забвению. Достаточно «подробный» поиск в Сети дал всего две (!) современные статьи, так или иначе связанные с криптоловыми печами [5, 6]. Похоже, действительно, для промышленных и массовых лабораторных задач время криптоловых печей безвозвратно ушло. Тем не менее, в ряде случаев такие печи могут оказаться востребованными. К таким случаям относятся разовые недорогие эксперименты, связанные с нагревом до высоких температур, или малобюджетные проекты при отсутствии оборудования для индукционного нагрева. Поэтому я решил описать одну, на мой взгляд, удобную конструкцию коаксиальной криптоловой печи. Она не требует дефицитных материалов, очень проста в изготовлении и вполне надежна в работе.

Примечание. Наши отцы-деды-прадеды изобрели много разных вариантов криптоловых печей. Возможно и такая конструкция, о которой пойдет речь ниже, тоже уже была. К сожалению, мне не удалось найти какого-то близкого прототипа описываемой здесь печи. Поэтому был бы очень признателен за ссылки на такую конструкцию, если она кому-нибудь встречалась.

Предупреждение об опасности

Элементы конструкций, рассматриваемых в данной статье, находятся под высоким напряжением и не имеют гальванической развязки от питающей сети. Поэтому при работе с ними нужно соблюдать предельную осторожность. ВСЕ МАНИПУЛЯЦИИ с этими печами можно проводить ТОЛЬКО ПОСЛЕ ВЫКЛЮЧЕНИЯ ПИТАНИЯ И ПОЛНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ ИХ ОТ СЕТИ!

Источник питания

Традиционные криптоловые печи имели достаточно большое поперечное току сечение. Сопротивление нагревателя составляло величину десятые доли Ома и ниже, в зависимости от конструкции печи, качества криптола и плотности набивки. Поэтому для их питания обычно использовались понижающие трансформаторы. Типичные режимы питания – токи от 50 до 150 А, напряжения 40-60 В. В данной работе мы будем иметь дело с менее мощными печами (до 10 кВт). Рабочее пространство организовано так, что сопротивление криптоловой засыпки составляет 10-20 Ом. Поэтому такие печи можно питать непосредственно от сети, используя какой-нибудь простой регулятор для управления мощностью печи. В данном случае был выбран простейший вариант симисторного регулятора с управлением на базе отечественной микросхемы фазового регулятора КР1182ПМ1. Схема регулятора взята из статьи [7] (рис.12 в [7]) практически без изменений. Она изображена на рис.1.

Рис.1. Схема простейшего регулятора мощности печи.

Резистор R1 лучше выбрать с выключателем, но можно и обойтись без него. Подключать регулятор к сети (да и отключать тоже) необходимо при таком положении ручки, чтобы ножки 3 и 6 микросхемы были «замкнуты». Конденсатор C1 уменьшит бросок тока, если вы забудете это сделать. Марка симистора зависит от предполагаемой мощности печи и возможностей питающей сети. У меня под рукой оказался ТС142-80. 80А хватит с огромным запасом. Для контроля среднего тока, потребляемого печью, желательно поставить какой-нибудь измеритель переменного тока.

Никаких особых требований к монтажу регулятора нет. Еще раз напомню, что радиатор симистора находится под высоким напряжением. Будьте предельно осторожны при работе! Правильно собранный регулятор обычно работает сразу. Испытаем его, подключив мощную лампу накаливания вместо печи (рис.2). Проверим плавность регулировки – яркость свечения должна плавно изменяться с поворотом ручки резистора. Также плавно должен изменяться и потребляемый ток.

Рис.2 Собранный регулятор в процессе испытания.

Теперь мы можем перейти к рассмотрению конструкции коаксиальной криптоловой печи.

Коаксиальная криптоловая печь

Схема печи

Схема коаксиальной криптоловой печи представлена на рис.3.

Рис.3. Схема коаксиальной криптоловой печи.

Центральный электрод выполнен из графита. В верхней части этого электрода просверлено отверстие, которое представляет собой рабочую камеру печи (тигель). Внешний коаксиальный электрод выполнен из листовой стали и служит внешней стенкой. На центральный электрод, как на детскую пирамидку, надеваются керамические кольцевые вкладыши. Остальное пространство внутри печи заполнено криптолом.

Форма и количество керамических вкладышей может выбираться из различных соображений. Один из вариантов показан на рис.3. В этой конструкции верхний, нижний и боковой слои криптола (на рисунке – черные гранулы) выполняют функцию теплоизоляции. Заметно нагреваются только внутренние слои криптола (обозначены цветными гранулами). При этом, за счет радиального направления тока, максимальный нагрев происходит в центральной зоне вблизи графитового электрода, где плотность тока максимальна.

Процесс сборки печи

На серии следующих ниже рисунков показан процесс сборки и подготовки печи к работе. Все детали печи показаны на рис. 4.

Рис.4. Детали печи.

Сборку начнем с установки дна печи, центрального графитового электрода и нижних керамических вкладышей (рис.5).

Рис.5. Начало сборки печи.

После этого устанавливаем внешний электрод и засыпаем нижнюю часть печки криптолом (рис.6).

Рис.6. Нижняя часть печи готова.

Толщина слоя криптола над верхним вкладышем нижней группы составляет около 20 мм. Этот слой по сути дела и является нагревателем. На заднем плане рис.6. можно видеть зеркало, расположенное таким образом, чтобы через него было видно изображение печи сверху.

Можно продолжить сборку печи: поставить остальные керамические вкладыши и досыпать криптол. Мы это сделаем чуть позже. А пока посмотрим работу криптола в качестве нагревателя. Это позволит представить, как будем происходить процесс нагрева криптола в уже полностью собранной печи.

Подключаем регулятор к сети и начинаем плавно увеличивать R1 (рис.1). Начиная с какого-то уровня станет слышно характерное потрескивание и вокруг центрального электрода можно будет наблюдать множество микроразрядов между гранулами криптола (рис. 7).

Рис.7. Иллюстрация «работы» криптола.

По ссылке [8] можно посмотреть видео, на котором представлена начальная стадия разогрева криптола. На рис.8. мы видим, что область нагрева сосредоточена в области центрального графитового электрода.

Рис.8. Вид печи после испытаний.

После остывания криптола можно закончить сборку печи: устанавливаем верхнюю группу керамических вкладышей и засыпаем оставшееся пространство криптолом. Полностью собранная печь (без верхней крышки) показана на рис.9.

Рис.9. Полностью собранная печь.

Выводы и обсуждение

Итак, в данной статье мы рассмотрели конструкцию коаксиальной криптоловой печи и процесс ее сборки. Конечно, по ресурсу и удобству работы, криптоловые печи не идут ни в какое сравнение с печами, использующими, например, индукционный нагрев. Тем не менее, главное достоинство криптоловых печей заключается именно в простоте их изготовления и дешевизне. Для разовых лабораторных экспериментов, связанных с высокими температурами, эти факторы могут оказаться определяющими.

Важнейшая особенность печи, представленной в данной статье, заключается в том, что ток течет радиально между двумя коаксиальными электродами, концентрируясь около внутреннего графитового электрода. Важнейший безразмерный параметр этой печи – отношение диаметра внешнего электрода D к диаметру внутреннего d. Т.е. параметр D/d. Детальное исследование характера работы печи при различных значениях этого параметра не проводилось, но некоторые качественные наблюдения изложены ниже.

При достаточно большом значении этого параметра (D/d > 8-10) печь работает довольно устойчиво, и высокотемпературная зона сосредоточена вокруг центрального электрода. Именно такой вариант рассматривался выше (см. рис.7 и рис.8).

При меньших отношениях диаметров возможен несимметричный нагрев центрального электрода (рис.10 слева) в начале работы, который исчезает при дальнейшем нагреве (рис.10 справа). В этом случае печь работает тоже довольно устойчиво.

Рис.10. Варианты работы печи с небольшим отношением диаметров электродов (D/d ~ 4).

При еще меньших отношения диаметров электродов (D/d < 2-3) начальный несимметричный нагрев криптола может развиваться в перегревную неустойчивость. При этом высокотемпературная зона занимает довольно узкую область между центральным и внешним электродами. Практически весь ток печи протекает через эту зону. Далее начинает спекаться криптол, плавиться керамические вкладыши и печь выходит из строя. Схематично такой режим работы показан на рис.11.

Рис.11. Схема неустойчивой работы криптловой печи.

Коаксиальные печи с малым отношением диаметров электродов требуют постоянного внимания и контроля. Поскольку конструкция печи полностью закрыта, уследить за локальным перегревом не всегда удается. Поэтому, для устойчивой и надежной работы коаксиальной криптоловой печи, отношение диаметров электродов не следует брать меньше 5-6 без серьезных на то причин.

Второй аргумент в пользу большого отношения диаметров электродов заключается в том, что внешние слои криптола греются слабо и служат хорошим теплоизолятором. В результате внешний стальной электрод не перегревается и не требует дополнительной теплоизоляции снаружи.

Ну и, наконец, третий и последний довод в пользу большого отношения диаметров электродов – возрастание электросопротивления слоя криптола с ростом этого отношения R = (ρ/(2*π*h))*ln(D/d), где ρ – удельное сопротивление криптола, h – высота слоя криптола. Большое отношение D/d позволяет отказаться от громоздких и дорогих трансформаторов и питать печь непосредственно от сети (естественно, с использованием регулятора мощности).

Литература

1. Веселовский, Шманенков И.В. Нагревательные приборы в лабораторной практике. ГНТИХЛ, М.-Л., 1947. Про криптоловые печи — стр.53-60. Книгу в формате djvu можно посмотреть здесь: https://ku.nextmail.ru/lib/01_Veselovskij.djvu.
2. Чмутов К.В. Техника физико-химического исследования. ГНТИХЛ, М., 1954. Фрагмент про криптоловые печи. Стр.29-32 можно посмотреть здесь: https://ku.nextmail.ru/lib/02_Chmutov.djvu.
3. Базилевич А. С. Криптоловые печи. ГРСЛ, М.-Л., 1935, с.68. Книгу в формате djvu можно посмотреть здесь: https://ku.nextmail.ru/lib/03_Bazilevich.djvu.
4. Зикеев Т.А., Корелин А.И. Анализ энергетического топлива. ГЭИ, М.-Л.,1948. Фрагмент про монтаж криптоловой печи. Стр.253-255 можно посмотреть здесь: https://ku.nextmail.ru/lib/04_Zikeev.djvu.
5. Попов А. Настольная плавильня. https://www.anytech.narod.ru/smeltery.htm или https://patlah.ru/etm/etm-04/stan%20metal/plavilni/plavilna/plavilna.htm
6. Иванова А.В., Михайлова Н.А. Технологические испытания глин. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. https://window.edu.ru/window_catalog/redir?id=28761&file=ustu368.pdf
7. Немич А. Микросхема КР1182ПМ1 – фазовый регулятор мощности. Радио, 1999, N.7, C.44-46
8. Демонстрация процесса нагрева криптола: https://www.youtube.com/watch?v=VUz84ogPs-c и https://www.youtube.com/watch?v=f_jkq3PNTrw

Тигельные лабораторные печи

В оборудовании обработка материала осуществляется в специальном тигле. Он может быть выполнен из керамики, огнестойкого стекловолокна или корунда. К этой категории оборудования относится лабораторная вакуумная индукционная печь. Ее основным преимуществом является экономичность.

Примечание. Тигельная печь термическая лабораторная в процессе работы не затрачивает большое количество электрической энергии.

Ее габариты незначительные, что позволяет использовать агрегат в различных производственных условиях. Лабораторная тигельная печь разогревается до температурного режима +1600 градусов. Рабочее пространство имеет различные параметры.

Полезное видео по теме

Схема создания небольшой отопительно-варочной печи:

Возведение печи, снабженной сушильной камерой, по чертежам Проскурина:

Кладка печи не терпит суеты и спешки. Нужно продумать и тщательно выполнить каждый этап работ, чтобы получить необходимый результат. Начать лучше с небольшой конструкции, как описано выше. Набравшись опыта, можно перейти к возведению более сложных печей: с духовым шкафом, сушильной камерой, арочными проемами и т.п.

Есть опыт сооружения печи с плитой? Пожалуйста, расскажите читателям о технических нюансах обустройства фундамента и выполнения кладки твердотопливного агрегата. Комментируйте публикацию, участвуйте в обсуждениях и добавляйте фотографии своих самоделок. Блок обратной связи расположен ниже.

Трубчатые лабораторные печи

Оборудование обладает компактными размерами. Максимальный температурный режим составляет +1100 или +1300 градусов. Все зависит от комплектации агрегата и его условий эксплуатации.

Как правило, трубчатая печь лабораторная – универсальная. Некоторые виды оборудования оснащают современными системами нагрева. В них провода намотаны непосредственно на трубку. Это позволяет гораздо быстрей набрать нужную температуру, и равномерно прогреть рабочее пространство.

Корпус трубы оборудования изготавливают из нержавеющей стали. Она более практичная и не наделена высоким показателем стойкости к разнообразным агрессивным воздействиям. Оборудование используют для плавки различных материалов, проверки их количественного состава, проведения анализов на устойчивость сырья к воздействию высокого температурного режима и других процессов.

Правила и нюансы эксплуатации

Чтобы печь была экономичной, её необходимо поддерживать в хорошем состоянии. Трещина шириной всего 2 мм в области задвижки обеспечит теплопотери на уровне 10% за счёт неконтролируемого поступления через неё воздуха.

Топить печь тоже нужно правильно. При сильно открытом поддувале может вылететь в трубу от 15 до 20% тепла, а если во время горения топлива будет открыта топочная дверца, то все 40%.

Дрова, которыми топится печь, обязательно должны быть сухими. Для этого их нужно заготавливать загодя. Сырые дрова дают меньше тепла, а кроме того, из-за обилия в них влаги в дымоходе образуется большое количество кислотного конденсата, который интенсивно разрушает кирпичные стенки.

Чтобы печь прогревалась равномерно, толщина поленьев должна быть одинаковой — около 8–10 см.

Дрова закладывают рядами или клеткой, так, чтобы между ними оставался зазор в 10 мм. От верха топливной закладки до верха топки должно остаться расстояние хотя бы в 20 мм, ещё лучше, если топка будет заполнена на 2/3.

Розжиг основной массы топлива производят лучиной, бумагой и пр. Использовать при этом ацетон, керосин или бензин запрещено.

После растопки нужно перекрыть вьюшку, чтобы тепло не выветривалось через дымоход.

При настройке тяги во время растопки нужно ориентироваться по цвету пламени. Оптимальный режим горения характеризуется жёлтым цветом огня; если он стал белым — воздух подаётся с избытком и значительная часть тепла выбрасывается в дымоход; красный цвет говорит о недостатке воздуха — топливо сгорает не полностью, а в атмосферу выбрасывается большое количество вредных веществ.

Порядок действий при создании печи из кирпича

Алгоритм действий при оборудовании кирпичной печи может быть следующим:

По окончании тщательного обустройства первого ряда печи. Следует смонтировать дверцу, предназначенную для поддувала. Эту дверцу категорически запрещено монтировать обычной проволокой. Правильным вариантом будет использование особых пластин из металла, подходящих по размеру. Далее можно начинать укладывать второй ряд, где нет никаких существенных сложностей. Третий ряд печи обустраивается аналогичному второму

Не стоит забывать, что для получения желаемой формы поддувала допускается стесывание кирпича с обеих его сторон, но крайне важно помнить, что высота дверцы должна полностью соответствовать высоте ряда кирпичей. Начинать укладывать четвертый ряд кирпичей требуется с левой стороны. В первую очередь нужно оборудовать дверцу, предназначенную для удаления золы, в противном случае система не сможет работать в полную мощность. Процесс монтажа идет по стандартной системе, но при этом важно перекрыть дверцу поддувала

Над отверстием для вывода золы необходимо проделать специальное отверстие квадратной формы, обеспечить которую можно, уложив кирпичи в определенном порядке. Выполняя кладку кирпича для пятого ряда, отверстие зольника нужно сужать, а в остальном способ монтажа соответствует укладке четвертого ряда

Процесс монтажа идет по стандартной системе, но при этом важно перекрыть дверцу поддувала. Над отверстием для вывода золы необходимо проделать специальное отверстие квадратной формы, обеспечить которую можно, уложив кирпичи в определенном порядке. Выполняя кладку кирпича для пятого ряда, отверстие зольника нужно сужать, а в остальном способ монтажа соответствует укладке четвертого ряда

Выполняя порядовку для шестого ряда печи, требуется использовать огнеупорный кирпич, который на различных схемах обычно отображается штриховкой, благодаря чему процесс монтажа значительно упрощается, а также исключается возможность неправильной кладки. На участке перед решеткой колосников рекомендуется сколоть кирпич, что позволит повысить производительность печи и упростит укладку топлива. Опорой для решетки в данном случае будет служить пятый ряд. При отсутствии возможности достать огнеупорный кирпич всегда можно воспользоваться и обычным, однако нельзя не отметить, что технические характеристики кирпича, стойко переносящего воздействия высоких температур, значительно превосходят характеристики обычного. В пространстве между шестым рядом и колосниковой решеткой обязательно потребуется оставить зазор шириной в 10 – 15 см, который впоследствии нужно будет заполнить песком. Эта часть будет выполнять функцию компенсатора расширения решетки из металла при работе печи.

Полученный ранее печной канал П-образной формы следует перекрыть так, чтобы в результате образовалось три новых канала. Этот этап предполагает монтаж дверцы для топки, которая будет опираться на шестой ряд. Укладка восьмого и девятого рядов печи типа «шведка» выполняется аналогичному седьмому

При этом важно отметить тот факт, что уровень девятого ряда обязательно должен совпадать с уровнем дверцы для топки. Кирпичи, закрывающие перегородку камеры для топки и левого канала с двух сторон потребуется стесать, так как это позволит обеспечить плавный переход отработанных газов из топки в канал (детальнее: «Печь шведка: порядовка своими руками по правильной схеме»). Основу десятого ряда также должен составлять огнеупорный кирпич

Среди особенностей этого этапа – необходимость исключительно вертикальной укладки, обеспечить которую можно, применив строительный уровень. Делать это нужно для того, чтобы на этот рад можно было уложить настил для варки, как того требует схема порядовки.

6.6 Электропечи

Небольшие тигельного типа школьные нагревательные печки

Для пробирок (рис. 122, г) очень удобны для проведения лабораторных работ. Они содержат открытую нагревательную спираль в углублениях фарфорового цилиндра 5, состоящего из двух половинок. Располагая проволокой из платины и из сплава платины с Родием, можно изготовить почти в любой лаборатории простую каскадную высокотемпературную тигельную печь.

Рис. 123. Каскадная (я) и криптоловая (б) тигельные печи

В качестве внутреннего нагревателя 3 в такой печи (рис. 123, а) применяют проволоку из сплава платины с 20% родия, который менее подвержен распылению при высокой температуре, чем чистая платина. Наружный нагреватель 4 — платиновая проволока.

Внутренний нагреватель изготавливают следующим образом. Из дерева вытачивают болванку диаметром 40 мм и высотой 150 мм, распиливают ее пополам и между половинками вставляют планку толщиной 3 — 5 мм, после чего болванку связывают и покрывают фильтровальной бумагой. Затем на болванку наматывают проволоку 3 диаметром 0,5 мм с расстоянием между витками 2 мм. Обмазку делают из тестообразной массы, состоящей из оксида магния MgO или циркония ZrO2 с добавкой 1 — 2% декстрина. Толщина обмазки нагревательной спирали 40 — 70 мм. Обмазке дают высохнуть при комнатной температуре, после чего вынимают планку, а за ней — половинки болванки, осматривают внутреннюю поверхность полученной трубки 2. Если она имеет дефекты, то последние покрывают тонким слоем той же замазки и затем подают на проволочное сопротивление напряжение. После первого нагревания обмазка спекается, становится достаточно прочной.

Полученный цилиндр обматывают снаружи платиновой проволокой 4 (диаметр 0,8 мм) и вставляют в шамотовую трубу 7 такого диаметра, чтобы между трубами 2 и 7 был зазор 70 мм для тепловой изоляции 5, в качестве которой используют оксид магния MgO. Печь снабжают крышкой 1 и огнеупорным основанием 6.

При токе 5 — 6 А через внутренний нагреватель 3 и 10 — 12 А через внешний нагреватель 4 при напряжении 220 В в печи развивается температура 1700 °С, мощность 3-4 кВт.

Криптоловая печь (рис. 123, б) содержит в качестве нагревателя криптол 4 (угольные зерна). При пропускании тока чере3 графитовые электроды 3 между отдельными зернами угля возникают маленькие электрические дуги.

Выделение энергий в форме теплоты происходит также из-за большого сопротивления в местах контакта зерен.

Если тигель 5 и корпус 2 изготовлены из MgO или AI2O3 (см. оазд- 1-2)» то в криптоловой печи при напряжении 60 — 100 В и силе тока 100 — 200 А можно получить температуру до 2000 °С. ддя питания криптоловой печи нужен электросварочный трансформатор.

Печь выделяет при работе значительное количество СО, поэтому ее следует размешать в вытяжном шкафу. Из-за образования монооксида углерода для измерения температуры в криптоловой печи нельзя применять платиновую термопару.

Сила тока в печи зависит от диаметра угольных зерен и плотности их набивки. Чем меньше размер зерен и плотнее набивка, тем больше сила тока и равномернее нагрев.

За криптоловой печью во время ее работы следует вести непрерывное наблюдение. Криптол может остыть в одном месте и ярко раскалиться в другом. Если это произошло, то, постукивая по верхнему графитовому кольцу 3 и стенкам 2 корпуса печи, утрамбовывают угольные зерна, плотнее прижимают верхнее графитовое кольцо к верхнему слою криптола. Печь снабжают крышкой 1.

Криптол готовят дроблением угольных электродов в ступке с последующим рассеиванием помола на ситах. Для печи отбирают зерна размером 2-3 мм.

Шахтные лабораторные печи отличаются от тигельных только своими размерами и мощностью.

 

Другие части:

6.6 Электропечи. Часть 1

6.6 Электропечи. Часть 2

 

 

К оглавлению

Как сделать солнечную печь из картонной коробки

Вот увлекательный самодельный проект, который научит ваших детей изучению тепловой энергии. Я люблю любую возможность объединить обучение и развлечение в одном мероприятии. Этот эксперимент прост и не требует большого количества расходных материалов. Кроме того, в конце дети получают вкусное угощение, так что это беспроигрышный вариант для всех.

Подойдет любой тип картонной коробки с крышкой.Он просто должен быть не менее трех дюймов в глубину и достаточно широк, чтобы в нем поместилась форма для пирога. Коробки для обуви идеально подходят для этого занятия.

Отметьте границу шириной в один дюйм вокруг трех сторон верхней части коробки. Используйте универсальный нож, чтобы вырезать лоскут.

Нанесите слой клея на внутреннюю (нижнюю) часть клапана, затем накройте алюминиевой фольгой. Выстелите внутреннюю часть коробки алюминиевой фольгой, приклеив ее и сделав как можно более гладкой.

Приклейте один слой пластика к основанию коробки под крышкой. Вам нужно приклеить скотчем только одну сторону пластика. Оставьте противоположную сторону открытой, чтобы вы могли вставить форму для пирога позже.

Приклейте еще один слой пластика через верх коробки, закрыв отверстие, которое вы вырезали, прямо под клапаном, выложенным фольгой. Заклейте скотчем обе стороны и убедитесь, что это надежно.

Установите солнечную печь на прямые солнечные лучи.Подоприте створку карандашом. Это отразит свет в коробку, помогая ей нагреться. Разогревайте духовку не менее 30 минут.

Разломите крекеры пополам и выложите их на форму для пирога. Поместите зефир на каждый квадрат крекера Грэма. Сначала вам нужно приготовить зефир, потому что он тает дольше, чем шоколад. Осторожно поднимите крышку и нижнюю пластиковую крышку и поместите форму для выпечки в духовку.Вы уже должны почувствовать тепло!

Заменить пластиковые слои и подпереть клапан карандашом. В зависимости от того, сколько здесь солнечного света и насколько жарко день, зефир может занять около 30 минут (или больше), чтобы он стал мягким. Когда они станут мягкими, добавьте кусочки шоколада и другие крекеры из муки грубого помола.

Вот наука о том, как работает солнечная печь. Когда тепловая световая энергия солнца попадает в вашу духовку, фольга в коробке отражает свет (тепло), концентрируя тепло в духовке.Зефир готовится во время абсорбции, когда в зефир передается тепло (энергия). Эта простая духовка работает, потому что картон и полиэтиленовая пленка изолируют духовку. Короче говоря, вы сделали крошечную конвекционную печь — тепло удерживается в духовке и обтекает зефир, готовя его.

игр для заработка, таких как Axie Infinity, могут стать мейнстримом криптовалюты

Эрик Вимер и Кристиан Зак, основатели Returnmates, сосредоточены на другом конце процесса покупки: на возврате.Они пытаются создать такую ​​же эффективную и удобную (и почти такую ​​же быструю) систему для отправки того, что вам в конце концов не нужно. В процессе они сотрудничают с некоторыми крупными брендами, которые делают ставку на то, что, упростив возврат, они, возможно, действительно смогут сделать покупателям более комфортными покупки в Интернете.

Вимер и Зак присоединились к подкасту «Исходный код», чтобы поговорить об индустрии возврата, почему компании, наконец, приходят к тому, чтобы упростить возврат и как создать эффективную систему для получения ненужной людям одежды, гаджетов, ковриков и кукольных домиков, откуда они пришел.

Вы можете прослушать наш полный разговор о последнем выпуске подкаста Исходный код , или нажав на проигрыватель выше. Ниже приведены выдержки из нашего разговора, отредактированные для большей ясности.

Вы относительно новая компания и пытаетесь делать что-то относительно новое. Итак, давайте начнем с самого начала: расскажите мне мифологическую историю происхождения Returnmates.

Эрик Ваймер: Мы с Кристианом были очень близкими друзьями здесь, в Лос-Анджелесе, последние три или четыре года.А во время COVID мы зацикливались на идеях, всегда сидели и думали о тенденциях, которые происходили в мире. И я спросил Кристиана, не хочет ли он прогуляться со мной на почту, потому что это то, что вы делали во время COVID, верно? Развлечение во время COVID было прогулкой до почты.

Итак, я вошел внутрь. Я вышел из почтового отделения минут через 30. И он просто посмотрел на меня и сказал: «Что ты там делал?» И когда я объяснил ему, что отправляю обратно купленную мной рубашку, которая не подходит, он сказал: «Именно поэтому я не делаю покупки в Интернете. «И это одна из тех вещей, о которых я думал сто раз, не так ли? Процесс возврата так разочаровывает. Я — серийный покупатель в Интернете, у меня есть что-то за дверью каждый божий день, я, вероятно, верну треть из них. И мне никогда не приходило в голову, что существует другой тип людей, которых на самом деле удерживают от покупок в Интернете возвраты и весь процесс.

Так что это вроде как начало нашего разговора Кристиан упомянул что-то вроде: «Почему бы нам просто не забрать доходы наших друзей?» И это породило идею просто создать эту первоначальную сеть и тщательно протестировать эту концепцию возможности сделать все вещь, не выходя из дома.

Кристиан, это ужасно жесткая позиция против покупок в Интернете.

Kristian Zak: Я не хочу ставить себя под ленивую скобку … но я знаю себя, и я знаю, что куплю что-то, и это будет просто так неделями и неделями, а затем я ‘ пропущу в срок.

Вот почему эта вещь была для нас очень интересной. Это не было похоже на один день, мы просто хотели решить проблему возврата и обратной логистики. Что действительно было захватывающим для нас, так это то, как будет развиваться покупательский опыт в результате устранения боли, связанной с возвратами.Он прослеживается на протяжении всего вашего опыта покупки: с того момента, как вы добавляете что-то в корзину, вы выбираете между определенными размерами или задаетесь вопросом: «Понравится ли мне это платье?» А затем вы проверяете правила возврата: платят ли они за обратную доставку? Сколько у меня дней?

Это просто постоянное сомнение в голове, когда вы делаете покупки в Интернете. Если вы полностью удалите это, это почти изменит то, как люди делают покупки в Интернете, это устранит это трение. Так что для нас это большой шаг.

Это просто постоянное сомнение в голове, когда вы делаете покупки в Интернете. Если вы полностью удалите это, это почти изменит то, как люди просто совершают покупки.

Теория заговора в моем мозгу говорит, что каждая компания должна ненавидеть вас, потому что они не хотят, чтобы вещи возвращались. Я покупаю пылесос на Amazon, который мне не нравится, но забываю вернуть его в течение 60 дней, а затем покупаю еще один пылесос на Amazon — это огромная победа. Часть меня чувствует, что все эти системы сложны намеренно.Потому что, если бы было легко вернуться, это было бы огромной болью для всех этих компаний. Насколько я прав или ошибаюсь в этом безумном предположении?

KZ: Вы в самом деле. Однако я думаю, что в последнее время произошел сдвиг. Пять лет назад все должны были платить за обратную доставку, это было нормой. Со временем ожидания становились все выше и выше. Люди проверяют политику возврата более 50% времени, так что это главное для людей. И мы просто думаем, что со временем ожидания от политики станут настолько легкими, насколько это возможно.Так что это в интересах бренда. И есть много вещей, которые мы выполняем внутри цепочки поставок, которые на самом деле не обязательно увеличивают отдачу. Это просто делает его более эффективным для бренда.

EW: Мы исходили из того же предположения, когда начинали свой бизнес. И только после того, как мы начали разговаривать с розничными продавцами и по-настоящему понять природу их бизнеса, мы действительно осознали, что это не только возможность по-настоящему порадовать клиентов, но и возможность значительно повысить эффективность цепочки поставок. это может быть реализовано путем более тесной интеграции такой компании, как Returnmates, с вашей обратной логистикой.

Мы обнаружили, что многие из этих товаров не возвращаются на полки, и компании платят за их отправку. Вдобавок к этому у вас есть потребители повсюду, они бросают товары в почтовых отделениях или UPS, и эти посылки отправляются обратно один за другим. Итак, мы обнаружили, что если кто-то действительно берет товар прямо у вас на пороге и приносит его обратно в централизованное место, мы можем поместить больше товаров в меньшее количество коробок и отправить их обратно продавцу.Так что это становится невероятно мощным для нас и для розничного продавца с точки зрения затрат. Кроме того, это лучше для окружающей среды.

Итак, в конце концов, покупатель выигрывает, потому что он получает опыт работы в белых перчатках. Бренд выигрывает, потому что они сокращают свои затраты, связанные с возвратами. И тогда побеждает окружающая среда. По нашему мнению, это то, к чему мы как бы стремимся, поскольку мы думаем о том, что дальнейшее развитие бизнеса — это просто полноценное обслуживание этих трех клиентов.

Итак, просто расскажите мне об этом опыте. Я покупаю, не знаю, слишком большой пиджак, который на мне выглядит глупо. И я говорю, что больше не хочу. Что произойдет дальше?

EW: Итак, вы переходите на наш веб-сайт и вводите небольшую информацию об адресе получения и о товаре, который вы хотите вернуть. Если у вас уже есть метка для этого элемента, вы можете просто перетащить ее прямо в форму; мы просто напечатаем это для вас. И затем вы выбираете способ передачи: вы можете либо передать его обратно партнеру напрямую, либо разместить его снаружи. После этого вы выбираете дату получения уже на следующий день.

После того, как вы отправите эту форму, мы введем ее в нашу систему. Итак, накануне вечером все оптимизируется. А утром в день вашего пикапа вы получите текстовое сообщение с 30-минутным окном, когда мы собираемся приехать. Тогда вы будете получать уведомления по пути. Так что, если вы решили, что хотите разместить что-то снаружи, вы можете просто набрать это, чтобы получить бесконтактный прием. Тебе даже не нужна коробка.

Допустим, вы отправляете обратно футболку, вы загрузили этикетку на наш сайт и у вас нет упаковочных материалов. Вы можете просто положить рубашку на улицу, ваш товарищ по возвращению заберет этот предмет, и вы получите на свой телефон подтверждение получения изображения, которое показывает, что они его успешно подняли. А затем мы привезем этот товар обратно на наш склад, где мы сделаем всю упаковку и подготовим его к отправке. Мы наклеим этикетку, заклеим коробку скотчем, упакуем вместе и доставим в нужное место. И затем для нас глазурь на торте, которую, как мы думали, всегда отсутствовала на протяжении всего процесса возврата, просто отправляет вам информацию для отслеживания, чтобы вы могли просто отслеживать, где находится этот предмет, и иметь это чувство безопасность, что он возвращается в нужное место.

Заботится ли это людей? Мне кажется, что когда вы что-то возвращаете, цель состоит в том, чтобы просто открыть дверь в магазине UPS, погрузить коробку внутрь и никогда больше об этом не думать.Хотят ли люди такой прозрачности?

EW: Они хотят, когда что-то идет не так. Все это — страховая игра. Мы обнаружили, что людей волнуют две вещи: вынося предметы из дома, они больше не хотят на них смотреть. А во-вторых, они хотят вернуть свои деньги. И поэтому наша цель — предоставить вам эти две вещи как можно быстрее.

Когда я начал читать о Returnmates, первое, о чем я подумал, была компания Shyp, созданная несколько лет назад. У них был другой взгляд на сон, но такой же прекрасный сон: у меня есть эта странная вещь, я передаю ее вам, и она исчезла. И кто бы не заплатил 5 или 6 долларов только за то, чтобы вытащить эту дурацкую штуку из моего дома? Но они просто не могли заставить его работать как бизнес. Итак, чему вы научились у Шипа?

EW: Shyp был своего рода нашим тематическим исследованием, посвященным этому. Я считаю, что очень важно понимать, чем занимались другие компании в прошлом. У Shyp, с нашей точки зрения, была невероятная команда, значительный объем финансирования и действительно интересная идея.Я думаю, что наш анализ показал, что бизнес-модель просто не обязательно соответствовала потребностям клиента. Их бизнес был востребован. Что мы обнаружили с нашим бизнесом, так это то, что мы получаем максимальную эффективность и лучшую экономию единицы, когда объединяем все в пакеты на следующий день. Таким образом, мы принимаем все эти запросы в одночасье, а затем оптимизируем наши маршруты на следующий день, что дает нам невероятную эффективность с нашей базой водителей.

И кроме того, время имеет значение, не так ли? Сейчас мы находимся в этом мире, где электронная коммерция выросла в геометрической прогрессии.Они говорят, что это ускорение на 10 лет вперед только на основе последних двух лет. И ожидания потребителей изменились. Я думаю, что сейчас гораздо более распространено, когда кто-то подходит к вашей двери и что-то бросает, будь то доставщик еды, водитель Amazon или кто-то забирает ваше белье. Все это обычное дело, и поэтому мы так оптимистичны, что прибыль, полученная из вашего дома, в конечном итоге станет для брендов всего лишь ставкой на стол, потому что это просто удовлетворит потребителя там, где он находится, и оправдает ожидания, которые у них есть. со временем росли.

KZ: Удобство — вот что объединяет все. Одна вещь, которую мы видели, заключается в том, что как только люди пользуются нашей службой однажды, они оказываются внутри. Наши показатели удержания составляют примерно 95%. Зачем мне уходить с дороги, когда я, вероятно, занят и работаю, у меня может не быть ленты, у меня нет принтера. В наши дни ни у кого нет принтера.

Это подводит меня к той части, которая меня больше всего восхищает, а именно: складывать дерьмо людей в коробки. Вам просто нужно собрать армию из удивительных упаковщиков коробок? Я представляю себе склад, полный вроде бы незакрепленного картона, ножей и скотча, точно так же, как эльфы Санты, работающие там весь день.Есть ли способ сделать это эффективно, продуманно и хорошо, или это просто безумный труд на все время?

EW: Итак, пара интересных моментов из того, что мы видели. Во-первых, 80% пикапов, которые у нас есть, не нуждаются в коробке.

Я бы предположил с точностью до наоборот.

EW: У них уже есть сумка или коробка. Мы также установили некоторые параметры для бизнеса, по которым мы не берем ничего, что не поместилось бы в багажник Prius.Драйвера гигабайты, у многих есть Приусы. Мы делаем эти разовые случаи, когда мы кладем в коробку кукольный домик или небольшой коврик, и тому подобное. Но по большей части мы получаем эти предметы, и им просто нужно приклеить скотч или наклеить этикетку, и тому подобное.

Но еще одна интересная вещь, которую мы делаем, — это повторно используем коробки. Мы постоянно получаем дополнительные коробки, просто по роду деятельности. Мы также спрашиваем клиентов, хотят ли они подарить коробки или сдать их на переработку, а затем наши водители забирают их, приносят обратно на наш склад, и мы повторно используем их.Поскольку до тех пор, пока коробка конструктивно в порядке и она может вернуть товар розничному продавцу в том же состоянии, в котором мы его упаковали, почему бы нам не использовать ту же коробку? Ежедневно вокруг плавают миллионы и миллионы коробок. Ужасно для окружающей среды. Поэтому, по нашему мнению, мы бы предпочли использовать их как можно чаще, чтобы больше не выпускать в обращение. Наша цель состоит в том, чтобы с течением времени фактически выпускать в обращение меньшее количество из них.

Как вы относитесь к опыту водителей? Поскольку это происходит не так быстро, вы не отправляете людей каждую секунду каждый день. Но когда вы думаете о том, как должна выглядеть концертная версия этого, какова цель?

EW: Что действительно круто в этой возможности для людей, так это то, что вам не нужно общаться с людьми. Около 20% наших пикапов — это прямые передачи. Так что в очень редких случаях вы действительно с кем-то общаетесь.

Подождите, значит, вы говорите, что 80% ваших клиентов просто оставляют вещи вне дома в красиво упакованных коробках? У вас самые приятные клиенты на планете.Для меня это безумие.

EW: Хорошо, я пройду немного назад. Красиво упаковано, определенно нет. В большинстве случаев мы получаем вещи в распакованном виде, но с ними есть коробка или полиэтиленовый пакет.

Хорошо, достаточно честно. А как водителям платят? Это по часам?

EW: Обычно по маршруту. Так что в зависимости от того, где находится этот маршрут и какова его длина. Есть способы, которыми вы также можете компенсировать это по часам, поэтому мы обычно даем им средний почасовой заработок, чтобы было очень ясно, что они будут зарабатывать.

Возврат не вызывает такого ощущения срочности, как когда вы голодны и хотите, чтобы еду доставили к вам домой. Мы с Кристианом очень сильно чувствуем, что мир действительно движется к тому месту, где спрос снижается, верно? Это не по запросу, это более медленный спрос. Люди собираются доставить вещи на следующий день или, может быть, позже на неделе, или, может быть, они группируют свои поставки и получают их раз в неделю. И вы видите это сейчас с разными типами продуктовых наборов, и с этими службами доставки еды или другими службами, которые просто собирают вещи вместе.

На самом деле мир движется к тому месту, где спрос снижается, верно? Это не по запросу, это более медленный спрос.

Мы думаем, что этот вид больше подходит к этой категории, чем к категории по запросу. Просто не все должно быть по запросу. Верно? Все дело в ожиданиях, которые вы предъявляете к потребителю.

Какая марка белух у Returnmates? Тот, на кого ты похож, если бы мы только могли войти в комнату с ними и дать им понять, насколько лучше мы могли бы сделать их жизнь, мы бы захватили мир?

KZ: Мой ответ действительно удивит вас, Эрик, но я думаю, что это Зара. Zara была бы просто безумным объемом, его довольно легко закрепить. Там нет никаких сумасшедших вещей. Так что лично для меня Zara — это своего рода Мекка.

EW: Zara действительно интересна еще и потому, что это быстрая мода. И поскольку их циклы намного короче, должно быть безумное количество отходов, которые возвращаются в их распределительные центры, которые они не продают.

Шахта — Нордстрем. Nordstrom одержим качеством обслуживания клиентов. Они никогда не задают вам никаких вопросов, когда вам нужно что-то отправить или вернуть им.Они придумали кучу разных вариантов, предлагая их в магазинах и используя свои магазины в качестве центров выполнения и всех подобных вещей. И поэтому, когда я лежу ночью в постели и думаю об этих китах, с которыми мы хотели бы интегрироваться, я думаю, что Нордстрем был бы первым в списке.

Мы можем перенаправить товары во все разные места, мы можем объединить их и доставлять фургоны в ваши местные магазины, мы можем отправить их обратно в ваш распределительный центр, мы можем сами организовать линейные перевозки в ваши распределительные центры и полностью исключить перевозчиков. Я имею в виду, что после интеграции с вашей цепочкой поставок возможности безграничны.

Неделя покупок 2021

Что такое доказательства с нулевым разглашением? | WIRED

В цифровой безопасности чем меньше беспорядочной информации распространяется, тем лучше. Чем меньше компаний хранит вашу финансовую отчетность, тем меньше вероятность того, что они будут обнаружены в результате взлома. Но хотя есть много способов сократить совместное использование и хранение данных, есть некоторые вещи, о которых сервисам нужно знать , верно? Благодаря криптографическому методу, известному как «доказательства с нулевым разглашением», это не всегда так.

Методы с нулевым разглашением — это математические методы, используемые для проверки вещей без обмена или раскрытия базовых данных. Представьте себе платежное приложение, которое проверяет, достаточно ли у вас денег на банковском счете для завершения транзакции, не узнавая больше о вашем балансе. Или приложение, подтверждающее действительность пароля без необходимости напрямую его обрабатывать. Таким образом, доказательства с нулевым разглашением могут помочь брокеру всевозможных конфиденциальных соглашений, транзакций и взаимодействий более конфиденциальным и безопасным способом.

Протоколы с нулевым разглашением — это вероятностные оценки, что означает, что они не доказывают что-либо с полной уверенностью, которую могло бы сделать простое раскрытие. Вместо этого они предоставляют небольшие фрагменты несвязанной информации, которая может накапливаться, чтобы показать, что достоверность утверждения в подавляющем большинстве случаев вероятна .

Исследователи из Массачусетского технологического института впервые начали разработку концепции доказательства с нулевым разглашением в 1980-х годах. Классический пример полезности доказательств с нулевым разглашением описывает двух миллионеров, Алису и Боба, которые хотят знать, у кого из них больше денег, не раскрывая, сколько у каждого из них богатства. Эти методы приобрели известность за последнее десятилетие более конкретным образом, отчасти благодаря их полезности в приложениях блокчейн, таких как криптовалюты. Например, доказательства с нулевым разглашением могут использоваться для проверки транзакций с криптовалютой, управляемых в блокчейне, и борьбы с мошенничеством без раскрытия данных о том, из какого кошелька был получен платеж, куда он был отправлен или сколько валюты перешло из рук в руки. Напротив, цифровая валюта, не имеющая доказательств с нулевым разглашением, такая как Биткойн, раскрывает всю эту информацию.

Помимо криптовалюты, исследователи стремились применить доказательства с нулевым разглашением к механизмам цифровой идентификации, безопасной альтернативе туманным фотокопиям свидетельств о рождении и фотографиям паспортов на смартфонах. Эти схемы удостоверения личности также могут позволить людям доказать, что они соответствуют минимальному возрасту, не сообщая дату рождения, или что у них есть действующие водительские права, не передавая свой номер.

«У нас есть доказательства с нулевым разглашением, которые могут доказать действительно сложные программы, и их проверка намного быстрее, чем фактический пересчет всей программы самостоятельно», — говорит криптограф Джонса Хопкинса Мэтью Грин.«Так что, если я хотел доказать вам, что у меня есть правильный блокчейн, я могу просто предоставить вам доказательство — это намного быстрее, чем пройти через весь блокчейн и проверить его самостоятельно».

Помимо проверки данных блокчейна, недавно улучшенная гибкость в доказательствах с нулевым разглашением может применяться ко всем различным типам сравнения размеров и масштабов. И исследователи предполагают, что такие методы также потенциально могут быть использованы физически, скажем, в сфере контроля над ядерными вооружениями, чтобы определить ракетно-ядерные возможности разных стран, не имея возможности напрямую инспектировать их оружие.

В июле Агентство перспективных исследовательских проектов Министерства обороны объявило о новой инициативе под названием «Защита информации для зашифрованной проверки и оценки», которая направлена ​​на адаптацию доказательств с нулевым разглашением для использования в вооруженных силах США. На практике это может означать развитие возможностей доказать происхождение или происхождение данных без раскрытия того, как они были конкретно получены. Это может включать доказательство того, что цифровая система имеет уязвимость в системе безопасности, без необходимости раскрывать подробности об уязвимости или методах ее использования.Наиболее конкретный пример SIEVE относится к приписыванию кибератаки определенной группе людей, организации или нации. В этой ситуации целью будет возможность доказать атрибуцию без необходимости раскрывать секретные данные или конкретные хакерские возможности любой из сторон. Если бы доказательства с нулевым разглашением можно было использовать таким образом, этот метод значительно упростил бы решение хорошо задокументированной проблемы атрибуции кибербезопасности.

Доказательства с нулевым разглашением также можно было бы использовать для правительственных инициатив по обеспечению прозрачности другими способами, например доказать, что аудиты IRS выбираются справедливо.

Алан Тьюринг Биография | POPSUGAR Tech

The Imitation Game с участием актера Шерлока Бенедикта Камбербэтча в роли Алана Тьюринга, английского гения математики, криптологии и логики, должен выйти в прокат 21 ноября. В фильме сочетаются информатика и мистер Камбербэтч — два. из наших любимых вещей — и мы наконец-то посмотрели официальный трейлер.

Но прежде чем наш любимый Бенедикт снова выйдет на большой экран, познакомьтесь с человеком, которого он играет: Аланом Тьюрингом, очаровательным персонажем, который установил многие из основополагающих принципов информатики.

Узнайте о жизни и работе Алана с помощью этого мультимедийного введения об отце современных компьютеров.

Раннее начало

23 июня 1912 года Этель Сара Стоуни, дочь главного инженера Мадрасской железной дороги, родила Алана Тьюринга в Паддингтоне, Лондон. Алан проявил признаки гения в очень молодом возрасте. В 15 лет он сжал Теория относительности Альберта Эйнштейна для своей матери.

Рождение компьютерных наук

Три величайших вклада Алана Тьюринга касаются информатики, вычислений и взлома немецких кодов загадок во время Второй мировой войны.Мой любимый ученый объясняет, какие разработки Алана глубоко повлияли на эти области науки. Тест Тьюринга, например, показал, является ли машина разумной, если человек не может различить, исходит ли электронное сообщение от человека или от компьютера, закладывая основу для искусственного интеллекта.

Пилотный ас

Музей науки в Лондоне организовал выставку под названием «Взломщик кодов», посвященную 100-летию со дня рождения Алана Тьюринга. Pilot Ace — еще одно изобретение Алана, и именно этот компьютер раскрыл тайну крушения самолета в 1954 году, спасенного из океана, в котором необходимо было вычислить миллионы измерений с самолета.

Жертва предубеждений

Как открытый гей, Алан Тьюринг был обвинен в непристойном поведении и был вынужден выбирать между таблетками «химической кастрации» или пожизненным заключением. Он выбрал таблетки и позже впал в депрессию. В 1954 году Тьюринг покончил с собой в возрасте 41 года, зашнуровав яблоко цианидом.

Наследие Алана Тьюринга

В этой лекции «Введение в информатику» профессор Массачусетского технологического института Эрик Гримсон излагает историю вычислений, начиная с Алана Тьюринга (около 23 минут). Профессор Гримсон объясняет, как вычислительные машины, подобные тем, которые разработал Тьюринг, превратились в «компьютеры с хранимыми программами», которые были самой ранней формой компьютеров, которые мы используем сегодня.

3 простых способа самостоятельно прочистить раковину

Если в вашей раковине сливаются трубы постепенно, вы можете очистить ее уксусом и пищевой содой.

JPC-PROD / iStock

Если вы пытаетесь слить воду из раковины, но кажется, что ничего не исчезает, возможно, это затруднено. И хотя вы можете взять бутылку Драно, вы можете выбрать метод, который не будет включать слив химикатов в канализацию (или у вас просто нет времени бежать в магазин).

Опция, которая вам нужна для возобновления потоковой передачи ваших конвейеров, может в настоящее время оставаться в ваших шкафах. Некоторые методы требуют легкого перемешивания, в то время как другие требуют дополнительных усилий и силы всасывания, чтобы очистить сток. Но эти приемы вполне доступны по сравнению с вызовом сантехника.

Обновите свой дом с помощью самых последних достижений в области автоматизации, безопасности, энергетики, сетей и многого другого.

В зависимости от того, насколько серьезно засорение, вам может потребоваться выполнить все эти методы и повторить их несколько раз, чтобы прочистить вашу раковину. И если в вашей кухонной раковине есть устройство для удаления отходов, попробуйте запустить его до того, как вы начнете измельчать любую пищу, которая может там находиться (это типичный фактор, мешающий.Вот самые лучшие способы прочистить раковину и слить застоявшуюся воду с неприятным запахом.

Если раковина на кухне не сливает воду из труб, используйте смесь пищевой соды и уксуса, чтобы очистить ее, или погрузите ее в воду.

Taylor Martin / CNET

Используйте поршень

Если в раковине действительно есть стоячая вода, лучший способ уменьшить сток — это погрузить ее. Вам понадобится вантуз — но в идеале не тот, который есть в вашем туалете (фу), так что используйте аккуратный. Отличная идея — купить небольшой вантуз под раковиной для этой исключительно важной функции.

Если у вас двойная раковина, убедитесь, что вы подключили противоположную вилку перед тем, как начать, чтобы уплотнение не было повреждено и вода не вылилась из другого конца.

Поместите поршень над сливом в раковине, чтобы получить результат всасывания, и сильно прокачивайте вверх и вниз, пока вода не начнет выходить. После того, как вся застоявшаяся вода вытечет из раковины, аккуратно спустите ее в канализацию, чтобы убедиться, что она прозрачная.В противном случае вам придется снова окунуться.

Используйте смесь пищевой соды и уксуса

Если у вас нет под рукой аккуратного поршня, вы можете использовать надежную стратегию очистки с помощью пищевой соды и уксуса. Это приводит к появлению пузырьков, которые отделяют более крупные куски грязи и быстро уменьшают сток.

Сначала вскипятите воду в чайнике, а затем спустите в канализацию (электрические чайники могут нагреть воду где угодно, но неважно, как вы получите кипящую воду — просто будьте осторожны, чтобы не пролить).

Она должна быть кипящей, а не просто горячей водой из крана, чтобы она могла разжижать и охлаждать частицы пищи и мелкие засорения. Это поможет устранить сток, но не устранит полностью препятствие. Однако, если у вас действительно есть трубопроводы из ПВХ, лучше избегать этого действия, поскольку это может ослабить уплотнения трубопровода. Вы все еще можете смывать горячей водой из-под крана после того, как вы действительно обработали уксусом и пищевой содой.

Сейчас играет:
Смотрите:

Как очистить духовку с помощью пищевой соды и уксуса

1:30

Затем вылейте около стакана пищевой соды в канализацию и оставьте на несколько минут.Возможно, вам придется использовать деревянную ложку, резиновую лопатку или пластиковую посуду, чтобы вытолкнуть пищевую соду в канализацию. Я бы не стал использовать металл или что-нибудь острое, что не нужно очищать от раковины.

После того, как сода застынет, налейте чашку белого дистиллированного уксуса. Комбинация создаст шипучую реакцию, которая поможет ослабить засорение. Используйте пробку и заткните раковину примерно на 15 минут. За это время вскипятите еще одну кастрюлю с водой. По истечении времени слейте кипящую воду в раковину, чтобы промыть ее еще раз.

Повторяйте это регулярно, чтобы предотвратить накопление в будущем.

Держите слив в раковине чистым.

Brian Bennett / CNET

Очистите P-сифон от старых продуктов и жира

Если вы перепробовали все варианты, но раковина все равно не сливает воду, возможно, вам нужно очистить P-сифон. Это часть вашей раковины, которая не дает мусору и канализационным газам подниматься в канализацию.

Во-первых, аккуратно вставьте выпрямленную вешалку в отверстие в раковине, чтобы удалить любые продукты, которые могли застрять в канализации.К сожалению, если это не сработает, вам придется разбирать P-ловушку.

Сифон расположен под раковиной и имеет форму буквы U. Чтобы снять его, наденьте пару перчаток (например, пластиковые перчатки для мытья посуды или кожаные перчатки, которые вы не боитесь испачкать) и поместите ведро, мусор может или мешок для мусора под трубами, чтобы поймать застрявшую пищу или воду. Если он затянут слишком туго, используйте плоскогубцы, чтобы ослабить крепление.

Теперь, когда он удален, используйте что-нибудь твердое, например, нож или вешалку, чтобы протолкнуть пищу и соскоблить с боков от жира.Теперь вы можете снова установить P-сифон и следить за стоком воды, как и положено.

Сифон P-образной формы расположен под раковиной.

Home Depot

Позаботьтесь о вывозе мусора

Вывоз мусора — одна из наиболее частых причин засорения раковины. Это может быть ложка или еда, которая подкрепляет его. Следуйте этим советам, чтобы предотвратить повторное засорение раковины.

• Никогда не сливайте жир в канализацию.Вместо этого вылейте его в старую стеклянную банку (например, от соуса для пасты) и выбросьте ее в мусор, когда она остынет.
• Если у вас есть мусоропровод, всегда используйте холодную воду вместо горячей. Холодная вода помогает удерживать жир в твердой форме, чтобы он не прилипал к стенкам трубы. Горячая вода может растопить его, и на трубы прилипнет грязь.
• Не выбрасывайте определенные продукты в мусорную корзину, например картофельные кожуры, кости, кофейную гущу, макароны и многое другое.Они могут повредить или затупить лезвия (кости, кофейная гуща) или сделать их липкими и засоренными (картофельная кожура, макаронные изделия).

Каким творческим способом вы прочистили кухонную раковину? Дайте нам знать об этом в комментариях.

Готовы прочистить водопровод во всем доме? Узнайте, как легко и глупо очистить лейку для душа и как прочистить унитаз без ванны.

Другие задания для дома своими руками

% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 7 0 объект /Заголовок /Тема / Автор /Режиссер / Ключевые слова / CreationDate (D: 20211107005135-00’00 ‘) / ModDate (D: 20200412123013Z) / PTEX.Fullbanner (это pdfTeX, версия 3.1415926-2.5-1.40.14 \ (TeX Live 2013 / Debian \) kpathsea версия 6.1.1) / В ловушке / Ложь >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > эндобдж 5 0 obj > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект > эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект > эндобдж 20 0 объект > эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > эндобдж 25 0 объект > эндобдж 26 0 объект > эндобдж 27 0 объект > эндобдж 28 0 объект > эндобдж 29 0 объект > эндобдж 30 0 объект > эндобдж 31 0 объект > эндобдж 32 0 объект > эндобдж 33 0 объект > эндобдж 34 0 объект > эндобдж 35 0 объект > эндобдж 36 0 объект > эндобдж 37 0 объект > эндобдж 38 0 объект > эндобдж 39 0 объект > эндобдж 40 0 объект > эндобдж 41 0 объект > эндобдж 42 0 объект > эндобдж 43 0 объект > эндобдж 44 0 объект > эндобдж 45 0 объект > эндобдж 46 0 объект > эндобдж 47 0 объект > эндобдж 48 0 объект > эндобдж 49 0 объект > эндобдж 50 0 объект > эндобдж 51 0 объект > эндобдж 52 0 объект > эндобдж 53 0 объект > эндобдж 54 0 объект > эндобдж 55 0 объект > эндобдж 56 0 объект > эндобдж 57 0 объект > эндобдж 58 0 объект > эндобдж 59 0 объект > эндобдж 60 0 объект > эндобдж 61 0 объект > эндобдж 62 0 объект > эндобдж 63 0 объект > эндобдж 64 0 объект > эндобдж 65 0 объект > эндобдж 66 0 объект > эндобдж 67 0 объект > эндобдж 68 0 объект > эндобдж 69 0 объект > эндобдж 70 0 объект > эндобдж 71 0 объект > эндобдж 72 0 объект > эндобдж 73 0 объект > эндобдж 74 0 объект > эндобдж 75 0 объект > эндобдж 76 0 объект > эндобдж 77 0 объект > эндобдж 78 0 объект > эндобдж 79 0 объект > эндобдж 80 0 объект > эндобдж 81 0 объект > эндобдж 82 0 объект > эндобдж 83 0 объект > эндобдж 84 0 объект > эндобдж 85 0 объект > эндобдж 86 0 объект > эндобдж 87 0 объект > эндобдж 88 0 объект > эндобдж 89 0 объект > эндобдж 90 0 объект > эндобдж 91 0 объект > эндобдж 92 0 объект > эндобдж 93 0 объект > эндобдж 94 0 объект > эндобдж 95 0 объект > эндобдж 96 0 объект > эндобдж 97 0 объект > эндобдж 98 0 объект > эндобдж 99 0 объект > эндобдж 100 0 объект > эндобдж 101 0 объект > эндобдж 102 0 объект > эндобдж 103 0 объект > эндобдж 104 0 объект > эндобдж 105 0 объект > эндобдж 106 0 объект > эндобдж 107 0 объект > эндобдж 108 0 объект > эндобдж 109 0 объект > эндобдж 110 0 объект > эндобдж 111 0 объект > эндобдж 112 0 объект > эндобдж 113 0 объект > эндобдж 114 0 объект > эндобдж 115 0 объект > эндобдж 116 0 объект > эндобдж 117 0 объект > эндобдж 118 0 объект > эндобдж 119 0 объект > эндобдж 120 0 объект > эндобдж 121 0 объект > эндобдж 122 0 объект > эндобдж 123 0 объект > эндобдж 124 0 объект > эндобдж 125 0 объект > эндобдж 126 0 объект > эндобдж 127 0 объект > эндобдж 128 0 объект > эндобдж 129 0 объект > эндобдж 130 0 объект > эндобдж 131 0 объект > эндобдж 132 0 объект > эндобдж 133 0 объект > эндобдж 134 0 объект > эндобдж 135 0 объект > эндобдж 136 0 объект > эндобдж 137 0 объект > эндобдж 138 0 объект > эндобдж 139 0 объект > эндобдж 140 0 объект > эндобдж 141 0 объект > эндобдж 142 0 объект > эндобдж 143 0 объект > эндобдж 144 0 объект > эндобдж 145 0 объект > эндобдж 146 0 объект > эндобдж 147 0 объект > эндобдж 148 0 объект > эндобдж 149 0 объект > эндобдж 150 0 объект > эндобдж 151 0 объект > эндобдж 152 0 объект > эндобдж 153 0 объект > эндобдж 154 0 объект > эндобдж 155 0 объект > эндобдж 156 0 объект > эндобдж 157 0 объект > эндобдж 158 0 объект > эндобдж 159 0 объект > эндобдж 160 0 объект > эндобдж 161 0 объект > эндобдж 162 0 объект > эндобдж 163 0 объект > эндобдж 164 0 объект > эндобдж 165 0 объект > эндобдж 166 0 объект > эндобдж 167 0 объект > эндобдж 168 0 объект > эндобдж 169 0 объект > эндобдж 170 0 объект > эндобдж 171 0 объект > эндобдж 172 0 объект > эндобдж 173 0 объект > эндобдж 174 0 объект > эндобдж 175 0 объект > эндобдж 176 0 объект > эндобдж 177 0 объект > эндобдж 178 0 объект > эндобдж 179 0 объект > эндобдж 180 0 объект > эндобдж 181 0 объект > эндобдж 182 0 объект > эндобдж 183 0 объект > эндобдж 184 0 объект > эндобдж 185 0 объект > эндобдж 186 0 объект > эндобдж 187 0 объект > эндобдж 188 0 объект > эндобдж 189 0 объект > эндобдж 190 0 объект > эндобдж 191 0 объект > эндобдж 192 0 объект > эндобдж 193 0 объект > эндобдж 194 0 объект > эндобдж 195 0 объект > эндобдж 196 0 объект > эндобдж 197 0 объект > эндобдж 198 0 объект > эндобдж 199 0 объект > эндобдж 200 0 объект > эндобдж 201 0 объект > эндобдж 202 0 объект > эндобдж 203 0 объект > эндобдж 204 0 объект > эндобдж 205 0 объект > эндобдж 206 0 объект > эндобдж 207 0 объект > / ProcSet [/ PDF / Text / ImageC / ImageB / ImageI] >> эндобдж 208 0 объект > транслировать x ڝ XK6W + Qoȡmѹ = f / {/) 8әAK (>> 2} dN ˜t} ō_} 2} NG ^ ggt &! O /? CcjOKw5N, H & p / g1z} Иб (9 && ɀQ>? ޡ4 YO ޠ FP @ mxi: 3 «$ f. 60 барьер 112-битное простое решение ECDLP — LACAL — EPFL

Введение

Мы рады сообщить, что мы установили новый рекорд для задачи дискретного логарифмирования эллиптических кривых (ECDLP), решив ее над 112-битным конечным полем. Предыдущий рекорд был для 109-битного простого поля и датируется октябрем 2002 года. Наш расчет был выполнен на кластере игровых консолей PlayStation 3 в Лаборатории криптологических алгоритмов EPFL.

Чем мы занимались

Учитывая 112-битное простое число p = (2 ¹²⁸ -3) / (11 * 6949), пусть E будет эллиптической кривой над конечным полем F _p элементов p, заданных Уравнение Вейерштрасса y ² = x ³ + ax + b с

a = 4451685225093714772084598273548424 и
b = 2061118396808653202

6166388514.

Точка P в группе точек E ( F _p ) из E над F _p с координатами (x, y) (188281465057972534892223778713752,341987549103317096082 имеет порядок 16 4451685225093714776491891542548933.

Мы решили дискретный логарифм по P для точки

Q = (1415926535897932384626433832795028, 3846759606494706724286139623885544)

в E ( F _p ) и обнаружил, что Q = 312521636014772477161767351856699 * P .Обратите внимание, что координата x Q была выбрана как [(π-3) * 10 ³⁴ ].

Сколько времени прошло

Вычисление было начато 13 января 2009 г. и завершено 8 июля 2009 г. Оно запускалось и выключалось, иногда прерывалось другими криптоаналитическими проектами, такими как this or this или посещения PlayLaB, как описано здесь (на французском языке), в кластере более 200 игровых консолей PlayStation 3 (PS3). При непрерывном запуске с использованием последней версии нашего кода тот же расчет потребовал бы 3.5 месяцев. Всего было выполнено около 8,5 * 1016 сложений точек эллиптической кривой, что соответствует примерно 1018 модульным сложениям и умножениям 112-битных целых чисел. На PS3 это эквивалентно примерно 14 полным 56-битным поискам ключей DES.

Насколько нам известно, наш расчет является новым рекордом для ECDLP по простым полям. Это превосходит предыдущий рекорд кривой для 109-битного простого поля, который был установлен в 2002 году, потребовав 549 дней вычислений более чем 10 000 членов в почти 250 командах, тратя эквивалент 2002 года на полный рабочий день вычислений на 4000-5000. ПК (ср.здесь и здесь).

Детали

Мы использовали обычную распараллеленную версию rho-метода Полларда с 24-битным отличительным свойством. Мы собрали более пяти миллиардов выделенных точек, прежде чем столкновение было обнаружено. Это очень близко к тому, что мы ожидали, исходя из парадокса дня рождения с использованием обычной 50% вероятности успеха. Выделенные точки хранились в несжатом формате открытого текста, чтобы облегчить поиск коллизий с помощью стандартных команд unix. Требуется хранилище 0.6 терабайт дискового пространства.

Полная информация о вычислениях будет описана в следующей публикации. Особый интерес представляет наше новое 128-битное «неаккуратное сокращение», которое сочетает в себе избыточное представление классов остатка по модулю 112-битного простого числа p с быстрым 128-битным усечением. Последнее может привести к неверному результату, но это происходит с такой малой вероятностью, что это не произошло ни разу за весь расчет. Если бы произошла ошибка, это могло бы привести к неправильной выделенной точке, которая была бы поймана.Небрежное сокращение позволило нам сделать наш код без ветвлений и, таким образом, очень эффективным на 4-сторонних SIMD-модулях синергетической обработки (SPU) PS3. Подробнее о нашей реализации можно найти в Приложении к этой статье. Наша методика применима и к другим особым образом отформатированным простым числам, таким как простое число 2255-19, предложенное в этом контексте профессором Даниэлем Дж. Бернстайном. Мы не использовали общую карту отрицания, поскольку она требует ветвления и приводит к тому, что код работает медленнее в среде SIMD.

Для каждого SPU четыре трейла обрабатывались в режиме SIMD, два из этих четырех кортежей были конвейеризованы, чтобы избежать всех задержек процессора, и 50 из этих четырех пар кортежей были запущены одновременно, чтобы получить прибыль от одновременной инверсии Монтгомери. Таким образом, с 6 SPU на PS3 один PS3 обрабатывает 2400 трейлов параллельно, а весь кластер выполняет более полумиллиона трейлов параллельно.

Почему это актуально

Вычисления такого рода могут повысить нашу уверенность в надежности криптографии на основе эллиптических кривых (ECC).Чтобы лучше понять, насколько сложно было бы решить якобы сложные математические проблемы, лежащие в основе ECC, мы пытаемся решить ECDLP для параметров, которые относительно малы по сравнению с теми, которые будут использоваться в ECC. Полученное время работы в сочетании с обычными методами экстраполяции затем дает оценки жесткости, на основе которых могут быть выбраны «безопасные» параметры или может быть оценена безопасность используемых систем ECC.

В стандарте ECC, который вскоре будет отменен, используются 160-битные простые поля. Обычно считается, что решение ECDLP для таких полей требует усилий, которые по крайней мере в 16 миллионов раз больше, чем для 112-битных простых полей.Время выполнения, которое мы наблюдали для 112-битного случая, подразумевает, что, хотя предполагается, что 160-битный стандарт ECC будет постепенно отменен к концу 2010 года, в течение следующего десятилетия ни один обычный пользователь не должен чрезмерно беспокоиться о безопасность 160-битного ECC. Подробнее об этом, а также о безопасности 1024-битных модулей RSA можно прочитать здесь.

Криптоаналитический потенциал кластера PS3

В предыдущей работе было показано, что один и тот же кластер PS3 может использоваться и для совершенно разных криптоаналитических задач, а именно для поиска коллизий для криптографических хеш-функций.Об этом уже широко сообщалось в сети и в криптографической литературе. Для получения дополнительной информации посетите http://www.win.tue.nl/hashclash/ и ссылки, указанные там. Другая работа, связанная с симметричным криптоанализом (например, поиск по симметричному ключу), находится в стадии подготовки.

Наше текущее приложение ECDLP сильно отличается и показывает, что PS3 также хороша для асимметричных криптографических задач. Обычно они включают модульную арифметику, которая может быть применена, например, к ECDLP (как здесь) и к методу эллиптических кривых (ECM) для разложения целых чисел на множители.

Благодарности

Мы с благодарностью выражаем признательность за поддержку Швейцарскому национальному научному фонду в рамках грантов 200021-119776 и 206021-117409, а также EPFL DIT.

Авторы

Йоппе В. Бос ¹ и Марсело Э. Кайхара ¹
с Торстеном Кляйнджунгом ¹ , Арьеном К. Ленстра ^1,2 и Питером Л. Монтгомери ³

(1) EPFL IC LACAL, CH-1015 Lausanne, Switzerland
(2) Alcatel-Lucent Bell Laboratories, Murray Hill, NJ, USA
(3) Microsoft Research, One Microsoft Way, Redmond, WA 98052, США

.