Mik a méretezési törvények?

A méretezési törvények a tudomány és a mérnöki munka fogalma.Olyan változókra utal, amelyek drasztikusan megváltoznak a figyelembe vett skálától (méretet).Például, ha megpróbált egy 50 tonnás bányászati járművet építeni, ugyanolyan mérnöki feltételezésekkel, mint egy 2 tonnás autó, akkor valószínűleg olyan járművel járna, amely még nem is fut.A skálázási törvények gyakran megjelennek, amikor figyelembe vesszük egy szokatlanul nagy vagy kicsi konstrukció kialakítását, így gondos gondolkodásra van szükség ahhoz, hogy a tipikus méretű konstrukciók alapelveit szokatlanul méretű konstrukciókra terjesszék.

Egyes méretezési törvények egyszerűek.Például egy háromdimenziós konstrukció esetén a térfogat növekszik a lineáris dimenziók kockájával.Ez egyszerűen azt jelenti, hogy a lineáris dimenziók minden tízszeres növekedése esetén a konstrukciók térfogata 1000 -szer növekszik. Ez jelentős a gépek vagy szerkezetek tervezéséhez: Ha meg akarta duplázni a víztorony kapacitását, akkor csak növeli annak lineáris méreteit.Néhány tucat százalékkal, ahelyett, hogy megduplázná őket.Egyszerű, de igaz.

A méretezési törvények összetettebb variációi vannak.A skálázási törvények néhány legérdekesebb megnyilvánulását a mikrotechnológia és a nanotechnológia területén találják meg, ahol a mérnököknek mind a kis skálákból származó szokatlan tulajdonságokkal kell megbirkózniuk és kiaknázniuk.A mikrofluidikumokban ezeknek a szokatlan tulajdonságoknak a része közé tartozik a lamináris áramlás, a felületi feszültség, az elektromos áramlás, a gyors termikus relaxáció, az elektromos felületi töltések és a diffúzió.Például, a körülbelül fél milliméternél kisebb méretű folyadékkamrákban az áramlás lamináris, ami azt jelenti, hogy két konvergáló csatorna nem tud keverni a turbulenciát, mint a makro-skálán, és ehelyett diffúzióval kell kevernie.Sok más példa van a méretezési törvényekre itt.Példa lehet minden, ami minden méretarányban fordul elő, ideértve a lavinák jelenségét, az elektromos szigetelők kopását, a folyadékok perkolációját rendezetlen tápközegek révén, és az oldatban lévő molekulák diffúziója.Ahogy többet megtudunk a fizikáról és a mechanikáról, érdekes új skála-invariáns jelenségeket fedezünk fel.Általában a legtöbb fizikai tulajdonság skálánként változik.