七橋問題和流通面積
一筆畫
老婆下載了一個(gè)一筆畫的app,和兒子玩的不亦樂乎

遇到很難的一筆畫的圖形,她會(huì)叫我:
趕緊過來幫忙,這關(guān)怎么過。
我一看,一筆畫,隨口就應(yīng)了一句:
SO EASY.
老婆慍怒:瞧你嘚瑟的,給你一分鐘,能找到答案嗎?
我胸有成竹,嘚瑟不饒人:
所有一筆畫,都是SO EASY。
只見我手指如有神助,在Ipad上行云流水,絲般順滑,迅速找到了一筆畫的路徑。
兒子驚呼:爸,你是大神啊~
然后又對(duì)老婆面授玄機(jī),將百年秘傳傾囊相授。少頃,學(xué)會(huì),練習(xí)了數(shù)次之后,果然手到擒來,不過非但未等到老婆贊譽(yù),反而被罵曰:
好好的一個(gè)游戲,被你一句話,弄得再?zèng)]有挑戰(zhàn)性,不想玩了!
到底是什么秘籍呢?
七橋問題
在加里寧格勒(Kaliningrad)有七座橋,連接著由普雷戈里亞(Pregolya)河分割而成的兩個(gè)島嶼和兩大陸地。
在 18 世紀(jì),這里被稱為柯尼斯堡,隸屬普魯士,這一區(qū)域有很多橋。當(dāng)時(shí),有一個(gè)與柯尼斯堡的橋相關(guān)的腦筋急轉(zhuǎn)彎:如何每座橋只穿過一次,而逛遍整個(gè)城市。下圖為柯尼斯堡七座橋的簡(jiǎn)化圖。

1735年,有幾名大學(xué)生寫信給當(dāng)時(shí)正在俄羅斯的彼得斯堡科學(xué)院任職的天才數(shù)學(xué)家歐拉,請(qǐng)他幫忙解決這一問題。

歐拉在親自觀察了哥尼斯堡七橋后,認(rèn)真思考走法,但始終沒能成功,于是他懷疑七橋問題是不是原本就無解呢?
1736年,在經(jīng)過一年的研究之后,29歲的歐拉提交了《哥尼斯堡七橋》的論文,圓滿解決了這一問題,同時(shí)開創(chuàng)了數(shù)學(xué)新一分支---圖論。
在論文中,歐拉將七橋問題抽象出來,把每一塊陸地考慮成一個(gè)點(diǎn),連接兩塊陸地的橋以線表示。并由此得到了如圖一樣的幾何圖形。若我們分別用A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)表示為哥尼斯堡的四個(gè)區(qū)域。這樣著名的“七橋問題”便轉(zhuǎn)化為是否能夠用一筆不重復(fù)的畫出過此七條線的問題了。

歐拉天才的發(fā)現(xiàn):如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)去N次,出來N次,那么這個(gè)節(jié)點(diǎn)必定是可以作為中間通過的節(jié)點(diǎn)的,此時(shí)節(jié)點(diǎn)上的連線必定是2N,為偶數(shù),記為偶節(jié)點(diǎn)。
如果一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)來N次,出去N+1次,那么必定是起始點(diǎn)或者終點(diǎn),它的特征是節(jié)點(diǎn)上連線為奇數(shù),記為奇節(jié)點(diǎn)。
一筆畫問題,就被歐拉直接轉(zhuǎn)成了數(shù)節(jié)點(diǎn)的奇偶問題。如果一張圖上都是偶數(shù)節(jié)點(diǎn),那么隨便走都可以一筆畫。如果一張圖上僅僅有2個(gè)奇數(shù)節(jié)點(diǎn),那么必然要從奇數(shù)節(jié)點(diǎn)出發(fā),到奇數(shù)節(jié)點(diǎn)結(jié)束。
遇到2個(gè)以上的奇數(shù)節(jié)點(diǎn)的圖,一筆畫是畫不出來的。
七橋問題,4個(gè)節(jié)點(diǎn)都是奇數(shù),所以問題無解。
我告訴的秘訣就是:
一筆畫的APP都有解,所以遇到難題,找2個(gè)奇數(shù)節(jié)點(diǎn)定為出發(fā)點(diǎn)和結(jié)束點(diǎn)就很容易解決了。
流通面積
歐拉解決七橋問題,充分用到了有進(jìn)有出,有借有還的思維。和一筆畫類似,在壓力容器中,很多的解決方案,也是這種簡(jiǎn)易有效的思維方法,比如各類流通面積的要求,隨手舉例如下:
a) 在GB151-2014中,對(duì)于殼程進(jìn)出口的面積和管束進(jìn)口或出口區(qū)域面積要使得pv2不超過一定的值。

當(dāng)然有條件還是按照GB151-1999中一樣,不小于接管截面積。
b) 比如,對(duì)于內(nèi)導(dǎo)流筒,端部到管板距離,應(yīng)使該處流通面積不小于導(dǎo)流筒的外側(cè)流通面積。

c) 設(shè)計(jì)內(nèi)部分布管時(shí),出口支管或者開孔的面積應(yīng)大于主管截面積。
d) 比如安全閥,爆破片的面積要求

f) 比如泄放管的面積要求

案例
在某項(xiàng)目中,一臺(tái)夾套容器,由于夾套壓力很高,按照夾套完整的包住內(nèi)筒,內(nèi)筒壁厚非常厚。
為了降低成本,參考采用了如下的結(jié)構(gòu)

將內(nèi)筒斷開,按照兩段筒體計(jì)算,并設(shè)置加強(qiáng)圈。內(nèi)筒大大減薄。
但是在設(shè)計(jì)的時(shí)候,并未核算加強(qiáng)圈的開孔面積是否足夠。
后審核人核算開孔面積和接管面積后,加了4倍的開孔數(shù)量。假設(shè)開孔面積不夠,進(jìn)口截面大于出口截面,一腔夾套壓力不斷累積,是很危險(xiǎn)的。由于這種結(jié)構(gòu)不常出現(xiàn),所以一旦不注意,真容易出現(xiàn)設(shè)計(jì)問題。
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