傣族堆沙節(jié)

在沙堆動(dòng)力學(xué)背后，蘊(yùn)藏著自組織臨界性的思想 ：一個(gè)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)會(huì)自身（不需要外部干涉、引導(dǎo)）會(huì)演化到臨界狀態(tài)，在這個(gè)狀態(tài)，任何一個(gè)小的擾動(dòng)，比如加一粒沙，所引起的后果是不可預(yù)測(cè)的。很可能引起一些小的沙崩，但如果恰好在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，也學(xué)會(huì)引發(fā)特大的沙崩。如果你把這些“沙崩”比喻成地震的話，那么我們可以說(shuō)，引發(fā)大地震和小地震的原因是一樣的，比如說(shuō)是地殼的某一次小的滑動(dòng)，正如我們?cè)谏扯焉想S機(jī)加上的那一粒沙一樣，很偶然的原因，但產(chǎn)生的后果也許是一個(gè)感覺(jué)不到的地震或者是日本發(fā)生的9級(jí)的地震。這個(gè)發(fā)現(xiàn)對(duì)以揭示大自然如何運(yùn)作的物理學(xué)家來(lái)說(shuō)，是一件美妙的作品。而對(duì)于做地震預(yù)測(cè)的研究人員來(lái)說(shuō)則是災(zāi)難。如果大地震和小地震都由一些很偶然的原因引起，而這些“偶然”的原因又是那么的無(wú)窮無(wú)盡，那么預(yù)測(cè)從理論上來(lái)說(shuō)是不可能的。

沙堆模型模擬了一個(gè)沙堆的形成和坍塌過(guò)程 。用一個(gè)畫(huà)滿了正方形小格子的平面表示沙堆的所在區(qū)域，每個(gè)小格子表示沙堆中的一個(gè)局部區(qū)域，而小格子中有一個(gè)數(shù)字表示了這個(gè)局部地區(qū)的沙粒的數(shù)目。根據(jù)我們玩沙的經(jīng)歷，可以知道當(dāng)沙堆堆到一定的高度時(shí)，會(huì)不斷的坍塌。這個(gè)現(xiàn)象被Bak等抽象為沙堆模型中唯一的一個(gè)坍塌規(guī)則，當(dāng)某個(gè)小格子的沙粒超過(guò)一個(gè)特定的坍塌數(shù)值（比如4），這個(gè)小格子中的沙粒因?yàn)檫^(guò)于不穩(wěn)定而會(huì)發(fā)生“沙崩”，所有的沙粒都會(huì)因?yàn)樘骄牧飨蛳噜彽母褡又小＞植康摹吧潮馈痹S會(huì)引起連鎖反應(yīng)，比如剛好讓相鄰格子的沙粒也超過(guò)了坍塌的數(shù)值發(fā)生了坍塌，然后又繼續(xù)影響它周圍的格子。我們可以根據(jù)某一個(gè)沙崩影響格子的多少來(lái)定義一個(gè)沙崩的大小。當(dāng)你不斷的向這個(gè)“沙堆”加入沙粒，取決于沙堆的狀態(tài)和沙粒添加的位置，會(huì)不斷的會(huì)產(chǎn)生“沙崩”，大的，小的不停的演化。這是一個(gè)很簡(jiǎn)單的模型，用一個(gè)普通的個(gè)人電腦就可以做出模型的模擬計(jì)算。也正因?yàn)楹?jiǎn)單，所以這個(gè)模型可以有很大的普遍性，比如說(shuō)如果認(rèn)為地震過(guò)程也只是地殼間的摩擦、碰撞，沙堆模型很類似于地震的發(fā)生現(xiàn)象。

在地震研究領(lǐng)域內(nèi)，有一個(gè)很有名的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象規(guī)律叫做Gutenberg – Richter定律。這個(gè)定律描述了在某一個(gè)地區(qū)一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間段內(nèi)不同大小的地震所發(fā)生的頻率的規(guī)律。隨著觀察水平的提高，這個(gè)規(guī)律也一再被后來(lái)的科學(xué)家用更多、更新的數(shù)據(jù)重新發(fā)現(xiàn)。與我們經(jīng)驗(yàn)相符的是，數(shù)據(jù)表明大地震很少，小地震很多。但超乎直覺(jué)的是，各種大小的地震，從震級(jí)為2小地震到震級(jí)為7的大地震，發(fā)生的次數(shù)與震級(jí)大小符合數(shù)學(xué)上的冪律關(guān)系，專業(yè)描述是地震的發(fā)生次數(shù)隨著其大小按照冪律下降。如果將這些地震的數(shù)據(jù)點(diǎn)畫(huà)在橫軸是震級(jí)大小，縱軸是次數(shù)的雙對(duì)數(shù)圖上，是一條直線。這是一個(gè)很驚人的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)榈卣鸫笮∶刻岣咭粋€(gè)里氏級(jí)，其釋放的能量增大約30倍。震級(jí)為2的地震與震級(jí)為7的地震釋放的能量相差2千5 百萬(wàn)倍，但能量相差如此之大的地震，其統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)都奇跡般的落在了Gutenberg – Richter定律所描述的直線上，而不是別處。當(dāng)然，這個(gè)定律只是現(xiàn)象描述，并沒(méi)有涉及到地震產(chǎn)生的機(jī)理。大地震與小地震落在同樣一條直線上是否表示這些地震，不論其大小，有著相同的機(jī)理呢？Bak和湯超1989年提出地震現(xiàn)象正是沙堆模型里所描述的自組織臨界性的一個(gè)實(shí)例 。

堆料機(jī)高架型橋式皮帶堆料機(jī)

如圖1所示，高架型橋式皮帶堆料機(jī)是將堆料皮帶機(jī)裝設(shè)在一個(gè)可以移動(dòng)的橋架上，而這個(gè)橋架是橫跨料堆的。在它的堆料皮帶機(jī)上設(shè)有S型的卸料小車，與橋架的運(yùn)動(dòng)方向相反，使堆料機(jī)能在料堆的任何一點(diǎn)進(jìn)行堆料。此類堆料機(jī)適用于梯形橫截面的料堆，也可以進(jìn)行波浪形或水平層狀的料堆。

堆料機(jī)耙式堆料機(jī)

如圖2所示，耙式堆料機(jī)又名鏈?zhǔn)桨?，是一種既能堆料又能取料的設(shè)備，主要用于側(cè)面堆料。有些鏈耙還能進(jìn)行反轉(zhuǎn)，即堆料時(shí)的回轉(zhuǎn)方向與取料時(shí)相反，物料通過(guò)耙桿中的開(kāi)孔送往下股鏈。耙式堆料機(jī)通過(guò)鏈?zhǔn)焦伟逯邪惭b的堆料皮帶和刮板聯(lián)合作業(yè)，大大的提高了堆料能力。

堆料機(jī)頂部堆料的天橋皮帶堆料機(jī)

如圖3所示，頂部堆料的天橋皮帶堆料機(jī)用于預(yù)均化堆廠設(shè)在廠房?jī)?nèi)的情況，通過(guò)廠房的屋頂將堆場(chǎng)進(jìn)料主皮帶機(jī)接到屋架上，與屋架上的天橋皮帶機(jī)相連接。該堆料機(jī)所采用的設(shè)備較簡(jiǎn)單，只要在天橋皮帶機(jī)上裝一臺(tái)S型皮帶卸料車，就可以直接從天橋皮帶上進(jìn)行堆料。但是它只能作人字形或圓錐形料，如要采用波浪形堆料，就會(huì)使堆料設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。它的另一個(gè)缺點(diǎn)是物料落差較大。因此，這種設(shè)備在水泥廠中較少采用。

堆料機(jī)回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)

如圖4所示，回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)是預(yù)均化堆場(chǎng)中采用最廣泛的側(cè)面堆料的堆料機(jī)。它主要由兩部分組成：一是連接在堆場(chǎng)進(jìn)料主皮帶機(jī)上的S型皮帶卸料小車，其作用就是通過(guò)進(jìn)料皮帶的S形轉(zhuǎn)折，將物料送到堆料皮帶機(jī)上；二是由此橫向伸到料堆上方的懸臂堆料皮帶機(jī)。懸臂堆料皮帶機(jī)可以是固定的，也可以是繞著中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)式懸臂皮帶堆料機(jī)，其回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過(guò)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，能進(jìn)行360回轉(zhuǎn)。