Интернет-система проведения функционально-физического анализа технических систем

   |  [Регистрация]
  [Воздушно-пузырьковая система для контроля ледовой ситуации в портах]  |  [чтение]  |  [2012-01-25 16:27:25]

Отчет по выбранной ТС

Воздушно-пузырьковая система для контроля ледовой ситуации в портах

(ВПС)

Содержание:

  1. Общее описание
    1. Название, краткое описание, метод
    2. Принципиальная схема
    3. Спецификация
    4. Описание принципа действия
    5. Анимация
  2. Функции
    1. Главная функция
    2. Основные функции
    3. Вспомогательные функции
    4. Вредные функции
    5. Нейтральные функции
  3. Основные характеристики
    1. Внешние характеристики
    2. Внутренние характеристики
    3. Экономические характеристики
    4. Эргономические характеристики
    5. Экологические характеристики
    6. Таблица связей между характеристиками
    7. Формулировка связей между характеристиками
  4. Критерии прогрессивного развития (КПР)
    1. Список КПР
  5. Противоречия
    1. Таблица выявления технических противоречий
    2. Формулировка технических противоречий
    3. Таблица выявления физических противоречий
    4. Формулировка физических противоречий
  6. Физические эффекты
    1. Список физических эффектов
    2. Таблица связей между функциями и ФЭ
  7. Следствия из закона стадийного развития
    1. Таблица стадий развития функций ТС
    2. Описание стадии главной функции
    3. Описание стадий основных функций
    4. Описание стадий вспомогательных функций
  8. Соответствия между функциями и структурой ТС
    1. Таблица связей между функциями и элементами ТС
  9. Частные закономерности развития
    1. Таблица частных закономерностей развития ТС
  10. Следствия из закона прогрессивного развития
    1. Параметрический уровень
    2. Конструкторско-технологический уровень
    3. Уровень принципов действия
    4. Уровень функциональной структуры
    5. Уровень потребительских свойств
    6. Уровень функций
  11. Предшественники
    1. Предшественник 1
    2. Предшественник 2
    3. Предшественник 3
  12. Ресурсы
    1. Вещественные ресурсы
    2. Полевые ресурсы
    3. Энергетические ресурсы
    4. Информационные ресурсы
    5. Пространственные ресурсы
    6. Временные ресурсы
    7. Функциональные ресурсы
    8. Системные ресурсы
  13. Аналоги
    1. Функциональные аналогии
    2. Структурные аналогии
    3. Субстратные аналогии
    4. Аналогии внешней формы
    5. Аналогии отношений [между элементами ТС]
  14. Заключение


Общее описание


Название, краткое описание, метод


Воздушно-пузырьковая система для контроля ледовой ситуации в портах


ВПС

Образование льда в портах арктического региона в зимний период является проблемным вопросом. Накопление льда у причальных стенок осложняет работу портов. Варианты подключения ледоколов на борьбу со льдом, подъем льдин с помощью кранов у причалов очень дорогостоящи. Альтернативным способом борьбы со скоплением битого льда является воздушно-пузырьковая система, которая использует воздух, восходящий вдоль причальной линии для управления ледовой обстановки.

  • морская транспортировка СПГ

  • арктический морской порт


    ТС выполняет растопление льда у причалов морского порта

    подачи воздушных пузырьков из области дна


    [назад]


    Принципиальная схема

    демонстрационная схема


    загрузить...


  • ЭС1 - A - воздушный компрессор
  • ЭС2 - B - трубопровод
  • ЭС3 - C - диффузор

  • Компрессор А подает воздух под давлением в линию В. Воздух проходит через диффузор С (перфорированная труба) и отводится через очень маленькие отверстия, распределенные по длине диффузора. Растущие воздушные потоки (область D)уменьшают плотность теплой воды со дна и увлекают ее за собой. Поток теплой воды воздействует на ледяной покров (область Е), распространяется под ним (область F), передает тепло и постепенно рассеивается (область G). Принцип действия основан на передаче тепла от воды (температура +0,1-0,4 С), поднимающейся с донной части, слою льда, инициируя процесс таяния.

    [назад]


    Анимация

    анимация

    [назад]



    Функции


    Главная функция

    Дезинтеграция льда

    [назад]


    Основные функции

    поднимать теплую воду со дна [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

    компримировать воздух [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

    транспортировать воздух [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

    испускать воздух под углом [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

    [назад]


    Вспомогательные функции

    барботирование воздуха через слой жидкости [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

  • ОФ1
  • [назад]


    Вредные функции

    шум, вызванный компрессором [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

    влияние на суда в зоне барботажа [ЭС1, ЭС2, ЭС3]

    [назад]


    Нейтральные функции

    не выявлены

    [назад]



    Основные характеристики


    Внешние характеристики

    толщина растапливаемого льда [0 - 2]

  • ГФ
  • температура окружающей среды [0 - 0]

  • ГФ
  • температура воды

  • ГФ
  • удельный расход воздуха

  • ОФ2
  • осадка судна

  • ВрФ2
  • энергопотребление компрессора

  • ОФ2
  • ОФ3
  • давление воздуха

  • ОФ2
  • ОФ3
  • ОФ4
  • [назад]


    Внутренние характеристики

    мощность компрессора

  • ОФ1
  • величина отверстий в диффузоре

  • ВФ1
  • диаметр диффузора

  • ОФ3
  • [назад]


    Экономические характеристики

    затраты на электроэнергию

  • ОФ1
  • затраты на обслуживание и ремонт

  • ОФ1
  • [назад]


    Эргономические характеристики

    габариты ТС

    [назад]


    Экологические характеристики

    уровень шума

  • ВрФ1
  • [назад]


    Таблица связей между характеристиками

    "x" - нет зависимости
    "+" - прямая зависимость
    "-" - обратная зависимость
    "?" - зависимость не выявлена

    Параметрытолщина растапливаемого льдатемпература окружающей средытемпература водыудельный расход воздухаосадка суднаэнергопотребление компрессорадавление воздухамощность компрессоравеличина отверстий в диффузоредиаметр диффузоразатраты на электроэнергиюзатраты на обслуживание и ремонтгабариты ТСуровень шума
    толщина растапливаемого льдаX--+x+++-+++++
    температура окружающей среды-X+-x---x-----
    температура воды-+X-x---x-----
    удельный расход воздуха-xxX++++x+++++
    осадка суднаxxxxXxxxxxxxxx
    энергопотребление компрессора-xx++X++x+++++
    давление воздуха-xx+++X+++++++
    мощность компрессора-xx++++Xx+++++
    величина отверстий в диффузоре+xx+xx+xXxxxxx
    диаметр диффузора-xx+x+++xX+x+x
    затраты на электроэнергию-xx+x+x+x+Xx++
    затраты на обслуживание и ремонтxxxxxxxxxx+X++
    габариты ТСxxxxxxxxx+x+Xx
    уровень шумаxxxxxxxxxxx+xX
    толщина растапливаемого льдатемпература окружающей средытемпература водыудельный расход воздухаосадка суднаэнергопотребление компрессорадавление воздухамощность компрессоравеличина отверстий в диффузоредиаметр диффузоразатраты на электроэнергиюзатраты на обслуживание и ремонтгабариты ТСуровень шума


  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр температура окружающей среды уменьшается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр температура воды уменьшается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр энергопотребление компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр давление воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр мощность компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр величина отверстий в диффузоре уменьшается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра толщина растапливаемого льда параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр температура воды увеличивается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр удельный расход воздуха уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр энергопотребление компрессора уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр давление воздуха уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр мощность компрессора уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр диаметр диффузора уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр затраты на электроэнергию уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр затраты на обслуживание и ремонт уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр габариты ТС уменьшается
  • при увеличении параметра температура окружающей среды параметр уровень шума уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр температура окружающей среды увеличивается
  • при увеличении параметра температура воды параметр удельный расход воздуха уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра температура воды параметр энергопотребление компрессора уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр давление воздуха уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр мощность компрессора уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра температура воды параметр диаметр диффузора уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр затраты на электроэнергию уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр затраты на обслуживание и ремонт уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр габариты ТС уменьшается
  • при увеличении параметра температура воды параметр уровень шума уменьшается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр осадка судна увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр энергопотребление компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр давление воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр мощность компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра удельный расход воздуха параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра осадка судна параметр толщина растапливаемого льда не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр удельный расход воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр энергопотребление компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр давление воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр мощность компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр диаметр диффузора не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр затраты на электроэнергию не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр затраты на обслуживание и ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр габариты ТС не изменяется
  • при увеличении параметра осадка судна параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр осадка судна увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр давление воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр мощность компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра энергопотребление компрессора параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр осадка судна увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр энергопотребление компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр мощность компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр величина отверстий в диффузоре увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра давление воздуха параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр осадка судна увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр энергопотребление компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр давление воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра мощность компрессора параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр толщина растапливаемого льда увеличивается
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр энергопотребление компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр давление воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр мощность компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр диаметр диффузора не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр затраты на электроэнергию не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр затраты на обслуживание и ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр габариты ТС не изменяется
  • при увеличении параметра величина отверстий в диффузоре параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр энергопотребление компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр давление воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр мощность компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр затраты на обслуживание и ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра диаметр диффузора параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр толщина растапливаемого льда уменьшается
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр удельный расход воздуха увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр энергопотребление компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр давление воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр мощность компрессора увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр затраты на обслуживание и ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на электроэнергию параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр толщина растапливаемого льда не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр удельный расход воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр энергопотребление компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр давление воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр мощность компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр диаметр диффузора не изменяется
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр затраты на электроэнергию увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр габариты ТС увеличивается
  • при увеличении параметра затраты на обслуживание и ремонт параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр толщина растапливаемого льда не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр удельный расход воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр энергопотребление компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр давление воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр мощность компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр диаметр диффузора увеличивается
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр затраты на электроэнергию не изменяется
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра габариты ТС параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр толщина растапливаемого льда не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр температура окружающей среды не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр температура воды не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр удельный расход воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр осадка судна не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр энергопотребление компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр давление воздуха не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр мощность компрессора не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр величина отверстий в диффузоре не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр диаметр диффузора не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр затраты на электроэнергию не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр затраты на обслуживание и ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра уровень шума параметр габариты ТС не изменяется
  • [назад]



    Критерии прогрессивного развития (КПР)



    параметр толщина растапливаемого льда необходимо увеличить

    параметр температура окружающей среды необходимо увеличить

    параметр температура воды необходимо увеличить

    параметр мощность компрессора необходимо уменьшить

    параметр величина отверстий в диффузоре необходимо сохранить

    параметр диаметр диффузора необходимо уменьшить

    параметр затраты на электроэнергию необходимо уменьшить

    параметр затраты на обслуживание и ремонт необходимо уменьшить

    параметр габариты ТС необходимо уменьшить

    параметр уровень шума необходимо уменьшить

    [назад]



    Противоречия


    Таблица выявления технических противоречий

    КПР"толщина растапливаемого льда увеличить"температура окружающей среды увеличить"температура воды увеличить"мощность компрессора уменьшить"величина отверстий в диффузоре сохранить"диаметр диффузора уменьшить"затраты на электроэнергию уменьшить"затраты на обслуживание и ремонт уменьшить"габариты ТС уменьшить"уровень шума уменьшить
    "толщина растапливаемого льда" увеличитьXТПТПТПТПТПТПТПТПТП
    "температура окружающей среды" увеличитьТПX ТП ТПТПТПТПТП
    "температура воды" увеличитьТП XТП ТПТПТПТПТП
    "мощность компрессора" уменьшить   X      
    "величина отверстий в диффузоре" сохранитьТП   X     
    "диаметр диффузора" уменьшить     X    
    "затраты на электроэнергию" уменьшить      X   
    "затраты на обслуживание и ремонт" уменьшить       X  
    "габариты ТС" уменьшить        X 
    "уровень шума" уменьшить         X
    "толщина растапливаемого льда" увеличить"температура окружающей среды" увеличить"температура воды" увеличить"мощность компрессора" уменьшить"величина отверстий в диффузоре" сохранить"диаметр диффузора" уменьшить"затраты на электроэнергию" уменьшить"затраты на обслуживание и ремонт" уменьшить"габариты ТС" уменьшить"уровень шума" уменьшить

    [назад]


    Формулировка технических противоречий


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит уменьшение параметра "температура окружающей среды"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит уменьшение параметра "температура воды"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит увеличение параметра "мощность компрессора"


    при выполнении функций ГФ и ВФ1 при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит сохранение параметра "величина отверстий в диффузоре"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит увеличение параметра "диаметр диффузора"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит увеличение параметра "затраты на электроэнергию"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит увеличение параметра "затраты на обслуживание и ремонт"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит увеличение параметра "габариты ТС"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "толщина растапливаемого льда" происходит увеличение параметра "уровень шума"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит уменьшение параметра "толщина растапливаемого льда"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит увеличение параметра "мощность компрессора"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит увеличение параметра "диаметр диффузора"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит увеличение параметра "затраты на электроэнергию"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит увеличение параметра "затраты на обслуживание и ремонт"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит увеличение параметра "габариты ТС"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "температура окружающей среды" происходит увеличение параметра "уровень шума"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "температура воды" происходит уменьшение параметра "толщина растапливаемого льда"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "температура воды" происходит увеличение параметра "мощность компрессора"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 при увеличении параметра "температура воды" происходит увеличение параметра "диаметр диффузора"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "температура воды" происходит увеличение параметра "затраты на электроэнергию"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 при увеличении параметра "температура воды" происходит увеличение параметра "затраты на обслуживание и ремонт"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "температура воды" происходит увеличение параметра "габариты ТС"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "температура воды" происходит увеличение параметра "уровень шума"


    при выполнении функций ГФ и ВФ1 при сохранении параметра "величина отверстий в диффузоре" происходит уменьшение параметра "толщина растапливаемого льда"

    [назад]


    Таблица выявления физических противоречий

    КПР"толщина растапливаемого льда увеличить"температура окружающей среды увеличить"температура воды увеличить"мощность компрессора уменьшить"величина отверстий в диффузоре сохранить"диаметр диффузора уменьшить"затраты на электроэнергию уменьшить"затраты на обслуживание и ремонт уменьшить"габариты ТС уменьшить"уровень шума уменьшить
    "толщина растапливаемого льда" увеличитьX(- -> -)(- -> -)(+ -> -)(- -> x)(+ -> -)(+ -> -)(+ -> -)(+ -> -)(+ -> -)
    "температура окружающей среды" увеличитьФП
    (- -> -)
    XФП
    (+ -> +)
    ФП
    (- -> +)
    (x -> ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    "температура воды" увеличитьФП
    (- -> -)
    ФП
    (+ -> +)
    XФП
    (- -> +)
    (x -> ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    ФП
    (- -> +)
    "мощность компрессора" уменьшить(- -> -)(x -> x)(x -> x)X(x -> (+ -> -)(+ -> -)(+ -> -)(+ -> -)(+ -> -)
    "величина отверстий в диффузоре" сохранить(+ -> +)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)
    "диаметр диффузора" уменьшить(- -> -)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> X(+ -> -)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)
    "затраты на электроэнергию" уменьшить(- -> -)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> (+ -> -)X(x -> x)(+ -> -)(+ -> -)
    "затраты на обслуживание и ремонт" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)(+ -> -)X(+ -> -)(+ -> -)
    "габариты ТС" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> (+ -> -)(x -> x)(+ -> -)X(x -> x)
    "уровень шума" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)X
    "толщина растапливаемого льда" увеличить"температура окружающей среды" увеличить"температура воды" увеличить"мощность компрессора" уменьшить"величина отверстий в диффузоре" сохранить"диаметр диффузора" уменьшить"затраты на электроэнергию" уменьшить"затраты на обслуживание и ремонт" уменьшить"габариты ТС" уменьшить"уровень шума" уменьшить

    [назад]


    Формулировка физических противоречий


    Для увеличения параметра "температура воды" и уменьшения параметра "мощность компрессора" и уменьшения параметра "диаметр диффузора" и уменьшения параметра "затраты на электроэнергию" и уменьшения параметра "затраты на обслуживание и ремонт" и уменьшения параметра "габариты ТС" и уменьшения параметра "уровень шума" , параметр "температура окружающей среды" должен быть больше , a для увеличения параметра "толщина растапливаемого льда" , параметр "температура окружающей среды" должен быть меньше (ГФ и ОФ1 и ВрФ1 )


    Для увеличения параметра "температура окружающей среды" и уменьшения параметра "мощность компрессора" и уменьшения параметра "диаметр диффузора" и уменьшения параметра "затраты на электроэнергию" и уменьшения параметра "затраты на обслуживание и ремонт" и уменьшения параметра "габариты ТС" и уменьшения параметра "уровень шума" , параметр "температура воды" должен быть больше , a для увеличения параметра "толщина растапливаемого льда" , параметр "температура воды" должен быть меньше (ГФ и ОФ1 и ВрФ1 )

    [назад]



    Физические эффекты


    Список физических эффектов

    сжимаемость газа

    таяние льда

    движение газа под давлением

    Эффект аэрации

    [назад]


    Таблица связей между функциями и ФЭ

    Условные обозначения:

  • V - данный ФЭ имеет место при реализации данной функции
  • X - за счет данного ФЭ реализуется эта функция
  • N - данный ФЭ не участвует при реализации данной функции
  • Функции / ФЭЭффект аэрациисжимаемость газадвижение газа под давлениемтаяние льда
    ОФ1: поднимать теплую воду со дна XNNV
    ОФ2: компримировать воздух NXNN
    ОФ3: транспортировать воздух NNXN
    ОФ4: испускать воздух под угломNNVN
    ВФ1: барботирование воздуха через слой жидкостиVNNN
    ВрФ1: шум, вызванный компрессором NVNN
    ВрФ2: влияние на суда в зоне барботажаVNNN

    [назад]



    Следствия из закона стадийного развития


    Таблица стадий развития функций ТС

    Функции / Стадиитехнологическаяэнергетическаяуправленияпланирования
    ГФ: Дезинтеграция льда     
    ОФ1: поднимать теплую воду со дна     
    ОФ2: компримировать воздух     
    ОФ3: транспортировать воздух     
    ОФ4: испускать воздух под углом    
    ВФ1: барботирование воздуха через слой жидкости    

    [назад]


    Описание стадии главной функции

    Дезинтеграция льда

    энергетическая


    нет

    [назад]


    Описание стадий основных функций

    поднимать теплую воду со дна
    энергетическая

    включение резервного компрессора в случаях тяжелой ледовой обстановки

    компримировать воздух
    управления

    автоматическая корелляция работы компрессора согласно синоптическим прогнозам

    транспортировать воздух
    энергетическая

    установка автоматизированной системы задвижек

    испускать воздух под углом
    технологическая

    создание возможности регулировки угла поворота

    [назад]


    Описание стадий вспомогательных функций

    барботирование воздуха через слой жидкости
    энергетическая

    возможность изменения диаметра отверстий в диффузоре

    [назад]



    Соответствия между функциями и структурой ТС


    Таблица связей между функциями и элементами ТС

    Условные обозначения:

  • Х - данный ЭС принимает непосредственное участие при реализации данной функции
  • О - данный ЭС является объектом воздействия функции
  • N - данный ЭС не связан с данной функцией
  • Функции / ФЭA - воздушный компрессорB - трубопроводC - диффузор
    ОФ1: поднимать теплую воду со дна NNX
    ОФ2: компримировать воздух XNN
    ОФ3: транспортировать воздух NXN
    ОФ4: испускать воздух под угломNNX
    ВФ1: барботирование воздуха через слой жидкостиNNX
    ВрФ1: шум, вызванный компрессором XNN
    ВрФ2: влияние на суда в зоне барботажаNNX

    [назад]



    Частные закономерности развития


    Таблица частных закономерностей развития ТС

    КПР / УровеньПараметрический уровеньКонструкторско-технологический уровеньУровень принципов действияУровень функциональной структурыУровень потребительских свойствУровень функций
    "толщина растапливаемого льда" увеличитьвыбор оптимального режима частотного диапазона испускаемых волн, при которых образование льда будет исключенодля создания радиоволн использовать магнетроныперейти к механизму микроволновой печи, создание радиоволн определенной частотысоздание эффекта микроволновой печисоздание условий, при которых образование льда в акватории порта будет исключенопрепятствие возникновению льда
    "температура окружающей среды" увеличитьпроизводительность по воздуху увеличить, эффективную длину струи увеличитьиспользование горизонтальных воздушных завес, нагрев воздуха производить за счет горячей воды с теплообменников,с помощью вентиляторов создавать мощные потоки воздухасоздание высокоскоростного потока воздуха, образующего преграду для холодного воздухаустановка воздушной тепловой завесы у причальной стенки на небольшом расстоянии от поверхности водыпрепятствие образованию льдаразделить зоны с разной температурой (вода-окружающая среда)
    "температура воды" увеличитьувеличить расход теплой воды, проложить несколько труб, использовать различные варианты укладок труб по днуиспользовать отдельный трубопровод и насос для перекачки теплой воды от теплообменника до причальных стенокувеличить температуру донной воды за счет теплой воды с заводадополнительная отдельная подача теплой воды от теплообменников завода СПГ увеличение объемов дезинтегрируемого льда
    "мощность компрессора" уменьшитьснижение потерь на трение за счет установки компрессора на дно моря     
    "величина отверстий в диффузоре" сохранитьувеличится число пузырьков, что уменьшит линейную плотность и увеличит объем, поднимаемой жидкостиустановить колпачки (клапаны)на отверстиях диффузора для уменьшения размеров пузырьков    
    "диаметр диффузора" уменьшить дополнительная установка антиобледенителей винтового типа    
    "затраты на электроэнергию" уменьшитьувеличение давления перекачиваемого СПГ, увеличение диаметра трубопровода, использование новых материалов, более эффективных хладагентовразработка компрессорных станций (ГКС, ДКС), заглубление трубопровода, учет возможности возникновения мультифазного потока за счет выкипания легких фракцийсоздать систему "труба в трубе", в межтрубное пространство пустить хладагент, учитывая небольшую температуру воды на дне (до +1С), затраты на охлаждение не будут великиперейти к специальной системе подготовки газа и системе трубопроводовдоставка СПГ с помощью системы специальных трубопроводов до точки, где нет проблемы ледообразования с последующей перегрузкой на суда-газовозывозможность подводной транспортировки СПГ
    "затраты на обслуживание и ремонт" уменьшитьувеличение скорости перевозки СПГ, увеличение маневренности дирижабляиспользование испаряющегося газа в качестве тполива для ЭДбольшая грузоподъемность дирижабля позволит перевозку СПГ на грузовых танках, таких же, как и на судахперевозка при помощи дирижаблейтранспортировка СПГ на большие расстоянияиспользование авиатранспорта для перевозки СПГ
    "габариты ТС" уменьшитьосвободится место у причалов, необходимое для компрессорной; уменьшится место необходимое для укладки диффузорапоместить компрессор на дно, рассмотреть различные варианты укладки диффузора    
    "уровень шума" уменьшить использование компрессора в шумозащитном исполнении, установка шумозащитных панелей    

    [назад]



    Следствия из закона прогрессивного развития

    [назад]



    Предшественники


    Предшественник 1


    Плавучие краны


    удаляли ледовые массивы у причальных стенок


    осложненный доступ к причалам, задержки погрузочных операций судов


    перехода к ВПС

    8.28. Перейти на другие физические принципы действия с более доступными, дешевыми источниками энергии или более высокими КПД.

    [назад]


    Предшественник 2


    Портовый ледокол


    ледокол для контроля ледовой ситуации порту


    затраты на строительство, эксплуатацию ледокола, содержание экипажа


    перехода к системе плавучих кранов

    5.8. Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.



    затраты на ледокольное и крановое обеспечение, освобождение причального пространства от лишней техники, свободный круглогодичный доступ к причалам, минимизация затрат человеческих ресурсов.


    перехода к ВПС

    8.28. Перейти на другие физические принципы действия с более доступными, дешевыми источниками энергии или более высокими КПД.

    [назад]


    Предшественник 3


    Ледокольный паром


    Деревянный несамоходный паром, заполненный чугуном. В качестве движущей силы использовались лошади.


    увеличение мощности ледокола, скорости проходки, возможности колоть лед практически любой толщины, высокая маневренность


    установки двигателей на судне, металлического корпуса, усиления обводов корпуса

    7.1. Резко (в несколько, десятки, сотни раз) изменить параметры объекта (элементов), окружающей среды.



    удаление ледяной каши у причалов


    возможности перемещать льдины на берег

    5.8. Разделить объект на части, способные перемещаться относительно друг друга.



    исключение физического труда, отсутствие необходимости в любом типе поддерживающих судов


    перехода к системе ВПС, растапливающей лед путем поднятия теплой воды со дна

    8.28. Перейти на другие физические принципы действия с более доступными, дешевыми источниками энергии или более высокими КПД.

    [назад]



    Ресурсы


    Вещественные ресурсы

    водоросли, мидии, морская фауна
    производный

    в результате большого количества кислорода

    необходимо периодическое очищение поверхности диффузора

    [назад]


    Полевые ресурсы

    гравитационное поле
    готовый

    уменьшая вес теплой воды, можно добиться усиления ее подъема на поверхность

    Температурное поле
    готовый

    уменьшение влияния поля холодных температур над поверхностью воды

    [назад]


    Энергетические ресурсы

    энергия воды
    готовый

    отбирать энергию у циркулирующих потоков теплой и холодной воды

    энергия горячего газа(после компримирования)
    готовый

    увеличением температуры воздуха достигается лучшее растапливание льда за счет увеличения температуры теплой воды

    [назад]


    Информационные ресурсы

    соленость воды, наличие примесей
    готовый

    возможность снижения температуры замерзания воды за счет примесей (в т.ч. соли)

    информация о свойствах льда (шероховатось, плотность)
    производный

    исследования образцов льда

    расчет площади воздействия температурного поля теплой воды на лед

    [назад]


    Пространственные ресурсы

    поверхность трубы
    готовый

    установка термометров,дополнительного оборудования

    отверстия в диффузоре
    производный

    просверлены для выхода пузырьков

    закачивать с воздухом другие среды

    [назад]


    Временные ресурсы

    Время простоя системы
    производный

    летний сезон

    возможность ремонта, наладки, проверки, модернизации системы

    [назад]


    Функциональные ресурсы

    подъем грунта (ила) вместе с теплой водой
    производный

    в результате подъема теплой воды

    высыпать на грунт реагент, снижающий порог замерзания воды

    [назад]


    Системные ресурсы

    влияние системы на окружающую среду (замутнение воды, шумы)
    производный

    в результате работы системы

    не указана

    [назад]



    Аналоги


    Функциональные аналогии


    Контактное устройство в колонне (барботаж)
    в технике


    компрессорная установка для сжатия газа на КС
    в технике

    [назад]


    Структурные аналогии


    циркуляция воздушных масс (природа ветра)
    в природе

    [назад]


    Субстратные аналогии


    газированная вода
    в природе

    [назад]


    Аналогии внешней формы


    водоворот
    в природе

    [назад]


    Аналогии отношений [между элементами ТС]


    форсунка
    в технике

    [назад]



    Заключение


    Освоение ресурсов Арктики предполагает создание инфраструктуры, в том числе и портов. Рассматриваемая техническая система позволит значительно облегчить ледовую ситуацию будущего порта Сабетта (п-ов Ямал) для вывоза СПГ судами-газовозами. В ходе ФФА системы были сделаны попытки анализа недостатков системы, поиск вариантов решения проблем, предложение альтернатив. Анализ позволил структурировать всю информацию, касающуюся системы и позволил взглянуть на "нерешабельные" вопросы под другим углом.


    1. http://www.mvp-wc.usace.army.mil/ice/docs/sbh4ice/index.html

    2. http://www.tmpmarine.com/pages/bubbler_systems/bubbler_systems.html

    3. http://www.canadianpond.ca/bubbles.html

    4. http://www.erantiengineering.fi/PDF/applicability-of-air-bubbler.pdf

    5. http://www.erantiengineering.fi/ice-control.htm

    6. http://www.thepondreport.com/dock-boathouse-marina-deicer-bubbler-systems.shtml

    7. http://www.lmi-sales.com/dockbubbler.html

    8. http://www.agoberlin.de/hydroair/gew_anl_schutz/ago_gwa001_e.html


    Сампиев Адам Михайлович, магистрант группы МТМ-11-01

    [назад]