Интернет-система проведения функционально-физического анализа технических систем

   |  [Регистрация]
  [теплообменник с плавающей головкой]  |  [чтение]  |  [2014-10-17 10:43:12]

Отчет по выбранной ТС

теплообменник с плавающей головкой

()

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


теплообменник с плавающей головкой


применяется для теплообмена жидких и газообразных сред


Теплообменник кожухотрубчатый


нагрев или охлаждение сред

разности температур


[назад]


Принципиальная схема

демонстрационная схема


загрузить...


  • ЭС1 - кожух
  • ЭС2 - трубный пучок
  • ЭС3 - плавающая головка
  • ЭС4 - 4 - перегородка
  • ЭС5 - распределительная камера
  • ЭС6 - штуцер выхода потока из межтрубного пространства
  • ЭС7 - штуцер входа в трубное пространство
  • ЭС8 - штуцер входа в межтрубное пространство
  • ЭС9 - штуцер выхода потока из трубного пространства

  • Горячий поток поступает в распределительную камеру 5, откуда по теплообменным трубкам 2 проходит в плавающую головку, разворачивается на 180 градусов и далее поступает в оставшиеся теплообменные трубки, попадает опять в распределительную камеру и выводиться. Холодный поток поступает в кожух через штуцер 8 откуда и выводиться через штуцер 6,при этом проходя по межтрубному пространству, где и происходит нагрев. Надо понимать что мы наблюдаем 2 процесса теплообмена- первый между горячим теплоносителем и внутренней поверхностью теплообменных труб и второй между внешней поверхностью теплообменных труб и холодным теплоносителем.

    [назад]


    Анимация

    не загружена

    [назад]



    Функции


    Главная функция

    передавать тепло (от более нагретого потока к менее нагретому потоку)

    [назад]


    Основные функции

    создавать проводящее пространство (потоков) [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    создавать поверхность (теплообмена) [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    проводить тепло [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    [назад]


    Вспомогательные функции

    изолировать потоки (друг от друга и от внешней среды) [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

  • ОФ1
  • компенсировать температурное напряжение [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    [назад]


    Вредные функции

    загрязнять поверхность (теплообмена) [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    корродировать конструкцию [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    отводить часть тепла в окружающую среду тепло [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    создавать гидравлическое сопротивление поток [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    [назад]


    Нейтральные функции

    изменять вязкость (потоков) [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    изменять плотность (потоков) [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    [назад]



    Основные характеристики


    Внешние характеристики

    расход потока 1

  • ГФ
  • ВрФ1
  • ВрФ2
  • ВрФ3
  • ВрФ4
  • расход потока 2

  • ГФ
  • ВрФ1
  • ВрФ2
  • ВрФ3
  • ВрФ4
  • разность температур потоков ( на входе)

  • ГФ
  • НФ1
  • НФ2
  • ВФ2
  • разность температур потоков ( на выходе)

  • ГФ
  • НФ1
  • НФ2
  • ВФ2
  • [назад]


    Внутренние характеристики

    гидравлическое сопротивление

  • ВрФ4
  • площадь поверхности теплообмена

  • ГФ
  • ОФ1
  • ОФ3
  • ВрФ4
  • Коэффициент теплопроводности стенки труб

  • ГФ
  • ОФ1
  • ОФ3
  • [назад]


    Экономические характеристики

    трудоемкость

    стоимость обслуживания и ремонта

    [назад]


    Эргономические характеристики

    удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта

    [назад]


    Экологические характеристики

    Количество тепла передаваемого окружающей среде

  • ВрФ3
  • [назад]


    Таблица связей между характеристиками

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

    Параметрырасход потока 1расход потока 2разность температур потоков ( на входе)разность температур потоков ( на выходе)гидравлическое сопротивлениеплощадь поверхности теплообменаКоэффициент теплопроводности стенки трубтрудоемкостьстоимость обслуживания и ремонтаудобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонтаКоличество тепла передаваемого окружающей среде
    расход потока 1Xxx++xxxxx+
    расход потока 2xXx++xxxxx+
    разность температур потоков ( на входе)xxX+xxxxxx+
    разность температур потоков ( на выходе)xxxXxxxxxxx
    гидравлическое сопротивлениеxxxxXxxxxxx
    площадь поверхности теплообменаxxx-+Xxx+-x
    Коэффициент теплопроводности стенки трубxxx-xxXxxx+
    трудоемкостьxxxxxxxXxxx
    стоимость обслуживания и ремонтаxxxxxxxxXxx
    удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонтаxxxxxxxx-Xx
    Количество тепла передаваемого окружающей средеxxxxxxxxxxX
    расход потока 1расход потока 2разность температур потоков ( на входе)разность температур потоков ( на выходе)гидравлическое сопротивлениеплощадь поверхности теплообменаКоэффициент теплопроводности стенки трубтрудоемкостьстоимость обслуживания и ремонтаудобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонтаКоличество тепла передаваемого окружающей среде


  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр разность температур потоков ( на выходе) увеличивается
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр гидравлическое сопротивление увеличивается
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 1 параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде увеличивается
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр разность температур потоков ( на выходе) увеличивается
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр гидравлическое сопротивление увеличивается
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра расход потока 2 параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде увеличивается
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр разность температур потоков ( на выходе) увеличивается
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на входе) параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде увеличивается
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра разность температур потоков ( на выходе) параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр разность температур потоков ( на выходе) не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра гидравлическое сопротивление параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде не изменяется
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр разность температур потоков ( на выходе) уменьшается
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр гидравлическое сопротивление увеличивается
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр стоимость обслуживания и ремонта увеличивается
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта уменьшается
  • при увеличении параметра площадь поверхности теплообмена параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр разность температур потоков ( на выходе) уменьшается
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра Коэффициент теплопроводности стенки труб параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде увеличивается
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр разность температур потоков ( на выходе) не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра трудоемкость параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр разность температур потоков ( на выходе) не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость обслуживания и ремонта параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр разность температур потоков ( на выходе) не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр стоимость обслуживания и ремонта уменьшается
  • при увеличении параметра удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр расход потока 1 не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр расход потока 2 не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр разность температур потоков ( на входе) не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр разность температур потоков ( на выходе) не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр гидравлическое сопротивление не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр площадь поверхности теплообмена не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр трудоемкость не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр стоимость обслуживания и ремонта не изменяется
  • при увеличении параметра Количество тепла передаваемого окружающей среде параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта не изменяется
  • [назад]



    Критерии прогрессивного развития (КПР)



    параметр расход потока 1 необходимо увеличить

    параметр расход потока 2 необходимо увеличить

    параметр разность температур потоков ( на входе) необходимо сохранить

    параметр разность температур потоков ( на выходе) необходимо уменьшить

    параметр гидравлическое сопротивление необходимо уменьшить

    параметр площадь поверхности теплообмена необходимо увеличить

    параметр Коэффициент теплопроводности стенки труб необходимо увеличить

    параметр трудоемкость необходимо уменьшить

    параметр стоимость обслуживания и ремонта необходимо уменьшить

    параметр удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта необходимо увеличить

    параметр Количество тепла передаваемого окружающей среде необходимо уменьшить

    [назад]



    Противоречия


    Таблица выявления технических противоречий

    КПР"расход потока 1 увеличить"расход потока 2 увеличить"разность температур потоков ( на входе) сохранить"разность температур потоков ( на выходе) уменьшить"гидравлическое сопротивление уменьшить"площадь поверхности теплообмена увеличить"Коэффициент теплопроводности стенки труб увеличить"трудоемкость уменьшить"стоимость обслуживания и ремонта уменьшить"удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта увеличить"Количество тепла передаваемого окружающей среде уменьшить
    "расход потока 1" увеличитьX  ТПТП     ТП
    "расход потока 2" увеличить X ТПТП     ТП
    "разность температур потоков ( на входе)" сохранить  XТП      ТП
    "разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить   X       
    "гидравлическое сопротивление" уменьшить    X      
    "площадь поверхности теплообмена" увеличить    ТПX  ТПТП 
    "Коэффициент теплопроводности стенки труб" увеличить      X   ТП
    "трудоемкость" уменьшить       X   
    "стоимость обслуживания и ремонта" уменьшить        X  
    "удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта" увеличить         X 
    "Количество тепла передаваемого окружающей среде" уменьшить          X
    "расход потока 1" увеличить"расход потока 2" увеличить"разность температур потоков ( на входе)" сохранить"разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить"гидравлическое сопротивление" уменьшить"площадь поверхности теплообмена" увеличить"Коэффициент теплопроводности стенки труб" увеличить"трудоемкость" уменьшить"стоимость обслуживания и ремонта" уменьшить"удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта" увеличить"Количество тепла передаваемого окружающей среде" уменьшить

    [назад]


    Формулировка технических противоречий


    при выполнении функций ГФ и ВФ2 и ВрФ1 и НФ1 при увеличении параметра "расход потока 1" происходит увеличение параметра "разность температур потоков ( на выходе)"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "расход потока 1" происходит увеличение параметра "гидравлическое сопротивление"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "расход потока 1" происходит увеличение параметра "Количество тепла передаваемого окружающей среде"


    при выполнении функций ГФ и ВФ2 и ВрФ1 и НФ1 при увеличении параметра "расход потока 2" происходит увеличение параметра "разность температур потоков ( на выходе)"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "расход потока 2" происходит увеличение параметра "гидравлическое сопротивление"


    при выполнении функций ГФ и ВрФ1 при увеличении параметра "расход потока 2" происходит увеличение параметра "Количество тепла передаваемого окружающей среде"


    при выполнении функций ГФ и ВФ2 и НФ1 при сохранении параметра "разность температур потоков ( на входе)" происходит увеличение параметра "разность температур потоков ( на выходе)"


    при выполнении функций ГФ и ВФ2 и ВрФ3 и НФ1 при сохранении параметра "разность температур потоков ( на входе)" происходит увеличение параметра "Количество тепла передаваемого окружающей среде"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВрФ4 при увеличении параметра "площадь поверхности теплообмена" происходит увеличение параметра "гидравлическое сопротивление"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВрФ4 при увеличении параметра "площадь поверхности теплообмена" происходит увеличение параметра "стоимость обслуживания и ремонта"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВрФ4 при увеличении параметра "площадь поверхности теплообмена" происходит уменьшение параметра "удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВрФ3 при увеличении параметра "Коэффициент теплопроводности стенки труб" происходит увеличение параметра "Количество тепла передаваемого окружающей среде"

    [назад]


    Таблица выявления физических противоречий

    КПР"расход потока 1 увеличить"расход потока 2 увеличить"разность температур потоков ( на входе) сохранить"разность температур потоков ( на выходе) уменьшить"гидравлическое сопротивление уменьшить"площадь поверхности теплообмена увеличить"Коэффициент теплопроводности стенки труб увеличить"трудоемкость уменьшить"стоимость обслуживания и ремонта уменьшить"удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта увеличить"Количество тепла передаваемого окружающей среде уменьшить
    "расход потока 1" увеличитьX(x -> x)(x -> (+ -> -)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)
    "расход потока 2" увеличить(x -> x)X(x -> (+ -> -)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)
    "разность температур потоков ( на входе)" сохранить(x -> x)(x -> x)X(+ -> -)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)
    "разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)
    "гидравлическое сопротивление" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)
    "площадь поверхности теплообмена" увеличить(x -> x)(x -> x)(x -> ФП
    (- -> +)
    ФП
    (+ -> -)
    X(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    ФП
    (- -> -)
    (x -> x)
    "Коэффициент теплопроводности стенки труб" увеличить(x -> x)(x -> x)(x -> ФП
    (- -> +)
    (x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    "трудоемкость" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)
    "стоимость обслуживания и ремонта" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)
    "удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта" увеличить(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(- -> +)X(x -> x)
    "Количество тепла передаваемого окружающей среде" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> (x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X
    "расход потока 1" увеличить"расход потока 2" увеличить"разность температур потоков ( на входе)" сохранить"разность температур потоков ( на выходе)" уменьшить"гидравлическое сопротивление" уменьшить"площадь поверхности теплообмена" увеличить"Коэффициент теплопроводности стенки труб" увеличить"трудоемкость" уменьшить"стоимость обслуживания и ремонта" уменьшить"удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта" увеличить"Количество тепла передаваемого окружающей среде" уменьшить

    [назад]


    Формулировка физических противоречий


    Для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" , параметр "площадь поверхности теплообмена" должен быть больше , a для уменьшения параметра "гидравлическое сопротивление" и уменьшения параметра "стоимость обслуживания и ремонта" и увеличения параметра "удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта" , параметр "площадь поверхности теплообмена" должен быть меньше (ГФ и ОФ1 и ВФ2 и ВрФ4 и НФ1 )


    Для уменьшения параметра "разность температур потоков ( на выходе)" , параметр "Коэффициент теплопроводности стенки труб" должен быть больше , a для уменьшения параметра "Количество тепла передаваемого окружающей среде" , параметр "Коэффициент теплопроводности стенки труб" должен быть меньше (ГФ и ОФ1 и ВФ2 и ВрФ3 и НФ1 )

    [назад]



    Физические эффекты


    Список физических эффектов

    вязкость (внутреннее трение жидкостей и газов)

    смачивание

    линейная зависимость размеров тел от температуры

    конвекция

    теплопроводность

    гидравлическое сопротивление

    [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 / ФЭтеплопроводностьконвекциялинейная зависимость размеров тел от температурывязкость (внутреннее трение жидкостей и газов)гидравлическое сопротивлениесмачивание
    ОФ1: создавать проводящее пространство (потоков)VVVNVV
    ОФ2: создавать поверхность (теплообмена)VVVNVV
    ОФ3: проводить тепло XVVNNV
    ВФ1: изолировать потоки (друг от друга и от внешней среды)VNVNVV
    ВФ2: компенсировать температурное напряжение VNXNNN
    ВрФ1: загрязнять поверхность (теплообмена)NVNVNV
    ВрФ2: корродировать конструкцию NNNNNV
    ВрФ3: отводить часть тепла в окружающую среду тепло XXVVNV
    ВрФ4: создавать гидравлическое сопротивление поток NVNXXV
    НФ1: изменять вязкость (потоков)XXNVNN
    НФ2: изменять плотность (потоков)XXNVNN

    [назад]



    Следствия из закона стадийного развития


    Таблица стадий развития функций ТС

    Функции / Стадиитехнологическаяэнергетическаяуправленияпланирования
    ГФ: передавать тепло (от более нагретого потока к менее нагретому потоку)    
    ОФ1: создавать проводящее пространство (потоков)    
    ОФ2: создавать поверхность (теплообмена)    
    ОФ3: проводить тепло     
    ВФ1: изолировать потоки (друг от друга и от внешней среды)    
    ВФ2: компенсировать температурное напряжение     

    [назад]


    Описание стадии главной функции

    передавать тепло (от более нагретого потока к менее нагретому потоку)

    энергетическая


    Установить систему, управляющую расходами потоков в зависимости от их температур

    [назад]


    Описание стадий основных функций

    создавать проводящее пространство (потоков)
    технологическая

    Установить систему регулирования параметров работы теплообменника в зависимости от уровня загрязнения поверхности теплообменных труб, распред.камеры. Установить систему оповещения о наличии критических загрязнений и о нарушении герметичности аппарата

    создавать поверхность (теплообмена)
    энергетическая

    Установить систему регулирования параметров работы теплообменника в зависимости от уровня загрязнения поверхности теплообменных труб, распред.камеры

    проводить тепло
    энергетическая

    Установить систему регулирования параметров работы теплообменника в зависимости от уровня загрязнения поверхности теплообменных труб, распред.камеры. Установить систему оповещения о наличии критических загрязнений

    [назад]


    Описание стадий вспомогательных функций

    изолировать потоки (друг от друга и от внешней среды)
    технологическая

    установить систему оповещения о наличии утечек (датчики разместить в местах нарушение целостности которых наиболее вероятно)

    компенсировать температурное напряжение
    управления

    нет

    [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 / ФЭкожухтрубный пучокплавающая головка4 - перегородкараспределительная камераштуцер выхода потока из межтрубного пространстваштуцер входа в трубное пространствоштуцер входа в межтрубное пространствоштуцер выхода потока из трубного пространства
    ОФ1: создавать проводящее пространство (потоков)XXXXXXXXX
    ОФ2: создавать поверхность (теплообмена)NXXONNNNN
    ОФ3: проводить тепло XXXOONNNN
    ВФ1: изолировать потоки (друг от друга и от внешней среды)XXXNXXXXX
    ВФ2: компенсировать температурное напряжение NOXNNNNNN
    ВрФ1: загрязнять поверхность (теплообмена)OOOOONNNN
    ВрФ2: корродировать конструкцию OOOOOOOOO
    ВрФ3: отводить часть тепла в окружающую среду тепло XNNNXXXXX
    ВрФ4: создавать гидравлическое сопротивление поток XXXXXXXXX
    НФ1: изменять вязкость (потоков)XXXNXXXXX
    НФ2: изменять плотность (потоков)XXXNXXXXX

    [назад]



    Частные закономерности развития


    Таблица частных закономерностей развития ТС

    КПР / УровеньПараметрический уровеньКонструкторско-технологический уровеньУровень принципов действияУровень функциональной структурыУровень потребительских свойствУровень функций
    "расход потока 1" увеличитьувеличить расход потокаувеличить проходное сечение кожуха и штуцеров, установить насосы большей производительности    
    "расход потока 2" увеличитьувеличить расход потокаувеличить проходное сечение труб и штуцеров, установить насосы большей производительности    
    "разность температур потоков ( на входе)" сохранитьсохранить разность температур     
    "разность температур потоков ( на выходе)" уменьшитьуменьшить разность температурувеличить поверхность теплообмена за счет оребрения труб, применить для изготовления труб материалы с большим коэффициентом теплопроводности, турбулизировать потоки установкой перегородок    
    "гидравлическое сопротивление" уменьшитьуменьшить гидравлическое сопротивлениеснизить шероховатость труб, применить особый профиль их поверхности (по принципу акульей кожи), снизить вязкость потоков путем их подогрева или добавления к ним менее вязких средиспользовать теплообменник смесительного типа   
    "площадь поверхности теплообмена" увеличитьувеличить площадь теплообменаприменить оребренные трубы, применить многоходовой теплообменникперейти к теплообменнику, работающему по принципу смешивания потоковустановить последовательно несколько теплообменников, установить перегородки, способствующие турбулизации потоков  
    "Коэффициент теплопроводности стенки труб" увеличитьувеличить коэффициент теплопроводности стенкиприменить материалы с большим коэффициентом теплопроводности, оребрить трубы перейти к теплообменнику, работающему по принципу смешения потоков  
    "трудоемкость" уменьшитьснизить трудоемкость  автоматизировать процесс  
    "стоимость обслуживания и ремонта" уменьшитьснизить стоимость обслуживания и ремонтаприменить в конструкции нержавеющие материалыперейти к более простому теплообменнику,работающего по принципу смешения потоковустановить систему автоматической очистки от загрязнений установить систему атоматического регулирования параметров работы установки
    "удобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта" увеличитьудобство монтажа,демонтажа,обслуживания и ремонта увеличитьоблегчить конструкцию применив новые материалы(нержавеющие стали)перейти к теплообменнику более простой конструкции   
    "Количество тепла передаваемого окружающей среде" уменьшитьколичество тепла передаваемого окружающей среде уменьшитьвыполнить кожуховую трубу из материала с меньшим коэффициентом теплопроводности,установить теплоизоляцию установить теплоизоляцию  

    [назад]



    Следствия из закона прогрессивного развития


    Установить систему теплоизоляции


    установить систему автоматического управления процессом(датчики температур,систему управления заслонками)


    Упростить конструкцию


    Автоматизировать процесс путем установки системы автоматического управления параметрами работы установки


    нет


    Установить систему автоматического регулирования параметров

    [назад]



    Предшественники


    Предшественник 1


    Теплообменник кожухотрубчатый


    Предназначен для передачи теплоты от потока с более высокой температурой к потоку с более низкой температурой через стенку. Процесс осуществляется при непрерывной подаче потоков. Потоки могут быть жидкими, газообразными или парожидкостными.


    не описана


    не указано

    2.3. Убрать «лишние детали» таким образом, чтобы один элемент выполнял функции нескольких, если даже будет потерян «один процент эффекта».

    [назад]


    Предшественник 2


    не указан


    нет


    не описана


    не указано

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран

    [назад]


    Предшественник 3


    не указан


    нет


    не описана


    не указано

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран

    [назад]



    Ресурсы


    Вещественные ресурсы

    Потоки вещества внутри аппарата
    готовый

    Контролировать наличие вещества вокруг аппарата для оценки герметичности. Контролировать наличие веществ потоков друг в друге - для оценки герметичности внутренних элементов

    [назад]


    Полевые ресурсы

    гравитационное поле
    готовый

    Обеспечение движения потоков внутри аппарата

    [назад]


    Энергетические ресурсы

    Масса теплообменника
    готовый

    поглощение вибраций и колебаний

    энергия движущегося потока
    готовый

    чистка труб от загрязнений

    Тепло, выделяемое в окружающую среду
    готовый

    обогрев помещений

    разность температур теплоносителей
    готовый

    получение дополнительного количества полезной работы

    [назад]


    Информационные ресурсы

    потери напора в аппарате
    готовый

    для определения загрязнений аппарата

    [назад]


    Пространственные ресурсы

    пространство снаружи аппарата
    готовый

    размещение дополнительного оборудования

    пространство внутри аппарата
    готовый

    размещение дополнительной поверхности теплообмена (оребрение труб), дополнительного оборудования (датчики температуры, загрязненности, перегородки и др.)

    [назад]


    Временные ресурсы

    время прохождения потоков по трубам
    готовый

    турбулизация потоков установкой перегородок

    [назад]


    Функциональные ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Системные ресурсы

    не выявлены

    [назад]



    Аналоги


    Функциональные аналогии


    теплообмен между любым водоемом и воздухом, между землей и воздухом
    в природе


    аппарат воздушного охлаждения
    в технике


    теплообменник с у образними трубками
    в технике


    теплообменник типа труба в трубе
    в технике

    [назад]


    Структурные аналогии


    Кристаллизатор
    в технике


    испаритель.
    в технике


    теплообменник с у образними трубками.
    в технике

    [назад]


    Субстратные аналогии


    кристаллизатор.
    в технике


    Испарители, конденсаторы
    в технике


    теплообменник с у образними трубками,
    в технике


    теплообменник типа труба в трубе.
    в технике

    [назад]


    Аналогии внешней формы


    Толщиномер
    в природе


    теплообменник с у образними трубками
    в природе


    кристаллизатор,
    в технике


    труба
    в технике


    Цистерна
    в технике


    теплообменник типа труба в трубе,
    в технике

    [назад]


    Аналогии отношений [между элементами ТС]


    кристаллизатор,.
    в природе


    испаритель
    в технике


    теплообменники других видов
    в технике

    [назад]



    Заключение


    Проведенный анализ данной технической системы показал, что дальнейшими приоритетными направлениями ее совершенствования являются:
    1. Снижение затрат на обслуживание и ремонт с помощью:
    а) установки системы автоматической очистки
    б) применением рациональных материалов для изготовления аппарата
    2. Повышение эффективности аппарата:
    а) уменьшение габаритов путем турбулизации потоков
    б) применением материалов с большим коэффициентом теплопроводности
    3. Автоматизация процесса, передача системе функции саморегулирования
    4. Уменьшение количества тепла, передаваемого окружающей среде:
    а) путем применения соответствующих материалов для изготовления конструкции
    б) путем установки системы теплоизоляции


    Андреев В.А. Теплообменные аппараты для вязких жидкостей: основы расчета и проектирования. – 2-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергия, 1971. – 152 с.
    Архипов Г.В. Автоматическое регулирование поверхностных теплообменников – М.: Энергия, 1971. – 304 с.
    Бажан П.И., Каневец Г.е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам – М.: Машиностроение, 1989. – 366 с.
    Бунин Л.В. и др. Трубчатые теплообменники. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1975. – 47 с.
    Владимиров А.И., Щелкунов В.А., Круглов С.А. Основные процессы и аппараты нефтегазопереработки: Учеб. пособие для вузов. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2002. – 227 с.: ил.
    Головачев В.Л., Марголин Г.А., Пугач В.В. Промышленная кожухотрубчатая теплообменная аппаратура: Справочник-каталог – М.: Интэк Лтд., 1992. – 265 с.
    Кожухотрубчатые теплообменные аппараты общего и специального назначения: Каталог ВНИИнефтемаш. – М.: ЦИНТИхимнефтемаш, 1991. – 106 с.
    Лобунцов Д.А., Зудин Ю.Б. Процессы теплообмена с периодической интенсивностью. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 72 с.
    Прокофьева Т.В., Андриканис. В.В., Моделирование теплообменного аппарата и исследование влияния его конструкции на параметры теплопередачи: Методическое пособие для курсового проектирования и для выполнения работ № 21, 22, 23 – М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2002. – 53 с.
    Процессы и аппараты химической технологии. Рабочая программа, структурно-технологическая карта и структурно-логические схемы /И.А. Александров, И.И. Кравченко, Л.В. Кравчинская и др. / Под ред. И.А. Александрова.- М., 1983.
    Семена М.Г., Гершуни А.Н., Зарипов В.К. Тепловые трубы с метало-волокнистыми капиллярными структурами – Киев: Вища школа, 1984. – 215 с.
    Скобло А.И., Молоканов Ю.К., Владимиров А.И., Щелкунов В.А. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000. – 677 с.
    Справочник нефтепереработчика / Под ред. Г.А. Ластовкина, Е.Д. Радченко, М.Г. Рудина. – Л.: Химия, 1986. – 648 с.
    Теплообменные процессы и аппараты химических производств: Сборник научн. трудов / Моск. институт хим. Машиностроения. – М.: МИХМ, 1976. – 159 с.


    Павлычев Александр Иванович 1988 года рождения!

    [назад]