Интернет-система проведения функционально-физического анализа технических систем

   |  [Регистрация]
  [Электрический чайник]  |  [чтение]  |  [2015-03-06 12:40:43]

Отчет по выбранной ТС

Электрический чайник

(Чайник)

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


Электрический чайник


Чайник

Электрический чайник — бытовой прибор для нагревания и кипячения питьевой воды, работающий на электроэнергии.

  • бытовое использование

  • не указана


    Нагрев воды

    нагревательного элемента, который работает от электрической сети


    [назад]


    Принципиальная схема

    демонстрационная схема


    загрузить...


  • ЭС1 - "1"-кнопка выключателя
  • ЭС2 - "2"-автоматический выключатель
  • ЭС3 - "3"-тэн
  • ЭС4 - "4"-подставка
  • ЭС5 - "5"-крышка
  • ЭС6 - "6"электрошнур
  • ЭС7 - "7"-вода
  • ЭС8 - "8"-пар
  • ЭС9 - "9"-ручка

  • При нажатии на кнопку выключателя(1) на ТЭН подаётся,через электрошнур(6) и контакты на подставке(4),напряжение и вода(7) в чайнике начинает нагреваться. После того как вода закипит,пар(8) поступает к автоматическому выключателю(2) через ручку(9) чайника или трубку в корпусе. Пар нагревает биметаллическую пластину в выключателе(2), при нагреве она изгибается и чайник отключается

    [назад]


    Анимация

    не загружена

    [назад]



    Функции


    Главная функция

    нагрев вода

    [назад]


    Основные функции

    принимать электрический ток [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    преобразование электрического тока в теплоту энергии силовой сети [ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    Передача теплоты от ТЭНа к воде вода [ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

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

    Управление максимальной температурой пара [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС6, ЭС7]

    [назад]


    Вспомогательные функции

    Передача теплоты пара к термически-активному элементу термически-активный элемент [ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

  • ОФ5
  • Изгиб термически-активного элемента термически-активный элемент [ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

  • ОФ5
  • Передача усилия изгиба на кнопку выключателя кнопка механического выключателя [ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

  • ОФ5
  • [назад]


    Вредные функции

    Насыщение воды ароматическими веществами пластмассы вода [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    [назад]


    Нейтральные функции

    Генерация звуковых колебаний организм человека [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9]

    [назад]



    Основные характеристики


    Внешние характеристики

    объем чайника [1 - 2]

  • ГФ
  • ВрФ1
  • ОФ5
  • Скорость нагрева до температуры кипения

  • ГФ
  • ВрФ1
  • ОФ3
  • Потребляемая мощность чайника

  • ГФ
  • ВрФ1
  • ОФ1
  • ВФ1
  • ОФ2
  • ОФ3
  • ОФ5
  • температура нагрева

  • ГФ
  • ОФ5
  • [назад]


    Внутренние характеристики

    Площадь нагревательного элемента

  • ГФ
  • ВФ1
  • ВрФ1
  • ОФ3
  • скорость загрязнения

  • ГФ
  • ОФ2
  • ОФ3
  • ОФ5
  • износ внутренних элементов

    Скорость коррозии

    [назад]


    Экономические характеристики

    Затраты на электроэнергию при изготовлении

  • ОФ1
  • ОФ2
  • Затраты на ремонт

    стоимость эксплуатации

    [назад]


    Эргономические характеристики

    удобство в эксплуатации

    [назад]


    Экологические характеристики

    переход тепла в окружающкю среду

    уровень шума

    [назад]


    Таблица связей между характеристиками

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

    Параметрыобъем чайникаСкорость нагрева до температуры кипенияПотребляемая мощность чайникатемпература нагреваПлощадь нагревательного элементаскорость загрязненияизнос внутренних элементовСкорость коррозииЗатраты на электроэнергию при изготовленииЗатраты на ремонтстоимость эксплуатацииудобство в эксплуатациипереход тепла в окружающкю средууровень шума
    объем чайникаX?+x?-??+++?++
    Скорость нагрева до температуры кипения?X+??x???x++??
    Потребляемая мощность чайника++X+?????x?+??
    температура нагреваx?+X??????+?+?
    Площадь нагревательного элемента++?xX???x?????
    скорость загрязнения-????Xx?xxx-x?
    износ внутренних элементов+?????X+x++-xx
    Скорость коррозии?????++Xx++-xx
    Затраты на электроэнергию при изготовлении+????xxxX?+?xx
    Затраты на ремонт?x???xxxxX+-xx
    стоимость эксплуатации+??x?xxxx+X-?x
    удобство в эксплуатации?+?+----xx-X-?
    переход тепла в окружающкю среду?????xxxxx?-X?
    уровень шума+x?x??xxxx?-xX
    объем чайникаСкорость нагрева до температуры кипенияПотребляемая мощность чайникатемпература нагреваПлощадь нагревательного элементаскорость загрязненияизнос внутренних элементовСкорость коррозииЗатраты на электроэнергию при изготовленииЗатраты на ремонтстоимость эксплуатацииудобство в эксплуатациипереход тепла в окружающкю средууровень шума


  • при увеличении параметра объем чайника параметр Потребляемая мощность чайника увеличивается
  • при увеличении параметра объем чайника параметр температура нагрева не изменяется
  • при увеличении параметра объем чайника параметр скорость загрязнения уменьшается
  • при увеличении параметра объем чайника параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении увеличивается
  • при увеличении параметра объем чайника параметр Затраты на ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра объем чайника параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра объем чайника параметр переход тепла в окружающкю среду увеличивается
  • при увеличении параметра объем чайника параметр уровень шума увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость нагрева до температуры кипения параметр Потребляемая мощность чайника увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость нагрева до температуры кипения параметр скорость загрязнения не изменяется
  • при увеличении параметра Скорость нагрева до температуры кипения параметр Затраты на ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра Скорость нагрева до температуры кипения параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость нагрева до температуры кипения параметр удобство в эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра Потребляемая мощность чайника параметр объем чайника увеличивается
  • при увеличении параметра Потребляемая мощность чайника параметр Скорость нагрева до температуры кипения увеличивается
  • при увеличении параметра Потребляемая мощность чайника параметр температура нагрева увеличивается
  • при увеличении параметра Потребляемая мощность чайника параметр Затраты на ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра Потребляемая мощность чайника параметр удобство в эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра температура нагрева параметр объем чайника не изменяется
  • при увеличении параметра температура нагрева параметр Потребляемая мощность чайника увеличивается
  • при увеличении параметра температура нагрева параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра температура нагрева параметр переход тепла в окружающкю среду увеличивается
  • при увеличении параметра Площадь нагревательного элемента параметр объем чайника увеличивается
  • при увеличении параметра Площадь нагревательного элемента параметр Скорость нагрева до температуры кипения увеличивается
  • при увеличении параметра Площадь нагревательного элемента параметр температура нагрева не изменяется
  • при увеличении параметра Площадь нагревательного элемента параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр объем чайника уменьшается
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр износ внутренних элементов не изменяется
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр Затраты на ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр стоимость эксплуатации не изменяется
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра скорость загрязнения параметр переход тепла в окружающкю среду не изменяется
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр объем чайника увеличивается
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр Скорость коррозии увеличивается
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр Затраты на ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр переход тепла в окружающкю среду не изменяется
  • при увеличении параметра износ внутренних элементов параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр скорость загрязнения увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр износ внутренних элементов увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр Затраты на ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр переход тепла в окружающкю среду не изменяется
  • при увеличении параметра Скорость коррозии параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр объем чайника увеличивается
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр скорость загрязнения не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр износ внутренних элементов не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр Скорость коррозии не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр переход тепла в окружающкю среду не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на электроэнергию при изготовлении параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр Скорость нагрева до температуры кипения не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр скорость загрязнения не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр износ внутренних элементов не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр Скорость коррозии не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр стоимость эксплуатации увеличивается
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр переход тепла в окружающкю среду не изменяется
  • при увеличении параметра Затраты на ремонт параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр объем чайника увеличивается
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр температура нагрева не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр скорость загрязнения не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр износ внутренних элементов не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр Скорость коррозии не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр Затраты на ремонт увеличивается
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра стоимость эксплуатации параметр уровень шума не изменяется
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр Скорость нагрева до температуры кипения увеличивается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр температура нагрева увеличивается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр Площадь нагревательного элемента уменьшается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр скорость загрязнения уменьшается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр износ внутренних элементов уменьшается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр Скорость коррозии уменьшается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр Затраты на ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр стоимость эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра удобство в эксплуатации параметр переход тепла в окружающкю среду уменьшается
  • при увеличении параметра переход тепла в окружающкю среду параметр скорость загрязнения не изменяется
  • при увеличении параметра переход тепла в окружающкю среду параметр износ внутренних элементов не изменяется
  • при увеличении параметра переход тепла в окружающкю среду параметр Скорость коррозии не изменяется
  • при увеличении параметра переход тепла в окружающкю среду параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра переход тепла в окружающкю среду параметр Затраты на ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра переход тепла в окружающкю среду параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра уровень шума параметр объем чайника увеличивается
  • при увеличении параметра уровень шума параметр Скорость нагрева до температуры кипения не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр температура нагрева не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр износ внутренних элементов не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр Скорость коррозии не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр Затраты на ремонт не изменяется
  • при увеличении параметра уровень шума параметр удобство в эксплуатации уменьшается
  • при увеличении параметра уровень шума параметр переход тепла в окружающкю среду не изменяется
  • [назад]



    Критерии прогрессивного развития (КПР)



    параметр Скорость нагрева до температуры кипения необходимо увеличить

    параметр Потребляемая мощность чайника необходимо уменьшить

    параметр температура нагрева необходимо увеличить

    параметр Площадь нагревательного элемента необходимо уменьшить

    параметр скорость загрязнения необходимо уменьшить

    параметр износ внутренних элементов необходимо уменьшить

    параметр Скорость коррозии необходимо уменьшить

    параметр Затраты на электроэнергию при изготовлении необходимо уменьшить

    параметр Затраты на ремонт необходимо уменьшить

    параметр стоимость эксплуатации необходимо уменьшить

    параметр удобство в эксплуатации необходимо увеличить

    параметр переход тепла в окружающкю среду необходимо уменьшить

    параметр уровень шума необходимо уменьшить

    [назад]



    Противоречия


    Таблица выявления технических противоречий

    КПР"Скорость нагрева до температуры кипения увеличить"Площадь нагревательного элемента уменьшить"скорость загрязнения уменьшить"износ внутренних элементов уменьшить"Затраты на электроэнергию при изготовлении уменьшить"Затраты на ремонт уменьшить"переход тепла в окружающкю среду уменьшить"уровень шума уменьшить"Потребляемая мощность чайника уменьшить"температура нагрева увеличить"Скорость коррозии уменьшить"стоимость эксплуатации уменьшить"удобство в эксплуатации увеличить
    "Скорость нагрева до температуры кипения" увеличитьXТП     ТПТП  ТП 
    "Площадь нагревательного элемента" уменьшитьТПX          ТП
    "скорость загрязнения" уменьшить  X          
    "износ внутренних элементов" уменьшить   X         
    "Затраты на электроэнергию при изготовлении" уменьшить    X        
    "Затраты на ремонт" уменьшить     X       
    "переход тепла в окружающкю среду" уменьшить      X  ТП   
    "уровень шума" уменьшить       X     
    "Потребляемая мощность чайника" уменьшитьТП       XТП  ТП
    "температура нагрева" увеличить  ТПТП  ТПТПТПXТПТП 
    "Скорость коррозии" уменьшить          X  
    "стоимость эксплуатации" уменьшитьТП          X 
    "удобство в эксплуатации" увеличить        ТП   X
    "Скорость нагрева до температуры кипения" увеличить"Площадь нагревательного элемента" уменьшить"скорость загрязнения" уменьшить"износ внутренних элементов" уменьшить"Затраты на электроэнергию при изготовлении" уменьшить"Затраты на ремонт" уменьшить"переход тепла в окружающкю среду" уменьшить"уровень шума" уменьшить"Потребляемая мощность чайника" уменьшить"температура нагрева" увеличить"Скорость коррозии" уменьшить"стоимость эксплуатации" уменьшить"удобство в эксплуатации" увеличить

    [назад]


    Формулировка технических противоречий


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВФ1 и ВрФ1 при увеличении параметра "Скорость нагрева до температуры кипения" происходит увеличение параметра "Площадь нагревательного элемента"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВрФ1 при увеличении параметра "Скорость нагрева до температуры кипения" происходит увеличение параметра "уровень шума"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВФ1 и ВрФ1 при увеличении параметра "Скорость нагрева до температуры кипения" происходит увеличение параметра "Потребляемая мощность чайника"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВрФ1 при увеличении параметра "Скорость нагрева до температуры кипения" происходит увеличение параметра "стоимость эксплуатации"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "Площадь нагревательного элемента" происходит уменьшение параметра "Скорость нагрева до температуры кипения"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "Площадь нагревательного элемента" происходит уменьшение параметра "удобство в эксплуатации"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при уменьшении параметра "переход тепла в окружающкю среду" происходит уменьшение параметра "температура нагрева"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "Потребляемая мощность чайника" происходит уменьшение параметра "Скорость нагрева до температуры кипения"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "Потребляемая мощность чайника" происходит уменьшение параметра "температура нагрева"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВФ1 и ВрФ1 при уменьшении параметра "Потребляемая мощность чайника" происходит уменьшение параметра "удобство в эксплуатации"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "скорость загрязнения"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "износ внутренних элементов"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "переход тепла в окружающкю среду"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "уровень шума"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВФ1 и ВрФ1 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "Потребляемая мощность чайника"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "Скорость коррозии"


    при выполнении функций ГФ и ОФ5 при увеличении параметра "температура нагрева" происходит увеличение параметра "стоимость эксплуатации"


    при выполнении функций ГФ и ОФ3 и ВрФ1 при уменьшении параметра "стоимость эксплуатации" происходит уменьшение параметра "Скорость нагрева до температуры кипения"


    при выполнении функций ГФ и ОФ1 и ВФ1 и ВрФ1 при увеличении параметра "удобство в эксплуатации" происходит увеличение параметра "Потребляемая мощность чайника"

    [назад]


    Таблица выявления физических противоречий

    КПР"Скорость нагрева до температуры кипения увеличить"Площадь нагревательного элемента уменьшить"скорость загрязнения уменьшить"износ внутренних элементов уменьшить"Затраты на электроэнергию при изготовлении уменьшить"Затраты на ремонт уменьшить"переход тепла в окружающкю среду уменьшить"уровень шума уменьшить"Потребляемая мощность чайника уменьшить"температура нагрева увеличить"Скорость коррозии уменьшить"стоимость эксплуатации уменьшить"удобство в эксплуатации увеличить
    "Скорость нагрева до температуры кипения" увеличитьX(? -> ?)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    (? -> ?)(? -> ?)ФП
    (+ -> -)
    ФП
    (+ -> +)
    "Площадь нагревательного элемента" уменьшить(+ -> +)X(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)
    "скорость загрязнения" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(- -> -)
    "износ внутренних элементов" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)X(x -> x)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(+ -> -)(+ -> -)(- -> -)
    "Затраты на электроэнергию при изготовлении" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(x -> x)X(? -> ?)(x -> x)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(+ -> -)(? -> ?)
    "Затраты на ремонт" уменьшить(x -> x)(? -> ?)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(+ -> -)(- -> -)
    "переход тепла в окружающкю среду" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)(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)(? -> ?)(- -> -)
    "Потребляемая мощность чайника" уменьшить(+ -> +)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)X(+ -> +)(? -> ?)(? -> ?)(+ -> +)
    "температура нагрева" увеличить(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(? -> ?)(+ -> -)(? -> ?)(+ -> -)X(? -> ?)(+ -> -)(? -> ?)
    "Скорость коррозии" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)(+ -> -)(+ -> -)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)(? -> ?)(? -> ?)X(+ -> -)(- -> -)
    "стоимость эксплуатации" уменьшить(? -> ?)(? -> ?)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(? -> ?)(x -> x)(? -> ?)(x -> x)(x -> x)X(- -> -)
    "удобство в эксплуатации" увеличить(+ -> +)(- -> +)(- -> +)(- -> +)(x -> x)(x -> x)(- -> +)(? -> ?)(? -> ?)(+ -> +)(- -> +)(- -> +)X
    "Скорость нагрева до температуры кипения" увеличить"Площадь нагревательного элемента" уменьшить"скорость загрязнения" уменьшить"износ внутренних элементов" уменьшить"Затраты на электроэнергию при изготовлении" уменьшить"Затраты на ремонт" уменьшить"переход тепла в окружающкю среду" уменьшить"уровень шума" уменьшить"Потребляемая мощность чайника" уменьшить"температура нагрева" увеличить"Скорость коррозии" уменьшить"стоимость эксплуатации" уменьшить"удобство в эксплуатации" увеличить

    [назад]


    Формулировка физических противоречий


    Для увеличения параметра "удобство в эксплуатации" , параметр "Скорость нагрева до температуры кипения" должен быть больше , a для уменьшения параметра "Потребляемая мощность чайника" и уменьшения параметра "стоимость эксплуатации" , параметр "Скорость нагрева до температуры кипения" должен быть меньше (ГФ и ОФ3 и ВФ1 и ВрФ1 )

    [назад]



    Физические эффекты


    Список физических эффектов

    Коррозия металла

    Теплообмен

    закон сохранения энергии

    Тепловое воздействие

    Вибрация

    изнашивание

    выделение тепла

    Шум

    Излучение тепла

    преобразование электроэнергии в тепловую

    3-й закон Ньютона

    кавитация

    [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 / ФЭТеплообменвыделение теплазакон сохранения энергииИзлучение теплаизнашиваниепреобразование электроэнергии в тепловуюТепловое воздействиеШумВибрацияКоррозия металлакавитация3-й закон Ньютона
    ОФ1: принимать электрический ток VVVNNVNNNNNN
    ОФ2: преобразование электрического тока в теплоту энергии силовой сети VVXVVXV NNVN
    ОФ3: Передача теплоты от ТЭНа к воде вода XXVVXNVVXXVX
    ОФ4: проводить пар VNVV NVXNNNN
    ОФ5: Управление максимальной температурой пара VV  NNX VV V
    ВФ1: Передача теплоты пара к термически-активному элементу термически-активный элемент XN XV XNNNNN
    ВФ2: Изгиб термически-активного элемента термически-активный элемент XN XVNXNNNNN
    ВФ3: Передача усилия изгиба на кнопку выключателя кнопка механического выключателя NN N NVNNNNN
    ВрФ1: Насыщение воды ароматическими веществами пластмассы вода VVNNNN NNNNN
    НФ1: Генерация звуковых колебаний организм человека N NN NNVVNXN

    [назад]



    Следствия из закона стадийного развития


    Таблица стадий развития функций ТС

    Функции / Стадиитехнологическаяэнергетическаяуправленияпланирования
    ГФ: нагрев вода     
    ОФ1: принимать электрический ток     
    ОФ2: преобразование электрического тока в теплоту энергии силовой сети     
    ОФ3: Передача теплоты от ТЭНа к воде вода     
    ОФ4: проводить пар     
    ОФ5: Управление максимальной температурой пара     
    ВФ1: Передача теплоты пара к термически-активному элементу термически-активный элемент     
    ВФ2: Изгиб термически-активного элемента термически-активный элемент     
    ВФ3: Передача усилия изгиба на кнопку выключателя кнопка механического выключателя     

    [назад]


    Описание стадии главной функции

    нагрев вода

    энергетическая


    Установить датчик блокировки работы чайника при незакрытой крышке

    [назад]


    Описание стадий основных функций

    принимать электрический ток
    энергетическая

    Установить систему бесперебойного питания.

    преобразование электрического тока в теплоту энергии силовой сети
    энергетическая

    Автоматизировать отключение подачи электроэнергии при закипании жидкости.

    Передача теплоты от ТЭНа к воде вода
    энергетическая

    Установить автоматизированную систему контроля температуры жидкости

    проводить пар
    энергетическая

    Установить индикатор притупления пара

    Управление максимальной температурой пара
    энергетическая

    Установить систему оповещения о достижении максимально допустимой температуры

    [назад]


    Описание стадий вспомогательных функций

    Передача теплоты пара к термически-активному элементу термически-активный элемент
    энергетическая

    Выбирать оптимальную температуру

    Изгиб термически-активного элемента термически-активный элемент
    технологическая

    Оценивать температурные условия

    Передача усилия изгиба на кнопку выключателя кнопка механического выключателя
    управления

    Автоматизировать отключение чайника

    [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 / ФЭ"1"-кнопка выключателя"2"-автоматический выключатель"3"-тэн"4"-подставка"5"-крышка"6"электрошнур"7"-вода"8"-пар"9"-ручка
    ОФ1: принимать электрический ток XNOXNXNNN
    ОФ2: преобразование электрического тока в теплоту энергии силовой сети  NOXNXNNN
    ОФ3: Передача теплоты от ТЭНа к воде вода  NXNN ONN
    ОФ4: проводить пар NONNXNOX 
    ОФ5: Управление максимальной температурой пара NNX  NX  
    ВФ1: Передача теплоты пара к термически-активному элементу термически-активный элемент  XNNXNXXX
    ВФ2: Изгиб термически-активного элемента термически-активный элемент  XNNNNNXX
    ВФ3: Передача усилия изгиба на кнопку выключателя кнопка механического выключателя  ONNNNNXX
    ВрФ1: Насыщение воды ароматическими веществами пластмассы вода NNNNXNOXN
    НФ1: Генерация звуковых колебаний организм человека NNONXNXXN

    [назад]



    Частные закономерности развития


    Таблица частных закономерностей развития ТС

    КПР / УровеньПараметрический уровеньКонструкторско-технологический уровеньУровень принципов действияУровень функциональной структурыУровень потребительских свойствУровень функций
    "Скорость нагрева до температуры кипения" увеличитьУвеличить скорость нагрева до температуры кипенияувеличить площадь нагревательного элемента
    увеличить мощность нагревательного элемента
     Установить ТЭНы закрытого типа  
    "Площадь нагревательного элемента" уменьшитьуменьшить площадь нагревательного элемента (ТЭН)Установить нагревательный элемент дискового типа    
    "скорость загрязнения" уменьшитьУменьшить скорость загрязненияуменьшить объем чайника
    уменьшить площадь нагревательного элемента
     Установить дисковые (скрытые) нагреватели вместо нагревателей трубчатого типа  
    "износ внутренних элементов" уменьшитьУменьшить износ внутренних элеменовприменение закрытых нагревательных элементов
    применение спец. покрытий
        
    "Затраты на электроэнергию при изготовлении" уменьшитьУменьшить затраты на электроэнергию при изготовленииУменьшить количество комплектующих.
    Применение стандартных(неоригинальных)комплектующих
      Уменьшить стоимость материалов. 
    "Затраты на ремонт" уменьшитьУменьшить затраты на ремонтПри изготовлении, использовать легко-заменяемые внутренние элементы    
    "переход тепла в окружающкю среду" уменьшитьСнизить переход тепла в окружающую средуиспользовать теплоизоляционный материалПокрыть стенки чайника слоем материала с низкой теплопроводностьюУвеличить тепловое сопротивление стенки  
    "уровень шума" уменьшитьуменьшить уровень шумаПрименять многослойный корпус с повышенной звукоизоляцией
    Применение демпфирующие уплотнений.
        
    "Потребляемая мощность чайника" уменьшитьуменьшить потребляемую мощность чайникаИспользовать ТЭН с более высоким кпд. Установить автоматический выключатель после выполнения процесса  
    "температура нагрева" увеличитьувеличить температуру нагреваИспользовать ТЭН с высокой мощностью и с более высокой максимальной температурой нагрева.
    Применять теплоизоляционные и теплостойкие материалы.
        
    "Скорость коррозии" уменьшитьУменьшить скорость коррозиИспользовать керамические, пластиковые, стеклянные элементы, а также элементы из нержавеющей стали
    Повысить коррозионную стойкость нагревательного элемента
        
    "стоимость эксплуатации" уменьшитьуменьшить стоимость эксплуатацииПовысить качество сборки.
    Применение ТЭНа с большим КПД
      Расширение функций за счёт новых опций.
    Повысить качество материалов.
    Увеличить кпд нагревательного элемента.
     
    "удобство в эксплуатации" увеличитьувеличить удобство эксплуатацииприменение более прочных и долговечных материалов  Использовать многофункциональные чайник с различными опциями 

    [назад]



    Следствия из закона прогрессивного развития


    Увеличить скорость нагрева до температуры кипения, уменьшить площадь нагревательного элемента (ТЭН), уменьшить уровень шума.уменьшить стоимость эксплуатации, увеличить температуру нагрева, увеличить удобство эксплуатации.


    Применение закрытых нагревательных элементов применение спец. покрытий. Использовать ТЭН с высокой мощностью и с более высокой максимальной температурой нагрева. Применять теплоизоляционные и теплостойкие материалы.


    Покрыть стенки чайника слоем материала с низкой теплопроводностью.


    Установить дисковые (скрытые) нагреватели вместо нагревателей трубчатого типа. Увеличить тепловое сопротивление стенки. Установить автоматический выключатель после выполнения процесса.


    Улучшение форм ручки, числа температурных режимов, уменьшения потребления электричества, уменьшения шума.


    Возможность совершенствования на этом уровне практически исчерпана

    [назад]



    Предшественники


    Предшественник 1


    Керамический чайник


    Состоит из керамической ёмкости,ручки и крышки.


    Нагрев жидкости с помощью открытого огня


    Использования электроэнергии при нагреве жидкости

    8.2. Заменить источник энергии, тип привода, материалы, цвет и т.д.

    [назад]


    Предшественник 2


    Металлический чайник (для плит)


    Представляет собой обычно металлическую ёмкость с ручкой, которую для нагревания воды ставят на конфорку плиты. Часто на носики таких чайников ставятся свистки, работающие от струи пара и предупреждающие о закипании характерным свистом.


    Использование керамических элементов


    Металлических

    6.4. Использовать другой материал (новейший, более дешевый и т.д.).



    Применение открытого огня для нагрева жидкости


    Электроплиты или газовой плиты

    6.2. Изменить свойства материала поверхности объекта (элемента); упрочнить поверхность объекта; нейтрализовать вредные свойства материала поверхности объекта.

    [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

    материал корпуса
    готовый

    обеззараживание воды

    [назад]


    Полевые ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Энергетические ресурсы

    выделение тепла
    готовый

    нагрев окружающего воздуха

    [назад]


    Информационные ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Пространственные ресурсы

    Незаполненный объем
    готовый

    Повышение степени содержания полезных веществ

    [назад]


    Временные ресурсы

    Время бездействия системы
    готовый

    устранение неполадок

    [назад]


    Функциональные ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Системные ресурсы

    не выявлены

    [назад]



    Аналоги


    Функциональные аналогии


    Самовар
    в природе


    Теплообменник
    в технике


    гейзеры
    в технике

    [назад]


    Структурные аналогии


    испаритель.
    в технике

    [назад]


    Субстратные аналогии


    Кофеварка
    в природе

    [назад]


    Аналогии внешней формы


    Кофейник
    в технике


    Лейка
    в технике

    [назад]


    Аналогии отношений [между элементами ТС]

    не указаны

    [назад]



    Заключение


    В процессе выполнения функционально-физического анализа технической системы "Электрический чайник" были установлены функции данной ТС, выявлены критерии прогрессивного развития, определены технические и физические противоречия, проведен анализ реализации функций в структурных элементах ТС, рассмотрены предшественники и аналоги изучаемой системы. Проделанная работа позволила глубоко изучить данную ТС и определить принципы его развития


    Лепаев Д. Электрические чайники. — 1998, № 10.
    Меркулов В. — Электрочайник сегодня и завтра. — 2000, № 9.
    http://www.nkj.ru/archive/articles/4381/ (Наука и жизнь, ЭВОЛЮЦИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЧАЙНИКА)


    Кустов Д.В.
    МА-10-07

    [назад]