КейсыСегодня кейсов в Базе - 66

Условие задачи:

Трубы дренажных систем периодически забиваются илом. Для очистки труб можно разобрать дренажную систему (полностью или частично), но понятно, что это — трудоёмкая операция. Удобнее размывать ил струёй воды, направляемой непосредственно в трубу, при этом хорошего эффекта можно добиться, использовав водяной поток большой скорости. К сожалению, расход воды при такой операции оказывается слишком большим. Нужно повысить скорость водяного потока и одновременно — не увеличить общий расход воды. Как быть?

Решение:

1. Состав системы: стены трубы, ил, вода.

2. Конечная цель, с которой ставится задача: вода размывает ил на стенке трубы.

3. В какой постановке решаем задачу?

задачу решаем в первоначальной постановке.

Мини задача: Всё остаётся без изменений, но вода размывает ил.

4. Идеальный конечный результат (ИКР): вода сама размывает ил.

5. В чём состоит помеха? В чём заключается существо конфликта? Что мешает достижению ИКР?

вода течёт медленно, и не смывает частиц ила со стенок трубы, а это недопустимо.

6. В чем состоит конкретная научно- или технически обоснованная причина помехи? («почему мешает»)?

сила, с которой поток жидкости воздействует на препятствие, зависит а) от скорости потока жидкости и б) от её плотности.

7. При каких условиях помеха исчезнет?

если увеличить скорость потока жидкости в трубе (из жидкостей существенно большую, чем вода, плотность имеет лишь ртуть, но использовать её для промывки канализации недопустимо — ведь ртуть — яд, и поэтому использовать зависимость б) на практике вряд ли удастся).

8. Решение задачи пока найти не удалось: о том, что именно быстрым потоком можно размыть ил и так было известно. Но при этом резко увеличивается расход воды, а это недопустимо: то есть возникает другая проблема. Поэтому снова возвращаемся к шагу 2.

2. Конечная цель, с которой ставится задача: вода движется быстро, но её расход остаётся невелик.

3. В какой постановке решаем задачу?

задачу решаем в первоначальной постановке.

Мини задача: Всё остаётся без изменений, скорость потока увеличивается, но расход воды невелик.

4. Идеальный конечный результат (ИКР): вода сама не даёт себе расходоваться в больших количествах.

5. В чём состоит помеха? В чём заключается существо конфликта? Что мешает достижению ИКР?

вода не может сама управлять своим движением, а это недопустимо.

6. В чем состоит конкретная научно- или технически обоснованная причина помехи? («почему мешает»)?

«отсутствие объекта, позволяющего воде самой управлять своим движением»

7. При каких условиях помеха исчезнет?

если что-то поможет воде самой управлять своим движением.

8.

9.

10. Использование принципов разрешения противоречия:

11. Физическое противоречие: Вода должна течь быстро (с тем, чтобы размывать ил), и должна течь медленно, — с тем, чтобы её расход был невелик.

разрешим противоречие во времени: в интервале времени Dt1 вода идёт быстро, а в интервале времени Dt2 — медленно.

Решение: обрабатывать трубу импульсами воды под высоким давлением. - Разрешим противоречие в пространстве: в области заиления скорость воды высока, а в остальной части трубы — мала.

Вообще говоря, это и так получается само собой: в области заиления эффективное сечение трубы уменьшается, а значит, — скорость потока через это сечение увеличивается. Но, эту ситуацию можно резко обострить, снизив сечение трубы в месте скопления ила искусственным образом. Для этого достаточно, чтобы в месте заиления в трубе застряло какое-то тело, частично перекрыв поток воды.

Контрольное решение:

Требуемого результата достигают введением добавочного тела (шара), частично перекрывающего сечение трубопровода. В месте застревания шара скорость потока воды увеличивается, и ил быстро вымывается.

Примечание: Полученное нами решение позволяет заранее уменьшать сечение трубопровода в наиболее вероятных местах возникновения пробок ила (например, — в местах изгиба труб).

* * *

При разборе решения использовался «Алгоритм предварительного анализа».

Разбор цитируется по пособию: Гасанов А.И., Кокин С. М. Учебно-методическое издание к курсу «Методы поиска решений творческих инженерных задач» (Часть III), М. 1999 г.

Добавить в блокнотБлижайшие мероприятия
(Голосов: 0, Рейтинг: 0)



Добавить комментарий:

Комментарии:

    Добавить в блокнотБлижайшие мероприятия
    (Голосов: 0, Рейтинг: 0)



    Добавить комментарий:

    Комментарии: