Попов Александр
Ханты-Мансийский автономный округ Югра, г. Сургут
МБОУ Сургутский естественно-научный лицей, 11 класс
СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ МОБИЛЬНОГО АВТОНОМНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЁМОВ ОТ НЕФТЯНОЙ ПЛЕНКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ
2
Научный руководитель: Андреева Ольга Владимировна, Ханты-Мансийский автономный округ Югра, г. Сургут, МБОУ Сургутский естественно-научный лицей, учитель физики, педагог дополнительного образования
7
Ит
Александр Попов
27
Ит
СОЗДАНИЕ МОДЕЛИ МОБИЛЬНОГО АВТОНОМНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДОЁМОВ ОТ НЕФТЯНОЙ ПЛЕНКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ
Цель
Разработать концепцию мобильного автономного комплекса для очистки водоёмов от нефтяной пленки с применением ферромагнитной жидкости.
Задачи
  1. Изучить и проанализировать существующие методы очистки водоёмов
  2. Обозначить концептуальные особенности будущей модели с учетом выбранного типа нефтесборщика.
  3. Подготовить эскизы интерьера и экстерьера будущей модели.
  4. Создать 3д модель нефтесборщика.
  5. Провести сравнительный анализ продуктивности полученной модели нефтесборщика с моделями, имеющимися у конкурентов.
Актуальность
Как известно, нефть легче воды, поэтому она тонкой пленкой ложится на поверхность озер и рек, перекрывая доступ кислорода в толщу воды, из-за чего флора и фауна этих рек и озёр погибает. В мире уже существуют методы, по очистке водоемов от нефтяной пленки, но эти методы довольно трудо-ресурсозатратны, поэтому часть водоемов, особенно располагающихся в труднодоступных местах, остается не очищенной, что приводит к губительным последствиям, а именно к отравлению флоры и фауны. Для решения этой проблемы мы решили разработать концепцию мобильного робототехнического комплекса, который мог бы очищать водоёмы в труднодоступных местах нашей планеты без непосредственного участия человека.
На данный момент применяются следующие методы очистки водоемов: механический, термический, физико-химический, биологический. Для реализации методов используются технические средства, такие как: боновые заграждения, дамбы, скиммеры, нефтесборные системы. Мы в своей модели решили применить новый способ контроля нефтяного пятна: использовать ферримагнитную жидкость и электромагниты. Устройство будет распылять ферромагнитную жидкость на поверхность пятна. легко диффузирует с частицами нефти, образуя «модифицированную нефтяную пленку», которая легко управляется магнитным полем. Таким образом устройство будет осуществлять перемещение пятна с мелководья на глубину, где возможно передвижение установки, контроль площади пятна, его глубину проникновения в толщу воды, а также собирать нефть с растений у берегов водоемов, покрытых растительностью.

Разработанная в программе "Solidworks" модель представляет собой автономный аппарат, предназначенный для сбора нефти с поверхности водоёмов, расположенных в труднопроходимой местности. На место работы, аппарат будет доставляться по воздуху в сложенном состоянии. По прибытии на место работы комплекс произведет разведку (построит геометрию разлива и выберет оптимальный маршрут), распылит ферромагнитную жидкость на разлив и начнет сбор нефти в кассету из накопителей. При полном заполнении контейнера он оцепляется и автоматически загружается в транспортировщик.

По окончании работы над моделью, она подверглась испытаниям в симуляции водного потока. В программе были воссозданы реальные условия эксплуатации комплекса. В результате было получено, что в области среза нефти образуется зона пониженного давления воды, что сигнализирует о всасывающем эффекте, который позволит собирать больший объём нефти входящего в рабочую зону за единицу времени.

Доработке и испытаниям подверглась конструкция каркасного накопителя и корпуса. Для нахождения мест с максимальной напряженностью и возможной деформацией с помощью инструментария программы «SolidWorks» была воссоздана нагрузка на данные элементы, после чего были выявлены и устранены слабые места в их конструкции.

Среди других устройств подобного назначения комплекс выделяется, тем что он сможет работать в труднопроходимых и труднодоступных местах полностью автономно. Готовых решений с подобными возможностями на рынке не представлено. Поэтому можно сделать вывод, что прямых конкурентов у разработки нет.
Выводы
В итоге проделанного исследования была создана концепция эффективного автономного комплекса, предназначенного для ликвидации разливов нефти на водоемах в труднопроходимой местности. За время работы над проектом были проработаны первичные этапы проектирования, а именно разработка списка функциональных требований, выбор основных технологий и их обоснование, а также создание и испытание первичных 3д моделей. Считаю, что в будущем такие аппараты должны стать повсеместно используемым устройством и сыграть решающую роль в спасении природы от техногенных катастроф.
Расписание работы автора проекта
12 апреля, вт
Диалог с экспертами
Ответы на вопросы
12:00
12:20

13:35 - 13:45

Шубин А.Н.
Коротков Д.П.
12 апреля, вт
12:40
13:00
13:20
Онищенко Д.О.
Чичекин И.В.
Бычков С.П.

Задайте вопрос автору проекта
Обязанность отвечать на заданные вопросы остается полностью на участнике. Организаторы форума не несут ответственности за сроки получения ответа.
Заполняя данную форму Вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности сайта.
Пообщайтесь с автором в режиме реального времени
Вы можете посмотреть диалог с экспертом и задать вопросы автору в форме вебинара.
Расписание сессий приведено выше