Разработка способа улучшения условий зимней эксплуатации причалов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.07, кандидат технических наук Федотова, Олеся Андреевна

• Федотова, Олеся Андреевна
• кандидат технических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат технических наук Федотова, Олеся Андреевна

Содержание

Введение 4 ГЛАВА 1. Обзор и анализ существующих способов разрушения льда

и предотвращения ледообразования у причалов

1.1 Особенности эксплуатации причалов в зимний период 9 1. 2 Способы разрушения льда и предотвращения ледообразования 15 1. 3 Обзор патентов в исследуемой области

1. 4 Использование тепла глубинных вод для предотвращения ледообразования у гидротехнических сооружений 24 ГЛАВА 2. Проведение натурных наблюдений на акватории Морского пассажирского терминала «Морской фасад» 29 2 Л Общие сведения о МПТ «Морской фасад»

2.2 Температурная стратификация водоёмов и акваторий

2. 3 Исследование температурного режима 42 2.4 Исследование динамики роста льда 54 ГЛАВА 3. Теоретическое исследование работы насосной системы, распределяющей придонные воды вдоль причала

3.1 Схема оборудования причала насосной системой с

перфорированным трубопроводом

3.2 Предварительное определение требуемой производительности насосной системы

3.3 Численное моделирование процесса всасывания придонной воды

3.4 Теоретические зависимости для расчёта перфорированного трубопровода на равномерную раздачу тепла по длине

3. 5 Кинематика потока и тепловой режим в зоне перфорированного трубопровода

3.6 Режим работы насосной системы

3.7 Оценка эффективности работы насосной системы у причала

ГЛАВА 4. Лабораторное моделирование отгона льда от причала при

работе насосной системы 91 4 Л Цели и задачи исследований. Исходные данные для

моделирования

4.2 Описание экспериментальной установки

4.3 Результаты лабораторных исследований 105 ГЛАВА 5. Технологические решения по внедрению предложенного способа улучшения условий зимней эксплуатации причалов 116 Заключение 139 Список литературы 140 Приложения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка способа улучшения условий зимней эксплуатации причалов»

Введение

Актуальность работы. При эксплуатации причальных

гидротехнических сооружений в зимний период возникают многочисленные затруднения из-за отрицательных температур воздуха и наличия на акватории льда. Это приводит к увеличению нагрузок на причал и повышает риск аварийных ситуаций.

Существующие способы создания незамерзающей майны у причалов (например, механические - ледоколы, ледорезы, ледоломы и другие) не всегда удовлетворяют соответствующим требованиям, часто малоэффективны и являются дорогостоящими. В результате анализа тепловых способов было выявлено, что для образования майны у причалов наиболее эффективным будет использование тепла глубинных вод, в том случае, если имеются его необходимые запасы (и они постоянно возобновляются в результате теплообмена с дном).

В диссертационной работе предлагается способ улучшения условий зимней эксплуатации причалов за счёт использования тепла придонных вод. Он заключается в оснащении причала насосной системой с перфорированным трубопроводом, проложенным вдоль причальной линии несколько ниже уровня воды. Такая система позволит забирать придонные воды, обладающие запасами тепла в зимнее время, и распределять их вдоль причала для создания майны и отгона льда.

Объектом исследования являются причальные гидротехнические сооружения в замерзающих портах и насосная система, позволяющая распределять тепло глубинных вод.

Цель работы и задачи исследования. Цель работы - теоретическое и инженерно-физическое обоснование возможности применения предложенного способа для улучшения условий зимней эксплуатации причальных сооружений. При проведении исследований были поставлены следующие основные задачи:

- проанализировать особенности эксплуатации причалов в зимних условиях и существующие способы предотвращения ледообразования и разрушения льда;

- провести натурные наблюдения за температурой воды и ледовыми явлениями на акватории порта у причальных гидротехнических сооружений для установления закономерностей влияния метеорологических и других внешних факторов на тепловой режим акватории, а также определить запасы тепла в придонных слоях воды;

- разработать схему оборудования причала насосной системой, позволяющей распределять тепло глубинных вод, и выполнить необходимые теоретические исследования;

- провести лабораторное моделирование отгона льда от причала при работе насосной системы;

- разработать проект обустройства причала насосной системой для отгона льда.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались аналитические, натурные и экспериментальные методы исследований.

Научная новизна заключается в следующем:

1. Установлено формирование температурной стратификации по глубине воды у причалов, расположенных в закрытой акватории;

2. Предложен способ улучшения условий зимней эксплуатации причалов за счёт распределения тепла придонных вод;

3. Обоснована возможность отгона плавающего льда от причала при использовании предложенного способа.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Итоги обзора и анализа существующих способов разрушения льда и предотвращения ледообразования, обоснование целесообразности применения способов с использованием тепла глубинных вод на акваториях портов;

2. Результаты натурных наблюдений за формированием температурной стратификации у причалов порта, подтверждающие наличие необходимых запасов тепла в придонных слоях воды и их сохранение в течение зимнего периода;

3. Результаты теоретических исследований работы насосной системы с перфорированным трубопроводом, распределяющим придонные воды вдоль причала;

4. Возможность использования предложенного способа для отгона от причала плавающего льда;

5. Результаты проектирования насосной системы, позволяющие реализовать предложенные технологические решения для улучшения условий зимней эксплуатации причалов Морского пассажирского терминала (МПТ) «Морской фасад».

Достоверность научных положений подтверждена теоретическими и экспериментальными исследованиями, выполненными в гидротехнической лаборатории им. В. Е. Тимонова.

Личный вклад автора заключается в проведении анализа технических средств для создания майны у причала, участии в натурных наблюдениях на акватории порта и в лабораторном моделировании, проведении теоретических исследований и разработке окончательного инженерно-технического варианта схемы обустройства причала для использования предложенного способа.

Практическое значение работы заключается в возможности применения предложенного способа у причальных гидротехнических сооружений в замерзающих портах (при условии формирования достаточных запасов тепла на глубине) с целью более эффективной и безопасной их эксплуатации в период зимней навигации.

В область применения результатов исследований входят задачи по поддержанию незамерзающей майны вблизи гидротехнических сооружений,

в первую очередь у причалов портов, при наличии необходимых запасов тепла в придонных водах.

Реализация работы. Результаты исследования представляют собой разработку одного из возможных вариантов комплекса технических мероприятий и проектных решений, направленных на улучшение условий эксплуатации причалов МПТ «Морской фасад» в зимнее время.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:

1. Научно-технической конференции молодых научных сотрудников СПГУВК, г. Санкт-Петербург, 2005 г.

2. Научно-технической конференции молодых научных сотрудников СПГУВК, г. Санкт-Петербург, 2006 г.

3. 7-м семинаре молодых учёных вузов, объединяемых Межвузовским научно-координационным Советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ им. М. В. Ломоносова, г. Курск, 2008 г.

4. 6-ой международной научно-практической конференции «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности», г. Санкт-Петербург, 2008 г.

5. 4-ой научно-технической конференции «Гидроэнергетика. Новые разработки и технологии», г. Санкт-Петербург, 2008 г.

6. Межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов, посвященной 200-летию транспортного образования в России «Водный транспорт России: история и современность», г. Санкт-Петербург, 2009 г.

7. 8 -м семинаре молодых учёных вузов, объединяемых Межвузовским научно-координационным Советом по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов при МГУ им. М. В. Ломоносова, г. Уфа, 2010 г.

8. Международной научно-практической конференции «Водный транспорт России: инновационный путь развития», г. Санкт-Петербург, 2010 г.

Публикации. По основным результатам исследований опубликовано 11 статей, в том числе 1 статья в издании, рекомендованном ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 115 наименований и 6 приложений. Работа содержит 150 страниц основного текста (включая список литературы) с 47 рисунками и 12 таблицами. Приложения размещены на 37 страницах.

Заключение диссертации по теме «Гидротехническое строительство», Федотова, Олеся Андреевна

Выводы.

1. Установлено, что шаг отверстий перфорированного трубопровода должен подбираться таким образом, чтобы обеспечить условие образования майны достаточной ширины. При больших расстояниях между отверстиями для этого необходимы нерационально большие расходы воды, а при частом расположении отверстий при сохранении расхода снижаются скорости на выходе, что приводит к уменьшению размеров майны.

2. Анализ результатов численного моделирования процесса всасывания воды насосной системой подтвердил предположение о том, что температура забираемой воды может быть определена как среднее арифметическое от температур воды у дна и на поверхности (у кромки ледового покрова).

3. При определении размеров майны было выявлено, что майна по длине трубопровода будет образовываться равномерно, независимо от расположения рассматриваемой струи по длине (что обеспечивается за счёт меняющихся диаметров выпускных отверстий, рассчитанных на равномерную раздачу тепла).

4. При определении времени образования майны для различных толщин льда у причала было установлено, что погодные условия (в частности, температура воздуха) играют незначительную роль в продолжительности растапливания льда. Гораздо большее влияние оказывает распределение скоростей и температур воды в струе на выходе из отверстия перфорированного трубопровода.

Заключение

Приведённые в диссертационной работе итоги обзора существующих способов разрушения льда и предотвращения ледообразования позволили обосновать целесообразность применения способов с использованием тепла глубинных вод. Результаты натурных наблюдений за формированием температурной стратификации у причалов МПТ «Морской фасад» подтвердили наличие необходимых запасов тепла в придонных слоях воды на акватории в течение зимнего периода, что говорит о возможности их использования для борьбы с ледовыми затруднениями.

Предложенная в диссертационной работе схема размещения насосной системы у причала отличается тем, что забор глубинных вод осуществляется сосредоточенно у дна, а их распределение происходит через отверстия в перфорированном трубопроводе, расположенном вдоль линии причала несколько ниже уровня воды. Данный способ может использоваться в замерзающих портах при достаточных глубинах у причалов, в укрытых естественным или искусственным образом акваториях, где могут образовываться зоны спокойной воды с минимальными скоростями течений, что способствует накапливанию тепла в придонных водах. Кроме этого, насосная система может быть использована для отгона льда от причала, что обосновано проведёнными лабораторными исследованиями.

Для определения технических характеристик предложенного противоледового оборудования рекомендуется использовать представленные теоретические зависимости, учитывающие многочисленные факторы, влияющие на режим работы насосной системы и позволяющие оценить эффективность предложенного способа в конкретных условиях.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Федотова, Олеся Андреевна, 2012 год

Список литературы

1. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. - М.: Физматгиз, 1960. -715с.

2. Алейников С. М. Исследование влияния гидрофобных покрытий на примерзание льда к различным поверхностям// Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып. 42. - JL: Энергия, 1968. - с. 415-422

3. Алейников С.М., Панюшкин A.B. Борьба с обледенением гидротехнических сооружений. - М.: Энергоиздат, 1982. - 98 с.

4. Альхименко А. И., Беляев Н. Д., Фомин Ю. Н. Безопасность морских гидротехнических сооружений: Учебное пособие/ Под ред. А. И. Альхименко. - СПб.: Издательство «Лань», 2003. - 288 с.

5. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т. Т. 1: Пер с англ. - М.: Мир, 1990. - 384 с.

6. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен: В 2-х т. Т. 2: Пер с англ. - М.: Мир, 1990. - 392 с.

7. Арикайнен А.И., Чубаков К.Н. Азбука ледового плавания. - М.: Транспорт, 1987. -224 с.

8. Баланин В. В. Регулирование ледового режима в пределах судоходных шлюзов и на судоходных каналах в целях продления навигации// Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып. 42. - Л.: Энергия, 1968. - с. 446-463

9. Баланин В. В., Бородкин Б. С., Жидких М. И. Натурные испытания опытной установки для обеспечения продленной навигации. - Труды ЛИИВТ, выпуск 83, 1965. - с. 65-72

10. Баланин В.В., Бородкин Б.С., Мелконян Г.И. Использование тепла глубинных вод водоёмов. - М.: Транспорт, 1964. - 274 с.

11. Богородский В .В., Таврило В.П., Недошивин O.A. Разрушение льда. Методы, технические средства. - JL: Гидрометеоиздат, 1983. -232 с.

12. Большая энциклопедия транспорта. В 8 т./ Под общ. Ред. В. П. Калявина. Т. 5 Морской транспорт/ Под ред. В. JI. Галки. - Спб.: Элмор, 2000. - 380 с.

13. Большая энциклопедия транспорта. В 8 т./ Под общ. Ред. В. П. Калявина. Т. 6 Речной транспорт/ Под ред. А. С. Бутова, А. М. Зайцева. -СПб.: Элмор, 1998.-312 с.

14. Бородачёв В. Е., Тимохов Л. А. О строении ледяного покрова// Труды ААНИИ; Т. 364. - Л., 1979. - с. 52-63

15. Брагинец О. Н. Возрождение идеи... или как нам работать во льдах в XXI веке// Терминал, №6(48). - СПб., 2004. - с. 16 - 18

16. Брагинец О. Н., Маресин В. В. Гидрологическое районирование внутренней акватории ленинградского морского торгового порта/ Проблемы гидротехнического строительства на морском транспорте. - М.: В/О Мортехинформреклама, 1989. - с. 37-43

17. Будин А. Я. Эксплуатация и долговечность портовых гидротехнических сооружений. - М.: Транспорт, 1977. - 319 с.

18. Викулина 3. А., Кашинова Т. Д. Наблюдения и обработка материалов измерений температуры воды на крупных водоёмах применительно к задаче водохозяйственных и гидрологических расчётов// Труды совещания по современным методам расчёта и моделирования температурных полей и водоёмов/ Под ред. А. В. Безызвестных. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - с. 30-38

19. Вулис Л. А., Кашкаров В. И. Теория струй вязкой жидкости. - М.: Наука, 1965.-431 с.

20. Гиневский А. С. Теория турбулентных струй и следов. - М.: Машиностроение, 1969. - 400 с.

21. Гинсбарг Р. И., Шафир И. Н. Предупреждение аварий морских причальных сооружений. - М.: Морской транспорт, 1953. - 258 с.

22. Годес Э. Г., Нарбут Р. М. Строительство в водной среде. Справочник. - Л.: Стройиздат, 1989. - 527 с.

23. Голеевский А. А. Вопросы механики струйного движения жидкостей и газов. - Л.: Машгиз, 1957. - 89 с.

24. Голубев А. В. Дистанционные измерения температуры, пучения и напряжения термически деятельного слоя грунта. - М.: Издательство академии наук СССР, 1957. - 86 с.

25. Горюнов Б. Ф., Шихиев Ф. М. Морские порты и портовые сооружения. - М.: Транспорт, 1970. - 448 с.

26. ГОСТ 19185-73. Гидротехника. Основные понятия. Термины и определения. - М.: Издательство стандартов, 1974. - 22 с.

27. Готский М. В. Опыт ледового плавания. - М.: Морской транспорт, 1961.-312 с.

28. Гуревич В. Б. и др. Портовые гидротехнические сооружения. - М.:

Транспорт, 1992. -256 с.

29. Дементьев В. А. Искуственные сооружения на водотоках с

наледями. - Л.: Стройиздат, 1983. - 180 с.

30. Джунковский Н. Н. и др. Порты и портовые сооружения. - М.:

Стройиздат, 1967. -447 с.

31. Евтушенко Г. Н., Колосов М. А., Силин А. В., Нарбут Р. М. Северные порты России. - Спб.: Гидрометеоиздат, 2006. - 340 с.

32. Жидких М. И. Экспериментальное исследование поля скоростей циркуляционного течения, возникающего в зоне действия установок,

предназначенных для борьбы со льдом// Труды координационных совещаний по гидротехнике. Вып. 42. - Л.: Энергия, 1968. - с. 488-497

33. Жидких В. М., Попов Ю. А. Ледовый режим трубопроводов. - Л.:

Энергия, 1979.- 132 с.

34. Зегжда А. П. Теория подобия и методика расчета гидротехнических

моделей. - Л. - М.: Госстройиздат, 1938. - 164 с.

35. Иванов Л.В. Зимняя эксплуатация объектов водного транспорта. -

М.: Транспорт, 1978. - 212 с.

36. Иванов Л. В. Проблемы работы морских судов и причалов в

замерзающих портах. - Человек, море, техника-70. - Л.: Судостроение, 1980. — с. 182-194

37. Ивановский Ю. К., Рябов Г. Г., Федотова О. А. Лабораторные исследования установки по отгону льда от причала// Гидротехника №4 (17). -

СПб., 2009.-с. 23-25

38. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям/

Под ред. М. О. Штейнберга. — 3-е изд., перераб. И доп.— М.:

Машиностроение, 1992. — 672 с.

39. Избаш С. В. Основы лабораторно-опытного дела в гидротехнике. -

Л. - М.: ОНТИ НКТП СССР, 1938. - 228 с.

40. Исаков Н. А., Силин А. В. И др. Вопросы организации, обеспечения безопасности и эффективной зимней навигации в восточной части Финского залива// Сборник статей, посвященный 300-летию Санкт-Петербурга. - Спб.:

Лики России, 2003. - с. 256 - 265

41. Исаков Н. А., Силин А. В. И др. Проблемы организации, обеспечения безопасности и эффективности зимней навигации в Финском заливе/ Экспресс-информация. Серия «Судовождение, связь и безопасность мореплавания». Вып. 1-2. - М.: ТУП Мортехинформреклама, 2002. - 67 с.

42. Каган И. А. О распределении метеоэлементов над нагретой водной поверхностью// Труды совещания по современным методам расчёта и моделирования температурных полей и водоёмов/ Под ред. А. В. Безызвестных. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - с. 54-61

43. Карелин В. Я. Изнашивание лопастных насосов. - М.: Машиностроение, 1983. - 168 с.

44. Карелин В. Я., Минаев А. В. Насосы и насосные станции. - М.:

Стройиздат, 1986. - 320 с.

45. Колосов М. А., Смирнов В. Н. Натурные исследования ледотермического режима на акватории Барочного бассейна ОАО «Петролеспорт»// Труды научно-методической конференции, посвященной 195-летию образования в области водных коммуникаций. Том 1. Водные пути и гидротехнические сооружения. - Спб.: ФГОУ ВПО СПГУВК, 2005

46. Колосов М. А., Смирнов В. Н., Ушакевич А. Н., Федотова О. А. Температурный режим в портовом бассейне Финского залива// Двадцать четвёртое межвузовское координационное пленарное заседание по проблеме эрозионных, русловых и устьевых процессов (г. Барнаул, 5-9 октября 2009 г): доклады и сообщения. -Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 2009. - с. 118-120

47. Колосов М. А., Ушакевич А. Н., Федотова О. А. Насосная система для создания майны у причала в период зимней навигации// Гидротехника

№3 (16). - СПб., 2009. - с. 30-33

48. Коновалов И. М. и др. Основы ледотехники речного транспорта. -М.: Речиздат, 1952. - 262 с.

49. Константинов Н. М., Петров Н. А., Высоцкий Л. И. Гидравлика, гидрология, гидрометрия: Учеб. Для вузов: В 2 ч. Ч. 1. Общие законы/ Под ред. Н. М. Константинова. - М.: Высш. Шк., 1987. - 304 с.

50. Копырин М.А. Гидравлика и гидравлические машины. - М.: Высшая школа, 1961. - 302 с.

51. Корнараки В.А. Маневрирование судов. - М.: Транспорт, 1979. -

128 с.

52. Крейт Ф., Блэк У. Основы теплопередачи/ Пер. с англ. - М.: Мир, 1983.-512 с.

53. Кутателадзе С. С. Анализ подобия и физические модели. -Новосибирск: Наука, 1986. - 296 с.

54. Кутателадзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление: Справочное пособие. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 367 с.

55. Кухлинг X. Справочник по физике/ Пер. с нем. Под ред. Е. М. Лейкина-М.: Мир, 1982.-520 с.

56. Лаврентьев М. А., Шабат Б. В. Проблемы гидродинамики и их математические модели. - М.: Наука, 1977. - 408 с.

57. Леви И.И. Моделирование гидравлических явлений. - М.: Энергия, 1967.-235 с.

58. Липатов И. В. Гидродинамика речных потоков и её влияние на эксплуатационные параметры судоходных гидротехнических сооружений: Методология исследований. - Н. Новгород.: Издательство ФГОУ ВПО ВГАВТ, 2006. - 97 с.

59. Лупа А.Т., Иванов Л.В., Виноградов Е.С., Капустина Л.А. Современные средства разрушения и предотвращения образования ледяного покрова// Обзорная информация ЦБНТИ ММФ: Сер. Судоремонт. - М., 1974.-98 с.

60. Маккавеев В.М., Коновалов И.Н. Гидравлика. - М. - Л.: Речиздат, 1940. - 643 с.

61. Методические указания по эксплуатации причальных сооружений в суровых климатических условиях/ Отв. За вып. О. А. Серебряков. - Л.: Транспорт, 1987. - 17 с.

62. Михайлов А. К., Малюшенко В. В. Лопастные насосы. Теория, расчёт и конструирование. - М.: Машиностроение, 1977. - 288 с.

63. Михеев М. А., Михеева И. М. Основы теплопередачи/ Изд. 2-е, стереотип. - М.: Энергия, 1977. - 344 с.

64. Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе: Учеб. / Г. В. Симаков, К. Н. Шхинек, В. А. Смелов и др. - Л.: Судостроение, 1989. - 328 с.

65. Нежиховский P.A. Вопросы гидрологии реки Невы и Невской губы.

- Л., Гидрометеоиздат, 1988. - 224 с.

66. Никеров П. С., Яковлев П. И. Морские порты. - М.: Транспорт, 1987 - 416 с.

67. Омельченко Ю. М., Дубровский М. П., Пойзнер М. Б. Портовые гидротехнические сооружения, эксплуатируемые в экстремальных условиях.

- М. : ВНИИОЭНГ, 1991. - 196 с.

68. Основы ледотехники речного транспорта/ Под ред. Коновалова И. М. - Л.: Речиздат, 1952. - 264 с.

69. Панчурин Н. А. Конспект лекций по теории подобия и гидравлическому моделированию. - Л.: ЛИВТ, 1966. - 96 с.

70. Патрашев А. Н., Кивако Л. А., Гожий С. И. Прикладная гидромеханика. - М.: Воениздат, 1970. - 688 с.

71. Песчанский И.С. Ледоведение и ледотехника. - Л.: Гидрометиздат, 1967.-461 с.

72. Пехович А. И. Основы гидроледотермики. - Л.: Энергоатомиздат, 1983.-200 с.

73. Померанцев А. А. Физические начала тепломассообена и газовой динамики. - М.: Энегрия, 1977. - 248 с.

74. Проскуряков Б. В. Исследования теплового режима водоёмов и водотоков// Труды совещания по современным методам расчёта и

моделирования температурных полей и водоёмов/ Под ред. А. В. Безызвестных. - Л.: Гидрометеоиздат, 1966. - с. 4-9

75. Рабинович Е. 3. Гидравлика. - М.: Недра, 1980. - 278 с.

76. Райзберг Б.А. Диссертация и ученая степень: Пособие для соискателей. - 9-е изд., доп. И испр. - М.: ИНФРА-М, 2010. - 240 с.

77. Рекомендации по расчёту длины полыньи в нижних бьефах ГЭС. -Л.: ВНИИГ, 1986.-39 с.

78. Рекомендации по термическому расчёту водохранилищ. - Л.: ВНИИГ, 1986.-74 с.

79. РД 31.31.21-81. Основные положения по проектированию морских портов с замерзающей акваторией. - М.: В/О Мортехинформреклама, 1981. — 16 с.

80. РД 31.35.10-86. Правила технической эксплуатации портовых сооружений и акваторий. - М.: В/О Мортехинформреклама, 1988. - 200 с.

81. Седов Л. И. Методы подобия и размерности в механике. - М.:

Наука, 1981.-448 с.

82. СниП 2.06.04-82 Нагрузки и воздействия на гидротехнические сооружения (волновые, ледовые и от судов). - М.: ГП ЦПП, 1996. - 46 с.

83. СниП 33-01-2003 Гидротехнические сооружения: Основные положения - М.: ФГУП ЦПП, 2004. - 26 с.

84. Справочник по гидравлике/ Под общ. Ред. В. Большакова. - Киев: Вища школа, 1977 - 279 с.

85. Теоретические основы теплотехники. Теплотехнический эксперимент. Справочник/ Под общей ред. В. А. Григорьева и В. М. Зорина. — 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 560 с.

86. Теплоснабжение: учеб. Для вузов/ А. А. Ионин, Б. М. Хлыбов, В. Н. Братенков, Е. Н. Терлецкая; Под ред. А. А. Ионина. - М.: Стройиздат, 1982. -336 с.

87. Теплотехника: учеб. Для вузов/ А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др.; Под ред. А. П. Баскакова. - 2-е изд., перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 224 с.

88. Теплофизические свойства веществ: Справочник/ Под ред. Н. Б. Вар-гафтика. - М. - Л.: Госэнергоиздат, 1956. - 367 с.

89. Тимофеев М. П. Метеорологический режим водоёмов. - Л.: Гидрометеоиздат, 1963. -292 с.

90. Тронин В.А., Бурлакова Н.Д. Зарубежный опыт продления навигации // Обзорная информация ЦБНТИ МРФ. - М., 1980. - 48 с.

91. Угинчус А.А. Гидравлика и гидравлические машины. - М. - Л.: Государственное энергетическое издательство, 1953. - 359 с.

92. Удовиченко В. Н., Яковлев П. И. Морские и речные гидротехнические сооружения. - М.: Транспорт, 1976. - 417 с.

93. Усанов Б. П. Диалог города с морем. - Л.: Знание, 1989. - 32 с.

94. Ушакевич А. Н., Федотова О. А. Особенности гидравлического и теплотехнического расчёта перфорированного трубопровода насосной системы для создания майны у причала// Материалы межвузовской научно-практической конференции студентов и аспирантов «Водный транспорт России: история и современность». Книга 1/ Отв. редактор О. А. Казьмина. -СПб.: ФГОУ ВПО СПГУВК, 2009. - с. 126-131

95. Федотова О. А. Использование тепла глубинных вод для обогрева причалов с помощью насосных установок// Труды научно-технической конференции молодых научных сотрудников СПГУВК. - СПб.: ФГОУ ВПО СПГУВК, 2006. - с. 75-79

96. Федотова О. А. Обогрев причалов теплом глубинных вод// Общие, экологические и инженерные аспекты изучения гидрологических, русловых и эрозионных процессов. - М.: Географический факультет МГУ, 2008. - с. 292299

97. Федотова О. А. Насосная система для образования майны у причала// Материалы международной научно-практической конференции «Водный транспорт России: инновационный путь развития». - СПб.: СПГУВК, 2010

98. Федотова О. А. Насосная система для создания майны у причала// Общие, экологические и инженерные аспекты изучения гидрологических, русловых и эрозионных процессов. - М.: Географический факультет МГУ, 2010

99. Федотова О. А. Насосная система для создания майны у причала при помощи тепла глубинных вод // Журнал университета водных коммуникаций №8. - СПб.: СПГУВК, 2010

100. Федотова О. А. Подъём глубинных вод насосной установкой для предотвращения обмерзания причалов// Труды научно-технической конференции молодых научных сотрудников СПГУВК. - СПб.: ФГОУ ВПО СПГУВК, 2005. - с. 39-44

101. Федотова О. А. Температурный режим устьевых портов и способы предотвращения ледовых затруднений у причалов, применительно к комплексу «Морской фасад» г. Санкт-Петербурга// Водные пути и русловые процессы: межвузовский сборник. - СПб.: СПГУВК, 2007. - с. 137-146

102. Цурбан А.И., Оганов A.M. Швартовные операции морских судов. - М.: Транспорт, 1987. - 176 с.

103. Цурбан А. П., Чекрыгин Н.В. Особенности швартовки крупнотоннажных судов//Труды Ленинградского высшего инженерного морского училища им. С.О.Макарова. Судовождение. Вып. 22. - Л., 1977. - с. 26-33.

104. Чугаев P.P. Гидравлика. - Л.: Энергия, 1970. - 552 с.

105. Чугаев P.P. Гидравлические термины. - М.: Высш. Шк., 1974. -

103 с.

106. Шаталина И. Н. Теплообмен в процессах намораживания и таяния льда. - JL: Энергоатомиздат, 1990. - 120 с.

107. Штенцель В. К. Порты и портовые сооружения: учеб. Пособие для ин-тов вод. Транспорта/ В. К. Штенцель, М. А. Соколов; под ред. В. К. Штенцеля. - М.: Транспорт, 1977. - 336 с.

108. Экосистемные модели. Оценка современного состояния Финского залива: Часть 2. Гидрометеорологические, гидрохимические, гидробиологические, геологические условия и динамика вод Финского залива/ Под ред. И. Н. Давидана, О. П. Савчука. - СПб.: Гидрометеоиздат, 1997.-с. 150-245

109. Яковлев П. И., Тюрин А. П., Фортученко Ю. А. Портовые гидротехнические сооружения. - М.: Транспорт, 1990. - 320 с.

110. Balanin V., Zhidkich М. Ways of preventing ice rolls formation on lock chamber walls// 4-rd International association for hydraulic research. Simposium on ice problems. - Lulea. Sweden, 1978. - p. 47-56

111. Carstens T. Experiments with supercooling and ice formation in flowing water/ River and harbour research laboratory at the technical university of Norway. - Norway, 1966. - 31 p.

112. Ice control measures on the st. Lawrence river// Eastern snow conference. - Oswego N.Y.: Transport Canada, 1972. - 28 p.

113. Ice navigation in Canadian Waters. - Ottawa: Information Canada, 1972.-36 p.

114. Michel B. Winter regime of rivers and lakes/ Gold region research and engineering laboratory. - Hanover - New Hampshire: Corps of engineers, U. S. Army, 1971.-p. 131

115. Sandkwist J. Problems in keeping year-round navigation in Lulea harbour// 4-rd International association for hydraulic research. Simposium on ice problems. - Lulea. Sweden, 1978. - p. 1-20

Результаты обзора патентов, касающихся технических средств для создания майн у причалов

№ Наименование Авторское Страна Год пуб- Описание

п/п изобретения свидетельство ликации

1 2 3 4 5 6

1 Устройство для 134275 СССР 1960 Состоит из вертикально вращающейся трубы, на

проходки 17В 4/01 поверхности которой имеются реборды с закреплёнными

траншеи во льду на них резцами. Внутри трубы установлен вращающийся шнек для выброса ледяной крошки. Для облегчения работы шнека на поверхности трубы устроены сквозные окна, через которые осыпается ледяная крошка.

2 Устройство для образования траншеи во льду с полой трубчатой фрезой для прорезания льда 142310 17В 4/01 СССР 1961 Для наибольшего эффекта при удалении стружки корпус устройства выполнен в виде цилиндрической части для размещения приводного механизма с горловиной для забора воздуха. Заслон со стороны неработающей части фрезы образует со стенками траншеи кольцевую полость для улавливания и перемещения стружки

1 2 3 4 5 6

3 Устройство для образования потока жидкости в водоёме 394494 Е02В 15/00 СССР 1973 Содержит перфорированные трубопроводы для подачи сжатого воздуха. Для создания направленного потока в водоёме перфорированные трубы установлены под углом друг к другу

4 Способ борьбы с шугой 549546 Е02В 15/02 СССР 1977 Перед гидротехническими сооружениями посредством воздействия на шугу ультразвуковыми колебаниями. Для интенсификации процесса ледообразования участок, на который воздействуют ультразвуковыми колебаниями, ограждают

5 Устройство для образования майн в ледяном покрове 361365 F25C 5/02 СССР 1973 Содержит цилиндрический корпус, внутри которого установлен источник тепла. Для поддержания майн незамерзающими корпус выполнен в виде полого, имеющего положительную плавучесть, герметичного кольца с монтажными крышками

и.

и-»

1 2 3 4 5 6

6 Способ образования майн 279446 Е02В 15 СССР 1970 Посредством передачи теплоносителя и газообразного агента. Для интенсификации процесса теплоноситель смешивают с агентом и смесь подают в водоём

7 Устройство для нарезания майн и щелей во льду водоёмов 694593 Е02В 15/02 СССР 1979 Имеет самоходную тележку с приводом, содержащим гидромоторы, золотники с электромагнитным приводом управления гидромоторами, а также режущий рабочий орган. Снабжено электрическими датчиками на дополнительных кронштейнах и дополнительными кронштейнами, смонтированными на самоходной тележке

8 Устройство для разработки и удаления льда 536372 ¥25С 5/02 СССР 1976 Имеет рабочий орган с резцами, привод и всасывающий агрегат для отсоса ледяной стружки. Внутри кожуха находится рабочий орган и режущая цепь. Рабочий орган выполнен в виде двух шнеков с противоположной навивкой витков, приводной звёздочки и боковых дисков

1 2 3 4 5 6

9 Устройство для вырезки льда 557242 ¥25С 5/02 СССР 1977 Содержит передвижную раму, рабочий орган, привод со шкивом, механизм регулирования положения рабочего органа. Жесткие стойки с вильчатыми упорами, нажимные и направляющие ролики служат для фиксации рабочего органа и имеющие вид бесконечной ленточной пилы

10 Устройство для прорезания щелей во льду 620552 Е02В 5 СССР 1978 Имеет дисковую фрезу, цевки и привод с ведущей звёздочкой, установленной на раме. Для более полного использования диаметра фрезы при её заглублении внешняя поверхность диска выполнена с углублениями, где расположены цевки, которые могут взаимодействовать с ведущей звёздочкой, размещенной над дисковой фрезой

11 Ледорезная машина 664903 Е02В 15 СССР 1979 Имеет самоходное шасси с режущим органом в виде бара и сани, оборудованные сламывателем льда и отвалом. Сламыватель выполнен гибким и натянут между режущим органом и санями при помощи штанг

1 2 3 4 5 6

12 Устройство для разработки и удаления льда 385147 ¥25С 5/02 СССР 1973 Имеет фрезу с приводом, резцы и окна которой расположены по винтовой линии. Фреза сферической формы с резцами, размещёнными на спиралеобразных планках, а внутренняя полость фрезы соединена гибким рукавом со всасывающим пневматическим агрегатом

13 Способ образования майн в ледяном поле 285524 В63В 35 СССР 1970 Путём разрезания ледяного покрова на карты и уборки их под лёд. Используются две плавающие машины

14 Устройство для прорезания щелей во льду водоёмов 279650 ¥25С 5/02 СССР 1970 Выполнено в виде вертикальной цилиндрической фрезы с резцами и окнами, расположенными по винтовой линии. Внутри установлен шнек для перемещения ледяной стружки. Для более эффективного удаления стружки из внутренней полости фрезы устройство снабжено трубой для подвода сжатого воздуха

1У1

1 2 3 4 5 6

15 Устройство для образования щелей и траншей во льду с дисковой фрезой 143816 17В 4/01 СССР 1962 Для увеличения производительности фреза выполнена полой в виде двух закреплённых в ступице дисков и укреплённого на них обода винцом зубчатого цилиндрического зацепления на внутренней стороне с двумя рядами резцов на наружной стороне

16 Устройство для прорезания щелей во льду водоёмов 195473 17В 4/01 СССР 1967 Состоит из самоходной тележки и приводного режущего органа (трубчатой фрезы со шнеком для отвода ледяной стружки). Для упрощения устройства, привод выполнен в виде двух цилиндров с зубчатыми рабочими поверхностями, один из них укреплён на вертикальном валу, связанном с приводом режущего органа

17 Устройство для резки льда 481495 В63В 35 СССР 1975 Рабочий орган выполнен в виде пустотелой штанги с установленными на ней коническими кольцами с режущими кромками, штанга выполнена с отверстиями для пропуска пара

и\ <1

1 2 3 4 5 6

18 Способ расплавления льда 4117794 В63В 35 США 1978 Предусматривает расположение на пути перемещения льда секции наружной теплопроводящей поверхности, обеспеченной большим количеством продольных углублений, которые непосредственно примыкают к участку подлежащего расплавлению слоя. Тепло непрерывно подаётся от указанной наружной поверхности к участку расплавляемого слоя льда. Расположенные на поверхности углубления создают зоны концентрации тепла и действуют как водоотводящий канал

19 Система для разрушения льда 4077225 Е02В 15 США 1978 В систему раскалывания льда вокруг морской опоры входит акустический преобразователь, соединённый с установленной во льду балкой. Звуковые волны от преобразователя через указанную балку передаются на лёд

оо

1 2 3 4 5 6

20 Устройство для разрушения ледяного покрова 3572273 В63В 35 США 1971 Разрушение ледяного покрова повторяющимися импульсами энергии. Имеет подвижное плавучее тело, поверхность которого соприкасается со льдом. На этой поверхности под его ватерлинией выполнены выхлопные отверстия, каждое из которых соединено с камерой сгорания и подводит энергию сгорания углеводородного топлива прямо ко льду для его разрушения

21 Волнообразовате ль 3477233 Е02В 15/02 3/00 Е04Н 3/20 61-1 США 1969 Создаёт гравитационные волны на спокойной поверхности жидкости в результате периодического движения плавучего элемента, свободно поднимающегося и опускающегося при колебаниях уровня жидкости. Плавучий элемент - продолговатой формы и может вращаться вокруг своей продольной оси с помощью дистанционного привода.

чо

1 2 3 4 5 6

22 Система ледорезов для защиты морских конструкций 4230423 Е02В 17/00 405-211 США 1980 Конструкция снабжается усечённым оголовком, где поворотно монтируются цилиндрические шнеки. При контакте вращающегося спирального лезвия шнека с льдиной происходит подъём или опускание льдины, её прогиб и раскалывание. Куски льда отгоняются под действием вращающегося шнека. Этим обеспечивается защита конструкции от повреждения плавающим льдом

23 Способ разрушения льда и устройство для его осуществления 4083317 В63В 35/08 114-40 США 1978 Система подачи воды для разрушения льда содержит трубопровод, забирающий воду из-подо льда, и подающий трубопровод, с проходящими вбок вниз участками. Оба участка образуют выпускное отверстие, через которое осуществляется подача воды на лёд в большом объёме. Создаётся нагрузка, вызывающая разрушение льда за счёт массы воды и за счёт термического воздействия, оказываемого водой внутри толщи льда

1 2 3 4 5 6

24 Разрушение ледяного поля 1215529 В63В 35 Велико британ ия 1970 Невысокая конструкция, предназначенная для разрушения льда, содержит две наклонные поверхности, разводящие лёд, и вертикальную лопасть, раскалывающую лёд

25 Способ разрушения ледяной корки 53-30255 В63В 59 Япония 1978 На поверхности, которая должна быть очищена от ледяной корки, располагают проволоку, соединённую с клеммами. Через проволоку пропускают импульс тока. Проволока мгновенно расплавляется, благодаря чему создаётся местное давление, которое разрушает ледяную корку

26 Способ предотвращения обледенения 48-41315 В63В 3 Япония 1974 Распыляется смесь, состоящая из полиэфира и изоционата с добавкой силиконового масла

1 2 3 4 5 6

27 Тепло-химическое разрушение льда 969168 Е02В Канада Патентуется приспособление для проникновения в лёд, содержащее сердечник из материала большой плотности, инертного к действию воды, а именно из железа, стали или бетона. Исходя из толщины подлежащего таянию льда, предусматривается материал оболочки, имеющий сильную экзотермическую реакцию с водой, а именно: щелочной материал или его гидрат. Реакция этого материала со льдом образует тепло, достаточное для того, чтобы растопить лёд, находящийся рядом с точкой реакции

Оч

ы

1 2 3 4 5 6

28 Устройство для защиты гидротехническог о сооружения от воздействия льда 1120059 Е02В 15/02 СССР 1984 Данный метод позволяет защищать свайные конструкции от механического воздействия льда при его вертикальных перемещениях. На сваю устанавливается полая гильза, способная перемещаться вместе с ледовым полем.

29 Способ очистки от льда причальных рейдов 1084362 Е02В 15/02 В63В 35/08 СССР 1984 Описывается способ прокладки канала в ледовом поле параллельно причальным сооружениям ледоколом, совмещенный с установкой грузов с вибраторами вдоль линии кордона на ледовом поле. Предложена автоматизированная система контроля.

30 Устройство для предотвращения образования льда 763522 Е02В 15/02 В65В 35/08 СССР 1980 Данный способ исключает появление наледей на стенах камер судоходных шлюзов. Вдоль стен камеры прокладывается перфорированный трубопровод, по которому на стены подается придонная вода из камеры.

о\ и)

1 2 3 4 5 6

31 Плавучее ледоуборочное устройство 755941 Е02В 15/02 СССР 1980 Включает самоходное судно с судовым источником тепла, а также ледозахватные приспособления, имеющие ограничители угла поворота, установленные с каждого борта судна с пересечением ватерлинии.

32 Устройство для защиты поверхности гидротехнически х сооружений от разрушения 636320 Е02В 3/04 СССР 1978 Данное устройство представляет собой экран, расположенный на некотором расстоянии от сооружения, создающий перед сооружением воздушную полость. Воздух поступает в полость через теплообменник, расположенный на дне камеры. В полости расположен электронагреватель воздуха с терморегулятором.

33 Устройство для защиты сооружений от плавающих предметов 493400 В63С 1/02 Е02В 15/00 СССР 1976 Описывается устройство, представляет собой заградительную балку с поплавками и поворотными козырьками, препятствующими подныриванию и перевалу через балку. Для пропуска судов обеспечивается вертикальное перемещение балки по направляющим.

1 2 3 4 5 6

34 Энергетическая установка судоподъёмных и гидротехнически х сооружений 404701 В63С 1/00 Е02В 15/02 СССР 1974 В предлагаемом устройстве трубопровод чистого горячего сжатого воздуха от компрессора теплогенератора соединен с системой тепловоздушных и барботажных завес, а выхлопной патрубок теплогенератора - с системами водяного обогрева сооружений.

35 Волновой насос 2208699 БОЗВ 13/14 РФ 2003 Насос предназначен для поднятия глубинных вод к поверхности водоема и насыщения их кислородом, используя энергию волн.

36 Способ разрушения льда 2373331 Е02В 15/00 РФ 2009 Способ заключается в периодическом выпуске смеси газов порциями в нижние слои воды акватории, что повышает эффективность разрушения льда. В качестве смеси газов используют углеводородные соединения с окислителем (метан, пропан, ацетилен), вместе с кислородом или газом его содержащим (например, воздухом).