Сайт детского сада №422 "Лорик"

Исеть судоходная

Наше исследование

01Когда мы начали обсуждать вопрос о том, какое место занимает вода в жизни человека,  оказалось, что мы постоянно используем воду. Во-первых, человек состоит на 90 % из воды и употребление воды для нас жизненно необходимо. Во вторых, вода помогает поддерживать чистоту нашего тела, жилища. Мы любим отдыхать  на естественных водоемах: на море, озере, реке – купаться, кататься на лодке, путешествовать.

Вода во все времена была для человека очень важным элементом жизни. В древности люди брали  воду для бытовых нужд и земледелия из естественных источников – из родников, рек.

Кроме того, люди с древних времен использовали естественные водоемы – реки, озера и прибрежные участки морей  в качестве путей сообщения. Именно по этой причине вдоль берегов многих рек поселялись племена, зарождались города. Морские и речные пути были самым дешевым, а иногда и единственно возможным способом транспортировки грузов.

В наше время люди продолжают активно использовать водные артерии для своих нужд и в частности для судоходства.

Большую роль в жизни общества играют реки, обеспечивающие водой хозяйственную деятельность, повседневный быт. Только в нашей стране протекает около 3 млн рек. Самая водоносная река – Енисей. Лена – имеет самую большую протяженность – 4400 км. Самый крупный бассейн у Оби – 2990 тыс. км2.

Существует много малых рек, в которых уровень воды меняется от времени года, или существуют места, где глубина реки не позволяет проходить судам. Люди научились искусственно изменять режим прохождения воды и использовать малые и средние реки для судоходства.

02Однако не каждая река является судоходной. Судоходной  является только достаточно широкая и глубокая река,  не имеющая  слишком быстрых течений,  порогов. Оказалось, что возможности современной техники позволяют так управлять режимом рек, что они становятся пригодными для судоходства. Для этого на реках возводятся плотины с многокамерными судоходными шлюзами, которые, позволяют регулировать ее глубину.

Нам стало интересно узнать,  что же такое речной шлюз и как он работает. Из Интернета мы узнали, что шлюз – это гидротехническое сооружение, позволяющее на отдельных участках реки поднимать уровень воды и пропускать суда.

Принцип работы шлюза основан на использовании двух водонепроницаемых ворот. Ворота могут быть открыты только тогда, когда уровень воды в камере шлюза равен уровню воды в прилегающем бьефе. Для выравнивания уровней шлюз оснащается трубами с заслонками. Чаще всего уровень воды выравнивается по принципу сообщающихся сосудов. Иногда для этого используются насосы.

03 04

Мы посмотрели видеоролик о том, как судно проходит через шлюзовые камеры. Это очень интересный, необычный процесс. Судно заходит в камеру шлюза через открытые ворота. После этого ворота закрываются. Открываются заслонки между камерой шлюза и частью реки, в которую необходимо пропустить судно. После выравнивания уровня воды открываются соединяющие их ворота,  и судно продолжает следовать по реке.

На занятиях по «Исследовательской игре»  мы рассматривали  различные источники природной энергии. Мы открыли, что вода является неиссякаемым источником энергии, которую можно использовать, а также  можно преобразовывать в другие виды энергии, в том числе электрическую.

Очень прогрессивный, имеющий целый ряд существенных преимуществ вид энергетики, – гидроэнергетика. Она не требует топлива, имеет высокий КПД использования водных ресурсов (до 90 %), которые практически неиссякаемы, создает возможность полной автоматизации работы, снижает стоимость эксплуатации и количество обслуживающего персонала. Себестоимость электроэнергии, вырабатываемой ГЭС, гораздо ниже себестоимости энергии, вырабатываемой тепловыми электростанциями. ГЭС обладают высокой маневренностью. Принимая на себя неравномерную часть нагрузки энергосистемы, ГЭС создают условия равномерной работы ТЭС, улучшают показатели всей энергосистемы.

Мы ставили опыты, рисовали……

Проблема: как сделать реку судоходной?

Мы предлагаем решение:
Сначала мы не могли придумать,  как сделать конструкцию шлюза более совершенной. А потом решили, что можно использовать энергию воды, проходящую через заслонки при выравнивании уровней воды в камерах, установив в этом месте турбину для мини гидроэлектростанции.     При работе шлюза  без дополнительных затрат будет вырабатываться электроэнергия, которую можно будет использовать для нужд шлюза.

Технологическая часть

Макет выполнен  на базе набора Лего WeDo с использованием ресурсного набора Лего WeDo, набора «Простые механизмы» и деталей серии Лего Technic.

Наша постройка  представляет собой макет речного шлюза. Шлюз состоит из верхних ворот, открывающих вход для судов в шлюзовую камеру и нижних ворот, которые открываются при выходе судна из шлюзовой камеры. Сборка основной рабочей части верхних и нижних ворот выполнена по единой схеме. Ворота с помощью осей установлены  в одном случае  на верхней пластине  рабочей части, в другом прикреплены снизу.

05 06

При сборке использованы пластины, оси, шкивы  и ремни, зубчатые колеса, коронное зубчатое колесо.

Между верхними и нижними воротами находится шлюзовая камера, внутри которой при шлюзовании происходит изменение уровня воды.

07

Макет шлюзовой камеры представляет собой устройство-подъемник, которое  может поднимать или опускать горизонтально расположенную синюю пластину, тем самым имитируя подъем или спуск воды в шлюзовой камере.  Сборка подъемника выполнена с использованием деталей серии Лего Technic по одной из схем раздела «Подъем предметов»  книги «Большая книга идей Lego Technic. Машины и механизмы».

08

При сборке использовалась бимы, зубчатая рейка, зубчатые колеса.

Наша постройка дополнена турбиной для мини гидроэлектростанции, которая может использовать водяной поток при сбросе воды из шлюзовой камеры для выработки электроэнергии и аккумуляторной станцией. Макет турбины представляет собой крутящиися блок с лопастями и выполнен с использованием подвижной платформы, оси, реек на базе элементов набора «Простые механизмы».

09

Программы

Управление верхними воротами шлюза осуществляется с использованием мотора, датчика приближения и выполняется с помощью программы:

10

Управление  устройством-подъемником и открывание нижних ворот осуществляется вручную с помощью пульта  управления с регулировкой скорости.

 

11

С проектом “Исеть судоходная” мы приняли участие в региональном робототехническом соревновании “РОБОФЕСТ-ЕКАТЕРИНБУРГ-2018”

Диплом Робофест 001Представление команды «Водолей»

  1. Песня
  2. Д,–А Вы знаете, сколько рек на Урале?

М. – Более 5 тысяч!
Д. – А сколько из них судоходных?
М. – Судоходной можно назвать только одну реку на Урале – Кама.
Д. – А почему?
М. – Потому, что судоходная река – полноводная, и без порогов.
Д. – А путешествовать по воде – экологично и недорого.

Д. – ПРОБЛЕМА:
М. – Как сделать реку судоходной?
Д. – Если бы Исеть была судоходной – Тогда на кораблике мы с родителями плавали по нашему городу Екатеринбургу.
М. – А если бы Чусовая была бы судоходной, то к бабушке мы бы не ехали, а плыли.

Д. – Мы предлагаем РЕШЕНИЕ:
М. – Реку можно сделать судоходной, если установить на ней шлюзы. Мы решили сделать модель речного шлюза из конструктора Лего.

Д. – НАША МОДЕЛЬ:
М. – Состоит из 3 частей: верхние ворота, камера и нижние ворота.

Д. – ШАГ 1:
М. – Управляем верхними воротами шлюза с помощью мотора, датчика приближения и программы на компьютере:
Д. – Смотрите!

Д. – ШАГ 2:
М. – Опускаем уровень воды в камере с помощью подъемника с мотором и пультом управления:
Д. – Смотрите!

Д. – ШАГ 3:
М. – Управляем нижними воротами шлюза  с помощью мотора и пульта  управления.
Д. – Смотрите!

Д. – УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ:
М. – Как сделать так, чтобы наша модель сама вырабатывала себе энергию в виде электрической энергии.

Д. – РЕШЕНИЕ:
М. – Если опустить в воду колесо с лопастями, то течение воды будет вращать колесо и при этом вырабатывать электричество.
Д.-  А энергия поможет работать  нашим шлюзам. Смотрите!

Вместе: Мы команда ВОДОЛЕЙ! Много впереди ИДЕЙ!
Потому что без воды  И не туды, и не сюды!

Фоторепортаж о робототехническом соревновании “Робофест-Екатеринбург-2018”