6.3. Подбор вентилятора и электродвигателя

Вентилятор подбирается в соответствии с подсчитанным общим расходом воздуха L, м^З/ч и общей потерей давления ∑ P_i, Па.

а) определение параметров вентилятора.

Наиболее современными и экономичными являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70. Характеристики вентиляторов Ц4-70 различных типоразмеров представлены в приложении 6.

Для обеспечения воздухообмена L =2500 м³/ч (0,7 м³/с) возможно применение следующих вентиляторов, где η_в - частота вращения, мин^-1; Р - напор, Па и v - окружная скорость колеса, м/с.

1.№5 при η_в = 400 мин^-1, Р=80 Па, v =13 м/с;

2.№4 при η_в =1200 мин^-1, Р=230Па, v =22 м/с;

3.№4 при η_в =1950 мин^-1, Р=750 Па, v =34 м/с;

4.№3 при η_в =2000 мин^-1, Р=760 Па, v =35 м/с;

Анализируя характеристики по к.п.д., можно сделать вывод, что из всех возможных вариантов лучшие параметры по к.п.д., Р, v и η_в имеет вентилятор Ц4-70 №4;

б) Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора.

Р_эд= L ∑ P_i К_з / (3600_*1000 _* η_{в *} η_{п *} η_р), кВт

где: К_з - коэффициент запаса (для вентиляторов типа Ц4-70 К₃=1,25);

η_в - к.п.д. вентилятора (по характеристике η_в -0,8...0,9);

η_п - к.п.д., учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора, η_п =0,95;

η_р - к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя (для клиноременной передачи η_р =0,9,

при непосредственном соединении η_р =1,0)

При ∑ P_i = P получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя:

Р_эд= (2500_*750_*1,25)/( 3600_*1000_*0,8_*0,95_*0,9)= 0,95 кВт.

Из приложения 7 выбираем электродвигатель типа А-32-4, Р=1,0 кВт, η_д =1410 об/ми. При этом применяется клиноременная передача с передаточным отношением i_по= η_в / η_д =1950/1410=1,38 или электродвигатель типа А-31-2, Р=1,0 кВт, η_д =2850 об/мин, при этом i_по =1950/2850=0,68.

6.4. Расчет надежности оборудования (системы). Общие теоретические основы надежности

Надежность функционирования систем сервиса рассчитывают по известным показателям надежности их составных частей и подсистем. Для чего структуру систем сервиса представляют в виде так называемой «модели надежности», являющейся функционально- структурной схемой параллельного, последовательного и параллельно- последовательного соединения подсистем и элементов.

Вероятность безотказной работы для системы с последовательным соединением элементов вычисляется как произведение вероятностей отдельных элементов (подсистем), т.е. Р_1-n = Р₁ х Р₂ x...х Р_п, где Р_1-n - вероятность безотказной работы подсистемы из "n" элементов, а Р₁ , Р_2,... Р_п - вероятность безотказной работы одного"j" элемента.

Для системы с параллельным соединением элементов вероятность безотказной работы вычисляется по формуле:

Р₁._n=1-(1-Р₁) х (1-Р₂) х...х (1-Р_n).

Вероятность безотказной работы для структуры с последовательно- параллельным соединением элементов (см. рис.4) вычисляется по формуле: Р₁-₄ = Р₁-₂ х Р_3-4 = [1-(1-Р₁)(1-Р₂)] х [1-(1-Р_з)(1-Р₄)].

Рис.4 Последовательно- параллельное соединение элементов

Для структуры с параллельно- последовательным соединением элементов (см. рис.5) вероятность безотказной работы вычисляется по выражению: Р_5-8= 1-(1-Р_5-6) х (1-Р_7-8) = 1-(1-Р₅ х Р₆) х (1-Р₇ х Р₈).

Рис.5 Параллельно- последовательное соединение элементов

Функционирование систем сервиса обеспечивается качественной и надёжной работой следующих подсистем с вероятностью безотказной работы Р(t); наружные электрические сети города с Р_нэ(t); внутренние электрические сети здания (помещения) с Р_вэ(t); электросиловое оборудование с Р_с(t); осветительное электрооборудование с Р_о(t); технологическое оборудование (швейные машины, оборудование влажно- тепловой обработки и др.) с Р_т(t); оборудование технических систем сервиса (вентиляция и кондиционирование, пожаротушение и пожарная сигнализация помещений и др.) с Р_м(t).

Например, модель надежности системы сервиса с последовательно-параллельным соединением элементов можно представить структурной схемой в виде рис.6:

Рис. 6 Структурная схема "модели надежности" с учетом электроснабжения технологического и технического оборудования системы сервиса

Расчетная формула вероятности безотказной работы данной системы будет иметь следующий вид:

Р_сс(t) = Р_нэ(t) х Р_вэ(t) х Р_сотм(t) = Р_нэ(t) х Р_вэ(t) х [1-(1-Р_с) х (1-Р_о)] x [1 - (1-Р_т)х(1 -Р_м)]

Если в структурную схему модели надежности системы сервиса включить систему городского наружного водоснабжения с вероятностью безотказной работы Р_нв(t) и систему внутреннего водоснабжения помещения с вероятностью безотказной работы Р_вв(t), то структурная схема примет вид рис.7:

Рис. 7 Структурная схема модели надежности с учетом электро- и водоснабжения технологического и технического оборудования системы сервиса с последовательно- параллельным соединением элементов

Если система сервиса представлена параллельно- последовательным соединением элементов Р_с, Р_т, Р_о и Р_м, то структурная схема примет вид рис.8:

Рис. 8

При вероятности безотказной работы системы, превышающей 0,9, т.е. λ_сt ≤ 0,1 с достаточной для практики точность при внезапных отказах элементов, когда приработка оборудования закончена, а старение ещё не наступило, наиболее применим экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы, т.е.

P_c(t) = е^-λС^t ≈ 1- λ_Сt

где λ_С - интенсивность отказа системы, 1/ч.; t - время работы, ч.

Откуда:

Частота отказов:

а_с =λ_c е^-λС^t = λ_c (1-λ_c t) = λ_c Р_с

Средняя наработка на отказ (до первого отказа), ч.: T_ср.с = 1 / λ_С при максимальной частоте отказов (а_с._тах).

Если имеет место резервирование элементов системы сервиса общим замещением с целой кратностью и вероятность безотказной работы ниже 0,9, то справедлива следующая зависимость:

P_c(t) = е^-λ0^t (1+ λ₀ t)

В этом случае частота отказов вычисляется по формуле:

а_с = -Р_с' (t) = λ₀ е^-λ0^t (1+ λ₀ t) - λ₀ е^-λ0^t = λ²₀ t е^-λ0^t,

где λ₀- средняя частота отказа каждого из элементов подсистем в течение заданного среднего времени t₀.

Например, при средней вероятности безотказной работы элементов подсистем Р_с._ср=0,998 имеем в течение t₀=10 часов работы:

λ₀ t₀=0,002, т.е. λ₀ = 0.002 / 10 = 0,2*10^-3 1/ч. Средняя наработка до первого отказа системы Т_ср.=2Т°_ср.. где 2Т°_ср..- средняя наработка до первого отказа нерезервированной системы: Т°_ср.-= 1/ λ₀ = 1 / 0,2 10^-3 = 5000 ч.

Средняя наработка до первого отказа резервированной системы Т_ср.= 2Т°_ср.=10000 ч.

Тогда частота отказов вычисляется по формуле:

а интенсивность отказов по выражению:

λ_С = а_с / Р_с = λ²₀ t е^-λ0^t / [е^-λ0^t (1+ λ₀ t) ] = λ²₀ t / (1+ λ₀ t) = 0,04• 10^-6 t / (1 + 0,2_*10^-3 t)

При построении графиков зависимости а_с и λ₀ в функции времени t, значения времени задавать с расчетным интервалом 15000час (1,5х10⁴ ч.).

Этапы выполнения

1. Составить функционально-структурную схему надёжности технической системы, имеющей выше выбранные механизмы и устройства согласно конструкции и принципа работы отдельных устройств.

2. Распределить и объединить элементы по подгруппам и группам с учётом их взаимодействия.

3. Составить расчётные выражения для вычисления вероятностей безотказной работы отдельных подгрупп и системы в целом.

4. Рассчитать вероятность безотказной работы.

5. Вычислить среднюю наработку на отказ.

6.Построить графические зависимости Л0 и ас в функции времени. Значения Лс и ас свести в таблицу.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данный раздел завершает выполнение курсового проекта и должен содержать выводы проделанной работе.

Здесь необходимо осветить следующее:

1. Степень проработки поставленных задач в период работы над курсовым проектом.

2. Сделать выводы по основным полученным результатам.

3. Изложить особенности работы в ходе выполнения курсового проекта.

4. Дать предложения по возможным направлениям и путям совершенствования поставленных задач для исключения недостатков проекта.

ЛИТЕРАТУРА

1. И.Л. Каганов. Курсовое и дипломное проектирование. - 3-е издание. - М.:Агропромиздат, 1990 - 351 с.

2. Булат Е.П., Тарабанов В.Н. Методическое руководство к курсовому проектированию для студентов по дисциплине «Техника и технология отрасли»(спец. 06.08.00). - СПб.: СПбТИС, 1996.

3. Соловьёв В.Н., Гончаров А.А. Организация деятельности предприятий сервиса. Методическое руководство к курсовому проектированию - СПб.:СПбГИСЭ, 2000.

4. В.В. Гладкевич, В.И. Заплатинский. Надёжность бытовой техники. Учебное пособие. - СПб.: СПбТИС, 1995.

5. С.Ф. Привалов. Электробытовые устройства и приборы. Справочник мастера. -СПб.: Лениздат, 1994.-511с.

приложение 1

Тематика курсовых проектов

№п/п	наименование темы	примечание
0	Проект технологической (технической) системы культурно-развлекательного центра (кинотеатр, игровой комплекс, цирк, аттракцион, салон-выставка и т.п.)	Вид объекта указывается в задании руководителем курсового проекта.
1	Проект технологической (технической) системы салона красоты (парикмахерская и т.п.)
2	Проект технологической (технической) системы предприятия «бар-кафе-ресторан» (кухня, пищеблок, столовая и т.п.)
3	Проект технологической (технической) системы ателье индивидуального пошива одежды
4	Проект технологической (технической) системы спор­тивно-оздоровительного комплекса (спортзал, бассейн и т.п.)
5	Проект технологической (технической) системы гости­ницы (автокемпинга, туристической базы и т.п.)
6	Проект технологической (технической) системы химической чистки одежды (микрохимчистки и т.п.).
7	Проект технологической (технической,) системы банно-прачечного комбината бассейн, сауна и т.п.).
8	Проект технологической (технической) системы офисного помещения отрасли.
9	Проект технологической (технической) системы мастерской сферы сервиса (изготовление и ремонт металлоизделий, сервисное обслуживание бытовой техники и т.п.)

приложение 2

Характеристики основного оборудования и техники сферы сервиса (принято условно)

№ п/п	наименование оборудование	габариты, L * В, мм	Потребл. мощность, кВт	Кол-во тепловыделений, кДж/ч	Кол-во влаговыделений, кг/ч	вероятность безотказной работы
1	2	3	4	5	6	7
Бытовые машины и приборы
1	Электрическая печь	850x600	8	2500		0,95
2	Электромясорубка	520x200	1,5	800		0,92
3	Кухонный комбайн	460X320	0,8	650		0,93
4	Посудомоечная машина	850x450	2,1	820	0,5	0,91
5	Электроводонагреватель	1350x650	4,0	3800		0,94
6	Электрогриль, духовка	420X180	2,0	1500		0,93
7	Электроотопительные приборы, конвекторы	1000x100	2,5	2200		0,92
8	Воздухоочиститель, климатезёр	400x200	0,6	520		0,96
9	Пылесос	540x190	0,8	490		0,95
10	Холодильник компрессионный	600x600	0,2	350		0,94
11.	СВЧ-печь	510x360	0,8	2100		0,98
12.	Стиральная машина бытовая	600x600	3,0	3500		0,93
13	Мобильный кондиционер	850x440	2,0	2250		0,95
14.	Масляный обогреватель	860x120	2,4	3200		0,98
15.	Электротепловентилятор	300x175	2,0	3450		0,94
16.	Электроточило	240x140	0,22	380 1		0,95
17.	Электросушитель для РУК	230X200	0,1	120		0,93
18,	Электроприборы для сваривания полиэтиленовой плёнки	210X140	0,22	550		0,94
19.	Бельесушильная машина	600X450	2,5	4200	0,6	0,93
20	Гладильная машина	900x400	1,3	2800	0,3	0,95
Оборудование предприятий сервиса
21	Насосная станция	500x210	0,8	900		0,92
22	Компрессорная установка	2750x610	1,7	3000		0,92
23	Вакуумная установка	750X490	2,0	3200		0,93
24	Парогенератор	960x700	10	5200	4,0	0,91
25	Паровой пресс	1070x1300		4190	6,0	0,92
26	Манекен паровой	1241x690		13900	8,0	0,93
27	Пятновыводной стол (станок)	1240x470		2100	-	0.95
28	Стиральная машина (промышл.)	910x1020	3,4	760	0,7	0,93
29	Центрифуга	610x770	0,55	500		0,92
30.	Машина химчистки Блеск Р422	2100x1360	28,0	5400	-	0.91
31.	Машина химчистки КХ-010А	2200x980	15,0	2100	-	0,91
32	Конвеерная установка	5840x800	1,1	-	.	0,94
33.	Ванна для промывки	1700x750		2260	1,0	0,98
34.	Шкаф сушильный	1500x600	2,0	4200	0,5	0,96
35.	Гладильный стол с электроутюгами	2000x1000	1,0	1360	0,24	0,93
36.	Утюг УЭТ-10		1,0	2030	0,47	0,95
37.	Гидравлический пресс с парогенератором	1200x1500	5,5	5000	6,4	0,91
38.	Машина плиссировочная	800x450		2140	-	0,92
39.	Электродвигатели технологического оборудования		0,6	800		0,95
40.	Верстак для сварочных работ	2000x1200		16800
41.	Стол для газосварочных работ	1700x800		25200
42.	Электропечь муфельная	750x410	5,5	2800		0,96
43.	Электроплита с закрытой спиралью	600x500	0,6	2180		0,94
44.	Калорифер	1000x400		3100		0,95
45.	Вентилятор	750x300	1,0	1200		0,93
46.	Швейная машина	1200x650	0,6	800		0,96

Примечание: характеристики на оборудование, не указанные в таблице приложения 2, можно выбирать по технической документации и задавать ориентировочно согласно аналогичного агрегата.

приложение 4

Предельно- допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ и металлов в помещении

№	вещество	ПДКмг/м3
1.	Алюминий	2,0
2.	Амилацетат	100
3.	Аммиак	20
4.	Анилин	0,1
5.	Ацетон	200
6.	Бензин- растворитель	300
7.	Бериллий	0,001
8.	Зутилацетан	200
9.	Ванадий (пятиокись)	0,1
10.	Декалин	100
11.	Кадмий	0.1
12.	Керосин	300
13.	Марганец	0,3
14.	Медь	1
15.	Никель	0,5
16.	Свинец	0.01
17.	Серная кислота и серный ангидрит	1
18.	Скипидар	300
19.	Бутиловый спирт	200
20.	Метиловый спирт	50
21.	Спирт этиловый	1000
22.	Спирт лропиловый	100
23.	Тетролин	100
24.	Титан	10
25.	Трихлорэтилен	10
26.	Перхлорэтилен	10
27.	Окись углерода	20
28.	Уксусная кислота	5
29.	Хлористый водород и соляная кислота	5
30.	Этилооцетат	200
31.	Циклогексанол	10
32.	Этиловый эфир	300
33.	Флористый растворитель	100
34.	Фенол	5
35.	Уайт- спирт	300
36.	Бензол	5
37.	Толуол и ксилол	50
38.	Чугун	4
39.	Диоксан	10

приложение 7

Электродвигатели серии А - защищенные и АО - закрытые

Н.КВТ	СО ОБ/МИН	ТИП	N. КВТ	(0 ОБ/МИН	Тип
0,6	1410	А-31-4	7,0	730	А-62-8
0,6	1410	АО-31-4	7,0	735	АО-63-8
0,6	2860	АО-31-2	7,0	980	АО-62-6
1,0	930	А-41-6	7,0	1440	А-52-4
1,0	930	АО-41-6	7,0	1440	АО-52-4
1,0	14410	А-32-4	7,0	2890	А-51-2
1,0	14410	АО-32-4	7,0	2900	АО-52-2
1,0	2850	А-31-2	10,0	730	А-71-8
1,0	2850	АО-31-2	10,0	735	АО-72-8
1,7	930	А-42-6	10,0	970	А-62-6
1,7	930	АО-42-6	10,0	980	АО-63-6
1,7	1420	А-41-4	10,0	1450	А-61-4
1,7	1420	АО-41-4	10,0	1460	АО-62-4
1,7	2850	А-32-2	14,0	730	А-72-8
1,7	2850	АО-41-2	14,0	735	АО-72-8
2,8	950	А-51-6	14,0	970	А-71-6
2,8	1420	А-42-4	14,0	980	АО-72-6
2,8	950	АО-51-6	14,0	1450	А-62-4
2,8	1420	АО-42Ч	14,0	1460	АО-63-4
2,8	2870	А-41-2	14,0	2920	А-61-2
2,8	2870	АО-42-2	14,0	2930	АО-63-2
4,5	730	А-61-8	20,0	730	А-81-8
4,5	735	АО-62-8	20,0	735	АО-82-8
4,5	950	А-52-6	20,0	970	А-72-6
4,5	950	АО-52-6	20,0	980	АО-73-6
4,5	1440	А-51-4	20,0	1450	А-71-4
4,5	1440	АО-51-4	20,0	1460	АО-72-4
4,5	2870	А-42-2	20,0	2920	А-61-2
4,5	2900	АО-51-2	20,0	2940	АО-72-2

приложение 5

приложение 6

Рис. характеристики радиальных вентиляторов серии ЦЧ-70 а) ЦЧ-70 N93; Б) ЦЧ-70 Ые4

ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ

1. Технологические и технические системы предприятий сферы сервиса.

2. Основные стадии проектирования технических систем.

3. Основные принципы системного подхода к проектированию.

4. Системы управления технологическими процессами.

5. Основные понятия и показатели теории надежности.

6. Определение вероятности безотказной работы изделия. Основной закон теории надежности.

7. Потоки отказов и восстановлений. Параметр потока отказов. Статистическая оценка наработки на отказ.

8. Нормирование и оптимизация показателей надежности.

9. Методология оценки технического уровня оборудования.

10. Нормирование содержания вредных веществ в воздухе.

11. Параметры влажного воздуха.

12. Классификация вентиляционных систем.

13. Расчет потребного воздухообмена.

14. Расчет систем естественной вентиляции.

15. Основные схемы общеобменной и местной, приточной и вытяжной систем вентиляции.

16. Расчет воздуховодов систем вентиляции.

17. Аспирационные системы. Особенности расчета.

18. Конструкции фильтров и пылеуловителей. Области применения.

19. Изображение при помощи Id-диаграммы процессов обработки воздуха в кондиционерах. Системы кондиционирования воздуха.

20. Основные виды кондиционеров, их устройство и выбор.

21. Радиальные и осевые вентиляторы. Подбор вентиляторов с помощью индивидуальных и обезличенных характеристик.

22. Конструкция воздухонагревателей и их расчет.

23. Конструкции воздухоохладителей и их расчет.

24. Газоуловители. Устройство.

25. Расчет теплопотерь промышленных помещений и зданий.

26. Составление теплового баланса помещений.

27. Системы отопления, применяемые на предприятиях сферы сервиса. Их расчет.

28. Выбор и расчет нагревательных приборов.

29. Источники теплоснабжения.

30. Классификация систем водоснабжения. Основные требования к качеству воды.

31. Основные схемы внутреннего водоснабжения.

32. Классификация систем канализации. Устройство внутренней системы канализации.

33. Виды и нормирование естественного и искусственного освещения.

34. Расчет систем искусственного освещения методом использования светового потока.

35. Расчет проводов осветительной сети.

36. Физические и физиологические характеристики шума.

37. Причины возникновения шума и вибрации на предприятиях сферы сервиса.

38. Методы и средства борьбы с шумом и вибрацией.

39. Меры защиты от шума в производственных помещениях.

40. Классификация помещений по степени опасности поражения электрическим током.

41. Электрические сети с заземленной и изолированной нейтралью.

42. Средства защиты от поражения электрическим током.

43. Назначение, принцип действия и расчет зануления.

44. Защитное заземление.

45. Классификация производств и помещений по взрыво- и пожароопасности.

46. Причины пожаров на предприятиях сервиса.

47. Пожарная безопасность при эксплуатации технологического оборудования.

48. Противопожарные требования к системам вентиляции, воздушного отопления и кондиционирования воздуха.

49. Стационарные и первичные средства пожаротушения.

50. Транспортирующие и грузоподъемные машины, применяемые на предприятиях сферы сервиса.

51. Устройство и расчет производительности и мощности привода транспортирующих устройств.

52. Общие понятия о планово-предупредительном ремонте оборудования.

53. Межремонтное обслуживание оборудования.

54. Организация работ по техническому обслуживанию и ремонту.

55. Техническое обслуживание и подготовка работ по техническому обслуживанию и ремонту.

56. Содержание технологического процесса комплексного ремонта. Схема ремонта.

57. Общие виды работ, выполняемых при техническом обслуживании оборудования.

58. Содержание монтажных работ.

59. Нормирование трудоемкости монтажных работ.

60. Планирование монтажных работ.

61. Технологический процесс в швейном производстве и применяемое оборудование.

62. Особенности технологии влажно-тепловой обработки в швейном производстве.

63. Технологические системы химической чистки одежды.

64. Особенности технологического процесса химической чистки одежды.

65. Технологическое оборудование предприятий социально-культурного сервиса и туризма.

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Основная:

1. Гладилин Ю.А. Техника и технология сферы сервиса: Учеб. пособие – СПб.: СПбГУСЭ,2006.

2. Капицун В.И. и др. Гидравлика, водоснабжение и канализация. – М.: Стройиздат, 2003.

Дополнительная:

1. Беккер А. Системы вентиляции. – М.: Техносфера, Евроклимат, 2005.

2. Гладкевич В.В., Зайцев В.А. Технологические системы сферы сервиса. Программа, методическое руководство к курсовому проектированию для студентов специальности 060800 «Экономика и управление на предприятии (в сфере сервиса)».- СПб.: СПбГИСЭ, 2002.

3. Калинина В.М. Техническое оснащение и охрана труда в общественном питании: учебник. – М.: Мастерство, 2001.

Периодические издания:

1. Ремонт и сервис. Ежемесячный научно-технический журнал о потребительской технике. Изд. ООО «Ремонт и сервис». – СПб.

17