Сборник проектов Питер

Расчет сметы затрат на производство и калькуляция себестоимости единицы продукции

Таблица 13 – Расчет сметы затрат на реализацию проекта на 2012 г., руб.

1.Амортизация оборудования (линейный способ, срок использования (10 лет),

А=80 000 / 10 = 80 000 руб.

2.Основная сумма по займу будет выплачиваться ежеквартально, первоначально по 80 000 руб., затем в 2013 году по 150 000 и в 2014 г. по 210 000 руб. Проценты будут начисляться (15% годовых) и уплачиваться исходя из остатка долга.

3.Накладные расходы составляют 5% от прямых затрат = 117 530 руб.

4.Порядок начисления процентов см. приложение Г.

Таблица 14 – Калькуляция себестоимости товара на 2012г., руб.

261

Себестоимость единицы товара составит:

388 148/ 150 = 15 921 руб.

Описание производственного процесса

Производственный процесс будет включать в себя следующие стадии (рис. 7):

Рис. 7. Схема процесса сборки

1.Заготовительный процесс

2.Процесс обработки

262

3.Сборочно-монтажный процесс

4.Регулировка и настройка

5.Контроль и испытания

6.Упаковка и хранение

Организационный план

Организационно-правовая форма

Организационно-правовая форма предприятия – индивидуальный предприниматель, деятельность которого регламентируется Федеральным Законом РФ «О государственной регистрации юридических лиц и индивидуальных предпринимателей» N 129-ФЗ, Гражданским кодексом РФ, другими федеральными законами РФ, а также отдельными постановлениями Правительства РФ.

Рабочие часы предприятия с 9 до 18 часов (понедельник-пятница). Предприятие является физическим лицом, будет иметь самостоятельный баланс,

расчетный счет, круглую печать, штампы, бланки со своим наименованием, собственный товарный знак предприятия.

Штатное расписание

Важным организационным документом является коллективный договор. С целью регулирования трудовых отношений и согласования социально-экономических интересов работников предприятия с работодателем заключен коллективный договор. Перед приемом на работу каждый претендент должен пройти инструктаж по технике безопасности. Во избежание конфликтных ситуаций сотрудники, помимо контракта, подписывают договор о неразглашении коммерческой тайны.

Таблица 15 – Штатное расписание на 2012 г.

Фирмой «МИП» планируется применять контрактную систему оплаты труда (табл. 15). Договор заключается на определенный срок, в котором оговариваются условия труда, обязанности сторон, режим работы, срок действия контракта и уровень оплаты труда.

Организационная структура управления

Организационная структура управления «МИП» – функциональная (рис. 8). Распределение обязанностей приведено в табл. 16.

263

Выводы (заключение)

Несмотря на то, что представленный проект находится еще в разработке (завершающая стадия), можно сделать вывод о том, что основная цель проекта – разработка функционирующего устройства – выполнена.

За период выполнения проекта до настоящего момента были выполнены следующие действия:

–выработана концепция прибора;

–проведена полная разработка устройства, включая: создание программного обеспечения для управления серводвигателями и взаимодействия с датчиками температуры и расхода. Также спроектирован и собран источник бесперебойного питания;

–проведены предварительные натурные испытания, показавшие работоспособность спроектированного устройства.

Кроме технической реализации устройства в рамках проекта с привлечением экономистов был разработан бизнес-план предприятия, которое могло бы осуществлять сборку и продажу электронных смесителей.

В 2012 году проект размещался в Межвузовском студенческом бизнесинкубаторе «Дружба» Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. Именно благодаря резиденству в бизнес-инкубаторе появилась возможность разработать бизнес-план, а также найти потенциальных партнеров и покупателей устройств. С новосибирской компанией «Экодом» заключено соглашение

онамерениях, согласно которому фирма намеревается приобрести 1 000 экземпляров по мере готовности команды производить сборку и поставку устройств.

265

К.В. Солдатова (молодой ученый, доктор технических наук, доцент) Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Ю.Б. Галеркин (доктор технических наук, профессор, зав.каф. «Компрессорная, вакуумная и холодильная техника», СПбГПУ)

ОСНОВЫ ФОРМИРОВАНИЯ СЕМЕЙСТВА МОДЕЛЬНЫХ СТУПЕНЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ КОМПРЕССОРОВ

Реферат

Ключевые слова: метод универсального моделирования, центробежный компрессор, модельная ступень, газодинамические характеристики, математическое моделирование, модель потерь.

В процессе выполнения работы была собрана и обработана информация о результатах приемо-сдаточных испытаний высокоэффективных компрессоров, которые созданы по проектам кафедры КВХТ с использованием программам 4-го поколения Метода универсального моделирования. Произведено уточненное моделирование характеристик варьированием эмпирических коэффициентов в моделях и подведенного к газу и потерянного напоров. Разработаны научные основы: предложены новые уравнения математических моделей и приемы расчета, на базе которых созданы компьютерные программы для расчета характеристик ступеней и многоступенчатых компрессоров 5-го поколения. По результатам испытания модельных ступеней кафедры КВХТ семейства 20СЕ произведена идентификация математических моделей напора и потерь напора 5-го поколения. По программе 5-го поколения произведено повторное моделирование характеристик компрессоров. Коэффициенты, определяющие КПД на оптимальном режиме, одинаковы у всех компрессоров, что повышает достоверность расчетов характеристик ступеней, входящих в состав проточной части компрессоров.

По результатам расчетов создано семейство модельных ступеней и банк данных этих ступеней, размеры и форма проточной части которых известна из проектов компрессоров нового поколения, а характеристики рассчитываются по программе 5-го поколения. Программы 5-го поколения и семейство модельных ступеней используются в практике проектирования и в учебном процессе уже сейчас.

По данной теме автором опубликовано 18 работ. Основные результаты представлены в научно-техническом журнале «Компрессорная техника и пневматика», в Научно-технических ведомостях СПбГПУ, Известиях Высших Учебных Заведений «Проблемы Энергетики» Трудах научной школы компрессоростроения СПбГПУ, в Трудах 15-й Международной конференции по компрессоростроению, а монографии «Моделирование рабочего процесса промышленных центробежных компрессоров.

266

Научные основы, этапы развития, современное состояние» и в докторской диссертации.

Результаты работы были представлены на Международном научно-техническом конгрессе «Энергетика в глобальном мире» (г. Красноярск, 2010), 4-м Всероссийском форуме студентов, аспирантов и молодых ученых (Санкт-Петербург, СПбГПУ, 2010), 2-й Международной научно-практической Интернет-конференции «Молодежь. Наука. Инновации» (г. Пенза, 2010), 3-й Международной научно-практической Интернетконференции «Молодежь. Наука. Инновации» (г. Пенза, 2011), 15-й Международной конференции по компрессоростроению (г. Казань, 2011 г.), CIEPLNE MASZYNY PRZEPŁYWOWE. TURBOMACHINERY (Польша, г. Лодзь, 2011) и проч.

Результаты работы внедрены в проектную, научную и педагогическую практику кафедры КВХТ, что подтверждается актами внедрения.

Введение

Потребность промышленности в расширении номенклатуры центробежных компрессоров приводит к необходимости сокращения сроков проектирования. За последние годы в связи с прогрессом экспериментальных и расчетных методов изменились методы проектирования, доводки и расчета характеристик компрессоров [2]. Компрессорная техника имеет большое значение в новых перспективных направлениях развития техники и технологии: в космонавтике, робототехнике, производстве искусственного топлива. Сердцем большинства технологических установок является компрессор. От эффективности и надежности его работы зависят КПД и долговечность установки в целом.

Мировой рынок компрессоров постоянно увеличивается. Более быстрый рост наблюдается в Европе, Азии и Северной Америке. Как свидетельствует статистика, объем местного рынка компрессоров прямо пропорционален индустриализации страны или региона, а его рост темпам обновления машинного парка, т. е. модернизации и расширению производства. Эти факторы определяют спрос на компрессорное оборудование. В нашей стране спрос на компрессоры более-менее постоянный и растет из года в год из-за того, что парк компрессоров морально и физически устарел, и потому нуждается в обновлении.

По оценкам специалистов в России и странах СНГ эксплуатируются свыше 500 тыс. промышленных компрессоров, которые вместе с вентиляторами и насосами потребляют около 20% вырабатываемой электроэнергии. Только газотранспортная система ОАО «Газпром» на 2011 год включает 150 тыс. км газопроводов, около 700 компрессорных цехов, более 4270 установленных газоперекачивающих агрегатов (ГПА) суммарной мощностью более 48 млн. кВт. [16]. Основной тип применяемых ГПА – центробежные компрессоры, однако значительная часть парка компрессоров физически и морально устарела. Поскольку с течением времени параметры газопроводов изменяются и уже не соответствуют газодинамическим характеристикам

267

установленных компрессоров, необходима замена проточной части – при этом эффективно применение сменных проточных частей (СПЧ).

Область применения промышленных центробежных компрессоров раньше ограничивалась умеренными давлениями, ступени компрессоров работали в диапазоне оптимальной быстроходности и коэффициентов напора, значения критерия сжимаемости были умеренными, сейчас это не так. Энергопотребление этих машин велико, поэтому экономичности новых компрессоров, определяемой качеством газодинамических проектов, придается большое значение.

Сложный характер рабочего процесса ЦК делает неизбежным использование экспериментальных данных в процессе их проектирования. Несмотря на успехи методов компьютерного проектирования и оптимизации, наиболее быстрым и надежным остается проектирование с использованием характеристик заранее разработанных и испытанных модельных ступеней. Экспериментальная отработка модельных ступеней – это сложный и дорогостоящий процесс. В распоряжении отечественных производителей имеются ряды модельных ступней, которые во многом устарели. Создание новых рядов высокоэффективных модельных ступеней сейчас представляется затруднительным по экономическим соображениям.

На кафедре КВХТ СПбГПУ создан Метод универсального моделирования, который позволяет осуществлять оптимальное газодинамическое проектирование и расчет характеристик центробежных компрессоров без проведения экспериментов.

Комплекс программ Метода универсального моделирования широко применяется на практике. С его помощью создано новое поколение центробежных нагнетателей и СПЧ для газовой промышленности. Новое поколение машин обеспечивает ряд важных преимуществ. По газодинамическим проектам кафедры КВХТ выпущено более 20 типов компрессоров и СПЧ нового поколения. В промышленности РФ и других стран в 2010 г. работает около 430 центробежных компрессоров и СПЧ более пятидесяти типов общей установленной мощностью 4,3 млн. кВт [3, 15] (см. приложение 1)].

Содержание работы

До применения Метода универсального моделирования в проектной практике промышленные центробежные компрессоры не создавались без экспериментальной проверки их проточных частей на моделях. В результате проектной деятельности кафедры КВХТ СПбГПУ испытаны и поставлены потребителям десятки типов компрессоров, ступени которых не имеют испытанных аналогов. Это позволило впервые путем уточненного расчета характеристик создать банк данных модельных ступеней, что само по себе можно считать научной новизной.

На основе опыта использования Метода универсального моделирования в проектной практике установлено направление его усовершенствования и предложены новые научные подходы в том числе:

268

-предложена новая зависимость для учета влияния условного числа Россби на положение точки отрыва и потери смешения;

-разработана методика учета влияния протечек в лабиринтном уплотнении покрывающего диска на параметры потока в рабочем колесе;

-предложена усовершенствованная методика схематизации диаграммы скоростей на лопатках рабочего колеса, что позволило рассчитывать КПД ступеней в широком диапазоне расчетных значений коэффициентов напора и расхода единым набором эмпирических коэффициентов;

-уточнено влияние сжимаемости в расчете ударных потерь и в расчете параметров потока в контрольных сечениях ступени;

-при расчете потерь поверхностного трения, вместо произвольных эмпирических коэффициентов моделирования обтекания гидравлически гладкой поверхности, использованы эмпирические формулы для расчета коэффициента силы сопротивления трения гладкой и шероховатой поверхностей, что дало возможность корректного моделирования характеристик при особо высоких значениях критерия Рейнольдса, когда течение приобретает автомодельный характер;

-сделан уточненный расчет параметров потока во входном патрубке. Это позволило учесть потери напора во входных патрубках модельных ступеней, что повысило точность определения эмпирических коэффициентов модели потерь [8, 14].

Набор алгебраических уравнений математической модели потерь, математической модели напора и термодинамических уравнений, описывающих состояние газа в контрольных сечениях, не сложен [11]. Однако затрата времени на решение простейшей прямой задачи – расчет параметров потока в ступени – определяется необходимостью проведения десятков итерационных процессов. Эта необходимость определяется двумя обстоятельствами:

1.Для расчета параметров потока при последовательном переходе газа из одного сечения в другое, необходимо знать потери напора. Эти потери зависят от состояния газа в контрольных сечениях, которое зависит от потерь.

2.Хотя размеры контрольных сечений известны, размер проходных сечений для потока зависит от его направления в контрольном сечении, которое для большинства сечений неизвестно. Поэтому для определения скорости потока в сечении также требуются итерации.

Расчет характеристик ступени производится не аналитически, а есть сумма расчетов в отдельных точках общим числом превышающих сотню у ступеней с широкой зоной устойчивой работы, поэтому с учетом возможности тогдашних ЭВМ в расчетные алгоритмы вносились упрощения и приближения, которые по экспертной оценке должны мало влиять на результаты расчета. Сейчас экономия времени расчета не актуальна. Отсюда вытекает первое направление развития Метода – исключение всех очевидных упрощающих допущений в процессе термогазодинамических расчетов. Например, в прежних версиях не учитывалось изменение плотности газа в косом срезе лопаточных решеток на нерасчетных режимах. Как оказалось, точный расчет

269

параметров в косом срезе с учетом потерь напора существенно отличается от приближенного расчета даже при умеренных числах Маха.

Второе направление связано с накоплением опыта работы с компьютерными программами, лучшим понимание процесса, что позволило уточнить физические модели и их математическое описание. Было предпринято специальное расчетное исследование, результаты которого использованы в новых алгоритмах. Другой пример

– в ранних версиях при расчете потерь трения исходные уравнения основывались на модели гидравлически гладкой поверхности. В представляемой версии введен учет шероховатости.

Третье направление – это развитие предпроцессоров и постпроцессоров с целью повышения информативности и более удобного представления результатов. Разумеется, наиболее принципиальное влияние на повышение точности предсказания характеристик оказали два первых направления развития программ. Особенности термогазодинамического алгоритма рассмотрены на примере программы для расчета характеристик ступени.

Использование Метода универсального моделирования позволило исключить вовсе, проверку проектных решений модельными испытаниями. Создаваемые с помощью Метода компрессоры нового поколения соответствуют высшим стандартам газодинамической эффективности. Метод пользуется широкой популярностью благодаря многочисленным публикациям, докладам на международных конференциях [4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 13, 17]. Ряд промышленных предприятий России и зарубежных стран приобрели некоторые из программ Метода универсального моделирования для проведения своих расчетов.

Компрессоры нового поколения созданы при минимальных затратах на отработку модельных ступеней. Специально для компрессоров и СПЧ газовой промышленности на кафедре КВХТ отработаны и испытаны только три модельные ступени, хотя в машинах нового поколения десятки ступеней. Хорошая точность математического моделирования рабочего процесса позволила обеспечить соответствие заданных параметров в расчетной точке.

На рис. 1 в качестве примера сопоставлены газодинамические характеристики по проекту и измеренные при приемосдаточных испытаниях. В расчетной точке обеспечено заданное отношение давлений. Измеренный КПД несколько выше ожидаемого по проекту. Измеренная зона работы шире и вправо и влево от расчетной точки. Проектные данные более оптимистичны по максимально достижимой величине отношения давлений, т.е. реальная напорная характеристика более пологая.

Представленный результат типичен в том смысле, что метод обеспечивает получение заданного отношения давлений в расчетной точке при КПД, равном, или несколько большем, чем предсказанный математической моделью. На нерасчетных режимах отличие от рассчитанных характеристик в некоторых случаях довольно значительное, но фактическая зона работы обычно даже шире.

270