Проект технологической (технической) системы банно-прачечного комбината (сауна)
Курсовой проект
Проект технологической
(технической) системы банно-прачечного комбината (сауна)
Введение
Одной из глобальных тенденций в современном обществе является
преобладание сферы услуг (третичного сектора экономики) над индустриальными
секторами народного хозяйства (первичными являются сельское и лесное хозяйство,
добывающие отрасли, а вторичными - перерабатывающие отрасли). Индустриальный
цикл, в котором сейчас происходит развитие экономики, является последним циклом
индустриального развития и представляет собой своеобразный переход к
постиндустриальному информационно-сервисному обществу. Экономика
постиндустриального периода будет представлять собой экономику неиндустриальных
отношений, складывающихся не в процессе производства, а в сфере его
обслуживания. Это проявляется в динамично растущей доле сферы услуг в
национальном доходе и в занятости населения.
Сфера услуг является трудоемким сектором экономики с большой
долей ручного труда. Это связано со спецификой природы услуги и ограниченными
по сравнению с производством и реализацией физических продуктов возможностями
технизации оказания услуг. Применение современной техники и прогрессивного
оборудования в сфере услуг не приводит к значительному высвобождению
работников, но может способствовать повышению качества услуг и улучшить условия
труда занятых в этой сфере работников. Поэтому трудосберегающий эффект
научно-технического прогресса в сфере услуг меньше, чем в индустриальных
секторах экономики: преобладает тенденция отставания роста производительности
труда и повышения трудоемкости в сервисных отраслях по сравнению с
индустриальными. Этим и объясняется более высокий рост занятости в сфере услуг
по сравнению с промышленным производством и рост стоимости услуги.
В России банная индустрия получила развитие со времен
перестройки, когда появились первые специализированные банные магазины и
строительные фирмы.
В настоящее время существуют целые направления дизайнерских,
представительских, бизнес, класса «премиум» саун (бань). Они представляют
лучшие разработки по дизайну и эргономике саун, многофункциональны, например,
можно создавать разные режимы парения, от сухого финского до влажного русского
пара. Для этого используются самые современные технологии, оборудование и
материалы для бани и сауны со всего мира. Например, электрокаменка со
встроенным парогенератором, оригинальный светильник «звездное небо», обшивка из
канадского кедра и многое другое. В дополнение к сауне могут быть купель,
обливное устройство, банная мебель и разнообразные полезные аксессуары.
В духе со временем в России появилось много предложений и по
инфракрасным кабинам (саунам). Различаются они в основном используемыми в них
излучателями, то есть длиной волн инфракрасных лучей, а также комплектацией и
отделкой. Часть ИК кабин привозится из других стран, но есть и собственного
российского производства. В чем еще существенное преимущество изделий «сделано
в России», так это возможность изготовления сборных саун и инфракрасных кабин
нестандартных размеров, оригинального дизайна и комплектации под желания
клиента, причем, оперативно по времени.
В настоящее время можно с уверенностью заявить, что в России
создана своя индустрия саун, бань, товаров для комплектации их строительства и
всевозможных банных принадлежностей для приятного и полезного времяпровождения.
1. Подбор
и компоновка оборудования технологической системы отрасли в помещении
Современное банное оборудование позволяет быстро нагревать
помещение. Разнообразие возможностей обеспечивает электрическая каменная печь,
которую можно установить и в отдельно стоящей бане на загородном участке, и в
компактной сауне городской квартиры.
В отличие от дровяной печи камни получают тепло не от
пламени, а от электронагревательных элементов. Соответственно процесс нагрева
камней не сопровождается образованием дыма и избавлен от опасности пожара.
Электрические печи для сауны или бани должны быть удобными,
компактными, но, прежде всего пожаробезопасными и мощными для обеспечения
комнаты горячим воздухом, паром, а также просушки данного помещения после его
использования. Немаловажно и возможность регулировки мощности в широком
диапазоне.
Форма и дизайн печи тоже имеет значение. Электропечь должна
быть и красивой, и безопасной. Нужно свести к нулю случаи получения ожога в
результате случайного прикосновения к печи в сауне или бане. Нужно помнить, что
воздух в сауне очень влажный, поэтому электрическая печь должна быть и
электробезопасной.
Сейчас электропечи делаются из разных материалов.
Изготовители печей принимают во внимание все замечания и требования, которые
предъявляются к печам. Печи из нержавеющей стали, в сравнении с печью из
цинково-алюминиевого сплава или же из окрашенной «оцинковки», являются более
долговечными и экологически чистыми.
При выборе электрической печи следует принять во внимание
объем помещения, которое нужно прогреть, наличие в сауне или бане предметов из
кирпича, природного камня, стекла, также выбрать мощность печи. При выборе
мощности нужно учесть затраты энергии на разогрев свежего воздуха и поддержание
заданной влажности.
Электрические печи являются экологически безопасными,
гигиеничными, а также имеют небольшой размер. Есть возможность регулировки их
мощности при помощи встроенного или переносного пульта управления. С помощью
пульта можно запрограммировать подогрев сауны или бани до необходимой
температуры и к нужному времени. Данные пульты оснащены термостатом и
предохранителем от перегрева. В любой момент времени есть возможность выключить
печь. Рабочее напряжение электрической печи составляет от 220 до 380 В. Для
печей с мощностью более 7 кВт нужно напряжение в 380 В. Необходимо точно
определить необходимую мощность печи. Иначе каменка недостаточной мощности не
обеспечит должного нагрева, а излишне мощная печь раньше времени выйдет из
строя.
Важной характеристикой электрической каменки является
качество трубчатых электронагревателей (ТЭНов). Во-первых, от этого зависит
долговечность работы печи. Максимальный срок гарантии, предоставляемый
производителями электронагревателей для саун, составляет 3 года. Во-вторых,
эффективность ТЭНов определяет расход электроэнергии. Хорошие ТЭНы быстро
прогревают парильню и камни, после чего начинается отдача накопленного ими
тепла, а работа нагревателей либо прекращается, либо переводится в экономичный
термостатический режим.
Качество тепла в первую очередь отличает баню от обычной
помывки и ставит ее в ряд целительных процедур. Благотворное воздействие
обеспечивают именно камни, участвующие в парообразовании и излучающие теплоту,
которая, глубоко проникая в тело, стимулирует кровообращение и обмен веществ,
способствует выводу шлаков.
В банных печах используются специальные камни. Основные
требования к ним - высокая теплоемкость, стойкость к температурным нагрузкам и
экологическая чистота: материал не должен выделять вредных газов и посторонних
запахов. Чем больше камней вмещает печь, тем дольше и активнее осуществляется
излучение тепла, воспринятого ими от ТЭНов, и соответственно тем насыщеннее и
продолжительнее банная физиотерапия. Среди современных каменок наряду с моделями,
вмещающими 15-20 кг камней, есть и суперпечи, рассчитанные на загрузку 100-160
кг.
Недавно на рынке появились печи, у которых из натурального
камня частично или полностью изготовлен корпус. Каменные панели резко повышают
теплоаккумулирующую способность печи, а также оптимизируют распределение
тепловых потоков в парильне. Тепловое излучение от фронтальных сторон печи в
этом случае распространяется горизонтально.
Качество пара и эффективность парообразования зависят от
степени прогрева камней. Легкий (т.е. высокодисперсный) пар, с которым принято
поздравлять после бани, образуется при нагреве камней до температуры 300-700°С.
Показателем добротности парообразования является «безотходность» процесса,
когда вся вода при поливе превращается в пар, не успевая протечь под камни. В
большинстве моделей камни контактируют с ТЭНами, но это не должно быть
препятствием для полива. Высококачественные нагреватели спокойно выдерживают
контакт с водой.
Разнообразны модификации каменок по местоположению в сауне:
печи напольные и навесные (настенные), модели «потайного» свойства,
устанавливаемые под полком, не занимая дополнительного пространства. Если
позволяют объем и планировка помещения, каменку можно расположить в центре
парильни. К напольным моделям (за исключением потайных) необходимо подобрать
соответствующее ограждение - во избежание случайных контактов с горячим
корпусом. Если печь спрятана под полком, необходимо иметь в нем маленькую
врезную дверцу для полива камней. К ней крепится воронка, от которой по шлангу
вода поступает к каменке.
Многие электрокаменки оснащают термостатами и таймерами,
позволяющими поддерживать желаемый температурный режим в парилке и задавать
продолжительность работы печки. Электроника позволяет управлять работой каменки
с помощью панели управления, индицирующей режим, длительность работы печки,
температуру и влажность воздуха в парной. Панели бывают встроенные и выносные
(они предназначены для управления печкой извне). Некоторые панели позволяют
программировать работу сауны по Интернету или с мобильного телефона.
Проектируется сауна со следующими
помещениями:
. Раздевалка
. Комната отдыха
. Помывочная
. Парная
В качестве банной электрической печи выбрана каменка Elegance
фирмы «Harvia» (Финляндия). Это качественная каменка, дающая достаточно тепла
благодаря большому количеству камней. Дополнительные принадлежности: деревянный
поручень или поручень с подсветкой. Подсвеченный четырьмя лампочками мощностью
10 Вт каждая, поручень обеспечивает достаточное освещение сауны. Каменка
оснащается отдельным пультом управления и термостатом. В Приложении
представлены четыре модели, различающиеся мощностью.
Наиболее подходящей для проектируемой сауны (объем парной
2,1х2,4х2,2=11 м3) представляется модель F10,5. Кроме
электрокаменки, оборудование помещений включает также электрический самовар
(уровень энергопотребления 2 кВт) и телевизор (габариты 37х47х36 см,
энергопотребление 0,07 кВт).
2. Расчет искусственного
освещения помещений
освещение вентиляция
электроснабжение
Принимаем высоту помещений 2,2 м.
В соответствии с предложенной планировкой
площадь помещений равна:
1. Раздевалка - 4,56 м2
2. Комната отдыха - 14,04 м2
. Помывочная - 4,8 м2
. Парная - 5,04 м2
С учетом требований СНиП 23-05-95
«Естественное и искусственное освещение» в части выполнения освещения помещений
общественных, производственных и вспомогательных зданий расчет выполняем для
разрядных ламп. Применение ламп накаливания предусматривается при
технико-экономической нецелесообразности применения разрядных ламп. Необходимое
число ламп для освещения n вычислим по выражению
где:
Ен - минимальная (нормированная
освещенность).
Согласно СНиП 11-4-89 зрительные работы
при средней точности в помещении относятся ко II разряду с освещенностью Ен=200
лк.
Кз - коэффициент запаса (Кз
= 1,5…1,7);- площадь освещаемого помещения, м2;
Ко - коэффициент минимальной
освещенности, равный отношению средней освещенности к минимальной, Ко
= 1,1…1,5;- световой поток ламп, лм;
Ки - коэффициент использования
светового потока, равный отношению потока, падающего на рабочую поверхность, к
общему потоку ламп.
Значение высоты подвеса светильника над
рабочей поверхностью принимаем для всех типов помещений (светильники крепятся
на потолке, высота рабочего места - 0,8 м) равным 1,4 м.
1. Раздевалка
коэффициент запаса принимаем 1,5;
площадь освещаемого помещения 4,56 м2;
- коэффициент минимальной освещенности
принимаем 1,1;
расчет ведем по лампам накаливания НГ-200
с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);
- величина показателя помещения i=L*B/ hρ(L+B),
где: L и B - длина и ширина помещения, м,= 2,4*1,9/1,4
(2,4+1,9)=4,56/6,02=0,76;
- коэффициент отражения потолка принимаем
равным 70%, стен - 50%;
- коэффициент использования светового
потока по таблице «Значения Ки в% для светильника типа ОД» равен
44%,
- количество необходимых светильников
равно:
2. Комната отдыха
коэффициент запаса принимаем 1,5;
площадь освещаемого помещения 14,04 м2;
- коэффициент минимальной освещенности
принимаем 1,1;
расчет ведем по лампам накаливания НГ-200
с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);
- величина показателя помещения i = 3,9*3,6/1,4
(3,9+3,6)=14,04/10,5=1,3;
- коэффициент отражения потолка принимаем
равным 70%, стен - 50%;
- коэффициент использования светового
потока по таблице «Значения Ки в% для светильника типа ОД» равен
53%,
- количество необходимых светильников
равно:
3. Помывочная
коэффициент запаса принимаем 1,5;
- коэффициент минимальной освещенности
принимаем 1,1;
расчет ведем по лампам накаливания НГ-200
с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);
- величина показателя помещения i = 2,4*2,0/1,4
(2,4+2,0)=4,8/6,16=0,78;
- коэффициент отражения потолка принимаем
равным 70%, стен - 50%;
- коэффициент использования светового
потока по таблице «Значения Ки в% для светильника типа ОД» равен
45%,
- количество необходимых светильников
равно:
3. Парная
коэффициент запаса принимаем 1,5;
площадь освещаемого помещения 5,04 м2;
- коэффициент минимальной освещенности
принимаем 1,1;
расчет ведем по лампам накаливания НГ-200
с учетом объема помещения и равномерности освещения (световой поток 3000 лм);
- величина показателя помещения i = 2,4*2,1/1,4
(2,4+2,1)=5,04/6,3=0,8;
- коэффициент отражения потолка принимаем
равным 70%, стен - 50%;
- коэффициент использования светового
потока по таблице «Значения Ки в% для светильника типа ОД» равен
46%,
- количество необходимых светильников
равно:
Согласно п. 8.5. «Методических рекомендаций по проектированию
бань и банно-оздоровительных комплексов», разработанных Государственным
проектным институтом «Гипрокоммунстрой» и утвержденных приказом Комитета
Российской Федерации по муниципальному хозяйству от 30.12.1993 г., в парильных
должны устанавливаться светильники с лампами накаливания, с термостойким
стеклом, защищенным мелкоячеистой сеткой для предохранения людей от падения
осколков стекла.
3.
Расчет электроснабжения помещений
3.1
Распределение нагрузки по фазам
По выбранному оборудованию и рассчитанному числу светильников
определенные мощности равномерно распределяются по фазам после размещения
оборудования и светильников на плане помещения. На плане указываются
установленные мощности, проводки с несколькими нагрузками (рис. 1).
Рис. 1. План помещений сауны и расположение светильников
3.2 Расчет сечения проводников и кабелей
По рис. 1 составляется расчетная схема рис. 2.
Рис. 2. Расчетная схема
Предположив, что провода одного сечения по всей длине
проводки, вычисляются моменты нагрузок не по участкам l, а по полным длинам L
от каждой нагрузки до источника электропитания:
М'=p1L1+ p2L2
[Вт*м],
где: L1=l1; L2=l1+l2.
Если считать моменты нагрузок по участкам, то тогда:
М''= P1l1+ P2l2
[Вт*м],
где: P1=p1+p2; P2=p2.
Причем: М'= М''=М.
Расчет.
М'=200*1,2+200*3,2=880 Вт*м
М''=200*1,2+400*2=1040 Вт*м
Допустимая потеря напряжения в вольтах:
ΔU=
ΔU%*U/100, В.
Согласно ПЭУ для осветительных сетей ΔU=±5% от номинального, для силовых сетей ΔU=±10%.
Расчет.
ΔU=5*220/100=11В для осветительных
сетей,
ΔU=10*380/100=38 В для силовых сетей.
Сечение проводов должно быть не менее чем подсчитанное по выражению:
где: γ - удельная проводимость для
меди, γ=54, а для алюминия - γ=32;- номинальное напряжение,
В, для осветительной (однофазной) сети U=Uф=220 В, для силовой (трехфазной)
сети U=Uл=380 В.
Расчет.
Ток на головном участке проводки, А:
где: Р1 - мощность, проходящая по участку 01, Вт;
Uф - фазное напряжение, 220В; Uл - линейное напряжение,
380 В; cos φ01 - коэффициент мощности
участка 01.
Расчет.
4. Расчет вентиляции (кондиционирования)
помещений
4.1
Расчет тепло- и влагоизбытков
Расход приточного воздуха определяется видом ассимилируемых
вентиляцией вредностей теплоизбытков или загазованности (влагоизбытки и
загазованность в этом случае не рассматриваются).
Выполняем расчет составляющих для
определения полных тепловыделений в рабочую зону Qn, кДж/ч (Вт).
Теплоизбытки от технологического
оборудования:
об=3,6*Pпотр=3,6*12570=45252
кДж/ч
Теплоизбытки от людей:
л=Q'л*nл=350*5=1750
Вт (6300 кДж/ч)
(принимаем теплоизбытки от одного человека
350 Вт)
Теплоизбытки от освещения:
осв=3,6*А*F=3,6*4,5*28,44=461
кДж/ч
(площадь помещений - 28,44 м2,
удельный теплоприток А=4,5)п=45252+6300+461=52013 кДж/ч
Определяем общие влагоизбытки:
=Wоб+Wл=0+0,1*5=0,5
кг/ч
(влагоизбытков от оборудования нет,
влаговыделения одного человека приняты ω=0,1 кг/ч, общая
численность - 5 чел.).
.2 Определение расхода
воздуха для удаления тепло- и влагоизбытков
Исходные данные:
теплосодержание приточного воздуха iп=50,0
кДж/кг
- полные тепловыделения в помещениях Qп=52013
кДж/ч (14448 Вт).
влаговыделения в помещениях W= 0,5 кг/ч
объем помещений, V=62,6 м3
вертикальное расстояние от пола до горизонтального
отверстия всасывающего вентилятора Н=2 м.
Расчет.
1.
Определение
температуры воздуха в помещении: tр.з.= tп +8°С =30°С
2.
Определение
удельных избытков тепла:
=Qп/V=14448/62,6=230,8 Вт/м3
3.
Определение
температуры воздуха, удаляемого из помещения:
у= tр.з +Δ (Н-2)=30+1,5*(2-2)=30°С
(по условию принимаем градиент температуры
1,5)
4. Определение направления луча
процесса изменения параметров приточного воздуха под воздействием тепло- и
влагоизбытков:
а) вычисляем параметр ε= Qп /W= 52013/0,5 = 104026 кДж/кг
б) на i-d диаграмме (приложение 5
«Методических указаний») находим точку «Е» (ε= 104026) и точку «А» (t0=
0°С и d= 0 г/кг сухого воздуха). Соединим точку «А» с точкой «Е» прямой линией
на диаграмме i-d и получим луч «АЕ».
5. Определение направления луча
процесса изменения параметров удаляемого воздуха.
а) на i-d диаграмме находим точку
«В», характеризующуюся параметрами приточного воздуха tп=22,0°С и iп=50,0
кДж/кг.
б) проводим из точки «В» луч,
параллельный линии «АЕ» до пересечения с линией (tу =30° С) и
получаем точку «С» (линия ВС || АЕ).
6. Находим параметры приточного
воздуха в точке «В», а именно dп г/кг сухого воздуха и φп%, и в точке «С» - iу кДж/кг, dу г/кг сух.
воздуха и φу%.
dп = 11 г./кг
φп = 65%у = 11,1 г/кг сух.
воздухау = 52 кДж/кг
φу =60%
. Определяем
плотность воздуха ρ кг/м3
при t°С, по выражению:
при температуре
воздуха, поступающего в помещение tп:
ρп= 353/(273+tп) = 353/(273+22) =
1,2 кг/м3
при температуре
удаляемого воздуха tу:
ρу=353/(273+ tу) = 353/ (273+30)=
1,17 кг/м3
8. Вычисляем расход воздуха,
необходимый для нейтрализации тепловыделений, м3/ч:
т=Qп/ [(iу-iп)*
ρп]= 52013/[(52-50)* 1,2]=21672 м3/ч
и влаговыделений:
В= (1000W/ [(dу
- dп))* ρп]=(1000*0,5)/
[(11,1-11,0)*1,2]=4166,7 м3/ч
В дальнейшем за расчетный принимаем
более высокий воздухообмен.
9.
Определение
кратности вентиляционного воздухообмена, 1/ч:
Квв=Lmax/V=
21672/62,6~346 1/ч
10.
Вычисляем
теплоту, уносимую с вентилируемым воздухом, по выражению:
в= с* ρу * V(tП - tH) Квв= 0,28* 1,17 *
62,6 * 346 =7096 Вт,
где с - удельная теплоемкость воздуха,
с=0,28 (принято равенство
температур наружного и приточного воздуха)
11. Вычисляем потери теплоты в Вт
через ограждения (потолок, стены, двери и окна) помещений:
Q0 =(tП - tH)
SКт
F=(tП - tH) (КтпFп + Ктс
Fc+ Кто Fо+КтдFд),
где Fп, Fс, Fо,
Fд - площади ограждений перекрытий, стен, окон и дверей,
соответственно.
Площадь перекрытий принимаем равной
площади помещений Fп= 28,44 м2
Площадь окон Fо =
0,9*1,3*3+0,6*0,6=3,87 м2.
Площадь двери Fд= 0,9*2,1=1,89
м2
Площадь стен FС=
2,2*(6+3,9+3,6+2,4+6)= 48,18 м2
Qo=0,117x28,44+0,185х48,18+0,565х1,89+0,468*3,87=
3,33+8,91+1,07+1,81= 15,12 Вт
12.
Расчетная
теплоотдача калорифера, Вт:
к=Qв+Qo=7096+15,12=
7111,12 Вт
13.
Вычисляем
мощность калорифера по формуле, Вт:
Рк=Qк / ηк=7111,12/1=7111,12 Вт
где ηК - к.п.д. калорифера.
14. Вычисляем суммарную поверхность
нагрева калорифера, м2:
к=Qк/(Ктт*Δt)
к=7111,12/(1,003x4)=
1772,5 м2,
где Ктт - коэффициент теплопередачи
теплообменника 1,003 [Вт/(м*°С)]
Δt=tу-tср= tу -
[(tn+tу)/2]= 30 - [(22+30)/2]=4°С.
.3
Подбор вентилятора и электродвигателя
Вентилятор подбирается в соответствии с
подсчитанным общим расходом воздуха L, м3/ч и общей потерей давления
SРi,
Па.
а) определение параметров вентилятора.
Для обеспечения воздухообмена с L=21672 м3/ч
(6 м3/с) возможно применение следующих вентиляторов, где ηв - частота вращения, мин-1; Р - напор, Па и v -
окружная скорость колеса, м/с,
1.
№12
при ηв =300 мин-1, Р=250 Па, v=17 м/с
2.
№10
при ηв =500 мин-1, Р=650 Па, v=27 м/с
3.
№8
при ηв =1700 мин-1, Р=1000 Па, v=43 м/с
б) определение мощности электродвигателя
для привода вентилятора.
Рэд =LхSРi х Кз
/(3600x1000х ηв х ηп х ηР),
где Кз - коэффициент запаса
1,25;
ηв - к.п.д. вентилятора (по
характеристике ηв =0,8…0,9);
ηп - к.п, д., учитывающий
механические потери в подшипниках ηп =0,95;
ηр - к.п.д., учитывающий
механические потери в передаче от вентилятора и двигателя (для клиноременной
передачи ηр=0,9, при непосредственном
соединении ηпр=1,0). При SРi=Р получим
мощность электродвигателя:
Рэд=(21672х650х1,25)/(3600х1000х0,85х0,95х0,9)=6,73
кВт
По приложению 7 методического руководства
выбираем электродвигатель типа А-51-2, Р=7,0 кВт, ω = 2890 об/мин. При этом применяется клиноременная передача с
передаточным отношением
по=ηв/ω=1700/2890=0,59.
. Составим функционально-структурную схему
надежности технической системы, имеющей выше выбранные механизмы и устройства
согласно конструкции и принципу работы отдельных устройств.
В структурную схему модели надежности
предприятия не включены подсистемы городского наружного и внутреннего
водоснабжения по причине малого влияния на производственный процесс в целом.
. Распределим и объединим элементы по
подгруппам и группам с учетом их взаимодействия.
Подсистема технологического оборудования
содержит следующие элементы:
- печь-электрокаменка (вероятность
безотказной работы 0,97);
- электрический самовар (0,95);
- телевизор (0,93).
. Составим расчетные выражения для
вычисления вероятностей безотказной работы подсистемы технологического
оборудования и системы в целом.
Рт=1 - (1-Р1) х (1-Р2)
х (1-Р3).
Рсс(t)=Рнэ(t) хРвэ(t)
хРсотм(t)=Рнэ(t) хРвэ(t) х [1 - (1-Pc)
x (1-P0)] x [1 - (1-Pт) х (1-Рм)]
4. Рассчитаем вероятность безотказной
работы.
Рт=1 - (1-0,97) х (1-0,95) х
(1-0,93)=0,999895≈1.
Рсс(t)=0,95х0,95х [1 - (1-0,95)
x (1-0,95)] x [1 - (1-1) х (1-0,95)]=0,9002.
. Вычислим среднюю наработку на отказ.
При вероятности безотказной работы
системы, превышающей 0,9, т.е. λсt≤0,1 с достаточной
для практики точность при внезапных отказах элементов, когда приработка
оборудования закончена, а старение еще не наступило, наиболее применим
экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы, т.е.
где - интенсивность отказа
системы, 1/ч.; t - время работы, ч.
Откуда:
Частота отказов:
Средняя наработка на отказ (до первого
отказа), ч.: Тср.с=1/λс при максимальной частоте
отказов (ас.max).
При средней вероятности безотказной работы
элементов подсистем Рс.ср.=0,948 имеем в течение t0=10
часов работы: λ0t0=0,052, т.е. λ0=0,052/10=0,0052 1/ч. Средняя наработка до первого отказа системы
Тср=2Т0ср, где Т0ср -
средняя наработка до первого отказа нерезервированной системы:
Т0ср =1/λ0=1/0,0052=192 ч
Средняя наработка до первого отказа
резервированной системы Тср.=2 Т0ср=384 ч.
. Построим графические зависимости λс и ac в функции времени. Значения λс и ac сведем в таблицу.
Частота отказов вычисляется по формуле:
Интенсивность отказов вычисляется по
выражению:
При построении графиков зависимости ac и λс в функции времени t, значения времени задаем с расчетным интервалом 15 000 час (1,5×104ч.).
Рис. 3. Зависимость частоты и интенсивности отказов в функции
времени
Значения частоты и интенсивности отказов в
функции времени
Время, тыс.
час.
|
Частота отказов
|
Интенсивность
отказов
|
15
|
0,0004
|
0,0004
|
30
|
0,0007
|
0,0007
|
45
|
0,0010
|
0,0010
|
60
|
0,0012
|
0,0012
|
75
|
0,0014
|
0,0015
|
90
|
0,0015
|
0,0017
|
105
|
0,0016
|
0,0018
|
120
|
0,0017
|
0,0020
|
135
|
0,0018
|
0,0021
|
150
|
0,0019
|
0,0023
|
165
|
0,0019
|
180
|
0,0019
|
0,0025
|
195
|
0,0019
|
0,0026
|
210
|
0,0019
|
0,0027
|
225
|
0,0019
|
0,0028
|
240
|
0,0019
|
0,0029
|
255
|
0,0018
|
0,0030
|
270
|
0,0018
|
0,0030
|
285
|
0,0018
|
0,0031
|
300
|
0,0017
|
0,0032
|
Заключение
В проекте произведен подбор и компоновка оборудования
технологической системы в помещении сауны. Рассчитаны показатели искусственного
освещения: количество светильников, величина коэффициента светового потока
светильника. Произведен расчет электроснабжения помещения: распределение
нагрузки по фазам, расчет сечения проводников и кабелей. Рассчитаны тепло- и
влагоизбытки, определен расход воздуха, необходимого для их удаления, решена
задача подбора вентилятора и электродвигателя. Рассчитана надежность
оборудования (системы): вычислена вероятность безотказной работы, средняя
наработка на отказ, построены графические зависимости частоты и интенсивности
отказов в функции времени.
При выполнении работы использованы нормативные документы,
литература по теме, а также интернет-источники.
Список использованной литературы
1. ГОСТ 30494-96 «Здания жилые и общественные. Параметры
микроклимата в помещениях».
. СНиП 2.04.05-91 «Отопление, вентиляция и
кондиционирование». Дата введения 1992-01-01.
. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение».
Дата введения 1996-01-01.
. Гладкевич В.В., Зайцев В.А. Методическое руководство
«Технологические системы сферы сервиса». - СПб.: СПбГАСЭ, 2004.
. Проектирование предприятий бытового обслуживания населения
(Справ. пособие к СНиП) / Государственный научно-проектный институт
учебно-воспитательных, торгово-бытовых и досуговых зданий. - М.: Стройиздат,
2009.
. Семенов В.М., Васильева О.Е. Сервис промышленных товаров. -
М.: Центр экономики и маркетинга, 2011.
7. Синопальников В.А.
Надежность и диагностика технологических систем. - М.: Высшая школа, 2009.
8. Материалы интернет-сайта компании «Дельфин»:
[http://s-legkim-parom.ru]
. Каталог электрических печей фирмы «Harvia» (Финляндия):
[http://www.pechikamini.ru/electro_harvia_3.php]