WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

«высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Инженерная школа энергетики Отделение Электроэнергетики и электротехники Направление подготовки 13.03.02 ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа энергетики

Отделение Электроэнергетики и электротехники

Направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль «Электропривод и автоматика»

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

Тема работы Автомобильный электромагнитный активатор топлива УДК 621.318.3.629.33.063.6-022.1 Студент Группа ФИО Подпись Дата 5Г4А Волков Анатолий Станиславович Руководитель Ученая степень, Должность ФИО Подпись Дата звание к.т.н., с.н.с .

Доцент Данекер В.А

КОНСУЛЬТАНТЫ:

По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»

Ученая степень, Должность ФИО Подпись Дата звание Доцент Калмыкова Е.Ю. к.э.н По разделу «Социальная ответственность»

Ученая степень, Должность ФИО Подпись Дата звание д.т.н., Профессор Панин В.Ф .

профессор

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:

Отделение электроэнергетики Ученая степень, ФИО Подпись Дата и электротехники звание Руководитель ОЭЭ Ph.D., Дементьев Ю.Н .

ИШЭ Доцент Томск – 2018 г .

Запланированные результаты обучения профессиональные и общекультурные компетенции по основной образовательной программе подготовки бакалавров 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника», «Электрооборудование и электрохозяйство предприятий, организаций и учреждений»

Код

–  –  –

Инженерная школа энергетики Отделение Электроэнергетики и электротехники Направление подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника»

Профиль «Электропривод и автоматика»

–  –  –

Финансовый менеджмент ресурсоэффективность и Калмыкова Екатерина Юрьевна ресурсосбережение Социальная ответственность Панин Владимир Филиппович Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках:

Все разделы выпускной квалификационной работы написаны на русском языке .

–  –  –

3. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), Определение эффективности исследования финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования

Перечень графического материала (с точным указанием обязательных чертежей):

1. График Ганта

–  –  –

Исходные данные к разделу «Социальная ответственность»:

1.Описание рабочего места (рабочей зоны, Описание рабочего места дежурного инженера узла технологического процесса, механического связи при работе с ИБП:

оборудования) на предмет возникновения: вредных -к вредным факторам производственной среды проявлений факторов производственной среды можно отнести повышенную или пониженную (метеоусловия, вредные вещества, освещение, шумы, температуру воздуха рабочей зоны, подвижность вибрации, электромагнитные поля, ионизирующие воздуха, тепловое излучение, повышенные уровни излучения) шума, электромагнитные поля, освещённость;

опасных проявлений факторов производственной среды -к опасным факторам производственной среды (механической природы, термического характера, можно отнести опасность поражения электрической, пожарной и взрывной природы) электрическим током. пожароопасность, получение негативного воздействия на окружающую природную механической травмы;





среду (атмосферу, гидросферу, литосферу) - к негативным факторам воздействия на чрезвычайных ситуаций (техногенного, стихийного, окружающую среду можно отнести химический вред экологического и социального характера) неправильно утилизированных свинцово- кислотных аккумуляторных батарей

–  –  –

2. Анализ выявленных опасных факторов проектируемой -Меры, предотвращающие опасность поражения произведённой среды в следующей последовательности: электрическим током ГОСТ 12.1.030 – 81, ПУЭ;

- Противопожарные меры ГОСТ 12.1.004-91, ППР механические опасности (источники, средства защиты;

термические опасности (источники, средства защиты);

электробезопасность (в т.ч. статическое электричество, молниезащита – источники, средства защиты);

пожаровзрывобезопасность (причины, профилакт.мероприятия)

–  –  –

Инженерная школа энергетики Направление подготовки (специальность) 13.03.02 – «Электроэнергетика и электротехника»

Уровень образования Бакалавр Отделение школы (НОЦ) Электроэнергетика и электротехника Период выполнения весенний семестр 2017/2018 учебного года

–  –  –

Выпускная квалификационная работа содержит 119 страниц, 22 рисунка, 20 таблиц, 2 приложения, 47 источников .

Ключевые слова: ВИБРООБРАБОТКИ, ВИБРОАКТИВАТОР

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ АКТИВАТОР .

В работе составлена математическая модель, которая позволяет исследовать режимы работы электромагнитного активатора, произведен выбор преобразователя частоты .

С помощью математической модели в Mathcad 15 проведено исследование режимов работы электромагнитного активатора, получены основные параметры .

Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2010 .

СОДЕРЖАНИЕ Список использованных сокращений………………………………………….14 ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………15

1. ТЕХНОЛОГИЯ ВСМА ДЛЯ АКТИВАЦИИ ТОПЛИВА ДВС…………….24

1.1 Основы технологии ВСМА………………………………………………..24

1.2 Выбор объекта (марки автомобиля) для разработки активатора топлива.25

2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ АКТИВАТОРА ТОПЛИВА……………29

2.1 Выбор количества активаторов…………………………………………….29

2.2 Основные размеры активатора и сердечника магнитопровода………….30

2.3 Параметры обмоток электромагнита модуля ВСМА……………………...31

2.4 Расчётное значение массы активатора……………………………………..32

2.5 Значение жёсткости пружинного подвеса активатора модуля ВСМА…..35

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОДУЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

АКТИВАТОРА…………………………………………………………………..38

3.1 Расчётная схема модуля активатора……………………………………....38

3.2 Моделирование электрических контуров……………………………….40

3.3 Расчет параметров электрической части активатора……………………..41

3.4 Расчётное начальное значение индуктивности обмотки модуля ВСМА…………………………………………………………………..……42

3.5 Система уравнений активатора……………………………………………44 3.5.1 Уравнение для электрических контуров……………………………….45 3.5.2 Уравнение механического контура………………………………………47

3.6 Система уравнения работы виброактиватора…………….……………..48

3.7 Расчётное значение коэффициента потерь на вязкое трение…..…………49

3.8 Алгоритм расчёта системы уравнений………………………………….50

4. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВИБРОАКТИВАТОРА………………….52

4.1 Частотные характеристики при изменении частоты питающего напряжения……………………………………………………………………….52

5. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО АКТИВАТОРА…61

5.1 Выбор инвертора…………………………………………………………….61

5.2 Выбор частотного преобразователя……………………...…………………62

6. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНЫХ СИЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ……………65

6.1 Расчет силовых диодов……………………………………………………...65

6.2 Выбор силовых диодов……………………………………………………...65

7. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ……………………………………………………….67

7.1 Анализ конкурентных технических решений……………………………...67

8.1 Планирование научно – исследовательских работ………………………..69

8.2 Смета научно – технического проектирование (НТП)……………………75

8.3 Вывод…………………………………………………………………………78

9.СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ……………………………………..80

9.1 Введение……………………………………………………………………...80

9.2 Анализ вредных факторов…………………………………………………..80 9.2.1 Шум…………………………………………………………………………80 9.2.2 Недостаток естественного света………………………………………….83 9.2.3 Микроклимат………………………………………………………………85 9.2.4 Метеорологические условия……………………………………………...87

9.3. Анализ опасных факторов…………………………………………………89 9.3.1 Механические опасности………………………………………………….91 9.3.2 Электропоражение…………………………………………………………92 9.3.3 Загорание (пожар)…………………………………………………………93

9.4 Система обращения с разными видами отходов…………………………..94

9.5. Пожар (загорание) – как источник ЧС…………………………………….97 9.5.1 Электропоражение как источник ЧС……………………………………..98 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………….100 Список используемых источников…………………………………………..102 Приложение 1 Приложение 2

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ СОКРАЩЕНИЙ

ДВС – Двигатель внутреннего сгорания, ЯМР - Ядерный магнитный резонанс, ВСМА – Виброструйная магнитная активация, РКЭМП – Резонансно-колебательный электромеханический преобразователь ЖС – Жидкая среда .

ВВЕДЕНИЕ Актуальность Процесс горения топлива – это процесс химического соединения горючих элементов топлива с кислородом воздуха. Конечными продуктами сгорания топлива являются дымовые газы и зола. Различают полное горение, при котором происходит реакции полного окисления горючих компонентов топлива, и неполного горения, когда указанные реакции не завершены .

В практических условиях при теоретическом расходе воздуха полного сгорания топлива достичь не удается вследствие несовершенства процесса смесеобразования .

Источниками загрязнения атмосферы дымовыми газами продуктами сгорания являются практически все тепловые двигатели и установки, сжигающие углеводородное топливо. Атмосферный воздух, так необходимый для организации цепной реакции окисления (процесса горения) углеводородного топлива, поставляет в зону горения азот (около 78 процентов), кислород (около 21 процента) и 15 других химических веществ, соединений и элементов (до 1 процента). Следует отметить, что для сжигания одного килограмма углеводородного топлива в зону горения подается от 12для газообразного топлива) до 25 и более (для твердого топлива) килограммов атмосферного воздуха. Между тем в реакциях окисления участвует только кислород воздуха, а все другие компоненты выбрасываются в воздушный бассейн в виде экологически опасных загрязнителей, преобладающими из которых являются оксиды и диоксиды азота, называемые воздушными. В объеме горения весь воздух нагревается до температуры сгорания, часть его окисляет компоненты топлива, а избыток в виде горячих газов выбрасывается в атмосферу, являясь причиной теплового загрязнения и повышенного выхода вредных воздушных компонентов в составе дымовых газов [1] .

Влияние на атмосферу выхлопных газов – актуальная экологическая проблема .

Выхлопные газы автомобилей образуются в процессе работы двигателя (ДВС), а также при неполном или полном сгорании используемого топлива .

Всего в них обнаруживается свыше двухсот различных компонентов: одни существуют всего несколько минут, другие же разлагаются годами и витают в воздухе долгое время. Влияние выхлопных газов на здоровье человека, экологию и атмосферу крайне губительно. Прежде всего, вредные выбросы, образующиеся при сгорании топлива в автомобильных двигателях, сильно загрязняют воздух, образуя смог. Некоторые мелкие и легкие частицы способны подниматься и достигать атмосферных слоёв, меняя их состав и уплотняя структуру [2] .

На сегодняшний день одной из актуальных экологических проблем является проблема эксплуатации автотранспорта, т. к. ДВС, работающие на продуктах нефтепереработки, оказывают наибольшее антропогенное воздействие на окружающую среду из-за неполного сгорания топлива в двигателе. Вследствие этого увеличивается расход топлива, падает КПД двигателя и уменьшается его моторесурс. Ежегодно в атмосферу Земли выбрасывается 250 млн. т. мелкодисперсных аэрозолей в результате использования автотранспорта [3] .

Неполноценное сгорание топлива – одна из важнейших проблем автомобилестроения и всего автопрома в целом. Крупные автомобилестроительные компании по всему миру работают над повышением уровня сгорания топлива в двигателе, так как это должно приводить к повышению к.п.д. ДВС В России к ГОСТам, отвечающим за качество топлива относят: ГОСТ 2084-77 [4], ГОСТ Р 51105-97 [5], ГОСТ Р 52368-2005 [6], ГОСТ 305-82 [7] .

Уменьшить выбросы органических токсикантов, образующихся при сгорании углеводородного топлива, можно несколькими способами:

- увеличить поступление кислорода в камеру сгорания топлива, что увеличит процент сгорания органических веществ;

- подавить каталитическую активность никеля и железа, входящих в состав сплава конструкции камеры сгорания, введя небольшое количество металлического свинца, являющегося каталитическим ядом для этих металлов;

- использовать топливо, в составе которого преобладают предельные углеводороды, природный газ, петролейный эфир, синтетический бензин [8, 9, 10] .

Существуют и другие способы воздействий на топливо с целью увеличения сгорания топлива, уменьшения загряжнения окружающей среды, повышения КПД двигателя .

К нетрадиционным способам и методам внешних физических воздействий на углеводороды бензиновых фракций и моторные топлива относят: электрические, электромагнитные и магнитные воздействия полями, различные виды излучений (от средне- и высокочастотного до радиоактивного облучения слабой интенсивности) [11] .

В 1952 году, доктор Феликс Блок из Стэнфордского университета, и доктор Эдвард Парселл Гарвардского университета, были удостоены Нобелевской премии за их работу в области магнитного резонанса. Позднее доктор Роберт Кан, продолжил их работу в области магнитной теории резонанса. Эти ученые доказали, что воздействие магнитного поля может изменить молекулярную структуру топлива [12] .

При воздействии магнитного поля на топливо происходят следующие процессы: на физико-химические частицы, такие как: свинцовые соединения, сажа, диоксид серы, оксид углерода [13], из которых состоит жидкость, начинает действовать сила Лоренца, разворачивая их перпендикулярно первоначальному положению .

В топливном проводе ДВС проявляется резонансный эффект магнитострикции для углеводородов бензиновых фракций, в результате которого рвутся длинные углеводородные цепочки при этом образуются мелкие молекулы, которые сжигаются быстрее. А за счет активизации их спин-состояния они привлекают к процессу горения дополнительный объем кислорода, что дает более полное их усвоение по сравнению с изначальными молекулами [11] .

Подобная подготовка должна проводиться непосредственно перед началом горения топлива. Поэтому самое грамотное размещение аппарата – максимально близко к исполнительному узлу – форсунке, распылителю или карбюратору .

Примеры установленных магнитных активаторов топлива на различных автомобилях представлены на рисунках 1-3

–  –  –

Рисунок 2 – Установленный магнитный активатор на Renault Kangoo 1.5 dCi Рисунок 3 – Установленный магнитный активатор на Mazda3 2.0 Согласно данным испытательных экспериментов [13], установка магнитного активатора приносит следующие преимущества. Остановимся для начала на экологических аспектах. Использование прибора SUPEX FUEL MAX[14] магнитного активатора топлива для бензина снижает выбросы углеводородов (цепочки СН с разными индексами и структурой) на 6-7%, угарного газа – на 15-20%, оксида азота – до 16%, уменьшает расход топлива до 20% [14] .

Уменьшение выброса данных вредных веществ при сгорании топлива в ДВС машины делает использование автомобиля более экологически чистым видом транспорта, а учитывая тот факт, какое количество машин сейчас в России и мире – это очень заметное уменьшение выброса вредных веществ и загрязнение окружающей среды .

Ученые еще в 50-х годах доказали, что воздействие магнитного поля влияет на молекулярную структуру вещества [12], а воздействие с помощью магнитного резонанса – и того более .

Ни для кого не секрет, что, воздействуя магнитом на тот или иной материал, этот материал может приобрести магнитные свойства – его молекулы будут ориентированы в пространстве одинаково, как это показано на рисунке 4. На рис. 4 изображён один из возможных вариантов применения магнитного активатора для активации топлива в ДВС. На топливопроводе расположен магнит постоянного тока, вектор магнитного поля которого направлен перпендикулярно движению топлива .

Рисунок 4 – Прохождение топлива через Super FUEL MAX

Все материалы условно можно разделить на:

Ферромагнетики и ферримагнетики – материалы, которые считаются «магнитными»;

Парамагнетики – относятся к слабомагнитным веществам, магнитная проницаемость вещества чуть больше 1, они намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля. Атомы (молекулы или ионы) парамагнетика обладают собственными магнитными моментами, которые под действием внешних полей ориентируются по полю и тем самым создают результирующее поле, превышающее внешнее .

Диамагнетики – это вещества, в которых имеет место полная взаимная компенсация как орбитальных, так и спиновых магнитных моментов .

Магнитная проницаемость 0,99999 и не зависит от напряженности внешнего магнитного поля. К ним относится большинство веществ, в частности, углерод, вода, пластик [15] .

Бензин – диамагнетик, смесь легких углеводородов с температурой кипения от 30 до 200 °C, его плотность около 0,75 г/см, а теплотворность около 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр) [10] .

Таким образом, воздействуя магнитным полем на топливо, можно сориентировать определённым образом его молекулы. Кроме того, если напряженность поля быстро меняется – у вещества изменяется диэлектрическая проницаемость, зависящая от частоты поля, и при определенных условиях возникает ядерный магнитный резонанс. Ядерный магнитный резонанс- резонансное поглощение или излучение электромагнитной энергии веществом, содержащим ядра с ненулевым спином во внешнем магнитном поле, на частоте (называемой частотой ЯМР), обусловленное переориентацией магнитных моментов ядер[17-20] .

Эффект переменного магнитного поля достигается последовательным расположением нескольких магнитов в устройстве активации топлива .

На рисунке 5 показана структура топлива до магнитного активатора и после прохождения через магнитный активатор топлива Super FUEL MAX .

Рисунок 5 – Принцип работы магнитного активатора топлива То есть, с помощью магнитного поля можно добиться не только «активизации» вещества, но даже возникновения радиоизлучения .

Бензин содержит в различных пропорциях ароматические, нафтеновые, нормальные парафиновые и непредельные углеводороды. Поэтому зависимость резонансной частоты (а для водорода она составляет 21,29 МГц при индукции магнитного поля в 0,5 Тл [21] от сорта бензина имеет весьма сложный и индивидуальный характер для каждого сорта бензина. Достичь явления резонанса для топлива можно, но для каждого его вида и состава требуется индивидуальная частота поля .

Кроме того, так как переменное магнитное поле достигается последовательным расположением нескольких магнитов, то частота воздействия поля будет зависеть от скорости протекания топлива по (в) топливопроводу .

Таким образом, анализ представленных материалов свидетельствует об эффективности применения магнитных активаторов для обработки топлива автомобилей, сопровождающейся снижением токсичных выбросов и расхода на пробег. Важными техническими параметрами известных устройств обработки топлива являются величина индукции магнитного поля в зоне обработки и скорость протекания топлива через зону действия магнитного поля. Так значение индукции магнитного поля в известных устройствах находится в пределах от 0.5 до 1 Тл, а скорость перемещения топлива в зоне действия магнитного поля не превышает значения 0.8 м/с. Кроме этого, можно предположить, что многократно повторяющееся прохождение топлива через магнитное поле, буде способствовать усилению позитивного известного эффекта. Учитывая природу указанных воздействий магнитного поля на свойства топлива автомобилей, можно предположить, что чем выше будут эти значения в зоне протекания топлива, тем выше будет и эффективность его использования: уменьшение в большей степени и вредных выбросов, и расхода на пробег .

Следовательно, разработка устройств обработки топлива автомобилей, имеющих более высокие значения индукции, скорости перемещения топлива и многократное прохождение топлива через зону действия магнитного поля является актуальной задачей .

Целью настоящей работы является разработка ресурсоэффективного автомобильного электромагнитного активатора топлива .

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Выбрать эффективную технологию обработки топлива .

2. Выбрать объект для разработки конкретного изделия .

3. Разработать конструкцию активатора топлива .

4. Разработать математическую модель активатора .

5. Провести анализ режимов работы активатора топлива .

6. Разработать схему подключения активатора топлива .

1. ТЕХНОЛОГИЯ ВСМА ДЛЯ АКТИВАЦИИ ТОПЛИВА ДВС

1.1 Основы технологии ВСМА Технология и оборудования ВСМА в жидких сред положены на принципе создания РКЭМП. Основой для конструкций различных устройств ВСМА является единичный модуль, представляющий собой электромеханическое устройство с широким диапазоном регулирования частоты и величины питающего напряжения. Уникальное сочетание факторов активации в одном устройстве и высокие удельные характеристики достигаются оригинальными конструкциями отдельных узлов модулях [10] .

Применение технологии и оборудование ВСМА обеспечивает наличие в среде замкнутых потоков жидкости, которые, в свою очередь создают условия для многократного попадания отдельных порций жидкости, в зону активации, изменяя химические свойства высоковязких нефтепродуктов .

Рациональная организация процессов добычи нефти, транспортировка и переработка её по наиболее эффективным схемам с максимальным использованием соединений требуют знаний физических и физикохимических свойств нефти [10] .

Высоковязкие нефти при температурах ниже температуры кристаллизации парафина обладают такими структурно-механическими свойствами, в соответствии с которыми эти нефти занимают промежуточное положение между жидкостями и твёрдыми телами [10] .

В последнее время всё шире находит применение такой вид комплексного физического воздействия как ВСМА. Применение таких видов физических воздействий создают условия для достижения предельного уровня разрушения структуры молекулярных кристаллов парафиновых углеводородов и поддержания этого уровня в течение времени, необходимого для осуществления массообменных процессов [11]. ВСМА с определенной энергией в следствие разрушению кристаллизационных структур может привести к сильному изменению структурно-вязкостных свойств нефти [10] .

Наиболее разработанным направлением эффективного использования технологии ВСМА является применение для обработки высоковязких нефтепродуктов их для транспортировку и обработки значительного снижения вязкости. Полученный эффект снижения вязкости нефти при обработке ее устройствами ВСМА наблюдается в широком температурном диапазоне [11] .

Технология ВСМА - это запатентованный способ многокомпонентного физико-химического воздействия на сложные жидкие системы, применяемый для изменения их реологических свойств и получения требуемых параметров [13]. Вибратор электромагнитный активационный ВЭМА-0,3 предназначен для активации (перемешивания, разжижения, диспергации) нефтепродуктов, содержащих парафины, асфальтены и т.п., и других высоковязких жидкостей, обладающих тиксотропными свойствами. ВЭМА-0,3 может применяться в макроклиматических районах с умеренным и холодным климатом [10] .

1.2 Выбор объекта (марки автомобиля) для разработки активатора топлива

Рисунок 6 – Пример установки магнита на топливопровод автомобиля

Приступая к проектированию автомобильного активатора топлива, важно учитывать существующие схемы и конструкции топливной системы конкретного автомобиля .

Диаметр бензопроводов современных отечественных и зарубежных легковых авто лежит в пределах 6-8 мм. Расход топлива в различных режимах рассчитывается по различным циклам, такие как: NEDC, EPA, WLTC или JC08 .

Для данной выпускной квалифицированной работы выбираем отечественный автомобиль ВАЗ-2121 «Нива». Расход топлива этого автомобиля без магнитного активатора топлива составляет при городском цикле от 11.2 до 13.4 литра на 100км. При смешанном цикле работы расход составляет от 10.2 до 13.4 литра на 100 км. При загородном цикле работы от

8.2 до 10.8 литра на 100 километров. Внутренний диаметр бензопровода в автомобиле ВАЗ-2121 «Нива» составляет 6мм .

Для расчета потребления бензина автомобилем при разгоне с 0 до 100км/ч сделаем ряд допущений и уточнений. Сначала требуется рассчитать время достижения автомобилем скорости до 100 км/час. Время разгона в среднем составляет 27,78м/с. Автомобиль при этом двигается по ровной поверхности с асфальтированным покрытием. Далее учтём, что автомобиль не может двигаться на одной ступени механической передачи при таком широком диапазоне скоростей от 0 до 100 км/час. Для автомобиля ВАЗ-2121 «Нива» мы примем, что для поддержания скорости в 100км/час требуется 4 ступень при 4000 об/мин двигателя. Для разгона и достижения заданной скорости в минимальное время нам нужно использовать максимальную развиваемую мощность двигателя, которая достигается при 5400об/мин и равна 61кВт. Для первой ступени отведем диапазон скоростей от 0 до 20км/ч (5,56м/с). Для второй передачи диапазон скоростей будет от 20 до 40км/ч (11,12м/с). Для третьей передачи диапазон скоростей будет от 40 до 60 км/ч (16,67м/с). Для четвертой: от 60 до 100км/ч. Среднее время достижения 100км/ч варьируется от 17 до 21 секунды. Удельный расход топлива для двигателя при разгоне возьмем из графика (рисунок 7) внешней скоростной характеристики двигателя ВАЗ-21213, которым комплектуется автомобиль ВАЗ-2121 «Нива» .

–  –  –

Для номинальной езды (без разгона) на скорости 100км/ч (перегоночный цикл) расход топлива варьируется от 10 до 13.5л. Пример расход топлива максимальный.

Тогда за секунду работы требуемый расход топлива составит:

–  –  –

при номинальной езде при такой же скорости .

Исходя из проведённых расчётов, принимаем, что для обеспечения активации требуемого расхода бензина автомобиля ВАЗ-2121«Нива»

необходимо использовать устройство активации топлива с показателем производительности не менее 8 см3/с .

2. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ АКТИВАТОРА ТОПЛИВА

Требуется разработать устройство ВСМА для технологического процесса активации АИ-92 в бензопроводе при подачи бензина в перегоночном цикле и при разгоне. При перегоночном цикле объем принимаем 3.875см3 за время 1 секунду, при разгоне объем принимаем 7.6см3 за 1 секунду. Бензин АИ-92, находящийся в баке и в бензопроводе, характеризуется минимальным значением начальной вязкости. Устройство ВСМА должно подключается к бортовой сети автомобиля. Кроме этого в схеме питания активатора должен быть предусмотрен частотный преобразователь, для формирования переменного напряжения с выходной частотой необходимой для максимальной производительности активации при резонансе .

–  –  –

1 = 1,4 1 = 1,4 0,005 = 0,007 м .

Выбираем h1 = 0,007 м .

Используя полученные данные основных размеров электромагнита, выполняем чертежи активатора и листа сердечника магнитопровода .

Общие виды поперечного сечения активатора и листа сердечника магнитопровода по полученным расчётным значениям основных размеров и рекомендациям приведены на рисунке 8 .

2.3 Параметры обмоток электромагнита модуля ВСМА

–  –  –

Для выполнения чертежа пружины необходимо определиться с высотой пружины. При колебаниях активатора максимальная деформация пружины должна составлять с учётом расчётного воздушного зазора не менее 2,3 мм .

Помимо этого пружина должна быть предварительно сжата для обеспечения её работы с нагрузкой в зоне без знакопеременных деформаций .

Предварительное сжатие при этом должно быть не менее, чем деформация при колебаниях активатора. Выбираем величину предварительного сжатия, равную 3 мм.

В этом случае высота пружины в свободном состоянии должна быть не менее:

пр = пр + 2,3 + 3 = 1,5 4 1 + 2,3 + 3 = 11,3 мм .

Таким образом, нами определены все необходимые размеры для выполнения чертежей активатора, электромагнита и пружины. Указанные размеры необходимы нам для конструирования изделия в целом и определения параметров схем замещения. Общий вид разработанного автомобильного активатора топлива приведён на рисунке 10

–  –  –

Основные элементы активатора топлива, приведённого на рисунке 10:

1 - корпус;

2 - активатор;

3 - электромагнит;

4 - регулировочный винт установки начального зазора;

5 - пружины подвеса активатора;

6 - патрубки топливопровода;

7 - выводной кабель .

Разработанные чертежи основных элементов активатора топлива приведены в приложении 2

3. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МОДУЛЯ

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО АКТИВАТОРА

3.1 Расчётная схема модуля активатора Для расчета в случае линейного перемещения активатора начальный зазор Хо рассчитывается между активатором и стенкой БВО по центру активатора, исходя из этого можно перейти к линейному перемещению без ущерба точности получения результатов. Для моделирование расчетный чертеж модуля виброобработки представлена на рисунке 10 включающий в себя следующие элементы:

1 – упругость (пружина) 2 – активатор 3 – электромагнит 4 – якорь 5 – сердечник электромагнита Упругий элемент 1 предназначен для создания возвращающей силы колебательной системы .

Активатор 2 выполнен из цельной заготовки и выполнен круглой формы. Электромагнит 3 предназначен для создания возмущающей силы в колебательной системе. Электромагнит жёстко связан с корпусом, поэтому в данной конструкции колебания совершает активатор 2, являющийся якорем 4 электромагнита. Сердечник электромагнита 5 выполнен из листов электротехнической стали П-образной формы, набранных в пакет. На обоих стержнях сердечника расположены одинаковые катушки .

Рисунок 11 – Расчётная схема электромагнита для моделирования

3.2 Моделирование электрических контуров Электрическая часть электромагнитного активатора представляет собой главный и два короткозамкнутых (КЗ) контура. КЗ контуры образованы пластиной из нержавеющей стали, разделяющей внутреннюю полость вибратора от внешней среды. Основной электрический контур включает в себя два последовательно включенных электромагнита (индуктивности L1 и L2, активные сопротивления катушек R1 и R2, и диод VD). Энергия распространения колебаний в пространстве, как известно, зависит от частоты возмущений. Причём, чем выше частота, тем меньше радиус распространения энергии колебаний в среде. При подаче на электромагнит частоты промышленной сети 50 Гц, возмущающая сила будет изменяться с частотой в два раза выше – 100 Гц. В этом случае величина коэффициента жесткости, будет достаточно большой. Технологически изготовить цилиндрическую пружину с высокими значениями коэффициента жёсткости представляется не всегда практически возможным. Использование диода VD позволило обеспечить частоту возмущающей силы 50Гц при частоте питающего напряжения 50 Гц .

Короткозамкнутый контур, создаваемый конструктивными элементами пластин, на схеме замещения представлен индуктивностью Lкз и активным сопротивлением Rкз Следует отметить, что при наличии двух полюсов электромагнита, схема замещения должна включать в себя два КЗ контура .

Так как КЗ контуры идентичны друг другу, при моделировании учтем влияние на катушки только одного КЗ контура .

Расчетная схема замещения электрической части ЭМП представлена на рисунке 12 .

–  –  –

Схема замещения (рисунок 11) включает в себя следующие элементы

- L1, L2 – индуктивности катушек;

- R1, R2 – активные сопротивления катушек;

- М12 – взаимная индуктивность между катушками;

- Lкз,Rкз – индуктивность и активное сопротивление короткозамкнутого контура соответственно;

- М1кз1, М1кз2 – взаимная индуктивность между короткозамкнутым контуром и катушками;

- Мкз1кз2 – взаимоиндуктивность между короткозамкнутыми катушками .

–  –  –

Активное сопротивление обмотки в нагретом состоянии определяем из условий перегрева обмотки в рабочем состоянии на 70 оС нагр = об (1 + ) = 58,85 (1 + 0,0038 70) = 89,734 Ом T = 70 оС, перепад температуры в обмотке модуля ВСМА;

= 0,0038 оС-1, температурный коэффициент удельного сопротивления меди .

3.4 Расчётное начальное значение индуктивности обмотки модуля ВСМА Для расчёта индуктивности обмотки модуля ВСМА необходимо определить некоторые дополнительные данные:

0 = 1,25710-6 Гн/м - магнитная проницаемость вакуума (воздуха) .

сер = (250350) – относительная магнитная проницаемость материала сердечника магнитопровода модуля ВСМА. Сердечник магнитопровода выполняем из листов стали Ст.10 толщиной 0,5 мм. Указанные значения относительной магнитной проницаемости соответствуют ненасыщенному участку кривой намагничивания для стали Ст.10 .

Площадь поперечного сечения стержня сердечника магнитопровода:

сер = 1 1 = 0,012 0,005 = 6 105 м2 .

Расчётная длина средней линии замыкания магнитного потока электромагнита:

) + 2 (1 1) + 2ст + а, = 2 (1 (7)

–  –  –

1 - суммарное потокосцепление катушки L1, представляющее собой сумму потокосцеплений данной катушки, определяемую собственной индуктивностью и всеми возможными взаимоиндуктивными связями .

2 - суммарное потокосцепление катушки L2, представляющее собой сумму потокосцеплений данной катушки, определяемую собственной индуктивностью и всеми возможными взаимоиндуктивными связями .

1 суммарное потокосцепление катушки L1 определяется как:

1 соб.инд1 в.инд1 в.инд.К1, (15)

–  –  –

Где: кз -потокосцепление короткозамкнутого контура, представляющий собой суммарный магнитный поток, сцепляющийся со всеми витками катушки индуктивности и взаимоиндуктивности короткозамкнутого контура .

Произведем для короткозамкнутого контура операции преобразования как для основного контура и получим окончательный вид :

–  –  –

3.5.2 Уравнение механического контура Дифференциальное уравнение, описывающее колебания, для механической части электромеханического преобразователя при линейных перемещениях якоря:

–  –  –

Площадь магнитопровода S, через которую замыкается магнитный поток, создающий механическое усилие, определим как площадь двух воздушных зазоров, так как в каждом зазоре действует сила, следовательно суммарная сила равна двойному значению:

S 2 S 2 30 103 15 103 0,9 103 м2 .

–  –  –

Первый ряд матрицы задаёт время расчёта с определённым шагом ti+h. Второй ряд матрицы, рассчитывает ток в основном контуре, учитывает наличие диода, третий ряд учитывает ток к в короткозамкнутом витке, четвертый ряд учитывает скорость движения активатора, пятый ряд учитывает смещение активатора относительно средней точки .

Листинг алгоритма расчета в программе MathCAD 15 приведен в приложение 1 .

4. АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ВИБРОАКТИВАТОРА

4.1 Частотные характеристики при изменении частоты питающего напряжения Соблюдая условие не превышения допустимой плотности тока в проводнике катушек необходимо при уменьшения частоты снижать и величину питающего напряжения. При этом необходимо соблюдать постоянство соотношения амплитуды и частоты питающего напряжения U/f=const .

Произведем расчет частотных характеристик на математической модели, для двух жидкостей: воды, нефти .

Расчёт будем производить постоянным начальным зазором Хо=0,001 мм и изменениями следующих параметров работы виброобработки, учитываемых соответствующими коэффициентами в системе уравнений:

U – амплитуда питающего напряжения, В;

f – частота питающего напряжения, Гц;

Основными задачами анализа режимов работы модуля ВСМА являются:

- определение токов в основном контуре модуля ВСМА при максимальной производительности активации;

- определение величины и частоты питающего напряжения модуля ВСМА при максимальной производительности активации;

- уточнение начального зазора между активатором и стенкой корпуса модуля ВСМА, обеспечивающего максимальную производительность активации при ограничениях тока в обмотках электромагнита модуля ВСМА .

Анализ режимов работы модуля ВСМА при значении коэффициента потерь на вязкое трение Rмех = 30 Нс/м .

Расчётное значение начального коэффициента потерь на вязкое трение составляет 29 Н*с/м, однако для упрощения расчётов принимаем его значение, равное 30 Н*с/м. Конечное значение коэффициента потерь при обработке бензина 20 Н*с/м .

Задачей первого этапа расчётов является определение начального зазора, частоты и величины питающего напряжения, обеспечивающих максимальную производительность, при двух значениях коэффициента потерь: в начале и по окончании обработки .

Определение указанных параметров происходит в следующем порядке:

первоначально определяется резонансная частота колебаний активатора путём подстановкой в листинг расчёта частоты питающего напряжения при неизменных значениях Rмех;

- затем при неизменных значениях резонансной частоты колебаний активатора и Rмех в пределах возможного диапазона выходного напряжения частотного преобразователя определяется начальный зазор между активатором и стенкой корпуса модуля ВСМА для обеспечения максимальной производительности активации;

- далее для определённого выше начального зазора производится расчёт производительности активации при изменении частоты питающего напряжения в диапазоне от – 50% до +50% от резонансной частоты. Целью данного расчёта является определение диапазона частот питающего напряжения, при котором имеет место производительность активации отличающаяся от максимальной не более, чем на 5% .

В ходе расчётов фиксируются значения токов в основной цепи. На всех этапах расчётов ток в основной цепи модуля ВСМА должен быть равным или близким к допустимому .

Допустимый ток основной цепи модуля ВСМА определяется из условия допустимой плотности тока устройств ВСМА. Практикой установлено, что допустимую плотность тока в основной цепи модуля ВСМА можно принять равной величине не более чем 2,6 А/мм2. Тогда величина тока в основной цепи будет ограничиваться величиной не более, чем 0,063 А .

Результаты расчётов последовательно сводим в таблицы .

Данные по определению резонансной частоты при начальном значении Rмех = 30 Нс/м сводим в таблицу 2. При этом начальный зазор в расчётах выставляем равным 1 мм, а поиск резонансной частоты ведём путём изменения частоты питающего напряжения, начиная с крупного шага изменения частоты и постепенным его уменьшением по мере приближения к точке резонанса .

Таблица 2 – К определению резонансной частоты f, Гц 45,8 46,1 46,2 46,3 46,4 46,5 46,7 46,8 46,9 Id, А 0,056 0,05 0,05 0,056 0,056 0,056 0,056 0,056 0,057 x, мм 0,269 0,27 0,27 0,274 0,277 0,281 0,286 0,285 0,283 Qакт, 17,81 17,9 18,0 18,43 18,81 19,16 19,35 18,25 17,56 см3/сек 2 12 6 Ud, В 43,51 43,7 43,8 43,89 44,08 44,17 44,36 44,46 44,55 Как видно из таблицы 2 при значении Rмех = 30 Нс/м резонанс наступает на частоте питающего напряжения 46,7 Гц. Кроме этого из таблицы видно, что при выбранном первоначальном зазоре 1 мм ток в основной цепи меньше, чем допустимый. Поэтому необходимо скорректировать начальный зазор в сторону увеличения, одновременно при этом изменяя коэффициент пропорциональности напряжения.

В результате корректировки получаем:

- начальный зазор 0 = 0,3 мм;

- действующее значение напряжения питания Ud = 46,38 В;

- действующее значение тока в основной цепи Id = 0,062 А;

- производительность активации Qакт = 20,21 см3/сек .

Для уточненного значения начального зазора 0 и Rмех = 30 Нс/м произведём расчёт и построим частотную характеристику работы модуля ВСМА, обращая внимание на ограничение тока в основной цепи модуля ВСМА и амплитуды колебаний активатора при реализации постоянного закона изменения частоты и амплитуды питающего напряжения. Для нашего случая реализация закона регулирования выходного напряжения частотного преобразователя при частоте, меньше резонансной, соответствует выражению = 9,5 3, (29) При частоте питающего напряжения больше, чем частота резонанса, напряжение питания модуля ВСМА остаётся неизменной и равной Em = 47,4 В. Данные расчётов сводим в таблицу 3 .

Таблица 3 – Амплитудно-частотные характеристики f, Гц 45 46 46,5 47 48 49 50 55 60 Id, А 0,061 0,06 0,06 0,061 0,061 0,06 0,059 0,057 0,056 x, мм 0,257 0,26 0,28 0,275 0,271 0,262 0,251 0,248 0,243 17,6 17,9 19,1 18,33 18,21 17,98 17,76 17,43 17,24 Qакт, см3/сек 6 Ud, В 42,75 422, 449, 47,4 47,4 47,4 47,4 47,4 47,4

–  –  –

Как видно из таблицы 4 при значении Rмех = 20 Нс/м резонанс наступает на частоте питающего напряжения 52,7 Гц. Кроме этого из таблицы видно, что при выбранном первоначальном зазоре 1,5 мм ток в основной цепи меньше, чем допустимый. Поэтому необходимо скорректировать начальный зазор в сторону увеличения, одновременно при этом изменяя коэффициент пропорциональности напряжения.

В результате корректировки получаем:

- начальный зазор 0 = 1,2 мм;

- действующее значение напряжения питания Ud = 48,25 В;

- действующее значение тока в основной цепи Id = 0,062 А;

- производительность активации Qакт = 20,37 см3/сек .

Для уточненного значения начального зазора 0 и Rмех = 20 Нс/м произведём расчёт и построим частотную характеристику работы модуля ВСМА, обращая внимание на ограничение тока в основной цепи модуля ВСМА и амплитуды колебаний активатора при реализации постоянного закона изменения частоты и амплитуды питающего напряжения. Для нашего случая реализация закона регулирования выходного напряжения частотного преобразователя при частоте, менее резонансной, соответствует выражению = 7,9 3, (30) При частоте питающего напряжения больше, чем частота резонанса, Em = 48,25 В. Данные расчётов сводим в таблицу 5 .

Таблица 5 – Амплитудно-частотные характеристики f, Гц 45 50 52 53 54 55 60 65 70 Id, А 0,058 0,06 0,06 0,062 0,061 0,06 0,059 0,058 0,056 x, мм 1,07 1,12 1,2 1,17 1,15 1,11 1,05 1,01 0,98 19,3 19,6 20,3 19,64 19,76 19,53 19,24 18,47 17,03 Qакт, см3/сек 8 Ud, В 43,16 45,8 47,0 48,25 48,25 48,25 48,25 48,25 48,25 По данным таблиц 3 и 5 строим частотные характеристики работы модуля ВСМА при различных значениях коэффициента механических потерь на вязкое трение .

На рисунке 12 приведены зависимости амплитуды колебаний активатора модуля в миллиметрах ВСМА от частоты питающего напряжения .

–  –  –

На рисунке 13 приведены зависимости производительности активации модуля ВСМА в см3/сек от частоты питающего напряжения .

Как видно из представленных зависимостей амплитуда колебаний и производительность активации в зоне резонанса при коэффициенте механических потерь Rмех = 20 Нс/м существенно выше, чем при Rмех = 30 Нс/м .

Помимо этого следует отметить тот факт, что значения резонансной частоты также отличаются ориентировочно на 8-10 Гц. Данное обстоятельство полностью согласуется с положениями теории механических колебаний: при увеличении потерь на вязкое трение резонансная частота смещается в зону меньших значений при уменьшении амплитуд колебаний .

Важным фактором при анализе представленных характеристик является то, что начальный зазор для них различен. При Rмех = 20 Нс/м 0= 1,2 мм, а для Rмех = 30 Нс/м - 0= 0,3 мм. С позиций практического применения устройств ВСМА настройка начального зазора производится только один раз в начале эксплуатации. Поэтому необходимо проанализировать работу модуля ВСМА при начальном зазоре 0= 1,3 мм и начальном Rмех = 30 Нс/м .

–  –  –

Рисунок 16 – Производительность модуля ВСМА при Rмех = 30 Нс/м и 0 = 1,3 мм Из графиков на рис. 15 и 16 видно, что при указанных условиях зона резонансной частоты в отличии от 0 = 1,3 мм смещается в сторону больших частот. Резонансная частота сместилась в зону (5357) Гц, что находится в зоне резонансной частоты работы модуля ВСМА при Rмех = 20 Нс/м и 0 = 1,35 мм. Кроме этого диапазон изменения действующего значения напряжения находится в пределах от 40,0 до 50,0 В. Производительность активации модуля ВСМА в рассматриваемом режиме достаточно мала, поэтому на практике начальный зазор необходимо устанавливать в промежутке от 1 до 1,5 мм, отдавая предпочтение большим значениям. В рассматриваемом случае рекомендуется выбрать начальный зазор равным 1,3 мм .

Таким образом, для практической настройки модуля ВСМА необходимо обеспечить следующие параметры его работы:

- начальный зазор между активатором и стенкой модуля ВСМА, 0= 1,3 мм;

- диапазон регулирования действующего значения напряжения, Uд = (4050) В;

- диапазон регулирования частоты напряжения, f = (5357) Гц;

- действующее значение тока, Iд не более 0,063 А .

5. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

АКТИВАТОРА Основными элементами схемы подключение электромагнитного активатора являются сам активатор, инвертор, преобразователь частоты и блок питания, который должен включать в себя диод, автоматический выключатель. Общая схема подключение электромагнитного активатора к электрической сети приведена на рисунке 15 .

Рисунок 17 – Общая схема подключение активатора

Выбор частотного преобразователя и автоматического выключателя осуществляется по данным, полученным в результате расчёта режимов работы электромагнитного активатора на математической модели .

Исходными данными для этого являются величина тока, напряжение, подаваемое на обмотки активатора и частота напряжения .

Номинальный фазный ток активатора равен 0,063А .

Диапазон напряжений, который необходимо обеспечить для регулирования режимов работы активатора, составляет от 40 до 50 В .

Для обеспечения резонансного режима работы обработки активатором бензина необходимо менять частоту питающего напряжения в диапазоне от 30 до 60Гц .

5.1 Выбор инвертора Инвертор для преобразования из 12В в 220В выбираем ИС2-12-300Г. .

Внешний вид и характеристики инвертора приведены в рисунке 14 и таблице 7

–  –  –

5.2 Выбор частотного преобразователя По справочным данным выбираем частотный преобразователь марки Веспер E4-8400-SP5L. Данный преобразователь позволяет равномерно и экономичное регулирования производительности путем изменения частоты .

Внешний вид и характеристики частотного преобразователя приведены в рисунке 19 и таблице 8

–  –  –

В схеме подключения активатора, как и любого электротехнического устройства, должен быть предусмотрен автоматический выключатель .

Исходя их параметров работы активатора для его подключения к промышленной сети выбираем автоматический выключатель типа ABB S203 C2 Характеристики данного выключателя приведены таблице 10 Таблица 10 – Характеристики выключателя

–  –  –

Учитывая, что активатор в определённо степени является переносным, он должен быть оборудовать кабелем. Марка кабеля, которая рекомендована для применения в указанных условиях, соответствует КГН 11.5 мм2 .

Выбираем кабель марки КГН (1х1.5) с Iдоп = 16 А. Кабель силовой гибкий с медными многопроволочными жилами с резиновой изоляцией в резиновой маслостойкой оболочке, не распространяющей горение .

–  –  –

где К –конкурентоспособность научной разработки или конкурента; Bi – вес показателя (в долях единицы); Бi – средневзвешенное значение i-го показателя .

Таблица 12 – Определение коэффициента весомости по методу парного сравнения

–  –  –

Пояснения к таблице:

А – Энергопотребление;

Б – Помехоустойчивость;

В – Диапазон регулирования скорости;

Г – Удобство в эксплуатации;

Д – Надёжность .

Пример расчета конкурентоспособности:

К = 0,15 7 = 1,05 Расчет конкурентоспособности по всем техническим критериям оценки:

К(ПЧ) = 1,54 + 0,8 + 2 + 0,8 + 1,14 = 6,28 К(ИР) = 1,1 + 0,64 +1,25 + 0,64 + 1,14 = 4,77 По результатам, приведенным в таблице 1, следует вывод, что лучше применять электромагнитный активатор топлива на базе преобразователя частоты потому, что он лучше по таким критериям как: энергопотребление, диапазон регулирования скорости, удобство в эксплуатации и помехоустойчивость .

8.1 Планирование научно – исследовательских работ

Планирование работ является важным аспектом при проектировании .

Он позволяет выполнять проект точно в срок, а также позволяет довольно точно рассчитать заработную плату работников занимающихся проектированием. Над данным проектом работает команда из двух человек – руководитель проекта и проектировщик. Каждый из них выполняет свои обязанности, но некоторую часть работы они выполняют вместе .

Этапы работ представлены в таблице 13 .

–  –  –

В ходе данного раздела работы был составлен перечень работ, необходимый для успешной реализации проекта. Как можно заметить, научный проект будет содержать 13 основных этапов работ, разделенных между двумя исполнителями – инженером-проектировщиком и руководителем проекта. Данное планирование позволяет эффективно распределить трудовые ресурсы и практически полностью избежать растрат времени на согласование работ .

Определение трудоемкости выполнения работ Трудоемкость выполнения работ оценивается экспертным путем в человеко-днях и носит вероятностный характер, потому что зависит от многих факторов, которые очень трудно учесть.

Для того, чтобы определить ожидаемое значение трудоемкости tожi воспользуемся формулой [3]:

3tmin i 2tmax i tожi где t ожi – ожидаемая трудоемкость выполнения i-ой работы чел.-дней;

tmini – минимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой работы (оптимистическая оценка: в предположении наиболее благоприятного стечения обстоятельств), чел.-дней;

t maxi – максимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой

–  –  –

tожi – ожидаемая трудоемкость выполнения одной работы, чел.-дней;

Чi – численность исполнителей, выполняющих одновременно одну и ту же работу на данном этапе, человек .

Пример расчета трудоемкости и продолжительности работы №2:

–  –  –

В данном пункте рассчитан и построен календарный график выполнения работ. Судя по графику, следует вывод, что проектирование нужно начать 8 февраля и закончить 8 мая 2018 года .

Рисунок 21 – Диаграмма Ганта

8.2 Смета научно – технического проектирование (НТП) Для того, чтобы запланировать бюджет НТП необходимо рассмотреть все виды расходов, которые связаны с его выполнением. При формировании бюджета НТП используется следующая группировка затрат по статьям:

1) Амортизация;

2) Заработная плата;

3) Отчисления во внебюджетные фонды;

4) Накладные расходы .

–  –  –

где Зтс - зарплата по тарифной ставке, руб.;

kпр - премиальный коэффициент, равный 0,3;

k - коэффициент доплат и надбавок составляет 0,2;

k р - районный коэффициент, равный 1,3 (для города Томска);

М – количество месяцев работы без отпуска в течении года .

F - действительный годовой фонд рабочего времени научно – технического

–  –  –

Руководитель проекта: Звнеб 0, 271 (18785,8 2817,87) 5854,6 руб., Инженер-проектировщик: Звнеб 0, 271 (90641, 2 13596,18) 28248,33 руб., где kвнеб - коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды .

Накладные расходы Накладные расходы – это прочие затраты организации.

По формуле накладные расходы руководителя проекта и инженера-проектировщика:

–  –  –

Сформировав таблицу результатов, был сделан вывод, что бюджет затрат НТП равен 186917,38 руб. Как и упоминалось ранее, основной процент бюджета затрат НТП составляет основная заработная плата – 58,6%, а самый малый процент занимает амортизация – 1,7% .

8.3 Вывод В результате выполнения задания раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» выполнен анализ конкурентных технических решений и выбран тип исполнения электромагнита .

Далее составлен план – график выполнение работ каждого из участников: руководителя проекта и инженера-проектировщика. В итоге получены следующие данные: общее количество дней на выполнение проекта – 62 дня, общее количество дней работы инженера-проектировщика

– 52 дня, а количество рабочих дней руководителя проекта – 11 дней;

Рассчитан бюджет НТП, который необходим для осуществления данного проекта. Он составил 188952,38 руб .

Реализация электромагнитного активатора топлива является очень актуальной для многих автомобилистов,так как благодаря уменьшению расхода топлива при езде будут сэкономлены финансы .

9. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ

9.1 Введение Целью разработки настоящего раздела является принятие проектных решений, исключающих несчастные случаи и профессиональные заболевания в производстве, обеспечивающих снижение вредных воздействий на окружающую среду, безопасность в чрезвычайных ситуациях, экономное расходование ресурсов .

Рассмотрение данных вопросов отвечает требованиям международного стандарта ICCSR-26000:2011 к деятельности организаций в области социальной ответственности по тем разделам его модулей, по которым должны быть приняты указанные проектные решения .

Для выпускной квалификационной работы была выбрана следующая тема: «Автомобильный электромагнитный активатор топлива» .

9.2 Анализ вредных факторов Часть технологического процесса исследования и проверки электропривода насосной установки основана на работе с двигателем, который в свою очередь являются источником повышенного уровня шума, что является вредным фактором производственной среды [39]. Чтобы уменьшить влияние шума, можно применять различные меры такие как:

замена подшипников качения на подшипники-скольжения, проверка и своевременная замена смазочных материалов у подшипников. Но такие меры слишком затратные и трудоемкие. Поэтому также возможно использовать различные ограждения из звукопоглощающих материалов и отдельных частей установки для снижения уровня шума .

Следующий вредный фактор – недостаток естественного света, при работе в условиях недостаточной освещённости, связанным с временем суток и погодными условиями. Пониженная контрастность в взаимодействии с плохой освещенность является наиболее опасным для зрительных органов работника и может привести к травмам, при работе с движущимися частями установки [32]. Простым решением для снижения риска является покраска отдельных частей установки в различные отчетливо видные цвета .

Также вредным фактором производства является загрязнение атмосферного воздуха – это выбросы в атмосферный воздух или образование в нем загрязняющих веществ в концентрациях, превышающих нормативы качества или уровня естественного содержания. Загрязняющее вещество – примесь в атмосферном воздухе, оказывающая при определенных концентрациях неблагоприятное воздействие на здоровье человека, объекты растительного и животного мира и другие компоненты окружающей природной среды или наносящая ущерб материальным ценностям .

Загрязнение гидросферы. Поверхностные водные потоки зачастую сильно страдают от деятельности человека. Во многие производственные процессы входит использование воды, и сточные воды после некоторой очистки обычно сливают в ближайшие реки. К счастью, поверхностные воды обладают способностью к самоочищению под влиянием ряда физических, химических и биологических процессов. Однако в настоящее время способности к самоочищению обычно недостаточно и необходима активная работа по восстановлению водных ресурсов и их защите от промышленного и бытового загрязнения .

Охрана литосферы. Основные виды загрязнения литосферы – твердые бытовые и промышленные отходы В результате промышленной деятельности человека происходит загрязнение почвы, что приводит к выводу из строя земель, пригодных для сельского хозяйства. Основные виды промышленных отходов – шлаки тепловых электростанций и металлургических заводов, породные отвалы горнодобывающих предприятий и горнообогатительных комбинатов, строительный мусор и т.д .

В особую группу выделяют загрязнение почвы нефтепродуктами и другими химическими веществами (в авиационной и других технологиях – это твердые осадки и продукты травления металлов), которые пагубно воздействуют на почвенные микроорганизмы и корневую систему растений .

9.2.1 Шум Шум — один из наиболее распространенных неблагоприятных факторов производственной среды. Основные производственные процессы, сопровождающиеся шумом — это работа насосов, вентиляторов и др. Говоря о действии шума на организм, следует иметь в виду, что он оказывает как местное, так и общее воздействие. При этом учащается пульс, дыхание, повышается артериальное давление, изменяются двигательная и секреторная функции желудка и других органов. Неблагоприятно отражается шум на нервной системе, вызывая головные боли, бессонницу, ослабление внимания, замедление психических реакций, что в конечном счете приводит к понижению работоспособности .

Для защиты от шума по СанПиН 2.2.4/2.1.8.562 – 96 и вибрации по

СанПиН 2.2.4/2.1.8.566 – 96 предусматриваются:

обеспечение персонала индивидуальными средствами защиты;

установка звукоизолирующих кабин;

звукоизолирующие кожухи и экраны;

виброизолирующие материалы под оборудование (пружины, резины и другие прокладочные материалы) .

Предельно допустимые уровни шума представлены в таблице 18 .

Таблица 18 – Предельно допустимые уровни шума Рабочее Уровни звукового давления, дБ По место 1000 2000 4000 8000 шкале 31,5 63 125 250 500 Цех 107 95 87 82 78 75 73 71 69 80 Щит управления Средства индивидуальной защиты (СИЗ) применяются в том случае, если другими способами обеспечить допустимый уровень шума на рабочем месте не удается. Принцип действия СИЗ – защитить наиболее чувствительный канал воздействия шума на организм человека – ухо .

Применение СИЗ позволяет предупредить расстройство не только органов слуха, но и нервной системы от действия чрезмерного раздражителя. Наиболее эффективны СИЗ, как правило, в области высоких частот. СИЗ включают в себя противошумные вкладыши (беруши), наушники, шлемы и каски, специальные костюмы .

9.2.2 Недостаток естественного света Согласно научным исследованиям, отсутствие или недостаток естественного освещения на рабочем месте может вызвать ухудшение самочувствия, привести к потере сна и ослаблению здоровья. Специалисты полагают, что причина отрицательного воздействия может заключаться в изменении циркадных ритмов из-за недостатка естественного света. Поэтому следует уделять большее внимание достаточному дневному освещению для укрепления здоровья и морального состояния работников .

На рабочих местах, где трудовая деятельность ведется в условиях отсутствия естественного освещения, необходимо проводить мероприятия, направленные на уменьшение уровня вредности условий труда.

В их число входят следующие:

- улучшение условий путем использования искусственного освещения;

- защита временем, то есть сокращение продолжительности пребывания работников в помещении без естественного освещения;

- профилактическое ультрафиолетовое облучение работников. В этом случае источники ультрафиолетового излучения устанавливают рядом с обычными осветительными лампами, за счет чего достигается обогащение обычного искусственного освещения ультрафиолетовым излучением .

При недостатке естественного освещения в помещениях также возможно принятие следующих мер:

- анализ степени загрязненности стекол в светопроемах, их очистка и дальнейшие контрольные измерения коэффициента естественной освещенности, который показывает, какая часть наружного освещения попадает на рабочие места производственного помещения;

–  –  –

Для обеспечения нормального микроклимата предусматривается, в соответствии с Сан ПиН 2.2.4.548 – 96(1), следующее:

вентиляция приточно-вытяжная по СНиП 2.04.05 – 91* (28.11.91) установка центробежных вентиляторов. Кратность воздухообмена 1;

установка систем воздушного отопления, совмещённых с вентиляцией;

Предусмотренные мероприятия обеспечивают параметры микроклимата в соответствии с нормами, представленными в таблице 18 .

В соответствии с Сан ПиН 2.2.4.548 – 96(1) значения температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха устанавливаются, для рабочей зоны производственных помещений, в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины явного избытка тепла, выделяемого в помещении и периода года .

9.2.4 Метеорологические условия Говоря о биосфере в целом, необходимо отметить, что человек обитает в самом нижнем, прилегающем к Земле слое атмосферы, который называется тропосферой .

Атмосфера является непосредственно окружающей человека средой и этим определяется ее первостепенное значение для осуществления процессов жизнедеятельности.

Тесно соприкасаясь с воздушной средой, организм человека подвергается воздействию ее физических и химических факторов:

состава воздуха, температуры, влажности, скорости движения воздуха, барометрического давления и др .

Терморегуляция – это совокупность процессов организме, обеспечивающих равновесие между теплопродукцией и теплоотдачей, благодаря которому температура тела человека остается постоянной .

Теплопродукция организма (производимое тепло) в состояние покоя составляет для «стандартного человека» (масса 7 кг, рост 170 см, поверхность тема 1,8 м2) до 283 кДж в час, при работе средней тяжести – до 1256 кДж в час и при тяжелой – 1256 и более кДж в час. Метаболическое, лишнее тепло должно удаляться из организма .

Нормальная жизнедеятельность осуществляется в том случае, если тепловое равновесие, т.е. соответствие между теплопродукцией вместе с теплотой, получаемой из окружающей среды, и теплоотдачей достигается без напряжения процессов терморегуляции. Отдача тепла организмом зависит от метеорологических условий климата, который определяется комплексом факторов, влияющих на теплообмен: температурой, влажностью, скоростью движения воздуха и радиационной температурой окружающих человека предметов .

Чтобы понять влияние того или иного показателя климата на теплообмен, нужно знать основные пути отдачи тепла организмом. При нормальных условиях организм человека теряет примерно 85% тепла через кожу и 15% тепла расходуется на нагревание пищи, вдыхаемого воздуха и испарение воды из легких. 85% тепла отдаваемого через кожу .

Распределяется следующим образом: 45% приходится на излучение, 30% на проведение и 10% на испарение. Эти соотношения могут изменяться в зависимости от условий микроклимата .

С повышением температуры воздуха и окружающих поверхностей потри тепла, излучением и конвекцией уменьшается, и резко увеличивается теплоотдача испарений. Если температура внешней среды выше, чем температура тела, то единственным путем теплоотдачи остается испарение .

Количество пота может достигать 5–10 литров пота в день. Этот вид теплоотдачи очень эффективен, если есть условия для испарения пота уменьшается влажность и увеличивается скорость движения воздуха. Таким образом при высокой температуре окружающей среды, увеличение скорости движения воздуха является благоприятным фактором. При низких температурах воздуха увеличение его подвижности усиливает теплоотдачу конвекцией, что неблагоприятно для организма, т.к. может привести к переохлаждению, простуде и отморожения. Большая влажность воздуха (свыше 70%) неблагоприятно влияет на теплообмен, как при высоких, так и при низких температурах. Если температура воздуха выше 30о (высокая), то большая влажность, затрудняя испарения пота, ведет к перегреванию. При низкой температуре высокая влажность способствует сильному охлаждению, т.к. во влажном воздухе усиливается отдача тепла конвекция. Оптимальная влажность, таким образом, составляет 40–60% .

Температура является одним из ведущих факторов, определяющих метеорологические условия производственной среды. Высокие температуры оказывают отрицательное воздействие на здоровье человека. Работа в условиях высокой температуры сопровождается интенсивным потоотделением, что приводит к обезвоживанию организма, потере минеральных солей и водорастворимых витаминов, вызывает серьезные и стойкие изменения в деятельности сердечно-сосудистой системы, увеличивает частоту дыхания, а также оказывает влияние на функционирование других органов и систем - ослабляется внимание, ухудшается координация движений, замедляются реакции и т.д .

Длительное воздействие высокой температуры, особенно в сочетании с повышенной влажностью, может привести к значительному накоплению тепла в организме (гипертермии). При гипертермии наблюдается головная боль, тошнота, рвота, временами судороги, падение артериального давления, потеря сознания .

Действие теплового излучения на организм имеет ряд особенностей, одной из которых является способность инфракрасных лучей различной длины проникать на различную глубину и поглощаться соответствующими тканями, оказывая тепловое действие, что приводит к повышению температуры кожи, увеличению частоты пульса, изменению обмена веществ и артериального давления, заболеванию глаз .

При воздействии на организм человека отрицательных температур наблюдается сужение сосудов пальцев рук и ног, кожи лица, изменяется обмен веществ. Низкие температуры воздействуют также и на внутренние органы, и длительное воздействие этих температур приводит к их устойчивым заболеваниям .

9.3 Анализ опасных факторов Проведем анализ опасных производственных факторов в вышеописанном технологическом процессе исследования и проверки электропривода переменного тока. Основным опасным фактором является возможность поражения человека электрическим током, так как работа производится с рабочими электрическими установками, в частности двигателями. Для снижения уровня опасности проводится заземление электроустановок и полное или частичное ограждение токоведущих частей .

Данные операции должны производиться на основании [41 - 44] .

Следующая опасность заключается в том, что работа проводится с рабочим двигателем, соответственно вал двигателя находится в движении, что может привести к механическим повреждениям частей тела человека .

Однако, благодаря конструкции двигателей, опасность представляют лишь выходные концы валов и места соединений. Для снижения риска устанавливают кожухи или защитные экраны в местах открытых движущихся механических частей .

К наиболее вероятным опасным факторам относятся следующие составляющие:

движущиеся предметы, механизмы или машины, а также неподвижные их элементы на рабочем месте при механическом воздействии (зубчатые, цепные, клиноременные передачи, кривошипные механизмы, подвижные столы, вращающиеся детали, органы управления и т.п.);

электрический ток (источником поражения могут быть незащищенные и неизолированные электропровода, поврежденные электродвигатели, открытые коммутаторы, незаземленное оборудование и др.);

агрессивные и ядовитые химические вещества (например, химические ожоги кислотами, едкими щелочами и ядовитыми химическими веществами (хлор, аммиак и т.д.) при попадании их на кожу или в легкие при вдыхании);

нагретые и (или) охлажденные элементы оборудования, поверхности, перерабатываемое сырье (примерами таких элементов являются горячие трубопроводы, крышки котлов, танков, корпуса оборудования, детали холодильных установок и т.д.);

повреждения, полученные при падениях (падения подразделяются на два вида: падения на человека различных предметов и падения человека в результате подскальзывания, запинания, падения с высоты или внезапного ухудшения здоровья) .

9.3.1 Механические опасности

Основные последствия механических опасностей:

- защемление или раздавливание;

- порезы;

- отрезание или разрубание;

- захват или наматывание;

- затягивание или задерживание;

- попадание под удар;

- местный укол или полное прокалывание;

- поверхностное повреждение наружных тканей под действием трения;

К средствам защиты работающих от механического травмирования (физического опасного фактора) относятся:

- ограждения (кожухи, козырьки, дверцы, экраны, щиты, барьеры и т. д.);

- предохранительные – блокировочные устройства (механические, электрические, электронные, пневматические, гидравлические и т. д.);

- тормозные устройства (рабочие, стояночные, экстренного торможения);

- сигнальные устройства (звуковые, световые), которые могут встраиваться в оборудование или быть составными элементами;

- сигнальные цвета и сигнальная разметка, знаки производственной безопасности .

Сигнализация является одним из звеньев непосредственной связи между машиной и человеком. Она способствует облегчению труда, рациональной организации рабочего места и безопасности работы. Сигнализация может быть звуковая, световая, цветовая и знаковая. Сигнализация должна быть расположена и выполнена так, чтобы сигналы, предупреждающие об опасности, были хорошо различимы и слышны в производственной обстановке всеми лицами, которым может угрожать опасность .

ГОСТ Р 12.4 .

026-2001 «ССБТ. Цвета сигнальные, знаки безопасности и разметка сигнальная» устанавливает термины с соответствующими определениями, для правильного понимания их назначения, правила применения и характеристики знаков безопасности, сигнальных цветов и сигнальной разметки .

9.3.2 Электропоражение Электропоражение персонала, работающего с электроустановками, является опасным для жизни человека и наступает при соприкосновении его с сетью не менее чем в двух точках. При разработке коллективных и индивидуальных средств защиты от электропоражения необходимо, согласно правилам устройства электроустановок (ПУЭ), рассмотреть следующие вопросы:

а) обоснование категории помещения по степени опасности поражения электрическим током;

б) требования к электрооборудованию;

в) анализ соответствия реального положения на производстве перечисленным требованиям;

г) мероприятия по устранению обнаруженных несоответствий;

д) обоснование мероприятий и средств защиты, работающих от поражения электрическим током .

Рассматриваемая лаборатория не имеет характеристик, свойственных особо опасным помещениям в части поражения электрическим током .

Необходимо применение основных коллективных способов и средств электрозащиты: изоляция проводов и её непрерывный контроль;

предупредительная сигнализация и блокировка; использование знаков безопасности и предупреждающих плакатов; защитное заземление и защитное отключение .

Также, используются индивидуальные электрозащитные средства. В установках до 1000 В используются диэлектрические перчатки, указатели напряжения, диэлектрические коврики и боты, изолирующие подставки, а также инструмент с изолированными рукоятками .

9.3.3 Загорание (пожар) Пожары – неконтролируемый процесс горения, которые чреваты большими материальными издержками, а часто и человеческими жертвами .

Обеспечение пожаробезопасности начинается с определения класса взрывоопасной зоны или класса пожароопасной зоны данного производственного помещения.

Согласно классификации производств по пожарной опасности (ППБ-03) рассматриваемая лаборатория относится к классу В (обработка или применение твердых сгораемых веществ и материалов, а также жидкостей с температурой выше 120 градусов):

электроизоляция, бумага, мебель. Т.е. технологический процесс в лаборатории исключает взрывоопасную зону, имеющиеся вещества могут только гореть. Лаборатория имеет пожароопасную зону класса П-2а .

Минимальная допустимая степень защиты оболочек электрических машин для данной пожароопасной зоны обозначается IP44. Использование данной степени защиты – одно из направлений профилактики, оно должно быть установлено на объектах, где воздействие опасных факторов пожара может привести к травматизму или гибели людей, этого требует «технический регламент о требованиях пожарной безопасности» .

Лаборатория оснащена такой системой с дымовыми извещателями .

Сигналы извещателей включают систему протоколирования информации, формируют управляющую систему тревоги и систему оповещения о пожаре, для своевременной эвакуации людей. Это другое направление профилактики загораний .

Выбор типа и расчет необходимого числа огнетушителей производится в зависимости от их огнетушащей способности. Из пяти таких классов, лаборатории подходит класс А (пожар твердых веществ) и класс Е (горение электроустановок). Согласно [37] на 800 м2 защищаемой площади рекомендуется использовать восемь двухкилограммовых порошковых огнетушителей. Для лаборатории достаточно одного двухкилограммового огнетушителя ОП .

9.4 Система обращения с разными видами отходов Работа в лаборатории сопряжена с образованием и выделением газообразных, жидких и твердых отходов .

Способ борьбы с газообразными отходами: перед выбросом воздух помещений подвергается обязательной очистке в фильтровентиляционных системах, что предотвращает атмосферу от загрязнения. Газообразные отходы, загрязняющие воздух помещения: естественные выделения углекислый газ, пары воды, летучие органические соединения - ЛОС (альдегиды, кетоны), азотистые соединения; бытовая пыль; ЛОС, выделяющиеся в процессе эксплуатации отделочных материалов, лакокрасочных покрытий мебели и др .

Способ борьбы с жидкими отходами: жидкие отходы - бытовые отходы, образующиеся в процессах влажной уборки помещений, при пользовании водопроводом, туалетом и т.п., сбрасываются в городскую канализацию и далее поступают в системы централизованной очистки на городских очистных сооружениях .

Способ борьбы с твердыми отходами: бытовой мусор (отходы бумаги, отработанные специальные ткани для протирки офисного оборудования и экранов мониторов, пищевые отходы); отработанные люминесцентные лампы; офисная техника, комплектующие и запчасти, утратившие в результате износа потребительские свойства – надлежит руководствоваться Постановлением Администрации г. Томска от 11.11.2009 г. №1110 (с изменениями от 24.12.2014) [45]: бытовой мусор после предварительной сортировки складируют в специальные контейнеры для бытового мусора (затем специализированные службы вывозят мусор на городскую свалку);

утратившее потребительские свойства офисное оборудование передают специальным службам (предприятиям) для сортировки, вторичного использования или складирования на городских мусорных полигонах .

Отработанные люминесцентные лампы утилизируются в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 03.09.2010 №681 [47] .

Люминесцентные лампы, применяемые для искусственного освещения, являются ртутьсодержащими и относятся к 1 классу опасности. Ртуть люминесцентных ламп способна к активной воздушной и водной миграции .

Интоксикация возможна только в случае разгерметизации колбы, поэтому основным требованием экологической безопасности является сохранность целостности отработанных ртутьсодержащих ламп. Отработанные газоразрядные лампы помещают в защитную упаковку, предотвращающую повреждение стеклянной колбы, и передают специализированной организации для обезвреживания и переработки. В случае для ртутьсодержащих ламп осколки собирают щеткой или скребком в герметичный металлический контейнер с плотно закрывающейся крышкой, заполненный раствором марганцевокислого калия. Поверхности, загрязненные боем лампы, необходимо обработать раствором марганцевокислого калия и смыть водой. Контейнер и его внутренняя поверхность должны быть изготовлены из неадсорбирующего ртуть материала (винипласта) .

Способ утилизации аккумуляторных батарей: Аккумуляторная батарея выполняет функции до тех пор, пока не исчерпает свой ресурс, а после ей необходима утилизация. Выбросить аккумулятор на свалку – значит нанести существенный вред окружающей среде. В его конструкцию входит пластик, свинец и электролит, а это далеко небезопасные составляющие. Их попадание в окружающую среду наносит непоправимый урон, заражает почву, воду и воздух .

Количество использованных аккумуляторов растет в геометрической прогрессии, и их утилизация является важнейшей задачей по защите экологии. Стоит отметить, что утилизация старых аккумуляторов весьма дорогое и сложное производство, но в итоге оно приносит прибыль .

Переработка использованных аккумуляторов позволяет опять получить свинец и пластик, из которых можно создать новые аккумуляторы. Не подлежит повторному использованию только электролит. Безопасная утилизация старых аккумуляторов производится специализированными компаниями, на специальных заводских линиях .

Существует несколько технологий данного процесса, но суть у них одна. Первым делом сливается электролит, который в специальных герметичных камерах при высоких температурах нейтрализуется до безопасного состояния .

Следующим этапом идет дробление корпуса аккумуляторной батареи .

Это происходит на специальном конвейере, где при помощи мощных дробильных станков аккумулятор разрушается полностью. В результате данного процесса образуется свинцово-кислотная или свинцово-щелочная паста, которая отделяется при помощи фильтров, стоящих сразу после дробилок .

Данная паста оседает на решетчатых фильтрах и направляется в металлическую смесь на дальнейшую переработку. Оставшиеся после дробления куски пластика и металла подаются в емкости, где смешиваются с водой, в результате чего тяжелый свинец оседает на дно, а пластик всплывает на поверхность. Таким образом происходит отделение неметаллических компонентов от металлических .

Куски пластика собираются с поверхности воды, а затем перерабатываются для вторичного сырья, из которого в дальнейшем будут получены пластиковые гранулы. Данный процесс может проходить непосредственно на самом предприятии, которое занимается утилизацией аккумуляторов, либо сырье направляется на другие заводы по производству пластиковых гранул .

Металлическая масса, осевшая на дне, подлежит дальнейшей переработке вместе с пастой, снятой с решетчатых фильтров. Так как в воде с металлической массой наблюдается некоторое количество кислоты, то ее следует нейтрализовать. Для этого в смесь воды и кусков металла добавляют особые химикаты, нейтрализующие кислоту. В результате данного процесса на дно выпадает осадок, его удаляют, а воду пропускают через систему фильтров и сбрасывают в канализацию, либо вновь используют в производственном цикле .

Смесь кусочков металлов и металлической пасты нужно освободить от влаги, поэтому все компоненты направляются в печи, откуда выходит сырье уже готовое для плавки. Свинец в плавящейся смеси металлов имеет самую большую плотность. Также он расплавляется гораздо быстрее, поэтому в печи образуется расплавленный свинец, на поверхности которого концентрируются кусочки других металлов, что подлежат удалению .

После отделения расплавленного свинца от других металлов его направляет в тигель, где смешивают с каустической содой. Данный компонент помогает освободить расплавленный свинец от всевозможных примесей. Они удаляются из расплава, а свинец становится пригодным для отлива в формы .

При заливке свинца в формы на поверхности образуется тонкая пленка из оставшихся примесей, которая в итоге легко снимается. Теперь свинец обладает достаточной большой чистотой и может использоваться на производство разных деталей, в том числе и решеток для новых аккумуляторов .

Все вышеперечисленные процессы полностью автоматизированы, что позволяет осуществлять утилизацию аккумуляторных батарей быстро и качественно, тем самым предотвращая загрязнение окружающей среды .

9.5. Пожар (загорание) – как источник ЧС Основными причинами пожара могут быть: перегрузка проводов, короткое замыкание, большие переходные сопротивления в электрических цепях, электрическая дуга, искрение и неисправности оборудования .

Согласно [36], пожарная профилактика обеспечивается: системой предотвращения пожара; системой противопожарной защиты;

организационно-техническими мероприятиями. К мерам предотвращения пожара относятся: применение средств защитного отключения возможных источников загорания (защитного зануления); применение искробезопасного оборудования; применение устройства молниезащиты здания; выполнение правил (инструкций) по пожарной безопасности .

К мерам противопожарной защиты относятся: применение пожарных извещателей; средств коллективной и индивидуальной защиты от факторов пожара; системы автоматической пожарной сигнализации; порошковых или углекислотных огнетушителей, два ящика с песком 0,5 м3 .

Организационно-технические мероприятия: наглядная агитация и инструктаж работающих по пожарной безопасности; разработка схемы действии администрации и работающих в случае пожара и организация эвакуации людей; организация внештатной пожарной дружины .

При обнаружении загорания рабочий немедленно сообщает по телефону 01 в пожарную охрану, сообщает руководителю, приступают к эвакуации людей и материальных ценностей. Тушение пожара организуется первичными средствами с момента обнаружения пожара. Пострадавшим при пожаре обеспечивается скорая медицинская помощь .

9.5.1 Электропоражение как источник ЧС Современная система электробезопасности обеспечивает защиту от поражения в двух наиболее вероятных и опасных случаях:

- при прямом прикосновении к токоведущим частям электрооборудования;

- при косвенном прикосновении .

Под косвенным прикосновением понимается прикосновение человека к открытым проводящим частям оборудования, на которых в нормальном режиме (исправном состоянии) электроустановки отсутствует электрический потенциал, но при каких-либо неисправностях, вызвавших нарушение изоляции или ее пробой на корпус, на этих частях возможно появление опасного для жизни человека потенциала .

Для защиты от прямого прикосновения к токоведущим частям, согласно [47] п.412. служат изоляция токоведущих частей, применение ограждений и оболочек, установка барьеров, размещение вне зоны досягаемости, устройства защитного отключения (УЗО) .

Для защиты от косвенного прикосновения применяются: защитное заземление и защитное зануление [47] п.413 .

Даже если при электропоражении работающий внешне сохранил формат нормального самочувствия, он должен быть осмотрен врачом с заключением о состоянии здоровья. Предварительно пострадавший должен быть освобожден от действия электрического тока. Если при этом отключить напряжение быстро невозможно, освобождение от электричества пострадавшего необходимо производить, изолировав себя диэлектрическими перчатками или галошами. При необходимости перерезать провода (каждый в отдельности) инструментом с изолированными ручками.

Если есть необходимость (при потере сознания, остановке сердца и т.п.) оказания первой помощи, то до прибытия медработника необходимо начать делать:

наружный массаж сердца, искусственное дыхание .

Для предотвращения от поражения электрическим током при прикосновении к корпусам электроустановок, находящихся под напряжением при пробое изоляции или в других случаях, необходимо рассчитать и установить защитное заземление .

ЗАКЛЮЧЕНИЕ В результате проведенных работ по моделированию, конструированию и разработке технологических приёмов применения электромагнитного активатора топлива для автомобиля можно сделать следующие выводы:

1. Предложенные методика, расчётные выражения для определения механического сопротивления движению активатора и оценке производительности активации бензина позволяют производить расчёты основных показателей работы электромагнитного активатора на стадии проектирования. Производительность активации бензина при использовании разработанного электромагнитного активатора может достигать до 11 см3/сек в расчёте на один модуль .

2. Моделирование режимов работы электромагнитного активатора на основе разработанной математической модели позволили произвести выбор формы активатора, обеспечивающего максимальную производительность активации. Для выбранных параметров электромагнитной системы максимальную производительность обеспечивает активатор круглой формы с диаметром 34 мм .

3. Разработана конструктивная схема одномодульного исполнения электромагнитного активатора для применения при активации топлива, предложена конструкция единичного модуля электромагнитного активатора, определены рекомендации по регулированию начальных конструктивных установок электромагнитного активатора при обработке бензина. Начальный зазор при настройке модулей электромагнитного активатора необходимо выбирать не менее 0,3 мм .

4. Разработаны основные приёмы применения электромагнитного активатора при активации бензина. При проведении активации топлива необходимо периодически подстраивать частоту и амплитуду питающего напряжения для обеспечения работы электромагнитного активатора в квазирезонансном режиме. Диапазон регулирования частоты может составлять от 30 до 60 Гц, диапазон регулирования амплитуды напряжения может составлять от 40 до 50 В .

5. Предложена электрическая схема подключения электро магнитного активатора, обеспечивающая регулирование частоты и напряжения в заданном диапазоне. Подключение и регулирование указанных параметров обеспечивается применением инвертора ИС2-12-300Г,частотного преобразователя марки Веспер E4-8400-SP5L, диодов марки 1А1, автоматического выключателя марки ABB S203 C2 .

Рисунок 22 – Возможные места установки электромагнитного активатора Список используемых источников

1. Пинигин М.А. Охрана атмосферного воздуха. М., 1989

2. Немчинов М. В., «Охрана окружающей среды при проектировании и строительстве автомобильных дорог», М., 2013., «Человек и транспорт», 2013 .

3. Мирсаидов Э.А., Попова С.В., Гриднева М.Н. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ АВТОТРАНСПОРТОМ // Научное сообщество студентов XXI столетия. ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ: сб. ст. по мат. LVIII междунар. студ. науч.-практ. конф. № 11(57). URL:

https://sibac.info/archive/nature/11(57).pdf (дата обращения: 03.03.2018)

4. ГОСТ 2084-77. Бензины автомобильные. Технические условия .

5. ГОСТ Р 51105-97. Топлива для двигателей внутреннего сгорания .

Неэтилированный бензин. Технические условия .

6. ГОСТ Р 52368-2005. Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия .

7. ГОСТ 305-82. Топливо дизельное. Технические условия .

8. Жегалин О.И., Лупачев П.Д. Снижение токсичности автомобильных двигателей. - М.: Транспорт, 1985 - 120 c .

9. Говорущенко Н.Я. Экономия топлива и снижение токсичности на автомобильном транспорте. – М.: Транспорт, 1990 – 135 с .

10.Горбунов В.В., Патрахальцев Н.Н. Токсичность двигателей внутреннего сгорания. – М.: Изд-во РУДН, 1998 – 214 с.: ил .

11.Ю.В. Лоскутова, Н.В. Юдина. Влияние магнитного поля на структурнореологические свойства нефтей // Известия Томского политехнического университета. Томск, 2006 г., Т.309. №4. С.104 .

12. The Nobel Prize in Physics 1952 [Электронный ресурс] /Nobel Prize – Режим доступа:https://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/ 1952/, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. англ. (дата обращения 15.02.2018)

13. Все о топливе. Автомобильный бензин: Свойства, ассортимент, применение / В.Е. Емельянов. - М.: ООО «Издательство Астрель»: 000 «Издательство ACT»,2003.-79, [1] с .

14. Fuel Max [Электронный ресурс] /Испытания – Режим доступа:

http://www.o-fuel.ru/tests.html, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус. (дата обращения 16.02.2018) .

15. Fuel Max [Электронный ресурс] /Главная – Режим доступа: http://www.ofuel.ru/, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус. (дата обращения 16.02.2018) .

16. Дудкин А.Н., Ким В.С. Электротехническое материаловедение. Учебное пособие. Томск: Издательство ТПУ, 2004. 198 с .

17. Principles of Magnetic Resonance. Third edition. Charles P. Slichter. Springer

- Verlag, 1992 .

18. Bulk Spin Resonance N.A. Gershenfeld and I.L. Chuang in Science, Vol.275, pages 350-356; January 17, 1997

19. The hydrogen atom in a uniform magnetic field: An example of chaos/resonance. Harald Friedrich and Dieter Wintgen in Physics Reports, Vol .

183, No. 2, pages 37-79 November 1989 .

20. Абрагам А. Ядерный магнетизм. — М.: Издательство иностр. лит., 1963 .

21. Анорганикум: в 2-х т. Т. 2. Пер. с нем./ Под ред. Л. Кольдица - М.: Мир, 1984. - 632 с., ил .

22. Данекер В.А. Расчёт и конструирование электромагнитных преобразователей для актива-ции жидких сред./ В.А. Данекер; Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2018. – 101с .

23. Анурьев В.Н. Справочник конструктора машиностроителя. Т.1-3. М., Машиностроение. 2001, -864с .

24. Проволока стальная легированная пружинная. Технические условия .

ГОСТ 14963-78 .

25. Параметры пружин сжатия и растяжения II класса [Электронный ресурс] /Пружины – Режим доступа: http://razvitie-pu.ru/?page_id=4722, свободный. – Загл. с экрана. – Яз. рус. (дата обращения 18.02.2018) .

26. В.А. Данекер, С. В. Рикконен, А.И. Теплов, Исследование динамики вибрирующего конфузора в ньютоновской жидкости. Автоматизация и информационное обеспечение технологических процессов в нефтяной промышленности. Изд. Томского университета, т №2, 2002г .

27. В.А. Данекер, С.В. Рикконен, А.И. Теплов, Особенности электромагнитного расчета вибратора струйного погружного ВСП-0,25 .

Автоматизация и информационное обеспечение технологических процессов в нефтяной промышленности. Изд. Томского университета, т №2, 2002г .

28. В. П. Выговской, В.А. Данекер, С.В. Рикконен, А.И. Теплов, Энергетика гидромеханического разрушения структуры высокопарафинистых нефтей, Автоматизация и информационное обеспечение технологических процессов в нефтяной промышленности. Изд. Томского университета, т №2, 2002г .

29. И.В. Прозорова, Ю.В. Лоскутова, Н.В. Юдина, С.В. Рикконен, В.А .

Данекер, Изменение реологических свойств нефтей под воздействием виброструйной магнитной активации. Автоматизация и информационное обеспечение технологических процессов в нефтяной промышленности. Изд .

Томского университета, т №2, 2002г .

30. С.П. Гузеев, В.А. Данекер, С.В. Рикконен, А.К. Хорьков, Виброструйный перемешиватель и разжижитель жидкостей и суспензий, Патент № 2128547, Бюл. № 10, 1999 г .

31. С.П. Гузеев, В.А. Данекер, С.В. Рикконен, А.И. Теплов, А.К. Хорьков, Способ вибрационной струйной магнитной декомпрессионной акустической активации растворов, Патент № 2203862, Бюл. № 13, 2003 г .

32. ГОСТ 12.0.003-74 (СТ СЭВ 790-77). «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация»

33. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие сангигиенические требования к воздуху рабочей зоны»

34. ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности»

устройства электроустановок, ПУЭ, утвержденные

35.Правила Министерством энергетики России от 08.07.2002, №204, Глава 1.7 .

36. ГОСТ 12.1.004-91, СС5Т «Пожарная безопасность. Общие требования»

37.СП 9.13130.2009«Техника Пожарная. Огнетушители. Требования к эксплуатации»

П.А. Справочник по технике безопасности. – 6е изд.,

38.Долин переработанное и доп. – М.:Энергоатомиздат, 1984. – 824 с .

39. СНиП П-12-77. «Защита от шума»

40. СНиП 2.04. 05-91. «Отопление, вентиляция и кондиционирование»

41. ГОСТ 12.1.019 -79 (с изм. №1) ССБТ. «Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты»

42. ГОСТ 12.0.004–90 ССБТ. «Обучение работающих безопасности труда»

43. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. «Защитное заземление, зануление»

44. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов»

45. Постановление Администрации г. Томска от 11.11.2009 №1110 (c изменениями от 24.12. 2014) «Об организации сбора, вывоза, утилизации, и переработки бытовых и промышленных»

46. Постановление Правительства РФ от 03.09.2010 №681 «Об утверждении Правил обращения с отходами производства и потребления в части осветительных устройств»

47. ГОСТ Р 50571.3-94 «Электроустановки зданий. Часть 4. Защита от поражения электрическим током» .

–  –  –






Похожие работы:

«1 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ "КВАДРАТУРЫ КРУГА" В ГЕОМЕТРИЧЕСКОМ ПРОПОРЦИОНИРОВАНИИ ДРЕВНЕРУССКИХ ХРАМОВ X–XV ВЕКОВ УДК 72.013(470)09/14 ББК 85.113(2) М.Э . Венгерова Московский архитектурный институт (государственная академия), Москва, Россия Аннотация Простые геометрические решения задачи "квадратуры круга", а точнее её обратной зада...»

«Серия технических докладов ВОЗ Комитет экспертов ВОЗ по лекарственной зависимости Тридцать пятый доклад Всемирная организация здравоохранения была основана в 1948 году как специализированное агентство Организации Объединенны...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ВЫСШЕГО ПРОВЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "АСТРАХАНСКИЙ ИНЖЕНЕРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ" (ГАОУ АО ВПО "АИСИ") Государственное автономное...»

«Покровное покрытие Teхническая памятка По состоянию на: август 2005 г. Rubbol WP 176 Для ограДля Окунание Облив Для окон Для дверей ниченно размеронеВид продукта размероустойчивых устойчивых деревянных деревянных конструкций Водорастворимый, защищающий от синей гнили продукт...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION. METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ IS O /IE C 15459-3— СТАНДАРТ Информационные технологии. Технологии автоматической идентификации и...»

«45/2014-37057(1) Арбитражный суд Новосибирской области ИМЕНЕМ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РЕШЕНИЕ г. Новосибирск Дело № А45-23890/2013 18 марта 2014 года Резолютивная часть решения объявлена 11 марта 2014 года Решение в полном объеме изготовлено 18 марта 2014 года Арбитражный суд Новосибирской области в составе судьи Б...»

«Гnава 13 CDO Фактически современный коммерческий банк это аналог CDO, а в свою очередь, аналог секьюритизации, но с техноло­ CDO, гией, более подходящей для коммерческих кредитов. Понима­ ние этого финансового продукта расширит понимание полезности пр...»

«ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online), Геотехнічна механіка. 2017. № 133 УДК 622.23:05459 Калашников В.А., инженер, Головко Л.Г., инженер, Стойко А.В., инженер (ООО "Валса-ГТВ") Дырда В.И., д-р техн. наук, профессор (ИГТМ НАН Украины), Хмель И.В., канд. техн. наук (ЧАО...»

«Тестер-анализатор пакетных сетей МАКС-ЕМК "Е" Руководство по эксплуатации, совмещенное с паспортом Версия 1.8 МБСЕ.468212.008 РЭ Оглавление Список принятых сокращений 3 Назначение Технические данные и спецификации Комплект поставки Устройств...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТР исо/мэк СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ 247302— ФЕДЕРАЦИИ Информационные технологии СИСТЕМЫ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ (RTLS) Часть 2 Протокол радиоинтерфейса для связи на частоте 2,4 ГГц с использованием расширения спектра методом прямой последователь...»

«О ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ УКРАИНЫ (использованы работы разных лет) Майорченко В.Н., Калюжный В.В., Таран Н. И. Итоги экономического эксперимента и перспективы развития горно-металлургического комплекса Украины. Харьков, Изд. ГИТСЭИ, 2002. – 96...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.