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

«высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Школа Инженерная школа информационных технологий и робототехники Направление подготовки 15.03.06 мехатроника ...»

Министерство образования и науки Российской Федерации

федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Школа Инженерная школа информационных технологий и робототехники

Направление подготовки 15.03.06 мехатроника и робототехника

Отделение школы (НОЦ) Отделение автоматизации и робототехники

БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА

Тема работы Разработка стенда «Трубопровод»

УДК 001.891.54-043.61:621.643 Студент Группа ФИО Подпись Дата Ралдугин Антон Павлович 8Е41 Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Мамонова Татьяна к.т.н .

Руководитель ВКР Егоровна Мамонова Татьяна к.т.н .

Руководитель ООП Егоровна

КОНСУЛЬТАНТЫ:

По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»

Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Доцент ОСГН ШБИП Петухов Олег к.э.н .

ТПУ Николаевич По разделу «Социальная ответственность»

Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Ассистент Авдеева Ирина Ивановна

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:

Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата звание Леонов Сергей Руководитель ОАР к.т.н .

Владимирович Томск – 2018 г .

ПЛАНИРУЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ОБУЧЕНИЯ ПО ООП

Требования ФГОС, Код Результат обучения критериев и/или рез-та (выпускник должен быть готов) заинтересованных сторон Профессиональные Р1 применять глубокие естественно-научные, Требования ФГОС (ПК-1, ПКматематические знания в области анализа, 3, ОПК-1, ОПК-4, ОК-1, ОК-9), синтеза и проектирования для решения Критерий 5 АИОР (п. 1.1

–  –  –

Школа Инженерная школа информационных технологий и робототехники Направление подготовки (специальность) 15.03.06 Мехатроника и робототехника Отделение школы (НОЦ) Отделение автоматизации и робототехники

–  –  –

Финансовый менеджмент, Петухов Олег Николаевич, доцент ОСГН, к.э.н .

ресурсоэффективность и ресурсосбережение Социальная ответственность Авдеева Ирина Ивановна, ассистент ОКД Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках:

–  –  –

Школа_______________________________________________________________________

Направление подготовки (специальность)_________________________________________

Уровень образования _________________________________________________________

Отделение школы (НОЦ)__________________________________________________________

Период выполнения (осенний / весенний семестр 2017/2018 учебного года)

–  –  –

РЕФЕРАТ Выпускная квалификационная работа содержит 73 страниц, 19 рисунков, 35 таблиц, список используемых источников содержит 29 наименований и приложение на 2 листах .

Ключевые слова: стенды, трубопроводы, утечки, гидравлические расчеты, центробежные насосы .

Цель работы – разработка стенда «Трубопровод» для проведения исследований методов обнаружения утечек, основанных на разности во времени давления .

В выпускной квалификационной работе произведена разработка схемы и модели стенда. Был произведен гидравлический расчет системы и на его основе выбраны необходимые комплектующие. Разработана электрическая схема стенда и выполнен монтаж всех е компонентов .





Работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2016; обработка формул производилась в программе MathType 6.9; построение функциональных и принципиальных схем, диаграмм и рисунков осуществлялась в Microsoft Visio 2016; построение 3D модели стенда сделано в САПР Autodesk Inventor 2017 .

Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки

В данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:

Q-H характеристика: Графическое отображение зависимости напора насоса от его подачи в координатах Q [м/ч] / H [м.вод.ст]. Напорно-расходная характеристика, является основной характеристикой, используемой для выбора насосов;

рабочая точка насоса: Точка на пересечении напорно-расходной характеристики с горизонтальной линией, проведнной с точки на оси ординат, которая соответствует развиваемому напору. Чтобы определить фактическую подачу насоса из рабочей точки опускают перпендикуляр на ось подачи (абсцисс);

подача/Расход (Q [м/ч]): Объм воды, подаваемый насосом в единицу времени. Подача насоса определяется рабочей точкой на его характеристике и кроме конструктивных особенностей зависит от частоты вращения рабочего колеса и гидравлической характеристики сети;

напор (H [м.вод.ст]): Разница давлений между входным и выходным патрубком насоса. Напор насоса слагается из высот, которые необходимо преодолеть жидкости .

–  –  –

Обзор литературы по тематике ВКР

Обзор используемых методов и датчиков

1.1 Гидравлический расчет стенда

Описание стенда

2.1 Выбор труб и материала стенда

2.2 Выбор насоса

2.3 Электрическая часть стенда

Социальная ответственность

Производственная безопасность

4.1 Недостаточная освещнность рабочей зоны

4.1.1 Повышенный уровень шума

4.1.2 Повышенный уровень электромагнитных излучений;

4.1.3 Микроклимат;

4.1.4 Статические перегрузки.

4.1.5 Ожог

4.1.6 Электробезопасность

4.1.7 Короткое замыкание

4.1.8 Статическое электричество

4.1.9 Экологическая безопасность

4.2 Воздействие на литосферу

4.2.1 Безопасность в чрезвычайных ситуациях

4.3 Пожарная безопасность

4.3.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности....... 44 4.4

–  –  –

Финансовый менеджмент

Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения 5.1 научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения

Потенциальные потребители результатов исследования.................. 50 5.1.1 Анализ конкурентных технических решений

5.1.2 5.1.3 SWOT-анализ

Определение возможных альтернатив проведения научных 5.2 исследований

Планирование научно-исследовательских работ

5.3 Структура работ в рамках научного исследования

5.3.1 Определение трудоемкости выполнения работ

5.3.2 Разработка графика проведения научного исследования.................. 57 5.3.3 Бюджет научно-технического исследования

5.3.4 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и 5.3.5 экономической эффективности исследования

Заключение

Список использованных источников

Приложение А

Приложение Б

Введение В настоящее время существует проблема нехватки лабораторного оборудования для проверки и исследования существующих и разрабатываемых методик во многих областях науки. Применительно для нефтегазовой отрасли, существует около 25 методов обнаружения утечек из трубопроводов и для их исследования необходимо задействовать реальный объект, что зачастую невозможно в условиях крупного промышленного производства. [1,2] Разработка лабораторного оборудования позволяет создать удобный инструментарий для проведения исследований экспериментальных методов в малых масштабах и контролируемой среде без необходимости вмешиваться в производственный процесс .

Целью выполнения данной выпускной квалификационной работы является разработка стенда «Трубопровод», который позволит проводить необходимые исследования методов обнаружения утечки в трубопроводе и лабораторные занятия для студентов Томского Политехнического Университета .

Обзор литературы по тематике ВКР

1.1 Обзор используемых методов и датчиков Рассмотрим некоторые существующие методы обнаружения утечек и применяемые датчики в российских и зарубежных работах .

В настоящее время существует большое количество способов и средств для обнаружения утечек, основанных на различных физических явлениях .

Важной задачей на этапе проектирования трубопроводной линии и систем диагностики является определение метода обнаружения утечки, удовлетворяющего предъявляемым требованиям и окружающей среде .

Метод сравнения расходов основан на постоянстве мгновенного расхода нефтепродукта в начале и в конце участка трубопровода при отсутствии утечки и установившемся режиме перекачки .

Метод сравнения изменения скорости расходов основан на мгновенном изменении скорости расходов в начале и в конце участка трубопровода при появлении утечки, осуществим благодаря установленным на входе и выходе трубопровода измерительным диафрагмам скорости расхода .

Корреляционный метод осуществим благодаря использованию двух датчиков (пьезодатчиков), установленных на трубопроводе, измеряющих виброакустический сигнал, генерируемый утечкой .

Метод акустической эмиссии основан на регистрации сигналов акустической эмиссии от напряженного состояния стенки трубопровода, микротрещин и от утечки жидкости с помощью высокочувствительных пьезоэлектрических датчиков .

Метод линейного баланса основан на постоянстве мгновенного и интегрального значений объемов перекачиваемой жидкости в начале и конце трубопровода при отсутствии утечки и установившемся режиме перекачки [3] .

Метод ударных волн Н.Е. Жуковского заключается в определении места повреждений в трубопроводе с помощью ударной диаграммы, записанной при гидравлическом ударе, который создан путем быстрого закрытия задвижки в конце участка трубы .

Модифицированный метод гидравлической локации основан на регистрации от времени P(t). При значении P(t) 1,2 кПа, что соответствует уровню шумов в трубопроводе при перекачивании нефти и нефтепродуктов, имеет место утечка на участке трубопровода, пролегающего между двумя перекачивающими станциями [4] .

Также к методам постоянного мониторинга утечек относятся волоконнооптический метод, метод отрицательных ударных волн, метод гидравлической локации утечки, метод понижения давления с фиксированной или скользящей установкой. На практике на точность расчтов местоположения утечки влияет погрешность применяемых средств измерений. Например, высокоточные методы имеют, в среднем точность измерения более 2 км. Погрешность средств измерений неизбежна и значительно влияет на точность расчтов, особенно при расчте утечек малой величины .

Гидравлический расчет стенда

2.1 Описание стенда Учебный стенд «Трубопровод» представляет из себя зацикленный трубопроводный контур состоящий из двух резервуаров с водой и двух водопроводных труб (рисунок 1, 2). На каждой трубе установлен насос, перекачивающий воду и поддерживающий давление в системе, и задвижка, оборудованная электроприводом. Также на одной из труб установлены два дифференциальных манометра с электромагнитными клапанами, при помощи которых и проводится исследование метода обнаружения утечки. Системой управляют при помощи реле времени на каждом электромеханическом элементе. Питание осуществляется от сети 220 В .

–  –  –

Рисунок 2 – Схема стенда, вид спереди 4 – предохранительный клапан; 5 – дифференциальные манометры;

6 – задвижки с электроприводом; 7 – насосы; 8 – кран имитирующий утечку .

2.2 Выбор труб и материала стенда Для правильного выбора насоса и конструкции стенда, необходимо выполнить построение гидравлической характеристики для системы трубопровода и напорно-расходной Q-H характеристики насоса. [5] Построение гидравлической сети. Запишем напорно-расходную характеристику гидравлической сети Q-H:

–  –  –

Уравнение напорно-расходной характеристики системы можно разбить на несколько частей, для корректировки параметров стенда. Для этого был разработан алгоритм выполнения расчетов, представленный на рисунке 4 .

–  –  –

где P1, P2 – давление в емкостях, Па; – плотность воды, кг/м3 .

Исследуем влияние коэффициента местного сопротивления на изменение потери напора hw() при построении гидравлической характеристики сети и, как следствие, смещение рабочей точки насоса. Коэффициенты местного сопротивления представлены в таблице 2 .

Таблица 2 – Коэффициенты местного сопротивления

–  –  –

Из полученных данные можно сделать вывод о том, что для уменьшения потерь напора на местные сопротивления необходимо сделать систему с наименьшим количеством сложных конструктивных элементов .

Исследуем влияние коэффициента гидравлического трения (коэффициента путевых потерь) на изменение потерь напора hw(). Расчет коэффициента гидравлического трения напрямую зависит от внутреннего диаметра гидравлической сети и абсолютной шероховатости материала, из которого выполнена исследуемая сеть .

Таблица 4 – Значения абсолютной шероховатости

–  –  –

Рисунок 6 – Потери напора в зависимости от коэффициента путевых потерь Исследования проводились при разных значениях абсолютной шероховатости. Проанализировав полученные данные можно сделать вывод о том, что изменение коэффициента путевых потерь приводит к незначительному изменению напора, а значит, что материал можно выбрать исходя из других показателей .

Исследуем влияние плотности жидкости на характеристики гидравлической сети. Плотность жидкости не влияет на потери напора в сети, но влияет на напор сети, необходимо узнать в какой мере .

Таблица 7 – Плотность жидкости

–  –  –

Рисунок 7 – Потери напора в зависимости от плотности жидкости На функцию напора (гидравлическую сеть), а, следовательно, на определение рабочей точки и как следствие на выбор насоса незначительно влияют: коэффициент гидравлического трения и плотность транспортируемой жидкости. Коэффициент местного сопротивления оказывает наибольшее влияние на потери напора, а значит при разработке конструкции его следует учитывать .

–  –  –

Для построения характеристики насоса нам необходимо знать такие параметры, как D2, n, b2, 2. Чтобы узнать их, мы воспользуемся способом выбора насоса на основе прототипа, выпускаемого промышленностью. Для этого нам необходимо использовать поле характеристик, выпускаемых промышленностью насосов К (консольных), изображенном на рисунке 8 [9] .

Рисунок 8 – Сводный график полей H-Q для консольных насосов

Чтобы определить какой прототип нам необходим, нужно знать требуемые напор и расход жидкости. Для выполнения исследований на разрабатываемом стенде нам необходимо обеспечить давление в системе близкое к двум атмосферам. Такое давление в переводе на напор равняется 20 м (1 атм – 10 м). Значение расхода жидкости возьмм исходя из удобства проведения эксперимента. Так как объм рабочей жидкости составляет 0,25 м3, теоретически приемлемый расход будет около 10 м3/ч. По представленному выше графику определяем, что удовлетворяющий условиям прототип – К 8/18 [10] .

Далее построим теоретические графики напорно-расходной характеристики центробежного насоса при различных скоростях вращения центробежного насоса n от 350 до 2900 об/мин (рисунок 9) .

–  –  –

Пересечение гидравлической характеристики трубопроводной сети и напорно-расходных характеристик центробежного насоса определяют рабочую точку (расход и подачу транспортируемой жидкости).

Для определения рабочей точки решим квадратное уравнение:

–  –  –

Рисунок 10 - Напорно-расходные характеристики сети и насоса Рабочая точка насоса будет иметь координаты: расход Q = 0.014 м3/с и напор H = 0.758 м .

Потери энергии в насосе неизбежны, поэтому подводимая к нему энергия должна быть больше полезной. Эти потери учитываются коэффициентом полезного действия. Теперь найдем мощность необходимого для стенда «трубопровод» насоса .

Для построения характеристики мощности насоса составим таблицу опорных точек графика (таблица 9) .

–  –  –

При разработке стенда был выбран Вертикальный многоступенчатый насос ENSI 32 GDLF4-20 так как он удовлетворяет заявленным требованиям, обладает лучшим соотношением цены к характеристикам и легкодоступен для приобретения. Если необходимо будет изменить рабочую жидкость с воды на нефтепродукты мы выбираем насос ЦХН МВ 80 .

Электрическая часть стенда Лабораторный стенд «Трубопровод» состоит из двух насосов, двух задвижек с электроприводом и двух дифференциальных манометров с электромагнитными клапанами, питаемых от сети 220 В. Для управления приведенными элементами на начальном этапе были выбраны реле времени .

Также для обеспечения безопасности работы с электрооборудованием стенда, были выбраны устройства защитного отключения в виде автоматических выключателей. Таким образом для корректного подключения всех элементов системы, была разработана принципиальная электрическая схема установки .

Рисунок 11 – Принципиальная электрическая схема

Для правильного выбора реле времени и автоматических выключателей, необходимо посмотреть на характеристики элементов (напряжение питания и рабочий ток), к которым они подключаются. Все необходимые параметры элементов указаны в технической документации, прилагаемой к ним .

Клапан электромагнитный AR-2W12 нормально открытый, прямого действия, с диафрагмой .

Клапан был изначально предоставлен для работы в сборе с дифференциальным манометром МДП4-СМ-Т .

–  –  –

Питание: DC:12В, 24В; AC: 110В, 220В .

Катушки: S51B/H 40BA (AC), 30 Вт (DC) .

Четвертьоборотный электропривод с поворотным затвором DN.RUЭлектропривод был предоставлен для выполнения данной работы, его выбор не осуществлялся .

–  –  –

Центробежный насос ENSI 32 GDLF4-20 .

Выбранный нами в ходе работы насос оборудован однофазным асинхронным двигателем YL7112, характеристики которого нам и нужны для правильного выбора реле времени и автоматических выключателей [11] .

–  –  –

Исходя из приведенных выше характеристик мы можем сказать, что самые высокие значения принадлежат двигателю насоса, что позволяет нам опираться только на них при выборе реле и автоматов .

При подборе реле времени основными параметрами на основе которых осуществляется выбор являются номинальное напряжение и род тока, также немаловажны цена и доступность .

Таблица 13 – Характеристики реле времени

–  –  –

Рисунок 15 – Многофункциональное реле времени ORT-M2 Рисунок 16 – Используемые режимы работы реле времени Автоматический выключатель подберем исходя из максимального тока приходящегося на элементы системы. Так как наибольший ток равный 3,9 А приходится на двигатель насоса, то и опираться при выборе будем на него. В данном случае нам будет достаточно автоматического выключателя на 6 А. На рынке присутствует большое количество автоматов с удовлетворяющими параметрами, а значит нам достаточно взять самый доступный из вариантов .

Выбор пал на автоматический выключатель IEK BA47-29 1P 6A C .

Рисунок 17 – Автоматический выключатель IEK BA47-29 Таблица 14 – Характеристики IEK BA47-29

–  –  –

Таким образом была разработана принципиальная схема стенда «Трубопровод» и выбраны компоненты в е составе. Кроме того, при выборе компонентов учитывался запас необходимый для безопасной и бесперебойной работы системы .

ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА

«СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ»

–  –  –

4 Социальная ответственность С развитием научного прогресса безопасность жизнедеятельности человека играет огромную роль на производстве. В соответствии с требованиями безопасности была создана наука, которая помогает обеспечить безопасность жизнедеятельности человека (БЖД). Научно-технический прогресс внес серьезные изменения в условия производственной деятельности работников умственного труда. Их труд стал более интенсивным, напряженным, требующим значительных затрат умственной, эмоциональной и физической энергии. Это потребовало комплексного решения проблем эргономики, гигиены и организации труда, регламентации режимов труда и отдыха .

4.1 Производственная безопасность Ниже приведем перечень опасных и вредных факторов, характерных для проектируемой производственной среды в виде таблицы 15 .

–  –  –

4.1.1 Недостаточная освещнность рабочей зоны Рабочее место находится на первом этаже здания. Освещение рабочей зоны производится посредством совмещенного освещения. Работа за ПЭВМ относится к категории зрительных работ к разряду Б зрительных работ (восприятие информации) [2] .

В помещениях, предназначенных для эксплуатации ПЭВМ, искусственное освещение осуществляется путем системы общего освещения .

Освещение не создает бликов на поверхности экрана ПЭВМ согласно [1], так же ограничена прямая блсткость от источников освещения на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и т.д.) за счет выбора люминесцентных ламп в качестве источника освещения и решения проблемы с высоким коэффициентом пульсации, который должен быть не более 20% .

Для уменьшения коэффициента пульсации люминесцентные лампы были включены в разные фазы. За счет сдвига фаз на 1/3 периода провалы в световом потоке каждой из ламп компенсируются световыми потоками двух других ламп, так что пульсации суммарного светового потока существенно уменьшаются. Также посчитаем освещенность рабочего пространства .

–  –  –

В дневное время рабочее место достаточно освещено за счет совмещенного освещения, в вечернее время рабочее место освещается только за счет искусственного освещения, которое составляет 411,4 лм и соответствующего нормам [2], что позволяет выполнять работу как с ПЭВМ, так и с паяльным оборудованием .

4.1.2 Повышенный уровень шума Звуковые колебания, издаваемые движущимися частями механизмов и приборов, могут воздействовать на здоровье человека. Громкие звуки, могут стать причиной проблем со слухом, а длительное воздействие шума более 80 дБ может стать причиной его потери ли ухудшения. Постоянно повторяющиеся шумы на рабочем месте провоцируют проблемы, связанные с нервной системой и органами слуха .

В данной работе основными источниками шума являются двигатели насосов и задвижек, и системный блок ПЭВМ, внутри которого работает система охлаждения, состоящая из вентиляторов, воспроизводящих непрерывный шелест или гудение. Работы, выполняемые специалистом, оцениваются как научная деятельность, конструирование и проектирование, программирование. Допустимые уровни звукового давления в помещениях для персонала, занятого этой деятельностью, приведены в СН 2.2.4/2.1.8.562–96, следовательно, эквивалентный уровень шума в рабочем помещении не должен превышать 50 дБ[3] .

Используемые в платформе двигатели не превышают номинальную мощность 1,0 кВт. ГОСТ 16921-83 регламентирует уровень шума для двигателей класса 1 (двигатели постоянного и переменного тока общепромышленного производства) номинальной мощностью до 1,1 кВт и скоростью вращения от 900 об/мин до 1320 об/мин не выше 50 дБ, что соответствует нормам .

В случае необходимости понижения уровня шума следует воспользоваться средствами индивидуальной защиты (противошумными шлемофонами, наушниками, вкладышами), снизить шум в источнике (улучшение конструкции) и использовать средства коллективной защиты (изменение направленности излучения шума, рациональную планировку, применение звукоизоляции) .

4.1.3 Повышенный уровень электромагнитных излучений;

В повседневной жизни люди не замечают воздействия электромагнитных излучений. Мощность источника излучения должна быть такой, чтобы это не отражалось на здоровье и самочувствие организма. Основные излучающие электромагнитное поле части ПЭВМ – это системный блок, в котором находится процессор, и экран монитора [1] .

На рабочем месте установлены ПЭВМ, оснащнные жидкокристаллическим монитором. Они излучают электромагнитные волны, которые не причиняют человеку вреда, даже при длительной работе [1] .

4.1.4 Микроклимат;

Давление, температура и влажность воздуха влияют на здоровье работников, следовательно, данные показатели влияют на общее самочувствие, работоспособность и выполнение поставленных задач. Несоблюдение нормированных значений этих показателей, приводят к нарушениям микроклимата и могут способствовать распространению и возникновению острых респираторных заболеваний .

Рабочее место расположено на первом этаже здания, в помещении проводятся занятия студентов, хранятся учебные материалы и учебное оборудование. В данном помещении повышение влажности грозит утратой важных учебных материалов, а также порчей дорогостоящего оборудования .

Поэтому значение относительной влажности и температуры должны быть строго нормированными, т.к. помещение относится ко второй категории, согласно[4] .

Рабочее место хорошо проветривается за счет окон, расположенных в аудитории и дополнительной механической вентиляции. Это обеспечивает проветриваемость помещения и как следствие убирает лишнюю влагу. Кроме того, аудитория подключена к системе центрального городского отопление. Это помогает регулировать температуру в период зимних месяцев. ГОСТ 12.1.005устанавливает оптимальные и допустимые параметры микроклимата в помещении исходя из тяжести выполняемых работ, количества тепла в помещении и сезона в соответствии с этим ГОСТом наше рабочее помещение о относится к классу Iб – температура воздуха 22-24 С, температура поверхностей 21-25 оС, относительная влажность воздуха 40-60% .

Рабочее место соответствует нормам, так как оборудовано всем необходимым для поддержания соответствующего микроклимата .

4.1.5 Статические перегрузки .

Умственные перегрузки, перегрузки анализаторов Пользователь при работе с ПЭВМ вынужден принимать одну и ту же позу в течение длительного времени, тем самым создавая в работе мышечного корсета статические перегрузки. Неудобная поза, нахождение центра тяжести в одном месте, постоянный наклон вперед вызывают боли в шее и спине. Также работа с ПЭВМ подразумевает обработку большого количества информации, что приводит к напряжению глазных мышц и снижается острота зрения .

Согласно [5], разработка программно-алгоритмического комплекса для лабораторного стенда относится к группе В, I категории (до 2х часов) – творческая работа в режиме диалога с ПЭВМ. Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровья пользователей на протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированный перерыв, при 8ми часовом рабочем дне 30 минут. Продолжительность непрерывной работы с ПК не должна превышать 2 часов. Для I категории работ – через 2 часа от начала работы и через 1,5–2 часа после обеденного перерыва продолжительностью 15 минут каждый [5] .

Во время регламентированных перерывов с целью сохранения высокой работоспособности выполняется комплекс упражнений, также рекомендуется чередовать содержание работы [5] .

Для того чтобы зрительные анализаторы работали на нужном уровне каждый академический час проводится перерыв в 5-10 минут, а в каждый второй академический час перерыв в 20 минут. Во время перерыва есть возможность выйти из аудитории и выключить на время ПЭВМ [5] .

4.1.6 Ожог Ожог – это повреждение тканей, возникающее от местного теплового, химического, электрического или радиационного воздействия. Ожоги чаще всего поражают кожу (ее объем составляет почти одну шестую объема всего тела человека). Во время разработки платформы, возможно, получить тепловые ожоги от нагрева обмоток возбуждения двигателя. Защита от ожогов при соприкосновении с наружными поверхностями оборудования достигается снижением температуры наружных поверхностей оборудования. Снижение температуры наружных поверхностей достигается с помощью теплоизоляции или принудительного охлаждения, а также путем ограждения частей, имеющих температуру выше 70 °С в местах, доступных для обслуживающего персонала и применения СИЗ .

На рабочем месте применяются защитные очки, хлопчатобумажные перчатки и специальные инструменты (пинцеты, клещи и т.д.) в качестве СИЗ согласно [5] .

4.1.7 Электробезопасность Электробезопасность – система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества .

Согласно [6] помещение, в котором находится рабочее место, относится к категории помещений без повышенной опасности. Его можно охарактеризовать, как сухое, непыльное, с токонепроводящими полами и нормальной температурой воздуха. Температурный режим, влажность воздуха, химическая среда не способствуют разрушению изоляции электрооборудования .

Защита от электрического тока на рабочем месте производится с помощью изоляции токопроводящих частей (все провода изолированы) .

4.1.8 Короткое замыкание Короткое замыкание – это соединение двух точек с разным потенциалом с последующим увеличением тока и выделением большого количества тепла .

Вследствие чего короткое замыкание может стать причиной пожара в помещении, при коротком замыкании от электрического тока могут пострадать люди, находящиеся в непосредственной близости от источника возникновения .

На рабочем месте короткое замыкание может быть вызвано либо неисправностью в проводке, либо при работе с компьютером/оборудованием стенда, когда внутри корпуса создается разность фаз и ток может так же повредить всю электросеть. [7] Для защиты электрической сети от короткого замыкания предусмотрены устройства защитного отключения (УЗО), оснащенные устройствами автоматического отключения – автоматами и предохранителями. Кроме того, в помещении установлены датчики дыма, которые при возникновении возгорания, вызванного коротким замыканием, оповещают все здание о начавшемся пожаре. Таким образом, рабочее место полностью защищено от возможного короткого замыкания .

4.1.9 Статическое электричество На рабочем месте находится много устройств, которые работают от электрического тока и сделаны из материалов, которые, так или иначе, накапливают на себе статический заряд. Может возникнуть разность потенциалов от статического электричества, и прикосновение человека к заряду может вызвать травмы, ожоги или пожар [7] .

Защита от статического электричества на рабочем месте производится путем заземления корпуса ПК, уменьшение удельного объемного и поверхностного электрического сопротивления путем повышения влажности воздуха или применения антистатических примесей, ионизацией воздуха или среды .

Экологическая безопасность 4.2 4.2.1 Воздействие на литосферу При выходе из строя, а также устаревании компонентов, ПЭВМ начинает представлять собой источник второсортного сырья. Каждый ПЭВМ содержит цветные металлы и целый набор опасных для окружающей среды веществ. Это производные газов, тяжелые металлы, среди которых кадмий, ртуть и свинец .

Попадая на свалку, все эти вещества под воздействием внешней среды постепенно проникают в почву .

Люминесцентные лампы при перегорании становятся источником загрязнения. Лампы содержат внутри себя ртуть, которая загрязняет окружающую среду. Кроме того, их корпус состоит преимущественно из стеклянной трубки, которая при неосторожном обращении может разбиться на мелкие осколки .

Документы, перенесенные на бумагу, становятся источником бумажных отходов. Такие отходы медленнее разлагаются из-за предварительной обработки бумаги, а также содержат на себе следы краски, которая попадая в почву ее загрязняет .

Юридические лица имеют право утилизировать оргтехнику только при прохождении процедуры полного списания, подтвержденного актом [8] .

Томский политехнический университет является юридическим лицом, поэтому перегоревшие люминесцентные лампы собираются техническим персоналом, а затем передаются в центр по переработке таких ламп, у которого имеется лицензия на право сбора и переработки люминесцентных ламп [8] .

Для макулатуры существуют специально установленные контейнеры, в которые помещаются отработавшие печатные издания, офисная бумага и другие изделия из переработанной целлюлозы. Они отвозятся в пункты по сбору макулатуры, где утилизируются .

Безопасность в чрезвычайных ситуациях 4.3 4.3.1 Пожарная безопасность Пожарная безопасность может быть обеспечена мерами пожарной профилактики и активной пожарной защиты. Пожарная профилактика включает комплекс мероприятий, направленных на предупреждение пожара или уменьшение его последствий. Возникновение пожара в помещении аудитории может привести к большим материальным потерям и возникновению чрезвычайной ситуации. Чрезвычайные ситуации приводят к полной потере информации и большим трудностям восстановления всей информации в полном объме .

Согласно нормам технологического проектирования [9], данное помещение относится к категории В [10], производства, связанные с обработкой или применением твердых сгораемых веществ и материалов .

В случае возникновения пожара необходимо отключить электропитание, вызвать по телефону пожарную команду, произвести эвакуацию и приступить к ликвидации пожара порошковыми огнетушителями. При наличии небольшого очага пламени можно воспользоваться подручными средствами с целью прекращения доступа воздуха к объекту возгорания. Покидать помещение необходимо согласно соответствующему плану эвакуации .

Пожар будет являться чрезвычайной ситуацией для людей, находящихся в помещении. При возникновении пожара сработают датчики дыма, которые подадут сигнал общего оповещения всего здания. На плане эвакуации показаны запасные выходы. Кроме того, в коридоре установлены пожарные порошковые огнетушители марки ОП-8 ABCE для ликвидации малых очагов возгорания .

Правовые и организационные вопросы обеспечения 4.4 безопасности 4.4.1 Особенности законодательного регулирования проектных решений Государственный надзор и контроль в организациях независимо от организационно-правовых форм и форм собственности осуществляют специально уполномоченные на то государственные органы и инспекции в соответствии с федеральными законами .

К таким органам относятся Федеральная инспекция труда, Государственная экспертиза условий труда Федеральная служба по труду и занятости населения (Минтруда России Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомном надзору (Госгортехнадзор, Госэнергонадзор, Госатомнадзор России) Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Госсанэпиднадзор России) и др .

Так же в стране функционирует Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций (РСЧС), положение о которой утверждено Постановлением Правительства Российской федерации [10], в соответствии с которым, система объединяет органы управления, силы и средства .

4.4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 4.4.2.1 Эргономические требования к рабочему месту

–  –  –

Выводы В ходе исследования по социальной ответственности было выявлено четыре источника вредных и опасных факторов: проектирование конструкции и расчет составных элементов стенда, разработка принципиальной электрической схемы управления стендом, сборка схемы, тестирование и настройка стенда .

Исходя из этого, были выделены и проанализированы вредные и опасные факторы. Для них были установлены средства, которые помогают защитить человека, который находится в данном помещении, от выявленных вредных и опасных факторов .

Анализу были подвергнуто влияние работы на рабочем месте на окружающую среду. Установлено, что после работы остаются бумажные отходы и перегоревшие люминесцентные лампы, которые при неправильной утилизации будут влиять на литосферу Земли. Выявлено, что отходы утилизируются согласно ГОСТ .

Кроме того, исследовались правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности и организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны .

В итоге, установлено, что рабочее место соответствует нормам по защищнности от вредных и опасных факторов, при работе соблюдаются правила по утилизации полученных отходов. Так же она соответствует правовым нормам и имеет соответствующую компоновку рабочей зоны .

–  –  –

В настоящее время специалисты-робототехники являются одними из самых востребованных работников на рынке труда. Это говорит о потребности образовательных учреждений в подготовке специалистовробототехников. В таком случае образовательное учреждение должно иметь парк роботов и лабораторных стендов, который способен удовлетворять практическим задачам для обучения студентов .

Отделение автоматизации и робототехники, входящее в состав Томского политехнического университета имеет такой парк роботов. При использовании этого парка студенты учатся программировать роботов под задачи, с которыми они могут встретится на реальном производстве, при работе с промышленными роботами. Парк роботов используется для проведения лабораторных работ по таким предметам как «Теория автоматических систем», «Основы мехатроники и робототехники», «Технические средства в мехатронике и робототехнике» .

Данный парк может пополняться собственными разработками студентов .

Разработка нового лабораторного стенда поможет студентам более тщательно ознакомиться с процессами, протекающими в трубопроводах, а также использовать разработанный стенд для апробации алгоритмов управления данным стендом, что поможет применить полученные теоретические знания на практике .

Задача проекта: Разработать лабораторный стенд «Трубопровод»

Основные требования: надежность, технологичность, совместимость с имеющимся программным обеспечением .

–  –  –

вариант 1 – А1Б2В3Г2Д1 – Стальной трубопроводный стенд с центробежными насосами и поворотными задвижками, ПК .

вариант 2 – А1Б1В1Г1Д1 – Трубопроводный стенд из оцинкованной стали, вихревыми насосами и шиберными задвижками, ПЛК .

вариант 3 – А1Б2В3Г1Д3 – Трубопроводный стенд из чугуна, защищенными центробежными насосами и клиновыми задвижками, ПК .

–  –  –

где Tкал – количество календарных дней в году; Т вых – количество выходных дней в году; Т пр – количество праздничных дней в году .

Выполнение работ приведенных в таблице 8 требует следующий персонал: студент, научный руководитель .

5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования Для построения ленточного графика работ определим максимальное по длительности исполнение. Это исполнение номер 2, и время его исполнения составит 117 дней .

Календарный план-график представлен в таблице 26 .

Принятые обозначения: – руководитель, – студент .

–  –  –

где Зосн – основная заработная плата; Здоп – дополнительная заработная плата (12-20 % от Зосн) .

Основная заработная плата (Зосн) руководителя (лаборанта, инженера) от предприятия (при наличии руководителя от предприятия) рассчитывается по следующей формуле:

З осн З дн Т р,

–  –  –

где Зтс – заработная плата по тарифной ставке, руб.; kпр – премиальный коэффициент, равный 0,3 (т.е. 30% от Зтс); kд – коэффициент доплат и надбавок составляет примерно 0,2 – 0,5 (в НИИ и на промышленных предприятиях – за расширение сфер обслуживания, за профессиональное мастерство, за вредные условия: 15-20 % от Зтс); kр – районный коэффициент, равный 1,3 (для Томска) .

Для предприятий, не относящихся к бюджетной сфере, тарифная заработная плата (оклад) рассчитывается по тарифной сетке, принятой на данном предприятии. Расчт основной заработной платы приведн в таблице 30 .

–  –  –

5.3.5 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования Интегральный показатель финансовой эффективности научного исследования получают в ходе оценки бюджета затрат трех (или более) вариантов исполнения научного исследования (см. таблицу 30). Для этого наибольший интегральный показатель реализации технической задачи

–  –  –

Как видно из сравнения интегральных показателей, наиболее эффективным с позиции финансовой и ресурсной эффективности является первое исполнение лабораторного стенда «Трубопровод» .

Заключение В результате выпускной квалификационной работы был разработан лабораторный стенд «Трубопровод» .

Для решения поставленной задачи было проведено моделирование стенда в САПР Autodesk Inventor, выполнен гидравлический расчет для системы трубопровода и на его основе были выбраны материал стенда и подходящие насосы. Была разработана электрическая схема стенда и осуществлен подбор составляющих компонентов. Произведен монтаж всех элементов системы и проверена е работоспособность .

В дальнейшем, разработанный стенд будет оборудован более сложной системой управления в виде программируемого логического контроллера и соответствующего программного обеспечения. Кроме того, будут проведены исследования метода обнаружения утечки основанного на разности во времени давления и тестирование регистрирующих датчиков .

Список использованных источников

1. Мамонова Т. Е. Метод определения утечки из нефтепровода, основанный на разности во времени давления / Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2013. Т. 323. № 1. С. 216-219 .

2. Васильева Т. Н., Мамонова Т. Е. Применение методов искуссвенного интеллекта // Молодежь и современные информационные технологии .

Сборник трудов XII Международной научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Национальный исследовательский Томский политехнический университет. 2014. С. 402Kingsley E. Abhulimen, Alfred A. Susu.

Liquid pipeline leak detection system:

model development and numerical simulation. Chemical Engineering Department, Nigeria, Lagos: University of Lagos, 2002. – 51 p .

4. Мамонова Т.Е. Методы диагностики линейной части нефтепроводов для обнаружения утечек // Проблемы информатики. – 2012, Вып. спецвыпуск .

– C. 103–112 .

5. Гидравлический расчет трубопроводов. Расчет диаметра трубопровода .

Подбор трубопроводов. [Электронный ресурс]. – URL: http://www.encepumps.ru/truboprovody.php (дата обращения 13.04.2018 г.) .

6. Основные технические показатели насосов: [Электронный ресурс]. URL:

http://www.techgidravlika.ru/view_post.php?id=33 (Дата обращения 20.04.2018) .

7. Определение потерь напора. [Электронный ресурс]. – URL:

http://3ys.ru/gidravlika/opredelenie-poternapora.html (дата обращения 13.04.2018 г.) .

8. Кидалов Н.А., Князева А.С. Расчет гидродинамических характеристик трубопровода и выбор мощностей насосов для подачи водно-глинистых суспензий. // Ползуновский альманах. – 2015. – №5. С. 121 – 125 .

9. Карелин В.Я. Минаев А.В. Насосы и насосные станции: учебник / В. Я .

Карелин, А. В. Минаев. – 3-е изд., перераб. и доп. – Москва: Бастет, 2010 .

– 448 с .

10. Насос К 8-18 консольный горизонтальный. [Электронный ресурс]. – URL: http://ufk-techno.ru/1499.htm (Дата обращения 18.04.2018 г.) .

11. Насосное оборудование. ENSI 32 GDLF4-20 [Электронный ресурс]. URL:

http://tompc.ru/product/ensi-32-gdlf4-20/ (Дата обращения 15.04.2018)

12. Ковардаков А.В. Влияние параметров технологического процесса на величину возможных отклонений давления в установившимся режиме / А.В. Ковардаков, Л. Р. Лукманов, А.М. Ширяев // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, 2011 - №3 – с. 46Коршак А.А. Технологический расчет магистрального нефтепровода:

учебное пособие / А. А. Коршак, Е. М. Муфтахов — Уфа: ООО "ДизайнПолиграфСервис", 2005. — 98 с .

14. Бабков A.B. Автоматизированная система обнаружения утечек нефти и нефтепродуктов из магистральных трубопроводов : автореф. дис. …канд .

техн. наук: 05.13.06 / Бабков Александр Валерьевич. М. 2002. – 22 с .

15. ГОСТ 12.2.032-78 Система стандартов безопасности труда (ССБТ) .

Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования .

16. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы .

17. ГОСТ 12.0.003-2015 Опасные и вредные производственные факторы .

18. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение .

19. СН 2.2.4/2.1.8.562 – 96. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории застройки .

20. ГОСТ 30494—2011 Здания жилые и общественные. Параметры микроклимата в помещениях .

21. ГОСТ 12.1.030–81 ССБТ. Защитное заземление, зануление .

22. НПБ 105-03. Нормы пожарной безопасности. Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности .

23. Инструкция по организации работ, охране труда и экологической безопасности при работе на ПЭВМ /ПК/ в издательствах и на полиграфических предприятиях Госкомпечати России .

24. ГОСТ Р 50377-92 (МЭК 950-86) Безопасность оборудования информационной технологии, включая электрическое конторское оборудование .

25. Федеральный закон об отходах производства и потребления .

26. Технический регламент «о требованиях пожарной безопасности»

[Электронный ресурс] / Единая справочная служба Консорциума «Кодекс». – URL: http://ezproxy.ha.tpu.ru:2065/docs/, свободный – Загл. с экрана. Язык русс. Дата обращения: 3.04.2018 г .

27. ГОСТ 12.1.005-88 Воздух рабочей зоны Общие санитарно-гигиенические требования .

28. Закон Российской Федерации "Трудовой кодекс Российской Федерации" от 30 декабря 2001 г. № N 197-ФЗ // Российская газета .

29. ГОСТ 2.702-2011 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Правила выполнения электрических схем Приложение А 3D модель стенда




Похожие работы:

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Московский физико-технический институт (государственный университет) РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Московского физико-технического института (государственного университета) в 2004 году МОСКВА Под редакцией Н.Н. Кудрявцева, Т.В. Кондранина, В.Б. Киреева, Л.В. Ковалёвой Результаты работы Москов...»

«ПЕРЕЧЕНЬ Организаций по техническому обслуживанию, имеющих действующий сертификат соответствия на 29.01.2016 №№ НОМЕР ДАТА СРОК ОРГАНИЗАЦИЯ МЕСТО ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ п.п. СЕРТИФИКАТА ВЫДАЧИ ДЕЙСТВИЯ 1. 2021140027 ООО "ПАРМ-Авиа" г. Москва, Ленинградский прос...»

«Колосовская Ульяна Сергеевна МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСОВ В ИЕРАРХИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ СЕТЕВОЙ СТРУКТУРЫ С ЗАТРАТАМИ И ПОГЛОЩЕНИЯМИ Специальность 05.13.01 – "Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и промышленности)" (техничес...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ 34315— МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ (EN 14829:2007) ОБОГРЕВАТЕЛИ НЕЗАВИСИМЫЕ ГАЗОВЫЕ БЕЗ ДЫМОХОДА С НОМИНАЛЬНОЙ ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТЬЮ НЕ БОЛЕЕ 6 кВт (EN 1...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ГОСТР СТАНДАРТ ИСО 13370РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЕПЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗДАНИЙ Метод расчета теплопередачи через грунт (ISO 13370:2007, Thermal performance of buildings — Heat transfer...»

«Зурахов Владимир Сергеевич ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДЕФОРМАЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЛИАМИДНЫХ ТКАНЕЙ ДЛЯ ПАРАШЮТНЫХ КУПОЛОВ КАК СРЕДСТВО ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОТБОРА Специальность: 05.19.01 материаловедение производств текстильной и легкой промышленности Автореферат диссертации на соис...»

«О. А. Черныш. Окружение исторического контекста в структуре и содержании. УДК 81’42 DOI: 10.23951/1609-624X-2018-2-143-147 ОТРАЖЕНИЕ ИСТОРИЧЕСКОГО КОНТЕКСТА В СТРУКТУРЕ И СОДЕРЖАНИИ ТЕКСТА ДОКУМЕНТА (НА МАТЕРИ...»

«ФЕДЕРАЛЬНАЯ НАЛОГОВАЯ СЛУЖБА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПРОТОКОЛ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА МЕЖДУ КОНТРОЛЬНО-КАССОВОЙ ТЕХНИКОЙ И ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ ОПЕРАТОРА ФИСКАЛЬНЫХ ДАННЫХ Версия 1.1.006 от 15...»







 
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.