Техническая система предприятия

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный университет сервиса и экономики»

Выборгский филиал

Кафедра «Экономика и управление»

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по курсу "Технологические системы сферы сервиса "

Выполнила: Мартынова Т.В.

Группы:6/2209

Проверил: Зайцев В.А.

г. Выборг 2012 г.

Содержание

Введение

1. Надежность технических систем и инженерного оборудования

2. Подбор и компоновка оборудования технологической и технической системы отрасли в помещении

3. Расчет искусственного освещения помещения

4. Расчет электроснабжения помещения

4.1 Распределение нагрузки по фазам

4.2 Расчет сечения проводников и кабелей

5. Расчет вентиляции (кондиционирования) помещения

5.1 Расчет тепло и влагоизбытков

5.2 Подбор вентилятора и электродвигателя

5.3 Расчет надежности оборудования (системы)

Общие теоретические основы деятельности

Заключение

Список используемой литературы

Приложение

Введение

Техническая система - это искусственно созданные объекты, предназначенные для удовлетворения определенной потребности, которым присущи возможность выполнения не менее одной функции, многоэлементность, иерархичность строения, множественность связей между элементами, многократность изменения состояний и многообразие потребительских качеств. К техническим системам относятся отдельные машины, аппараты, приборы, сооружения, ручные орудия, их элементы в виде узлов, блоков, агрегатов и др. сборочных единиц, а также сложные комплексы взаимосвязанных машин, аппаратов, сооружений и т.п.

Техническая система относятся к самому большому классу технических объектов. Техническая система существует в трех модусах (проявлениях): 1) как изделие производства; 2) как устройство, потенциально готовое совершить полезный эффект; 3) как процесс взаимодействия с компонентами окружающей среды (источником внешней энергии, потребителем и т.д.), в результате которого и происходит эксплуатация (функционирование) технической системы и образуется полезный эффект. 1-й модус раскрывается в предметной декомпозиции технической системы, в выявлении всех ее неделимых, условно монолитных деталей и сборочных единиц; 2-й - в функциональной декомпозиции, в выявлении одно- и многофункциональных элементов; 3-е, рабочее состояние технической системы раскрывается в генерируемых процессах (сменах состояний) и рабочих циклах, включающих взаимосвязанные процессы.

Ни один из функциональных элементов не может быть воспроизведен непосредственно, а существует благодаря деталям и сборочным единицам, которые по отношению к ним выступают в качестве предметов-носителей. Устройства, непосредственно участвующие в создании полезного эффекта технической системы, ответственны за степень совершенства рабочего процесса и ресурс работы.

Для обеспечения ресурса часто используются спец. элементы, демпфирующие колебания, устройства охлаждения, разъемы, причем последние, повышая технологичность конструкции технической системы, требуют устройства крепления деталей, состояние которого во время эксплуатации технической системы сказывается на ее надежности.

1. Современные направление и уровень развития технологических и технических систем отрасли

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования.

Надежность - сложное свойство, которое в зависимости от назначения объекта и условий его применения представляет собой сочетание некоторых частных свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Теория надежности изучает процессы возникновения отказов объектов и способы борьбы с этими отказами.

При анализе и оценке надежности конкретные технические устройства именуются обобщенным понятием "объект". Объект - это предмет определенного целевого назначения, рассматриваемый в периоды проектирования, производства, эксплуатации, изучения, исследования и испытаний на надежность. Объектами могут быть системы и их элементы, в частности технические изделия, устройства, аппараты, приборы, их составные части, отдельные детали и т.д.

В теории надежности для удобства решения задач часто различают системы и элементы. Под системой понимается совокупность совместно действующих элементов с определенными связями, предназначенная для выполнения определенных функций. Термин «элемент» применяется для составной части системы. Обычно элемент не предназначается для самостоятельного практического применения, но должен обладать способностью выполнять определенные функции в системе.

Объекты могут находиться в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном. Работоспособностью называется состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции с параметрами, установленными требованиями технической документации.

Для правильной оценки надежности необходимо четко сформулировать определение неработоспособного состояния.

Теория надежности позволяет определить качественные оценки, называемые показателями надежности. С их помощью можно объективно оценить надежность элементов, узлов, устройств, системы. Методы теории надежности являются вероятностными, поэтому они могут дать практические результаты, только если опираются на достаточный по объему статистический материал. Данные должны содержать информацию об отказах аппаратуры и ПО, а также о восстановлении работоспособности. Для ее получения ведутся наблюдения в течение длительного времени с документированием отказов и ремонтов.

Определение количества наблюдаемых объектов и длительности испытаний делается при помощи методов математической статистики, но общее правило гласит: чем больше статистики, тем достовернее результат.

Документальной формой сбора и накопления данных являются журналы статистического наблюдения, в которых фиксируются даты и причины отказов, время поиска и определения причин, время восстановления.

Как видно из определения, надежность является комплексным свойством, которое в зависимости от назначения объекта и условий его пребывания может включать безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость или определенное сочетание этих свойств.

1.Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять работоспособное состояние в течение некоторого времени или наработки.

2.Долговечность - свойство объекта сохранять работоспособное состояние при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

3.Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем технического обслуживания и ремонта.

4.Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных пределах значения параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции, в течение и после хранения и (или) транспортирования.

5.Работоспособность - такое состояние объекта, при котором он способен выполнять заданные функции, удовлетворяя требованиям нормативно-технической документации. Работоспособность - это характеристика состояния объекта в некоторый момент времени.

Для оценки надежности ИС находят применение дополнительные стороны надежности:

1. Живучесть - свойство объекта или системы сохранять работоспособность (полностью или частично) в условиях неблагоприятных воздействий, не предусмотренных нормативными условиями эксплуатации.

2. Сбой - кратковременное нарушение работоспособности системы, после которого работоспособность восстанавливается оператором без проведения ремонта или самовосстанавливается.

3. Ошибка - проявление сбоя или отказа компонента ИС.

4. Достоверность информации - свойство системы выдавать достоверную информацию при возникновении в ней сбоев.

5. Отказоустойчивость - свойство системы продолжать выполнение заданных функций после возникновения одного или нескольких сбоев или отказов отдельных элементов.

6. Конфигурация - совокупность и способ взаимодействия программных и аппаратных средств системы, направленных на выполнение рабочего задания.

7. Реконфигурация - изменение состава и способа взаимодействия программных и аппаратных средств системы с целью исключения отказавших элементов.

8. Ремонт - восстановление работоспособности системы с помощью специалистов.

9. Избыточность - дополнительные программные и аппаратные средства, возможности алгоритма для выполнения дополнительных функций, предназначенных для повышения надежности ИС.

Информационная избыточность - некоторое повторение информации в той или иной форме, позволяющее восстанавливать исходные данные в случае каких-либо нарушений в работе системы. Характерным способом введения избыточности является резервирование - использование дополнительных средств и возможностей с целью сохранения работоспособности системы при отказе одного или нескольких ее элементов.

Различают статическую и динамическую избыточность. Статическая избыточность реализуется автоматически сразу после возникновения отказа: система построена так, что после отказа ее ненарушенная часть позволяет продолжить выполнение задания. Динамическая избыточность реализуется только после некоторой перестройки работы системы, получившей сигнал об отказе от устройства контроля.

10. Отказ - событие, заключающееся в том, что система полностью или частично теряет свойство работоспособности.

Указанные важнейшие свойства надежности характеризуют определенные технические состояния объекта. Различают пять основных видов технического состояния объектов.

1. Исправное состояние - состояние объекта, при котором он соответствует всем требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

2. Неисправное состояние состояние - объекта, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

3. Работоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения всех параметров, характеризующих способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

4. Неработоспособное состояние - состояние объекта, при котором значения хотя бы одного параметра, характеризующего способность выполнять заданные функции, не соответствует требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской (проектной) документации.

5. Предельное состояние - состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно.

Переход объекта (изделия) из одного вышестоящего технического состояния в нижестоящее обычно происходит вследствие событий: повреждений или отказов.

Повреждение - событие, заключающееся в нарушении исправного состояния объекта при сохранении работоспособного состояния.

Переход объекта из исправного состояния в неисправное не связан с отказом.

Безотказность (и другие составляющие свойства надежности) проявляется через случайные величины, наработку до очередного отказа и количество отказов за заданное время. Количественными характеристиками свойства здесь выступают вероятностные переменные.

Конечной целью расчета надежности технических устройств является оптимизация конструктивных решений и параметров, режимов эксплуатации, организация технического обслуживания и ремонтов. Поэтому уже на ранних стадиях проектирования важно оценить надежность объекта, выявить наиболее ненадежные узлы и детали, определить наиболее эффективные меры повышения показателей надежности. Решение этих задач возможно после предварительного структурно - логического анализа системы.

Большинство технических объектов являются сложными системами, состоящими из отдельных узлов, деталей, агрегатов, устройств контроля, управления и т.д.. Техническая система (ТС) - совокупность технических устройств (элементов), предназначенных для выполнения определенной функции или функций. Соответственно, элемент - составная часть системы.

Расчленение ТС на элементы достаточно условно и зависит от постановки задачи расчета надежности.

При определении структуры ТС в первую очередь необходимо оценить влияние каждого элемента и его работоспособности на работоспособность системы в целом. Очевидно, что при анализе надежности ТС включают в рассмотрение только элементы, отказ которых сам по себе или в сочетании с отказами других элементов приводит к отказу системы.

Фундаментальным понятием теории надежности, который определяет остальные понятия, является отказ. Под отказом понимают случайное событие, в результате которого объект теряет работоспособность и переходит в неработоспособное состояние. Потерей работоспособности является утрачивание хотя бы одной выполняемой функции или уход за допустимые пределы хотя бы одного эксплуатационного показателя. Допустимые пределы указываются в документации на изделие. Примеры отказов: повреждение микросхемы, потеря дорожки на носителе и т.д. Для устранения отказов и восстановления работоспособности требуются действия для нахождения места отказа, определения его причины и устранения.

Различают внезапные (мгновенные) и постепенные (износовые) отказы. Внезапный отказ происходит в результате скачкообразного, практически мгновенного изменения какого-либо параметра. Примеры: пробой электронно-дырочного перехода полупроводникового прибора, повреждение микросхемы разрядом статического электричества. Постепенные отказы вызываются медленным накоплением изменений в течение длительного времени (деградация). Примеры: износ головок записи/считывания, высыхание ленты в принтере, потеря эмиссии в электронно-лучевой трубке экрана.

В теории надежности, как правило, предполагается внезапный отказ, который характеризуется скачкообразным изменением значений одного или нескольких параметров объекта. На практике приходится анализировать и другие отказы, к примеру, ресурсный отказ, в результате которого объект приобретает предельное состояние, или эксплуатационный отказ, возникающий по причине, связанной с нарушением установленных правил или условий эксплуатации.

Основными показателями надежности являются:

· интенсивность отказов,

· вероятность безотказной работы,

· вероятность отказов,

· средняя наработка на отказ,

· среднее время восстановления.

Основными показателями технической эффективности любой системы являются производительность и надежность. Проблема надежности включает вопросы поддержания физического (технического) состояния аппаратных и программных средств и обеспечения их работоспособности. Моменты появления отказов и сбоев, время поиска и устранения неисправностей, моменты появления ошибок в программах и продолжительность их поиска зависят от очень многих факторов и поэтому непредсказуемы, т.е. случайны. Неисправность может случиться через год, а может - через час. Поэтому невозможно предсказать точное время таких событий, а можно только прогнозировать их с большей или меньшей вероятностью.

В непосредственной связи с понятием «надежность» находится понятие «эффективность». Эффективностью системы называется свойство выдавать некоторый полезный результат (эффект) при использовании ее по назначению.

Надежность и эффективность - взаимосвязанные понятия. Чем выше надежность, тем выше и эффективность системы, но до определенного уровня, так как дальнейшее повышение надежности сопряжено с существенными экономическими затратами.

2. Подбор и компоновка оборудования технологической и технической системы отрасли в помещении

оборудование вентиляция электроснабжение инженерный

Еще лет пятнадцать назад понятие «салон красоты» большинство из наших сограждан связывали с дорогими парикмахерскими, которые существуют лишь для обслуживания населения в особых случаях, например накануне свадьбы. А те отдельные личности, которые позволяли себе посещать их чаще, вызывали откровенную неприязнь - мол, у нормального советского человека таких денег быть не может («наши люди на такси в булочную не ездят!»). Уделом большинства были скромные парикмахерские с минимумом услуг (стрижка и окрашивание волос, маникюр и педикюр), и составлявшие предмет гордости женщин собственные косметические секреты домашнего ухода. Тем не менее парикмахерские услуги пользовались популярностью и были доступны практически каждому. В конце восьмидесятых в СССР насчитывалось примерно 64 тысячи парикмахерских, имевших в общей сложности 210 тысяч рабочих мест.

Времена изменились. Сегодня точное количество салонов и парикмахерских в России не берется назвать никто, но, по данным столичного Департамента потребительского рынка и услуг, в этой сфере бытового обслуживания число предприятий, работников и оборот услуг не уменьшается.

Теперь услугами предприятий красоты регулярно пользуются чуть более половины взрослых россиян. При этом, по данным Comcon-Pharma, 41% из них посещает парикмахерские и салоны раз в два-три месяца, а каждый третий - ежемесячно. Но удивительно то, что наиболее активные потребители парикмахерских и косметических услуг, оказывается, живут не в столицах! К примеру, более 16% жителей Дальнего Востока посещают салоны красоты 2-3 раза в месяц, а вот среди москвичей таковых оказалось всего 5,7%, среди питерцев - 2,4%. Причиной этому может служить в первую очередь дороговизна услуг, особенно в Москве, по сравнению с регионами.

Не менее интересно и то, что мужчины несколько преобладают в числе потребителей услуг индустрии красоты (51,3%) над представительницами прекрасного пола (48,7%).

Наиболее популярными остаются традиционные для нашей страны услуги из «парикмахерского» прошлого - стрижка, укладка, окрашивание и химзавивка волос, маникюр и педикюр. Их предпочитают более 72% россиян, пользующихся услугами предприятий красоты. Что же касается таких косметических услуг, как чистка лица, наложение масок, эпиляция и массаж, к ним прибегают всего 2,8%.

По данным Ассоциации «Старая Крепость», в 2002 году объем российского рынка косметических услуг достиг почти 1,8 млрд долл., а их потребление на душу населения составило примерно 12 долл. Для сравнения: этот показатель составляет в Германии около 69 долл., а в Испании - 115 долл. Конечно, между элитным столичным центром красоты и районной парикмахерской существует весьма заметная разница и в цене, и в ассортименте. Так, средняя цена услуги может отличаться в 6-10 раз. А значит, говоря об «услугах салонов красоты» нужно четко понимать, о чем идет речь. Услуги в салонах красоты должны отвечать некоторым требованиям, общим для всех организаций, оказывающих эти услуги. Обязательными требованиями являются - высокое качество оказания услуги; эффективность той или иной процедуры; высокая квалификация специалистов, оказывающих услугу и др. Сегодня на рынке косметических услуг существует большое количество услуг, отвечающих этим требованиям. Одной из них является не так давно появившаяся услуга - фотоэпиляция.

Совсем недавно на косметологическом рынке появились световые методы эпиляции (лазерная эпиляция и фотоэпиляция). Монотонные ручные процедуры удаления волос сменились относительно быстрыми аппаратными, оснащенными компьютерами. Стремительной популярности световых методов эпиляции способствовало их эффективность, отсутствие контакта и как следствие устранение риска инфицирования, что в нынешнее время немаловажно. Первой появилась лазерная эпиляция. Однако узкий спектр ее применения (аппараты работают на фиксированной длине волны) дает возможность удаления лишь черных и темно-коричневых волос на белой коже) и как следствие - многие пациенты так и не получили избавления от своих косметологических проблем, их решило лишь появление фотоэпиляции. Физический принцип действия фотоэпиляции отличается от лазерной. Действие фотоэпиляции основано на теории селективного фототермолиза. Базовый принцип этой теории заключается в селективном поглощении света стержнями и луковицами волос, приводящем к термической деструкции (т.е. разрушению) волосяного фолликула, при относительной индифферентности к проводимому облучению со стороны других структур кожи. Интенсивные световые импульсы генерируются в широком спектре - от 500 до 1200 нм, перекрывая видимый и ближний инфракрасный диапазоны длин волн, то есть в области сильного поглощения света меланином (основной пигмент волос и волосяных фолликулов). Световой поток излучается одиночными сериями до 5 последовательных импульсов длительностью в 2-5 мсек.. В промежутках между импульсами происходит охлаждение нагретой кожи специальными приспособлениями, которыми оборудованы современные косметологические аппараты. Процедура практически безболезненная, некоторые ощущают покалывание, но оно быстро проходит. После процедуры на обработанную кожу наносят смягчающий аэрозоль или крем.

Проектирование электрического освещения предполагает два раздела:

1) светотехнический, в котором выбирают типы источников света и светильников, их наиболее целесообразную высоту установки и размещение; определяют качественные характеристики осветительных установок;

2) электрический, где выбирают схемы питания осветительной установки, рациональное напряжение, сечение и марки проводов, способов прокладки сети, тип и месторасположение щитков.

При проектировании осветительных установок важным моментом является правильное определение требуемой освещенности объекта, значение которой зависит от целого ряда факторов.

По способам размещения светильников в производственных помещениях различают три системы освещения:

- общего (равномерное или локализованное),

- местное,

- комбинированное (общее плюс местное).

Общее равномерное освещение применяется в производственных помещениях с равномерно расположенным технологическим оборудованием, где нет необходимости усилить освещенность какого-либо отдельного участка (например, в общих цехах и машинных залах заводов, в чертежно-конструкторских бюро и конторах, во вспомогательных и непроизводственных помещениях и т.д.). В этом случае светильники располагаются рядами с одинаковыми, как правило, расстояниями междуними, а также с равными интервалами между светильниками в каждом ряду.

Общее локализованное освещение используется в помещениях, где имеются сосредоточенные группами участки или рабочие места, требующие различной освещенности (конвейеры, участки ОТК и т.д.), а также при необходимости создания определенного направления света для групп рабочих мест.

Местное освещение предусматривается на отдельных рабочих местах (станках, верстаках и т.д.) и выполняется светильниками, установленными непосредственно у рабочих мест.

Применяемые совместно системы общего и местного освещения образуют систему комбинированного освещения. Она применяется в помещении для выполнения точных зрительных работ.

По функциональному назначению искусственное освещение подразделяется на четыре вида:

1) рабочее (создающее нормированную освещенность для обеспечения нормальной деятельности на рабочих местах);

2) аварийное (для продолжения функционирования производственного процесса, когда внезапное отключение рабочего освещения может привести к тяжелым последствиям для людей и технологического оборудования. При этом освещенностьна рабочих поверхностях должна составлять не менее 5% от нормированного, но не менее 2 Лк внутри зданий и не менее 1 Лк для территории предприятий. Освещенность внутри зданий более 30 Лкпри газоразрядных лампах и более 10 Лк при лампах накаливания должно обосновываться);

3) эвакуационное (аварийное) (для создания условий безопасного выхода людей при погасании рабочего совещания. Этот вид освещения устраивается в производственных помещениях и зонах работ на открытом воздухе, где при исчезновении освещения может возникнуть опасность травматизма; в производственных и общественных помещениях с количеством работающих более 50 чел; по проходам и лестницам, служащим для эвакуации людей, при этом в помещениях освещенность должна быть не менее 0,5 Лк и 0,2 Лк на открытых территориях);

4) охранное (в нерабочее время во многих помещениях и вдоль границ территории предприятия необходимо минимальное искусственное освещение для несения дежурства пожарной и военизированной охраны - охранное освещение. Освещенность его должна быть 0,5 Лк на уровне земли в горизонтальной плоскости или на уровне 0,5 м от земли на одной стороне вертикальной плоскости, перпендикулярной к линии границы.

В настоящее время имеется достаточно широкий ассортимент источников света: лампы накаливания; люминесцентные (ЛХБЦ, ЛДЦ, ЛХБ, ЛБ, ЛД, ЛТД и т.д.); ртутно-кварцевые лампы с исправленной цветностью типа ДРЛ, металлогалогенные типа ДРИ; ксеноновые и натриевые.

Лампы накаливания используются в основном в светильниках местного освещения, осветительных установках аварийного освещения и некоторых других случаях.

Люминесцентные лампы имеют более высокую световую отдачу и срок службы по сравнению с лампами накаливания. Однако все разновидности люминесцентных ламп имеют в своем спектре преобладание излучений в сине-фиолетовой и желтой частях и недостаток излучений в красной и сине-зеленой частях спектра, что заметно искажает цветопередачу. Лишь лампы с исправленной цветностью типа ЛДЦ обеспечивает удовлетворительную цветопередачу по всему спектру за исключением оранжево-красной части.

Учитывая характеристики люминесцентных ламп,их следует применять:

1) для общего освещения помещений с производством работ по 1-V и VII разрядам;

2) для общего освещения помещений при недостаточном естественном освещении или его отсутствии;

3) для освещения помещений, в которых требуется правильная цветопередача;

4) в ряде случаев для местного освещения.

Наиболее экономичными являются лампы типа ЛБ.

Общим недостатком всех газоразрядных ламп является стробоскопический эффект, обусловленного пульсацией светового потока из-за малой инерционности ламп. Это приводит к искаженному восприятию движущихся объектов и утомлению глаз работающих. Разделение ламп на группы подключениеих на разные фазы снижает указанный эффект на 10% и более.

Лампы типа ДР применяются для:

1) общего освещения производственных помещений высотой более 8 м, в которых не требуется правильной цветопередачи;

2) освещения территорий промышленных предприятий (исключая дежурное освещение).

3. Расчет искусственного освещения помещения

Целью расчета является определение числа и мощности источников света, необходимых для создания нормированной освещенности, выбор и расчет наиболее экономичного варианта системы питания осветительных установок.

Для расчетов необходима следующая исходная информация:

1) план цеха с нанесенным технологическим оборудованием и электроприемниками;

2) внутренняя окраска помещения, определяющая коэффициенты отражения стен и потолка;

3) высота помещения, возможные места размещения светильников и высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, если таковые используются;

4) разряды зрительной работы выполняемой, в производственных помещениях;

5) возможные источники питания осветительных сетей.

Для аварийного и эвакуационного освещения следует применять: лампы накаливания, а также люминесцентные лампы, если минимальная температура воздуха в помещении не менее +10°С, а напряжение на лампах в любом режиме не менее 0,9U

И нельзя применять для данных видов освещения: лампы типов ДРЛ, ДРИ, ксеноновые лампы, натриевые лампы высокого, давления типа ДНаТ.

Необходимое число ламп для освещения «n» вычисляется по выражению:

(1)

где: Е_Н - минимальная (нормированная) освещенность.

Согласно СниП 11-4-89 зрительные работы по высокой точности в помещении относятся к III разряду с освещенностью Е_Н=300лк, а при средней точности ко II разряду с освещенностью Е_Н=200лк.

Кз - коэффициент запаса (для люминесцентных ламп производственных цехов предприятий сферы сервиса - Кз=1.6 - 1.7, а для остальных помещений Кз=1.1 …1.5);

F - площадь освещаемого помещения, м²;

K₀ - коэффициент минимальной освещенности, равный отношению средней освещенности к минимальной, К₀ = 1.1…1.5;

S - световой поток ламп, лм (см. табл.1);

K_Н - коэффициент использования светового потока, равный отношению потока, подающего на рабочую поверхность, к общему потоку ламп (см.табл.2).

Таблица 1 Характеристика осветительных ламп

Световой поток, S, лм	500	900	1450	2000	3000	4500	8000
Тип мощности ламп накаливания	НБК-40	НБ-60	НБК-100	НГ-150	НГ-200	НГ-300	НГ-500
Тип мощности люминесцентных ламп	-	ЛД20	ЛДЦ-30	ЛБ30	ЛБ40	ЛХБ80	ЛХБ150

Коэффициент использования светового потока зависит от к.п.д. светильника, коэффициента отражения потолка р_n стен р_с, величины показателя помещения i, учитывающего геометрические параметры помещения, высоту подвески светильника h_p.

Значение высоты подвеса светильника над рабочей поверхностью h_p вычисляется по выражению:

(2)

где: H - высота помещения, м; h_pm - высота рабочего места = 0.8 м, h_c - высота подвеса светильника от потолка, м;

Величина показателя i равна:

(3)

где: L и B - длина и ширина помещения, м.

Возьмем i=5.

Величина коэффициента использования светового потока светильника, К_и для различных светильников выбирается по данным таблицы 2.

Таблица 2

pn, %	pc, %	Показатели помещения, i
		0,5	0,7	0,9	1,1	1,3	1,5	1,7	2,0	3,0	4,0	5,0
30	10	23	35	42	46	48	50	52	55	60	63	64
50	30	26	38	44	48	50	52	55	57	62	65	66
70	50	31	42	48	51	53	56	56	60	66	67	70

Светильники с двумя лампами располагаются прямоугольно при расстоянии между рядами светильников r_p = 1.5 h_р , м и с расстоянием от стенок до светильников r_c = 0.25*r_p. Установленное количество светильников в помещении не должно превышать 20% расчетной световой поток ламп.

4. Расчет электроснабжения помещения

4.1 Распределение нагрузки по фазам

По рассчитанному числу светильников определенные мощности равномерно распределяются по фазам после размещению светильников на плане помещения. На плане указываются установленные мощности, проводки с несколькими нагрузками.

Рис. 1а План помещения и расположения светильников

Рис.1б Расчетная схема

4.2 Расчет сечения проводников и кабелей

1. По рис.1а составляется расчетная схема рис.1б.

2. Предположим, что провода одного сечения по всей длине проводки, вычисляются моменты нагрузок не по участкам «i», а по полным длинам «L» от каждой нагрузки до источника электропитания:

(4)

Где: L₁=l₁, L₂=l₁+l₂, L₃=l₁+l₂+l₃, L₄=l₁+l₂+l₃+l₄

Если считать моменты нагрузок по участкам, то тогда

(5)

Где: P₁=p₁+p₂+p₃+p₄, P₂=p₂+p₃+p₄, P₃=p₃+p₄, P₄=p₄

1. Допустимая потеря напряжения в вольтах

(6)

Согласно ПЭУ для осветительных сетей ДU=±5% от номинального, для силовых сетей ДU=±10%/

2. Сечение проводов должно быть не менее, чем подсчитанные по выражению:

(7)

Где: г - удельная проводимость для меди = 54, а для алюминия - = 32;

U - номинальное напряжение, В, для осветительной (однофазной) сети U=U_ф = 220 В, для силовой (трехфазной) сети U=Un=380 В.

3. Ток на головном участке проводки, А

i₁=P₁/U_ф =100/220=0.45 - для однофазной линии;

i₃=P₁/1.73*U_n*cosц₀₁= 100/1.73*380*1.3=0.507 - для трехфазной линии.

Где: Р₁ - мощность, проходящая по участку 01, Вт; U_ф - фазное напряжение, 220 В; U_л - линейное напряжение, 380 В, cosц₀₁ - коэффициент мощности участка 01.

При решении данной задачи необходимо рассмотреть вопросы:

- выбора напряжения и схемы питания;

- выбора типа и месторасположения щитков;

- выбора марки провода и способа прокладки;

- расчет осветительной сети (по потери напряжения, по току, по механической прочности).

Для светильников общего освещения рекомендуется напряжение не выше 380/220 В переменного тока при заземленной нейтрале и не выше 220 В переменного тока при изолированной нейтрали и постоянного тока. Электроснабжение рабочего освещения выполняется самостоятельными линиями от щитов подстанции 380/220 В на осветительные магистральные пункты или щитки, а от них - к групповым осветительным щиткам. Напряжение от групповых щитков к светильникам подается по групповым линиям.

Допускается питание освещения от силовых магистралей при схемах: блок трансформатор - магистраль, если колебания и отклонения напряжения не превышают норм (ГОСТ 13109-67). При этом целесообразно применять шинную магистраль, которая прокладывается поперек пролетов здания, а к ней присоединяются ответвления к продольным рядам светильников.

Светильники аварийного освещения (для продолжения работ и эвакуации) в зданиях без естественного освещения должны присоединяться к независимому источнику питания. Допускается питание от сети рабочего освещения при наличии автоматического переключения на источники питания аварийного освещения при внезапном отключении рабочего освещения. Светильники аварийного освещения для эвакуации из зданий с естественным освещением должны присоединяться к сети, независимой от сети рабочего освещения, начиная от щита подстанции или от ввода в здание (при наличии только одного ввода).

Запрещается присоединение сетей освещения всех видов к распределительной силовой сети и применение силовых сетей и пунктов для питания освещения зданий без естественного света.

Для определения электрических нагрузок имеется несколько методов. Однако в настоящее время считается целесообразным использованием для расчета цеховых нагрузок (до 1000 В) метод упорядоченных диаграмм - по средней мощности и коэффициенту максимума, а предприятий (свыше 1000 В) методом коэффициента спроса - по установленной мощности и коэффициенту спроса. Оба метода достаточно просты для использования в практических расчетах, хорошо обеспечены исходными данными и гарантируют достаточную точность совпадения расчетных и реальных результатов.

Прежде чем приступить к выбору числа и мощности трансформаторов цеховой подстанции 6-10/0,4 кВ, необходимо определиться с размещением компенсирующих устройств по сторонам напряжения, так как неучет реактивной мощности при расчетах может внести существенную погрешность на величину мощности выбираемых трансформаторов илиих число. Установка компенсирующих устройств на низкой стороне (в нашем случае на стороне 0,4 кВ) позволяет снизить либо установленную мощность трансформаторов (при небольшом их числе на ТП), либо уменьшить их число (при больших группах цеховых трансформаторов).

Установка КУ на стороне 6-10 кВ экономичнее, чем установка их на стороне до 1000 В, но может привести к обратному эффекту: увеличению установленной мощности трансформаторов или их числа, а также к дополнительным потерям электроэнергии. Поэтому при решении вопроса размещения ИРМ необходимо проводить технико-экономическое обоснование.

В настоящее время для компенсации реактивной мощности в качестве ИРМ используют комплектные конденсаторные установки (ККУ), синхронные двигатели (СД), которые установлены для выполнения технологического процесса, реже синхронные компенсаторы (обычно на стороне 6-10 кВ) и фильтр - компенсирующие устройства (ФКУ). Из-за отсутствия серийного производства не могут быть использованы экономичные ИРМ на базе тиристорных преобразователей, а также тиристорные преобразователи, работающие с опережающими углами управления.

Величина мощности, месторасположение и вид ЭП определяют структуру схемы и параметры элементов электроснабжения предприятия. При проектировании определению подлежат обычно три вида нагрузок:

1) средняя за максимально загруженную смену Р_СМ и среднегодовая Р_СТ. Величина Р_СМ необходима для определения расчетной активной нагрузки Р_Р. Величина Р_СГ - для определения годовых потерь электроэнергии;

2) расчетная активная Р_Р и реактивная Q_Р мощности. Эти величины необходимы для расчета сетей по нагреву, выбора мощности трансформаторов и преобразователей, а также для определения максимальных потерь мощности, отклонений и потерь напряжения;

3) максимальная кратковременная (пусковой ток) I_П. Эта величина необходима для проверки колебаний напряжения, определения тока трогания токовой релейной защиты, выбора плавких вставок предохранителей и проверки электрических сетей по условиям самозапуска двигателей.

5. Расчет вентиляции (кондиционирования) помещения

5.1 Расчет тепло и влагоизбытков

Расход приточного воздуха определяется видом ассимилируемых вентиляций вредностей теплоизбытков или загозованности (влагоизбытки и загозованность в этом случае не рассматривается).

Расчетные зависимости для определения расхода приточного воздуха представлены в таблице 3.

Таблица 3 Расход приточного воздуха

Вид вредностей	Зависимость для вычисления расхода, L, м3/ч	Зависимость для вычисления составляющих
Теплоизбытки	Qn/[c(ty-tn)p] = =1738.3/[1(28-18]0.435=7561.6	Qn=еQi=Qоб+Qn+Qосв+Qз=1738.3 Qоб=3,6Pпотр=3.6*220=792 Qn=Q'nnn=180*4=720 Qоса=3,6AF=3.6*4.5*6=97.2 Qз=3,6kPад(1-h)/h=3.6*0.2*380(1-0.78)/0.78=77.1 W=Wоб+Wn=2.7+0.8=3.5 Wn=wnn=0.2*4=0.8
2. Тепло - и влагоизбытки	Qn/[(iy-in)p]=1738.3/[1(46.7-44.2)0.435=1890.4 Wn/[(dy-dn)p]=0.8/[(2.4-1.5)0.435]=0.3132
3. Вредные газовыделения	M/(Ky-Kn)=0.3253/(0.6-0.3)=1.084	M=Mута=KзKpVпн(m/T)1/2=1*0.182*126=103.3 Mсн=dвKc(P/370)1/2=12*0.0002(6.88*105/370)1/2=0.3253 Mпр=AnmFn/100=60*12*8/100=57.6

Где: Q_n - полные тепловыделения в рабочую зону,

кДж/ч (Вт); Q_об - теплоизбытки от технического оборудования, кДж/ч

Р_потр - потребляемая мощность, Вт;

Q'_n - теплоизбытки от одного человека, 150….350 Вт (540…1250 кДж/ч);

n_n - число людей, работающих в смене;

Q_n - теплоизбытки от людей, кДж/ч;

Q_оса - теплоизбытки от свещения, кДж/ч;

А - удельный теплоприток в секунду, Вт/(м²с) (для производственных помещений А=4,5, для складских - А=1 Вт/(м²с));

Qз - теплоизбытки от работающих электродвигателей, кДж/ч;

Р_ад - установленная мощность, электродвигателя, Вт;

к - коэффициент, учитывающий одновременность работы, загрузку и тип электродвигателя, к=0.2…0.3;

h - к.п.д. электродвигателя;

W - влагоизбытки, w - влаговыделения от одного человека, (при температуре воздуха в помещении t=22…28С° - w=0.1…0.25 кг/ч);

W_n - влаговыделение от людей, кг/ч;

W_об - влаговыделения от оборудования, определяемое по справочникам, кг/ч;

М_уто - количество вредных веществ, поступающих в помещение в результате утечек через неплотности технологического оборудования, кг/ч;

К_з - коэффициент запаса, характеризующий состояние оборудования, К_з = 1….2;

К_р - коэффициент, зависящий от давления газов или паров в технологическом оборудовании.

Р, Па	менее 1,96*105	1,97*105	до 6,88*105
Кр	0,121	0,166	0,182

V_вн - внутренний объем технологического оборудования и трубопроводов, находящихся под давлением, м³;

m - относительная молекулярная масса газов или паров в аппаратуре (для трихлорэтилена m =118);

Т - абсолютная температура газов или паров, °К (273+t°С)

М_сн - массовый расход (утечки) вредных веществ через сальники насосов, кг/ч;

d_в - диаметр вала или штока, мм;

К_с - коэффициент, учитывающий состояние сальников и степень токсичности вещества, К_с = 0.0002…….0.0003;

Р - давление, развиваемое насосом, Па;

М_пр - массовый расход паров растворителей;

А_л - расход лакокрасочных материалов в граммах на 1 м² площади поверхности , г/м²

m - содержание в краске летучих растворителей, % (см. табл.);

F_и - площадь поверхности изделия, окрашиваемая или лакируемая за 1 час, м²;

Материал	Способ покрытия	Ал, г/м2	м, %
Бесцветный аэролак	Кистью	200	92
Нитрошпаклевка	Кистью	100….180	35….10
Нитроклей	Кистью	160	80….5
Цветные аэролаки и эмали	Кистью	180	75
Масляные лаки и эмали	Распылением	60…90	35

с - удельная теплоемкость воздуха, с=1кДж/(кгК);

t_n, t_y - температура воздуха, подаваемого в помещении или удаляемого, °С; р - плотность воздуха, кг/м³;

i_n, i_y - теплосодержание приточного или удаляемого воздуха, кДж/кг;

Теплосодержание приточного воздуха

Город	iп кДж/кг
Москва Санкт-Петербург Архангельск Мурманск Киев Владивосток	49,6 46,7 47,0 41,6 53,8 55,0

d_n, d_y - влагосодержание приточного или удаляемого воздуха, г/кг сухого воздуха;

К_n - концентрация вредных веществ в приточном воздухе, г/м³. Обычно принимается равной 30 % предельно допустимой концентрации (ПДК) данного вещества;

К_у - концентрация вредных веществ в удаляемом воздухе, принимается равной ПДК.

При выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ разноправного действия, воздухообмен для их нейтрализации вычисляется для каждого вредного вещества отдельно.

При выделении в воздух рабочей зоны нескольких вредных веществ одноправленного действия., воздухообмен для их нейтрализации вычисляется путем суммирования объемов воздуха для разбавления каждого вещества в отдельности до его ПДК, т.е. до К_i , определяемой по выражению:

еК_i/(ПДК)_iЈ1=0.5, тогда К_y = ПДК = К_i=0.5

5.2 Подбор вентилятора и электродвигателя

Вентилятор подбирается в соответствии с подсчитанными общим расходом воздуха L, м³/ч и общий потерей давления еP_i, Па.

а) определение параметров вентилятора

Наиболее современными и экономическими являются центробежные (радиальные) вентиляторы типа Ц4-70.

б) Определение мощности электродвигателя для привода вентилятора

Р_эд=LеP₁K_з /(3600*1000*h_вh_пh_р), кВт.

Где: К_з - коэффициент запаса = 1.25.

h_в - к.п.д. вентилятора = 0.8

h_п - к.п.д. учитывающий механические потери в подшипниках вентилятора=0.95

h_р - к.п.д., учитывающий механические потери в передаче от вентилятора и двигателя =0.9.

При еP₁=Р получим для выбранного вентилятора мощность электродвигателя: Р_эд.= 2500*750*1.25/3600*1000*0.8*0.95*0.9=0.95 кВт.

5.3 Расчет надежности оборудования (системы)

Общие теоретические основы деятельности.

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

Рис.2 Последовательно-параллельное соединение элементов

Рис.3 Параллельно-последовательное соединение элементов

Вероятность безотказной работы для системы с последовательным соединением элементов вычисляется как произведение вероятностей отдельных элементов (подсистем), т.е.

P_1-n=P₁*P₂*P₃….*P_n ,

где P_1-n - вероятность безотказной системы из «n» элементов, а P₁, P₂, ….P_n - вероятность безотказной работы одного «i» элемента.

Для системы с параллельными соединением элементов вероятность безотказной работы вычисляются по формуле:

P_1-n=1-(1-P₁)*(1-P₂)*…*(1-P_n).

Вероятность безотказной работы для структуры с последовательно-параллельным соединением (рис.2) вычисляется по формуле:

P_1-4=P_1-2*P_3-4=[1-(1-P₁)(1-P₂)]*[(1-(1-P₃)(1-P₄)]

Для структуры с параллельно-последовательным соединением элементов (см.рис.3) вероятность безотказной работы вычисляются по выражению:

P_5-8 = 1-(1-P_5-6)(1-P_7-8)=1-(1-P₅*Р₆)(1-P₇Р₈)

При вероятности безотказной работы системы, превышающей 0.9, т.е l_сtЈ0.1 c достаточной для практики точность при внезапных отказах элементов, когда приработка оборудования закончена, а старение еще не наступило, наиболее применим экспоненциальный закон распределения вероятности безотказной работы, т.е.

Р_б(t)=е^-l=1-l_еt

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

Откуда:

l_еt=1-Р_э(t) и l_е=(l-P_э(t))/t

Частота отказов:

а_с = l_е* е^-l=l_е(l-l_е*t)= l_е*P_e

При средней вероятности отказов каждого из элементов подсистем Р_с.ср=0.998 имеет в течение t₀=10 часов работы: l₀t₀=0.002, т.е. l₀=0.002/10=0.2*10^-3 1/ч. Средняя наработка до первого отказа системы Т⁰_ср=1/l₀=1/0.2*10^-3=5000 ч. Следовательно, Т_ср =2Т⁰_ср=2*5000=10000 ч.

Тогда частота отказов вычисляется по формуле:

а_с = l₀²* tе^-l=0.04*10^-6* tе^-l,

а интенсивность отказов по выражению:

l_е=а_с/Р_к=0.04*10^-6*t/(l+0.2*10^-3t)

Заключение

В салонах красоты силовые трансформаторы устанавливают на главных понизительных, на цеховых и на специальных подстанциях. Преобразовательных электропечных, сварочных и др. Потери электроэнергии в трансформаторах являются неизбежными, однако размер их должен быть доведён до возможного минимума путём правильного выбора мощности и числа силовых трансформаторов, а также рационального режима их работы. Кроме того, следует стремиться к уменьшению потерь электроэнергии путём исключения холостого хода трансформаторов при малых загрузках. Это мероприятие имеет особое значение при эксплуатации цеховых трансформаторов предприятий, работающих в одну или две смены, а также в выходные дни.

Обычно в салонах красоты в свободное от работы время или в выходные дни ведутся ремонтные работы, испытания оборудования и т.д.. Для производства таких работ также требуется электроэнергия, но в значительно в меньшем количестве, чем в рабочие дни. Включение всех цеховых трансформаторов вызывает большие нерациональные потери за счёт потерь холостого хода трансформаторов. Для устранения таких потерь рекомендуется проектировать новые схемы электроснабжения предусматривая резервные связи (перемычки) на стороне низкого напряжения цеховых трансформаторов. При этом целесообразно питать установки для ремонтных работ, ночного, охранного и дежурного освещения по всей территории предприятия и т. п., включая работу только 1, 2-ух трансформаторов в разных точках сети.

Список используемой литературы

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

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

3. Беккер А. Системы вентиляции. - М.: Техносфера, Евроклимат, 2005.

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

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

Приложение

Планировка помещений парикмахерской.

Проект розеточной сети.



Схема электроснабжения парикмахерской.

Размещено на Allbest.ru

...