Підвищення ефективності та оптимізація режимів роботи систем суднового мікроклімату

Теоретичні основи побудови систем суднового мікроклімату. Оптимальні регулятори комфортності, системи колективної безпеки на танкерах-газовозах та самонастроювані системи. Автоматизація та оптимізація управління процесами кондиціонування повітря.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 31.01.2014
Размер файла 132,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ МОРСЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ТА ОПТИМІЗАЦІЯ РЕЖИМІВ РОБОТИ СИСТЕМ СУДНОВОГО МІКРОКЛІМАТУ

Спеціальність 05.08.05 -- Суднові енергетичні установки

Голіков Володимир Антонович

Миколаїв 2000

УДК 629.12.06:628.84

Дисертація є рукописом

Робота виконана в Одеській державній морській академії Міністерства освіти і науки України.

Офіційні опоненти:

д.т.н., проф. Суворов Петро Семенович -- АТ "Українська Дунайська судноплавна компанія", президент;

д.т.н., проф. Тимошевський Борис Георгійович -- Український державний морський технічний університет ім. адм. Макарова, зав. кафедрою;

д.т.н., проф. Федоровський Костянтин Юрійович -- Севастопольський державний технічний університет, професор кафедри.

Провідна організація: Одеський державний морський університет Міністерства освіти і науки України.

Захист відбудеться 20 листопада 2000 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 38.060.01 в Українському державному морському технічному університеті за адресою: Миколаїв, вул. Героїв Сталінграда 9.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці УДМТУ.

Автореферат розісланий 19 жовтня 2000 р.

Учений секретар спеціалізованої вченої ради, д.т.н., професор Квасницький В.Ф.

мікроклімат судновий автоматизація оптимізація

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Найважливішим стратегічним напрямком розвитку морегосподарського комплексу України є створення безпечних умов праці при експлуатації суднових технічних засобів.

Судна сучасного транспортного флоту характеризуються дією на моряків шкідливих виробничо-побутових факторів фізичної і хімічної природи, виробничо обумовлений контакт з якими зберігається і в неробочий час (період міжвахтового відпочинку). Фактори морської стихії, швидка за часом і значна за величиною зміна природних, насамперед, метеорологічних умов у плаванні доповнює негативний вплив суднових виробничих факторів, що обумовлює не тільки шкідливий характер праці, але й неповноцінність міжвахтового відпочинку членів екіпажів і необхідність обмеження безупинного плавання.

Безпеку судна та охорону людського життя на морі забезпечують суднові енергетичні установки і системи, основними функціями яких є створення технічної надійності судна і формування гігієнічно обґрунтованих умов проживання.

Ріст рівня автоматизації сучасних морських суден, впровадження автоматизованих комплексів по експлуатації суднових енергетичних систем, включаючи навігаційні, істотно змінили характер виробничої діяльності плавскладу, трансформувавши його функції як операторів на рухомому об'єкті. Це, з одного боку, створило передумови для скорочення чисельності суднової служби, а з іншого -- збільшило ступінь нервово-емоційної та енергетичної компонент праці.

У зв'язку з ростом функціональної значимості кожного спеціаліста у судновому екіпажі, для підвищення його надійності як елемента ергатичних систем, включаючи і суднові енергетичні установки, необхідні сучасні системи життєзабезпечення для моряків у тривалих рейсах.

Прогресивні тенденції у розвитку суднобудування та експлуатації флоту, що лежать в основі поліпшення мешкання сучасних морських суден, створюють передумови для істотного підвищення продуктивності праці при збереженні високої працездатності і потенціалу здоров'я моряків. У той же час, результати численних досліджень показують, що спостерігається невідповідність між сучасними гігієнічними вимогами, що базуються на результатах нових науково-теоретичних розробок, і конкретними технічними рішеннями.

Актуальність теми досліджень пов'язана з відсутністю сучасних теорій, що вирішують проблеми адаптації людей до незвичайних умов проживання і життєдіяльності, а також нездатністю суднових енергетичних систем забезпечувати рівень сучасних гігієнічних вимог, у першу чергу, по найважливішому компоненту зовнішнього середовища -- мікроклімату суднових приміщень. Такі обставини викликані складністю вивчення динамічних процесів взаємодії організму людини з навколишнім середовищем, обмеженістю функціонування систем кондиціонування повітря (СКП), низьким рівнем технічних рішень по підготовці повітря та автоматизації процесів кондиціонування повітря.

В даний час ця важлива народно-господарська задача вирішується головним чином шляхом надання морякам компенсацій і пільг за шкідливі і небезпечні умови праці. Однак для незалежної України відродження морського флоту варто починати з оснащення суден новітніми зразками енергетичних установок, включаючи системи суднового мікроклімату (ССМ), здатними створювати всі необхідні умови проживання для активної діяльності людини у тривалому плаванні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами полягає в узагальненні результатів досліджень, виконаних автором і під його безпосереднім керівництвом у рамках таких державних координаційних планів і програм: плану прискорення науково-технічного прогресу на морському транспорті на 1986-1989 рр. і на період до 2000 р. і заходи щодо його забезпечення, схваленого Колегією Мінморфлоту СРСР 27 серпня 1985 р. (прот. № 48, поз. 4.8, 5.6 і 8.3); національної програми досліджень і використання ресурсів Азово-Чорноморського басейну на період до 2000 року (Указ Президента України від 16.12.1993 р., державна програма "Флот і транспорт"); пріоритетному напрямку наукових досліджень Міністерства освіти України на 1992-1996 рр. "Здоров'я людини"; пріоритетному напрямку науково-дослідних і науково-технічних програм Міністерства освіти України на 1997-1999 рр. "Енергоресурси та енергозбереження".

Основні дисертаційні дослідження відбиті в НДР № ГР0196U018699, № ГР018600315, № ГР01826063289.

Метою дослідження є розробка теоретичних основ проектування самонастроюваних ССМ, що вирішують науково-прикладну проблему управління параметрами повітряного середовища в приміщеннях згідно з гігієнічними вимогами проживання на суднах.

У процесі досліджень вирішувалися такі основні задачі:

встановлення кількісних характеристик і функціональних залежностей, що визначають результати нервово-емоційної й енергетичної взаємодії організму моряка з зовнішнім повітряним середовищем для визначення меж області застосовності ССМ;

розробки математичних моделей елементів ССМ для параметризації тепломасообмінних процесів у повітрі при підготовці повітря і формуванні регулюючого впливу на об'єкт управління;

встановлення відповідності результатів моделювання заданим цілям і критеріям з прогнозом розвитку системи;

визначення якості перехідних процесів у контурах регулювання параметрів повітряного середовища в ССМ;

розробки методик визначення оптимальних настроювальних параметрів, алгоритмів їх завдання, оптимізації управління елементами і контролю за режимами роботи ССМ.

Об'єктом дослідження представлені суднові енергетичні установки, найважливішою функцією яких є створення комфортних умов життєдіяльності моряків у плаванні.

Предметом дослідження є ССМ з енергетичними і матеріальними процесами у повітряних потоках: відкритих територій судна, виробничих відсіків, службових приміщень, замкнутих об'ємів місць проживання, технологічними засобами підготовки повітря та управління.

Методи дослідження. У роботі застосовані методи планування експерименту, статистичної обробки даних і статистичного контролю, математичного моделювання на ЕОМ, теорій систем, імовірностей, кондиціонування повітря та інших, що охоплюють основні напрямки системотехніки.

У лабораторних і натурних суднових рейсових дослідженнях застосовані стандартні фізичні, хімічні і психофізіологічні методи, адаптовані до умов судна. Результати досліджень оброблені методами математичної статистики.

Наукова новизна роботи та отриманих результатів полягає в тому, що вперше, на відміну від існуючих СКП, режими роботи яких визначаються метеоумовами, проблема підвищення ефективності ССМ вирішена шляхом наукового обґрунтування нового принципу функціонування системи, згідно якому режими роботи формуються за тепловим станом і ступенем адаптованості людини, а підготовка повітря оптимізується за енергетичними критеріями з додатковим урахуванням метеоумов та ступеня загазованості атмосферного повітря, що відповідає основним положенням концепції кондиціонування суднового мікроклімату.

Отримали наукове обґрунтування:

удосконалена принципова схема перспективної ССМ, як наслідок відкриття явища підвищеної уніполярної іонізації атмосферного повітря над поверхнею води морів і океанів (105…107 ел. зар.см-3) за рахунок балоелектричного ефекту, встановлення закономірностей впливу фізичних і хімічних факторів, особливостей трудової діяльності та стану працездатності людини, а також рівня технічної досконалості процесів підготовки повітря на формування термодинамічного стану повітряного середовища у кондиціонованих приміщеннях суден;

нові методи розрахунку оптимальних значень термодинамічних параметрів кондиціонованого повітря у приміщенні і при підготовці повітря для автоматичного підтримання умов комфортності мікроклімату та зниження до мінімально неминучих витрат енергоспоживання ССМ у статиці та динаміці;

нові технологічні рішення з підготовки повітря в ССМ для забезпечення кондиційності мікроклімату приміщень за газовим складом повітря на рівні ГДКсс шляхом підвищення тиску повітря всередині житлової надбудови до 250…350 Па і безперервного, автоматично керованого очищення приточного повітря до рівня ГДКсс;

нові технічні рішення побудови багатопараметричних регуляторів комфортності оптимальних по відхиленню і швидкодії, а також фільтруючого пристрою, що забезпечує ступінь видалення забруднювача з повітря на рівні не нижче 0,999 при коефіцієнті зрошення 1,0...1,2;

Практичне значення отриманих результатів. Наукові положення, що визначають умови енергетичної і матеріальної рівноваги в системі "людина - судно - навколишнє середовище"стали основою при розробці і створенні систем життєзабезпечення, нормативних, інструктивно-методичних документів, навчально-методичної літератури.

Математичні моделі, блок-схеми, алгоритми, лабораторні і дослідні зразки нової техніки, що застосовані у даних дослідженнях, впроваджені у наступні науково-дослідні і проектно-конструкторські роботи з модернізації і створення систем та засобів колективної безпеки на суднах і в портах під час перевезення хімічно небезпечних вантажів.

Запропоновано системи і засоби, а також конструктивні схеми і технічні рішення, які відрізняються технічною новизною, захищені авторським посвідченням і патентами.

Теоретичні розробки по управлінню мікрокліматом судна дозволили приступити до вирішення широкого спектра проблем, пов'язаних з екологічною безпекою на виробництві.

Реалізація отриманих результатів. За матеріалами досліджень розроблені і впроваджені: "Техніко-експлуатаційні вимоги до автоматизації суднових систем кондиціонування повітря" (1985 р.) і "Вимоги до суднових засобів контролю і забезпечення колективної безпеки екіпажів у житловій надбудові танкерів-газовозів під час перевезення аміаку" (1986 р.); "Розробка і дослідження фільтруючих елементів систем кондиціонування повітря танкерів-газовозів" (1985 р.); "Розробка електронної приставки до датчика раннього виявлення аміаку для захисту від проникнення парів перевезеного вантажу"(1986 р.); "Розробка автоматичної системи регулювання газового складу повітря у приміщеннях надбудови танкера-газовоза"(1987 р.); "Розробка проекту модернізації системи комфортного кондиціонування повітря"(1987 р.); "Розробка і дослідження приладу для діагностики тепловологісної комфортності мікроклімату суднових житлових приміщень" (1986 р.); "Розробка і дослідження приладів управління системами динамічного комфорту"(1985-1986 рр.); "Розробка алгоритмів управління СКП з мінімально неминучими витратами"(1987 р.).

Фрагменти роботи демонструвалися на ВДНГ СРСР і відзначені однією золотою, двома срібними і 4 бронзовими медалями.

Колективна міжвідомча НДР "Розробка і впровадження комплексної системи забезпечення безпеки екіпажів спеціалізованих суден-газовозів"(1991 р.) відзначена дипломом Президії Центрального правління науково-технічного товариства водного транспорту СРСР. Акти впровадження та інші документи, що підтверджують факт реалізації результатів роботи, додаються.

Конкретна особиста участь автора в одержанні наукових результатів, викладених у дисертації, полягає у постановці цілей, формулюванні задач досліджень, одержанні експериментальних даних, проведенні натурних виробничих досліджень і випробувань, побудові математичних моделей, а також участі у технічному виконанні створених на основі проведених теоретичних розробок систем, пристроїв і приладів. В останньому випадку ступінь особистої участі автора становить 60 %. У створенні зразків техніки брали участь Вичужанін В.В., Голіков О.А., Луценко О.В., Фадєєв В.І., з якими у здобувача є публікації, авторське свідоцтво і патенти.

Автор висловлює подяку д.т.н., проф. Овчинникову П.П., д.ф.-м.н. Попову В.Г., к.ф.-м.н. Кривому О.Ф. за консультації у процесі проведення досліджень з математичного моделювання і д.м.н., проф. Шафрану Л.М. за консультації у процесі проведення фізіолого-гігієнічних досліджень з теплової адаптації моряків у рейсах і хімічної безпеки екіпажів танкерів-газовозів.

Апробація роботи. Результати досліджень доповідалися й обговорювалися на: науково-практичному семінарі "Використання ЕОМ при проектуванні суднових систем"(Москва, 1979); VIII всесоюзній науково-технічній конференції "Сучасний стан і перспективи розвитку кондиціонування повітря на суднах"(Миколаїв, 1984); міжнародній науково-практичній конференції "Моряк і його здоров'я"(Болгарія, Бургас, 1988); VII всесоюзній науково-технічній конференції "Проблеми комплексної автоматизації суднових технічних засобів"(Ленінград, 1989); всесоюзній науковій конференції "Людина - океан"(Махачкала, 1990); 19-му симпозіумі з реології (Литва, Клайпеда, 1998); семінарах "Проблеми морської кібернетики"секції наукової ради АН України по проблемі "Кібернетика"(Одеса, 1982, 1986, 1989 і 1994); наукових і науково-методичних конференціях професорсько-викладацького складу ОДМА (1987-1999).

Публікації. За темою дисертації опублікована 41 наукова праця, у тому числі одна монографія, 5 навчальних посібників; 20 статей, авторське свідоцтво і 3 патенти на винаходи, 11 тез доповідей конференцій. Крім того, результати роботи представлені у 26 звітах про НДР.

Структура й обсяг роботи. Дисертація складається з вступу, 7 розділів, висновку, списку літератури з 298 найменувань і додатків. Загальний обсяг роботи -- 408 стор., у тому числі 339 стор. основного тексту, 29 стор. списку літератури, 81 рисунок, 47 таблиць і 40 стор. додатків.

ЗМІСТ РОБОТИ

Вступ присвячено обґрунтуванню обраної тематики по розробці оптимальних ССМ, висвітлюються мета і задачі досліджень, наукова новизна і практичне значення отриманих результатів.

В першому розділі для постановки мети і головних задач досліджень дано аналіз концепцій кондиціонування повітря і кондиціонування мікроклімату на суднах, виявлено основні протиріччя між принципами гігієнічного нормування мікроклімату приміщень і теорією кондиціонування повітря, визначено об'єкт досліджень, критерії вивчення і управління ним.

Концепція кондиціонування повітря, сформована у 60-70 роки Н.К. Вітте, А. Бартоном і О. Едхолмом, Г.Х. Шахбазяном, Е.П. Сергєєвим, Ю.М. Стенько, визначила принципи гігієнічного нормування метеорологічних параметрів мікроклімату приміщень залежно від районів плавання судна і сезонів року. Вони закріпили чільне положення теплового комфорту і теплової адаптації людини, кліматичної і сезонної диференціації стану повітряного середовища, а також виду виробничої діяльності.

Теоретичною основою концепції стало рівняння теплового балансу в процесах енергообміну людини з навколишнім середовищем

Qт = Mт ± Qк ± Qр ± Qв,(1)

в якому кількість тепла Qт, яке накопичується організмом за рахунок основного обміну речовин Mт, компенсується теплом, що віддається у навколишнє середовище шляхом конвекції Qк, радіації Qр і випаровування Qв.

Численні показники комфортності мікроклімату, які установлюють взаємозв'язок між самопочуттям людини і параметрами повітряного середовища, різні підходи до стандартизації умов проживання на суднах вітчизняного та іноземного виробництва вказують на важливість і нерозв'язаність проблеми задоволення принципам нормування мікроклімату.

Основними перешкодами для її вирішення є: тільки суб'єктивна оцінка стану організму людини і спроба математичного опису динамічних процесів взаємодії у системі "людина - навколишнє середовище"лінійними законами статики. Ці недоробки лягли в основу теорії кондиціонування повітря, згідно з якою організм людини не є об'єктом управління, а внутрішнім збурюючим впливом у приміщенні, як об'єкті керування, що у подальшому стало системною помилкою при створенні суднових СКП. З погляду конструктивних рішень у техніці суднового кондиціонування пріоритетними стали двоканальні СКП з уніфікованими центральними кондиціонерами. Режими роботи СКП, хоч і помилково, але відповідно до теорії кондиціонування повітря методично правильно, спрямовані на компенсацію основного збурюючого фактора -- температури зовнішнього повітря. Управління метеорологічними параметрами повітря в приміщенні ручне, суб'єктивне. Однак на окремих океанських пасажирських суднах мікроклімат у приміщеннях створюється кліматизерами і доводчиками повітря з урахуванням району плавання. На спеціалізованих суднах для перевезення хімічно небезпечних вантажів до складу двоканальних СКП включене устаткування для аварійного відключення системи у випадку газової небезпеки.

З огляду на високий рівень технічної досконалості і специфічність виробництва суднового устаткування предметом досліджень стали головним чином двоканальні СКП, хоча для їх порівняння розглянуто й інші типи систем.

Концепція кондиціонування мікроклімату судна стала результатом наступних досліджень, проведених Л.М. Шафраном, Ю.М. Стенько, Л.М. Мацевич, І.А. Саповим та А.С. Солодковим, О.М. Войтенко, О.Ю. Нетудихаткою, Г.Н. Новожиловим і О.П. Ломовим, відповідно до якої основним об'єктом у системі "людина - судно - природне середовище"є людина, а судновий мікроклімат -- регулюючим фактором забезпечення його працездатності при збереженні здоров'я. Це істотно розширило гаму фізичних, хімічних і біологічних збурюючих факторів середовища, а також розкрило специфічні особливості життєдіяльності моряка на рухомих виробничо-комунальних об'єктах.

При порівняльному аналізі предмета досліджень і перспективної ССМ (рис. 1), що задовольняє основним принципам кондиціонування, визначалася їх відповідність основним класифікаційним ознакам за структурою і управлінням згідно з основними положеннями теорії систем (табл. 1). Це дозволило здійснити первинне окреслення структури нової системи, а подальша оцінка можливостей існуючих СКП активно протидіяти шкідливим факторам природного і суднового середовища, використовуючи сучасну концепцію забезпечення оптимальних умов життєдіяльності на суднах і передові наукові розробки по створенню сучасних СКП, визначила загальну наукову проблему дисертації так: розробка теоретичних основ і створення самонастроювальних ССМ. Головними задачами досліджень стали: установлення режимів роботи системи, розробка математичних моделей її елементів, забезпечення якості перехідних процесів для оптимізації роботи.

Другий розділ дисертації присвячено теоретичним і експериментальним дослідженням по визначенню характеристик основних частин системи для встановлення режимів роботи, підвищення технологічної ефективності елементів підготовки повітря і уточнення цілей та задач подальших досліджень.

В ході натурних досліджень вивчені умови проживання на сімох типах суден, включаючи пасажирське, навчальне, універсальне, контейнеровоз, ро-ро і танкер-газовоз, із загальним контингентом 998 чоловік. Чоловіків -- 667 осіб і жінок -- 331 осіб, з них віком до 30 років -- 474 осіб, до 45 років -- 354 осіб, до 60 років -- 138 осіб і старше 60 років -- 26 осіб. При обстеженні моряків, курсантів і пасажирів використані багаторічно апробовані фізіологічні методи оцінки: самопочуття; функціонального стану нервової (включаючи аналізатори) і серцево-судинної систем організму; фізичної працездатності; стану клітинних мембран і електролітного балансу, а при теплотехнічних експериментах з устаткуванням -- методи прямого вимірювання фізичних і хімічних складових середовищ, що обмінюються енергією та масою.

Статична характеристика об'єкта управління отримана з рівняння (1) після ряду доповнень. Основним недоліком цього рівняння є неповне відображення величин Qт і Mт, які характеризують стан організму людини.

Аналіз літератури показує, що зміна тепломісткості тіла DIт і температура шкіри tк тісно корелюють (r > 0,9) з теплопочуттями людини PMV О [-3; +3 відн. од.]. Апроксимація експериментальних даних В.С. Кощеєва, В.І. Кричагіна, що характеризують DIт(PMV), і В.С. Кощеєва, Т.К. Кучерук, що характеризують tк(PMV), нелінійними емпіричними залежностями за методом найменших квадратів з відносною похибкою менше 15 % дозволила установити також додаткову залежність tк (PMV) від рівня теплової адаптації людей:

(2)

Аналіз досліджень з адаптації людей до трудової діяльності на фоні фізичної роботи вказав на пряму залежність між Mт і частотою серцевих скорочень організму -- wс. Якщо врахувати, що Mт "0,7Pт, де Pт -- резервна потужність організму, а Mт = (4...6)Nт, де Nт -- зовнішня потужність, то можна, застосовуючи методики оцінки фізичної працездатності і стомлення, експериментально встановити Nт(wс) в інтервалі wсО[1,0; 2,83 с-1] у вигляді прямої, але при wсО[0,8; 4,0 с-1] Pт(wс) нелінійна (рис. 2). Узагальнення натурних досліджень Н.К. Вітте, В.С. Кощеєва, Г.Х. Шахбазян і Ф.М. Шлейфман, Р. Ахмедова дозволило в інтервалі температури повітря tвО[-40; 55 °С] з максимальною відносною похибкою 14 % визначити Pт(wс), Pт(tв) і wс(tв) для умов відпочинку і легкої праці при wс О [1,0; 2,5 с-1]:

(3)

Залежності (3) використовуються при змішаному впливі фізичних і теплових навантажень, що підтверджується нашими даними і В.С. Кощеєва при обстеженні чоловіків у віці 20...28 років, середньою масою тіла mт = 70 кг. Крім того, отримані статичні функціональні залежності ряду нормованих показників комфортності PMV, PPD, ЕЕТ і РТ від метеорологічних параметрів повітряного середовища, які тісно корелюють (r > 0,9) з експериментальними даними.

Встановлення взаємозв'язку між гемодинамічними (wс), нервово-емоційними (PMV) показниками стану людини та параметрами повітряного середовища дозволило за допомогою рівняння (1) визначати величину регулюючого параметра, наприклад,

.(4)

У цьому рівнянні коефіцієнти K1 - K5 залежать від характеристик організму людини та її одягу.

Дослідженнями також установлено, що на вид залежностей Pт(wс), Pт(PMV), Pт(tв) впливає ступінь адаптованості організму (див. рис. 2), яка істотно змінює кут нахилу кривої на ділянці ON і положення точки перегину N кривої OM. Для моряків величина ординати точки N також нормована: Pт(2,83) О [640; 800 Вт]. Вона визначає період перебування моряка на судні. Підвищення чи збереження цього періоду можливо шляхом різного виду тренувань (термотренувань).

Необхідність термінової теплової нормалізації (ТТН) моряків на судні виникає при переході з виробничих зон у місця відпочинку після впливу шкідливих теплових навантажень.

Результати експериментальних досліджень у термокамерах, проведених Н.К. Вітте, Г.Х. Шахбазяном і Ф.М. Шлейфман, Ю.М. Стенько, В.С. Кощеєвим, дозволили формалізувати цю процедуру шляхом визначення кращої температури повітря в приміщенні tпч залежно від часу, дефіциту тепла в організмі після холодових навантажень і величини температури робочої зони tрз після перебування в умовах нагріваючого клімату з tрз > 40 °C,

при DIт < 0

при DIт > 0

і tрз > 40 °C (5)

На протязі проведення процедури інші складові мікроклімату приміщення: jп = 50±5 %; vп < 0,2 м/с. Відносна похибка апроксимацій при отриманні виразу (5) склала не більше 10 %.

Попередня теплова адаптація (ПТА) до майбутніх кліматичних районів плавання -- це штучне підвищення теплової стійкості шляхом виконання дозованого фізичного навантаження людиною при низькій або високій температурі навколишнього середовища. Основні положення ПТА сформульовано Г.Н. Новожиловим і О.П. Ломовими, згідно з якими: температура або метеорологічні параметри повітря в приміщенні повинні відповідати очікуваній; початкове фізичне навантаження Nт = 100 Вт підтримується по 45 хвилин протягом двогодинної експозиції з 15-хвилинним відпочинком після кожного циклу; щоденне нарощування Nт на 10 % наступні 5 діб, а потім Nт підвищується стрибком до 200 Вт; мінімальний період ПТА, що дає ефект, -- 6 діб, wс< 170 хв-1.

З метою загартування моряків, які постійно знаходяться у приміщеннях, а також для рекреації плавскладу, як відзначають Ю.М. Стенько, А.М. Войтенко і Л.М. Шафран, необхідні термотренування (ТТ), що передбачають коливання температури повітря у припустимих межах за синусоїдальним законом з періодом коливань 40...60 хвилин.

Результати аналізу досліджень по динаміці адаптаційних процесів в організмі людини при wс<3 с-1 вказують на провідне значення температури повітряного середовища при жорстких обмеженнях на інші параметри мікроклімату.

Визначення характеристик іонного складу повітряного середовища суднових приміщень при кондиціонуванні зовнішнього повітря здійснювалося після проведення натурних експериментів протягом 48 діб на газотурбоході "Капітан Смирнов"по маршруту Одеса - Гавана - Одеса. Вимірювання іонного складу атмосферного повітря і повітря приміщень здійснювалося аспіраційним лічильником аероіонів АСІ-1 з діапазоном вимірювання від 0 до 107 ел. зар./см3.

Результати експериментів показали високий загальний рівень іонізації як атмосферного повітря nзп О [1,3Ч105; 107 ел. зар./см3], так і повітря приміщень nп О [0,09Ч105; 30Ч105 ел. зар./см3]. У 70 % дослідів легкі позитивні іони були відсутні. Функціональна залежність концентрації іонів, отримана в результаті обробки даних, нелінійна:

,(6)

aО[0,42; 0,78], bО[1,34; 3,77], при rО[0,46; 0,8].

Проведені дослідження дозволили зробити висновок про можливість відмовитися від додаткової штучної іонізації повітря всередині приміщень судна.

У натурних експериментах на танкері-газовозі "Моссовет", обладнаному двоканальною СКП, перевірена ефективність засобів колективного захисту екіпажів від шкідливого впливу хімічно небезпечних вантажів. Дані експериментів, проведених протягом рейсу за маршрутом Южний - Новий Орлеан - Х'юстон - Южний з вантажем аміаку об'ємом 90.000 м3 показали наявність постійного хімічного забруднення повітря житлових і службових приміщень, що у 5...15 разів перевищує ГДКсс на всіх етапах рейсу, навіть при включеній системі водяного зрошення куполів вантажних танків і лобової частини житлової надбудови. Аварійна герметизація зовнішнього контуру надбудови і переведення СКП у режим рециркуляції додатково збільшує інфільтрацію забрудненого зовнішнього повітря у приміщення надбудови.

Низька ефективність сучасних засобів колективного захисту зажадала пошуку нових способів і засобів, що забезпечують кондиційність повітря приміщень по хімічній складовій на рівні ГДКсс. Визначення статичних характеристик повітряної мережі житлової надбудови судна, що створюють надлишковий тиск при максимально можливій об'ємній швидкості притікаючого повітря -- Vпр дало можливість установити нижню межу надлишкового тиску на рівні 250 Па, при якому припиняється інфільтрація зовнішнього повітря, а . Підвищення тиску до 500 Па перешкоджає пересуванню людей всередині житлової надбудови.

Для визначення ступеня очищення повітря в ЦК СКП від аміаку проведено натурний експеримент на восьми режимах підготовки повітря, які включають адсорбцію, зволоження пари, зрошення, охолодження, нагрівання та осушення. Результати експерименту показали відносно високий ступінь вилучення аміаку з повітря при роботі ЦК у режимі "адсорбція - охолодження - осушення", що сягає 0,4. Разом з тим, умови комфортності мікроклімату вимагають, щоб ця величина була не менше 0,999. Це поставило додаткову задачу забезпечення необхідних і достатніх умов відносної замкнутості суднових приміщень від надходження забрудненого атмосферного повітря, створення високоефективного способу і засобів хімічного очищення повітря.

Результати досліджень дали можливість: встановити режими роботи ССМ: комфорт, ПТА, СТН і ТТ; відмовитися від додаткової іонізації повітря у приміщеннях і уточнити задачу пошуку ефективних способу і засобів колективного захисту під час перевезення хімічно небезпечних вантажів.

Третій розділ дисертації присвячено теоретичним дослідженням з розробки математичних моделей динаміки тепломасообмінних процесів в елементах ССМ, особливості яких не відбиті в теорії кондиціонування повітря й інших результатів наукових досліджень.

Через складність вивчення людського організму як системи гомеостазу, пов'язаної з розсіюванням накопиченої життєвої енергії в навколишнє середовище, формалізація цих процесів істотно утруднена. Відомі математичні моделі використовують вірогіднісні підходи і закони збереження енергії, які відбивають динаміку систем організму відносно кількості руху адаптаційного процесу.

При формуванні математичної моделі цього процесу у гомеостатичних системах для простоти доказів об'єкт дослідження представлений матеріальною точкою, яка переміщається відносно нульового положення, і до неї застосовний закон збереження енергії сил взаємодії: пружності -- Fп, опору -- Fоп, інерції -- Fін, діючої -- Fд, збурюючої -- Fв(t). При прямолінійному русі вздовж осі переміщення x при t № 0 застосовано другий закон Ньютона:

.

Показано, що за x можна взяти будь-яку гомеостатичну константу, наприклад, температуру тіла tт. Тоді закон збереження енергії сил для системи теплового гомеостазу буде представлений:

,

а з урахуванням попередньо отриманих функцій Mт(wc, t) і Fв(tв, jв, vв, tр, t):

.(7)

Це дозволяє враховувати не тільки стан адаптації, але й хід адаптаційного процесу.

Через те, що функція Fв(t) стосується теплового навантаження і носить змішаний характер: ударний -- у процесі виробничої діяльності; стрибкоподібний -- при зміні праці і відпочинку; періодичний -- на вахтах у нічний і денний час, зміні кліматичних зон, тому вона представлена у вигляді трьох рядів:

(8)

де an, bn -- коефіцієнти Фур'є; In, T0 -- коефіцієнти і період функцій Дірака; mn, T -- коефіцієнти і період функцій Хевісайда.

Таким чином, додаткове урахування зміни кількості руху при енергообміні з довкіллям у математичних моделях дозволяє вирішувати задачі контролю, управління і прогнозу адаптаційних процесів. Рівняння (7) і (8), отримані для матеріальної точки, є базовими для формування математичних моделей з розподіленими параметрами і не суперечать основному рівнянню теплового балансу (1).

Існуючі математичні моделі динаміки тепломассообменных процесів у повітряному потоці кондиціонованого приміщення не вирішують задачі управління відносно кожного метеопараметру (тим більше, комплексного показника комфортності), а тільки відносно температури і вологості. Причому, при складанні теплового балансу у повітряному потоці, вміст вологи залишається постійним, а при складанні рівняння матеріального балансу -- навпаки. Такий підхід до моделювання процесів кондиціонування повітря є далеко не повним і вкрай нестрогим.

Запропонована математична модель процесу кондиціонування припускає, що при тепломасопередачі відбувається одночасна зміна тепломісткості, переносу маси, кількості руху, густини, стану вологого повітря, і зроблені такі допущення: сталість теплофізичних параметрів, ефекти випромінювання і провідність у радіальному напрямку враховуються у коефіцієнтах тепловіддачі, тепловий потік за рахунок теплопровідності і дифузії в осьовому і радіальному напрямку малий, що ним можна знехтувати.

Як об'єкт дослідження обрана частина простору -- V, що відтинається площиною паралельною огородженню (стінці, стелі), де знаходяться вхідні отвори приточної вентиляції, і віддалений від неї на відстань dx. Диференціальні рівняння відносно: температури tп отримано з рівняння теплового балансу; густини пари rп і вологовмісту (yп) -- переносу маси пари у повітрі; рухомості повітря vп -- збереження руху вологого повітря; температури огороджень tогр -- температуропровідності повітря.

Повна система диференціальних рівнянь:

(9)

де Pп -- повний тиск; Q, M'W -- тепло і масовиділення; F, dэ -- поверхня огороджень, еквівалентний діаметр; cп, a, D, x(i), -- теплоємність, коефіцієнти: тепловіддачі, дифузії, опору повітряному потоку. У подальшому система диференціальних рівнянь (9) лінеаризована традиційними методами і приведена до операторної форми для вирішення задач автоматизації. В результаті у нелінійній і лінійній постановці побудовані дві математичні моделі мікроклімату приміщення для випадків, коли чотири параметри об'єкта управління носять розподілений і зосереджений характер.

Для вирішення задач регулювання величини надлишкового тиску повітря у приміщеннях житлової надбудови спеціалізованих суден з рівняння матеріального балансу і стану для ідеального газу отримано диференціальне рівняння відносно тиску повітря в об'ємі надбудови, за допомогою якого можна також вирішувати задачі визначення ефективності конструктивних рішень по герметизації зовнішнього контуру.

У теорії кондиціонування повітря динаміка хімічного очищення забрудненого атмосферного повітря не розглядається, а математичні моделі масообміну хімічних виробництв в основному обмежуються розглядом плівкової моделі дифузії. З огляду на важливість процесу очищення повітря, вивчено процес видалення парів хімічно небезпечних вантажів, описаний законами молекулярної, конвекційної і турбулентної дифузії та розглянуті як плівкова модель переносу газу, так і модель відновлення, характерна для форсункових камер.

Диференціальні рівняння процесу відновлення відносно концентрації забруднювача у повітряному потоці складені з урахуванням режиму абсорбції: прямоток і протиток.

Вірогідність математичних моделей перевірена у наступних наукових експериментах, що дозволило обґрунтувати вибір розроблюваних технічних рішень.

Четвертий розділ дисертації присвячений теоретичним дослідженням з формування зворотного зв'язку ССМ і розробці регулятора комфортності, використовуючи класичні закони регулювання і принципи оптимального управління.

У даний час існують експериментальні зразки вимірювачів комфортності, основним недоліком яких є неможливість здійснення якісного безперервного контролю за станом метеорологічних параметрів повітряного середовища, а визначення PMV і PDD не відповідає вітчизняним стандартам.

Використовуючи переваги ЕЦОМ і отримані раніше математичні залежності визначення ЕЕТ і РТ через вимірювані величини tв, jв, vв, tр, розроблено, виготовлено і запатентовано судновий комфортомір. Результати випробувань комфортоміру показали його універсальність і високу точність визначення вимірюваних параметрів (похибка ±0,2 °РТ). Це дозволяє рекомендувати його для використання як датчик вимірювального пристрою регулятора комфортності мікроклімату.

Найважливішим елементом системи є задатчик режимів роботи ССМ, що формує режими: комфорту, ТТН, ПТА і ТТ.

Розроблений алгоритм функціонування задатчика комфорту дозволяє встановлювати оптимальні значення PTз), а також припустимі діапазони зміни tп, jп, і vп залежно від типу приміщень, пори року і географічного району плавання судна, контролюючи географічну координату місцезнаходження судна -- широту.

Режим ПТА задається централізовано при переході судна з одного кліматичного району в іншій. Задатчик ПТА, в залежності від перепаду

A0 = PT(ін) - PT(з)

і терміну переходу T (доба), щодоби до величини PT(з) (теперішній район плавання) додає приріст DPT до досягнення PT(t) -- PT(ін) (майбутній район плавання), а

,

де t* О [0; 0,5p], і .

Режим ТТН задається індивідуально, а алгоритм формування режиму встановлює tпч(t) залежно від PMV, tрз і t згідно з залежностями (5) і (6), а також jпч = 50 % і vпч = 0,2 м/с. У схемі приладу необхідна додаткова інформація про присутність людини в приміщенні і режим роботи СПП.

Режим ТТ носить коливальний характер з періодом коливань T, періодом термотренування Tтр (звичайно вахта -- 240 хв), амплітудою

DРТ = РТ(з) - РТпп,

де РТ(з) -- відповідає оптимальній результуючій температурі району плавання, а РТпп -- місця постійного проживання. Крім цього, задається інтервал часу між черговими визначеннями РТ(t) -- Dt. Задатчик ТТ, алгоритм функціонування якого розроблений, через інтервал Dt О [3; 5 хв] змінює поточне значення РТ(t) за синусоїдальним законом протягом усього періоду тренування, направляючи сигнал дискретно у пристрій вимірювання регулятора комфортності.

Вирішення задач управління по РТ здійснено традиційними методами із застосуванням рівнянь теплового та матеріального балансів для кондіціонованого приміщення, а також використанням відомих законів (П, ПІ і ПІД) регулювання. Математична модель процесу регулювання представлена системою рівнянь:

(13)

де Тп, Тв -- сталі часу приміщення і вимірювача; G -- масова швидкість; dп, dпр -- вологомісткість повітря у приміщенні і на його вході; U, Y -- вихідні характеристики комфортоміра і регулятора; K1, K2, K3 -- параметри настроювання регулятора, а Kро -- коефіцієнт передачі регулюючого органу.

Аналіз перехідних процесів вказав на ефективність ПІ закону регулювання (рис. 4). Однак через тривалий процес регулювання (Tp > 200 с) ці регулятори не забезпечують перебування в межах складових мікроклімату, що ставить задачу розробки принципово нових регуляторів комфортності мікроклімату.

Для цього система рівнянь (10) приведена до нормального виду:

(11)

де фазові координати об'єкта управління записані у відносному вигляді, а функції -- управління, крім цього, додатково обмежені .

Задача управління полягає в такому: для забезпечення комфортності мікроклімату необхідно за мінімальний термін -- T спеціальними управліннями перевести об'єкт з положення у положення , доставляючи мінімум функціоналу

.(12)

До вирішення цієї задачі, тобто до відшукання оптимальних рівнянь у класі кусочно-безперервних функцій застосований принцип максимуму Л.С. Понтрягіна, відповідно до якого оптимальне управління доставляє максимум гамільтоніану

,(13)

, а і

визначаються з систем:

и .(14)

Рівняння оптимального управління представлено у вигляді

,

а оператор Li називається оптимальним регулятором.

Задачею синтезу оптимальних регуляторів є побудова цих операторів. Для цього узагальнено методику, відповідно до якої оптимальні керування шукаються у виді

,(15)

де . Параметри управління -- відомі характеристики приточного повітря приміщення. Після приведення системи (11) до матричного виду і прийняття l0 = 1 задача оптимізації зведена до визначення сталих , які доставляють мінімум функції

, T>0.(16)

Для цього застосований комплексний метод Бокса, який є модифікацією симплексного методу Нелдора-Міда. Аналіз кривих цих процесів у порівнянні з кривими рис. 4 вказує на зменшення часу перехідного процесу майже в 100 разів, зниження коливальності і підтримку параметрів у зоні обмежень.

Таким чином, ґрунтуючись на принципі максимуму Л.С. Понтрягіна і повних динамічних моделях кондиціонованих приміщень, уперше теоретично обґрунтована система оптимальних багатопараметричних регуляторів, що забезпечують РТ(з) з мінімумом середньоквадратичного відхилення і максимальною швидкодією при обмеженнях на область вимірювання.

П'ятий розділ присвячено дослідженням СПП, спрямованим на оптимізацію управління тепломасообмінними процесами при кондиціонуванні повітря.

Функціонально СПП розділена на три організаційних рівня: агрегатний, куди входить ЦК, холодильна машина, парогенератор, інші системи енергомасоносіїв; апаратний, що включає нагрівачі, охолоджувачі, зволожувачі, фільтруючі пристрої та контурний, до якого входять системи автоматичного регулювання (АСР) параметрів повітря та інших тепломасообмінних середовищ. Робота агрегатів і апаратів носить стаціонарний характер, а процеси у АСР -- динамічний.

У даний час не існує строго формалізованих методів вибору структури системи автоматичного управління (САУ). Разом з тим, побудова оптимальних схем САУ СПП потребувало математичної формалізації, системного визначення і відтворення за текстом алгоритмів управління. Розподіл процесу кондиціонування на підпроцеси, викликані дією управляючого сигналу від РК і зовнішнього збурення з боку атмосферного повітря дозволило виділити дві підсистеми САУ СПП: управляючу (УП) та оптимізації (ОП), з яких УП формує сигнали управління у відповідності з системою алгоритмів і критеріями оптимальності, які знаходяться в ОП. Математична формалізація і система визначення об'єктів управління реалізовані відомими методами теорії систем і автоматичного управління, що дозволило отримати їх статичні та динамічні характеристики. Встановлено, що на апаратному рівні об'єкти управління мають такі характеристики: коефіцієнти передачі каналами ентальпії KI О [0,3; 0,55 кДж/(кгЧ%)] і вологовмісту Kd О [-2,9; 1,8 г/(кгЧ%)], а сталі часу T О [1,0; 8,0 c]. Застосування методик визначення параметрів настроювання регуляторів з П, ПІ та ПІД законами регулювання і порівняння перехідних процесів за інтегральним показником -- середньоквадратичній похибці вказало на переважне застосування ПІ регуляторів. Між тим, В.В. Вичужанін, використовуючи прямий метод О.О. Ляпунова, на базі П-регулятора розробив АСР з комбінованим принципом управління, що мінімізує різницю між збурюючим сигналом і управляючим впливом, при якому формується управляючий вплив за збуренням

du1/dt = -r(u1-K0f-y0),

а на виході П-регулятора -- за відхиленням

u2 = -KpDy,

де K0, Kp, r -- коефіцієнти підсилення об'єкта управління, регулятора і пристрою відтворення; u1, u2, f -- управляючі і збурюючі впливи; y -- вихідний параметр. Завдання кожному АСР надходить від РК, який справляє регулюючий вплив на параметри приточного повітря.

Оптимальне управління стаціонарними режимами роботи СПП залежно від параметрів приточного, зовнішнього і рециркуляційного повітря розглянуто для двох методів регулювання: точки роси і за мінімально неминучими витратами. Спосіб, методики і алгоритми оптимізації режимів для регулювання за методом мінімально неминучих витрат розроблені для зосереджених і розподілених параметрів приточного повітря і своєю новизною являють "ноу-хау". Критерієм оптимальності для регулювання за методом точки роси прийнято мінімум питомих енерговитрат у ЦК. Наведено також функціональні схеми підсистем САУ, які реалізують алгоритм оптимальних режимів СПП.

Для забезпечення оптимальної збалансованості енергоспоживання у СПП на агрегатному рівні запропоновано енергетичний критерій -- к.к.д:

,

де Qп, Qiп -- загальне теплове навантаження приміщень і тепловитрати в агрегатах; Njм -- потужність споживачів електроенергії. Максимум критерію забезпечується при оптимальному збігу температурних перепадів і масових швидкостей тепломасообмінних середовищ в апаратах СПП. В результаті наведено функціональну схему, де САУ СПП являє собою трирівневу систему агрегатного, апаратного і контурного оптимальних управлінь процесом кондиціонування повітря (рис. 6), технічна реалізація якої наведена далі.

Шостий розділ присвячено дослідженням зі створення системи колективного захисту екіпажа від парів транспортованих вантажів, що забезпечує відносну замкнутість кондиціонованих приміщень при концентрації шкідливих парів вантажу у повітрі нижче ГДКсс. Для розробки фільтруючого пристрою була складена методика розрахунку апарата, визначення його статичних і динамічних характеристик, забезпечення критеріїв інформативності і швидкодії АСР при стабілізації концентрації забруднювача у повітрі на виході з фільтруючого пристрою.

Методика розрахунку статичних рівноважних режимів фільтруючого пристрою визначає поверхню фазового контакту, коефіцієнт масопередачі, масову витрату абсорбенту для плівкової моделі дифузії, а особливості моделі відновлення враховуються об'ємним коефіцієнтом масопередачі, числом каскадів очищення, ефективністю розпилу і розташуванням розпилювачів, які, як відзначають Б.В. Баркалов і Е.Е. Карпіс, визначаються експериментально для кожного типу форсунок і апаратів.

Порівняльний аналіз ефективності розпилу абсорбенту форсунками дозволив вибрати і сконструювати однорядне фільтруюче пристрій (рис. 7) з осьовими форсунками щільністю 2,6 шт./(м2Чряд) і подачею води відносно руху повітря у прямотоці і протитоці. Результати випробувань форсунки дозволили визначити масову швидкість, довжину факелів і ефективність розпилу залежно від тиску перед форсунками pф О [0,3; 1,0 МПа] і концентрації парів аміаку на вході в апарат yн О [50; 300 мг/м3] при прямотоці і протитоці. В експериментах відносна похибка не перевищувала 15 %, а відносна похибка апроксимації даних емпіричними залежностями -- менше 10 %. Установлено, що об'ємний коефіцієнт масопередачі Kvг у зазначених вище діапазонах лінійно залежить від pф і yн.

(17)

і не залежить від режиму роботи апарата. Аналіз експериментальних даних показав, що робота апарата ефективніше в режимі протитоку, коли величина e і 0,999, а при прямотоці вона не перевищує 0,994. Були зроблені висновки про те, що одноканальний фільтруючий пристрій при ступені зрошення біля одиниці забезпечує необхідний ступінь вилучення аміаку (0,999) при yнЈ200 мг/м3.

При хімічних навантаженнях понад 200 мг/м3 необхідна багаторядна форсункова камера. Тому для значень yн<1000 мг/м3, що спостерігаються, був розроблений і виготовлений трирядний фільтруючий пристрій. Далі, спочатку теоретично, використовуючи рівняння матеріального балансу, закон Генрі і статичні характеристики однорядної форсункової камери, а потім експериментально отримано статичні характеристики фільтруючого пристрою

при yн=[25; 300 мг/м3]:

чи ,(18)

де n -- число діючих рядів. Загальна відносна похибка вимірювань і апроксимації становить не більше 25 %.

Теоретично отримано динамічні характеристики фільтруючого пристрою, узагальнюючі залежність концентрації від довжини L апарату та від часу t, а також передатні функції кожного каскаду і фільтруючого пристрою в цілому.

Система диференціальних рівнянь для зміни концентрації забруднювача на кожній ділянці

(19)

де: -- масова швидкість повітря і води; l=Li/L3 -- безрозмірна координата довжини; ; ki -- коефіцієнт, що визначає рівноважний стан парів забруднювача у повітрі; yкi, xкi -- вагові частки забруднювача у повітрі і воді.

Через малу інерційність об'єкта дослідження і порівняно велику інерційність засобів вимірювання концентрації газу у повітрі експериментальні дослідження з визначення розгінних характеристик фільтруючого пристрою не проводилися.

З метою автоматичного регулювання концентрації забруднювача приточного повітря на виході з фільтруючого пристрою і стабілізації її на рівні ГДКсс запропонована комбінована АСР, яка залежно від величини збурюючого впливу yн дискретно здійснює попереджання, збільшуючи число працюючих каналів, а ПІ регулювання за відхиленням на виході з фільтруючого пристрою здійснюється шляхом зміни тиску води перед форсунками pф О [0,3; 1,2 МПа] (рис. 8).

Фільтруючий пристрій і АСР установлено на трьох танкерах-газовозах у складі суднової СКП і при випробуваннях показали високу ефективність і надійність при надлишковому тиску у житловій надбудові 250…300 Па.

Сьомий розділ присвячено визначенню рангів і критеріїв оптимальності керуючих підсистем, вибору загальної структури САУ, що забезпечує самонастроювання на оптимальні стаціонарні і динамічні режими роботи ССМ, модернізації існуючих і розробці перспективних елементів САУ, розробці методів оцінки ефективності роботи системи, а також експериментальній перевірці ефективності управління ССМ у режимі комфорту і теплової адаптації.

Відповідно до позиції кожного органа в ієрархічній структурі керування для забезпечення найбільшої оперативності САУ ССМ була розбита на наступні ранги: 0 -- елементи підсистеми управління режимами "комфорт"і "попередня теплова адаптація"; 1 -- елементи підсистеми управління режимами "термінова теплова адаптація"і "термотренування"; 2 -- елементи підсистеми управління схемою і режимами підготовки повітря у ЦК; 3 -- регулятори стабілізації параметрів тепломасообмінних середовищ. Алгоритми управляючих підсистем 0, 1 і 2 рангів забезпечують самонастроювання стаціонарних режимів, а алгоритми підсистем третього рангу -- динамічних режимів системи.

При розгляді функціональних схем окремих підсистем, наприклад, у системі "комфорт"уточнено характеристики управляючих впливів оптимального регулятора комфортності, детально розглянута перспективна функціональна схема підсистеми управління режимами підготовки повітря, що включає пристрій оптимізації і формування команд для вибору схеми підключення каналу рециркуляції повітря і послідовності підготовки повітря у ЦК залежно від ентальпії і вологовмісту атмосферного і приточного повітря

Розглянуто також можливості підвищення чутливості інерційних датчиків - газоаналізаторів шляхом введення елемента попереджання у схему вимірювання, що зменшило період спрацьовування іон-селективного датчика ТХ-141АМ майже в 10 разів. Для ССМ танкерів-газовозів наведено схему і зазначено особливості застосування й установки датчиків-газоаналізаторів в АСР газового складу повітря згідно з картою загазованості судна, що дозволяє підвищити загальну безпеку екіпажа при роботі на відкритій території судна і забезпечити швидкодію системи регулювання.

...

Подобные документы

  • Огляд електронної системи керування. Конструктивний опис двигуна. Розрахунок робочого процесу: наповнення, стиснення, згорання, розширення. Енергетичний баланс системи надуву. Розрахунок теплового балансу дизеля. Вимоги регістру до утилізаційного котла.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 15.03.2014

  • Оптимізація якості електричної енергії, її значення як енергетичної проблеми. Несиметрія електричних режимів, її природа, характеристика і регламентування. Методи і засоби симетрування. Симетрування режиму на фізичній моделі системи електропостачання.

    курсовая работа [41,0 K], добавлен 05.05.2009

  • Загальні питання оптимізаційних задач. Основні принципи побудови цільової функції моделі оптимізації електроенергетичних систем. Вибір обмежень. Методи диференціювання цільової функції, невизначених множників Лагранжа. Методи лінійного програмування.

    методичка [453,1 K], добавлен 10.03.2016

  • Розвиток турбобудування, місце ВАТ "Турбоатом" в українській енергетиці. Моделювання систем управління паровими турбінами. Варіанти модернізації гідравлічних систем регулювання. Моделювання систем стабілізації частоти обертання ротора парової турбіни.

    курсовая работа [117,4 K], добавлен 26.02.2012

  • Проектування систем теплопостачаня житлових кварталів. Визначення витрат теплоти в залежності від температури зовнішнього повітря. Модуль приготування гарячої води та нагріву системи опалення. Система технологічної безпеки модульних котельних установок.

    курсовая работа [1,7 M], добавлен 18.01.2014

  • Підвищення ефективності спалювання природного газу в промислових котлах на основі розроблених систем і технологій пульсаційно-акустичного спалювання палива. Розробка і адаптація математичної моделі теплових і газодинамічних процесів в топці котла.

    автореферат [71,8 K], добавлен 09.04.2009

  • Аналіз задачі автоматизованого управління електропостачанням на підприємстві. САПР в системах електропостачання. Програма вибору потужності трансформатора. Комплекс технічних засобів автоматизованих систем управління. Контроль стану елементів мережі.

    реферат [86,8 K], добавлен 31.07.2011

  • Рекуперативні нагрівальні колодязі. Розрахунок нагрівання металу. Тепловий баланс робочої камери. Розрахунок керамічного трубчастого рекуператора для нагрівання повітря. Підвищення енергетичної ефективності роботи рекуперативного нагрівального колодязя.

    курсовая работа [603,8 K], добавлен 15.06.2014

  • Розрахунок теплових навантажень і витрат теплоносія. Оцінка ефективності теплоізоляційних конструкцій. Вибір опор трубопроводів і компенсаторів. Спосіб прокладання теплових мереж, їх автоматизація і контроль. Диспетчеризація систем теплопостачання.

    дипломная работа [816,9 K], добавлен 29.12.2016

  • Застосування терморезисторів для визначення температури і швидкості газового потоку. Вимоги до електропроводок щитів (пультів) управляння. Планування праці заробітної плати при автоматизації процесу вентиляції. Регулювання температури приточного повітря.

    дипломная работа [2,1 M], добавлен 28.08.2014

  • Використання сонячних систем гарячого водопостачання в умовах півдня України. Проектування сонячної системи гарячого водопостачання головного корпусу ЧДУ ім. Петра Могили та вибір режиму її експлуатації. Надходження сонячної енергії на поверхню Землі.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 05.10.2011

  • Загальна характеристика Придніпровської ТЕС. Шкідливі і небезпечні чинники котлотурбінного цеху. Комбіновані методи і апаратура очищення газів. Аналіз ефективності роботи існуючої системи пилогазоочищення та розробка пропозицій, щодо її модернізації.

    дипломная работа [1,9 M], добавлен 17.06.2013

  • Особливості проектування систем автоматичного керування. Вихідні дані та функціональна схема електроприводу системи підпорядкованого тиристорного електроприводу постійного струму з двигуном незалежного збудження. Синтез системи регулювання швидкості.

    курсовая работа [680,2 K], добавлен 22.11.2014

  • Характеристика "Центрального гірничо-збагачувального комбінату" (м. Кривий Ріг). Розрахунок електричного навантаження на шинах 0,4 кВ і 6 кВ. Вибір кількості та місця розташування підстанцій. Автоматизація та телемеханізація систем електропостачання.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 18.05.2014

  • Обчислення швидкості течії рідини в трубах, втрати опору на окремих ділянках та енергоефективності насосного агрегату. Розрахунок повітропроводів, підбір вентиляторів та електродвигуна для промислової вентиляційної системи. Шляхи підвищення ККД приладів.

    курсовая работа [791,8 K], добавлен 18.01.2010

  • Впровадження автоматизації в котельних установках та оцінка його економічного ефекту. Основні напрямки автоматизації систем теплопостачання. Характеристика БАУ-ТП-1 "Альфа", його функціональні особливості, принцип роботи та основні елементи пристрою.

    реферат [1,4 M], добавлен 05.01.2011

  • Вивчення принципів побудови і загальна характеристика трифазних електричних систем. Опис основних видів з'єднань в трифазних електричних системах: сполучення зіркою і з'єднання трикутником. Розв'язування завдань і визначення потужності трифазного круга.

    контрольная работа [303,5 K], добавлен 06.01.2012

  • Способи побудови на базі мікропроцесорного контролера TREI-5B-04 автоматизованої системи керування газоповітряного тракту котлоагрегату енергоблоку Криворізької теплової електростанції. Автоматизація як одна з головних проблем промислового виробництва.

    дипломная работа [5,5 M], добавлен 07.09.2013

  • Різниця координат ідентичних точок реального й ідеального зображень. Проектування ходу променів через реальні оптичні системи. Особливості використання програм для обчислення аберацій оптичних систем. Якість зображення та дозволяюча здатність об'єктиву.

    реферат [789,7 K], добавлен 12.02.2011

  • Розрахунок потреби в стиснутому повітрі, продуктивності компресорної станції, гідравлічного опору ділянок труб. Оцінка ефективності варіантів підбору компресорів КС. Визначення витрат за ділянками мережі, температури і вологомісткості в її точках.

    курсовая работа [394,3 K], добавлен 03.12.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.