Разработка вентиляционной системы для машинного отделения на судне

метки: Машинный, Система, Отделение, Вентиляция, Помещение, Труба, Вихревой, Назначение

Техническая характеристика теплохода проекта

№ 301

1.1 Основные технические характеристики судна

Тип судна: Пассажирский теплоход внутреннего плавания с дизельной силовой установкой, с четырехъярусной надстройкой

Назначение: Перевозка пассажиров и туристов по внутренним водным путям

Класс Российского Речного Регистра и район плавания: «*О». Водные бассейны разряда «О»; возможность прохода через Ладожское и Онежское озера с ограничением по погодным условиям: высота волны не более 2,5 м

Размеры судна габаритные

длина, м	125,00
ширина, м	16,70
высота от ОЛ до верхней кромки несъемных частей, м	15,96
высота надводного борта, м	1,74
Водоизмещение судна с грузом, пассажирами и полными запасами, т
Осадка при водоизмещении 3570 т, средняя, м	2,76
Пассажировместимость, чел.
Скорость судна с грузом на глубокой воде при волнении 2 балла, ветре 3 балла и осадке 2,76 м, км/ч	26,2
Автономность, сут:
по запасам топлива
» «масла
» «продовольствия
по вместимости цистерн сточно-фекальных вод
по вместимости цистерн подсланевых вод

Главные двигатели

Дизель	6ЧРН 36/45 (ЭГ70−5), четырехтактный реверсивный с газотурбинным наддувом
Количество
Мощность номинальная, э. л. с. (кВт)	3X1000 (736)
Частота вращения, об/мин
Пуск	Сжатым воздухом
Установка на фундаменты	На эластичных амортизаторах
Направление вращения коленчатого вала	Два дизеля правого вращения, один — левого
Управление	Автоматизированное пневматическое и дистанционное из рулевой рубки и с местных постов в МО
Топливо	Моторное ДТ, ГОСТ 1667–68 ; дизельное, ГОСТ 305–73

Движители

Гребной винт	Фиксированного шага
Количество
Диаметр, м	1,8
Шаг, м	1,6
Дисковое отношение	0,673
Число лопастей
Направление вращения	Два винта — правого вращения, один — левого
Валопровод
Подшипник дейдвудный	Резинометаллический, Ш221 мм
Подшипник валопровода	Опорный качения, упорный качения
Диаметр валов, мм:
гребных
промежуточных

Электроснабжение

Дизель-генератор
Количество
Дизель	6NVD26/20AL-1
Мощность номинальная, э. л. с.
Частота вращения, об/мин
Аварийный дизель-генератор
Дизель	4NVD26 2
Мощность номинальная, э. л. с.
Частота вращения, об/мин

Система отопления

Котел паровой вспомогательный
Площадь поверхности нагрева, м 2 :
омываемая водой
омываемая газами
воздушного экономайзера
Давление пара (рабочее), кгс/см 2
Паропроизводительность, кг/ч
Топливо	Дизельное — для запальной форсунки; моторное — для основной
Котел паровой утилизационный	AKS1.0−16
Количество
Площадь поверхности нагрева, омываемая газами, м 2	33,9
Давление пара (рабочее), кгс/см 2	2,5−3,0
Паропроизводительность, кг/ч

Система вентиляции

Общесудовая система вдувной вентиляции
Вентилятор МКО	Осевой, Ш800 мм
Количество
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор ДГО	Осевой, Ш900 мм
Количество
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор АДГ	Осевой, Ш630 мм
Количество
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор отделения холодильных машин	Осевой, Ш630 мм
Количество
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор пищеблока	Осевой, Ш400 мм
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт	7,5
Вентилятор провизионных камер	Осевой, Ш250 мм
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт	0,4
Вентилятор сушилки	Осевой, Ш315 мм
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт	2,2
Общесудовая система вытяжной вентиляции
Вентилятор МКО	Осевой, Ш800 мм
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор ДГО	Осевой, Ш800 мм
Количество
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор отделения холодильных машин	Осевой, Ш630 мм
Количество
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт
Вентилятор отделения холодильных машин	Осевой, Ш630 мм
Подача, м 3 /ч
Мощность электродвигателя, кВт

2. Система вентиляции

2.1 Назначение и принцип действия систем вентиляции

Современное судно является сложным инженерным сооружением. На любом судне независимо от его назначения — лесовозе, траулере, танкере, пассажирском, сухогрузном, научно-исследовательском и т. п. — наряду с энергетической установкой устанавливают различного рода оборудование, механизмы и системы, в задачу которых входит обеспечение максимальной автоматизации всех производственных процессов, их интенсификация, обеспечение на судне оптимальных условий труда и быта экипажа и решение других специальных вопросов. Для размещения этого оборудования и устройств требуются специально оборудованные помещения отводятся и для размещения экипажа, пассажиров, перевозимых грузов, хранения запасов продовольствия и материалов, а также для нужд бытового и хозяйственного назначения.

В период эксплуатации судна от оборудования, механизмов и систем в объем помещений выделяются тепло, влага, токсичные, пожарои взрывоопасные газы. С целью предотвращения перегрева и загрязнений воздуха различными вредными веществами помещения на судне оборудуют эффективной вентиляцией. Система вентиляции предназначена для создания в помещениях (необорудованных системами кондиционирования воздуха) заданных качеств воздушной среды (по температуре, газовому составу и подвижности), отвечающих санитарным нормам. С другой стороны, система вентиляции регулирует воздухообмен во всех судовых помещениях, в том числе и в тех, где находятся оборудование, механизмы или системы, эксплуатация которых связана с пожарной, биологической и другой опасностью.

Во всех случаях система вентиляции должна обеспечивать в помещениях безопасную и безаварийную работу.

Условия вентилирования каждого помещения зависят от его назначения и принадлежности к одной из следующих основных групп помещений: жилые, общественные, медицинские, санитарно — гигиенические, служебные, кладовые судового снабжения, кладовые хозяйственные, аккумуляторные, мастерские, вспомогательных механизмов и систем, электрооборудования, производственные рыбодобывающих и рыбообрабатывающих судов, насосные отделения нефтеналивных судов и газовозов и др.

Комплекс механизмов, устройств, арматуры и трубопроводов, обеспечивающий вентиляцию указанных помещений, объединяется под общим названием системы общесудовой вентиляции.

Особой самостоятельной группой из системы общесудовой вентиляции выделяется система противохимической вентиляции. Она служит для создания необходимых качеств воздушной среды (по газовому составу, подвижности и обмену) и обеспечения избыточного подпора в обслуживаемых герметизируемых помещениях в случае необходимости защиты судна от биологического оружия, радиоактивных осадков и отравляющих веществ. Этой системой оборудуют отдельные помещения, предназначенные для защиты и санитарной обработки экипажа.

Принцип действия системы общесудовой вентиляции заключается в удалении загрязненного воздуха из помещения и обеспечении притока свежего воздуха. Указанный воздухообмен осуществляется естественным или искусственным (при помощи вентиляторов) путем через сеть трубопроводов, имеющую в составе, полностью или частично, следующее оборудование,

устройства для приема и выброса воздуха;

устройства для очистки и фильтрации воздуха;

теплообменные аппараты;

запорно-переключающую арматуру;

звукопоглощающие устройства и теплоизоляцию;

воздухораспределительные устройства и арматуру;

соединения и арматуру для прохода через палубы и переборки.

Естественная вентиляция на современных судах находит ограниченное применение. Ею оборудуют различного рода помещения небольшого объема вспомогательного назначения. К таким помещениям относятся кладовые судового снабжения, кладовые хозяйственного назначения, агрегатные с незначительными тепловыделениями, аккумуляторные с небольшим количеством батарей и др. Как правило, помещения с естественной вентиляцией имеют непосредственный выход на открытую палубу (под баком, в однопалубных рубках над трюмами, под переходными мостиками и т. п. Естественная вентиляция осуществляется путем использованием силы ветра или воздушных потоков (ветрового подпора), создаваемых при движении судна, а также за счет разности плотности наружного воздуха и воздуха помещений (теплового подпора).

Естественная подача или удаление воздуха из помещений производится через прямоточные трубопроводы с помощью установленных на открытых палубах эжекционных или дефлекторных головок, грибовидных головок и газонепроницаемых крышек.

В настоящее время преобладающим видом общесудовой вентиляции судовых помещений является искусственная вентиляция, которая выполняется при помощи центробежных или осевых электровентиляторов. Судовые помещения, в которых выделяются вредные газы или неприятные запахи, оборудуют искусственной вытяжной вентиляцией. Загрязненный или нагретый воздух в этом случае поступает к вытяжным вентиляционным сеткам на трубопроводах прокладываемых по помещению, забирается электровентиляторов и удаляется наружу через устройства для выброса воздуха в отделении от приемных отверстий других вентиляционных систем и систем кондиционирования воздуха. Приток свежего воздуха в помещения осуществляется естественным путем из коридоров снаружи через отдельные приемные устройства.

вентиляционный вихревая труба судно Если установленные в помещении приборы и оборудование выделяют значительное количество вредных веществ, то вентиляция осуществляется непосредственно через присоединительные патрубки. В зависимости от характера и времени работы приборов вентиляция может быть автономной или объединена с общей вытяжной системой вентиляции. Приток воздуха к приборам и оборудованию осуществляется или из помещения, или снаружи.

Искусственную приточную вентиляцию применяют в помещениях с постоянным или периодическим пребыванием личного состава и в помещениях со значительными тепловыделениями (радиопосты, посты связи, румпельные и т. п. ), для которых требуется подача наружного воздуха. В случае необходимости приточный воздух подогревается в зимний и переходный периоды или охлаждается в летний период. При таких схемах общесудовой вентиляции свежий наружный воздух (иногда с допустимой смесью рециркуляционного воздуха) поступает через приемные устройства в трубопроводы и нагнетается электровентилятором последовательно черев теплообменные аппараты, гигиенические фильтры в помещения, где распределяется различного типа воздуховыпускными устройствами. Воздух из помещений в данном случае удаляется искусственным или естественным путем.

2.2 Основные этапы развития вентиляционных систем

На судах применяют вентиляцию с давних времен. Вначале она была предназначена для предотвращения порчи перевозимых грузов и запасов продовольствия в трюмах и неохлаждаемых кладовых. По принципу действия на первом этапе своего развития вентиляция была только естественной.

Развитие морского флота, применение на судах в качестве главных двигателей паровых машин способствовали появлению более эффективной вентиляции машинно-котельных отделений с помощью поворотных дефлекторных головок, позволяющих наиболее полно использовать энергию воздушных потоков.

Увеличение мощности энергетических установок потребовало для интенсивной работы котлов создания в котельных отделениях избыточного воздушного подпора и подачи значительных объемов воздуха. Решить эту техническую задачу с помощью естественной вентиляции оказалось невозможным. Вторым, качественно новым этапом развития вентиляционных систем был переход на искусственную (принудительную) вентиляцию с использованием в качестве привода вентиляторов высокооборотных паровых машин небольшой мощности, паровых турбин и, наконец, электродвигателей.

Благодаря широкому внедрению на судах электродвигателей, окончательно перешли к использованию искусственной вентиляции и в прочих судовых помещениях.

Выбор вида вентиляции зависит от назначения и водоизмещения судна, его энергетической установки, назначения вентилируемых помещений и установленного в них оборудования.

На морских судах водоизмещением от 500 т и более роль естественной вентиляции снижается с каждым годом вследствие ее малой эффективности, значительных габаритов, необходимости учета направления ветра и ветрового давления. Естественная вентиляция на этих судах сохраняется в качестве основного средства воздухообмена только для вспомогательных помещений без теплои газовыделений, расположенных, как правило, на открытых палубах. Сохраняется естественная вентиляция и на судах малого водоизмещения (до 500т).

На современном морском судне проектируют достаточно мощные и развитые вентиляционные системы. Так, например, на транспортном судне среднего водоизмещения (до 15 — 20 тыс. т) насчитывается до 50 электровентиляторов, на некоторых судах научно экспедиционного назначения — до 100 и более. Такое количество самостоятельных вентиляторов с разветвленной сетью воздухопроводов и большим количеством арматуры значительно усложняет эксплуатацию системы. В связи с этим в настоящее время на отечественных и зарубежных судах наметились две основные линии дальнейшего усовершенствования систем общесудовой вентиляции. Первая — увеличение скорости в воздухопроводах и создание единой системы вентиляции, обслуживающей большое число помещений. Вторая — применение автоматических устройств по программному управлению системой вентиляции.

Высокоскоростные системы искусственной приточно-вытяжной вентиляции получили распространение начала 70-х годов. В качестве электровентиляторов для них применяют вентиляторы с напором до 500 мм. вод. ст. В высокоскоростных вытяжных системах находят применение так называемые вытяжные агрегаты. Эти агрегаты, в состав которых входят высоконапорные вентиляторы, позволяют объединять в общую вытяжную вентиляционную систему большие группы помещений, значительно удаленных друг от друга, так как высокое давление, развиваемое электровентиляторами, обеспечивает преодоление значительных сопротивлений протяженных трубопроводов. Внедрение высокоскоростных вытяжных систем позволяет уменьшить диаметры трубопроводов, снижает пожарную опасность, сокращает количество электровентиляторов, уменьшает число устройств для выброса воздуха наружу и упрощает задачу по организации централизованного удаления воздуха. Применение этих систем значительно снижает массу общесудовой вентиляции и облегчает их эксплуатацию.

Автоматизация управления системой вентиляции па судах также находит все более широкое распространение. Автоматические программные устройства осуществляют пуск и остановку электровентиляторов в соответствии с судовым расписанием их работы. В качестве автоматических программных устройств используют командно-программные приборы КЭП-12у и другие устройства.

2.3 Классификация вентиляции

Судовые системы вентиляции классифицируются по следующим основным признакам:

• По назначению — приточная и вытяжная.

• По принципу действия — естественная, искусственная и комбинированная.

• По скорости воздуха в воздухопроводах — низкоскоростная, среднескоростная, высокоскоростная.

Скорости воздуха в основных магистралях приводятся ниже:

Система Скорость, м/с Низкоскоростная 15−17

Среднескоростная 17−22

Высокоскоростная 22−30

Скорости воздуха в ответвлениях от основной магистрали характеризуются величинами:

Система Скорость, м Низкоскоростная 6−8

Среднескоростная 8−12

Высокоскоростная 12−20

• По полному давлению, развиваемому электровентиляторами, — низкого давления-до 110 кгс/м ² , среднего давления до 250 кгс/м² , высокого давления до 475 кгс/м² .

• По виду тепловой обработки воздуха — с охлаждением, с подогревом, без тепловой обработки.

• По доле наружного и внутреннего (рециркуляционного) воздуховучаствующих в воздухообмене — без рециркуляции (открытые системы), с частичной рециркуляцией, с полной рециркуляцией (закрытые системы).

Рис. 2.1-Схема естественной вытяжной вентиляции Естественной вентиляцией оборудуют кладовые судового снаряжения и хозяйственного назначения (рис2.1), агрегатные и помещения с расположением вспомогательного оборудования без тепло и газовыделений, аккумуляторные с малым количеством батарей небольшой мощности и другие вспомогательные помещения.

Естественной приточной и искусственной вытяжной вентиляцией оборудуют санитарно — гигиенические помещения, кладовые продовольственные, кладов судового снабжения и хозяйственного назначения, аккумуляторные помещения вспомогательных механизмов и систем, помещения электрооборудования, насосные отделения нефтеналивных судов и газовозов.

Рис. 2.2 Схема общесудовой вентиляции жилых и санитарно-гигиенических помещений Рис 2.3 — Схема общесудовой вентиляции провизионных кладовых Искусственной приточной и естественной вытяжной вентиляцией оборудуют машинно-котельные отделения, отдельные служебные помещения (румпельные, рубки управления лебедками), каюты (на судах без кондиционирования воздуха), мастерские и др. При этом приточная вентиляция, как правило, осуществляется с подогревом в зимнее время.

Искусственной приточной и искусственной вытяжной вентиляцией оборудуют помещения общественные, служебные (радиорубка), медицинские, агрегатные с большими тепловыделениями, камбузного блока, банно-прачечного блока, сушильные. При этом в общественные, служебные и медицинские помещения приток воздуха, как правило, осуществляется от системы кондиционирования воздуха; в помещения камбузного и банно-прачечного блоков, в сушильные в зимнее время года приточный воздух поступает с подогревом. Для камбузного блока в летнее время года на основные рабочие места подается душированный охлажденный воздух, реже охлаждается весь приточный воздух. Для агрегатных, имеющих большие тепловыделения от оборудования и аппаратуры (10 кВт н более), искусственная вытяжная и естественная приточная вентиляция подчас нецелесообразна из-за необходимости пользования электровентиляторов большой производительности. Кроме того, прокладка воздухопроводов большого сечения для такой системы бывает затруднена.

В этом случае рекомендуется применять искусственную приточную вентиляцию с охлаждением и искусственную вытяжную вентиляцию, при совместном действии которых потребное количество воздуха может быть уменьшено в четыре раза по сравнению с системами без обработки воздуха.

На судах различного назначения применяют как низкоскоростные, так и средне — и высокоскоростные системы вентиляции. При этом в практике судостроения наметились следующие тенденции: для судов малого водоизмещения с энергетическими установками небольшой мощности пригодны низкоскоростные системы, для судов большого водоизмещения (свыше 5000 т) — среднескоростные системы, а в последнее время — высокоскоростные централизованные вытяжные системы.

Большинство судовых вентиляционных систем, как правило, являются открытыми, в которых удаляемый из помещения воздух полностью замещается свежим наружным воздухом.

В отдельных системах с тепловой обработкой в целях повышения их экономичности к свежему приточному воздуху добавляется часть воздуха из помещения (рециркуляционного).

Такие системы с частичной рециркуляцией целесообразны для воздушного отопления или охлаждения помещений (трюмов, служебных помещений, постов, рубок и т. п. ).

Рис 2.4

Значительно реже на судах применяют закрытые вентиляционные системы, работающие на полную рециркуляцию внутреннего воздуха. С помощью этих систем охлаждаются агрегатные и посты без постоянного пребывания личного состава, в которых установлены приборы и аппараты, выделяющие большое количество тепла. При необходимости закрытые системы, как правило, могут бытья переведены на открытый режим работы.

К закрытым вентиляционным системам могут быть отнесены воздушные завесы, работающие полностью на рециркуляционном воздухе.

2.4 Расчёт системы вентиляции

Для проектируемой системы вентиляции должна быть определена подача вентилятора, которая равна расходу воздуха через сеть, обслуживаемую им.

Расход теплоты, расходуемой на отопление помещений можно оценить по формуле:

где А ₁ — число членов экипажа;

А ₂ — число пассажиров.

Для машинных помещений применяют смешанную вентиляцию: приточная обычно искусственная (вентилятором), а вытяжная — естественная. На стадиях эскизного и технического проектирования с целью сокращения объема расчета рекомендуется определять теплопритоки в помещения энергетической установки по удельным тепловым потокам, отнесенным к единице мощности или поверхности нагрева основного тепловыделяющего оборудования по формуле:

где Q-тепловой поток;

q-удельный тепловой поток

В — характеристика основного тепловыделяющего оборудования;

a-коэффициент, учитывающий размещение и одновременность работы вспомогательных двигателей и оборудования.

Более точно тепловыделения дизелей Q (тепловой поток), Вт, могут быть рассчитаны по приведенной формуле:

гдеa — коэффициент, учитывающий частоту вращения двигателя; принимается равным а=1,3

m — коэффициент, учитывающий изменение удельных тепловыделений у двигателей с наддувом, определяется по формуле:

где р _ат — атмосферное давление, Па;

Р _н — абсолютное давление наддува, Па;

— средняя температура нагретых поверхностей двигателя, С ⁰ ; принимается для двигателей с наддувом:

Где t _{ох . в} — температура охлаждающей воды на выходе из двигателя.

N — мощность двигателя, Вт;

B` — коэффициент, определяемый по формуле:

где — нормируемый перепад температур воздуха в помещении и наружного; принимается не более10 ⁰ С; принимаем 10

ГОСТ 24 389–89

Для летнего периода её значение для судов неограниченного района плавания таково: суда внутреннего плавания — 28 ⁰ С

Расчётный расход воздуха L _T , м³ /c, подаваемого для ассимиляции тепловыделений в объём помещений при искусственной вентиляции, определяется из уравнения теплового баланса:

;

где

с _р = 1004 Дж/кг.0С — изобарная теплоёмкость воздуха;

=1,2кг/м ³ — плотность воздуха

— см. выше

=1−2 ⁰ С — нагрев воздуха в электровентиляторе

Подача вентилятора L _вент , м³ /с, определяется по формуле:

Где в — практический коэффициент запаса, компенсирующий неучтённые тепловые притоки и несовершенство воздухораспределения по объёму помещений; для дизельных установок принимают в= 1,15

Подача выпускаемых промышленностью вентиляторов, установленных на речных судах, не превышает 25 000 м ³ /ч, расход через сеть большой, с целью снижения подачи вентилятора можно установить несколько параллельно работающих машин.

3. Вихревая труба

3.1 Принцип работы вихревой трубы

Вихревая труба в ее основной модификации — это устройство, в котором сжатый газ при расширении разделяется на два потока — один более холодный, чем исходный, и второй — более горячий. В вихревой трубе нет никаких движущихся частей, ее конструкция чрезвычайно проста. На рис.3−1 показан общий вид вихревой трубы. Цилиндрическая труба 1 соединена с распределительной головкой 2 , которая содержит сопловой ввод 3, диафрагму 4 и трубу холодного потока 5. С противоположной стороны расположен корпус регулирующего вентиля 6 с конусом 7 и трубой 8 горячего потока.

Поток сжатого газа (например, воздуха) подводится к соплу 3 . В сопловом вводе и затем в вихревой трубе сжатый газ расширяется и разделяется на два потока — холодный и горячий. Холодный поток (с температурой t _x , значительно меньшей, чем температура t _c сжатого потока) отводится через диафрагму 4 по трубе холодного потока.

Горячий поток отводится с противоположного конца через вентиль 6 по трубе горячего потока.

Меняя положение конуса 7, можно изменять расходы и температуры холодного и горячего потоков. Для понижения температуры t _х необходимо расход холодного потока уменьшить (вентиль 7 открывается).

Для повышения температуры i_r горячего потока, наоборот, — вентиль 7 прикрывается [https:// , 15].

Такова вихревая труба в ее классическом виде. По мере совершенствования конструкций вихревых труб появились разнообразные ее модификации, в частности такие, которые дают только холодный поток, или такие, где получают три потока — два холодных и один горячий; разработаны и такие трубы, в которых охлаждаемый объект помещается внутри них. Однако принцип работы вихревой трубы и основные ее элементы во всех модификациях сохраняются.

Рисунок 3.1 — Общий вид вихревой трубы

Образование холодного и горячего потоков может произойти только в том случае, если энергия входящего потока в вихревой трубе распределяется таким образом, чтобы некоторое ее количество отводилось от охлаждаемого потока и передавалось нагреваемому потоку. Суммарное количество энергии холодного и горячего потоков, отводимых из трубы (если она изолирована), по закону сохранения энергии равно количеству энергии поступающего сжатого газа. Перераспределение энергии является результатом сложных газодинамических процессов, происходящих внутри вихревой трубы.

3.2 Виды вихревых труб

1. Адиабатная вихревая труба — вихревая труба, у которой отсутствует теплообмен с окружающей средой

2. Не адиабатная вихревая труба — вихревая труба, у которой осуществляется теплообмен с окружающей средой

3. Вихревой нагреватель — вихревая труба, предназначенная для нагревания объектов

4. Вихревой охладитель — вихревая труба, предназначенная для охлаждения объектов

5. Двухконтурная вихревая труба — вихревой охладитель дополнительного потока газа, вводимого, но оси камеры энергетического разделения

6. Вихревой эжекторный вакуумный насос — вихревая труба, предназначенная для создания внешнего вакуума

7. Диффузионная вихревая труба — вихревая труба, камера энергетического разделения которой выполнена н форме диффузора с увеличением диаметра от диафрагмы к дроссельному вентилю

8. Противоточная вихревая труба — вихревая труба, в которой отбор охлажденного и нагретого потоков производится с противоположных сторон

9. Прямоточная вихревая труба — вихревая труба, в которой отбор охлажденного и нагретого потоков производится с одной стороны

10. Самовакуумирующаяся вихревая труба — вихревой охладитель, работающий без отбора охлажденного потока

4. Расчёт вихревой трубы

Расчет вихревой трубы включает определение ее температурных, геометрических и термодинамических характеристик.

В качестве исходных для расчета обычно задают следующие данные.

Холодопроизводительность, равная суммарному количеству тепла, отводимому от потребителяQ ₀ , кДж/ч

Расход воздуха G, кг/ч

Давление воздуха перед трубой p _c , Па

При расчете трубы определяют ее основные геометрические размеры и режимные характеристики: температурный эффект Д t _x и Д t _r , расход холодного, горячего, сжатого потоков воздуха

Площадь среза сопла

гдеp ₀ — давление газа перед входом в трубу; p₀ = 300 кПа

I — массовый расход воздуха, кг/с

I=P _в ЧQ_n =1, 2Ч1, 46=1,752 кг/сек

T ₀ — температура сжатого воздуха; T₀ =293K

Диаметр сопла

мм

Диаметр вихревой трубы

D=3,65ЧF ^0,5 =3,65Ч2629^0,5 =187,15 мм

Диаметр диафрагмы

d _д = 10,35+0,13µ/D

где µ — массовая доля холодного воздуха

Принимаем по таблице 2.3 µ=0,6

d _д = (0,35+0,13Ч0,6) 187,15=80

Длина горячего конца

L ₁ =50D=10 000мм

Диаметр холодного конца

L ₂ =0,5L₁ =5000мм

5. Расчет экономической эффективности

5.1 Определение экономии капиталовложений

При проведении мероприятий по усовершенствованию системы вентиляции машинно-котельного помещения на судах 301 проекта заменяются:

Физически изношенная и морально устаревшая система вентиляции, которая не соответствует нормам СанПин по частоте воздухообмена заменяется, на новую, включающую в два радиальных вентилятора отечественного производства приточной вентиляции и один осевой вентилятор вытяжной.

В системе вентиляции производится замена воздуховодов, воздуховодами собственного производства. Также в систему вводится новое устройство — вихревая труба, которая используется как система микроклимата.

Для производства воздуховодов цеху требуются: листогибочный станок, гильотинные ножницы, фальцепрокатный станок, фальцеосадочная машина.

В цехе имеются оборудованные места для установки этих станков.

Таким образом, единовременные затраты включают в себя:

1. приобретение листогибочного станка;

2. приобретение гильотинных ножниц;

3. приобретение фальцепрокатного станка;

4. приобретение фальцеосадочной машины;

5. транспортно — заготовительные расходы;

6. затраты по монтажу нового оборудования.

Стоимость приобретаемого оборудования по розничным ценам:

Листогибочный станок — 27 625,5 руб.

Гильотинные ножницы — 15 953 руб.

Фальцепрокатный станок — 75 107 руб.

Фальцеосадочная машина — 43 650 руб.

Транспортно — заготовительные расходы рассчитываются по нормативам предприятия и принимаются в размере 22% от стоимости приобретенного оборудования, то есть

162 335,5•

Расходы по монтажу приобретаемого оборудования определяются в размере 20% от стоимости оборудования, то есть

Расх. по монтажу = 162 335,5• 0,2 = 32 467,1 руб.

Таким образом, затраты необходимые для проведения мероприятия составят

К = 162 335,5+ 35 713,81 + 32 467,1 = 230 516,41 руб.

5.2 Расчет трудоемкости изготовления воздуховодов по предлагаемой технологии

Таблица затрат времени на изготовление воздуховодов (по данным технологии).

Таблица 5.1

Наименование операций	Норма времени, н-ч
Разметочная	50,21
Обрезочная	19,82
Фальцепрокатная	41,51
Листогибочная	32,28
Фальцеосадочная	28,33
Сборочная	19,74
Всего	191,89

Производственная программа — 16

Расчет трудоемкости по предлагаемой технологии

Тр = 191,89Ч16 = 3070,24н-ч

5.3 Расчет себестоимости изготовления воздуховодов по предлагаемой технологии

Расчет ведем с помощью действующих калькуляционных статей расхода.

Основная заработная плата производственных рабочих определяется по формуле:

З _ОСН = С _СР • Т • (1 + (К _ДОП / 100)),

Т

С

К

К _ДОП = 1,8%.

З _ОСН = 70 •3070,24• (1+ (1,8/100) = 218 785,30 руб.

Дополнительная заработная плата основных производственных рабочих определяется по формуле:

З _доп = З _ОСН • (К _{Д .З.} / 100),

г де К _{Д .З. — норматив доплат в процентах к дополнительной заработной плате, К Д .З. = 9 %}

З _{ДОП .} = 218 785,30 • 9/100 = 19 690,68 руб.

Отчисления по социальному страхованию рассчитываются по формуле:

Р _СС = % Р _СС / 100 • (З _ОСН + З _ДОП ),

%

Р _СС = 30/100 • (218 785,30 + 19 690,68) = 71 542,79 руб.

Расходы на материалы:

Листовой прокат — 224 180,16 руб.

Фасонный прокат — 124 427,68 руб.

Свёрла — 4840 руб.

Резцы для станков — 4080 руб.

Перчатки — 6560 руб.

Краска — 4960 руб.

Растворитель — 1440 руб.

Ветошь — 5632 руб.

Р _М = 372 039,84 руб.

Транспортно — заготовительные расходы 10% от Р _М

Р _ТР = 37 203,98 руб.

Расходы на подготовку и освоение производства:

Рпоп = 0,05• (З _ОСН +З доп)

Рпоп = 0,05

• (218 785,30 + 19 690,68) =11 923,78 руб.

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования

Рсэо = 1,8• (З _ОСН +З доп)

Рсэо = 1,8

• (218 785,30 + 19 690,68) =429 256,76 руб.

Общецеховые расходы:

Роц = 0,55• (З _ОСН +З доп)

Роц = 0,55

• (218 785,30 + 19 690,68) =131 161,79 руб.

Общезаводские расходы:

Роз = 0,8• (З _ОСН +З доп)

Роз = 0,8

• (218 785,30 + 19 690,68) =190 780,78 руб.

Прочие производственные расходы:

Рпр = 0, 02• (З _ОСН +З доп + Р _СС + Р _ТР +Роз+ Роц +Рсэо+ Рпоп )

Рпр = 0,02

• (218 785,30 + 19 690,68+51 568,04 +37 203,98 +190 780,78+131 161,79 +429 256,76 +11 923,78) = 21 807,42 руб.

Полная производственная себестоимость:

Спп = З _ОСН +З доп + Р _СС + Р _ТР +Роз+ Роц +Рсэо+ Рпоп +Рпр )

Спп =218 785,30 + 19 690,68+51 568,04 +37 203,98 +190 780,78+

131 161,79+429 256,76 +11 923,78=1 090 371 руб.

Внепроизводственные расходы определяются в размере 3% от Спп

Рв=0,03•1 090 371=32711,13 руб.

Полная себестоимость определяется как сумма полной производственной себестоимости и внепроизводственных расходов

Сп=Спп+Рв

Сп=1 090 371+32711,13 =1 123 082,13 руб.

Прибыль определяется как 15% от Сп

П=0,15•Сп=0,15•1 123 082,13 =168 462,32 руб.

Отпускная цена единицы продукции определяется как:

Ц= (Сп+П) /Пп

Ц= (1 123 082,13 +168 462,32) /16= 80 721,53 руб.

Статьи затрат при определении себестоимости изготовления сведены в таблицу 5.2.

Таблица 5.2

Калькуляционные статьи затрат	Себестоимость изготовления, руб.
	По предлагаемой технологии
	На единицу
Основная заработная плата	218 785,30
Дополнительная заработная плата	19 690,68
Отчисления на социальные нужды	71 542,79
Материалы	372 039,84
Транспортно — заготовительные расходы	37 203,98
Общепроизводственные расходы	11 923,78
Общецеховые расходы	131 161,79
Общехозяйственные расходы	190 780,78
Прочие производственные расходы	21 807,42
Производственная себестоимость
Внепроизводственные расходы	32 711,13
Полная себестоимость	1 123 082,13

5.4 Расчет срока окупаемости капитальных затрат по рассматриваемому мероприятию

Срок окупаемости капитальных затрат по рассматриваемому мероприятию определяется по формуле:

Т _ОК = К / П

Т _ОК = 230 516,41 /168 462,32= 1,37 года

Технико — экономические показатели.

№ п/п	Показатели	По заводской технологии
	Производственная программа, шт
	Трудоемкость на единицу продукции, н-ч	191,89
	Капитальные вложения, руб.	230 516,41
	Себестоимость на единицу продукции, руб.	70 192,63
	Отпускная цена единицы продукции, руб.	80 721,53
	Срок окупаемости, годы	1,37

Заключение

В данном работе удалось в полном объеме реализовать требования задания.

Рассчитана система вентиляции теплохода проекта № 301, разработана конструкция вихревой трубы и её конструктивные элементы.

Технико-экономические расчеты показали, что единовременные капитальные вложения по внедрению технологии изготовления воздуховодов, при планируемом объеме производства могут окупиться за 1,37 года.

Список используемой литературы

[Электронный ресурс]//URL: https://inzhpro.ru/referat/mashinnoe-otdelenie-na-sudne/

И. А. Судовые, Т. С. Соломаховой, Мартынов А. В., Пиралишвили Ш. А.

5. Справочник по серийным транспортным судам, Т.7 ЦЕИТИ МРФ — М.: Транспорт, 1973;298 стр

6. Суда внутреннего и смешанного (река-море) плавания. Санитарные правила и нормы Сан. Пин.2.5.2−703−98 Минздрав России, 1998 г. — 144 с.

Дыскин Л. М., Д. Н. Детали, В. Д. Мягков, В. Н. Расчет, Новиков А. В., К. Н. Расчет

13. Приспособления станочные и сборочные. Расчеты для проектирования. 1973.

Н. И. Автоматизация

15. Справочник для проектирования естественного освещения — М: Энергия 1986 — 319с.