CC BY
27
Науковий вкник Н. 1ТУ Укра'1'ни. - 2014. - Вип. 24.4
УДК697.9 Доц. О.Т. Возняк, канд. техн. наук;
ст. викл. Х.В. Миронюк, канд. техн. наук; асист. 1.€. Сухолова; асист. НА. Сподинюк, канд. техн. наук - НУ "Львiвська полiтехнiка "
ЕКОНОМ1ЧНА ЕФЕКТИВШСТЬ ВИКОРИСТАННЯ ПОВГГРОРОЗПОДЫЬНИКА 13 УТВОРЕННЯМ ЗАКРУЧЕНО* I НАСТИЛЬНО1 СТРУМИНИ
Представлено технiко-економiчний розрахунок використання псштророзподшь-ника, який подае повiтря у примiщення закрученою i настильною струминами для за-безпечення необхiдних параметрiв припливного пов^ря. Розглянуто використання зап-ропонованого пстатророзподшьника у примiщеннi для виробництва паливних брике^в, а також порiвняння запропонованого iз повiтророзподiльником для подачi пов^ря звер-ху-вниз конiчними i неповними вiяловими струминами ДПУ-М, повпророзподшьни-ком для подачi повiтря зверху-вниз настильними на стелю вiяловими струминами 4АПР 600^600, а також iз панельним повггророзподшьником 1ВПТ 900х595.
Ключовг слова: повггророзподш, взаемодiя струмин, закрученi повггряш струми-ни, швидкiсть руху.
Постановка проблеми. При вибор1 способу розподшу повпря варто враховувати специф1ку примщення, його призначення, конструктивш й об'емно-планувальш особливосп, розташування i розм1ри джерел теплоти, во-логи, шквдливих газ1в, р1вень вимог для тдтримання розрахункових параметр1в мжрокшмату. На сьогодш в Украш значного поширення набувае розвиток малого виробництва. Зазвичай це виробнич1 примщення, в яких немае чггких вимог технолопчного процесу щодо тдтримання певних параметр1в мжрокшма-ту. Проте необхщно подавати велик кшькосп повпря для тдтримання пов1тря-ного балансу. Основне завдання на виробництвах такого типу полягае у ство-рент комфортних умов для пращвниюв i забезпечення нормованих параметр1в у робочш або обслуговуванш зон [1, 7]. Переважно це примщення з обмеже-ним простором для розвитку припливних струмин i з фжсованими робочими мюцями. Важливим фактором, який потр1бно враховувати тд час вентилюван-ня примщень такого типу, е штенсивне затухання швидкосп i температури припливного повпряного потоку [3].
Анал1з останн1х досл1джень i публжацш. Для подач1 припливного повпря безпосередньо в робочу зону можна використовувати пов1тророзподшьни-ки, що забезпечують при витжант параметри пов1тря, що подаеться, близью до нормованих або таю, що створюють припливт струмини, у яких швидкост i температури досягають нормованих значень поблизу вщ мюця випуску [1, 5].
Мета роботи - тдвищення ефективносп повпророзподшу пристроем, який забезпечуе нормоват швидкосп i температури повпряного середовища у робочш зон виробничого примщення на основ! штенсивного зменшення швидкосп i температури припливного пов1тряного потоку 1з широким залучен-ням експериментальних дослщжень.
Результати дослiджень. Розглянуто використання запропонованого по-впророзподшьника у примщент для виробництва паливних брикепв [2, 4, 9]. Зпдно з розрахунком необхщного повпрообмшу приймаемо до встановлення n повпророзподшьниюв з необхщними витратами ^ L = L • n. Запропонований
повiтророзподiльник порiвнюeться iз ДПУ-М (дифузор для подачi повiтря звер-ху-вниз конiчними i неповними вiяловими струминами), iз 4АПР 600x600 (дифузор для подачi повпря зверху-вниз настильними на стелю вiяловими струминами), а також з 1ВПТ 900x595 (панельний повпророзподшьник для подачi по-вiтря зверху-вниз комбшованими струминами) [8].
Детально вивчено роботу повпророзподшьниюв з утворенням закруче-но1 струмини, яка подаеться вертикально, i настильно1 струмини, що надходить у верхню зону примiщення. Основну частину дослщжень виконано у лабора-торних умовах, проте умови були близькими до натурних [4, 5, 9].
Проведет дослщження дали змогу розробити технолопчш рiшення для подачi необхщно1 кiлькостi повiтря у примщення для виробництва паливних брикетiв. Пщ час оцiнювання економiчноl ефективностi враховувались: затрата коштiв на виготовлення повпророзподшьного пристрою, вартiсть монтажних робiт, а також вартють експлуатацiйних витрат [6].
Схематичне зображення повпророзподшьника наведено на рис. 1. Вве-дення повггророзподшьника у сершне виробництво дасть змогу скоротити каш-тальнi вкладення на його виготовлення, замшивши трудомютку працю людей спецiалiзованим механiзованим обладнанням.
Рис. 1. Конструктивт розмiри повШророзподтьника: 1) припливний патрубок; 2) дифузор; 3) ктъцева регульована щглина; 4) пластини; 5) ручка керування; 6) в\дб\йний козирецъ; 7) гвинт регулювання щглини; 8) стержень Розрахунок економiчноl ефективност виконано для примщення для виробництва паливних брике™, де встановлюються запропоноваш повпророзпо-дшьники.
1. Повпророзподшьник ДПУ-М 250-14 шт.:
• геометричш розмiри: дiаметр 250 мм;
• площа живого сiчення: ¥жс_ = 0,046 м2;
• витрата повпря одним дифузором: Х=258 м3/год;
• площа примщення, що припадае на один дифузор Еоз = 2,5 х 2 = 12,5м2.
• розташування дифузорiв у примщенш для виробництва паливних брике™ зоб-ражено на рис. 2.
2. Повпророзподшьник 4АПР 600x600-3 шт.:
• геометричш розмiри: 600x600 мм;
• площа живого сiчення: ¥жс = 0,192 м2;
• витрата повпря одним дифузором: Х=1203 м3/год;
• площа примiщення, що припадае на один дифузор Гоз = 5 х 4 = 20 м2.
Наукрвий вк'иик НЛТУ УкраУни. - 2014. - Вип. 24.4
• poзтaшyвaння дифyзopiв y пpимiщeннi для виpoбництвa пaливних бpикeтiв зoб-paжeнo нa pиc. 3.
Pue. 2. Подача пов'гтряу прuмiщення для вuробнuцmва пал^н^ брuкеmiв за допомогою повimророзподiльнuкiв ДПУ-М 2SO
Pue. 3. Подача повimря у прuмiщення для вuробнuцmва паленых брuкеmiв за допомогою дuфузорiв 4АПР 6OO*6OO
3. Шжльний пoвiтpopoзпoдiльник 1ВПТ 900x595-4 шт.:
• гeoмeтpичнi poзмipи: 900x595 мм;
• Mom,a живoгo ciчeння: Fwc. = 0,236 м2;
• витpaтa ^впря oдним пoвiтpopoзпoдiльникoм: L=903 м3/гoд;
• Mom,a пpимiщeння, щo пpипaдae нa oдин пoвiтpopoзпoдiльник F03 = 5 • 3,5 = 17,5 м2.
4. Пoвiтpopoзпoдiльник 1з yтвopeнням зaкpyчeнoï i нacтильнoï cтpyмини -2 шт.:
• гeoмeтpичнi poзмipи: дiaмeтp 200, вiдкpиття щiлини 60 мм, кут нaхилy плacтин 60°;
• витpaтa пoвiтpя: L = 1700 м3/год ;
• poзтaшyвaння дифyзopiв y пpимiщeннi для виpoбництвa пaливних бpикeтiв зoб-paжeнo нa pиc. 3.
Рис. 4. Примщення для виробництва паливних брикетiв Ь системою
повтророзподту за допомогою 2 повтророзподтьнимв ¿з утворенням закручено'1 i настильноЧ струмини
Економiчна ефективнють заходiв з переобладнання системи вентиляци у примщенш для виробництва паливних брикелв визначено спiввiдношенням економii вщ скорочення вартостi спожито1 електроенергii та обладнання з вра-хуванням термшу окупностi.
Пiд час оцiнювання економiчного ефекту враховували: витрати на обладнання, вартють монтажних робiт та вартють експлуатацiйних затрат.
Е = З - З2, (1)
де З], З2 - рiчнi затрати вщповщно базового i нового варiантiв, грн/рiк, якi виз-начаються з виразу:
З{ = К, ■ Бн + С, (2)
де: К - капiтальнi вкладення, грн; С - експлуатацiйнi затрати за рк, грн/рiк; Ен - нормативний коефщент економiчноi ефективностi каттальних вкладень (величина обернена до строку окупносл), його значення приймаеться
Ен = 0,15 1/рж.
Для оцiнювання ефективностi капiтальних вкладень i за умови, що всi iнвестицii зроблеш в момент закiнчення будiвництва, визначено дисконтований перюд окупностi:
Ъ ^ = К 2,
(3)
¿0(1+Ф*
де: И - термш окупностi капiталовкладень, роки; К2 - сумарнi катталовкла-дення енергоефективноi системи, грн; d - ставка дисконтування; г - роки ре-алiзацii проекту, включаючи етап будiвництва (г =0, 1, 2, 3,... И).
Каттальш вкладення систем вентилювання визначено за кошторисною вартiстю. Необхiдно, щоб здорожчання кошторисно!' вартостi окупилось за раху-нок економи експлуатацiйних витрат у встановлений термш - термш окупноста.
Експлуатацшш витрати для систем вентилювання включають щорiчнi витрати на електроенергiю, амортизацшш вiдрахування, на заробiтну плату
Наукрвий вкник Н. 1ТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.4
пepcoнaлy з oбcлyгoвyвaння, нa кaпiтaльний тa пoтoчний peмoнт, a тaкoж зa-гaльнi дoдaткoвi витpaти:
Е = Еел + Ез/п + Еа + Ер + Едод, грн/pk (4)
Bmpara нa eлeктpoeнepгiю виpaxoвaнo зa фopмyлoю:
Еел = N ел ' Вел , грн/pk (5)
дe: Nел - piчнa витpaтa eлeктpичнoï eнepгiï, кBт•гoд/piк; Вел - вapтicть 1 ^т-гад eлeктpoeнepгiï, гpн; Вел =0,65 гр^^т-гад.
Рiчнi витpaти нa eлeктpoeнepгiю ^и piвнoмipнoмy cпoживaннi визнaчe-нo зa фopмyлoю:
Np = 24 • h • Nu • z , ^т-гад / pk, (6)
дe: Neux - виxiднa готужнють oблaднaння, кBт; h - ККД пpиcтpoïв; z - тpивa-лють eкcплyaтaцiï oблaднaння, дiб.
Bитpaти та зapoбiтнy плaтню (гpн/piк) включaють piчний фoнд зapoбiт-нoï плaтнi oбcлyгoвyючoгo пepcoнaлy тa витpaти зi coцiaльнoгo cтpaxyвaння:
E3/n = 12^ N • a • k1, грн/pk, (7)
дe: ^N • a - кшькють poбiтникiв тa ïxня мicячнa зapплaтня з ypaxyвaнням ^e-мiaльниx, гpн; k1 - вiдpaxyвaння нa coцiaльнe cтpaxyвaння (пpиймaютьcя piвни-ми 3,6 %).
Aмopтизaцiйнi вiдpaxyвaння (гpн/piк) poзpaxoвaнo зa фopмyлoю
С • A
Ea = C-Aa, гpн/piк, (S)
a 100
дe: C - ваpтicть мoнтaжниx poбiт, гpн; Aa - нopмa aмopтизaцiйниx вiдpaxy-вaнь, %.
Зaтpaти нa пoтoчний peмoнт (грн/pk) cтaнoвлять 20 % aмopтизaцiйниx вiдpaxyвaнь:
Ep = 0,2 • Ea, гpн/piк. (9)
Дoдaткoвi витpaти oцiнюютьcя в 30 % cyми витpaт нa зapoбiтнy плaтню oбcлyгoвyючoгo пepcoнaлy, нa пoтoчний peмoнт тa aмopтизaцiйнi вiдpaxyвaння: Eдoд = 0,3 • (E3/n + Ea + E p), грн/pk ( 10)
Рoзpaxyнoк тexнiкo-eкoнoмiчниx пoкaзникiв пoвiтpopoзпoдiльникa, щo yтвopюe зaкpyчeнy i тстильну cтpyминy, зoкpeмa кaпiтaльниx, eкcплyaтa-цiйниx тa пpивeдeниx зaтpaт зa вapiaнтaми звeдeнo в тaбл. Bapтicть мoнтaжниx poбiт визнaчeнa шляxoм cклaдaння кoштopиcy для кoжнoгo вapiaнтy вcтaнoв-лeння. Bapтicть витpaтниx мaтepiaлiв, eкcплyaтaцiя мaшин тa мexaнiзмiв тa вap-тють мoнтaжниx poбiт пpийнятa згiднo з дaними, внeceними в бaзy дaниx npo^ paмнoгo кoмплeкcy [6].
Як видго з тaбл., викopиcтaння пoвiтpopoзпoдiльникa з yтвopeнням зaк-pyчeнoï i нacтильнoï cтpyмин e нaйбiльш eкoнoмiчнo eфeктивним вapiaнтoм. Ta-кoж зa тaкoгo cпocoбy пoдaчi пpипливнoгo говпря мeнш poзгaлyжeнa cиcтeмa пoвiтpoпpoвoдiв, щo дae змoгy ïx викopиcтaння ^и oбмeжeниx плoщax ^имь щeнь. Екoнoмiчнo дoцiльнo викopиcтoвyвaти двa тaкиx пoвiтpopoзпoдiльникa.
Табл. TexHiKO-eKOHOMi4Hi показники
Повпророзподшьник Подача
ДПУ-М-0250 4АПР 600x600 1ВПТ повпря
№ з/п (подача повпря (подача пов1т- 900x595 (по- закруче-
Параметр зверху вниз ко-шчними i не- ря зверху вниз настильними дача повпря зверху вниз ною i настиль-
повними выло- на стелю в1яло- комбшовани- ною
вими струмина- вими струми- ми струмина- струми-
ми), 14 шт. нами), 3 шт. ми), 4 шт. нами
1 Вартють обладнання i матер1ал1в, грн 35249,7 42102,6 44066,8 31609,9
2 Вартють монтажних роб1т, грн 13806 10999 10792 7710
3 Каттальш затрати, грн 49055,7 53101,6 54858,8 39319,9
4 Ршна витрата електрично'1 енергн, кВттод/рж 2062 2806 2806 2062
5 Затрати на електроенерпю, грн/рж 1340,3 1908,4 1908,4 1340,3
6 Заробпня платня, грн/рж 12432 12432 12432 12432
7 Амортизацшш затрати, грн/рж 828,4 659,9 647,5 462,6
8 Витрати на поточний ремонт, грн/рж 165,7 132,0 129,5 92,5
9 Додатков1 затрати, грн/рж 4027,8 3967,2 3962,7 3896,1
10 Експлуатацшш затрати, грн/рж 18794,2 19099,5 19080,1 18223,5
11 Р1чн1 затрати, грн/рж 26152,6 27064,7 27308,9 24121,5
12 Економшний ефект, грн/рж 1156,3 244,2 3187,4
13 Питомий економшний ефект, грн / (рж-м3/год) 7,24 7,50 7,56 6,68
Висновки:
1. На n^cTaBi техшко-економшчних розрахунюв обгрунтовано застосування повпророзподшьника, що забезпечуе iнтенcивне зменшення швидкоcтi i температури припливного повпряного потоку шляхом утворення закруче-roï i нacтильноï струмин. Показано доцшьшсть його використання у рiзних галузях промиcловоcтi та у примiщеннях невеликого об'ему, що тдтвер-джуе широю можливоcтi його впровадження.
2. Проведене технiко-економiчне порiвняння iнженерних рiшень подaчi пов1т-ря у примiщення дае змогу отримати економiчний ефект до 13 %, порiвня-но з альтернативними схемами.
3. Питомий економiчний ефект вiд використання двоструминного повпророз-подiльникa для подaчi повiтря закрученими i настильними струминами у виробничому примiщеннi становить 6,68 грн / (рiк•м3/год) у цшах 2013 р.
Л1тература
1. Гримитлин М.И. Распределение воздуха в помещениях / М.И. Гримитлин. - Изд. 3-е, [перераб. и доп.]. - СПб. : Изд-во "АВОК Северо-запад", 2004. - 320 с.
2. Возняк О.Т. Енергоощадшсть при повпророзподшенш настильними струминами / О.Т. Возняк, I.G. Сухолова, Х.В. Миронюк // Вюник Нацюнального ушверситету "Льв1вська полгтех-шка". - Сер.: Теор1я i практика буд1вництва. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська полгтехнжа". - 2013. - № 755. - С. 44-47.
3. Возняк О.Т. Коефщенти загасання швидкост i температури повпророзподшьника, що утворюе закручену струмину / О.Т. Возняк, I.G. Сухолова, Х.В. Миронюк // Вюник Нацюнально-го ушверситету "Льв1вська полгтехнжа". - Сер.: Теор1я i практика буд1вництва. - Льв1в : Вид-во НУ "Льв1вська поттехшка". - 2012. - № 737. - С. 29-32.
Науковий вкник Н. 1ТУ Украши. - 2014. - Вип. 24.4
4. Возняк О.Т. Пщвищення ефективностi повггророзждалу у примiщеннi при використаннi закручених струмин / О.Т. Возняк, I.G. Сухолова Х.В. Миронюк // Motoryzacja i energetyka rol-nictwa. Motorization and power industry in agriculture : зб. MOTROL. - Tom 12 C. - Lublin 2010. -Pp. 210-214.
5. Возняк О.Т. Повггророзподш закрученими струминами у примщеннях малого об'ему / О.Т. Возняк, I.G. Сухолова, Х.В. Миронюк // Вюник Нацiонального унiверситету '^bBÎBCbra по-лiтехнiка". - Сер.: Теорiя i практика будiвництва. - Львiв : Вид-во НУ "Львiвська полггехнжа". -2011. - № 697. - С. 60-62.
6. ДБН Д.1.1-2-99. Вкаавки щодо застосування ресурсних елементних кошторисних норм на будiвельнi роботи. - Змiни вiд 1 квггня 2008 р. - К. : Вид-во ЦМДБ/НВО "Созидатель", 2008. - 20 с.
7. ДСН 3.3.6.042-99. Державш саштарш норми мжро^мату виробничих примiщень.
8. Каталог Арктос. [Электронный ресурс]. - Доступный с http://www.arktos.ru/catalog-ue.phtml?act=view&islast=0&chain=44:64
9. Возняк О.Т. Патент на корисну модель № 40185. Бюл. № 6, 25.03.2009. UA F24F 13/06. Повггророзподшьник / О.Т. Возняк, I.G. Сухолова // Промислова власшсть. - 2009. - С. 35-39.
Возняк О.Т., Миронюк Х.В., Сухолова И.Е., Сподинюк НА. Экономическая эффективность использования воздухораспределителя с образованием закрученной и настилающейся струи
Представлен технико-экономический расчет использования воздухораспределителя, который подает воздух в помещение закрученной и настилочной струями для обеспечения необходимых параметров приточного воздуха. Рассмотрено использование предложенного воздухораспределителя в помещении для производства топливных брикетов, а также сравнение предложенного с воздухораспределителем для подачи воздуха сверху-вниз коническими и неполными веерными струями ДПУ-М, воздухораспределителем для подачи воздуха сверху-вниз настилочными на потолок веерными струями 4АПР 600х600, а также с панельным воздухораспределителем 1ВПТ 900^595.
Ключевые слова: воздухораспределение, взаимодействие струй, закрученные воздушные струи, скорость движения.
Vozniak O. T., Myronyuk Kh. V., Sukholova I. Ye., Spodyniuk NA. The Economic Efficiency of Using Air Supply Device that Supplies Air with Swirl and Spread Air Jets
Some technical and economic calculations of using an air supply device that supplies air with swirl and spread air jets to provide necessary parameters of incoming air are presented. The use of the offered air jet is considered in the apartment for production of fuel briquettes, and also using that air in an apartment involute and spread stream for providing necessary parameters of the revealing air. Comparison of the offered air supply device to an air supply device that creates conical and partly spread air jets DPU-M and to an air supply device that creates jets that spread on the ceiling 4APR 600x600 and to a panel air supply device 1VPT 900x595 are presented.
Key words: air distribution, interaction of air jets, swirl air jets, air velocity.
УДК 674.002.5:620.19 Апр. В.В. Войтович;
проф. В.В. Шостак, д-р техн. наук - НЛТУ Украши, м. Львiв
ВИЗНАЧЕННЯ РЕСУРСУ ВАЛА ТА ОС1 ГОРИЗОНТАЛЬНОГО СТР1ЧКОПИЛКОВОГО ВЕРСТАТА
Порушено проблему керування техшчним станом стржопилкових верстапв про-тягом !х експлуатаци. В основi ще1 проблеми лежить розроблення науково-обгрунтова-но! структури ремонтного циклу. Описано результати дослщжень за методом Монте-Карло, ресурсу основних деталей мехашзму рiзання. Вюь розглянуто як статично не визначену систему. Розподш напрацювань на вщмову представлено логарифмiчно-нор-
