CC BY
169
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_
На основании проведенного анализа результатов исследования процесса вытяжки с различным утонением боковой стенки полуфабриката можно сделать следующие выводы:
1. За счет отсутствия зазора между поверхностями формообразующих деталей штампа и поверхностью полуфабриката на обработанной детали не образуются складки (гофрообразование).
2. Погрешность расчетных значений усилий вытяжки с утонением составляет не более 10%, тем самым их можно принять при выборе режимов обработки в реальных производственных условиях.
3. Уменьшение величины угла конуса в рабочем отверстии матрицы приводит к увеличению площади контакта поверхности заготовки в зоне интенсивной пластической деформации материала и, следовательно, к увеличению усилия вытяжки.
Список использованной литературы:
1. Вытяжка цилиндрических деталей с утонением стенки [Электронный ресурс]. Режим доступа: http: //www .pyanson. su/07.php
2. Чемезов Д.А., Селиверстов В.С., Кондраков А.А. Процесс гофрообразования на фланце деформируемой листовой заготовки. // Журнал научных и прикладных исследований, №10, 2015, Уфа. С. 79 - 81.
3. Чемезов Д.А., Селиверстов В.С. Интенсивность гофрообразования на фланце деформируемой листовой заготовки толщиной 1 - 5 мм. // Системная инженерия, №2, 2015, Ижевск. С. 71 - 76.
4. Chemezov D.A. (2015) The research of the shallow drawing process of the plate stock. ISJ Theoretical & Applied Science 10 (30): 11-15. Doi: 10.15863/TAS.2015.10.30.4
5. Chemezov D.A., Seliverstov V.S., Komisar A.S., Zezina N.A., Tyurina S.I. (2015) Stamping of the plate stock with blank holder: the character of the material deformation and calculation of the coefficient of elongation. ISJ Theoretical & Applied Science 11 (31): 101-107. Doi: 10.15863/TAS.2015.11.31.16
6. Chemezov D.A. (2015) Changing the wall thickness of the hollow detail during a shallow drawing of the plate stock. ISJ Theoretical & Applied Science 12 (32): 34-37. Doi: 10.15863/TAS.2015.12.32.5
© Чемезов Д. А., 2016
УДК 662.997
А.А. Шаймарданов
магистр 2 курс кафедры «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
г. Уфа, российская Федерация В.В.Репин
к.т.н., доцент кафедры «Промышленная теплоэнергетика» ФГБОУ ВО «Уфимский государственный нефтяной технический университет»
г. Уфа, российская Федерация
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПЛОСКИХ СОЛНЕЧНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ДЛЯ ОТОПЛЕНИЯ НА
ТЕРРИТОРИИ БАШКОРТОСТАНА
Аннотация
Предложено использовать солнечную энергию для нужд отопления на территории Башкортостана. В качестве приёмника солнечной энергии был выбран плоский солнечный коллектор. Для данного солнечного коллектора была рассчитана эффективность его использования по сравнению с электрическим нагревателем.
Плоский солнечный коллектор может быть использован для нужд отопления на территории Башкортостана с апреля по ноябрь с коэффициентом замещения около 0,7. С декабря по март использование плоского солнечного коллектора не эффективна на территории Башкортостана.
Ключевые слова Солнечная энергия, солнечный коллектор, отопление.
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_
Вследствие удорожания природных ресурсов и привычных источников энергии, таких как газ, уголь и электричество, все более актуальным становится использование альтернативной системы отопления с использованием солнечной энергии. Возведение так называемых «экодомов» с использованием энергии солнца становится все популярнее, и данная технология медленно, но верно переходит из разряда технических новинок в категорию эффективных альтернативных источников энергии.
Солнечное теплоснабжение, т.е. использование солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления в жилищно-коммунальной и производственной сферах, получило в мировой практике наибольшее распространение по сравнению с другими направлениями использования этого источника.
Англия, Голландия, Швеция, Израиль, Испания и другие развитые страны с богатым гелиопотенциалом активно эксплуатируют его для теплоснабжения и горячего водоснабжения. Например, в США свыше 95 % энергии, произведенной за счет солнечной радиации, представляет собой низкопотенциальное тепло, использованное для горячего водоснабжения, подогрева воды в плавательных бассейнах и, в меньшей степени, для отопления. В Израиле в соответствии с законом, требующим, чтоб каждый дом был снабжен солнечной водонагревательной установкой, установлено более восьмисот тысяч солнечных коллекторов, которые производят около 15 млн. ГДж энергии и обеспечивают 70 % населения горячей водой. Во вновь строящихся домах делаются попытки совмещения солнечных коллекторов с элементами крыши дома, что облегчает и удешевляет комплексную водонагревательную установку, включающую в себя, кроме коллекторов, теплоизолированный бак-аккумулятор, в который встраивается резервный электрический нагреватель, необходимую арматуру и автоматику. Коллектор обычно устанавливается неподвижно под углом к горизонту примерно равным широте местности. На индивидуальный дом с площадью около 100 м2 обычно устанавливается 1 - 2 коллектора с площадью абсорбера 1 - 1,5 м2 каждый и бак-аккумулятор емкостью около 150 л. Теплопроизводительность такой установки существенно зависит от солнечной радиации, температуры окружающего воздуха.
В зависимости от широты местности и климатических условий, годовой приход солнечной энергии на 1 м2 поверхности изменяется очень сильно. Для широт около 30° он может составлять 8 - 10 ГДж/(м2год), тогда как для широт 50 - 60° падает до 2 - 4 ГДж/(м2год). Эффективность солнечного коллектора (далее в работе - СК) определяется его оптическими характеристиками, качеством тепловой изоляции, инсоляцией и температурами теплоносителя и окружающего воздуха. В большинстве существующих установок средний годовой эксплуатационный КПД коллектора оказывается на уровне 40 - 50 %. Это означает, что для широт около 30° с 1 м2 коллектора можно получить в год 3 - 5 ГДж тепла с температурой 60 - 70 °С. Стоимость этого тепла при таких показателях и сроке жизни установки в 30 лет оказывается на уровне 3 - 4 долларов США за ГДж, что делает эти установки более привлекательными для потребителей. Для более высоких широт системы, использующие солнечную энергию, оказываются более предпочтительными как сезонные, «рассчитанные на покрытие нагрузок только горячего водоснабжения летом, либо как системы с отбором излишков теплоты в летний период, например, для целей хладоснабжения».
Потенциал использования солнечной энергии в России достаточно велик. Несмотря на то, что основная территория России расположена севернее 40° с. ш., имеющийся опыт по использованию солнечной энергии подтверждает возможность достаточно эффективного ее применения во многих регионах страны. К таким регионам относятся Северный, Северо-Западный, Центральный, Центрально-Черноземный, Волго-Вятский, Поволжье, Северный Кавказ, Урал, Западная и Восточная Сибирь и Дальний Восток. В отдельных регионах продолжительность солнечного сияния составляет от 2200 до 3000 ч в год, а годовые поступления солнечной энергии на горизонтальную поверхность находится в пределах от 1280 до 1850 кВтч/м2. В наиболее солнечные месяцы солнечная радиация достигает в среднем 6,5 - 7,5 кВтч/м2 в день. Количество тепловой энергии, которое можно получить на солнечном коллекторе, в среднем составляет 5,8 кВтч/м2.
Несмотря на то, что в последние годы наметились определенные успехи в области создания установок и использования солнечной энергии, доля их в энергетическом балансе страны более чем скромна. Это объясняется, прежде всего, тем, что энергетическая стратегия недавнего прошлого исходила из приоритетности создания крупных энергетических объектов, использовавших органическое топливо, уран и энергию больших рек, мощности высоковольтных ЛЭП, перебрасывающих электроэнергию на расстояния в
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_
сотни и тысячи километров. Огромные инвестиции, требовавшиеся на сооружение этих объектов, черпались из государственного бюджета. Сегодня экономическая и политическая ситуация в стране коренным образом изменилась - нет крупных государственных капиталовложений, провозглашена значительная самостоятельность субъектов федерации, отдельных краев и областей. Эти факторы играют в пользу применения в энергетике солнечной энергии.
Обычно выдвигаемый против использования солнечной энергии аргумент сводится к тому, что они неконкурентоспособны с традиционными энергетическими установками. Но это не всегда так. Уже сегодня есть области применения, в которых солнечная энергия при благоприятных условиях превосходят традиционных конкурентов экономически, а учет экологических и социальных факторов делает их еще более привлекательными.
Солнечные коллекторы на сегодняшний день являются самыми эффективными устройствами по использованию энергии солнца. Они позволяют преобразовать в теплоту 70 -85 % солнечной энергии. Основной принцип работы заключается в том, что солнечные коллекторы захватывают тепловую энергию, концентрируют и направляют для использования человеком.
Вся система нагрева построена на генерировании солнечной энергии на нагревательный элемент, а именно на сам солнечный коллектор, который представляет из себя панель для сбора солнечной энергии размером в несколько квадратных метров. Плоский коллектор поглощает солнечное излучение и передает теплоносителю(вода, антифриз, воздух) циркулирующему по системе отопления.
Коллектор вырабатывает в среднем 600-800 кВт/ч на 1 м2 своей площади покрытия в год. Это составляет около 40-60% потребности дома в тепле. А это значит, что солнечными гелиосистемами зимой вполне реально отопить треть жилой площади.
Плоские солнечные коллекторы состоят из одинарного, двойного и тройного стеклянного или пластикового покрытия, тепловоспринимающей панели, окрашенной со стороны, обращенной к солнцу, в черный цвет, изоляции на обратной стороне и корпуса (металлического, пластикового, стеклянного и деревянного).
На рисунке 1 показано схематическое изображение плоского солнечного коллектора с двойным стеклянным покрытием.
Рисунок 1 - Плоский солнечный коллектор 1 - солнечные лучи; 2 - корпус; 3 - остекление;4 - тепловоспринимающая поверхность;5 - уплотнитель; 6 - собственное длинноволновое излучение тепловоспринимающей пластины; 7 - теплоизоляция.
2
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_
В качестве тепловоспринимающей панели можно использовать любой металлический или пластмассовый лист с каналами для теплоносителя. Изготавливаются тепловоспринимающие панели из алюминия или стали двух типов: лист-труба и штампованные панели (труба в листе). Пластмассовые панели из-за недолговечности и быстрого старения под действием солнечных лучей, а также из-за малой теплопроводности не находят широкого применения.
Под действием солнечной радиации тепловоспринимающие панели разогреваются до температур 70 -80 °С, превышающих температуру окружающей среды, что ведет к возрастанию конвективной теплоотдачи панели в окружающую среду и ее собственного излучения на небосвод. Для достижения более высоких температур теплоносителя поверхность пластины покрывают спектрально-селективными слоями, активно поглощающими коротковолновое излучение солнца и снижающими ее собственное тепловое излучение в длинноволновой части спектра. Такие конструкции на основе «черного никеля», «черного хрома», окиси меди на алюминии, окиси меди на меди и другие дорогостоящи (их стоимость часто соизмерима со стоимостью самой тепловоспринимающей панели). Другим способом улучшения характеристик плоских коллекторов является создание вакуума между тепловоспринимающей панелью и прозрачной изоляцией для уменьшения тепловых потерь (солнечные коллекторы четвертого поколения).
Если рассчитать соотношение затрат по установке и обслуживанию солнечного коллектора для отопления дома и конечную окупаемость, то этот период предусматривает от двух до пяти лет. С учетом долговременной эксплуатации можно рассчитать, что окупаемость в конечном счете очень высока. Период окупаемости затрат напрямую зависит от погодных условий и может колебаться в ту или иную сторону. И если уж говорить о ежегодном стабильном повышении цен на тепловую энергию, то установку солнечного коллектора для дома можно считать очень выгодным вложением средств для дальнейшей экономии бюджета.
Плоские солнечные коллекторы обладают наилучшим показателем по соотношению цена и эффективность.
В таблице 1 приведено сопоставление основных характеристик электрического и плоского солнечного коллектора подогрева теплоносителя.
Таблица 1
Сопоставление основных характеристик электрического и солнечного подогрева теплоносителя.
Наименование Электрический водонагреватель Солнечный водонагреватель
Объем, л. 60-120 140-300
Расходы на содержание в год, р. 2000-6000 0-1000
Срок службы, лет. 5-8 10-15
Расходы на содержание за 10 лет, тыс. р. 20 - 60 до 10
Также солнечные коллекторы по сравнению с электрическими водонагревателями имеют такие преимущества: не загрязняют окружающую среду, не зависят от расценок на электроэнергию, горячая вода доступна независимо от доступа к электроэнергии.
Подбор и расчёт солнечных коллекторов производился в соответствии ВСН 52-86 «Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы проектирования». Для условий Башкортостана плоские солнечные коллекторы эффективны с апреля по ноябрь со средним коэффициентом замещения около 0,7. При этом срок окупаемости составляет около 7 лет. Список использованной литературы:
1 Файрушин Ш.З., Ахметов Э.Р., Молчанова Р.А., Байков И.Р. Перспективы использования установок преобразования энергии солнца и ветра в Республике Башкортостан. //Труды Академэнерго. - г. Казань: 2015.- № 1.- С. 93-107.
2 Молчанова Р.А., Файрушин Ш.З., Ахметов Э.Р., Байков И.Р. Обоснование использования возобновляемых источников энергии и оценка их потенциалов на примере Республики Башкортостан. //Труды Академэнерго. - г. Казань: 2015. - № 3. - С. 92-102.
3 ВСН 52-86 «Установки солнечного горячего водоснабжения. Нормы проектирования»
4 Репин В. В. Расчет теплопроизводительности солнечного горячего водоснабжения нефтебазы //
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №7-8/2016 ISSN 2410-6070_
Трубопроводный транспорт-2011: Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции. 2011. - Уфа: УГНТУ, 2011. - С. 231-233.
5 Репин В. В. Использование альтернативной энергетики для подогрева вязких нефтепродуктов в резервуарах // Трубопроводный транспорт-2011:Материалы VII Международной учебно-научно-практической конференции. -Уфа: УГНТУ, 2011.- С. 233-234.
© Шаймарданов А.А., Репин В.В., 2016
УДК 622.6: 614.8.084
А.И. Янц
Студент 4 курса горно-геологического и нефтегазового факультета Южно-Российский государственный политехнический университет
Г. Новочеркасск, Российская Федерация
В.С. Гаврин
Студент 4 курса горно-геологического и нефтегазового факультета Южно-Российский государственный политехнический университет
Г. Новочеркасск, Российская Федерация
А.В. Харитонова
Студент 4 курса горно-геологического и нефтегазового факультета Южно-Российский государственный политехнический университет
Г. Новочеркасск, Российская Федерация
ТРАВМАТИЗМ НА МАШИНАХ И МЕХАНИЗМАХ В ГОРНОДОБЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Аннотация
В данной статье произведен анализ данных по динамике травматизма на машинах и механизмах в горнодобывающей промышленности России. На основе анализа динамики травматизма выявлены основные причины приводящие к травмированию.
Ключевые слова
Травматизм, несчастный случай, горные машины и механизмы, правила безопасности(ПБ).
В последнее время на горнодобывающих предприятиях России уровень травматизма незначительно, но снижается. Объясняется это закрытием нерентабельных и опасных шахт, концентрацией горных работ и технико-технологическим перевооружением, а также снижением объемов производства и численности персонала.
Анализ данных по динамике травматизма в России за последние 10 лет говорит о том, что при значительном снижении абсолютных значений травматизма, удельные - почти не изменились.
Эксплуатация машин и механизмов можно отнести к основным травмирующим факторам, такие как обвалы и обрушения горной массы и крепи; взрывы и горения газа, угольной пыли.
Одними из главных причин, приводящие к травмированию, являются: неправильная организация производства работ, нарушение технологии ведения работ, не исполнение требований проектно-технической документации, низкий уровень знаний требований ПБ, неудовлетворительное состояние технических устройств.
Согласно прогнозу минэкономразвития , в 2015 году добыча угля составила 403.9 млн. тонн, что на 9 млн. тонн больше, чем было в 2014-м (+2,5%). В первом полугодии из недр земли извлекли 157,7 млн. тонн. ,открытым способом 183,0 млн. т. Более 70% угля добыто частными угольными компаниями. Общее
