CC BY
13
УДК 004.94; 331.45
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНО-МАТЕМАТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ УСЛОВИЙ ТРУДА НА ПРОИЗВОДСТВЕ
А.А. Шишкина
В работе проводится пример решения задачи об улучшении условий труда и повышения безопасности труба в производственных условиях с применением передовых программно-математических комплексов.
Ключевые слова: охрана труда, производство, программно-математический комплекс, моделирование, компьютерное моделирование, информация.
На большинстве промышленных предприятий, с учетом бурно развивающейся автоматизации и роботизации, используется труб наемных сотрудников, осуществляющих деятельность непосредственно в цехах, в непосредственной близости от оборудования. Помимо шума, риска получения травм, такое оборудование еще и нагревается, тем самым повышая температуру в помещение. Значительный рост температуры, выше допустимых (не более 24°С для легкой работы и не более 18°С для тяжелой) может нанести вред не только здоровью человека, но и привести к преждевременной поломке оборудования [1, 2].
Поэтому актуализируется вопрос по улучшению условий труда и правильной настройке климатического оборудования в производственных помещениях. Данную проблему можно решить несколькими способами, традиционным - экспериментальным, а также с помощью известных формул для расчетов необходимых параметров. Такие методы отличаются высокой сложностью и энергозатратами, однако существует альтернативный метод, заключающийся в компьютерно-математическом моделировании исследуемых процессов [3,4,5].
Программно-математический метод осуществляется при помощи специальных программ, нацеленных на решение той или иной узкой задачи, однако возможно применение мультифизических программных комплексов, решающих большое число разнообразных задач. К таким комплексам можно отнести Ansys [3,4,5].
Рассмотри задачу вентилирования прохладным воздухом производственного помещения, в котором есть два источника тепла, один источник прохладного воздуха и для осуществления лучшей циркуляции воздушных масс будем считать, что дверь в цех открыта и из нее не поступает воздух, и не происходит теплообмен с окружающей средой.
Исследуемое помещение имеет ширину 10 м, глубину 7 м и высоту 4 м. Для упрощения расчета принималось, что имеется 2 источника тепла, из которого выдувается горячий воздух (31 °С) со скоростью 0,01 м/с. На данном основании был проведен подбор источника холодного воздуха, который показал, что необходим только один кондиционер, который расположен на одной из стен цеха. При этом скорость, с которой дует источник холодного воздуха, равняется 9 м/с, температурой 16°С. Общая схема помещения приведена на рис. 1.
По схеме, показанной на рисунке 1 реализуется моделирование циркуляции воздуха с определением температуры воздуха внутри помещения (рис. 2) и на его границах, вдоль стен (рис. 3).
Средняя температура в помещении определялась по плоскостям, расположенных на высоте 0,1 м, 1 м, 2 м и 3 м от пола. Полученные данные были занесены таблицу.
Средняя температура
Параметры 0,1 м 1 м 2 м 3 м
Температура, средняя, °С 23,01 24,71 24,17 23,4
Таким образом, наименьшая температура наблюдается в верхней части помещения, вблизи потолка и в нижней, вблизи пола. А приблизительное значение температуры в помещении равняется 23,82°С, что является верхней границей нормы для легкого труда.
которую подается холодный воздух; 2 - плоскости, через которые подается
горячий воздух; 3 - дверь
Тетрега1иге в- 3.042е+02
3.005е+02
и
2.967е+02
2.92Эе+02
2.891е+02
[К]
Рис. 2. Температура в помещении в различных слоях
Тетрега^ге 3.042е+02
3.005е+02
2.967е+02
У
[К]
2.929е+02
2 891е+02
Рис. 3. Температура воздуха вблизи стен помещения
328
Наибольшая температура вблизи стен помещения регистрируется на противоположенной стене от двери, где циркуляция воздуха значительно хуже реализована, чем в остальных частях помещения.
Помимо температур, еще одним важным параметром является скорость и направление движения воздуха, в рассматриваем случае, так как имеется 3 источника, то направление движения описывается сложной траекторией (рис. 4).
Рис. 4. Движение потоков воздуха в комнате от источника к выходу
Как показано на схеме движения воздуха, только под струей холодного воздуха наблюдается значительная скорость движения воздушных масс, в остальных частях комнаты воздух переносится с незначительной скоростью (менее 0,1 м/с).
Таким образом, это исследование показало, что применение программно-математических комплексов значительно ускоряют изучения различных процессов и способствуют более правильному и оптимальному подбору оборудования и его расстановки в производственном помещении. В свое очередь правильный выбор оборудования и соответственно подбор климатических режимов способствует улучшению условий труда и здоровья сотрудников.
Список литературы
1. Беляков Г.И. Безопасность жизнедеятельности. Охрана труда в 2 т. Т.1: Учебник для академического бакалавриата. Люберцы: Юрайт, 2016. 404 с.
2. Шишкина А.А. Правила по охране труда при использовании тепловых энергоустановок // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 154-158.
3. Шишкина А.А. Особенности использования насосов для перекачки жидкого топлива // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 3. С. 268-271.
4. Вайцель А. А., Сиренко Е.Р., Гаврюхина А.В. Анализ программного комплекса для расчёта гидродинамических процессов в водоснабжении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 102-105.
5. Чубова Е.В. Анализ этапов внедрения системы управления охраной труда // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 272-278.
Шишкина Анастасия Андреевна, студент, shishkina5ap@,yandex.ги, Россия, Тула, Тульский государственный университет
329
APPLICA TION OF SOFTWARE AND MA THEMA TICAL COMPLEXES TO IMPROVE PIPE CONDITIONS AT PRODUCTION
A.A. Shishkina
The paper provides an example of a decision to improve working conditions and improve the safety of a pipe in a production environment using advanced mathematical software systems.
Key words: labor protection, production, software and mathematical complex, modeling, computer modeling, information.
Shishkina Anastasia Andreevna, student, shishkina5ap@,yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
УДК 621.396.677
МЕТОДИКА ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОБРАБОТКИ
И ЕЕ РЕАЛИЗАЦИИ В АДАПТИВНЫХ АНТЕННЫХ РЕШЕТКАХ
С. Л. Алешин
Представлена методика формирования «нулей» диаграммы направленности адаптивной антенной решетки в режиме реального времени в сложной сигнально-по-меховой обстановке на основе градиентного метода. Приведена возможность реализации данной методики в адаптивных антенных решётках.
Ключевые слова: адаптивная антенная решетка, адаптивный процессор, диаграмма направленности, вектор весовых коэффициентов, пространственно-временная обработка, отношение сигнал/(помеха+шум).
Функционирование радиотехнических систем в современных условиях связано с необходимостью обеспечения электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств (РЭС) и борьбой с помехами естественного и преднамеренного характера. Существуют различные подходы для выполнения данных требований, такие как временное, частотное, кодовое разделение сигналов и их комбинации, а также методы помехоустойчивого кодирования. Такие подходы позволяют обеспечить требуемую электромагнитную совместимость РЭС и бороться с помехами. Однако, в связи с возрастающими возможностями по постановке преднамеренных помех перечисленные методы в перспективе не будут обеспечивать помехоустойчивость РЭС в полной мере.
Одним из возможных направлений обеспечения помехоустойчивости РЭС является применение в качестве приемо-передающей антенны антенной решетки (АР). Основными достоинствами данного типа антенн являются возможность формирования узконаправленной диаграммы направленности (ДН) и способность противостоять помехам за счет применения различных методов формирования ДН. К этим методам относятся методы синтеза, энергетической оптимизации, компенсации и адаптации.
Применение методов синтеза и энергетической оптимизации оптимально в случае наличия априорной информации о направлении действия помеховых сигналов. Однако сигнально-помеховая обстановка в современных условиях может стремительно изменяться, что ограничивает возможности антенной решетки по противодействию помехам.
Методы компенсации помех подразумевают применение дополнительных компенсационных антенн или антенных элементов, что значительно усложняет конструкцию и ограничивает области применения таких РЭС.
330
