Расчет надежности водохозяйственной системы

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ПРИРОДООХРАННЫХ СООРУЖЕНИЙ

ЭКСПЛУАТАЦИЯ КОМПЛЕКСНЫХ ГИДРОУЗЛОВ

 

Методические указания для практических занятий и самостоятельной подготовки

 

Факультет экологии

Специальности: 280402 – природоохранное обустройство территорий

280302 – комплексное использование и охрана водных ресурсов

 

Вологда - 2011

УДК: 627.83

Эксплуатация природоохранных сооружений. Эксплуатация комплексных гидроузлов. Методические указания для практических занятий и самостоятельной подготовки – Вологда: ВоГТУ, 2011. - 54 с.

 

 

Указания содержат рекомендации по необходимым разделам, которые студенты специальностей 280302 и 280402 должны разработать при выполнении практических занятий и при самостоятельной подготовке. Приведены необходимые методики, расчетные схемы и зависимости, справочные данные по основным разделам.

 

 

Утверждено редакционно-издательским советом ВоГТУ

 

 

Составитель: Чудновский С.М. – канд.техн.наук, доцент кафедры КИиОПР;

 

Рецензент: Уханов В.П - канд.географ.наук, доцент кафедры ГКиГ

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Учебные планы специальностей 280402 – природоохранное обустройство территорий и 280302 – комплексное использование и охрана водных ресурсов предусматривают выполнение по курсам «Эксплуатация природоохранных сооружений» и «Эксплуатация комплексных гидроузлов» выполнение на практических аудиторных занятиях и при самостоятельной подготовке ряда расчетных работ.

Выбор исходных данных для каждой работы производится в соответствии с номером варианта. В описании каждой работы приведены рекомендации по выбору исходных данных.

 

Расчетная работа № 1.

Расчет надежности водохозяйственной системы.

1.1 Оценка надежности водохозяйственной системы заключается в определении закономерностей распределения случайных ветчин (отказов) этой системы. Определение закономерностей производится путем проведения экспериментов или сбора данных по наблюдению за поведением системы и ее элементов в течение определенного времени.

1.2 Вероятность безотказной работы системы определяется по формуле:

(1.1)

где - условная плотность вероятности;

- промежуток времени от начала работы системы до первогоотказа.

Если то система является высоконадёжной. В этом случае . Чемближе к единице, тем менее надёжной является водохозяйственная система.

1.3. Дано: элемент водохозяйственной системы, приведенный на

схеме (рис. 1).

Рис.1.1. Элемент водохозяйственной системы

Обозначения: 1 - приёмный клапан насоса; 2 - задвижки; 3 - насос; 4 - напорный водовод.

Снижение безотказной работы системыболее 0,7 считается отказом системы:

1.4. Исходные данные для выполнения расчётов приведены в таблице 1.1.

1.5. Требуется: определить суммарное значение интенсивности отка­зов и вероятности безотказной работы системы через 100, 1000, 2000,4000 и 8000 часов непрерывной работы.

Таблица 1.1.

Исходные данные.

Показатели	Варианты
Тип насоса	НДН	Д	НДС	В	НДН	Д	НДС	В	НДН	НДС
Диаметр чугунных труб, d, мм
Длина водовода, L,м

1.6.1.Составляется структурная схема рассматриваемого элемента системы (рис.1.2.)

 

Рис. 1.2 Структурная схема рассматриваемого элемента системы

1.6.2. Расчет интенсивности отказов водохозяйственной системы сводится в таблицу 1.2.(пример).

Таблица 1.2

Расчет интенсивности отказов водохозяйственной системы

Пример

Наименование конструктивных элементов системы	Число элементов N	min	max	min∙ N	max∙ N
Приемный клапан		0,02	0,08	0,02	0,08
Задвижки		0,01	0,04	0,02	0,08
Насос типа НДН		1,8		1,8
Трубопровод чугунный, d =250мм, L = 500 м	0,5	0,6		0,3	0,5
Итого:				∑=2,14	∑=2,66

 

В графу 1 записываются все элементы структурной схемы (рис.1.1).

В графе 2 указывается количество отдельных элементов (длина трубопровода приводится в долях от километра).

В графы 3и4 записываются интенсивности отказов, которые принимаются по данным, приведенным в таблице 1.3. Из таблицы 1.2 видно, что вероятность безотказной работы системы находится в пределах:

Таблица 1.3.

Величины интенсивности отказов

 

Тип оборудования				Интенсивность ремонтов
Приемные клапаны	0,02	0,06	0,08
Задвижки с электроприводом	0,1	0,6
Насосы типов:
НДН НДС Д В	1,8	2,0	3,9
1,6	2,0	3,2
1,7	2,2	3,7
2,0	3,5	4,6
Трубы чугунные, диаметром, мм.
	0,90	1,02	1,14
	0,75	0,92	1,09
	0,70	0,87	1,05
	0,60	0,80	1,00
	0,55	0,70	0,85
	0,50	0,62	0,74
	0,47	0,52	0,57
	0,44	0,48	0,53

 

Продолжение таблицы 1.3

	0,40	0,44	0,48
	0,36	0,39	0,42
	0,34	0,37	0,40

 

1.7. Расчет надежности системы для заданных часов работы сводится в таблицу 1.4.(пример)

Таблица 1.4

 

Расчет надежности системы

пример

Время,для которого определяется Р()	Р(t)
	0,9906	0,9794	2,66∙10-2 1
	0,9099	0,8130	0,266 ‹1
	0,8200	0,6620	0,532‹ 1
	0,6820	0,4405	1,064 ≈ 1
	0,4710	0,1920	2,128 › 1

 

Как видно из графы 4 таблицы 1.4, высоконадежной может быть система при времени работы до 100 часов. Заданная степень надежности обеспечивается также при работе в течение 1000 и 2000 часов. Надежность обеспечивается при работе системы в течение 4000 и 8000 часов.

Примечание:

1.8 По данным граф 1,2,3 таблица 1.4 строится график пределов гарантированной работы системы (рис.1.3)

 

Рис. 1.3 График пределов гарантированной работы систем.

Из этого графика видно, что заданная вероятность безотказной работы системы обеспечивается в промежутке от 1600 до 3800 часов.

При меньшем количестве часов работы безотказная работа гарантируется, при большем числе часов работы – не гарантируется.

 

 

Расчетная работа № 2.