АСУ ТП приготовления многокомпонентного жидкого топлива

Ашихмин, Александр Евгеньевич Научно-образовательный центр И.Н.Бутакова (НОЦ И.Н.Бутакова)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Одной из острых проблем при формировании многокомпонентных жидких топлив является обеспечение их стабильности для возможности использования и хранения в различных регионах и условиях, определяемой сферой применения. В настоящее время использование многокомпонентных жидких топлив в топливном и энергетическом секторе признано перспективным. В данной работе обсуждается разработка и автоматизированное приготовление эмульгированных топлив на основе модельного углеводорода, а также измерение их свойств.

Введение…………………………………………………………………………………………… 11
1 Научно-исследовательская работа ………………………………………………. 14
1.1 Цель и задачи исследований ………………………………………………….. 16
1.2 Исследуемые материалы ……………………………………………………….. 17
1.3 ГЛБ и плотность эмульсий…………………………………………………….. 19
1.3.1 Числа ГЛБ ……………………………………………………………………….. 19
1.3.2 Плотность ……………………………………………………………………….. 20
1.4 Межфазное натяжение и характеристики адсорбции ……………… 21
1.4.1 Измерение межфазного натяжения …………………………………… 21
1.4.2 Расчет характеристик адсорбции. Средний диаметр и
распределения по размерам капель дисперсной фазы ……………………………. 23
1.5 Динамическая вязкость и поверхностное натяжение ……………… 31
1.6 Кинетическая устойчивость и электростабильность ………………. 35
1.6.1 Показатель расслоения эмульсии……………………………………… 35
1.6.2 Измерение электростабильности ……………………………………… 38
1.7 Реологическая модель и безразмерные параметры …………………. 40
1.8 Морфологическое наблюдение за процессом взаимодействия .. 42
1.9 Результаты и их обсуждение …………………………………………………. 44
2 Проектирование АСУ приготовления многокомпонентного жидкого
топлива …………………………………………………………………………………………………… 47
2.1 Системный анализ объекта автоматизации …………………………….. 47
2.2 Разработка структуры комплекса технических средств
автоматизированной системы управления ………………………………………………… 49
2.3 Разработка функциональной схемы системы управления ………. 51
2.4 Составление опросных листов на измерительные приборы и
средства автоматизации ……………………………………………………………………………. 53
2.5 Выбор технических средств системы управления, составление
спецификации ………………………………………………………………………………………….. 53
2.5.1 Выбор датчиков температуры ………………………………………….. 54
2.5.2 Выбор технических средств измерения уровня ………………… 55
2.5.3 Выбор исполнительного механизма …………………………………. 56
2.5.4 Выбор регулирующего устройства …………………………………… 58
2.5.5 Выбор насосного оборудования ……………………………………….. 60
2.6 Проектирование схемы внешних проводок ……………………………. 62
2.7 Проектирование принципиальной электрической схемы щита
управления ……………………………………………………………………………………………… 64
2.8 Разработка сборочного чертежа щита управления………………….. 67
2.9 Оценка погрешностей измерительных каналов………………………. 68
2.10 Разработка экранных форм мнемосхем SCADA-системы ……… 70
3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение………………………………………………………………………………………. 74
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………… 74
3.2 FAST-анализ …………………………………………………………………………. 78
3.2.1 Выбор объекта FAST-анализа ………………………………………….. 78
3.2.2 Описание функций объекта ……………………………………………… 79
3.2.3 Определение значимости выполняемых функций объектом 79
3.2.4 Анализ стоимости функций, выполняемых объектом
исследования………………………………………………………………………………………… 81
3.2.5 Построение функционально-стоимостной диаграммы объекта
и ее анализ ………………………………………………………………………………………… 81
3.2.6 Оптимизация функций, выполняемых объектом ………………. 82
3.3 SWOT-анализ………………………………………………………………………… 83
3.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ………………….. 87
3.5 Методы коммерциализации результатов научно-технического
исследования……………………………………………………………………………………………. 90
3.6 Инициация проекта ……………………………………………………………….. 91
3.7 Планирование управления научно-исследовательского проекта 93
3.8 Бюджет научного исследования …………………………………………….. 96
3.9 Определение ресурсной, финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования …………………………………………… 99
Выводы по разделу Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность
и ресурсосбережение ……………………………………………………………………………… 101
4 Социальная ответственность……………………………………………………… 106
4.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения
безопасности ………………………………………………………………………………………….. 106
4.2 Профессиональная социальная безопасность ……………………….. 108
4.2.1 Анализ вредных и опасных факторов……………………………… 108
4.3 Экологическая безопасность ……………………………………………….. 117
4.3.1 Анализ влияния объекта на окружающую среду …………….. 118
4.3.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 118
4.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………….. 118
4.4.1 Анализ вероятных ЧС, которые может инициировать объект
исследований ……………………………………………………………………………………… 119
4.4.2 Анализ вероятных ЧС, которые могут возникнуть в
лаборатории при проведении исследований ………………………………………… 119
4.4.3 Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и
разработка порядка действий в случае возникновения ЧС …………………… 120
Выводы по разделу Социальная ответственность …………………………. 120
Заключение …………………………………………………………………………………….. 122
Список публикаций…………………………………………………………………………. 124
Список использованных источников ……………………………………………….. 125
Приложение А ………………………………………………………………………………… 132
Приложение B ………………………………………………………………………………… 135
Графический материал: на отдельных листах

ФЮРА.421000.03 С1 Схема структурная
ФЮРА.421000.03 С2 Схема функциональная
ФЮРА.421000.03 С4 Схема монтажная внешних проводок
ФЮРА.421000.03 Э4 Схема электрическая соединений шкафа
автоматизации
ФЮРА.421000.03 ПЭ Перечень элементов шкафа автоматизации
ФЮРА.421000.03 СБ Сборочный чертеж шкафа автоматизации
ФЮРА.421000.03 СП Спецификация оборудования шкафа автоматизации

2. Экспериментальные исследования

Дата выдачи задания на выполнение выпускной
08.02.21
квалификационной работы по линейному графику

Задание выдал руководитель:
Должность ФИО Ученая степень, Подпись Дата
звание
Доцент НОЦ И.Н. Пискунов Максим

В рамках магистерской диссертации разработана автоматизированная
система приготовления многокомпонентного жидкого топлива на основе
современных технических средств автоматизации.

В ходе научных исследований установлено влияние характеристик
эмульсионных топлив на динамику растекания их капель при взаимодействии с
твердой поверхностью. Изучены свойства всех исследуемых образцов. Оценена
стабильность эмульсий, а также рассчитана минимальная концентрация
эмульгатора, необходимая для стабилизации состава эмульсии. На основе
проведенных исследований приведены рекомендации к разработке и
эксплуатации системы. Также проведенные фундаментальные исследования
позволяют расширить базу знаний о неоднородных капельных жидкостях.

Спроектированная система является трехуровневой. Первый или полевой
уровень включает в себя датчики измерения температуры, уровня, а также
запорную арматуру и исполнительные механизмы с указателем положения.
Средний уровень занимает регулирующее устройство, реализованное в качестве
программируемого логического контроллера. А также имеется возможность
управления процессом дистанционно с верхнего уровня системы управления
посредством АРМ-оператора с установленной SCADA-системой.

Также разработан комплект проектной и конструкторской документации:
структурная схема, функциональная схема, заказная спецификация, схема
монтажная схема, принципиальная электрическая, перечень элементов, общий
вид щита управления.

При эксплуатации реальных объектов, работающих на
многокомпонентных топливах, важно контролировать состояние топлива.
Экспериментально определены температурные диапазоны стабильности
топливных композиций в зависимости от концентрации ПАВ. Для эффективно
использования эмульсионного топлива необходимо соблюдать температурные
условия таким образом, чтобы температура эмульсии соответствовала диапазону
устойчивого состояния.

Проведена оценка экономической эффективности проекта при его
внедрении на практике.

Рассмотрено влияние вредных факторов на организм человека и
окружающую среду в процессе работы технологического оборудования.
Разработаны инструкции и мероприятия по устранению и минимизации влияния
негативных факторов производства.

Пояснительная записка к проекту содержит подробное описание
основного оборудования, приборов и технических средств автоматизации, а
также мнемосхема и алгоритмы управления. При выборе приборов
руководствовались каталогами и сайтами производителей.
Список публикаций
1. Ashikhmin A. E. , Khomutov N. A. , Piskunov M. V. , Strizhak P. A. , Yanovsky
V. A. Synergistic effect of the fuel microemulsion characteristics on drop
interaction with a hot wall // Energy and Fuels. – 2021 – Vol. 35 – №. 9. – p. 8042-
8050.
2. Ashikhmin A. E. , Piskunov M. V. , Yanovsky V. A. , Yan W. M. Properties and
Phase Behavior of Water-in-Diesel Microemulsion Fuels Stabilized by Nonionic
Surfactants in Combination with Aliphatic Alcohol // Energy and Fuels. – 2020
– Vol. 34 – №. 2. – p. 2135-2142.
3. Ashikhmin A. E. , Khomutov N. A. , Piskunov M. V. , Yanovsky V. A.
Secondary Atomization of a Biodiesel Micro-Emulsion Fuel Droplet Colliding
with a Heated Wall // Applied Sciences. – 2020 – Vol. 10, Article number 685. –
p. 1-21.
4. Ashikhmin A. E. , Piskunov M. V. , Royzman I. -. , Yanovsky V. A. Thermal
stability control of the water-in-diesel microemulsion fuel produced by using a
nonionic surfactant combined with aliphatic alcohols // Journal of Dispersion
Science and Technology. – 2020 – Vol. 41 – №. 5. – p. 771-779.
5. Ashikhmin A. E. , Piskunov M. V. , Yanovsky V. A. Hydrodynamic Regimes of
Interaction between a Droplet of Water-in-Diesel Microemulsion and a
Horizontal Heated Wall // Technical Physics Letters. – 2019 – Vol. 45 – №. 6. –
p. 544-548.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Александр Р. ВоГТУ 2003, Экономический, преподаватель, кандидат наук
    4.5 (80 отзывов)
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфин... Читать все
    Специальность "Государственное и муниципальное управление" Кандидатскую диссертацию защитил в 2006 г. Дополнительное образование: Оценка стоимости (бизнеса) и госфинансы (Казначейство). Работаю в финансовой сфере более 10 лет. Банки,риски
    #Кандидатские #Магистерские
    123 Выполненных работы
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Ольга Б. кандидат наук, доцент
    4.8 (373 отзыва)
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских... Читать все
    Работаю на сайте четвертый год. Действующий преподаватель вуза. Основные направления: микробиология, биология и медицина. Написано несколько кандидатских, магистерских диссертаций, дипломных и курсовых работ. Слежу за новинками в медицине.
    #Кандидатские #Магистерские
    566 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Проектирование ТЭЦ мощностью 360 МВт в г. Томске
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка ПГУ-ТЭЦ на базе ГТУ SGT5-4000F
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)