Научное обоснование эффективного энергопотребления технологических систем

• Автор: Сальников, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.03.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 409 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
1.1. Методы учета и нормирования затрат энергии
1.2. Факторы эффективности энергопотребления
1.3. Возможности управления энергопотреблением
технологических систем
1.4 Эффективность энергопотребления технологических
систем операций
Выводы по первой главе, цель и задачи исследований
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
2.1 Сравнение эффективности энергопотребления
технологических систем по их компонентам
2.2. Обоснование требований к критерию эффективности энергопотребления
2.3. Критерий эффективности энергопотребления
технологических систем
2.4.0ценка возможности управления фоновым потоком
энергии
2.5. Идентификация параметров процесса резания
2.6. Модель энергопотребления на уровне систем машин
2.7. Эффективность энергопотребления на уровне процессов
(операции механической обработки)
Выводы по второй главе
3.МОДЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ
ТЕХНОЛОГИЧЕКИХ СИСТЕМ
3.1.Основные положения моделирования технологических систем
в непрерывных переменных
3.2. Модель энергопотребления на уровне комплексов
систем машин
3.3. Эффективность энергопотребления на уровне комплексов
систем машин
3.4 Управление энергопотреблением на основе
самоорганизации технологических систем
Выводы по третьей главе
4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИГА ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
4.1. Прогнозирование и нормирование затрат энергии
4.2. Технологический мониторинг энергопотребления
технологических систем
4.3. Программа повышения эффективности энергопотребления
Выводы по четвертой главе
5. СТРУКТУРНЫЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
5.1.Структурная адаптация технологических систем на уровне комплексов систем машин
5.2. Управление распределением вторичных энергоносителей
5.3. Методы сокращения затрат энергии на уровне систем машин
при выполнении вспомогательных операций
5.4. Модульный принцип построения технологических систем
на уровне машин
Выводы по пятой главе
6. ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ СПОСОБЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ
ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
6.1. Сокращение затрат энергии фонового потока на уровне
систем машин
ф 6.2. Параметрическое управление энергопотреблением
на уровне машины
6.3. Управления энергопотреблением на уровне машин при формообразующем движении
6.4. Способы повышения эффективности энергопотребления ТС на уровне воздействий (на примере процесса точения
с введением тепла в зону резания)
Выводы по шестой главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Современная тенденция совершенствования производства направлена на повышение его энерговооруженности, на внедрение прогрессивных технологических процессов, на улучшение качества деталей машин путем использования различных видов механической, термической и гальванической обработки. Она характеризуется применением сложных и уникальных технологических процессов, в которых задействованы огромные потоки материалов и энергии. Постоянно возрастающие требования к качеству и стабильности этих процессов заставляют по новому взглянуть на энергопотребление в технологических системах (ТС). Техническая компонента этих систем имеет сложную иерархическую структуру, включающую в себя уровни: воздействий, процессов, машин (исполнительных органов), систем машин (технологического оборудования), комплексов систем машин (производственных подразделений). Каждый уровень вносит свой вклад в непроизводительные потери энергии. Ошибочная стратегия в управлении энергопотреблением ТС приводит к большим материальным и энергетическим потерям, и может явиться причиной ухудшения качества выпускаемой продукции.
Рост цен на нефть, начиная с 1973 г., заставил обратить пристальное внимание на необходимость эффективного использования энергоресурсов. Для начала, чтобы уменьшить видимые потери, страны — импортеры нефти взяли на вооружение стратегию сокращения энергопотребления, повышая цены или изменяя привычный образ жизни. Сокращение энергопотребления - это показатель ухудшения общепринятого качества жизни [270]. Хотя эти меры имели некоторый успех, концепция эффективного управления энергопотреблением возобладала в 80-х гг.[313, 318]. Она подразумевает максимально возможный выпуск продукции при ограниченном расходовании энергии. В отличие от сокращения энергопотребления это более динамичная
области энергопотребления, закрытие доступа к этой информации для потребителей энергии (производственных подразделений);
-нехватка времени, трудовых и финансовых ресурсов на ведение технических разработок в области рационального энергопотребления;
-отсутствие единого языка общения по проблемам использования энергии между пользователями (технологами), управленцами (организаторами производства) и поставщиками (службой главного энергетика).
С точки зрения иерархической структуры ТС барьеры на пути повышения эффективности можно разбить на пять уровней, связанных с местом их проявления: воздействия; процессы; машины (исполнительные органы);
системы машин (станки, технологическое оборудование); комплексы систем машин (производственное подразделение). Распределение затрат энергии на различных уровнях ТС можно продемонстрировать следующей диаграммой (рис. 1.5).
Комплекс систем машин
Рис. 1.5. Распределение затрат энергии на различных уровнях ТС
На всех этих уровнях барьеры определяются мерой соответствия или даже избытком энергии, предлагаемой для достижения требуемых результатов на том или ином уровне.
На высшем иерархическом уровне эти барьеры, в частности, проявляются: - в устаревшей стратегии и консерватизме в организации производства;