Усовершенствование математической модели необходимого количества машин для выполнения технологических операций уплотнения на полигоне твердых бытовых отходов

Изучение способов уменьшения темпов роста площадей под захоронение твердых бытовых отходов. Математическая модель прогнозирования распространенности захоронения ТБО. Регрессионная зависимость затрат на утилизацию ТБО от уровня доходов населения.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 24.12.2018
Размер файла 260,6 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Винницкий национальный технический университет Украина, Винница

Усовершенствование математической модели необходимого количества машин для выполнения технологических операций уплотнения на полигоне твердых бытовых отходов

О.В. Березюк

Ежегодно в украинских населенных пунктах образовывается более 46 млн. м3 твердых бытовых отходов (ТБО), основная часть которых захоранивается на 4530 полигонах и свалках [5]. Постановление Кабмина Украины № 265 [10] стало основой для разработки Национальной стратегии обращения с ТБО. Способами уменьшения темпов роста площадей под захоронение ТБО являются: их уплотнение на карте полигона с помощью бульдозеров и увеличение высоты складирования. Поэтому усовершенствование математической модели необходимого количества бульдозеров для выполнения технологических операций уплотнения ТБО является актуальной научно-технической задачей.

В статье [1] предложена математическая модель прогнозирования распространенности захоронения ТБО в разных странах. В работе [2] определена регрессионная зависимость затрат на захоронение ТБО от уровня доходов населения. В статьях [3, 7] определены с помощью однофакторного регрессионного анализа зависимости площади полигона ТБО и необходимого количества бульдозеров для уплотнения ТБО, соответственно. Однако многофакторные модели необходимого количества бульдозеров для уплотнения ТБО, в результате анализа известных публикаций, нами не выявлены.

Целью исследования является усовершенствование математической модели необходимого количества бульдозеров для уплотнения ТБО для разработки стратегии, комплекса машин и оборудования для обращения с ТБО, а также уменьшение темпов роста площадей земельных участков под их захоронение. Основными задачами исследования оказались: усовершенствование зависимости площади полигона захоронения ТБО от их высоты складирования и численности обслуживаемого населения, построение усовершенствованной математической модели количества бульдозеров для уплотнения ТБО, построение поверхностей откликов полученных целевых функций.

Материалы и методы

Предмет исследования - математическая модель необходимого количества бульдозеров для уплотнения ТБО на полигоне.

Объект исследования - полигоны твердых бытовых отходов.

При выполнении работы применялась методология планирования эксперимента.

Результаты

Результаты исследования показали, что потребность в бульдозерах для уплотнения ТБО на карте полигона, может быть определена по формуле [9]

, (1)

где сб - плотность ТБО после трех проездов бульдозера, кг/м3; vб - эксплуатационная скорость бульдозера, м/ч (до 3 км/ч); Кв - коэффициент использования бульдозера за смену по времени; bб - ширина полосы, уплотняемой за один проезд бульдозера, м; с - плотность ТБО, выгружаемых на полигоне, кг/м3; d - толщина слоя ТБО, формируемого за один проезд, м; Т - продолжительность рабочей смены, ч.

На основе данных работы [8], используя планирования эксперимента с помощью ротатабельного центрального композиционного планирования второго порядка, применяя разработанное программное обеспечение, защищенное свидетельством на произведение [4], получена зависимость площади полигона захоронения ТБО от их высоты (глубины) складирования и разной численности обслуживаемого населения

, (2)

где h - высота (глубина) складирования ТБО, м; n - средняя численность обслуживаемого населения, тыс. чел.

Установлено, что по критерию Фишера гипотезу об адекватности регрессионной модели (2) можно считать правильной с 95%-ю достоверностью. Коэффициент множественной корреляции для уравнения (2) составил 0,9939, что свидетельствует о его достаточной точности. По критерию Стьюдента выявлено, что в большей мере площадь полигона захоронения ТБО зависит от его высоты, а в меньшей - от средней численности обслуживаемого населения.

Отношение плотностей ТБО после и до проезда бульдозера может быть выражено через коэффициент их уплотнения

. (3)

Согласно работе [5], коэффициент уплотнения ТБО существенно зависит от высоты полигона h и может быть описан гиперболической регрессионной зависимостью

. (4)

После подстановки зависимостей (2) - (4) в уравнение (1) получим

. (5)

На рис. 1 показаны графические зависимости площади полигона захоронения ТБО и количества бульдозеров для выполнения технологических операций уплотнения ТБО от параметров влияния, построенных с помощью моделей (2) и (5), соответственно.

а) б)

Рис. 1. Поверхности откликов целевых функций: площади полигона захоронения ТБО (а) и количества бульдозеров для выполнения технологических операций уплотнения ТБО (б)

В результате исследования предложена усовершенствованная адекватная математическая модель необходимого количества бульдозеров для уплотнения ТБО от высоты полигона и численности обслуживаемых жителей, которая может быть использована для разработки стратегии, комплекса машин и оборудования для обращения с твердыми бытовыми отходами, а также уменьшения темпов роста площадей земельных участков под их захоронение. Выявлено, что в большей мере площадь полигона захоронения ТБО зависит от его высоты, а в меньшей - от средней численности обслуживаемого населения.

Литература

захоронение бытовой отходы

1. Березюк О.В. Визначення параметрів впливу на шляхи поведінки з твердими побутовими відходами // Сучасні технології, матеріали і конструкції у будівництві. - Вінниця, 2011. -№ 2 (10). - С. 64-66.

2. Березюк О.В. Визначення регресійних залежностей витрат на управління твердими побутовими відходами від рівня доходів населення // Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2012. - № 5. - С. 24-26.

3. Березюк О.В. Встановлення регресій параметрів захоронення відходів та потреби в ущільнювальних машинах на основі комп'ютерної програми "RegAnaliz" // Вісник Вінницького політехнічного інституту. - 2014. - № 1. - С. 40-45.

4. Березюк О.В. Комп'ютерна програма "Планування експерименту" ("PlanExp") / Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір № 46876 // власник свідоцтва О.В. Березюк. - К.: Держ. служба інтелект. власн. України. - Дата реєстрації: 21.12.2012.

5. Березюк О.В. Математичне моделювання прогнозування об'ємів утворення твердих побутових відходів та площ полігонів і сміттєзвалищ в Україні // Сучасні технології, матеріали і конструкції у будівництві. - Вінниця, 2009. -№ 2. - С. 88-91.

6. Березюк О.В. Определение регрессии коэффициента уплотнения твердых бытовых отходов от высоты полигона на основе компьютерной программы "RegAnaliz" // Автоматизированные технологии и производства. - 2015. - № 2 (8). - С. 43-45.

7. Березюк О.В. Регрессия количества машин для уменьшения темпов роста площадей земельных участков под захоронение твердых бытовых отходов // Формирование инфраструктуры развития регионального АПК: теория и практика: материалы XIV Междунар. научно-практ. конф. - Барнаул, 2015. - С. 356-359.

8. Карлова О.А. Технології виробництва в міському господарстві: навч. посібник. - Харків,: ХНАМГ, 2005. - 156 с.

9. Полігони твердих побутових відходів. Основи проектування: ДБН В.2.4_2_2005. - [Чинний від 2006-01-01]. - К.: Держбуд України, Мінприроди України, 2005. - 35 с. - (Національні стандарти України).

10. Постанова Кабінету Міністрів України від 4 березня 2004 року № 265 «Про затвердження Програми поводження з твердими побутовими відходами» / Кабінет Міністрів України - URL: http://zakon1.rada.gov.ua/laws/show/265-2004-%D0%BF.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.