Гидравлический расчет портальной автомобильной мойки

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Бронницкий филиал

Государственного образовательного учреждения высшего профессионально образования

«Московский автомобильно-дорожный государственный технический университет (МАДИ)»

Факультет: Автомобильный транспорт

Специальность: Основы расчёта гидравлических систем

Гидравлический расчёт

портальной автомобильной мойки

Преподаватель: Чернышев В.М.

Студент: Харламов В.И.

Группа: АХ-11-Д

Бронницы 2014



Преимущества портальной автомойки

В начале бизнеса, возможно, обслуживание автомобилей при помощи мойки высокого давления, т. е. мойка осуществляется своими руками. Работая таким способом можно наработать себе базу клиентов и накопить финансовые средства для приобретения портальной автомойки.

Можно конечно приобрести дополнительный пост для мойки своими руками, но это повлечёт за собой ещё более высокую арендную плату и налоги, а пропускная способность у ручных минимоек не велика. Из чего разумно сделать вывод, что лучше приобрести портальную автомойку.

Портальная мойка является высокотехнологичным устройством, позволяющим обслуживать большое количество клиентов. На рынке имеется широкий выбор различных моек, которые обладают разной пропускной способностью, размерами и ценой.

Из преимуществ можно выделить наличие небольшого персонала, в отличие от минимоек, где все обслуживание клиентов производиться вручную. В необходимый персонал входят кассир и техник. Таким образом, расходы уменьшаются, а сроки окупаемости нового оборудования сокращаются.

Так же портальные мойки явно выигрывают по количеству обслуживания автомобилей у ручных моек высокого давления. Одна портальная автомойка способна вымыть один автомобиль за 3-5 минут, а за час около 12-20 автомобилей.

Таким образом, этот показатель приближается к суточной пропускной способности, когда машины мыли своими руками при помощи устройств высокого давления или когда была установлена минимойка.

При приобретении портальной мойки нужно правильно рассчитать её местоположение. Так желательно их размещать в местах скопления транспортных средств или, например, в зоне обслуживания СТО. При наличии постоянного потока клиентов портальная мойка может окупиться менее чем за 1 год.

В случае с портальной, значительно снижаются эксплуатационные расходы, нежели у мойки высокого давления. Тем самым меньший расход позволит обслуживать клиентов по более низкой стоимости, и предприниматель может получить стабильный спрос на услуги автомойки.

Этапы мойки кузова

Портальная автомойка работает в несколько этапов. Вначале на кузов автомобиля наноситься слой активной пены, далее может осуществляться мойка колёс, днища, кузова. После того, как автомобиль полностью вымыт он ополаскивается, сушиться и клиент получает чистейший автомобиль.

Многие портальные автомойки наделены специальными современными функциями, например, такой опцией как интеллектуальный наклон щёток, что позволяет более качественно произвести мойку.

Так же портальная автомойка обладает реверсом верхней щётки. Такая щётка нужна для того, чтобы не нанести повреждения антенне. Технология, по которой конструировались портальные мойки, была направлена на создание механизма, который бы обеспечивал высокую безопасность транспортного средства.

Портальная мойка, её устройство

Основой всей конструкции портальной мойки является рама, на которую уже крепятся другие части, такие как направляющий рельс, различные пульты управления. Габариты её могут быть разного размера, что позволяет обслуживать не только легковой транспорт, но и, например автобусы и грузовики. автомойка продуктивность кузов управление

Внутри портальной автомойки установлены специальные щётки для мытья колёс и дисков, так же они наделены системой позиционирования. Для клиентов, которые предпочитают бесконтактную мойку высокого давления, установлены форсунки ударного действия, так же там установлены форсунки для подачи воды и моющего средства и основные щётки.

Дополнительно портальные автомойки могут укомплектовываться системой подачи воска, которая позволяет быстро удалить воду и защитить корпус машины на 2-3 дня от налипания пыли. Для полного завершения цикла она оборудована верхними и боковыми сушками корпуса авто.

Дополнительно к портальной мойке можно приобрести и установить подземный отстойник с системой рекуперации. Такая система значительно позволяет снизить затраты на мойку одного транспортного средства примерно на 90%. Это получается, что на машину уйдёт всего 12-15 литров чистой воды, а остальные 100 литров воды будут оборотные.

Перспективы развития

Старые мойки высокого давления можно продать, а можно использовать для расширения сферы деятельности и переоборудовать свою минимойку. Так, например можно к мойке приобрести пескоструйную насадку или переделать купленную пескоструйную насадку именно на данную модель мойки высокого давления. Это позволит открыть центр пескоструйной обработки.

Такая услуга пользуется популярностью у автовладельцев или реставраторов, когда например, на кузове замечена сильная коррозия и ее необходимо удалить, а выполнить эту процедуру своими руками, использую подручные средства, не получается. Тогда они обращаются в подобные центры пескоструйной обработки.

Так же если автомобиль полностью перекрашивается и нужно снять не только верхний слой краски но и шпатлёвку, обнажив металл, то используют пескоструйку, которая может быть подключена к мойке высокого давления и одновременно подавать песок и воду.

Снять все лакокрасочное покрытие с кузова своими руками при помощи наждачной бумаги и шлифовальной машины довольно сложно, и это займёт много времени, а наличие центра пескоструйной обработки в городе будет им весьма кстати. Таким образом, уже можно полноценно вместо одной минимойки возвести целый центр профессионального обслуживания.

Портальных моечных установок для очистки грузового и коммерческого автотранспорта, вобравшая в себя все лучшие технические и конструктивные решения, имеющиеся в арсенале специалистов фирмы KARCHER. По сравнению с предыдущей серией - RB 6300 - аппараты серии TB-Line имеют ряд существенных отличий:

· Щёточные валы на установках новой серии изготовлены из алюминия и имеют круглый профиль, что значительно повышает их жёсткость и стойкость к деформации при снижении веса.

· Новая запатентованная система крепления боковых щёток на одном подшипнике обеспечивает высокую свободу отклонения щёток от вертикали, что даёт существенные преимущества при очистке поверхностей кузовов с небольшим наклоном (автобусы, микроавтобусы, минивэны), а также оберегает щёточные валы от повреждения при неправильном позиционировании транспорта.

· Для перемещения боковых и верхней щёток вместо цепных передач теперь используется система ременных передач с плоским ремнём и роликов из промышленного пластика. Такая система зарекомендовала себя наилучшим образом в установках KARCHER для мойки легкового транспорта и является наиболее эффективной, не требует смазки, не создаёт вибраций, обеспечивает работу с минимальными потерями на трение.

· Установки в стандартном оснащении имеют частотный преобразователь в цепи ходовых двигателей, что обеспечивает плавность перемещения самого портала и щёток.

· Для приготовления моечного раствора теперь применяются пневматические дозирующие насосы, обеспечивающие более точную регулировку и стабильность расхода химии.

· Новая система программного управления унифицирована с проверенными решениями легковых порталов KARCHER, позволяет хранить достаточное количество стандартных режимов мойки, задавать для каждого типа автомобилей собственные параметры настройки работы портала, создавать самостоятельно и сохранять несколько приоритетных программ мойки, комбинировать различные режимы работы портала в одной программе.

Как и прежде, основное назначение автоматических комплексов новой серии - эффективная и экономичная очистка грузового и коммерческого транспорта с простой геометрией кузова и средних и малых автомобилей и микроавтобусов. В процессе мойки автомобиль неподвижно стоит в моечной зоне, а портальный комплекс перемещается вдоль него один или несколько раз, в зависимости от программы мойки.

Основная мойка осуществляется двумя боковыми и одной верхней вращающимися щётками с применением специальных химических моющих средств, разработанных фирмой KARCHER. Современное оснащение и возможность установки дополнительных модулей позволяют также использовать портальные установки TB и для очистки специального транспорта и автомобилей со сложной конфигурацией кузова.

В качестве дополнительного оснащения предлагается:

· комплекты для предварительной мойки струями высокого давления (20 или 60 бар);

· комплект для очистки днища;

· комплект для нанесения пены;

· комплект для предварительного нанесения моющего средства под давлением;

· комплект для нанесения осушителя;

· программы для быстрой мойки автобусов;

· установки очистки воды для организации оборотного контура водоснабжения.

Примечание: Комплектация и установка грузовых портальных моек производится по индивидуальному проекту, позволяющему максимально адаптировать широкие возможности оборудования к конкретным условиям и пожеланиям заказчика. Проект разрабатывается по запросу.

Технические характеристики

	макс. 2900/2900/2900/2900 мм
Рабочая высота	3600/4250/4600/5050 мм
Род электрического тока	~3/400/50 ф/В/Гц
Макс. электрическая мощность	5300 Вт
Скорость перемещения портала	0-24 м/мин
Расход чистой воды	100 л/мин
Расход сжатого воздуха	100 л/мин

Расчёт и конструирование моющих рамок струйных установок

Формирование струи и направление её на очищающие поверхности осуществляется с помощью моющих рамок, которые представляют собой систему трубопроводов подсоединённых к нагнетателям насосу и насадкам. Совершенство насадок определяется коэффициентом расхода жидкости м=оц, где о- коэффициент струи ц- коэффициент скорости.

Мы выбираем цилиндрические насадки с коэффициентами 0,98.

Гидравлический расчёт автомобильных моечных установок и определение их продуктивности

Мойка предназначена для тщательного удаления загрязнений с наружных частей шасси и кузова автомобиля.

Для заданного автомобиля:

1) выбрать тип моечной установки;

2) выбрать прототип освоенных современных моечных установок;

3) изобразить конструктивную схему моечной установки;

4) изобразить схему системы оборотного водообеспечения моечной установки в автотранспортном предприятии;

5) рассчитать основные параметры моечной установки.

Автомобиль, для которого необходимо разработать моечную установку

ГАЗ-3307.

1. Выбирается струйно-щёточная установка для мойки автомобилей. Установка для мойки легковых а/м (моноволокно, 4 щётки, автомат) М130 - обмыв передних, боковых, задних плоскостей автомобилей, крыши. Давление воды в моющих рамках - 1,6 мПа, в рамках смачивания, ополаскивания и в консолях для подвода жидкости к щёткам - 0,1мПа. Угол между струёй и омываемой поверхностью 900. Все насадки распылителей конической формы диаметром 0,004м. Наибольший диаметр трубопроводов 0,12м, наименьший - 0,06м.

1.1 Из табл. 1.1 для насадок конической формы коэффициент расхода м=0,94, а коэффициент скорости ц=0,963.

1.2 По формуле начальная скорость потока на выходе из насадок моющих рамок

= ,

а на выходе из насадок рамок смачивания и ополаскивания

.

1.3 среднее расстояние от насадок омываемой поверхности

1.4 Площадь сечения струи в момент ее соприкосновения с омываемой поверхностью (1.9)

1.5 Площадь отверстия насадка (1.9)

1.6 Коэффициент аэрации струи

1.7 Средняя плотность жидкости на расстоянии X от насадка (1.8)

1.8 Гидродинамическое давление (1.3)

1.9 Максимальная сила сцепления между частицами загрязнений (1.2) со средним диаметром D = 50 10-6 м.

1.10 Условие удаления загрязнений (1.1)



В данном случае это условие не выполняется, так как по расчётам:

a

При заданных условиях задачи для удаления загрязнений можно предусмотреть следующие мероприятия:

1. Уменьшить расстояние X от насадок до омываемой поверхности с тем, чтобы увеличить плотность аэрированной жидкости а, следовательно, и гидродинамическое давление;

2. Увеличить средний диаметр частиц загрязнений, допустим, до , ухудшив тем самым в допустимых пределах качество мойки;

3. Уменьшить поверхностное натяжение моющей жидкости за счёт её подогрева и применения моющих средств.

В рассмотренном примере используем мероприятия 1 и 2,приняв а Тогда, после повторных вычислений по п. п. 2.1.3 - 2.1.9

а т.е. условие выполняется.

1.11 Толщина пограничного слоя (1.10) (рис.1.16)

1.12 Размер зоны действия касательных сил (1.11) (рис. 1)

1.13 Диаметр моющей зоны (рис. 1).

где

Так как перекрытие площадей соседних зон должно быть в пределах (0,25 - 0,30), окончательно

1.14 Схема моющего узла установки составляется в соответствии с условием задачи (рис. 2).

Автомобиль моется струями сверху и снизу. Следовательно, длина каждой моющей рамки равна ширине автомобиля:

Высота консолей для подачи воды к ротационным щёткам равна высоте автомобиля:.

Рамки смачивания и ополаскивания состоит из двух симметричных половин. Периметр смачиваемой поверхности равен периметру поперечного сечения автомобиля.

1.15 Число распылителей в моющей рамке

- округляем 6 шт.

1.16 Число распылителей в консолях

- округляем 7 шт.

1.17 Число распылителей в каждой рамке смачивания (ополаскивания)

1.18 Расход воды через моющую рамку (1.6)

1.19 Расход воды через консоль

1.20 Расход воды через рамки смачивания (ополаскивания)

1.21 Общий расход воды

1.22 Гидравлическая схема установки выбирается студентом самостоятельно. Для упрощения расчётов желательно, чтобы моющий узел был гидравлически симметричен. Пример гидравлической схемы показан на рис. 1.

В схеме принято:

; ; ; ; ;

; ; ; .

Здесь - диаметр трубопровода на -м участке; - длина трубопровода на -м участке.

1.23 Потери давления на преодоление гидравлических сопротивлений (1.14) на участке , имеющем местные сопротивления в виде сетки ; всасывающего клапана ; задвижки ; одного колена

1.24 Потери давления на участке , имеющем местные сопротивления в виде задвижки и четырёх колен

1.25 На участке поток раздваивается. Поэтому расход воды через каждую ветвь моющего узла

1.26 Потери давления в каждой ветви, имеющей по три колена

1.27 В конце участка часть воды уходит через ответвления на другие рамки. Поэтому расход через каждую моющую рамку, как уже было рассчитано в п. 1.1.18 составляет. В рамке поток раздваивается. Расход через половину рамки

Этот расход путевой (рис. 1.18), причём в каждой половине рамки вода истекает через распылителя. Коэффициент сопротивления насадка с коническим распылителем (1.14)

Местное сопротивление представлено одним коленом, имеющим . С учётом изложенного, потери давления на участке (1.16)

Такими потерями можно пренебречь, как и потерями в рамках смачивания (ополаскивания) и щёточных консолях.

1.28 Общие потери напора равны сумме потерь на отдельных участках

1.29 Преодолеваемое насосом установки геометрическое давление

1.30 Давление насоса проектируемой установки (1.18)

1.31 Мощность на привод насоса (1.19)



1.32 Для расчёта привода щёток примем радиус вращающейся щётки ; высоту щётки частота вращения щёток 1/мин; угол деформации (рис. 1.20) .

Линейная скорость на поверхности щёток (1.21)

1.33 Площадь сегмента деформируемой части щётки (1.24)

1.34 Масса нитей, подверженных деформации (1.23)

1.35 Центробежная сила (1.22)

1.36 Мощность на привод одной щётки (1.20)

1.37 Общая мощность привода щёток (1.25)



1.38 Скорость конвейера моечной установки (1.26)

1.39 Время мойки одного автомобиля (1.27)

1.40 Средний расход воды на мойку одного автомобиля

.

1.41 Число автомобилей, проходящих через мойку в течение часa

где - коэффициент неравномерности поступления автомобилей.

1.42 Часовой расход воды

1.43 Объем приёмного резервуара (1.32)

1.44 Площадь водного зеркала гидроциклонов (1.33)

1.45 При диаметре одного гидроциклона площадь водного зеркала одного гидроциклона (1.34)

1.46 Количество гидроциклонов (1.35)

Округлённо NГ = 6 шт.

Таблица 4 Краткая характеристика применяемых гидроциклонов

Параметры	Значения
	I ступень	II ступень
Количество циклонов, шт.	2 / 1	1 / 1
Высота цилиндрической части, 0,5+Dhc, м	1,5	1,0
Диаметр, м	1,0	0,5
Размер впускного патрубка, 0,05·Dhc, мм	50	25
Количество выпусков, шт	2	2
Угол конической части б є		60
Угол конуса диафрагмы вє		90
Диаметр центрального отверстия в диафрагме, dhc ·Dhc, м	0,5	0,25
Диаметр внутреннего цилиндра 0,88Dhc, м	0,88	0,44
Высота внутреннего цилиндра 0,1Dhc, м	0,1	0,05
Диаметр водосливной стенки, м	1,0	0,7
Диаметр полупогружной кольцевой перегородки, м	0,8	0,5
Скорость потока на входе в аппарат, м/с	0,5	0,4
Количество выделяемого осада, м3/сут	0,00177	0,00248

1.47 Требуемая площадь фильтров (1.36)

1.48 Объем резервуара очищенной воды

1.49 Объем камеры бензомаслоуловителя

1.50 Объем бака для сбора нефтепродуктов в сточных водах: 900мг/л. - после мойки грузовых автомобилей; 850мг/л. - после мойки автобусов; 75мг/л. - после мойки легковых автомобилей.

В данном случае

где - содержание нефтепродуктов определяется исходя из их содержания в сточных водах; - количество рабочих смен в сутках; - продолжительность рабочей смены; - плотность нефтепродуктов.

Для грузовых автомобилей расход на мойку равен - 1400 л, при использовании в процессе мойки СМС расход равен - 477 л.

При использовании оборотных систем водоснабжения концентрация загрязнений в воде, используемой повторно:

по взвешенным веществам - 40 мг/л

по нефтепродуктам - 20 мг/л

Источником водоснабжения АПТ, располагаемых в основном в населённых пунктах, является городской водопровод. Пополнение оборотной системы, в соответствии со СНиП 2.04.03-85 принято в количестве 10% от общего расхода воды на мойку.

Для отвода сточных вод на АТП предусматривают несколько систем канализации, которые присоединяются к соответствующим наружным сетям. Перед спуском в наружные сети производственные стоки должны подвергаться очистке на локальных очистных сооружениях до степени, устанавливаемой нормами проектирования наружных сетей канализации.

Сточные воды загрязнённые взвесями, нефтепродуктами, ПАВ, должны пройти очистку перед спуском в канализацию (отстой, нейтрализацию, фильтрацию).

Коэффициентом использования оборотной воды в общем объёме водопотребления:

(1)

где Q_об - количество воды, используемой в обороте, м³/ч;

Q_ист - количество воды, забираемой из источника, м³/ч;

Q_сыр - количество воды, поступающей в систему водоснабжения с сырьём, м³/ч.

Размещено на Allbest.ru