Расчетной части курсовой работы

Методические указания по выполнению разделов

2.1 Определение расхода АВИАГСМ для заправки ВС

в аэропорте рассматриваемого класса .

Аэропорт – авиапредприятие , обеспечивающее наземное обслуживание авиаперевозок .

Аэропорты являются многофункциональными предприятиями , которые в России классифицируются в зависимости от годового объема пассажирских , грузовых и почтовых перевозок , суммарного количества всех обслуживаемых в данном аэропорту воздушных судов .

Основной показатель – объем пассажирских перевозок – определяется суммарным количеством всех прилетающих и вылетающих пассажиров , включая транзитных и трансферных ( с пересадкой на другой рейс ) пассажиров.

Общее снижение количества авиаперевозок значительно уменьшило годовые объемы работ в аэропортах . Тем не менее , по всему статусу и значимости классификация их пока остается неизменной.

В настоящее время аэропорты России классифицируются в зависимости от годового пассажирооборота и обозначаются римскими цифрами с | по V классы .

Классификация аэропортов с | по V классы представлена в табл.1. Для каждого класса представлены следующие показатели :

- примерный годовой объем перевозок пассажиров , грузов и почты ;

- годовая и суточная интенсивность взлетно – посадочных операций ;

- соотношение групп воздушных судов в общей интенсивности взлетно-посадочных операций.

Таблица 1. Классификация аэропортов с I по V классы

Аэропорты с годовым объемом авиаперевозок более 10000 тыс. пассажиров относятся к внеклассным , а с годовым объемом авиаперевозок менее 100 тыс. – к неклассифицируемым.

Аэропорты 1-3 классов обслуживают , как правило , воздушные федеральные линии , аэропорты 4-5 классов – воздушные региональные линии , в которых основной объем перевозок осуществляется по местным воздушным линиям ( МВЛ ) .

Воздушные гражданские суда имеют две основные классификации , по взлетной массе ( табл.2) и по дальности полетов ( табл.3) .

Таблица 2. Классификация по взлетной массе

Таблица 3. Классификация по дальности полетов

Класс аэропорта в большинстве случаев соответствует классу его аэродрома

( табл.4 )

Таблица 4 . Класс аэропорта и класс его аэродрома

К классу Е относятся полевые аэродромы , не имеющие аэропорта .

Количество базовых самолетов в аэропорту данного класса может быть ориентировочно определено по табл.5.

Таблица 5 . Класс аэропорта и количество базовых самолетов

Наиболее точно потребность в ГСМ аэропорта прогнозируется на основании статистических данных их расхода за три-пять предшествующих года. Таким образом, обычно поступают специалисты службы ГСМ аэропорта и при наличии статистических данных этот подход целесообразно использовать в курсовой работе.

Проектирование объекта в курсовой работе может обычно проводится в несколько этапов и рассматривается несколько возможных вариантов. Окончательный выбор варианта проектируемого объекта уточняется по результатам расчетов.

Основным исходным показателем для проектирования объектов авиатопливо обеспечения является расход ГСМ в аэропорту ( за месяц или час максимальной интенсивности ) . При этом необходимо учитывать конкретные средства и условия поставки ГСМ ( сезонная неравномерность , маршрутная поставка ). По ним определяются типаж необходимых средств , их производительность и количество .

По основному показателю определяются : вместимость резервуарного парка и тарных хранилищ . Количество насосных агрегатов , устройств обеспечивающих прием и выдачу ГСМ . Диаметры трубопроводов , количество средств заправки и оборудования для защиты от гидроударов , потребность в оборудовании.

Расход топлива ( в год , месяц , сутки, час) воздушных судов может определятся аналитически или графически .

2.1.1 Расход авиатоплива для самолетов с ГТД

при выполнении транспортных полетов .

Аналитическим способом определяется по формуле:

= + )× ,

где : - расход авиатоплива данной марки , кг /сут ;

- дифференцированная в зависимости от продолжительности полета по расписанию норма расхода авиатоплива в воздухе, кг (находится по таблицам «Нормативы расхода топлива и технических скоростей на эксплуатацию ВС.»).

- норма расхода авиатоплива на земле на один полет, кг. (находится по таблицам «Нормативы расхода топлива и технических скоростей на эксплуатацию ВС.»).

n_i- количество заправляемых однотипных судов .

p^T- расчетная плотность топлива кг /м³( ТС – 1 ≈Jet A-1 =800кг/м³)

Для определения Q^T необходимо рассчитать лётное время:

t _л= - t_нор

где: t_л- лётное время для определения расхода авиатоплива по норме , ч,мин;

L – расстояние беспосадочного полета , км ;

V – средняя скорость полёта воздушного судна , км/ч;

t_нор - нормированное время руления до взлета и после посадки , мин.

І = 1,2…m – количество разнотипных самолетов заправляемых одной маркой авиатоплива.

В связи с тем , что «Нормативы…» распространяют свое действие только на отечественную технику , а в составе парка эксплуатируемых в России машин появляется все больше самолетов иностранного производства , то приближенное количество топлива израсходованного в воздухе может быть определено исходя из времени полета и часового расхода топлива .

Часовой расход топлива – количество израсходованного самолетом топлива ( авиакеросин, авиабензин) за час полета . Обычно подсчитывают сколько топлива самолет тратит на крейсерском режиме скорости и максимальной коммерческой загруженности .

2.1.2. Расход авиамасла для самолетов с ГТД

при выполнении транспортных полетов .

Аналитическим способом определяется по формуле :

Q^M= + t_д)× ,

Где : Q^M – суточный расход виамасла данной марки , м³/сут ;

l – расстояние безпосадочного полета ВС , км;

V- средняя скорость полета воздушного судна , км/ч ;

t_д – время работы двигателя ВС на земле , ч .

- норма расхода масла на один полет , кг/ч ( по нормам расхода приказала МГА №57 от 22 марта 1986 г.)

n_i - количество заправляемых однотипных судов .

р_масла – расчетная плотность масла , кг/м³ ;

i = 1,2….m – количество разнотипных ВС расходующих одну марку авиамасла ( маслосмеси).

Ориентировочно расход масла для самолетов отечественного производства можно принять из условия 0,55…0,8 литра за час работы двигателя ; 0,5 литра за час работы двигателя для самолетов семейства «AIRBUS» и 0,05 – 0,1 литра за час работы двигателя для самолетов семейства « BOEING».

ВС иностранного производства используют в большинстве случаев масло Mobil Jet Oil ll. В табл.6 приведены данные по маркам авиамасла для зарубежной авиатехники , в табл.7 марки авиамасел допущенных к применению на отечественных ВС.

Талица 7. Марки авиамасел применяемых на российской авиатехнике .

2.2. Определение потребной резервуарной ёмкости склада

под АВИАГСМ для заправки ВС .

2.2.1. Определение потребной резервуарной ёмкости склада под топливо для заправки ВС .

Ёмкость резервуаров для хранения авиатоплива определяется в зависимости от способа доставки ГСМ на данное авиапредприятие :

1) При поступлении авиатоплива железнодорожным транспортом

V₁=

где :

V₁ – потребной резервуарная ёмкость для данной марки авиатоплива , м³ ;

– среднесуточный расход авиатоплива данной марки , м³/сут.,:

К₁ – нормативный запас ёмкости , принимаемый в зависимости от среднесуточного расхода авиатоплива данной марки , сут ;

К_и – коэффициент использования ёмкости ( 0,76 ….0,9 в зависимости от вместимости резервуара табл.9 )

Для определения величины нормативного запаса ёмкости необходимо объёмное значение среднесуточного расхода авиатоплива перевести в массовые единицы G [т/сут].

= ×р^т

где : - массовый среднесуточный расход авиатоплива данной марки , т/сут.;

p^т- плотность авиатоплива , т / м³;

При расчетах принимаются:

- плотность авиакеросина – 0,8 т/м³;

- плотность авиабензина – 0,75 т/м³;

- плотность авиамасла – 0,9 т/м³.

Величина нормативного запаса ёмкости К₁ для железнодорожного транспорта по расходу топлива G[т/сут] из табл. 8 .

Таблица .8. Табличные значения нормативного запаса ёмкости

Примечание : Для расходов , не указанных в таблице запас

вместимости резервуарного парка принимается

по интерполяции между смеженными

значениями .

При отсутствии данных по среднесуточному расходу топлива месяца максимальной интенсивности движения ВС . расход определяется ориентировочно :

Q_ср^{т М.П} = × 0,12 для аэропорта l-lll классов ,

Q_ср^{т М.П} = ×0,13 для аэропортов lV-V классов.

Пример нахождения нормативного запаса вместимости резервуарного парка:

Дано :

Q_ср^т = 140 м³/сут.

Р^т= 800 кг /м³= 0,8 т/м³

К₁=?

Решение

а). Находим значение суточного расхода авиатоплива ТС – 1 в массовых единицах:

Q^т_ср = Q^т ×р^т = 140 × 0,8 = 112 т/сут.;

б). По табл.9 определяем , что значение данного расхода находится между табличными значениями 100 т/сут. И 200т/cут., для которых нормативные запасы резервуарного парка составляют соответственно 40 и 23 суток.

Следовательно , в интервале суточного расхода 200-100=100т/сут.

Изменение нормативного запаса вместимости резервуарного парка составило:

ΔК₁= 40 – 23 = 17 сут .

в). Сравниваем заданный расход ( G_{ср факт} =112т/сут.)с ближайшим табличным ( G_ср ^т_табл = 100т/сут.), находим разницу :

ΔG^т= G_{ср факт} - G_ср ^т_табл = 112 – 100 = 12 т /сут.

г). На найденную величину ΔG^т находим значение дополнительного нормативного запаса :

К_1доп= = 2,04 сут

Учитывая общую динамику зависимости между К₁ и G^т_ср для приведенного примера , определяем К₁ :

К₁ = 40 – 2,04= 37,96 сут

Вместимость резервуарного парка должна обеспечивать возможность приема топлива при наличии маршрутных поставок , а также учитывать неравномерность поставки ГСМ в весеннее-летний и осенне-зимний периоды . К_и- коэффициент использования ёмкости табл.9 ( 0,76 … 0,9 в зависимости от вместимости резервуара ).

2) При поступлении топлива водным транспортом ( завоз в период речной и морской навигации на замерзающих водных путях ) :

V₂ =

где: V₂ – потребная резервуарная ёмкость , м³

Q_ср^т – среднесуточный расход авиатоплива данной марки , м/сут .,

Т_м – величина межнавигационного периода , сут.;

К₂ – дополнительный срок ( 15 сут.) на возможное отклонение межнавигационного периода ;

К_и – коэффициент использования ёмкости табл.9 ( 0,76 … 0,9 в зависимости от вместимости резервуара ).

3) При поступлении авиатоплива трубопроводным транспортом

V₃= ,

где: V₃ – потребная резервуарная ёмкость , м³

Q^т_ср – среднесуточный расход авиатоплива данной марки , м³/сут .;

К_и – коэффициент использования ёмкости табл.9 ( 0,76 … 0,9 в зависимости от вместимости резервуара ).

К₃ – норматив запаса ёмкости ( 5-7 сут.)

Таблица 9.Кэффициент вместимости резервуаров

4) При поступлении авиатоплива комбинированным способом ( железнодорожным и трубопроводным транспортом )

V₄=

где: V₄ - потребная резервуарная ёмкость , м³ ;

Q_cр^т – среднесуточный расход авиатоплива данной марки , м³/сут.;

К₁ – среднесуточный расход авиатоплива данной марки , м³/сут.;

К₃ – норматив запаса ёмкости ( 5-7 сут.)

К_и - коэффициент использования ёмкости табл.9 ( 0,76 … 0,9 в зависимости от вместимости резервуара ).

h₁ ,h₃ – коэффициенты ( в долях единицы) , учитывающие соотношение количества авиатоплив , доставляемых по железной дороге и по трубопроводу соответственно.

При проектировании резервуарных парков необходимо , учитывать следующие факторы :

- наибольшую однотипность резервуаров ;

- минимальную материалоёмкость ;

- установку не менее трёх резервуаров под каждую марку АВИАГСМ ;

- распределение резервуаров по маркам АВИАГСМ в соответствии с объёмом запаса каждой марки ;

- вместимость одного резервуара должна быть не менее величины среднесуточного расхода авиатоплива месяца максимальной интенсивности.

Окончательно резервуарный парк выбирается с учетом технико – экономических показателей нескольких сравниваемых вариантов применительно к различным типам резервуаров .

Резервуары следует выбирать , как правило , наземными вертикального типа в соответствии с типовыми проектами 704-l-162.83 – 704-l-170.84 и 704-l-50 – 704-1-53.

При расходе топлива менее 30 м ³ в сутки допускается использование горизонтальных резервуаров , которые следует устанавливать с уклоном в сторону противоположную «заливным» горловинам .В нижней части устанавливаются краны для слива отстоя .

Пример : рассматриваем одну и ту же потребную резервуарную ёмкость для двух типов резервуаров РВС – 5000и РВС – 3000

РВС – 3000 = V_ITC-1=V₁= = = 21991 м³

РВС – 5000 = V_ITC-1=V₁= = = 25752,63 м³

Выбираем требуемое количество резервуаров , используя в качестве критериев : геометрический объём резервуара и расход стали на один м³ вместимости резервуара .

Рассматриваем оба варианта РВС – 5000 и РВС – 3000 :

N_PBC – 5000= = 5,32 6 N_PBC-3000= 7

Таблица 10. Сравнение резервуаров

РВС – 5000 потребуется шесть штук .

РВС – 3000 потребуется семь штук .

Для изготовления семи РВС – 3000 необходимо стали на 116,93 т меньше , чем на шесть РВС – 5000 , поэтому в первом приближении остановимся на РВС – 3000 , хотя согласно требованиям СНиП 2.11.03 93 вместимость одного резервуара должна быть не менее величины среднесуточного расхода авиатоплива месяца максимальной интенсивности . В рассматриваемом случае среднесуточный расход топлива в месяц «пик» Q_ср^М,П=3400 м³ превышает вместимость ( геометрический объём )выбранного типа резервуаров на 1,5% . При первом приближенном проектирования данное допущение возможно

2.2.2. Определение потребной резервуарной ёмкости

под масла для заправки ВС

.

1) При поступлении авиамасел по железной дороге

V₅ =

где : V₅ – объём резервуарной ёмкости для данной марки авиамасла , м³ ;

Q_ср^м –среднесуточный расход данной марки авиамасла, м³ / сут; К₅ – норматив запаса ёмкости ( 30 сут .) ;

К_и – коэффициент использования ёмкости табл.10 ( 0,76 … 0,9 в зависимости от вместимости резервуара ).

Примечание: Независимо от расчёта объём резервуарной ёмкости для хранения авиамасла не должен быть меньше транзитной нормы отгрузки – 50 м³ ( 44 т ).

2) При поступлении авиамасел водным транспортом

V₆ =

где : V₆ – объём резервуарной ёмкости для данной марки авиамасла , м³;

Q_ср^м – среднесуточный расход данной марки авиамасла , м³/сут ;

К_и - коэффициент использования ёмкости ( 0,76 … 0,9 в зависимости от вместимости резервуара )

Т_м – продолжительность межнавигационного периода , сут ;

К₆ – дополнительный коэффициент на возможные отклонения продолжительности межнавигационного периода ( 30 сут .)

Завершить необходимо выбором резервуаров для хранения каждой марки АВИАГСМ .

Резервуары системы ЦЗС входят в общую ёмкость склада ГСМ, но методика их расчёта приведена далее.

Резервуарные парки необходимо проектировать, учитывая следующие факторы:

-наибольшую однотипность резервуаров;

-минимальную материалоёмкость;

-установку не менее трёх резервуаров под каждую марку ГСМ;

-распределение резервуаров по маркам АВИАГСМ в соответствии с объёмом запаса каждой марки;

-вместимость одного резервуара должна быть не менее величины среднесуточного расхода авиатоплива месяца максимальной интенсивности.

Для хранения авиатоплив рекомендуется использовать наземные, вертикальные, стальные, атмосферные резервуары. При расходе авиатоплив менее 30 м³/сут., а также для хранения авиамасел используют горизонтальные резервуары.

2.3 Планировка резервуарного парка.

Эта задача включает в себя такие вопросы, как установление объемов резервуарных групп, размещение резервуаров в группах, размещение резервуарных групп в парке, разработка схемы ограждения резервуарных групп и РП в целом.

В соответствии с условиями СНиП 2.11.03-93 решение этих вопросов производиться с чётким учетом объема резервуаров, конструкции их крыш, а также видов и свойств хранимого продукта.

Общим объем группы наземных резервуаров, и соответственно минимальное расстояние между стенками резервуаров lc (рис.5), располагаемых в одной группе, принимаются в соответствии с табл.11.

Если в группу необходимо включить резервуары разных типов, размеров и объемов, величину IC принимают наибольшую из значений для этих резервуаров.

Расстояние lr между стенками ближайших резервуаров, расположенных в соседних группах, должно быть:

- наземных РВС с Vp>20000 м³ – 60 м,

- наземных РВС с Vp<20000 м ³ – 40 м.

Наземных резервуаров объемов Vp 400 м³ проектируемые в составе общей группы, располагают на одной площадке или фундаменте, объединяя в отдельные группы общей вместимостью V_PП 4000 м³ каждая, при этом расстояние l_C между стенками резервуаров в такой группе не нормируется. Расстояние между ближайшими резервуарами таких соседних групп принимают lr 15 м. Расстояние от этих резервуаров до резервуаров объемом Vp > 400 м³ принимают не менее 15 м.

По периметру каждой группы наземных резервуаров предусматривается замкнутое земляное обвалование шириной по верху не менее 0,5м. Возможна также ограждающая герметичная кирпичная или железобетонная стена, рассчитываемая на гидростатическое давление разлившегося продукта из самого крупного резервуара в группе. При этом свободный от застройки объем огражденной территории (каре) V_K определяется по расчетному объему разлившегося продукта из резервуара:

V_K V_{PBC MAX} .

Табл.11. Разбивка резервуарного парка в группы и размеры групп в плане.

Рис.5 . План – схема расположения резервуаров в группах и парке в целом ( пример): 1- резервуары в группе ; 2- осевая линия ограждения РГ и РП .

Исходя , из этого требования и определятся размеры обвалования ( ограждения ) как по высоте , так и в плане . Высота h₀ обвалования ( ограждения ) резервуарной группы должна быть на 0,2 м выше уровня расчетного объёма разлившегося продукта , но не менее h_{0 min} =1,0 м для резервуаров с V_р м³ и не менее h_{0 min}=1,5м для резервуаров с V_р 10000 м³( рис.6.).

Рис .6. К расчету размеров обвалования ( ограждения ) резервуарных групп ( УРП – уровень разлившегося продукта )

Расстояние 1₀ от стенок резервуаров до подошвы внутреннего откоса обвалования или до ограждающей стенки принимается не менее 3,0 м – для резервуаров с V_p м ³ и 6 м - для резервуаров с V_p м³.

Конструктивная высота обвалования ( ограждения ) определяется следующим образом :

V_K = A₁ h_{0РАСЧ –} h_ОСН ( r₁² + r²+ … ) = V_PBC.MAX.

Отсюда

h_0РАСЧ =

где: А₁ и В – размеры сторон огражденной территории ( каре ) под резервуарную группу ( рис 5.);

r₁² ,r₂²,… - радиусы резервуаров в группе ;

V_PBC.MAX - номинальный объём самого крупного резервуара в группе (рис.5);

h_0РАСЧ - расчетная высота ограждения группы резервуаров ;

h_0конст. – конструктивная высота ограждения группы резервуаров;

h_ОСН – высота основания резервуаров ;

h_ОСН – 0,5 м ( по ТП 704/1).

Группа из резервуаров с V_p м³ общей вместимостью V_pп м³должна быть ограждена замкнутым земляным валом или стеной высотой 0,8 м . Расстояние 1₀ в этом случае , как и 1_с не нормируется .

В пределах одной резервуарной группы внутренними земляными валами или стенкой отделятся : каждый РВС с V_p м³и несколько меньших РВС с 20000 м³; резервуар или группа резервуаров с мазутом и маслом от РВС с другими нефтепродуктами ; РВС для хранения этилированных бензинов , от других резервуаров группы . При этом высоту h_{0 конст.} внутреннего вала или стенки принимают равной 1,3 м для РВС с V_p м и 0,8 м – для остальных РВС .

И наконец :

1) В каждую группу наземных резервуаров , располагаемых в два и более ряда , предусматривается заезд внутрь обвалования передвижной пожарной и ремонтной техники. При этом планировочная отметка проектной части заезда должна быть на 0,2 м выше уровня расчетного объёма разлившегося продукта .

2) По ПБ 03- 605 – 03 предусматривается сооружение и эксплуатация резервуаров с защитной стеной . В этом случае для отдельных резервуаров , их групп и в целом резервуарного парка общее обвалование ( ограждение ) не требуется

Горизонтальная планировка резервуарного парка .

С учетом нормативных требований ( табл.11.) определятся допустимый номинальный объём резервуарной группы , далее – количество резервуаров в группе , число резервуарных групп в парке ;

По условиям СН и П 2.11.03 – 93 и исходя из принципа соблюдения оптимальности , определяется число рядов резервуаров в группах ;

Устанавливаются значения l_{c ,}l₀ , l_r, ( см. рис. 5 ) размеры сторон площади резервуарного парка А и В ;

Вычисляется общая площадь резервуарного парка – F_РП и величина коэффициента застройки резервуарного парка :

К_ЗСТ=

где : F_p – площадь , занимаемая одним резервуаром .

Примечание . По строительным нормам принято:

- К_ЗСТ - для складов и нефтепродуктов 1

Категории ;

- 0,3 0,35 – для 2 категории ;

- Кзст 0,35 – для 3а , 3б, 3в категории резе рвуарных парков .

Вычерчивается в масштабе на листе А3 план резервуарного парка с указанием всех конкретных размеров , обозначением границ оснований резервуаров .

Примерное оформление плана резервуарного парка

Рис 7 . План резервуарного парка

Рассчитывается величина конструктивной высоты обвалования ( ограждения ) h_{0 КОНС} , если К_КОНС получается существенная ( 2…2,5 м ) , производится перерасчет е величины ( оперируя значением I_с) ; окончательно устанавливаются значения А и В .

«Нормативы расхода топлива и технических скоростей на эксплуатацию ВС.»

Для самолетов и вертолетов с газотурбинными двигателями

┌─────────┬──────────┬─────────────────────────────────────────────┬──────────┐

│ Тип │ Тип │ Расход топлива в воздухе и на земле в кг на │ Расход │

│самолета,│двигателей│ один час полета самолета или вертолета │масла в кг│

│вертолета│ ├─────────────┬───────┬────────┬──────────────┤ на один │

│ │ │транспортные │учебные│трениро-│для планирова-│час работы│

│ │ │ │ │вочные │ния и расчетов│двигателей│

├─────────┼──────────┼─────────────┼───────┼────────┼──────────────┼──────────┤

│Ил-62М │Д-30КУ │Дифференциро-│7800 │7500 │7500 │3,0 │

│Ил-62 │НК-8-4 │ванно, в │8500 │8000 │8200 │3,0 │

│Ил-62 │НК-8-3 │зависимости │8500 │8100 │8500 │3,0 │

│Ту-154 │НК-8-2 │от продолжи- │6900 │6500 │6825 │3,0 │

│Ту-114 │НК-12МВ │тельности │8350 │8350 │6120 │7,0 │

│Ту-104 │РД-3М-500 │полета по │7070 │7000 │6550 │1,5 │

│Ил-18 │АИ-20А, К,│расписанию │2850 │2400 │2500 │3,0 │

│ │М │(см. таблицы │ │ │ │ │

│Ан-12 │АИ-20А, К,│в Приложении)│2750 │2400 │2500 │3,0 │

│ │М │ │ │ │ │ │

│Ан-24 │АИ-24 │ │860 │800 │910 │1,5 │

│Ан-24 │АИ-24Т │ │910 │850 │950 │1,5 │

│Ан-24РВ │РУ19-300 │ │1035 │1000 │1060 │1,5 │

│Ту-134 │Д-30 │ │2850 │2800 │3040 │1,5 │

│Ту-134А │Д-30 2-й │Дифференциро-│3200 │3000 │3280 │1,5 │

│ │серии │ванно... │ │ │ │ │

│Ту-124 │Д-20П │ │2930 │2700 │3385 │1,5 │

│Як-40 │АИ-25 │ │1260 │1100 │1350 │1,0 │

│Ми-6 │Д-25В │2100 │2400 │2400 │2300 │5,0 │

│Ми-8 │ТВ-2-117 │570 │550 │540 │620 │1,0 │

│Ми-10 │Д-25В │200 │2400 │2400 │2300 │5,0 │

│Ми-2 │ГТД-350 │250 │250 │250 │250 │0,6 │

└─────────┴──────────┴─────────────┴───────┴────────┴──────────────┴──────────┘