База задач по инженерным сетям и оборудованию

Здание школы 3-х этажное , кирпичное , перекрытия железобетонные, имеет два внутренних лестничных «стояка». Высота потолков – 2,7м. В горизонтальном разрезе имеет форму буквы «П». В школе имеются 45 учебных аудиторий, стандартного размера 12х6 м .

На удалении 120 м от основного здания находятся учебные школьные мастерские, где кроме всего прочего, располагается кабинет заместителя директора. Здание мастерских кирпичное, одно этажное, высота потолков 2,7м.

В школе уже существует две компьютерные сети:

- административная сеть, объединяющая компьютеры директора, секретаря и

бухгалтерии – 5 рабочих мест, 1 этаж правое крыло здания;

- автономная ЛВС кабинета информатики -15 рабочих мест, 2-й этаж , правое крыло, окна выходят во внутренний двор здания;

Школа имеет доступ к сети ИНТЕРНЕТ, точка входа в комнате лаборантов

компьютерного класса (2-й этаж, правое крыло здания) – отдельное рабочее место 1ПК.

Все компьютеры однотипные, ОС Windows, прикладное ПО однотипное, за исключением

3-х ПК бухгалтерии , на которых установлена кроме того ПО 1С.Бухгалтерия.

Кроме этого еще в 5-ти кабинетах имеются демонстрационные компьютеры с

проекторами, и в библиотеке одно рабочее место, включающее в себя ПК и МФУ.

При создании компьютерной сети, планируется:

- развѐртывание, дополнительно 3-х компьютерных классов (обозначено на схеме здания «1»);

- создание файл-сервера, для нужд школьной библиотеки (размещение сервера на усмотрение разработчика);

- организация 4-х рабочих мест для заместителей директора (обозначено на схеме здания «2»);

- организация 5-ти рабочих мест в учительской (обозначено на схеме здания «3»);

- организация видео наблюдения, по периметру основного здания (4 точки), внутри здания 12 точек, и 2 точки в здании школьных мастерских;

- в каждой учебной аудитории школы иметь минимум одно рабочее место;

Цели использования сети:

- Обучение школьников различным дисциплинам с использованием сетевых технологий.

- Доступ к информационным ресурсам (библиотека, Интернет).

- Демонстрация видео уроков (в том числе и через Интернет) .

- Голосовое общение по сети (в том числе и через Интернет)

- Одновременная трансляция видео и передача голосовых данных.

Требуемые характеристики сети:

- скорость передачи достаточная для поддержания видео и голосового трафика;

- возможность организации доступа в сеть Интернет;

- создание единого информационного пространства для структурных подразделений учреждения;

- логическое структурирование информационной сети, разграничение прав доступа для отдельных сегментов;

- возможность ограничения доступа пользователей к ресурсам сети;

- масштабируемость сети, то есть способность легко расширяться;

- обеспечение отказоустойчивости, надѐжности, защиты и управляемости сети в целом.

Рис.1 – План основного здания школы с имеющимися ЛВС.

Рисунок 2. Схема взаимного расположения основного и дополнительного зданий школы

Рисунок 3. Примерная схема распределения коммутаторов

Задание. Учитывая исходную информацию (примерный план здания образовательного заведения, количество и специфику оборудования и применяемые технологии) спроектировать структурированную кабельную сеть (собрать исходные данные; выбрать: размер и структуру сети, оборудование, сетевые программные средства; рассчитать примерную стоимость оборудования (с учѐтомСКС).

Необходимо спроектировать структурированную кабельную сеть для компьютерной сети школы.

Используя исходные данные определить:

- Определить необходимый состав оборудования (количество, характеристики и т.д.).

- Определить состав типового рабочего места.

- Определить способ сегментирования и объединения сегментов, используемые технологии ПД.

- Определить порядок размещения сетевого активного оборудования.

- Определить тип кабельной продукции, места «входа» в учебные аудитории, порядок монтажа.

- Используя рисунок 3 и планировки этажей в приложении, создать схему ЛВС школы и определить еѐ физическую топологию. Составить поэтажные план-схемы размещения рабочих мест, с указанием количественного и качественного состава.

Таблица 1. Примерный план проведения работ:

Таблица 2. Примерная смета затрат на СКС

Компания открыла дополнительный офис в соседнем здании, которое располагается на расстоянии 500 метров. Как объединить сеть центрального офиса и сеть подразделения, чтобы сотрудники офисов могли обмениваться данными друг с другом?

Требуется:

1. Объединить в локальную сеть компьютеры так, чтобы они могли обмениваться данными без коллизий;

2. При выборе топологии и оборудования предусмотреть возможность расширения без остановки работы сети:

 Выполнить расчет кабельной сети.

Перерисовать схему феррорезонансного стабилизатора напряжения ФСН промышленного выпрямителя БПК-1000Д (или 53 ВУК-50) (Третьякова А. А. «Промышленная электропитающая аппаратура»).

Ответить на вопросы:

1) Каково назначение деталей схемы?

2) В каком режиме работает ФСН? Дать понятие об этом режиме.

Разработать топологию сети компании и произвести расчет затрат на кабельную инфраструктуру.

Задание №1: на рисунке 1 показан план офиса, который занимает несколько соседних помещений на одном этаже. В каждым кабинете определенное количество компьютеров.

Требуется:

Объединить в локальную сеть компьютеры так, чтобы они могли обмениваться данными без коллизий;
При выборе топологии и оборудования предусмотреть возможность расширения без остановки работы сети;

Выполнить расчет кабельной сети.

Рис.1 План офиса

Зарисуйте получившуюся топологию сети.

Сравните по основным характеристикам (вероятность отказа, пропускная способность) систему массового обслуживания с двумя обслуживающими серверами (рис. 5.1 слева) и систему массового обслуживания с одним обслуживающим сервером, но с удвоенной производительностью (рис. 5.1 справа). Все системы с отказами.

Рис. 5.1. Сравнение одноканальной и многоканальной СМО с отказами

1. Постройте в среде Matlab графики зависимости вероятностей состояний p0(t) и p1(t) от времени для марковского процесса, приведенного на рисунке, при заданных интенсивностях переходов λ01, λ10 [переходов/ед. времени] и начальных условиях p0(0) и p1(0).

Исследуйте одноканальную систему с отказами M/M/1:0 в среде Simulink.

Рассчитайте аналитически основные характеристики качества работы многоканальной СМО замкнутого типа. Общее число источников — S, интенсивность каждого источника — α, количество каналов — n, количество мест в очереди m = S – n, размеченный граф состояний для системы приведен на рисунке:

Рассчитать сеть внутреннего водопровода жилого здания, квартиры которого оборудованы умывальниками, мойками, ваннами с душами и унитазами со смывными бачками (схема водопровода показана на рис. 1).
Здание оборудовано централизованной системой горячего водоснабжения с приготовлением горячей воды в водонагревателе, расположенном в подвале.

Исходные данные:

Количество этажей nэт.=5
*Средняя заселенность квартир U = 2,9 чел./кв 
Нормы потребления воды: 
- общая (холодная и горячая), в сутки наибольшего водопотребления
q^totu= 230 л/сут. 
- общая, в час наибольшего водопотребления (холодная и горячая)   
q^tothr,u =12,5 л/ч. 
- холодная qchr,u =4,6 л/ч.
Расход воды прибором: 
- общий qtoto=0,2 л/с.                   

q^toto,hr=100 л/ч. 
 - холодной q^co=0,14 л/с.
*Высота этажа (от пола до пола) – 3,1 м.
Длины участков, м: В-1 - 2,1м,
1-2 – 0,9м,
2-3 – 0,9м,
3-4 – 0,6м,
a-b – 3,8м,
b-c, d-e – 5,5м,
c-d, e-f – 7,2м,
f-g - 8,3м.
Ввод – 18м.
* Разность отметок пола первого этажа V1 и уровня земли V0 в месте присоединения ввода к уличной водопроводной сети (V1-V0) – 1,5 м.
* Гарантийный напор в городском водопроводе Нгар =36 м в.ст.

Определить погонное индуктивное сопротивление ЛЭП, выполненной проводом АС-95 со среднегеометрическим расстоянием между проводами 4м, на частотах 25 и 100 Гц. 

Составить схему замещения ЛЭП напряжением 6 кВ, выполненную проводом АС-50 протяженностью 5 км, и рассчитать параметры схемы. Провода линии расположены горизонтально на расстоянии 1.2 м один от другого.

Определить сопротивления схемы замещения воздушной двухцепной ЛЭП длиной 15 км, выполненной проводом АС-70 при расстоянии между проводами линии 1м, если линии работают параллельно. 

Линия электропередачи напряжением 110 кВ, выполненная проводом АСК-95 , имеет полное сопротивление = 15.51 Ом. Определить длину линии, если = 5 м.

Составить схему замещения ЛЭП напряжением 110 кВ, выполненную проводом АСКС-95 протяженностью 85 км, и рассчитать параметры схемы. Провода линии расположены горизонтально на расстоянии 5 м один от другого.

Определить ток молнии при котором произойдёт плавление алюминиевого проводника сечением 5 мм² при длине волны τ_B=0,25 мк. сек, коэффициент для алюминия К=200.

Влажный насыщенный водяной пар с параметрами p1 = 0,1n МПа и x1 = 0,8 нагревается при постоянном давлении до состояния сухого насыщенного пара. Определить количество теплоты и другие характеристики процесса в расчете на 1 кг пара. Барометрическое давление р_бар принять равным 750 мм рт. ст. Задачу решить двумя способами: с помощью диаграммы i,s и с помощью таблиц водяного пара.

Центробежный насос, характеристика которого дана в таблице 1 откачивает воду из артезианской скважины в резервуар, в котором поддерживается постоянный уровень Н. Длины трубопроводов: всасывающего – l₁, нагнетательного – l₂; диаметры соответственно – d₁ и d₂.

При работе с постоянным числом оборотов п определить:

глубину h, на которой установится уровень воды в скважине, если ее дебит составляет Q;
наименьшее число оборотов насоса, которое обеспечит отсутствие переполнения скважины при заданном дебите.
При расчетах принять коэффициенты гидравлического трения и суммарные коэффициенты местных сопротивлений для всасывающего и нагнетательного трубопроводов равными соответственно: λ₁ = 0,02 и λ₂ = 0,025; Σξ₁ = 4; Σξ₂ = 6.

Данные для решения задачи выбрать па таблице 2.

Таблица 1 – Варианты данных

Таблица 2 – Варианты данных

Площадь пода 250-тонной мартеновской печи составляет 85 м2, печь дает 4 плавки в сутки. Определите: а) съем стали в сутки с единицы площади; б) часовую производительность печи; в) годовую производительность печи. За каждую плавку бракуется в среднем 3% слитков. Продолжительность ремонтов составляет 7% годового времени.

Рассчитайте годовую производительность конвертора в слитках, исходя из следующих данных: масса металлической шихты одной плавки 250 т, продолжительность плавки 30 мин, число рабочих суток 340, масса годных слитков одной плавки 180 т.

Диаметр колошника домны 8 м, распара 14 м и дна горна 10 м. Высота от верхнего уровня засыпки до распара 22 м, а от распара до дна горна 5 м. В сутки из печи производят 6 выпусков чугуна, по 700 т каждый.

Определите: а) полезный объем печи; б) коэффициент использования полезного объема печи; в) интенсивность домны (т/м³).

На металлургическом заводе первоначальный коэффициент использования полезного объема трех доменных печей объемом 1300 м³, 1400 м³ и 1719 м³ равнялся 0,7. Сколько чугуна выплавил завод за последующий год, если перед этим удалось увеличить массовую долю агломерата в шихте с 70 до 80%; снизить массовую долю в коксе серы на 0,2%, а золы на 2%. Примечание: 1) снижение массовой доли серы в коксе на 0,1% увеличивает производительность печи на 8%; снижение доли золы на 1% - соответственно на 2%, а увеличение доли агломерата на 1% увеличивает производительность на 1%; 2) первая и вторая печь останавливались на 30-суточный капитальный ремонт, кроме того, в течении года каждая печь на третьи сутки останавливалась на планово-предупредительный ремонт.

Рассчитать процентный состав:

1.1 сфалерита (ZnS);

1.2 пентландита (NiFeS₂);

1.3 халькозина (Cu₂S);

1.4 пирита (FeS₂).

Произвести расчет фазового состава медной руды, содержащей, %: Сu 5; Fе 35; Zn 6; S 42,7; SiO2 4; СаО 4; прочие 3,3.

Контрольные вопросы

1. Что необходимо знать для расчета фазового состава медной руды?

2. Какие типы руд используются в промышленном производстве?

3. Как рассчитать количество халькопирита в данном примере?

Дана коммутационная система (рисунок 4.1) электронного коммутационного узла интегральной цифровой сети связи, построенная по структуре ВПВ: временное звено (А), пространственное звено (В), временное звено (С). 

Известны: номер входящей уплотненной линии Х, номер временного канала У, в линии Х, номер исходящей уплотненной линии W, номер канала в ней V, номер временного промежуточного шнура Z. 

Требуется: 

1) найти номера ячеек ИПА, ИПС, УПВА, УПВС, УППВ, и номера ГЭК ПКВ; 

2) определить содержимое найденных ячеек; 

3) привести схему коммутационной системы согласно заданному варианту; 

4) построить пространственный эквивалент схемы ВПВ и показать на ней путь прохождения информации от входа У к выходу V.

Рисунок 4.1

Таблица 4