Нажмите на баннер и автоматически будете на моей странице "Вконтакте"

 

 Телефон мобильный;

 8(965)049-25-97(Билайн)

 Электронная почта;

 89650492597@mail.ru

 

 


Решение задачи, контрольных для студентов

Решение задач — это процесс выполнение мыслительных действий, направленный на получение заданной цели.

Процесс решения задачи состоит из:
1)Подготовка данных;
2)Определение способа (метода) решения (если он не задан условием);
3)Нахождение решения задачи.

Если у вас нет времени или задали сложные примеры которые Учитель не смог грамотно объяснить, я смогу вам помочь, срок решения от четырёх дней. Цена определяется после изучения (просмотра) задания.


















ЧАСТЬ 1. РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПОСТОЯННОГО ТОКА            Выбор варианта задания. Конфигурация электрической цепи и ее параметры Rk и Ek определяются по номеру варианта студента (выдается преподавателем). В таблице 1.1 задаются участки короткого замыкания (Rk = 0) и обрыва ветвей (Rk = ?) на исходной схеме (рис. 1). Вариант в таблице 1.1 находится на пересечении i-ой строки и j-го столбца. Номер строки i определяется первой цифрой номера варианта студента, номер столбца – второй цифрой номера варианта студента. Если номер однозначный, то i = 0. Например, номеру 5 соответствует i = 0, j = 5. Участки цепи с коротким замыканием при преобразовании исходной схемы (рис. 1) заменяются проводником, участки с обрывом убираются из схемы. Параметры цепи Rk (Ом) и Ek (В) выбираются в таблице 1.2 по номеру варианта студента. Если номер больше 14, то вариант определяется последней цифрой. Например, номеру 23 соответствует вариант №3 из таблицы 1.2. Внутренними сопротивлениями источников ЭДС следует пренебречь.     Рис. 1. Исходная схема электрической цепи постоянного тока Содержание работы. Для заданного варианта электрической схемы необходимо выполнить следующие задания: 1)    указать вариант: участки короткого замыкания и обрыва ветвей в исходной схеме из таблицы 1.1, численные значения сопротивлений и ЭДС преобразованной схемы из таблицы 1.2 и нарисовать преобразованную схему; (я это сделала на лабе, проверьте пожалуйста в jpg файле, правильно ли я сделала?) 2)    провести анализ схемы, т. е. определить количество ветвей, узлов и независимых контуров; (я это сделала на лабе - JPG) 3)    составить систему уравнений, представить ее в матричной форме записи и рассчитать токи в ветвях: (я это сделала на лабе - JPG) a)      методом непосредственного применения законов Кирхгофа; (здесь я остановилась, правильно? я не могу после подстановки чисел посчитать, т.к. на лабе мне сказали, что надо просто подставить и рассчитать, но просто не получается... не знаю, что дальше делать) b)    методом контурных токов; (этого я не решала) 4)    решить системы уравнений с помощью ЭВМ, результаты расчетов токов, проведенных всеми методами, свести в таблицу(это надо решить!)   Методы расчета Токи в ветвях I0, А I1, А I2, А I3, А … Ik, А Непосредственное применение законов Кирхгофа             Метод контурных токов             Метод узловых потенциалов               5)    составить уравнение баланса мощностей для схемы по результатам расчетов токов и напряжений, полученных методом непосредственного применения законов Кирхгофа.(тоже надо решить!)   Правила оформления. Семестровая работа оформляется на листах формата А4. Титульный лист работы имеет стандартный вид и содержит название работы, наименование предмета, по которому сделана работа, вариант по номеру в журнале, фамилию и инициалы студента, номер учебной группы. После записи «Проверил» указывается фамилия и инициалы преподавателя. Текст работы может быть набран на компьютере или написан «вручную».          Каждое задание необходимо начинать с его формулировки (см содержание задания), решение должно содержать пояснения, а именно какой параметр и по какой исходной формуле определяется, с обязательным указанием единиц измерения всех физических величин. Схемы должны быть выполнены карандашом с использованием чертежных инструментов.          Семестровая работа, выполненная не для своего варианта, а также оформленная небрежно и не по правилам, не проверяется и не оценивается.     Таблица 1.1. Значения параметров элементов, определяющие конфигурации электрических схем   0 Таблица 1.2. Численные значения параметров элементов цепи   05     ЧАСТЬ 2. РАСЧЕТ ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА   Выбор варианта задания. Каждая ветвь электрической схемы синусоидального переменного тока с сопротивлениями z1, z2, z3, z4, z5, изображенной на рис. 2, содержит один или несколько последовательно соединенных элементов, параметры которых R (Ом), L (мГн) и С (мкФ), а также данные источника e(t) (В), приведены в таблице 2.1. Номер варианта таблицы 2.1 задается преподавателем. Частота питающего напряжения ? = 103 рад/c. Рис. 2. Электрическая цепь переменного тока со смешанным соединением элементов   Содержание работы. Согласно рис. 2 построить электрическую схему, соответствующую номеру варианта задания, с указанием R, L, C элементов ветвей (таблица 2.1), указать вариант, численные значения параметров элементов. Для полученной схемы требуется: 1)    определить индуктивные xL= и емкостные xC= сопротивления элементов схемы; 2)    представить сопротивления всех ветвей схемы, а также ЭДС источника комплексными значениями в алгебраической и показательной формах записи; 3)    определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях схемы, воспользовавшись а) методом эквивалентного преобразования; б) методом двух узлов; 4)    построить совмещенную векторную диаграмму токов для одного узла схемы, подтверждающую выполнение первого закона Кирхгофа, и векторную диаграмму напряжений для внешнего контура, подтверждающую выполнение второго закона Кирхгофа; 5)    составить баланс мощности цепи, определив комплексную мощность источников  (ВА) и потребителей  (ВА) электрической энергии, где  – комплексно-сопряженный ток,  (Вт),  (ВАр); 6)    используя данные расчетов, полученных в п. 4, записать выражения для мгновенных значений токов во всех ветвях схемы; 7)    определить показания амперметра, вольтметра и активную мощность, измеряемую ваттметром. Таблица 2.1 Значения параметров элементов ветвей схемы Вариант Значения параметров элементов ветвей схемы Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 e(t) 1 R = 400 L = 90 R = 140 L = 40 R = 100 L = 20 C = 4 ? 60 sin(w t + p /2) 2 R = 240 L = 190 R = 180 С= 10 R = 140 L = 60 0 ? 80 sin(w t – p /3) 3 R = 180 С= 9 R = 280 С= 10 R = 140 L = 60 0 ? 95 sin(w t + p /4) 4 C = 4 L = 80 R = 70 C = 10 R = 60 L = 88 0 ? 100 sin(w t – p /6) 5 R = 80 R = 100 C = 3 R = 220 L = 150 0 ? 55 sin(w t  + p /2) 6 C = 6 C = 4 L = 80 R = 120 L = 140 0 ? 68 sin(w t + 2p /3) 7 R = 120 L = 120 R = 40 L = 100 C = 2 ? R = 180 C = 2 85 sin(w t + p /4) 8 R = 300 C = 8 L = 60 R = 140 L = 190 0 ? 200 sin(w t + p /6) 9 L = 150 
Читать дальше »

Физика  

одна из наиболее важных наук в мире если внимательно рассматривать всё окружающее то это так называемые явления которые нас окружают как раз и называются физикой… Многие изх вас изучали свободное падаение . физика обладает необыкновенными свойствами которые ещё предстаит разгадать…  В этом придмете  кроме обычных слов. Также используются тремины . формулы и много другое. В физике каждое окружающее тело это за пример можно взять луну –это называю физическим телом. Я хочу заметить, что немаловажную роль имеет само понятие, что такое тело, оно имеет объём и формулу. Всё то, что из чего состоят некие физические тела как раз  это называется веществот. Материя это чттото то что существует в нашей необятной вселенной и незавсет от небесных тел и прочего… Для определённой каждой величины физической сущетвую свои искомы единицы. Для удобства человек придумал одну измерения. Часто очень прменяют от 10 до 1000. Перед тем как притупить к измерению надо приготовить линейку и другие сопутствующие товары так аак без них врятли что получится поэтому надо готовится очень хорошо. Температуру определяют с помощью специализированного магниевосплатового приборо из 5 курса мы все знаем что ферриты не так сильно притягивают тепло как вам кажется поэтому надо джля начала подобрать нееросплав. Взать два штриха и провести по выпуклым шторкам в преддверии самой температуры. Рассмотрим отталкивание молекул с точки зрения химических веществ и электрического тока многое из нас знают что ток протекают со скорость сверхскоростью поэтому нам для начала надо разобраться и замерит какойто то протекаетв том или ином источнике. Для этого притяжение замерам на 5 концах провода формулы возьмум из главы 12 только надо быть внимательным иначе стальная нить может порватся и тогда цена деления погрешности может заметно подкосится из вывода не получится. Можно срастить оба канца и подгреть до 1136 градусов. Тогда между молекулами будет обменивается взаимные импульсы после которых произойдёт небольшой взрыв и после сорока минут мы увидим как завершился процесс и получим сокрушительные данные для постройки формулы внешнего амплитудного замера. Частицы могут быть неоднородными для это придётся проводить испытания после которых сможем сказать как делится шкала температуры,  Вода как источник проводимости тока может рассматриваться с реди тел которые не впитывают окружающую типы и поэтому следовало бы заметит что явление смачивания не столь нам важно как засушливая зона перед ним надо обязательно узнать можно ли телу двигается или все-таки лучше его заметно растянуть чтобы соприкосновение с другим телом было более плотное и после этого плотного соединения реакция на выделения электрических импульсов гораздо улучшится и энергии будет выделятся на 569% больше чем было до 1976 года.


Читать дальше »

ЗАКОНЫ ПАСКАЛЯ. Паскаль позволят нам задуматься, объяснить действия гидравлической системы (машины). Гидравлика тем и хороша сто происходит перетёк жидкости. Машины действие которых основывается на как вы уже поняли законах о неком искомом равновесии и движении жидкости в определенном теле. Основном частью машины в нутрии которой как раз и происходит то самое движение, о котором мы всё время говорим. Служат любые по размерам цилиндры. Они могут быть разных размеров и объёмов. Самое главное это чтобы между ними не было  трещин и других поломок чтобы жидкость не улетала в некуда должно быть плотное соединения, так как на этом и держится вся система по которой мы и будем в дальнейшем строит измерять. Ремонтировать машины. Гидравлика служит для прессования стержней независимо масса кого то стержня нам нужно прижать это довольно-таки занятно мы ищем и потом находим некоторые даже закачивают масло повышенной вязкости думаю что тем саамы увеличат давлении и силу сжатия механизма, но тут  они не правы если механизм предназначен на определённое усилие то ему и надо  использовать по назначения и не изобретать велосипед. Клапан для опускания молекул служит для полностью распознавая разных частиц следовательно можно и получить каждый вариант по отдельности главное знать на сколько сопротивление материалов и техническая часть взаимосвязаны.  Под водой гидравлике работать гораздо тяжелей множество процессов замедляется. Жидкость давит на дно и поэтому сложно что либо предугадать. Поэтому надо производить расчёты с пометкой срочно… так как давление не предсказуемое и теоретическая механика при постройке агрегата затруднить действие по Этому лучше всего экономическую часть рассчитывать в экселе, так аак слой жидкости на поверхности может быть значительным и не каждая установка сможет рассчитать взысканный порог поэтому я рекомендую делать погрешность в три сотых карата. Чтобы установка работала отлично без пожирания масла. Так как масло я является главным связующим и может быть не столь важно но и слишком критичным для набора массы… слишком легко думать что гидравлические щипцы смогут работать на по вишенных оборотах это не правильно и заблуждение выталкивающая сила гораздо велика и тело жидкости сразу становится съедино системой паскаля так как множество редких крох протекает и сальники сразу же выходят из строя поэтому я рекомендую сразу же незамедлительно менять шланги возле топливной системы и системы подыщи аминокислотного баланса мощностей  
Читать дальше »

Механикой называют область науки, которая изучает простейшую форму движения материальных тел – механическую. Под механическим движением понимают перемещение тел или их отдельных частей во времени из одного положения пространства в другое. При этом причиной движения может быть взаимодействие как с другими телами, так и с физическими полями (например,гравитационными, электрическими). Механика рассматривает множество самых различных объектов, начиная от небесных тел и заканчивая элементарными частицами. Применительно к технике объектами механики являются различные технические устройства,характерные для той или иной сферы производства.В химических, нефтехимических и биотехнологических производствах основными объектами являются рабочие среды,участвующие в технологических процессах, и оборудование, в котором эти процессы реализуются. Движение рабочих сред и его влияние на эффективность процессов изучается в дисциплине«Процессы и аппараты». Поведение элементов оборудования при проведении технологических процессов является предметом изучения курса «Механики»содержание и логика построения курса «Механики» вытекает из круга основных вопросов, которыми должен владеть современный инженер химик-технолог как лицо, ответственное за работоспособность химического оборудования и его безопасную эксплуатацию. Большая часть этих вопросов связана с особенностями объектов химической промышленности, отличающими их от технических устройств в других сферах человеческой деятельности.Работе химико-технологических установок присущи тяжелые режимы функционирования, обусловленные переработкой больших масс агрессивных веществ в условиях высоких температур и давлений. В результате оборудование испытывает продолжительные нагрузки механической, физико-химической и химической природы. При этом техническая диагностика и контроль состояния аппаратуры сильно затруднены, так что весь срок ее эксплуатации проходит, как правило,при отсутствии полной информации о техническом состоянии оборудования.Нельзя не учитывать того обстоятельства, что объекты химических производств несут в себе высокую потенциальную опасность,вызванную целым комплексом поражающих факторов: отравление и заражение химически опасными веществами, тепловое излучение,воздействие взрывных волн. Поэтому практически любая установка может послужить источником техногенной аварии различного масштаба. Более того, даже нормальная работа химических предприятий из-за несовершенства технологии сопряжена со7значительным загрязнением окружающей среды. Недостаточная надежность химических производств чревата также огромными экономическим потерями, обусловленными простоем дорогостоящего оборудования, затратами на его ремонт, низким качеством получаемых продуктов.Из сказанного становится понятным, насколько важно современному инженеру-технологу владеть всеми вопросами,связанными с причинами возникновения отказов аппаратуры различного назначения. В свою очередь, причины отказов непосредственно связаны с критериями работоспособности оборудования (прочностью, герметичностью, износостойкостью ит. п.). Потеря работоспособности может быть обусловлена действием механических нагрузок на элементы оборудования и его узлы,условиями его функционирования, свойствами материалов, из которых оно изготовлено, свойствами рабочих сред,продолжительностью эксплуатации. Следовательно, технолог должен уметь анализировать влияние этих факторов на элементы оборудования и его узлы с точки зрения возможности отказа.Изложение основ такого анализа и является важнейшей целью курса«Механика» для студентов технологических специальностей.Наиболее общей причиной отказов оборудования различного назначения является потеря работоспособности вследствие действия механических нагрузок. Поэтому курс начинается с методов количественного анализа механических сил (второй раздел пособия).Здесь излагаются основные положения статики, которая рассматривает системы сил и их свойства.Под действием механических нагрузок значительная часть химического оборудования может совершать движение определенного характера. Поэтому следующие два раздела пособия посвящены количественным характеристикам различных типов движения материальных тел и их связи с действующими на них силами.На основе изложенных положений во всех последующих разделах пособия рассматривается реакция элементов оборудования на внешние нагрузки с учетом свойств конструкционного материала.Сначала анализируются возникающие в материале напряжения деформации для наиболее простых элементов (стержни, балки,валы). Затем рассматривается воздействие нагрузок на корпуса технологических аппаратов, на различные типы соединений деталей,на отдельные узлы и механизмы машин и аппаратов.При изучении реальных физических ситуаций, связанных возможной потерей работоспособности оборудования, в механике широко используется метод целесообразных упрощений. Согласно этому методу вместо реальных объектов, физических сил,механических свойств материалов рассматриваются определенные модели (или расчетные схемы), в которых исключены все8несущественные при решении данного вопроса факторы. В результате механика имеет дело с небольшим числом абстракций. В качестве примера таких идеализаций можно привести понятия материальной точки, механической системы и абсолютно твердого тела.Материальной точкой называется точка, имеющая массу. Схема материальной точки используется всякий раз, когда размерами тела при решении конкретной задачи можно пренебречь. В этом случае понятие материальной точки оказывается весьма полезным.Механической системой называется любая совокупность материальных точек. Частным случаем механической системы может служить материальное тело как непрерывная совокупность материальных точек.Под абсолютно твердым телом понимают такое материальное тело, в котором расстояние между любыми двумя точками остается неизменным. Расчетная схема абсолютно твердого тела используется тогда, когда решаются задачи, в которых влияние деформаций материала несущественно.Приведенные понятия материальной точки, механической системы,абсолютно твердого тела уже позволяют проиллюстрировать действенность метода упрощений. Движение от простого к сложному дает возможность при анализе работоспособности элементов химического оборудования последовательно учитывать все основные факторы, которые могут послужить причиной отказа.Другими идеализированными понятиями, играющими важную роль при решении задач механики, являются понятия наложенных на тело связей, сосредоточенной силы, стержня, оболочки и т. д. Эти понятия будут введены в соответствующих разделах пособия.В конце каждого раздела пособия приведены контрольные вопросы, позволяющие студентам лучше усвоить материал,сориентироваться в степени важности отдельных положений и проверить свои знания.Уровень усвоения материала студенты должны подтвердить выполнением шести контрольных работ, защита которых является необходимым условием допуска к экзамену. В пособие включены варианты заданий к ним, таблицы исходных данных, а также подробно разобранные примеры выполнения заданий. В конце пособия приведен список основной и дополнительной литературы, с помощью которой студенты могут более глубоко усвоить материал курса«Механика», а также приложения со справочным материалом,необходимым для выполнения контрольных заданий.
Читать дальше »

1. РЕАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ И ИХ РАСЧЕТНЫЕ СХЕМЫ
Настоящий раздел содержит наиболее общие понятия механики,которые затем в последующих разделах будут широко использоваться. Кроме того, здесь приведены основные допущения расчетные схемы, применяемые при анализе работоспособности различных элементов оборудования.1.1. Типовые элементы технологического оборудования Современное химическое предприятие представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных подразделений, который включает отдельные цеха, службы управления и организации производства, склады и хранилища исходного сырья и конечных продуктов, транспортные средства и т. д. При этом основу химического предприятия составляют технологические линии получения конкретных веществ, в каждой из которых реализуется последовательность типовых процессов химической технологии в определенном аппаратурном оформлении. С точки зрения системного анализа все перечисленные объекты являются химико-технологическими системами (ХТС).Под химико-технологической системой понимают совокупность аппаратов, машин и других устройств, а также материальных,тепловых, энергетических и других потоков между ними, которая обладает определенной целостностью и алгоритмом функционирования, направленным на переработку исходных веществ(сырья) в целевые продукты.Сложность ХТС с позиций анализа их работы обусловлена большим числом составляющих элементов, многообразием ивзаимной зависимостью протекающих в них процессов, а также зачастую непредсказуемым взаимодействием с окружающими их объектами и человеком. Поэтому, в общем случае, Целесообразность представлять, как комплекс взаимосвязанных подсистем, что позволяет уменьшить трудности анализа. Подсистемы можно выделять по двум признакам – функциональному масштабному.Функциональные подсистемы обеспечивают выполнение задач производства и его функционирование в целом. Примером функциональной подсистемы может служить часть производства, где осуществляется собственно технологический процесс переработки сырья в продукты.Масштабные подсистемы, как отдельные части технологического производства, выполняют определенные функции последовательности процессов переработки сырья в продукты.Масштабные подсистемы составляют несколько уровней. Элементом10минимального масштабного уровня I в структуре ХТС является отдельная машина или аппарат (насос, сушилка, реактор, центрифуга т. п.). Объединение нескольких аппаратов для конкретной переработки материального потока образует единый масштабный элемент уровня II (реакционный блок, блок центрифугирования суспензии, блок сушки кристаллов и прочее). Совокупность подсистем второго уровня образует подсистему III уровня (отделение водоподготовки предприятия, отделение утилизации отходов и т.п.)совокупность подсистем III уровня, то есть отделений, участков,образует ХТС химического предприятия в целом — это Масштабный уровень.Потоки, соединяющие машины, аппараты и подсистемы различного масштаба в единый функциональный комплекс, классифицируют по их содержанию.Материальные потоки перемещают вещества по трубопроводам различного назначения, транспортерам, элеваторам и другим механическим устройствам.Энергетические потоки переносят энергию любого вида —тепловую, электрическую, силовую. Силовая энергия, например,передается потребителям или по трубопроводам (газ под давлением)или механическим путем через вал двигателей и другие приводы.Информационные потоки используются в системах контроля управления процессами и производством.Приведенный анализ иерархической структуры ХТС позволяет сделать вывод о том, что основу химического производства составляют машины и аппараты I масштабного уровня ХТС, которые,как отмечалось во введении, составляют предмет изучения курса«Механика».Машиной называется устройство, выполняющее механические движения для преобразования энергии, материалов и информации сцелью облегчения или замены физического или умственного труда человека (насосы, компрессоры, дробилки, транспортеры, фильтры,центрифуги и т. п.).В аппаратах процессы превращения происходят за счет химических, физико-химических или биохимических реакций врезультате воздействия на обрабатываемые вещества теплового,электрического или иного силового поля (химические и биохимические реакторы, теплообменники, тепломассообменные колонны, сушилки и т. п.).Для интенсификации технологических процессов часто применяют механизмы (мешалки реакторов, приводы быстросъемных крышек автоклавов и т. п.)механизмом называют систему тел с одним принимаемым за неподвижное твердым телом, предназначенную для преобразования движения одного или нескольких тел в требуемые движения другихтел, и действующих на эти тела сил – в другие силы. Зубчатая,11ременная, цепная и другие механические передачи вращательного движения от двигателя к рабочему органу агрегата могут быть названыв качестве примеров механизмов.Важную роль при работе ХТС имеют трубопроводы трубопроводная арматура для управления материальными потоками обрабатываемых веществ (задвижки, запорные и регулирующие клапаны, пробковые и шаровые краны, затворы дисковые и т. д.).С точки зрения особенностей конструкции и габаритов промышленному химическому оборудованию свойственно огромное разнообразие. Поэтому важным вопросом является вопрос о его рациональной классификации. В качестве основного признака для классификации машин и аппаратов целесообразно принять их функциональное (технологическое) назначение. Так, аппараты для проведения теплообменных процессов называются теплообменниками, для проведения процессов выпаривания –выпарными аппаратами, для проведения процессов сушки –сушилками и т. д.Классификация по признаку назначения распространяется нетолько на машины и аппараты, но и на их крупные блоки – сборочные узлы с четким функциональным назначением. Например:- рабочие органы машин, непосредственно взаимодействующие обрабатываемым веществом, - колеса насосов, вентиляторов,газодувок, мешалок, валки дробилок, барабаны центрифуг ибарабанных сушилок;- прессформы для прессования деталей из пластмасс;- корпусные (базовые) блоки машин и аппаратов;- блоки сальниковых, торцовых, манжетных, фланцевых и других устройств для герметизации рабочего объема оборудования трубопроводов, содержащих экологически опасные обрабатываемые среды;- опорные устройства для аппаратов, а также для вращающихся валов, осей, барабанов в виде подшипников качения, скольжения илив виде специальных вращающихся роликов;- электромеханические, пневматические, гидравлические приводымашин и механизмов;- муфты для соединения рабочего ротора машины с ее приводом.В свою очередь сборочные узлы могут состоять из большого числасамых разнообразных деталей (деталью называется часть агрегата,которую можно изготовить без применения сборочных операций – вал,болт и т. п.).Детали в курсе «Механика» с точки зрения анализа их работоспособности делятся на три класса в зависимости от их геометрической формы: стержни, тонкостенные оболочки и массивные твердые тела. Точные определения этих понятий будут даны ниже.
Читать дальше »

Характер нагрузок и воздействий, которые испытывают элементы химико-технологического оборудования обусловлен условиями проведения промышленных процессов в химической,нефтехимической и смежных областях промышленности. Основной особенностью большинства таких производств является переработка огромных масс высоко-агрессивных веществ в условиях высоких температур и давлений. В результате оборудование подвергается значительным нагрузкам механической, физико-механической и химической природы.Внешние силовые воздействия на детали и узлы во время эксплуатации оборудования непосредственно связаны функциональным назначением этих изделий. Так, например, внешние силовые воздействия на ротор молотковой дробилки и на корпус теплообменника совершенно различны как по характеру, так и по интенсивности.Для установления, а затем и для количественного учета наиболее важных внешних воздействий любую деталь условно рассматривают изолированно от других деталей, заменяя при этом действие мысленно отброшенных деталей (в том числе и их связей - опорных устройств) внешними силами, которые принято называть нагрузками.По способу приложения различают нагрузки поверхностные объемные. Непосредственное взаимодействие деталей между собою и с окружающей средой (в том числе и с обрабатываемой в оборудовании рабочей средой) происходит по некоторым поверхностям контакта, что и определило термин - поверхностная нагрузка. Величина нагрузки, действующая на единицу поверхности контакта, называется интенсивностью нагрузки или давлением. Она измеряется в Паскалях: Па = Н/м2. В качестве примеров можно указать давление рабочей среды на стенки аппаратов, ветровую нагрузку на корпус ректификационной колонны и др.Если площадь приложения нагрузки имеет малую ширину по сравнению с длиной, то для упрощения расчетов целесообразно заменить поверхностную нагрузку распределенной по линии нагрузкой. Такая нагрузка имеет размерность Н/м и называется погонной нагрузкой. В тех случаях, когда участок действия погонной нагрузки мал по сравнению с размерами детали, ее можно рассматривать как сосредоточенную (приложенную в точке)размерность сосредоточенной нагрузки Н.Кроме сосредоточенных сил, детали оборудования бывают нагружены внешними сосредоточенными моментами сил,характеризующими внешнее вращательное воздействие на деталь имеющими размерность Н?м.13Если внешние силы не являются результатом контактного взаимодействия двух тел, а приложены к каждой точке объема материала детали (силы собственного веса, силы инерции,центробежные силы и др.), то они называются объемными и имеют размерность Н / м 3.Детали технологического оборудования часто оказываются под воздействием тепловых нагрузок, возникающих при стесненности свободного температурного перемещения детали. Такие перемещения возникают при нагревании или охлаждении детали до любой температуры, отличающейся от температуры сборки изделия.Кроме того, тепловые нагрузки возникают и вследствие непостоянства температуры детали по ее поверхности, толщине и т. п.По характеру изменения во времени нагрузки бывают статические и динамические. К статическим нагрузкам относят постоянные во времени или нагрузки, изменяющиеся настолько медленно, что вызываемые ими ускорения и силы инерции пренебрежимо малы (например, снеговая нагрузка на крышку резервуара)динамические нагрузки бывают мгновенно приложенными(ударными, например, при столкновении двух тел) и повторно-переменными, которые изменяются во времени по тому или иному закону. Процесс динамического нагружения деталей сопровождается значительными их ускорениями и силами инерции, подлежащими обязательному учету. Практика эксплуатации показывает, что почтивсе современные машиностроительные материалы сопротивляются динамическим нагрузкам значительно хуже, чем статическим.По продолжительности действия нагрузки делятся на постоянные и временные. К постоянным относят нагрузки, действующие в течение всего срока службы агрегата (например, собственный вес его деталей). Временные нагрузки действуют лишь на протяжении отдельных периодов эксплуатации или монтажа объекта (например,повышенное давление в аппарате на стадии его гидроиспытаний).
Читать дальше »

1.3. Основные допущения и расчетные схемы Как уже отмечалось во введении, при анализе поведения детали или элемента конструкции под действием нагрузок, используется метод целесообразных упрощений. Он заключается в создании идеализированной упрощенной картины взаимодействия объекта и внешних сил, которая служит своего рода моделью реального физического явления. Такую модель часто называют расчетной схемой. В модели должны быть учтены все наиболее существенные факторы, влияющие на поведение реального объекта. Но вместе с тем модель не должна быть загромождена второстепенными 14 факторами, учет которых только неоправданно усложняет анализ и расчет изучаемого явления. Очень важно четко представлять, в рамках каких упрощений построена модель. Целый ряд упрощений касается свойств конструкционного материала, из которого изготовлены элементы оборудования: 1. Материал в механике предполагается однородной изотропной сплошной средой, не зависящей от особенностей его микроструктуры. Однородность означает идентичность механических свойств материала в его различных объемах. Свойство изотропности предполагает неизменность этих свойств в различных направлениях. Наконец, свойство сплошности позволяет не учитывать молекулярную природу вещества и считать его равномерно «размазанным» по занятому материалом объему. Это позволяет использовать аппарат непрерывных функций при изучении напряжений и деформаций, возникающих в материале. 2. Материал деталей является идеальной упругой средой, способной восстанавливать свою первоначальную форму и размеры после снятия нагрузки. Поэтому деформации, которые полностью исчезают после снятия нагрузки, соответственно называются упругими в отличие от пластических, или остаточных, не исчезающих после разгрузки. При решении некоторых задач целесообразно считать изучаемый объект абсолютно недеформируемым (абсолютно твердым). 3. Перемещения нагруженных деталей настолько малы, что размеры деталей можно считать постоянными, а взаимное расположение нагрузок в пространстве неизменным. Это допущение позволяет пренебречь влиянием деформаций материала на распределение внешних сил. Важные упрощения при составлении расчетной схемы вносятся в геометрию изучаемого элемента оборудования. Все многообразие форм деталей и конструкций сводится к трем типовым геометрическим формам твердого тела: стержню, тонкостенной оболочке и массиву. Стержнем называется тело, длина которого значительно (по крайней мере, на порядок) превышает размеры поперечного сечения. Геометрическое место точек, являющихся центрами тяжести поперечных сечений, называется осью стержня. В зависимости от формы оси стержень может быть прямым, кривым или пространственно изогнутым. 15 Расчетная схема стержня используется при анализе работоспособности таких элементов оборудования как валы и оси, опорные балки и стойки, а также колонные аппараты большой высоты. Тонкостенной оболочкой (пластиной) называется тело, одно из измерений которого (толщина) мало по сравнению с двумя другими. Условная поверхность пластины или оболочки, находящаяся на равном расстоянии от внутренней и наружной поверхности, называется срединной. По форме срединной поверхности различают сферические, конические, цилиндрические и другие типы оболочек. Расчетная схема тонкостенной оболочки используется при анализе работоспособности элементов корпусов технологических аппаратов, трубных решеток в теплообменниках, трубопроводов. Массивом называется тело, у которого все три измерения являются величинами одного порядка. Под расчетную схему массива подпадают, например, элементы толстостенных корпусов аппаратов высокого давления. Реальные детали технологического оборудования с достаточной для практики точностью часто могут быть представлены в виде сочетания указанных трех моделей геометрической формы. Например, расчетную схему болта можно представить в виде сочетания длинного резьбового стержня и массивной его головки, протяженную трубу с фланцевым разъемом – как сочетание тонкостенного стержня-трубы с кольцевой пластинкой.
Читать дальше »

2. СТАТИКА Разделы «Статика», «Кинематика», «Динамика» традиционно излагаются в аксиоматическом построении. Это вовсе не значит, что положения этих разделов претендуют на безусловную точность подобно математическим теоремам. Наоборот, именно здесь используются наиболее сильные абстракции, такие как материальная точка или абсолютно твердое тело. Поэтому нужно отдавать себе отчет в том, что в каждом из перечисленных разделов рассматривается лишь одна сторона многогранной картины поведения деформируемых тел под действием внешних сил. В настоящем разделе анализируются различные виды систем сил, излагаются методы их преобразования, формулируются условия равновесия систем сил. 2.1. Основные понятия и аксиомы статики Любое материальное тело под действием сил может находиться либо в состоянии покоя, либо совершать определенное движение. Каждое из этих состояний в механике называется кинематическим состоянием тела. Изменение кинематического состояния означает изменение характера движения тела, в том числе нарушение состояния покоя или, наоборот, его достижение. Изменение кинематического состояния механической системы (в частности, твердого тела) происходит вследствие действия на нее сил со стороны других тел или физических полей. Поэтому силу можно рассматривать как меру механического действия одного материального тела на другое. Сила характеризуется численным значением, точкой приложения и линией действия. Следовательно, сила – величина векторная. Совокупность нескольких сил {Fi}n называется системой сил (векторные величины, в отличие от скалярных, обозначаются жирными буквами). Две системы сил {Fi}n и {Qi}m называются эквивалентными, если при замене одной из них на другую кинематическое состояние свободного тела не изменится. Для эквивалентных систем сил используется обозначение: {Fi}n ~ {Qi}m. Одна сила R, эквивалентная некоторой системе сил {Fi}n, называется ее равнодействующей: R ~ {Fi}n . 17 Если система сил {Fi}n эквивалентна нулевой силе, то она называется уравновешенной. Уравновешенная система сил не меняет кинематического состояния тела. В частности, если оно находилось в состоянии равновесия, то после приложения уравновешенной системы сил состояние равновесия не будет нарушено. Основные задачи статики как раздела механики состоят в изложении методов преобразования одних систем сил в другие, им эквивалентные, а также в установлении условий, которым должны удовлетворять системы сил, чтобы они были уравновешенными. Указанные условия можно рассматривать как условия равновесия материального тела, если до приложения к нему сил оно находилось в состоянии покоя. Все силы по отношению к данной механической системе делятся на внешние и внутренние. Внешними называются силы, которые действуют на точки данной механической системы со стороны тел или точек, не входящих в эту систему. Внутренними силами называются силы взаимодействия точек самой системы. Основные положения статики выводятся из нескольких простых и наглядных аксиом, справедливость которых подтверждена опытом. Аксиома 1. Система из двух сил, действующих на тело, является уравновешенной в том случае, если эти силы имеют общую линию действия, равны по величине и направлены в противоположные стороны. Используя ранее введенное обозначение, для системы сил, изображенной на рис. 1, можно написать: {F1, F2} ~ 0, если F1 = F2. Из первой аксиомы следует, что система из одиночной силы не может быть уравновешенной. Аксиома 2. Две системы сил, отличающиеся друг от друга на уравновешенную систему сил, эквивалентны. Согласно этой аксиоме действие любой системы сил на твердое тело не изменится, если к ней прибавить или от нее отнять уравновешенную систему сил. Рисунок 1 F1 A B F 2 18 Аксиома 3. Система двух сил, приложенных в одной точке, имеет равнодействующую, равную их векторной сумме и приложенную в той же точке. Из векторной алгебры известно, что сумма двух векторов может быть представлена диагональю параллелограмма, построенного на этих векторах как на его сторонах. Следовательно, равнодействующая R двух сил F1 и F2 может быть получена с помощью несложного построения (рис.2), а ее величина по теореме косинусов равна: R F F 2FF cosб 1 2 2 2 2 1 ? ? ? , (2.1) где ? – угол между силами. Следует подчеркнуть, что аксиома 3 справедлива для сил, линии действия которых пересекаются. Если это не так, то силы могут не иметь равнодействующей. Аксиома 4. При взаимодействии двух тел они действуют друг на друга с силами, равными по модулю, имеющими общую линию действия и направленными по ней в противоположные стороны. В отличие от аксиомы 1, в этой аксиоме речь идет о двух силах, приложенных к разным телам. Поэтому силы взаимодействия двух тел не составляют уравновешенную систему. С другой стороны, внутренние силы, действующие между отдельными точками одной и той же механической системы, всегда уравновешивают друг друга. Аксиома 5. Равновесие деформируемого тела не изменится, если оно станет абсолютно твердым. Последнюю аксиому часто называют принципом отвердевания. Она позволяет рассматривать деформируемые тела, находящиеся в равновесии, как абсолютно твердые. Следовательно, все результаты, полученные в статике, могут быть использованы при анализе равновесия элементов оборудования и конструкций, деформации которых нельзя не учитывать. Шестая аксиома статики будет сформулирована после введения ряда необходимых понятий.
Читать дальше »

Виды связей и вызываемые ими реакции Движение элементов химического оборудования, как правило, не может быть произвольным. Соседние с ними элементы ограничивают их перемещение в некоторых направлениях, что сказывается на характере их возможного движения. Тела, ограничивающие перемещение рассматриваемого элемента, называются связями, а силы, за счет которых связи препятствуют его перемещению в определенном направлении, называются реакциями связей. Таким образом, на любое материальное тело со стороны других тел могут действовать два рода сил. К первому относятся силы, способные привести в движение первоначально покоящееся тело. Они называются активными. Активные силы не зависят от величины и направления действия других сил. Ко второму роду сил относятся реакции связей. Они называются пассивными. Пассивные силы возникают лишь тогда, когда под действием активных сил тело оказывает давление на связь. Согласно аксиоме 4 реакция связи будет равна по величине такому давлению и направлена в противоположную сторону. Следовательно, пассивные силы зависят не только от характера связи, но и от величины и направления активных сил. Одна из важнейших задач статики – определение реакций связей, наложенных на механическую систему при равновесии. Их величина необходима для расчета внутренних усилий в конструкционном материале элементов технологического оборудования, а также непосредственно участвует при расчете опор, фундаментов, подвесок, кронштейнов и т. д. Определение реакций связей основано на принципе освобождаемости, который составляет содержание еще одной аксиомы механики. Аксиома 6. Всякое тело, на перемещения которого наложены ограничения, можно рассматривать как свободное, если мысленно отбросить связи, а их действие заменить соответствующими реакциями связей. Для правильного применения принципа освобождаемости необходимо четко различать характер различных связей. Рассмотрим наиболее часто встречающиеся типы связей и их реакции, учитывая, что последние всегда направлены в сторону, противоположную направлению недопустимого перемещения. 1. Гладкая поверхность. Поверхность называется гладкой, если движение по ней происходит без трения. Связь этого типа исключает перемещение тела вдоль внутренней нормали к поверхности в данной точке. Поэтому реакция связи будет направлена вдоль внешней нормали и приложена в точке касания тела и поверхности (рис. 3). 20 В случае угловой опоры (угловая точка нормали не имеет) реакция направлена по нормали к поверхности тела в точке соприкосновения с углом (рис. 3, в). 2. Гибкая нерастяжимая невесомая нить. Этот вид связи моделирует ограничения на перемещения тел, которые закреплены канатами, тросами и т. п. Реакция всегда направлена вдоль нити к точке ее закрепления (рис. 4). 3. Шарнирно-подвижная опора. Так же как и гладкая поверхность, эта связь допускает движение тела по касательной, но препятствует перемещению как по внутренней, так и по внешней нормали к опорной поверхности. Поэтому реакция направлена перпендикулярно к ней. На практике такой тип связи реализуется при использовании опор с катками. Возможность свободного перемещения вдоль поверхности отражена в принятых для шарнирно-подвижных опор обозначениях (рис. 5, а, б). 4. Шарнирно-неподвижная опора. Этот тип связи, в отличие от предыдущей, исключает и перемещение по касательной к опорной поверхности. Реакция связи имеет неизвестное направление. Ее удобно разложить на две составляющие: по касательной и по нормали реакции связи определяются через обе составляющие в соответствии с аксиомой 3 и формулой (2.1). 5. Опорный стержень. Опорным стержнем называется связь, моделируемая прямолинейным невесомым стержнем, на концах которого имеются шарниры. Шарнир, как известно, допускает свободный поворот тел вокруг оси этого шарнира. Поэтому на концы опорного стержня действуют только две силы, которые согласно аксиоме 1 имеют общую линию действия. Следовательно, реакция опорного стержня направлена по его оси. 6. Жесткая заделка. Такой тип связи накладывает наибольшее количество ограничений на перемещение некоторых точек тела. Жесткая заделка исключает возможность любых линейных перемещений, а также поворот вокруг опорных точек.
Читать дальше »

Силы могут сообщать телам не только поступательное, но ивращательное движение. Вращательное воздействие силыопределяется величиной момента этой силы относительно центраРисунок 7F1 F2F3FnOF1F2F3FnRа б23вращения. Моментом МС(F) силы F относительно некоторой точки Сназывается произведение величины этой силы F на расстояние h отточки С до линии действия силы (рис. 8). При этом величина моментаМС(F) = h берется со знаком плюс, если сила стремится повернутьтело против часовой стрелки (как на рисунке), и со знаком минус – впротивном случае.Расстояние h называется плечом силы F относительно тоски С.Плечо силы не изменится, если точка приложения силы будетперемещаться вдоль линии ее действия. Поэтому величина моментаМС(F) не зависит от того, где выбрана точка приложения силы налинии ее действия.Если имеется система сходящихся сил F1, F2 … Fn, и сила Rявляется их равнодействующей, то справедливо следующее важноесоотношение:ni 1i ini 1С C i М (R) M (F ) Fh , (2.5)т.е. момент равнодействующей силы относительно некоторойточки равен алгебраической сумме моментов всех силотносительно той же точки. Это утверждение носит названиетеоремы Вариньона. Она справедлива и для пространственныхсистем сил, которые будут рассмотрены позднее.Теорема Вариньона позволяет рассмотреть вопрос о сложениипараллельных сил. Пусть F1 и F2 две параллельные одинаковонаправленные силы. Выберем на плоскости между линиями действиясил некоторую точку, обладающую следующим свойством: расстоянияот нее до линий действия сил F1 и F2 обратно пропорциональнымодулям сил F1 и F2. Тогда, согласно (2.5), момент равнодействующейR = F1 + F2 относительно этой точки будет равен нулю. Указаннаяточка называется центром параллельных сил. Следовательно,линия действия равнодействующей двух параллельных одинаковонаправленных сил проходит через центр параллельных сил.Правило сложения двух параллельных сил можно обобщить на любоеих число. В частности, если распределенная нагрузка q (н/м)действует на некотором участке длиной а и постоянна на нем, тоРисунок 8FhC24равнодействующая будет равна q?а и приложена к середине участкадействия нагрузки.Если силы F1 и F2 параллельны, противоположно направлены иразличны по величине, то центр параллельных сил будет находитьсяза линией действия большей силы и обладать тем же свойством. Вэтом случае равнодействующая также проходит через центрпараллельных сил и равна разности их модулей.Момент может создавать не только одиночная сила, но и двеособым образом заданные силы – пара сил. Парой сил называетсясистема из двух равных по модулю, противоположно направленныхпараллельных сил (рис. 9). Как следует из аксиомы 1, такая системасил не может быть уравновешенной. Кроме того, она не имеетравнодействующей. Поэтому пара сил представляет собой особуюмеру механического взаимодействия и является отдельным объектомизучения механики. В самом деле, если отдельная сила можетсообщать телу одновременно и поступательное и вращательноедвижение, то пара сил – только вращательное.Плоскость, в которой лежат силы, составляющие пару, называетсяплоскостью действия пары, а расстояние между линиями действиясил h – плечом пары. Моментом пары {F, - F} называется вектор М,перпендикулярный плоскости действия пары и направленный так, чтосилы стремятся повернуть тело против часовой стрелки, еслисмотреть со стороны вектора М. Модуль этого вектора М = F h.Следовательно, момент пары равен по величине моменту одной изсил относительно любой точки, лежащей на линии действия другойсилы, составляющей пару.В отличие от вектора силы момент пары – вектор свободный. Он независит от линии действия сил. Поэтому пару можно переносить влюбое другое положение в плоскости ее действия. Более того,величина момента пары не изменится, если ее перенести напараллельную плоскость. Следовательно, момент пары можноперенести параллельно самому себе в любую точку тела, к которомуона приложена.Если на тело действуют несколько пар с моментами М1, М2, …, М n ,то, так же как и отдельные силы их можно складывать по правиламРисунок 9F-Fh25сложения векторов. Пара, эквивалентная системе пар, действующих водной плоскости, будет иметь момент М, модуль которого равен:nii i F h1ni 1i М М , (2.7)где знак каждого слагаемого определяется направлением вращениясоответствующей пары.При равновесии тела правая часть соотношения (2.7) должнаобращаться в нуль.
Читать дальше »