- •3. Основные расчетные параметры. Температура, давление, допускаемое напряжение.
- •4. Основные требования, предъявляемые к конструкциям сварных аппаратов (привести нормативные документы). Испытания аппаратов на прочность и герметичность.
- •5. Пластины оболочки. Основные понятия и определения. Напряженное состояние оболочек вращения под воздействием внутреннего давления.
- •10. Механические колебания валов. Критическая скорость вала с одним грузом (анализ формулы динамического прогиба). Условие виброустойчивости. Явление самоцентрирования.
- •11.Особенности расчета валов с несколькими массами. Понятие о точном методе расчета критических скоростей. Приближенные методы.
- •12. Колебания валов. Гироскопический эффект. Влияние различных факторов на критическую скорость
- •15. Расчет колонных аппаратов на действие ветровых нагрузок. Расчетная схема, расчетные состояния. Определение осевой нагрузки.
- •16. Определение ветровой нагрузки и изгибающего момента. Проверка прочности корпуса колонного аппарата.
- •17. Расчет колонных аппаратов на действие ветровых нагрузок. Типы и конструкция опор для вертикальных аппаратов. Выбор типа опоры.
- •18. Расчет колонных аппаратов на действие ветровых нагрузок. Проверка прочности и устойчивости опорной обечайки и ее узлов.
- •19. Теплообменные аппараты. Определение температурных усилий и напряжений в корпусе и трубках та типа тн (Привести расчетную схему, формулы без вывода.Анализ формул).
- •20. Теплообменные аппараты. Определение температурных усилий и напряжений в корпусе и трубках та типа тк (Привести расчетную схему, формулы без вывода.Анализ формул).
- •21)Назначение и роль машин и аппаратов. Основные тенденции в развитии аппаратурного оформления процессов нефтегазопереработки
- •24. Роль и место колонных аппаратоввтехнологическом процессе. Содержание паспорта на аппарат.
- •25. Внутренние устройства колонных аппаратов. Типы тарелок, их классификация и требования к ним. Конструктивное исполнение крепления внутренних устройств. Отбойные устройства.
- •26. Насадочные контактные устройства. Типы и классификация насадок. Принципы выбора насадок.
- •27. Вакуумные колонны. Особенности конструкции и эксплуатации. Вакуумсоздающие системы, конструкции.
- •28. Трубчатые печи. Назначение, их место и роль в технологической системе и область применения. Классификация трубчатых печей и их типы.
- •30. Трубчатый змеевик, его конструктивное исполнение, способы крепления. Выбор размера и материалов труб и отводов, предъявляемые технические требования.
- •31. Горелочные устройства, применяемые в трубчатых печах. Классификация, устройство и принцип действия.
- •32. Способы создания тяги в печах. Способы утилизации тепла уходящих газов.
- •33. Теплообменные аппараты. Общие сведения о процессе теплообмена. Требования предъявляемые к аппаратам. Классификация теплообменной аппаратуры.
- •34. Кожухотрубчатые теплообменники. Теплообменники жесткого типа. Преимущества и недостатки. Способы крепления трубной решетки к корпусу. Теплообменники с компенсатором.
- •35. Теплообменники нежесткой конструкции. Конструкция теплообменника с u-образными трубками.
- •36. Теплообменники с плавающей головкой. Особенности устройства и конструкции плавающих головок. Теплообменник типа «труба в трубе».
- •37. Аппараты воздушного охлаждения. Классификация и область применения. Конструктивное исполнение аво.
- •38. Классификация технологических трубопроводов. Категории трубопроводов. Назначение и применение.
- •39. Температурные деформации трубопроводов и способы их компенсации.
- •40. Трубопроводная арматура. Классификация. Особенности конструктивного и материального исполнения.
- •41. Основы массопередачи. Классификация процессов массообмена. Массообмен, массоотдача, массопередача. Диффузионный и конвективный механизмы массообмена. Равновесие и движущая сила массопередачи.
- •42. Уравнение массоотдачи, коэффициент массоотдачи. Уравнение массопередачи, коэффициент массопередачи. Материальный баланс массопередачи. Уравнение рабочей линии.
- •43 Средняя движущая сила массопередачи. Расчет средней движущей силы массопередачи. Число единиц переноса. Высота единицы переноса. Дифференциальное уравнение конвективной диффузии.
- •45 Расчет высоты массообменных аппаратов. Число теоретических ступеней изменения концентрации и высота эквивалентная теоретической ступени. Графический метод расчета числа теоретических тарелок.
- •48. Дистилляционные процессы. Физико-химические основы. Закон Рауля. Уравнение равновесной линии, относительная летучесть. Изображение процессов дистилляции на у-х и t-X-y диаграммах.
- •49 Простая перегонка, материальный баланс простой перегонки. Схемы фракционной и ступенчатой перегонки, перегонки с частичной дефлегмацией.
- •51. Насадочные и тарельчатые колонные аппараты, виды насадок и тарелок. Полые распылительные колонны, применяемые для абсорбции и экстракции. Пленочные абсорберы.
- •54 Назначение и основные принципы процесса Кристаллизации. Технические способы процесса Кристаллизации в промышленности. Какие типы аппаратов используются для осуществления процесса Кристаллизации.
- •56. Общие сведения о процессе отстаивания. Конструкция отстойников. Определение поверхности осаждения.
- •57. Разделение неоднородных систем в поле центробежных сил. Описание процесса центрифугирования. Устройство центрифуг. Разделение в циклоне.
- •58. Очистка сточных вод методом флотации. Виды и способы флотации. Конструкции флотационных установок.
- •59. Физические основы и способы очистки газов. Виды аппаратов газоочистки.
- •1. Гравитационная очистка газов.
- •2. Под действием сил инерции и центробежных сил.
- •4. Мокрая очистка газов
- •60. Понятие пограничного слоя. Ламинарный пограничный слой. Турбулентный пограничный слой. Профиль скорости и трение в трубах.
- •61. Общие требования к средствам дефектоскопического контроля
- •63. Классификация методов неразрушающего контроля.
- •64. Классификация оптических приборов для визуально-оптического контроля.
- •65 Сущность и классификация методов капиллярной дефектоскопии.
- •66. Область применения и классификация магнитных методов контроля.
- •67. Феррозондовый метод контроля
- •68. Область применения и классификация акустических методов контроля.
- •69. Область применения и классификация радиационных методов контроля.
- •70. Область применения и классификация вихретоковых методов контроля
11.Особенности расчета валов с несколькими массами. Понятие о точном методе расчета критических скоростей. Приближенные методы.
Если вал представляет собой многомассовую систему, состоящую, например, изnсосредоточенных масс,то он имеет n собственных угловых скоростей (частот) и, в простейшем случае,nкритических скоростей.
Следовательно, задача определения критической скорости вала, нагруженного несколькими сосредоточенными массами, сводится к определению частот его собственных колебаний. Если сосредоточенных масс более двух, то точное решение такой задачи очень сложно.
В практических случаях часто приходится сталкиваться с необходимостью определения частоты собственных колебаний систем, имеющих несколько степеней свободы.
Представим балку, находящуюся под действием нескольких сил P1; P2; P3 … при
Рисунок 9.10 – Схема балки под действием нескольких сил
Перемещение при деформации балки в месте приложения и по направлению действия каждой из этих сил обозначим y1; y2; yi; yk.
Пусть – единичный прогиб в направлении действия силы Pi от силы . По теореме взаимности перемещений
, (9.30)Где – единичный прогиб в направлении действия силы Pkот.
Рисунок 9.11 – Схема единичного прогиба балки
Из курса сопротивления материалов известно, что прогиб можно выразить как функцию сил;;;…. При этом под действием нагрузки только Pk точка i прогнётся на (рисунок 9.10). Следовательно, в общем случае под действием всех сил точка i прогнётся на
. (9.31)
По аналогии прогибы в направлении действия сил;;;…от всех сил, приложенных одновременно, можно выразить следующим образом
(9.32)
Точный метод определения критических частот вала.
Рассмотрим вал с двумя дисками при . Пусть m1 и m2 - массы дисков; е1 и e2 - эксцентриситеты их центров относительно оси вала; y1 и y2 – упругие прогибы при рабочей скорости (рисунок 9.12, схема б).
Рисунок 9.12 – Схема прогиба вала с двумя грузами
при(схема а) и(схема б)
При вращении на вал действуют центробежные силы
; (9.33)
. (9.34)
В соответствии с (9.32) можно записать
(9.35)
Подставим значение сил в (9.35)
(9.36)
Раскроем скобки и систему уравнений (9.36) перепишем следующим образом:
(9.37)
Сгруппируем и введем обозначение членов уравнения и
(9.38)
Полученные уравнения представляют систему из двух неоднородных уравнений с двумя неизвестными. Эти уравнения удобно решить с помощью определителей. Каждое решение может быть представлено в виде дроби, знаменателем которой является определитель, составленный из коэффициентов при неизвестных, а числитель – тот же определитель, в котором коэффициенты при искомом неизвестном заменены свободными членами A1 и A2 , то есть;
. (9.40)
Как было сказано ранее резонанс наступает тогда, когда прогибы стремятся к бесконечности, то есть . Это происходит в том случае, когда определитель, стоящий в знаменателе равен нулю, то есть
. (9.41)
Раскроем определитель
. (9.42)
Полагая и, выразив составляющие прии U в виде коэффициентов а и b, получим следующее квадратное уравнение
, (9.43)
, (9.44)
Решение этого квадратного уравнения имеет вид
, (9.45)
При критические скорости равны:
(9.46)
Прирешение не имеет смысла.
Когда число масс, то есть число степеней свободы 4 и больше, то решить систему уравнений без ЭВМ невозможно (– коэффициенты влияния.Они определяются любым методом – графическим, по правилу Верещагина и т.д.)
Приближенные методы определения критической угловой скорости вала с несколькими сосредоточенными массами
На практике обычно в таких случаях используются приближенные методы расчета критических угловых скоростей , которые считаются простыми дающими в то же время достаточно точные результаты. По этим методам определяют первую (низшую, наименьшую, основную) критическую угловую скорость. При этом для жесткого вала рекомендуют, чтобыне превышала 0,75 – 0,80 его минимальной критической скорости, а для гибкого – не совпадала ни с одной из других критических скоростей и была в 1,3 – 1,4 раза больше ближайшей большей критической скорости, то есть условие виброустойчивости имеет вид:
(8)
Валы быстроходных машин обычно проектируются как жесткие, реже применяются гибкие валы, работающие между первой и второй критическими скоростями Рисунок 10.
Метод Донкерли
В методе Донкерли используется принцип независимости воздействия отдельных масс на колебания вала (принцип суперпозиции). Формула Донкерли, по которой определяется наименьшее возможное значение основной частоты , может быть представлена в следующем виде:
, (9)
где – критическая угловая скорость вала, когда он нагружен только одним грузом массойmi;
– статический прогиб вала под массойmi, когда он нагружен только этой массой (рисунок 11);
i– число масс на валу.
Метод Донкерли дает заниженное значение . Однако во многих случаях практики достаточно констатировать, что критическая частота вала не ниже определенного предела, чтобы сделать излишним более точное решение.
Рисунок 11 – Расчетная схема и первая (низшая) критическая скорость вала, нагруженного тремя сосредоточенными массами, определяемая по методу Донкерли.
по таблице для однопролетного и консольного валов на неподатливых подшипниках представлены значения коэффициентов , подстановка которых в формулу (10) позволит определить, а, следовательно, и проверить условие виброустойчивости (8).
Энергетический метод Релея
В основе энергетического метода лежит принцип постоянства энергии, согласно которому максимальная потенциальная энергия деформации при вращении вала равна максимальной кинетической энергии системы, то есть.
После раскрытия данного равенства получено одно из выражений для расчета нижней критической частоты
, (11)
где – статический прогиб вала под грузом массой, нагруженного всеми нагрузками (рисунок 12).
(12)
Рисунок 12- Расчетная схема и первая (низшая) критическая скорость вала, нагруженного тремя сосредоточенными массами (метод Релея).
Критическая частота, получаемая по методу Релея, всегда выше действительной частоты ( т.е частоты, найденной точным методом).. Действительная частота находится между частотой, определенной по формуле Донкерли и частотой, найденной по методу Релея, то есть:
. (13)
Рассмотренные выше методы определения первой критической скорости вращения валов, в которых прогибы рассчитываются аналитически, просты и удобны в случае валов постоянного сечения и с небольшим числом нагрузок.
При расчете балок переменного сечениясо многими сосредоточенными массамиможет быть определена этими же методами, то есть по формулам (11) и (12), но в которых прогибы находятсяграфо-аналитически.
Методы в этом случае называются графо-аналитическими.
В литературе приводится еще ряд методов для расчета валов переменного сечения. В практике химического машиностроения получил распространение так называемый метод приведения, основанный на исследованиях академика Ю. А. Шиманского /4/, который является достаточно простым, точным и универсальным, так как может быть применен как при расчете валов переменного, так и постоянного сечения, с одной или несколькими сосредоточенными массами, с учетом или без учета массы вала.