Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ПОДДУБСКИЙ / ОБЭПХУ / Задачи по дисциплине ОБЭПХУ

.pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
487.53 Кб
Скачать

Задача 1

 

 

 

 

 

Определить

остаточный

ресурс

бобышки

поршня

поршневог

компрессора. Согласно техническому паспорту предельно допустимый и

номинальный (начальный) зазоры составляют

 

.

 

После наработки =5 тыс.ч. в результате микрометрирования зазора получены следующие выборка изn=12 измерений(таблица 1) и рассчитаны среднее значение зазора(таблица 1) , среднее квадратическое откланение

(таблица 1)

Таблица 1- Выборка значений 1

i

 

 

 

1

0,183

 

0,25

2

0.198

 

1,00

3

0.199

 

1,21

4

0.197

 

0,81

5

0.191

 

0,09

6

0.256

 

46,24

7

0.177

 

1,21

8

0.178

 

1,00

9

0.166

 

4,84

10

0.173

 

2,25

11

0.167

 

4,41

12

0.181

 

2,89

Таблица 2-выборка значений 2

 

 

 

 

 

i

 

 

 

1

0,183

 

0,01

2

0.198

 

2,56

3

0.199

 

2,89

4

0.197

 

2,25

5

0.191

 

0,81

6

0.177

 

0,25

7

0.178

 

0,16

8

0.166

 

2,56

9

0.173

 

0,81

10

0.167

 

2,25

11

0.181

 

1,21

Рассчитываем среднее значение зазора:

где результат i- го измерения, n-число измерений, n=12.

Uср = 0,183 + 0,198 + 0,199 + 0,197 + 0,191 + 0, 256 + 0,177 + 0,178 + 0,166 + 0,173 + 0,167 + 0,171 = 0,188 мм 12

Рассчитываем среднее квадратичное отклонение:

 

 

В выборке по отношению выделяется результат

.

Оценим его анормальность при уровне доверительной вероятности а=0,05

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В приложение 64 для n=12 и a=0.05 находим b=2.29. Тогда А>b, а следовательно, результат 0,256 мм является анормальным и его исключаем из выборки. Для новой выборкиn=11 измерений (таблица 2).Рассчитываем среднее значение зазора :

Рассчитываем среднее квадратичное отклонение:

s = (15, 76*10-4 )0,5 = 0, 0126 10

Оценим анормальность результата , отличающегося от на максимальное значение, при а=0,05

В приложение 64 для n=11 и a=0.05 находим b=2.23. В этом случае A<b. Следовательно, средний зазор равен :

Предельно допустимый износ :

где

0,267-0,143=0,124 мм Фактический износ :

=0,182-0,143=0,039 мм Средняя скорость износа :

мм/тыс.ч

Полный ресурс :

тыс.ч.

Остаточный ресурс , тыс.ч:

тыс.ч.

Задача 2

Определить остаточный ресурс разгрузочного устройства ведомого

ротора, используя данные

,

и статически обработанные данные

второй выборки измерений зазор

=0,248 мм через наработку

 

Фактический износ :

 

Параметры характеризующие износ c, m:

где изменения выходного параметра соответственно за наработку

Полный ресурс

:

Остаточный ресурс :

Задача 6

 

 

 

 

 

Определить

допустимое

давление

в

трубе

при

следующих условиях: материал трубы – сталь 20 по ГОСТ 8731, температура среды 160 .

При скорости коррозии0,1 мм/год и полном сроке службы20 лет

допустимое давление в трубе может быть не более, :

где – допустимое напряжение материала стенки трубы при20

 

 

– коэффициент

прочности сварного шва =1; –

наружный

диаметр

трубы,

;

– запас

по

толщине

стенки

трубы с

учетом

продолжительности

эксплуатации

и

скорости

коррозии,

=0,002 м; толщина стенки трубы, А – коэффициент, равный:

где

допустимое напряжение материала стенки трубы при

рабочей температуре

.

 

 

 

 

Мпа

Задача 7

 

 

 

 

 

 

Определить

радиусы

зон

разрушения

в

случае

выброса

испарительного конденсатора парообразного аммиака массой1400 кг и наличии открытого пламени или искрения.

Тротиловый эквивалент взрыва аммиачно-воздушной среды W:

где удельная теплота сгорания аммиака, кДж/кг; удельная энергия

сгорания тринитротолуола,

МДж/кг;

z

– доля

приведенной массы

парогазовых веществ, участвующих во

взрыве, принимается равной 0,1;

масса парогазовой среды,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=446

Радиусы зон разрушенияR(м)

при

взрыве

аммиачно-воздушной

смеси:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где К – коэффициент, принимаемый по таблице 1в зависимости от класса зоны разрушения.

Таблица 1 – зависимость от класса разрушения

Класс зоны

Избыточное

Коэффициент, К

разрушения

давление по

 

 

фронту, , кПа

 

1

Более 100

3,8

2

70

5,6

3

28

9,6

4

14

28,0

5

Менее 2

56,0

Соответственно для зон:

1 зона R

2 зона R

3 зона R

4 зона R

5 зона R

Задача 12.3

Определить зону заражения аммиаком. Наибольшим из установленных на предприятии аппаратов является линейный ресивер марки РЛД 2,5, вместимостью Vл.р. = 2,5 м3 .Площадь поддона под группой линейных ресиверов составляет 30 м2 .

Расчетная масса жидкого аммиака в ресивере равна его максимальному заполнению на 80%:

Mж.бл. =0,8×Vл. р. ×rж

где Vл. р. - вместимость ресивера, м3; rж - плотность жидкого аммиака, кг/м3;

M ж.бл. = 0,8×Vл. р. ×rж = 0,8×2,5×0,68 =1,36 т.

Найдем толщину слоя жидкости при разливе в поддон

h= Мж.бл.

жF под×rж

где F под - площадь поддона;

 

 

 

h =

М ж.бл.

=

1360

= 0,2м

 

 

ж

F под×rж

10×680

 

 

 

Рассчитаем эквивалентную массу аммиака в первичном облаке

M э1 = К1 ×К3 ×К5 ×К7 ×М ж.бл.

где К1 - коэффициент, зависящий от условий хранения аммиака(под давлением 0,18, изотермическое 0,01);

К3 - коэффициент, равный отношению пороговой токсодозы хлора к пороговой токсодозе аммиака, принимают равной 0,04;

К5 - коэффициент, учитывающий степень вертикальной устойчивости

атмосферы, принимают равным 1;

 

 

 

К7 -коэффициент, учитывающий

влияние

температуры

воздуха,

принимают для наиболее сложных (летних) условий равным 1,4.

M э1 = К1 ×К3 ×К5 ×К7 ×М ж.бл. = 0,18×0,04×1×1, 4×1360 =13,7кг

Найдем продолжительность испарения аммиака из поддона:

tис =

hж ×rж

 

К2 ×К4

×К7

 

где К2 - коэффициент, зависящий

от физико-химических свойств

аммиака, принимают 0,025;

К4 - коэффициент, учитывающий скорость ветра, принимают 1;

К7 - коэффициент, учитывающий влияние температуры воздуха,

принимают для наиболее сложных (летних) условий равным 1.

tис =

hж ×rж

=

0, 2×680

= 5, 44ч

К2

×К4

×К7

0, 025×1×1×1000

 

 

 

Тогда К6 = 3,03 , где К6 - коэффициент, зависящий от времени,

прошедшего после начала аварии (принимают 3,03, если продолжительность испарения аммиака более четырех часов, иначе К6 =t 0,8 ).

Определяем эквивалентную массу аммиака во вторичном облаке:

Mэ1 = (1- К1) ×К2 ×К3 ×К4 ×К5 ×К6 ×К7 ×М ж.бл. =

= (1- 0,18) ×0, 025×3,03×1×1×0,04×1×1360 = 3, 4кг

Максимальная глубина заражения первичным облаком Г и вторичным

1

облаком Г2 аммиака при скорости ветра 1м/с зависит от эквивалентной массы аммиака.

Полная глубина зоны заражения:

Г = Гб + 0,5× Г м

где Гб – большее из двух значений Г1 и Г2; Гм – меньшее из двух значений Г1 и Г2;

Мэ, т

0,01

0,05

0,1

0,5

1

3

5

10

20

30

Г, км

0,38

0,85

1,25

3,16

4,75

9,18

12,83

9,20

29,56

38,13

Предельно возможная глубина переноса воздушных масс при инверсии

искорости ветра 1м/с может быть равной Гпл=40 км.

Г= Гб + 0,5× Г м = 0, 44 + 0,5×0, 25 = 0,565км

Расчетная глубина зоны заражения принимается равной меньшему значению из двух Г и Гпр.

Площадь зоны возможного заражения S,км, определяется по формуле:

S = 0,00872Г 2 ×j

где j - угловые размеры зоны возможного заражения, при прогнозировании следует принимать 180о.

S = 0,00872Г 2 ×j = 0,00872×0,5652 ×180 = 0,501км

Ответ: 0,501 км.

Задача 12.7

Определить площадь проходного сечения предохранительного клапана, установленного на линейном ресивере при использовании его в составе аммиачной холодильной установки с конденсаторами водяного и воздушного охлаждения. Линейный ресивер имеет вместимостьVл.р.=2,5 м3; внутренний диаметр обечайки Dвн=0,8м.; длину обечайки (расстояние между двумя сварными швами) L= 5,39 м. и толщину стенки dст=0,0023м.

Решение

Таблица 12.7.1

t, оС

 

 

Избыточные давления,

 

Теплофизические

 

 

 

 

 

МПа

 

свойства аммиака

 

 

 

 

рр

 

 

р1

 

r,кДж/кг

 

cп,кг/м3

 

43

 

 

1,57

 

1,81

 

 

1062,9

 

14,65

 

50

 

 

1,96

 

2,26

 

 

1020,8

 

18,42

 

55

 

 

2,26

 

2,59

 

 

990,8

 

21,15

 

Найдем площадь наружной поверхности ресивера как сумму площадей

обечайки и крышек:

 

Fнар = P×Dвн ×L + 2×0,67

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где 0,67 – это площадь крышек ресивера.

 

 

 

 

F

= P×D ×L + 2×0,67 = 3,14×0,8×5,39 + 2×0,67 =14,87м2

нар

вн

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Массовый поток пара хладагента в аварийной ситуацииmав,кг/с,

определяется по зависимости:

 

= qав ×Fнар

 

 

 

 

 

 

 

m

 

 

 

 

 

 

 

 

ав

 

r1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где qав -плотность теплового потока на

поверхности аппарата в

аварийной ситуации, принимается равной 10кВт/м2;

 

 

 

 

F - площадь наружной поверхности аппарата,м2;

 

 

нар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

r1 – удельная

теплота парообразования хладагента при

давленииp1,

кДж/кг.

Рассчитаем массовый поток хладагента в аварийной ситуации для трех разных величин расчетного давления.

1. при рр=1,57 МПа:

 

 

m

 

=

qав ×Fнар

=

10×14,87

= 0,14кг / с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ав

 

 

 

r1

1062,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

при рр=1,96 МПа:

 

 

qав ×Fнар

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m

=

=

10×14,87

= 0,146кг / с

 

 

 

 

 

 

ав

 

 

 

 

r1

1020,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

при рр=2,26 МПа:

 

 

 

qав ×Fнар

 

 

 

 

 

 

 

 

m

 

=

=

10×14,87

= 0,15кг / с

 

 

 

 

 

 

 

ав

 

 

 

r1

990,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необходимо

подобрать

предохранительный

клапан такого размера,

чтобы расход пара через него был не менее требуемого расхода в аварийной

ситуации.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим варианты с различными марками предохранительных

клапанов УФ5515,

17с11нж и

АПК, которые при

одинаковом условном