Монтаж оборудования химической и нефтехимической промышленности

Вторая задача К. Э. Циолковского

Первая задача К. Э. Циолковского

Рассмотрим движение точки переменной массы в безвоздушном пространстве, на которую не действуют никакие внешние силы, счи­тая при этом, что относительная скорость υ _r отделения частиц посто­янная по величине, коллинеарна вектору скорости υ излучающей точки и направлена в сторону, противоположную этому вектору.

Приняв в уравнении (111.311) F = 0, получим

где υ _r = ‌‌‌‌‌‌‌‌I υ _rI‌ = соnst, τ — единичный вектор касательной к траек­тории движения излучающей точки.

В проекции на касательную к траектории это уравнение после некоторых упрощений примет вид

Интегрируя уравнение при начальных условиях t = О, υ = О и m (0) = m₀, найдем

Из (111.312) следует, что наибольшее значение скорость υ точки бу­дет иметь в конце процесса отбрасывания частиц. Если обозначить через m_k массу точки переменной массы в конце процесса отбрасы­вания, ТО ДЛЯ υ_max

ПОЛУЧИМ

Эта формула впервые была получена К, Э. Циолковским и опубли­кована в 1903 г.

Допустим, что тoчка переменной массы движется по вертикали вверх в однородном поле силы тяжести. Требуется определить закон движения этой точки, г. е. закон изменения скорости и расстояния (высоты) точки переменной массы в функции времени при различных законах изменения ее массы.

Относительная скорость υ_r отбрасываемых частиц принимается постоянной по величине и направленной по вертикали вниз.

Примем прямую, по которой движется точка перемен­ной массы, за ось OS (рис. 139).

Проектируя уравнение (111.311) на ось 08 и принимая во внимание, что F =m (t)g, получим

или

Интегрируя это уравнение при начальных условиях t = О,

υ = О и m (0) = m₀, получим

В конце периода отбрасывания, т. е. при t =t_k масса точки переменной массы будет m = m_k, а скорость ее

Из сопоставления формул (111.313) и (111.314) видим, что часть отбрасываемой массы в (111.314) должна быть израсходована на «по­крытие» скорости gt_k, вызванной однородным полем силы тяготения, следовательно, для сообщения заданной величины скорости υ_k точ­ки переменной массы необходимо отбросить из нее большее количе­ство массы m_r (m₀ = m_k +m_r).

Для того, чтобы точка переменной массы начала двигаться вер­тикально вверх, очевидно, необходимо, чтобы

Φ - F≥0,

т. е.

mg + υ_rm = 0.

Знак равенства соответствует предельному положению равновесия точки переменной массы. Интегрируя это уравнение в случае равно­весия при условии, что m (0) = m₀, получим

или

Следовательно, если процесс отбрасывания частиц точки перемен­ной массы будет происходить по закону (111.315), то эта точка будет находиться в покое. Для того чтобы она смогла двигаться вверх, необходимо, чтобы процесс отбрасывания частиц был более интен­сивным, чем это дается законом (111.315).

Рассмотрим процесс отбрасывания частиц по закону

где n — положительное число больше единицы. При m (t) в (111.316) величина реактивной силы Ф будет

Ф = — υ_rm =

Ускорение точки переменной массы, вызванное реактивной силой Ф,

будет

Отсюда видим, что величина

характеризует так называемую перегрузку, вызванную реактивной силой Ф.

Чтобы найти закон изменения расстояния, т. е. функцию s (t), необходимо задать закон изменения массы m (t).

Допустим, что масса точки изменяется по закону, который вы­ражается уравнением (111.316). Таким образом, из (111.316), получим

υ= s = (n — 1) gt.

Интегрируя это уравнение и учитывая начальные условия (при t = О s = 0), получим

Из формулы Циолковского в виде (111.313) или в более общем виде (111.314), которую удобно представить как

где — число Циолковского, а следуют два важных практических вывода о том, что увеличение относительной скорости отбрасывания частиц υ_r и уменьшение времени их отбра­сывания t_k оказывает большее влияние на величину конечной ско­рости υ_k движения точки переменной массы, чем увеличение числа Циолковского Z. В этом можно убедиться путем простых подсчетов. В самом деле, например, из (111.313) видим, что увеличение относитель­ной скорости отбрасывания υ_r частиц, например, вдвое, увеличивает скорость υ_k = υ_max также вдвое, т. е. , а увеличение числа Циолковского вдвое увеличивает уа лишь согласно формуле

Поэтому в настоящее время наряду с улучшением конструкции ракет, применением новых легких высокопрочных материалов, что ведет к относительному уменьшению массы m_k, наибольшее внимание уделяется исследованию физических явлений, которые могли бы стать источниками энергии для реактивных двигателей и дали бы возможность осуществить на практике теоретически максимально возможную скорость отбрасывания частиц υ_r, равную υ_r = с, где с = 3 • 10⁸ м/с — скорость распространения света (в пустоте).

1. Проектная документация и организация монтажных работ.

Документация состоит:

1) Планы и разрезы стоящегося объекта (цех, установка).

2) Чертежи строительных фундаментов под монтаж основного оборудования.

3) Техническая документация заводов изготовителя оборудования (паспорта, акты заводских ОТК на конструкторскую сборку, технические условия, на основную сборку, монтаж и пуск, акты лабораторных испытаний труб)

4) Смет на производство монтажных работ

5) Проект производства монтажных работ

а) объем и сроки выполнения монтажных работ, трудовые затраты, сводный календарный график монтажных работ, график движения рабочей силы, ее количество и квалификация;

б) возможность совмещения строительных и монтажных работ;

в) методы монтажа основного оборудования;

г) типы и количество основных монтажных механизмов;

д) количество, размеры и типы складских помещений;

е) потребность в электроэнергии, воде, воздухе, водяном паре и т.д.;

ж)мероприятия по охране труда, техники безопасности.

О недостатке проектных работ – ошибки работников, некомпетентность, низкий уровень подготовки.

2. Организация проектных работ.

1) Организовать монтажную площадку, т.е. обеспечить место для укрупненной сборки оборудования, строительство открытых и закрытых складов, строительство бытовок, сооружения подъездных путей в зону монтажа, а также прокладку временных коммуникаций.

2) Обеспечить своевременную поставку оборудования для обеспечения непрерывного монтажа.

3) Организовать оснащения специальным монтажным оборудованием, механизмами и оснасткой.

4) Обеспечить строительную готовность объекта для проведения монтажных работ.

5) Организация безопасных условий работы (сигналы, надписи, огнетушители, оказание первой медицинской помощи).

6) сдача – приемка оборудования под монтаж производится строителями монтажной организации.

3. Производство монтажных работ.

1) Прием оборудования и монтаж. При приемке оборудования проверяют соответствие данным типам оборудования чертежам и сертификации.

в теории

в реальности

2) Проверка комплектности.

а) по заводским спецификациям;

б) по отправочным ведомостям;

в) упаковочные ведомости (заверяют ж/д).

3) Проверяют отсутствие видимых дефектов.

4) Проверяют и уточняют наличие штуцеров (ложных и монтажных).

5) Проверяют наличие и состояние футеровке у аппаратов.

6) Проверяют наличие средств крепления при установки аппарата в рабочее состояние.

7) Поверяют наличие и полноту технической документации заводов изготовителей, в которой должно быть указано:

а) условие работы аппарата;

б) условия испытания аппарата на герметичность и прочность;

в) особое условие хранения, транспортировки и работы.

8) Проверяют наличие шнуровой книги Госгортехнадзора.

4. Монтаж аппаратов.

1) Приемка фундамента под монтаж оборудования.

Фундамент изготовляют из бетона марки 100 и выше. Заданной прочности бетон достигает за 28÷30 дней.

Коэффициент запаса прочности 2,8.

За первые 7 дней бетон достигает 60% своей прочности. Минимальная глубина залегания фундамента равна глубине промерзания грунта + 200 мм.

Особенность изготовления фундамента заключается в следующем:

Фундамент первоначально доводят до заданной отметки на 50÷80 мм по высоте. После 5÷7 дней заливают под отметки 0,0÷-30 мм. Фундамент положительного допуска не имеет. Допускаемый минимум 100.

В фундаменте необходимо предусматривать отверстия (колодцы) под фундаментальные болты. Колодцы должны иметь глубину залегания не меньше 200 мм. Колодцы с фундаментальными болтами заливают в 3 захода. Первоначально заливают на 2/3. Через 7 дней уточняются по шаблону с соосностью всех фундаментальных болтов. После правки болтов колодца заливаются не доходя 70 мм и после 7 дней заливаются до заданной отметки.

Фундаментальные болты бывают следующих размеров: М16,18,20,22,24,27,30,36,42.

При расчете на ветровую нагрузку работает только половина болтов. Аппарат работает на устойчивость.

5. Крепление оборудования.

При установки оборудования в рабочее положение проверяют соосность, горизонтальность, вертикальность и параллельность.

Допускаемое отклонение от вертикали:

Для насадок: 0,003Н < 35 мм

Для тарелок: 0,001Н < 15 мм

Н/Д ≥ 5

При этом необходимо учитывать “розу ветров”.

Для создания давления жидкости на насос => 10 м.

Дата добавления: 2013-12-12