Советник

Юридические услуги по корпоративному праву

Законы статики в нефтяной промышленности

Авторская программа к элективному курсу «Физика и промышленность»

В современном естествознании физика является одной из лидирующих наук, она оказывает огромное влияние на различные отрасли науки, техники и производства. Элективный курс “Физика и промышленность” дополняет и развивает школьный курс физики, а так же является информационной поддержкой выбора дальнейшего образования и ориентирование на удовлетворение любознательности старших школьников, их аналитических и синтетических способностей. Курс рассчитан на 34 часа для учащихся 11 класса. Он открывает широкие возможности для развития общих и специальных знаний, понимания роли физики в жизни общества, повышения интереса учащихся, что поможет им с выбором профессии.

– создание условий для формирования и развития у учащихся:
– интеллектуальных и практических умений в области применения физики в ромышленности;
– интереса к изучению предмета физики;
– умения самостоятельно приобретать и применять на практике знания по физике; творческих способностей;
– коммуникативных навыков, которые способствуют развитию умений работать в группе, вести дискуссию, отстаивать свою точку зрения.

Содержание программы курса:

Программа курса включает в себя:
– лекции – 19 час.
– решения задач – 5 час.
– экскурсии – 4 час.
– тесты – 1 час.
– творческая работа – 4 час.
– смотр-конкурс – 1 час.

Основные разделы программы курса :

  1. Введение – 2 час.
  2. Добывающая промышленность – 2 час.
  3. Топливно-энергетическая промышленность – З час.
  4. Электроэнергетика – 4 час.
  5. Металлургическая промышленность – 4 час.
  6. Машиностроительная промышленность – 10 час.
  7. Химическая промышленность – З час.
  8. Легкая промышленность – 1 час.
  9. Лесная и деревообрабатывающая промышленность – З час.
  10. Пищевая промышленность – З час.

Ожидаемые педагогические результаты:

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие умения:
– наблюдать и описывать законы физики, их практическое использование (умение связывать теорию с практикой);
– выдвигать гипотезы;
– отбирать необходимые для проведения эксперимента приборы и знать их применение на практике;
– выполнять измерения;
– решать задачи в области применения законов физики;
– делать выводы;
– обсуждать результаты эксперимента.

Перечисленные умения формируются на основе знаний о скорости, движении тел, импульсе, условий плавания тел, гидростатическом давлении, принципах радиосвязи, законов термодинамики, строении вещества, законов оптики.

Поэтому целью курса также является повторение и глубокое изучение учащимися законов, теории, методов физической науки, ее влияния на развитие научно – технического прогресса.

Промышленность – отрасль производства, охватывающая переработку сырья, разработку недр, создание средств производства и предметов потребления.

Промышленное объединение: комплекс производственных, технологических, научно-исследовательских, конструкторских предприятий и организаций.

В элективный курс “Физика и промышленность”, наряду с теоретическими основами введены часы практической части: а) решение задач, охватывающих все темы и разделы курса физики 7–11 кл. (5 часов), б) экскурсии (4 часа), во время которых учащиеся могут убедиться в практическом применении физики (законов физики) в промышленности, как основы инженерных дисциплин. Разнообразие программы, заданий, разный уровень сложности заданий позволяет учащимся реализовать свое право на выбор будущей профессии, соответствующей их возможностям и способностям.

Новизна программы курса.

В курсе “Физика и промышленность” широко рассматриваются области применения законов физики во всех ведущих отраслях материального производства.

Рекомендуемые методологические подходы и организация занятий:

  1. Теоретические знания даются в виде лекций, дискуссий.
  2. Практическая работа – в виде индивидуальных и групповых занятий.
  3. Рекомендуется давать творческие домашние задания.
  4. Проверкой усвоения теоретических знаний являются тесты, отчеты.

Занятия проводятся на базе школьного кабинета физики.

а) Программа курса инвариантна, т.е. включенный в программу материал может применяться
для различных групп учащихся;

б) Программа может быть разбита на несколько блоков с различным количеством часов, что
достигается обобщенностью материала;

в) Развертывание содержания материала в программе построено таким образом, что изучение последующих тем не связано с изучением предыдущих; охвачены все разделы курса физики 7–11 классов.

г) программа курса развивает мировоззренческий, системообразующий взгляд на законы физики.

д) Доля практической и самостоятельной работы учащихся составляет 46%;

е) Возможно применение программы (частично) при изучении курса физики 8–10 классов.

ж) Данная программа связана с авторской государственной программой под редакцией СВ. Громова, Н.С. Родиной “Физика. 7–9 класс” и авторской государственной программой “Физика.7–11 класс” под редакцией Н.С. Пурышевой, Н.Е. Важеевской;

з) Данная программа хорошо демонстрирует связь физики со многими дисциплинами: географией, историей, экономикой, черчением, технологией, математикой, литературой;

и) Обладает возможностью использования современных информационно-коммуникационных технологий;

к) Помогает учителю раскрыть полностью свой творческий потенциал.

Протокол соответствия планирования учебного материала и полноты его выполнения государственным требованиям.

Наименование элективного курса “Физика и промышленность”.

Наименование рабочей программы: рабочая программа по элективному курсу для 11 класса составлена учителем _____________на основе авторской “Программы по элективному курсу “Физика и промышленность” для 11 классов общеобразовательных учреждений”, Тимофеевой Л.В.,2010 г.

Утверждена решением педагогического совета, протокол № 2 от 30.08.2010 г.

  1. Н.С.Пурышева, Н.Е.Важеевская – “Физика.7–9 класс”, М., “Дрофа”,2009 г.
  2. Н.С.Пурышева, Н.Е.Важеевская – “Физика.10–11класс”, М., “Дрофа”,2007 г.
  3. С.В.Громов, Н.С.Родина – “Физика 7–9 класс”, М, “Дрофа”.2006–2009 гг..
  4. Б.Ф.Абросимов – “Физика. Способы и методы решения задач”, М., “Экзамен”,2005.
  5. Е.Н.Бурцева, С.Д.Некрасов – “Физика. Пособие для аттестации”, Краснод.,1998.
  6. В.И.Елькин – “Физика и астрономия”, М., “Школьная пресса”, 2003.
  7. А.С..Енохин – “Справочник по физике и технике”, М., “Просвещение”, 1989.
  8. О.Ф.Кабардин – “Контрольные и проверочные работы по физике.7–11 кл.”, М, “Дрофа”, 1997.
  9. Е.П.Левитан – “Астрономия”, М., “Просвещение”, 2004.
  10. З.П.Мастропас – “Физика: методика и практика преподавания”, Р.-на – Д., “Феникс”, 2002.
  11. Я.Перельман – “Занимательная физика”, М., “Наука”, 1976.
  12. А.П.Гуляев – “Металловедение”, М., “Металлургия”, 1978.
  13. Г.Банк – “В мире самоцветов”, М., “Мир”, 1979 г.
  14. А.П.Рымкевич – “Сборник задач по физике”, М., “Яхонт”.2000.
  15. Т.И.Трофимова – “Физика: теория, решение задач, лексикон”, М., “Образование”,2003.
  16. В.А.Шевцов – “Физика: тренажеры”, Волгоград, 2006.
  17. ГИА – 2008, 2009, 2010, 2011 г.
  18. Интернетресурсы.
  19. В.Ф.Барская – “Практические работы по общей геологии”,М., “Просвещение”, 1971 г.
  20. В.Л.Зверев – “Каменная радуга”, М.,”Недра”, 1990 г.
  21. Н.С.Подобедов – “Общая физическая география и геоморфология”,М., “Недра”, 1974 г.
  22. Дискавери – “Погода и небо”,2007 г.

Требования к знаниям и умениям учащихся.

В процессе обучения учащиеся приобретают следующие умения:
– наблюдать и описывать законы физики, их практическое использование (умение связывать теорию с практикой);
– выдвигать гипотезы;
– отбирать необходимые для проведения эксперимента приборы и знать их применение на практике;
– выполнять измерения;
– решать задачи в области применения законов физики;
– делать выводы;
– обсуждать результаты эксперимента.

Перечисленные умения формируются на основе знаний о скорости, движении тел, импульсе, условий плавания тел, гидростатическом давлении, принципах радиосвязи, законов термодинамики, строении вещества, законов оптики.

Поэтому целью курса также является повторение и глубокое изучение учащимися законов, теории, методов физической науки, ее влияния на развитие научно – технического прогресса.

1. Введение (2 часа).

Введение в курс. Классификация отраслей промышленности и профессий. Формула выбора профессий.

2. Добывающая промышленность (2 часа).

Открытая и морская добыча полезных ископаемых; подземное выщелачивание. Специфика работы, оборудование.

3. Топливно-энергетическая промышленность (3 часа).

Рост производства и потребления топлива. Нефтяная, газовая, угольная промышленности -основа мировой энергетики:

а) нефтяная промышленность – добыча

б) газовая промышленность – добыча, сжижение, газопроводы, (в т.ч. подводные)

в) угольная промышленность– добыча, производство коксующихся углей.

4. Электроэнергетика (4 часа).

Теплоэнергетика. Гидроэнергетика. Атомная энергетика Альтернативные источники энергии:

а) геотермальная энергия

б) приливная энергия

в) солнечная энергия

5. Металлургическая промышленность (4 часа).

а) черная металлургия.

б) цветная металлургия.

Металлургический комбинат; оборудование для выплавки металла. Прокатные станы. Технологический процесс (общие понятия). Плавление и отвердевание металла, отливки.

6. Машиностроительная промышленность (10 час.)

Станкостроение. Приборостроение. Автомобилестроение. Авиационная промышленность.

Ракетостроение, космонавтика, аэрокосмическое производство. Судостроение. Электротехническая промышленность. Радиотехническая промышленность. Отрасли: микроэлектроника, вычислительная техника, роботостроение, индустрия информатики. Сельскохозяйственная техника. Предприятия Министерства Обороны: производство вооружения. Производство медицинской аппаратуры, приборов, инструментов.

Электрические схемы, сборочные чертежи, приборы. Основы аэродинамики, уравнение Бернулли, условия плавания тел; основы кинематики, динамики, статики.

7. Химическая промышленность (3 часа).

Переработка горно-химического и нефтехимического сырья. Производство полимеров, удобрений.

8. Легкая промышленность (1 час).

Текстильная промышленность. Ткацкие и швейные фабрики.

9. Лесная и деревообрабатывающая промышленность (Зчас).

Заготовка древесины и переработка в пиловочник, ДВП, ДСП, целлюлозу, бумагу, картон. Изготовление мебели. Оборудование, технологический процесс, проблемы экологии (создание очистных сооружений, внедрение малоотходных и безотходных технологий).

10. Пищевая промышленность (3 часа).

Хлебозаводы. Сахарные заводы. Кондитерские фабрики. Мясо – молочные комбинаты. Овощехранилище и консервные цеха: хранение и переработка.

Комплексный подход к исследованию поведения конструкций нефтяной промышленности с использованием программного комплекса ABAQUS и приборов неразрушающего контроля

Объекты нефтяной промышленности, такие как резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, трубопроводы, сосуды давлений и многие другие, относятся к категории объектов повышенной опасности. Надзорные органы предъявляют самые высокие и жесткие требования к проектированию и безопасной эксплуатации таких объектов.
В статье представлен комплексный подход к проектированию и эксплуатации конструкций нефтяной промышленности, к оценке остаточного ресурса при штатных и аварийных ситуациях. Следует отметить, что только одновременное использование современных и надежных средств численного моделирования, таких как ABAQUS, и современных методов диагностики с помощью приборов для неразрушающего контроля позволит, с одной стороны, осуществлять достоверный контроль над критическими зонами конструкции при различных нагрузках, а с другой стороны, оценивать ресурс долговечности конструкций при повреждениях.
Общность данного подхода позволяет применять его и для других отраслей народного хозяйства, что особенно актуально в настоящее время для проведения экспертиз в строительстве в связи с участившимися авариями.

Краткая характеристика программного комплекса ABAQUS

Конечно-элементный комплекс ABAQUS — это программный комплекс общего назначения, предназначенный для проведения инженерного прочностного анализа различных конструкций.

ABAQUS широко применяется для проектирования и расчетного анализа объектов нефтегазовой и нефтехимической отраслей во всем мире.

ABAQUS является безусловным лидером среди коммерческих программ по распространенности в нефтегазовой отрасли США, Канады и некоторых других западных странах. Из его пользователей следует отметить такие компании, как Shell, DNV, Statoil, BP AMOCO, Schlumberger, Exxon Mobil Chemical, Chevron и др.

ABAQUS позволяет рассчитывать сложное нелинейное напряженно-деформированное состояние конструкции и оценивать ее прочность и устойчивость с учетом многофакторного нагружения, в том числе теплового и взрывного нагружения.

К преимуществам данного программного комплекса относится также наличие целого ряда нелинейных моделей материалов, в частности материалов грунтов, пористых и других материалов, что позволяет эффективно и с большой точностью решать задачи, содержащие данные типы материалов, например расчет прочности подземных трубопроводов или задачи диффузии в пористых средах.

Из спектра решаемых ABAQUS задач следует выделить:

• расчет усталостной прочности и долговечности конструкций под воздействием как циклического, так и произвольного по времени нагружения с учетом пластичного состояния (рис. 1);

Рис. 1. Пример расчета усталостной прочности выхлопного коллектора

• оптимизация конструкций к изменению параметров, например оптимизация геометрии конструкции по напряжениям, возникающим в конструкции при заданных нагрузках;

• расчет конструкций, погруженных в воду, с учетом различных типов нагрузок, таких как подводное течение, волнение на поверхности водоема, ветровые нагрузки и пр.;

• задачи трещинообразования, что особенно актуально в местах сварных соединений, местах — концентраторах напряжений и областях конструкции, находящихся под циклической нагрузкой;

• решение полностью связанных задач прочности и гидродинамики.

ABAQUS является надежным, качественным расчетным кодом с удобным интерфейсом.

Комплексный подход к исследованию поведения конструкций нефтяной промышленности

Резервуары для хранения нефти и нефтепродуктов, трубопроводы и сосуды под давлением относятся к категории объектов повышенной опасности, к которым предъявляются самые высокие требования как на стадии изготовления, так и для обеспечения безопасной работы в процессе эксплуатации. Возрастающее количество аварий на этих объектах связано с высоким уровнем изношенности конструкций, так как большой их процент выработал свой проектный ресурс. Последствия таких аварий могут приводить к человеческим жертвам, к экологическим катастрофам, к остановке технологического процесса на время устранения аварии и к огромным финансовым потерям (рис. 2).

Рис. 2. Результат падения аппарата колонного типа

Основные причины, приводящие к авариям, следующие:

• повышенная пожаро- и взрывоопасность хранимых продуктов;

• высокая скорость коррозионного износа;

• жесткие климатические условия: ураганный ветер, резкие перепады температур, сейсмические воздействия и др.;

• сложный характер нагружения конструкции в зоне уторного шва на примере резервуаров;

• вибрационное воздействие со стороны присоединенного оборудования и трубопроводов;

• изменение температуры при сменах режимов;

• агрессивность рабочей среды.

Накопление повреждений в материале вследствие этих воздействий, а также возможное нарастание технологических дефектов приводит к сокращению ресурса конструкций. Задача исследования поведения, в том числе остаточного ресурса, конструкции должна опираться на полную и точную информацию о ее состоянии. Большая часть этой информации может быть получена экспериментальными диагностическими методами. Другая часть документируется в процессе эксплуатации. Эти источники информации являются необходимыми, но недостаточными: невозможно чисто экспериментальным путем выявить наиболее нагруженные зоны и определить напряжения в них — как из-за трудностей доступа (в частности, к внутренней поверхности сосуда), так и из-за неопределенности расположения нагруженных зон при вибрационном или тепловом нагружении. Только одновременное использование современных и надежных средств численного моделирования, таких как ABAQUS, и современных средств и методик диагностики (приборы для неразрушающего контроля) даст возможность осуществлять достоверный контроль над критическими зонами конструкции при различных нагрузках и оценивать ресурс долговечности конструкций при повреждениях.

С одной стороны, точное определение характеристик конструкции при диагностировании позволит дать достоверное заключение о ресурсе конструкции при использовании методов численного моделирования, таких как ABAQUS.

С другой стороны, численное моделирование поведения конструкций при реальных нагружениях обеспечивает выявление наиболее критических зон конструкции, где необходимо осуществлять постоянный контроль с использованием приборов для неразрушающего контроля.

На рис. 3 приведена общая схема комплексного подхода к исследованию поведения конструкции.

Рис. 3. Схема комплексного подхода к исследованию поведения конструкции

Примеры использования диагностического оборудования

Одна из основных причин вывода объектов из эксплуатации в неф­тяной промышленности — коррозия внутренней поверхности резервуаров и емкостей.

При обследовании резервуаров широко используется ультра­звуковой контроль, который обладает высокой чувствительностью к обнаружению наиболее опасных дефектов типа трещин и может быть проведен на объекте, находящемся в эксплуатации. Обследование на степень коррозионного износа также не вызывает каких-либо трудностей.

Существующая в настоящее время практика ручного ультразвукового контроля очень часто не удовлетворяет последующим требованиям при эксплуатации оборудования и требованиям инспекционного надзора. Достоверность результатов при ручном контроле зависит в первую очередь от квалификации оператора-дефектоскописта и от ряда субъективных факторов, от соблюдения технологии контроля, от применяемой аппаратуры и др. При ручных методах контроля для обследования резервуаров на коррозионный износ используют только выборочный контроль, не дающий полной информации о состоянии объекта. Наибольшую опасность вызывает местная, или питтинговая, коррозия, которую очень легко пропустить при ручном выборочном контроле. Существенным моментом является также то, что в некоторых случаях инспекционный контроль может быть проведен только при ремонтных или регламентных работах с остановкой оборудования на несколько дней или часов, что недостаточно при больших объемах работы из-за низкой производительности и малой достоверности ручного контроля.

Всех перечисленных недостатков можно избежать только при использовании 100% автоматического контроля, по результатам которого выдается документация о выявленных дефектах, позволяющая оценить реальное состояние объектов.

Фирма AMDATA (США) — один из лидеров в области разработки и производства портативных переносных установок для автоматического ультразвукового и вихретокового контроля серии IntraSpectI/UX (рис. 4).

Рис. 4. Портативная переносная установка для автоматического ультразвукового и вихретокового контроля серии IntraSpectI/UX

Системы AMDATA позволяют легко переходить от малопроизводительного и выборочного ручного контроля к 100% автоматизированному контролю, определяющему любые дефекты в сварных швах и основном материале, остаточную толщину стенок, язвенную, ручейковую и канальную коррозию на поверхностях различной геометрической формы и размеров в любых пространственных положениях. Получение данных осуществляется в масштабе реального времени. Все системы IntraSpect обеспечивают высокоскоростное сканирование, сбор данных, повторяемость результатов, постоянное хранение RF-данных и параметров настройки, последующий вызов накопленных данных и анализ, изменение параметров настроек без повторного сканирования, печать результатов, снижение общего времени обследования (одновременный сбор и обработка данных) и выдачи результатов контроля. Возможность проведения контроля с очень малым шагом сканирования (до 0,2 мм и меньше) при высокой общей точности позиционирования от начальной точки отсчета позволяет осуществлять контроль особо ответственных изделий с выявлением дефектов очень малых размеров.

Приведем наиболее характер­ные примеры применения систем AMDATA в нефтехимической и газовой промышленности:

• обследование днищ и боковых стенок нефтехранилищ, резервуаров (сварные швы, основной металл, степень коррозионно-эрозионного износа, обнаружение язвенной и канальной коррозии) с наружной и внутренней поверхностей;

• контроль технологических трубопроводов, ректификационных колонн;

• обследование котлов, сосудов высокого давления, ресиверов и др.;

• контроль магистральных трубопроводов;

• проведение контроля в опасных для жизни человека местах.

Демонстрация работы систем AMDATA проводилась на реальных объектах предприятий АО «СН-Мегионнефтегаз», АООТ «ЛУКойл-Лангепаснефтегаз», «Самаратрансгаз» и «Приволж­ские магистральные нефтепроводы».

Так, для организации «При­волж­ские магистральные трубопроводы» проводились обследования толщины днища хранилища топлива на предмет обнаружения остаточной коррозии. Обнаружены участки с недопустимой остаточной толщиной. Днище подлежит срочному ремонту. Во внутренней части хранилища в зоне приварки (уторный шов) боковой стенки к днищу (на расстоянии 40-50 мм по высоте) по всему периметру имеются как отдельные, так и протяженные участки глубокой язвенной коррозии. Контроль проводился с наружной стенки. При номинальной толщине 13,5 мм на исследуемом участке обнаружена зона с остаточной толщиной всего 3,6 мм (рис. 5).

Измеренные данные были полностью подтверждены при последующем визуальном контроле с измерением координат участков коррозии и остаточной толщины.

Рис. 5. Боковая стенка хранилища топлива. Зона уторного шва. Номинальная толщина — 13,5 мм. Обнаружены участки с минимальной остаточной толщиной всего 3,6 мм

Поведение ректификационной колонны при воздействии ударной взрывной волны с применением программного комплекса ABAQUS

Рассматривается поведение ректификационной колонны с использованием программного комплекса ABAQUS при воздействии ударной взрывной волны при взрыве парогазовоздушного облака на некотором расстоянии от колонны. Помимо этого исследуется напряженно-деформированное состояние колонны до взрыва при штатной эксплуатации.

Для решения поставленной задачи была смоделирована ректификационная колонна (рис. 6), состоящая из следующих элементов: корпус 1, верхнее и нижнее эллиптические днища 2, опора 3, массообменные тарелки 4, люки и штуцера 5. Опора крепится к бетонному фундаменту с помощью анкерных болтов 6.

Рис. 6. Модель ректификационной колонны

При моделировании учитывалось нахождение кубовой жидкости в нижней части колонны и жидкой фазы на массообменных тарелках.

Решение задачи выполнялось в два этапа.

На первом этапе проводилось исследование статического нагруженного состояния колонны с учетом рабочих условий эксплуатации, таких как температура, внутреннее давление, собственный вес и гидростатическое давление жидкости.

На втором этапе исследовалось динамическое поведение предварительно нагруженной колонны под действием фронта взрывной ударной волны. При этом результаты статического расчета были приняты в качестве начальных условий для расчета динамического воздействия.

Основные конструктивные параметры модели: диаметр колонны — 4 м, высота — 30 м, количество тарелок — 27, толщина стенки колонны — 18 мм, количество анкерных болтов — 10. Болты равномерно распределены по периметру основания.

Учитывались упругопластические свойства материалов колонны и анкерных болтов, выполненных из стали.

В статическом расчете принимались следующие нагрузки, действующие в колонне:

• собственный вес конструкции. Эта распределенная нагрузка в ABAQUS вычисляется автоматически при задании плотности материала и ускорения свободного падения;

• гидростатическое давление столба кубовой жидкости, P2. Высота столба жидкости — 1,5 м. Эта нагрузка в ABAQUS вычисляется автоматически при задании высоты столба жидкости и ее плотности;

• гидростатическое давление слоя жидкости, действующее на каждую тарелку, P1;

• внутреннее давление в колонне величиной 2 Атм;

• температура верха колонны — 85 °С;

• температура низа колонны — 174 °С. Температура на границе каждого отсека колонны задается по высоте по линейному закону;

• температура окружающей среды — 20 °С;

• в расчете учитывались анкерные болты во взаимосвязанной системе.

Фундамент колонны закреплен по всем степеням свободы, на плоскости симметрии колонны задается условие симметрии, а нижняя грань анкерных болтов имеет закрепление по всем степеням свободы.

В модели задано условие контактного взаимодействия между фундаментом и основанием колонны, а также между анкерными болтами и основанием. Коэффициент трения в обоих случаях равен нулю.

Схема нагружения, граничных условий и контакта показана на рис. 7.

Рис. 7. Схема нагружения, граничных условий и контактного взаимодействия

Сетка конечных элементов создана в препроцессоре ABAQUS/CAE. Использовались твердотельные объемные элементы первого порядка аппроксимации типа C3D8R. Общее количество элементов в модели — 9492. Конечно-элементная модель приведена на рис. 8.

Рис. 8. Дискретизация модели. Сетка конечных элементов

Статика. Предварительно нагруженное состояние

Результаты численных экспериментов статического расчета приведены на рис. 9: распределение температур в материале колонны, распределение эквивалентных напряжений по Мизесу, а также распределение перемещений.

Рис. 9. Результаты статического расчета

Видно, что максимальные напряжения в колонне достигают 67 МПа, что не превышает предела текучести стали.

Максимальные перемещения составляют 4,2 см, которые до­стигаются в центре тарелок.

На рис. 10 также показано распределение эквивалентных напряжений по Мизесу вдоль образующей от верхней точки колонны до фундамента.

Наиболее напряженные места колонны — это места крепления тарелок к оболочке колонны, а также область крепления колонны к основанию.

Рис. 10. Эквивалентные напряжения по Мизесу по образующей от верхней точки колонны до фундамента

Динамика. Воздействие взрывной волны

Помимо начального условия в виде преднагружения, в динамических расчетах сохраняются все нагрузки и граничные условия с предыдущего статического расчета, а также появляется нагрузка от действия ударной волны в виде давления, параметры которого представлены на рис. 11.

Рис. 11. Варианты амплитуд давления ударной волны

Представлены результаты трех расчетов с максимальными значениями давления во фронте волны в 50, 75 и 100 КПа. Длительность воздействия ударной волны во всех трех вариантах составляет 0,02 с.

На рис. 12 показано деформированное состояние колонны в области основания, в частности можно наблюдать разрушение анкерных болтов, напряжения в которых превышают предел прочности.

Рис. 12. Деформированное состояние колонны в области основания

В результате расчетов получено, что при давлении в 50 КПа не происходит падения колонны. При давлении в 75 КПа колонна теряет устойчивость и опрокидывается, но с меньшей скоростью, чем при давлении в 100 КПа.

На рис. 13 и 14 показано распределение эквивалентных напряжений по Мизесу и эквивалентных пластических деформаций соответственно вдоль образующей колонны от верхней точки колонны до фундамента в момент времени t = 1,5 c для варианта с максимальным давлением на фронте волны Pф = 50 КПа. Видно, что наибольшие напряжения и пластические деформации достигаются в нижней части основания колонны.

Рис. 13. Эквивалентные напряжения по Мизесу вдоль центральной образующей от верхней точки колонны до фундамента. Время t=1,5 c. Pф = 50 КПа

Рис. 14. Пластические деформации вдоль центральной образующей от верхней точки колонны до фундамента. Время t = 1,5 c. Pф = 50 КПа

Заключение

В статье представлен комплексный подход к проектированию и эксплуатации конструкций нефтяной промышленности, а также к оценке остаточного ресурса при штатных и аварийных ситуациях. Следует отметить, что только одновременное использование современных и надежных средств численного моделирования, таких как ABAQUS, и диагностики (приборы для неразрушающего контроля) позволит, с одной стороны, осуществлять достоверный контроль над критическими зонами конструкции при различных нагрузках, а с другой стороны, оценивать ресурс долговечности конструкций при повреждениях.

Приведены примеры применения диагностического оборудования компании AMDATA (США) типа портативных переносных установок для автоматического ультразвукового и вихретокового контроля серии IntraSpectI/UX для объектов неф­тяной промышленности.

Рассмотрено поведение ректификационной колонны с использованием программного комплекса ABAQUS при статическом нагружении и при воздействии ударной взрывной волной.

Универсальность данных подходов позволяет применять их и для других отраслей народного хозяйства.

Резеда Тляшева

Окончила Уфимский государственный нефтяной технический университет в 1995 году по специальности «Машины и аппараты химических производств». Доцент кафедры МАХП, кандидат технических наук. Заместитель заведующего по информационному обеспечению УГНТУ.

Сергей Рыжов

Окончил Московский физико-технический институт в 1979 году по специальности «Вычислительная математика». Кандидат физико-математических наук. Начальник отдела систем проектирования и инженерного анализа «ТЕСИС».

Кирилл Ильин

Окончил Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова в 1996 году по специальности «Математика, прикладная математика». Инженер отдела систем проектирования и инженерного анализа «ТЕСИС».

Игорь Канарейкин

Окончил Московское высшее техническое училище им. Н.Э.Баумана в 1975 году по специальности «Оборудование и технология сварочного производства». Кандидат технических наук. Начальник отдела неразрушающих методов контроля и диагностики «ТЕСИС».

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Статика — сорбция

Статика сорбции исследует равновесные состояния сорбционных процессов, то есть количество вещества, поглощенного единицей массы или объема сорбента при строго определенных давлении ( или концентрации) и температуре. [1]

Статика сорбции вещества в почвах дает представление о его распределении между фазами почвы в зависимости от содержания вещества в системе. [2]

Статика сорбции микрокомпонентов окспгпдратамн. [3]

Статика сорбции органических веществ , в частности аминокислот, является малоизученным и в значительной степени дискуссионным вопросом. [4]

Таким образом, данные по статике сорбции позволяют определить зависимость скорости циркуляции от состава и давления и произвести расчет для желаемых условий процесса. [5]

Вакантохроматография создает новые возможности в отношении статики сорбции п путей увеличения селективности. [6]

Для решения этой задачи нужно написать уравнения баланса, кинетики и статики сорбции , гидродинамики, выяснить начальные и граничные условия и ввести упрощающие допущения в систему уравнений динамики сорбции. Применяя статистический метод решения, В. В. Рачинский рассматривает сорбент или ионит как проницаемую для подвижной фазы среду, в которой беспорядочно расположены сорбционные центры, способные захватывать проникающие к ним молекулы или противоионы из подвижной фазы раствора. Каждая из растворенных частиц последовательно сорбируется и десорбируется. Среднее число актов сорбции на единицу длины колонки зависит от суммарного действия физико-химических и геометрических факторов, определяющих кинетику, статику и динамику процесса сорбции. Время нахождения частицы в фазе сорбента — случайная величина, для разных частиц она различна. Движение сорбируемых частиц также неупорядочено. Поле скоростей потока имеет статистическое распределение. [7]

Заметим, однако, поскольку кинетика сорбции зависит от большего числа факторов, чем статика сорбции , могут быть случаи, когда данная изотерма будет предельным выражением различных кинетических уравнений сорбции. [8]

Данные, приводимые в табл. 2, а также рис. 2 показывают, что величины удельной скорости циркуляции угля, рассчитанные по статике сорбции сост , и значения, найденные при исследовании процесса разделения на колонне, совпадают в пределах возможных ошибок опыта. Отсюда следует, что высота адсорбционной секции, равная 0 87 м, обеспечивает при всех изучаемых температурах практически полное использование адсорбционной емкости угля. Таким образом, указанные выше высоты секции могут быть приняты и для промышленных установок. Следует отметить, что при всех температурах в точке питания практически достигается адсорбционное равновесие между активированным углем и разделяемой газовой смесью. Следовательно, при низких температурах не происходит существенного ухудшения кинетики адсорбции, мешающего осуществлению процесса при низких температурах. [9]

В самом общем виде теория динамики сорбции должна учитывать следующие основные стороны этого сложного физического явления: баланс веществ в процессе их движения и распределения в сорбирующей среде, кинетику и статику сорбции веществ , гидродинамику процесса, зависимость между термодинамическими параметрами состояния среды, баланс тепла и теплопередачу в процессе сорбции в движущейся среде. Характер движения и распределения веществ в сорбирующей среде предопределяется также начальными и граничными условиями процесса. [10]

В самом общем виде теория динамики сорбции должна охватывать следующие основные стороны этого сложного физического явления: баланс веществ в процессе их движения и распределения в сорбирующей среде, кинетику и статику сорбции веществ , гидродинамику процесса, зависимость между термодинамическими параметрами состояния среды, баланс тепла и теплопередачу в процессе сорбции в движущейся среде. [11]

Проведено исследование термического разделения смесей неон — — гелий, азот — неон, азот — гелий, азот — пеон — гелий. Выполнены измерения статики сорбции гелия , пеона, азота на различных промышленных адсорбентах. [12]

Сорбцию можно осуществить двояко: в статических или динамических условиях. Статическая сорбция ( статика сорбции ) — сорбционный процесс, протекающий при относительном покое обеих фаз и завершающийся установлением равновесного распределения вещества между фазами. Динамическая сорбция ( динамика сорбции) — сорбционный процесс, в котором происходит направленное перемещение подвижной фазы относительно неподвижной. [13]

В табл. 33 приведены основные показатели сорбции пестицидов различных классов, которые позволяют оценить главные закономерности рассматриваемого процесса. Как показывают многочисленные экспериментальные исследования, в том числе и автора, статика сорбции подавляющего большинства пестицидов аппроксимируется известным уравнением Фрейндлиха. [14]

По установленному им закону сорбционного замещения ионы химических элементов, стоящие выше в сорбционном ряду, способны вытеснять из зерен ионита все стоящие за ними ионы химических элементов. Этот закон устанавливает связь между поведением ионов химических элементов в ионообменной колонке и статикой сорбции . Количественная теория ионообменной хроматографии возможна как развитие наиболее общих представлений о динамике процесса сорбции и десорбции. При этом необходимо учесть особенности в статике и динамике сорбции не одного иона, а их смеси. Изучение поведения одного компонента имеет значение потому, что в конечной стадии полного разделения смеси каждый компонент перемещается по колонке в виде отдельной полосы независимо от движения других полос. В большинстве хроматографических опытов создаются условия, очень близкие к равновесным. [15]

Это интересно:

  • Правило ведения бух учета в ко расположенные на рф Положение ЦБР от 5 декабря 2002 г. N 205-П "О правилах ведения бухгалтерского учета в кредитных организациях, расположенных на территории Российской Федерации" (с изменениями и дополнениями) (утратило силу) Положение ЦБР от 5 декабря 2002 г. N 205-П"О правилах ведения бухгалтерского […]
  • Приказ 479 от 01082014 Приказом добавлено 571 новых объектов в ГРОРО: 12 объектов Алтайский край4 объекта Амурская область6 объектов Архангельская область5 объектов Астраханская область2 объекта Белгородская область2 объекта Брянская область2 объекта Владимирская область17 объектов Волгоградская область16 […]
  • Имеет ли право пациент выбрать врача Как выбрать лечащего врача? Вы имеете право на выбор лечащего врача (пп. 1 п. 5 ст. 19 Закона от 21.11.2011 N 323-ФЗ). Так, в поликлинике, к которой вы прикреплены, можно выбрать врача, но не чаще чем один раз в год (за исключением случаев замены поликлиники). Вы можете просить о замене […]
  • Правила оформления инструкции по эксплуатации Шаблон инструкции по эксплуатации КТС по ГОСТ 34 Структура и содержание документа Требования к структуре инструкции по эксплуатации КТС по ГОСТ 34 устанавливаются РД 50-34.698-90. В общем случае документ должен состоять из следующих разделов: 1 Общие указания 1.1 Вид оборудования, для […]
  • Каждый гражданин обязан платить налоги Статья 57 Конституции РФ Каждый обязан платить законно установленные налоги и сборы. Законы, устанавливающие новые налоги или ухудшающие положение налогоплательщиков, обратной силы не имеют. Комментарий к Статье 57 Конституции РФ Данная статья является первой и наиболее значимой в […]
  • Запись в трудовой увольнение при ликвидации Запись в трудовой книжке при ликвидации предприятия Обновление: 19 декабря 2016 г. В соответствии с ч. 4 ст. 66 ТК РФ запись о прекращении трудового договора вносится в трудовую книжку. Частью 5 статьи 84.1 ТК РФ, а также пунктом 14 Правил ведения и хранения трудовых книжек, изготовления […]
  • Елецкий гор суд Справочник судов Адрес: ул. Коммунаров, 32, г. Елец, Липецкая область, 399770 г. Елец, ул. Коммунаров, д. 32 С 1 октября 1918 года в г. Ельце действовал окружной народный суд, созданный по изданному в ноябре 1917 года декрету о суде № 1, а также Совет местных народных судей. В этом году […]
  • Третейские суды в рф диссертация Реферат. Третейский суд РФ. 2011 ВВЕДЕНИЕ 2 Виды третейских судов 2 Компетенция третейских судов и обжалование их решений по законодательству России 4 Правовая природа решений третейских судов 5 Зарубежная практика 9 Третейский судья 9 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 11 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 12 Третейский суд […]
Все права защищены. 2018