Математика | ||||
Надежность машин и аппаратов химических производств А.Ф.Зубов Москва 1978 212стр П редисловие Теоретические и экспериментальные исследования надежности и долговечности оборудования как в СССР, так и за рубежом были обусловлены насущными потребностями практики. "В основных направлениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 гг. намечены высокие темпы развития химической и нефтехимической промышленности, предусмотрено значительное увеличение производства минеральных удобрений, ускорение наращивания мощностей по производству фосфатных удобрений. В настоящей работе на конкретных примерах даются математические методы расчета ряда важнейших характеристик надежности машин и аппаратов химических производств (вероятность безотказной работы, вероятность отказов и др.). Разработаны таблицы для расчета отдельных характеристик надежности. Приведен метод расчета надежности сложных аппаратов и технологических линий. Предложен новый метод нахождения вероятности исправной (безотказной) работы резервированной технологической линии (аппарата, узла) с равнона-дежными и неравнонадежными линиями (аппаратами), с восстановлением отказавших аппаратов (узлов). Доказано, что в случае показательного и других законов распределений длительности безотказной работы и длительности восстановления эффект возрастает с ростом %, равной отношению среднего времени безотказной работы к среднему времени восстановления. Для случая гамма-распределения дается конечное выражение для вероятности исправной работы и среднего времени безотказной работы дублированной технологической линии через параметры исходных равнонадежных аппаратов (узлов). Даются расчеты характеристик надежности дублированных и невосстанавливаемых резервированных аппаратов и технологических линий, рассматривается случай общего резервирования. Приведен расчет надежности теплообменников в случае хранения и первого ремонта, а также в случае дальнейшего хранения. Выведены дифференциальные уравнения с переменными коэффициентами продольных и крутильных колебаний балок переменного сечения, имеющих форму усеченного конуса, радиус поперечных сечений которых изменяется по линейному закону. Даны алгоритмы и разработаны программы расчета свободных колебаний коленчатых валов^на ЭВМ «Минск-22». Разработан метод расчета гармонических составляющих и возмущающих моментов от сил инерции поступательно движущихся масс, от сил давления газов в цилиндрах компрессора, среднего крутящего момента, передаваемого электродвигателем. | ||||
Выясняются условия разрешимости задач управления и предлагаются методы построения решений этих задач. Дается решение вопроса о существовании и поиске таких начальных условий неуправляемого технологического процесса, чтобы значения параметров этого процесса в фиксированные промежутки времени лежали в наперед заданных пределах и чтобы все изменения этих параметров удовлетворяли некоторым допускам. Дается решение вопроса о существовании и построении такого управления технологическим процессом, чтобы он осуществлялся в наперед заданном режиме, В XI главе излагается новый подход к исследованию на устойчивость режимов работы различных систем, применяющихся в химической технологии. В отличие от существующей методики (см., например, монографии [9; 48]) предлагается некоторая модификация второго метода Ляпунова, позволяющая изучать функционирование системы в окрестности расчетного режима ее работы. При этом не предполагается, что указанный расчетный режим может быть реализован в процессе работы изучаемой системы. Такой способ исследования поведения системы предполагает некое обобщение понятия устойчивости, которое является содержательным и имеет рациональный характер. В XII главе дано решение краевых задач, с условиями интегрального типа, решение краевых задач с помощью, сплайнов, построение программных движений в управляемых . технологических процессах, построение программных движений в управляемых технологических процессах с помощью сплайнов. .Считается, что система обыкновенных дифференциальных]!уравнений., являт ется моделью непрерывно распределенлого t технологического процесса. Технологический процесс является надежным, если его режим лежит в заданных пределах. Для этого нужно уметь вычислять режимы технологического, процесса, что и сделано в. гла^ вах X, XI, XII. Глава X, XII написаны Н. В. Зубовым, глава XI.. написана С. В. Зубовым. . ....., Данная работа является, no-существу, второй попыткой рассмотрения проблемы надежности применительно к машинам и аппаратам химических производств. В приложении II приводятся справочные данные по значению ' интенсивности отказов элементов, приборов и аппаратов {68; 7.0]. Автор будет крайне признателен за все замечания, которые будут высказаны по поводу книги. ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ,..............,-,,.-. .. ...,.-.., 3 Глава I Математические методы расчета надежности..........--•,.'.. 5 ). Определение вероятности безотказной работы аппарата ...-.'.". ~~ 2. Наработка на отказ. Коэффициент готовности. Коэффициент технического использования................. . . Ю 3. Срок службы. Плотность вероятности ........... ,. . II 4. Среднее время восстановления..............S . . 16 5. Коэффициент готовности аппарата............... 17 6. Алгоритмы и вычислительные методы построения основных характеристик надежности................... 18 7. Графический метод выявления закона распределения....... 20 Г л а в а 2 Показатели надежности сложных аппаратов и технологических линий химических производств....................... 22 8. Вероятность безотказной и безопасной работы сложного аппарата и технологической линии................... — 9. Коэффициент готовности сложного аппарата и технологической линии ............................ 26 Г л а в а 3 Построение показателей надежности сложных аппаратов -и технологических линий, сбор и систематизация данных............. 28 10. Построение показателей надежности сложных аппаратов и технологических линий...................... — 11. Сбор и систематизация статистических данных по аппаратам, машинам и технологическим линиям.............. 31 Глава 4 Надежность резервированных узлов, аппаратов и технологических линий 39 12. Способы резервирования................... — 13. Постоянное резервирование ................. 49 14. Резервирование замещением ................. 53 15. Технико-экономическая целесообразность резервирования .... 54 Глава 5 Расчет характеристик надежности дублированных аппаратов и технологических линий........................... 59 16. Дублирование. Расчет в общем случае равнонадежных дублированных аппаратов...................... — 17. Случай экспоненциального распределения........... 65 18. Эффект дублирования..................... 69 19. Расчет надежности при гамма-распределении.......... 71 20. Общий случай неравнонадежных устройств........... 74 21. Общее резервирование ... , ..... *- . . , ;......... 79 Расчет характеристик надежности невосстанавливаемых резервированных аппаратов и технологических линий................. 80 22. Резервирование ....................... — 23. Расчет надежности при гамма-распределении.......... 81 24. Характеристики надежности в случае распределения Вейбуллл . . 88 Г л а в а 7 Надежность теплообменников.................... 91 25. Расчет надежности теплообменников в случае хранения и первого ремонта........................... — 26. Случай дальнейшего хранения ................ 92 ? Глава 8 Аналитический метод расчета продольных и крутильных колебаний валов 95 27. Нормальные функции и частоты продольных и крутильных колебаний валов......................... — 28. Выбор области допустимых параметров............ 102 Глава 9 Машинный метод расчета валов компрессоров на крутильные колебания 106 29. Расчет свободных колебаний коленчатых валов оппозитных компрессоров............................ — 30. Программа расчета свободных колебаний........... 116 3!. Расчет гармонических составляющих и возмущающих моментов . . 128 32. Программа расчета гармонических колебаний.......... 129 Глава 10 Динамика функционирования технологических процессов при наличии ограничений............................ 136 33. Моделирование непрерывно распределенных технологических процессов обыкновенными дифференциальными уравнениями .... — 34. Решение краевых задач с ограничениями типа неравенств .... 140 35. Решение задач управления технологическими процессами с ограничениями типа неравенств................... 153 Глава И Устойчивость расчетных режимов функционирования систем...... 172 36. Расчетно-устойчивые режимы................. — 37. Асимптотически расчетно-устойчивые режимы......... 176 Глава 12 Динамика функционирования технологических процессов с помощью сплайнов.............................. 182 38. Решение краевых задач с условиями интегрального типа..... — 39. Решение краевых задач с помощью сплайнов......... 186 - ' 40. Построение программных движений в управляемых технологических процессах ...................... 189 41. Построение программных движений в управляемых технологических процессах с помощью сплайнов............ 196 Приложение I.......................... . 204 Приложение II........................... 206 Список литературы......................... 210 Цена: 150руб. |
||||