CC BY
20
МЕХАНИКА. ТРАНСПОРТ. МАШИНОСТРОЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИИ
Рис. 4. Вывод искомых параметров после расчёта матема- Рис. 5. Сопоставление АЧХ перемещений для проверки тической модели на ЭВМ адекватности математической модели
Графики наглядно показывают совпадение АЧХ по всем задаваемым параметрам колебательной системы (д, М, Мтр, I) в заданном частотном диапазоне. Полученная сходимость оценок значений параметров АЧХ свидетельствуют как о достоверности воспроизведения качественной стороны процесса, так и о правильности принятых допущений.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Новиков, В.В. Исследование инерционно-фрикционного амортизатора "СКАРН"/ В.В. Новиков, И.М. Рябов, К.В. Чернышов, Д.В. Быкодоров, В.В. Воробьёв, А.В. Галлов // Прогресс транспортных средств и систем: Материалы международной научно-практической конференции (7 - 10 сентября 1999 г.). Ч.2. / Волгоградский государственный технический
Асламова В. С., Жабей А. А.
университет. - Волгоград, 1999. - Часть 2, С. 160-162.
2. Воробьёв, В.В. Влияние параметров инерционно-фрикционного амортизатора на его демпфирующие свойства / В.В. Воробьёв, И.М. Рябов // материалы 49-ой международной научно-технической конференции ААИ «Приоритеты развития отечественного автотракторостроения и подготовки инженерных и научных кадров» Москва, МГТУ «МАМИ» Часть 1. - С. 49-55.
3. Горобцов А. С., Карцов С. К. Опыт компьютерного моделирования вибрации конструкций транспортных средств / А.С. Горобцов, С.К. Карцов // Труды Пятой международн. конф. по проблемам колебаний «1СОУР - 2001. - М., 2001. С. 186-190.
УДК 004.65
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ЦИКЛОНОВ
В настоящее время не разработано общедоступного программного обеспечения для прогнозирования эффективности очистки и гидравлического сопротивления проектируемых циклонных пылеуловителей. Существующий программный комплекс серии «Кедр» («Воздух») НПП «Логус» ориентирован на инвентаризацию источников выбро-
сов и выделений загрязняющих веществ в атмосферу, расчет валовых выбросов с учетом их нестационарности и подготовки проектов разрешений на выбросы и ведение учета полученных разрешений. В этом комплексе реализована лишь возможность расчета фактической степени очистки по данным инструментальных замеров [1].
Существует множество методов расчета эффективности циклонных пылеуловителей. Расчеты многоэтапны и довольно трудоемки для вычисления вручную, для выполнения некоторых расчетов необходимо решать нетривиальные задачи. Например, использование фракционного метода расчета по Шиляеву М.И. [2] затруднительно из-за его многостадийности, сложности и трудоемкости. Для каждой фракции пыли вычисляется время динамической релаксации частицы, числа Стокса и Рейнольдса, фракционный коэффициент проскока, и на основе этого рассчитывается полная эффективность пылеулавливания. Для расчета эффективности по стандартной методике НИИОГАЗ [3] требуется знание параметров функции фракционной степени очистки циклона, которые трудно поддаются определению. Методы, разработанные авторами [4, 5], также многоэтапны. Поэтому возникла необходимость автоматизировать расчет. Для определения пылеуловителя, обладающего наибольшей эффективностью очистки при заданных режимах работы, можно использовать разработанную авторами автоматизированную систему технологического расчета циклонов (АСТРЦ).
Система обеспечивает:
1. Расчет гидравлического сопротивления и эффективности проектируемых циклонов любого типа (прямоточного, противоточного и со встречными закрученными потоками) по различным общепринятым и авторским методикам с учетом компоновки циклонов в группы;
2. Выбор наилучшего варианта пылеуловителя для заданных режимов работы, исходя из условия достижения максимальной эффективности пылеулавливания на основе алгоритмов оптимизации;
3. Выдачу справочной информации из литературных источников;
4. Сохранение результатов расчета и формирование отчетов;
5. Контроль и защиту от некорректного ввода данных;
6. Автоматическое формирование состава установки по данным реляционной базы «Циклон», созданной автором. Основное назначение базы данных - хранить основные конструктивные и технологические параметры циклонов, а также сведения о свойствах газов и пылей;
7. Работу в локальной базе данных, а также в клиент-серверной сетевой базе данных для обеспечения образовательного процесса.
Система представляет собой совокупность базы данных «Циклоны» и клиентского приложения, предоставляющего пользователю возмож-
ность удобного и быстрого доступа к данным из базы, ввода и редактирования информации, поиска циклонов по заданным критериям, а также произведение расчетов. Пользователям предоставляется выбор системы управления базами данных (БД): MS SQL Server (в том случае, если планируется большое количество клиентских приложений) или MS Access (локальная база данных).
В базе данных хранятся основные конструктивные (диаметры сепарационной камеры и патрубка очищенного газа, длина аппарата) и технологические параметры циклонов (диапазон оптимальных средних скоростей, объемный расход очищаемого газа, коэффициент гидравлического сопротивления, потери давления в аппарате, медианный диаметр по массе и плотность пыли, запыленность потока, эмпирическая эффективность пылеулавливания циклона). Также база данных содержит информацию о свойствах газов и пылей, сведения о литературных источниках. Структура базы данных представлена на рис. 1.
Код ihiu
Пыль Плотность ПЫЛ!/ Мед_диаметр Лог_дисперсии1
Номер циотона
Код типа Код вида
Код литературы Ц
Гидравл_сопротивление Плотность пыли Концентрация Мед_диаметр пыли Эфф_о чистки Диаметр циклона Длина сеп_камеры Расход газа Скорость потока Эфф_гидр_сопротивления Код конструнции Фраиционные параметры Ц Опт_скорость Группа
Количество циклонов Диаметр вых_патрубка Код пыли Примечание
Рис. 1. Структура базы данных «Циклоны»
В клиентском приложении реализован интерфейс для взаимодействия пользователя с базой данных. Клиентская часть, выполненная в среде Borland Delphi, отвечает за обработку результатов запросов и двустороннюю связь с базой данных.
В разработанной автоматизированной системе реализовано несколько вариантов методов расчета эффективности очистки циклонных пылеуловителей:
- эмпирический метод (по данным инструментальных замеров);
- методика НИИОГАЗ [2];
- расчет фракционной эффективности пылеулавливания по методу Шиляева [3];
- универсальный метод расчета эффективности пылеулавливания циклонных пылеуловителей
[4];
- метод расчета эффективности прямоточных циклонов с учетом скорости потока [5].
МЕХАНИКА. ТРАНСПОРТ. МАШИНОСТРОЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИИ
Для каждого из расчетов создан отдельный модуль и отдельная форма. Блок-схема основной программы изображена на рис. 2. Выбор метода расчета эффективности очистки предоставляется пользователю.
Рис. 2. Блок-схема основной программы
В универсальном методе, разработанном авторами, неизвестная эффективность сепарации ц
геометрически подобного циклона при заданных параметрах (диаметре циклона Б, масс-медианном диаметре частиц пыли Зт, запыленности входного потока г, плотности пыли рЗ) определяется по уравнению
, КэКзтКгК р ,, ч
= 1--(1 -Па )■
р ¡к ¡к '
(1)
КБ и КБа , КЗт и КЗта
Кг и Кг
К р и К р рас-
Н На
считываются по уравнениям регрессии (2)-(5).
Коэффициент КБ учитывает влияние диаметра аппарата на эффективность циклона:
10,8648
КБ = 6,945 • Б0
(2)
Коэффициент КЗт учитывает влияние масс-медианного диаметра пыли йт на эффективность циклона и определяется по уравнению
Кт = ехр(0,424 - 0,052 •Зт ). (3)
Запыленность входного потока учитывается коэффициентом Кг
Кг = 0,938 + 67,91 • (г - 0,12)2. (4)
Коэффициент Кр учитывает влияние плотности пыли рй на эффективность очистки:
К = 1,454 - 0,00034 • рЗ .
(5)
Блок-схема алгоритма расчета по универсальному методу приведена на рис. 3.
где па - экспериментальное значение эффективности пылеулавливания циклона при исследованном (индекс а ) режиме работы, коэффициенты уноса
Рис. 3. Блок-схема алгоритма расчета по универсальному методу При старте программы запускается главное окно (рис. 4), на котором расположены все элементы для управления данными БД. С помощью этих элементов возможен просмотр, добавление, редактирование и удаление данных. В верхней части формы размещены таблицы, в нижней - результаты запросов к серверу базы данных. При добавлении и редактировании информации возникают отдельные формы, в которых все поля таб-
лицы представлены в удобном для пользователя виде. Также на форме расположены элементы, предоставляющие доступ к формам для расчетов.
I Справка
J
Редактирование |
J
Эффективность [п]. % Диаметр
(Iх
ИЗ
Рис. 4. Главное окно программы
АСТРЦ зарегистрирована в отраслевом фонде алгоритмов и программ (№ 8990) [6]. Система прошла опытную эксплуатацию и внедрена в учебный процесс Ангарской государственной технической академии, Иркутского государственного университета путей сообщения, Томского политехнического университета и ВосточноСибирского технологического университета. АСТРЦ используется при изучении специальных дисциплин «Промышленная экология», «Процессы и аппараты защиты окружающей среды», «Теоретические основы защиты окружающей среды», «Инженерные методы защиты атмосферы», а также при выполнении курсовых и дипломных работ.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Актуальные вопросы защиты окружающей среды и безопасность регионов России : материалы II Всероссийской конференции. - Улан-Удэ : Изд-во ВСГТУ, 2005. - 105 с.
2. Шиляев, М. И., Шиляев А. М., Грищенко Е. П. Методы расчета пылеуловителей / М. И. Шиляев, А. М. Шиляев, Е. П. Грищенко. - Томск : Том. гос. архит.-строит. ун-т, 2006. - 385 с.
3. Справочник по пыле- и золоулавливанию / Под ред. А. А. Русанова. - 2-е изд., перераб. и доп. -М. : Энергоатомиздат, 1983. - 312 с.
4. Асламова, В. С. Универсальный метод расчета эффективности пылеулавливания циклонов / В. С. Асламова, А. А. Асламов, Т. Н. Мусева, А. А. Жабей // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2007. - № 10.- С. 34-37.
5. Асламова, В. С. Статистическое моделирование эффективности пылеулавливания прямоточных пылеуловителей при масштабном переходе / В. С. Асламова, А. А. Асламов, Т. Н. Мусева, А. А. Жабей и др // Химическая промышленность сегодня. - 2008. - №2. - С.42-48.
6. Асламова, В. С. Автоматизированная система расчета эффективности циклонных пылеуловителей / В. С. Асламова, А. А. Асламов, А. А. Жабей // Инновации в науке и образовании. -2007. - № 8 (31). - С. 27-30.
Тихий И.И.
УДК 533.6.05
МЕТОДОЛОГИЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ СТАТИСТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
Технические объекты (ТО) при всём их разнообразии могут быть объединены одним общим свойством - способностью выполнять заданные функции в соответствии со своим назначением. О способности технического объекта выполнять требуемые функции следует судить по степени соответствия его характеристик заданным требованиям. В свою очередь, способность выполнять
заданные функции определяется состоянием, в котором находится ТО. Следовательно, состояние ТО характеризуется степенью соответствия его характеристик заданным требованиям, которые изложены в нормативно-технической документации, например, в техническом паспорте на объект.
Известны следующие состояния ТО исправное, неисправное, работоспособное, неработоспо-
