CC BY
89
ческую У0 по известному соотношению
У0 = КД • ус
По формулам (6) и (7) для консольно закрепленной пластины в виде радиусного элемента галтельной зоны крышки кривошипной головки шатуна
дизеля ЧН 21/21 при 1 = 00м ,Н = 2,82 •10"4 м А= = 3,8'10"м , Я = 7 • I0 3 м остаточные напряжения во впадине, на плоском участке и
теоретический коэффициент концентрации напряжений 0хх = -130,7 МПа = -196,4 МПа, а5 = 1,5
Список литературы
1. Рыковский Б. П. .Смирнов В. А., Щетинин Г.М. Местное упрочнение деталей поверхностным наклепом.-М.:Машиностроение.-1985.-С. 14-16.
2. Технологические остаточные напряжения. Под ред. д-ра техн. наук А.В.Подзея-М.:Машиностроение.-1973.-С. 156.
Marina Nadezhda, Ph.D., Associate Professor
(E-mail: rdan64@mail.ru)
Balaovsky Engineering and Technological Institute (branch) of National Research Nuclear University "MEPhI", Balakovo, Russia
Stress concentration at the crankshaft UNDER surface plastic deformation This article deals with the importance of solving the problem of increasing structural efficiency. The task belongs to the problem of increasing the utilization of the material in the manufacture crankshafts by applying precisely forged blanks.
Keywords: hydro blasting, crankshaft fillet area, residual stresses.
УДК 628.144
ОБЕСПЕЧЕНИЕ УСТАНОВЛЕННОГО ДАВЛЕНИЯ ВОДЫ КАК ЕДИНИЧНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА СИСТЕМЫ
ВОДОСНАБЖЕНИЯ Масенков Евгений Вячеславович, аспирант
(e-mail: Masenkov-Evgeny@ya.ru) Белов Дмитрий Борисович, к.т.н., доцент Тульский государственный университет, г.Тула, Россия (e-mail: imsbelov@mail.ru)
Рассмотрена методика расчета единичного показателя качества системы водоснабжения «Обеспечение установленного давления воды». Предложена формула для определения бальной оценки данного показателя качества.
Ключевые слова: водоснабжение, давление воды, единичный показатель качества, методика расчета.
Давление воды в водопроводной сети является одним из важнейших показателей качества водоснабжения. Единицей измерения давления воды является 1 МПа, но для удобства чаще применяют атмосферы или бары.
Следует отметить, что негативное воздействие может оказывать как избыточный, так и недостаточный напор воды в водопроводной сети.
Повышенное давление воды в водопроводе разрушительным образом действует на сантехническое оборудование, вентили, соединения трубопроводов, керамические части водопроводов и измерительное оборудование (счетчики расхода воды), приводит к их ускоренному износу и преждевременному выходу из строя. Также вредны резкие колебания напора воды.
При снижении давления уменьшается напор воды, что может приводить к недовольствам потребителей и невозможности использования некоторых бытовых и сантехнических приборов.
На практике удобно выражать давление воды Р в водопроводе через высоту, на которую может подняться вода при данном давлении, так как между ними существует прямая математическая зависимость:
Р = РёЬ, (1)
где р = 998,2 кг / м3 - плотность воды, g = 9,8 м / с2 - ускорение свободного падения; И - высота столба воды.
Например, если высота столба воды в открытой трубке (пьезометре) И = 10 м, тогда давление в данной точке водопровода будет равно:
Р = р^и = 998,2 • 9,8 -10 = 97823,6 Н/м2
Р = 0,978236 бар
Высоту столба воды в трубке (пьезометре), присоединенной к наружной водопроводной трубе, считая от поверхности земли а точке измерения до наивысшего уровня называют свободным напором Исв [1]. Следовательно, эту пьезометрическую высоту или свободный напор можно рассчитать как сумму геометрической высоты И расположения наивысшей водоразборной точки над поверхностью земли, рабочего напора Ир,
необходимого для излива воды в водоразборном устройстве:
и в = И + Ир (2)
1 3_ .....\
ь
а®
!
Рис. 1. Напор водопроводной сети: 1 - труба водопровода на вводе в дом; 2 - пьезометр; 3 - наивысшая водоразборная точка; 4 - жилой дом.
Значение рабочего напора Н может быть получено в результате
гидравлического расчета. Но на практике чаще используют упрощенную схему расчета в зависимости от этажности зданий. Минимальное давление воды в водопроводной сети населенного пункта рассчитывают исходя из требований, что при максимальном хозяйственно-питьевом водопотреблении на вводе в здание над поверхностью земли свободный напор должен приниматься не менее 10 м на первом этаже здания, для каждого следующего этажа его увеличивают на 4 м [2]:
Нсв = 4 • (п -1) +10, (3)
где п - количество этажей в здании.
Но при этом также необходимо принимать во внимание, что часть напора вследствие гидравлических сопротивлений теряется при движении воды в водопроводной сети от водонасосных станций до водоразборных устройств потребителей. Поэтому наблюдается постепенное уменьшение напора в водоводе по мере удаления от насосной станции. Если на профиле трубопровода изобразить величины пьезометрических высот (пьезометрического напора) в разных точках вертикальными линиями и соединить верхние точки вертикальных линий, то получится так называемая пьезометрическая линия. Ввиду того что потери напора на разных участках неодинаковы, пьезометрическая линия не будет прямой. Принято наносить пьезометрическую линию, исходя из величины пьезометрического напора в характерных точках; поэтому пьезометрическая линия представляет собой ломаную линию. К характерным точкам относятся узловые точки, а также такие, где резко изменяется расход в трубопроводе, а следовательно и его диаметр (например, точки А и С).
Пьезометрическая линия
/ А
V
--V
Рис. 2. Пьезометрическая линия: 1 - водонасосная станция, 2 -водопровод, 3 - поверхность земли.
Имея пьезометрическую линию, можно определить свободный напор Нсв в любой промежуточной точке трубопровода, так как он представляет собой разность отметки пьезометрического напора и отметки поверхности земли в этой точке. При определенном рельефе местности свободный
напор в пониженной точке (например, точке С может быть больше, чем в повышенной точке (например, точке В), несмотря на то, что последняя находится ближе к насосной станции.
Таким образом, пьезометрическая линия (рис. 2) представляет собой графическое отображение зависимости падения давления в водопроводной сети от удаленности конечного потребителя от повысительной водонасосной станции и позволяет оценить значение напора воды в любой из точек водопроводной сети независимо от рельефа местности.
При расчете водопроводной сети исходят из того условия, что свободный напор в любой точке сети должен быть не меньше заданного свободного напора Исв. Поэтому все расчеты ведут по отношению к точке или к нескольким точкам, в которых свободный напор является минимальным. Если требуемый свободный напор воды будет обеспечен в этих точках, то, следовательно, во всех других точках он также будет обеспечен.
Следует отметить, что современные насосные станции, а также манометры, устанавливаемые на трубопроводах насосных станций, позволяют получать данные о давлении воды и использовать их для определения бальной оценки единичного показателя качества (ЕПК).
Балльную оценку ЕПК «Обеспечение установленного давления воды» & будем определять по принципу «чем меньше отклонение существующего значения давления воды от установленных норм, тем лучше». При этом измерения давления воды производятся в нескольких ключевых точках, значение бальной оценки усредняется [3]. При этом необходимо учитывать, что значение ЕПК должно быть нормировано, и его значение должно лежать в пределах 0 > & > 1. Из этого следует формула:
\ '-1 н у
где АР - отклонение существующего значения давления воды от установленных норм, разность между существующим давлением и
(оптимальное); п - количество точек измерения давления воды.
В случае выхода значения измеренного давления воды за предельное границы [2] - если давление в водопроводной сети ниже нижней границы допуска или превышает верхнюю границу, то величина & не рассчитывается, а используется «правило Вето», согласно которому показатель качества приравнивается к нулю и принимаются меры для устранения выявленных недостатков и приведения величины давления воды к допустимым значениям.
Допустимым значением давления холодной воды в точке водоразбора является от 0,03 до 0,6 МПа [2], оптимальным для централизованной городской водопроводной сети считают 0,4 МПа для зданий не выше пяти
(4)
Р
н
нормативное значение давления
этажей, для более высоких строений значение давления повышают, а для зданий более 9 этажей предусматривают раздельную подачу воды с различным давлением на нижние этажи и на верхние, с учётом значения рабочего напора и высоты водоразборного устройства.
Оптимальное давление (не завышенное и не заниженное), обеспечивает нормальное функционирование бытовых и сантехнических приборов, а также наиболее длительный срок службы водопроводных труб, уплотнительных соединений, запорной арматуры и т.д. Кроме того, данный стандарт [2] предусматривает расчет требуемого давления в точке водоразбора потребителя с учетом этажности зданий, что также необходимо учитывать.
Давление воды измеряют в нескольких ключевых точках сети водоснабжения, достаточно удаленных друг от друга. Измерения производят в наивысшей точке водоразборного устройства потребителя.
Например, измерения производились в трёх точках водопровода (А, В и С, см. рисунок 2), были получены следующие значения: Р1= 0,388 МПа, Р2 = 0,359 МПа и Р3 = 0,361 МПа.
Тогда ЕПК «Обеспечение установленного давления воды» б будет равен:
б = 1 -
г п Р
I
Р
Vг=1 н
/ п = 1 -
'0,4 - 0,388 0,4 - 0,359 0,4 - 0,361л + —---+
/3 = 0,898
0,4 0,4 0,4
Полученное значение б = 0,898 близко к единице, что характеризует высокое значение ЕПК «Обеспечение установленного давления воды», т.е достигнутый уровень качества близок к оптимальному. Показатель б может принимать значение от 0 до 1. Чем ближе полученное значение к единице, тем более высокий уровень качества имеет исследуемый показатель, а уменьшение значения ЕПК говорит о снижении качества.
Повысить уровень качества водоснабжения, улучшить показатель «Обеспечение установленного давления воды» можно путём правильного выбора насосного оборудования, установки регуляторов давления в системе водоснабжения, минимизации аварийных ситуаций, своевременного контроля за состоянием водопроводных сетей и оборудования водораспределения, их ремонт и замену, своевременная модернизация оборудования.
Обеспечение установленного давления воды позволит обеспечить оптимальные условия поставки воды всем категориям потребителей.
Рассмотренная методика расчёта ЕПК «Обеспечение установленного давления воды» позволяет получить нормированное числовое значение исследуемого показателя качества, оценить насколько близок к оптимальному достигнутый уровень качества, а также использовать полученное значение ЕПК для дальнейшего расчета комплексного показателя качества.
Список литературы
1. Большая Энциклопедия Нефти Газа. Электронный ресурс: http://www.ngpedia.ru
2. СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения», утвержденных Постановлением Госстроя СССР от 27.07.1984 года № 123.
3. Е.В. Масенков, Д.Б. Белов. Показатели качества системы коммунального водоснабжения. Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 12: в 2 ч. Ч. 1. Тула: Изд-во ТулГУ, 2015. 257 с.
Masenkov Evgeny Vyacheslavovich, post graduate student
(e-mail: Masenkov-Evgeny@ya.ru)
Tula state university, Tula, Russia
Belov Dmitry Borisovich, Cand.Tech.Sci., associate professor
(e-mail: imsbelov@mail.ru)
Tula state university, Tula, Russia
ENSURING ASSIGNED WATER PRESSURE AS A SINGLE INDICATOR OF QUALITY WATER SUPPLY
E.V. Masenkov, D.B. Belov
Abstract. The method of calculating a single indicator of quality of water supply system "Ensuring assigned water pressure". The formula for determining the grading assessment of the quality index.
Key words: water supply, water pressure, unit parameter of quality, calculation method.
УДК 621.317
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ КВАНТОВАНИЯ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ, СВЯЗАННЫХ С ПЕРЕХОДАМИ ЧЕРЕЗ НОЛЬ, НА ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ* МелентьевВладимир Сергеевич, д.т.н., профессор (e-mail: vs_mel@mail.ru) Поздеева Елена Владиславовна, аспирант
(e-mail: yaelenkapavlenko@yandex.ru) Буканов Сергей Александрович, студент Самарский государственный технический университет, Россия
(e-mail: ims@samgtu.ru)
В статье рассматривается новый метод, позволяющий определять частоту периодических сигналов за долю их периода. Метод обеспечивает исключение частотной погрешности и погрешности по модулю фазосдви-гающих блоков, используемых для формирования дополнительных сигналов. Реализация метода обеспечивает сокращение времени и увеличение точности измерения. Приводятся результаты анализа погрешности измерения частоты, обусловленной квантованием мгновенных значений сигналов.
* Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 16-08-00252 А).
Ключевые слова: частота, периодический сигнал, гармоническая модель, мгновенные значения сигналов, высшие гармоники, квантование, погрешность.
