Расчет аппарата на опрокидывание

Если _min < 0 в опоре – будет опрокидывание, если _min > 0 – опрокидывания не будет.

F – ветровая нагрузка,

,

где q=400 Н/м² по Воронежу; K₁ – коэффициент аэродинамического сопротивления, зависит от формы аппарата (если прямая форма K₁=1, при вогнутой форме K₁=1,4, при выпуклой форме K₁=0.7); K₂ – коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку.

Изгибающий момент

.

Напряжения

,

,

,

где – сила тяжести пустого аппарата; S – суммарная площадь всех опор.

,

где W – момент сопротивления сечения опоры.

Диагностика брагоректификационных аппаратов

Для каждой машины, аппарата, автомата, установки или линии возможно появление нескольких (до 15…20) неисправностей, и по каждой из них имеется несколько причин.

При этом возникает вопрос: как определить, какие именно неисправности имею место в том или ином случае, каковы их причины из нескольких возможных. Кроме того, ситуация осложняется тем, что пищевые предприятия перерабатывают скоропортящееся сырье и время для выяснения и устранения неисправностей, что связано с остановкой оборудования, ограничено. В качестве примера рассмотрим брагоректификационный аппарат, представив характеристику одной из часто возникающих неисправностей и ее причин в виде таблицы.

Наименование неисправности	Внешние признаки неисправности	Способ и средства обнаружения неисправности	Причина неисправности	Способы обнаружения причины	Способы устранения причин неисправности
Недостаточная подача бражки	Фактический приток барды меньше номинального	Изменение количества спирта-сырца, выходящего в единицу времени, т.е. уменьшение производительности брагоректификационной установки	1. Несоответствие между производительностью насоса для подачи бражки и степенью открытия крана спиртовой колонны	1. Визуально по положению рукоятки крана	1. Привести в соответствие баланс производительности насоса и открытия крана
			2. Трубопровод для подачи бражки забит сухими частицами	2. Визуально после разборки трубопровода	2. Разобрать и прочистить трубопровод
			3. Слишком вязкая бражка	3. Визуально по консистенции бражки или с помощь вискозиметра	3. Подавать бражку стандартной плотности и вязкости

Изучив характеристики возможных неисправностей, необходимо провести рациональное их диагностирование (поиск) по определенному маршруту. Далее выполняется второй этап работы – составление алгоритмов диагностирования (поиска дефектов) и устранения каждой неисправности с последующей разработкой рекомендации операторам и наладчикам.

Акустические способы обнаружения дефектов оборудования

Акустические методы широко применяются в диагностике оборудования. При визуальных методах невозможно, например, определить внутренние дефекты или трещины, в то время как акустический метод контроля позволяет это сделать.

Различают пассивные и активные акустические методы контроля. Пассивные методы основаны на исследовании упругих волн, возникающих в контролируемом изделии во время или по окончании технологического процесса, или при нагружении, в частности в момент образования или развития несплошностей. К ним относятся методы контроля, использующие акустическую эмиссию, а также шумо- и вибродиагностика. Активные методы основаны на исследовании распространения колебаний специально вводимых в контролируемое изделие.

Акустические колебания - это механические колебания среды. При акустическом контроле обычно используют колебания с частотой 0,5...25 МГц, т. е. ультразвуковые. Поэтому большинство акустических методов являются ультразвуковыми, хотя известны случаи использования и колебаний звуковой частоты, в частности импедансный метод контроля, используемый при контроле паяных, клееных или сваренных контактной сваркой конструкций.

Для возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний используют пьезоэлектрический эффект: некоторые материалы (кварц, титанат бария, титанат-цирконат свинца и др.) под действием переменного электрического поля меняют свои размеры с частотой изменения поля. Пьезоэлектрическую пластину помещают в специальном устройстве-пьезопреобразователе (искателе). Материалы, используемые в пьезопреобразователях: плексиглас, капролон, фторопласт, полистирол, — способствуют гашению отраженной волны, так как имеют большие коэффициенты затухания ультразвуковых колебаний и малую скорость их распространения.

Пьезопреобразователи, предназначенные для ввода волны в направлении, перпендикулярном поверхности, называют прямыми, или нормальными, а для ввода под некоторым углом - наклонными, или призматическими. Пьезопреобразователи включаются по раздельной, совмещенной или раздельно-совмещенной схемам. В последнем случае в одном корпусе размещаются два пьезопреобразователя, разделенных между собой экраном. При падении ультразвуковой волны на поверхность раздела двух сред, в частности на границу дефекта, часть энергии отражается, что и используется при контроле. Для анализа распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии используют три основных метода: теневой, зеркально-теневой и эхо-метод.

При теневом методе признаком обнаружения дефекта служит уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, прошедшей от излучающего пьезопреобразователя к приемному. Недостатки метода - необходимость двустороннего доступа к изделию и малая точность оценки координат дефектов, достоинство - высокая помехоустойчивость. Метод может применяться для изделий с грубо обработанной поверхностью.

При зеркально-теневом методе признаком обнаружения дефекта является уменьшение интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, отраженной от противоположной поверхности изделия. Отраженный сигнал называется донным. Метод не требует двустороннего доступа к контролируемому изделию, позволяет более достоверно выявлять корневые дефекты в стыковых швах, помехоустойчив, применяется для изделий небольшой толщины с грубо обработанной поверхностью. Однако точность определения координат дефекта и при этом методе невысока.

При эхо-методе признаком обнаружения дефекта является прием эхо-сигнала, отраженного от дефекта. При зеркально-теневом и эхо-методе возможно использование одного пьезопреобразователя в качестве излучателя и приемника (при эхо-методе, как правило, так и делается), однако сигнал при этом должен подаваться импульсами. Если дефект расположен слишком близко к поверхности, то сигнал от него приходит раньше, чем закончится зондирующий импульс, и этот сигнал не будет заметен на фоне зондирующего импульса - дефект не обнаруживается. Слой материала, непосредственно прилегающий к пьезопреобразователю, в котором дефект не обнаруживается, называется мертвой зоной. Эхо-метод по сравнению с ранее рассмотренными позволяет достаточно точно определить не только наличие дефекта, но и его характеристики. Если длина волны ультразвуковых колебаний больше размера дефекта, то будет происходить его огибание и дефект не обнаружится. При большой величине зерен металла происходит значительное затухание колебаний. Так как длина волны обратно пропорциональна частоте колебаний, то с увеличением частоты повышается чувствительность к более мелким дефектам, но возрастают структурные помехи. Это необходимо учитывать при выборе частоты. При контроле сварных соединений обычно используются частоты от 0,5 до 10 МГц. Ультразвуковой контроль (УЗК) крупнозернистых материалов (чугуна, меди, аустенитных сталей) затруднен. Возможно существенное ослабление колебаний в околошовной зоне сварного соединения. Зависимость коэффициента затухания от величины зерна используют в ультразвуковых структурных анализаторах.

В спиртовой промышленности акустические методы могут применяться для контроля дефектов соединений в оборудовании для разваривания, осахаривания и брожения спиртосодержащего сырья. Большинство из них представляют собой емкости, обечайки и днища которых сварены между собой, а потеря герметичности сварного шва может повлечь к течи аппарата и потере продукта. Дефекты сварных швов часто незаметны, а при акустическом исследовании они выявляются.