Содержание к диссертации
Введение
1. Обоснование оценки состояния экологических систем на объектах АПК 8
1.1. Классификация загрязняющих факторов 8
1.2, Оценка состояния агроэкосистем 12
1,3 - Устойчивость и изменчивость агроэкосистемы в рамках АПК 15
1.4. Прогнозирование надежности исполнительных механизмов (ИМ), применяемых на объектах АПК 16
1.5- Системы управления, применяемые в объектах АПК .. 17
1.6. Постановка задачи исследований 20
2. Исследование и разработка методики конструирования ИМ различного назначения 22
2.1. Формирование информационной базы для разработки антишумовых регулирующих клапанов (АРК) 22
2.2. Исследование динамики АРК 26
2.3. Исследование возможности уменьшения шума на объектах АПК 30
2.3.1. Удары в результате сжатия и расслоения потока при сверхкритических перепадах давления газа и пара 31
2.3.2. Кавитация, вскипание, двухфазный поток, процесс дросселирования -причина возникновения шума 32
2.3.3. Дросселирование жидкости, газов и паров 35
2.3.4. Формирование шума 36
2.3.5 Мероприятия по снижению уровня шума 37
2,3,6. Рекомендации по монтажу 39
2.4. Моделирование реальных автоматизированных систем, представленных в виде систем массового обслуживания 39
3. Обоснование и выбор основных параметров и характеристик ИМ для объектов АПК 44
3.1. Классификация ИМ различного назначения 45
3.2. Математические методы анализа уровня развития унификации, нормализации и стандартизации производства (УНИСП) на предприятиях АПК 51
3.3. Разработка системной концепции организации управления уровнем развития и совершенствования продукции на объектах АПК 56
4. Исследование надежности работы ИМ на объектах АПК в различных условиях испытаний 61
4.1. Прогнозирование ущерба от отказов в работе оборудования теплоснабжения и разработка методики по их устранению 61
4.2. Расчет величины ущерба при перерывах в теплоснабжении на объектах АПК 65
4.3. Исследование надежности ИМ в системах воздухоснабжения защитных сооружений 69
4.4. Способы повышения надежности ИМ в системе вентиляции в зоне возможных аварий на объектах АПК 76
Заключение 79
Литература 85
Приложения.. 95
- Системы управления, применяемые в объектах АПК
- Формирование информационной базы для разработки антишумовых регулирующих клапанов (АРК)
- Математические методы анализа уровня развития унификации, нормализации и стандартизации производства (УНИСП) на предприятиях АПК
- Прогнозирование ущерба от отказов в работе оборудования теплоснабжения и разработка методики по их устранению
Введение к работе
В ряду основных областей жизнедеятельности человека рациональное использование и защита окружающей среды занимают важное место и являются фундаментальными государственными и международными установками, особенно в период развития в России рыночных отношений.
Эффективность этих установок должна оцениваться по таким аспектам, как обеспечение сохранения равновесного состояния круговоротов в природе, удовлетворение потребностей в получении сельскохозяйственной продукции, создание новых экологически чистых и безопасных технических средств, технологий и методов защиты окружающей среды, а также возможности применения и сохранения работоспособности таких средств и технологий при спасении и жизнеобеспечения населения в чрезвычайных ситуациях (ЧС).
Одним из ответственных звеньев системы автоматического управления (САУ) или регулирования (САР) сельскохозяйственного производства (в частности на объектах АПК) посредством изменения расхода среды является исполнительный механизм (ИМ), включающий в себя дроссельный регулирующий орган (клапан, заслонка и др.) и исполнительное устройство (ИУ).
ИМ непосредственно воздействует на процесс в соответствии с получаемой командной, информацией. При этом от правильности расчета пропускной способности и выбора характеристик регулирующего органа во многом зависит качество регулирования, так как в отличие от других звеньев САР (датчики, регуляторы и т.п.) пропускные характеристики регулирующих органов искажаются некоторыми внешними факторами (например, гидравлическими характеристиками трубопроводов).
При расчете пропускной способности и выборе размеров дроссельных регулирующих органов часто пользуются недостаточно проверенными формулами, что во многих случаях приводит к значительным расхождениям между расчетным и фактическим расходом среды.
Этому способствует многообразие регулируемых потоков жидкостей, их различные термодинамические свойства, большой диапазон изменения температуры, давления, вязкости, плотности.
Известные в отечественной и иностранной литературе методы расчета и выбора регулирующих органов часто не учитывают возможности возникновения кавитации, которая влияет на пропускную способность и. может привести к вибрации и шумам, разрушению материала и другим неблагоприятным последствиям [6, 7,44].
Кроме того, в существующих методах выбора расходной характеристики регулирующих органов не определяются параметры, которые необходимы для расчета CAY (САР).
Практические цели указанных факторов совпадают с характером взаимодействия составляющих экосистемы и появление новых и совершенных ИМ В' составе объектов АПК позволяют объемно рассмотреть это взаимодействие, добавив, к понятию «защита окружающей среды» свойства функциональности и динамичности.
Таким образом, назрела необходимость и появилась возможность использовать новые технологии и наиболее совершенные на сегодняшний день ИМ в эколого-технологических процессах сельскохозяйственного производства.
Эти положения и определяют, на наш взгляд, актуальность предоставленной диссертационной работы.
Целью диссертации является разработка методологии. и создание экологически чистых ИМ, управляющих эколого-техпологическими процессами на предприятиях АПК, а таюке для использования этих разработок в ЧС.
Для достижения этой цели решались следующие основные задачи: - исследовалась автоматизированная агроэкологическая система «Человек — Окружающая среда» и ее влияние на природные комплексы и компоненты;
разработаны рекомендации по минимизации негативного воздействия техногенных нагрузок на окружающую природную среду;
- исследовано взаимодействие между компонентами агроэкосистемы (АСУ,
представленной в виде СМО) и характера ее функционирования в условиях
техногенных нагрузок;
- разработаны методы расчета пропускной способности ИМ;
- обоснованы расчеты и выбор условного прохода и расходных характеристик,
различных регулирующих органов ИМ для различных сред;
исследованы основные параметры ИМ с учетом влияния вязкости и кавитации;
определена рациональная расходная характеристика регулирующих органов ИМ с помощью такого критерия ее оценки, как коэффициент передачи (усиления), используемый для расчета САУ, представленный в виде СМО,
Объект исследований, ИМ, управляющие эколого-технологическими процессами сельскохозяйственного производства на объектах АПК.
Метод исследований. Решение поставленных задач осуществлялось на основе исследования АСУ (представленной как СМО) в различных условиях испытаний.
Научная новизна исследований
Разработана методика обоснований основных параметров АСУ и характеристик ИМ, как составляющих этой системы; исследован механизм появления шумов при эксплуатации клапанов различных модификаций.
Впервые предложен метод автоматизации систем управления, основанный на представлении ее как системы массового обслуживания (СМО) на базе математических моделей ИМ, статических и динамических характеристик объекта управления,
Предложена процедура проектирования ИМ с учетом различных эколого-технологических условий, разработаны принципы комплексной оценки надежности агроэкосистемы в рамках АПК.
Впервые сформулированы принципы формирования информационной базы для разработки антишумовых регулирующих клапанов, а также моделирования реальных автоматизированных систем.
5 - Предложен единый критерий, определяющий целый ряд
характеристических параметров работоспособности регулирующих клапанов, позволяющий проводить их прямое количественное измерение.
Практическая значимость результатов исследований состоит в том, что полученные результаты расчетов позволяют выработать рекомендации по минимизаций негативного воздействия техногенных нагрузок на окружающую природную среду на объектах АПК.
Относительная простота оценки основных параметров и характеристик ИМ, работающих в составе АСУ в условиях техногенных нагрузок, делает возможным ее использование специалистами сельскохозяйственного производства.
Реализация результатов исследований. На разработки конструкций ИМ, работающих в различных условиях и на разных объектах АПК, получено 10 патентов на изобретение, которые используются в различных отраслях народного хозяйства и в сельскохозяйственном производстве.
Достоверность полученных результатов, выводов и рекомендаций подтверждаются тем, что применяемые методики исследований и расчетов обладают достаточной точностью и надежностью, что способствует совершенствованию эколого-мелиоративных систем АПК.
Основные положения, выносимые на защиту:
Обоснование оценки состояния экологических систем на объектах АПК.
Методика конструирования ИМ различного назначения, в том числе для специальных случаев повышенного шума и кавитации,
Вероятностное прогнозирование работоспособности ИМ.
Исследования надежности работы ИМ в АСУ ТП на объектах АПК в различных технологических условиях.
Методика расчета величины ущерба при перерывах в теплоснабжении на объектах АПК,
Определение основных параметров ИМ в составе АСУ эколого-технологическими процессами с учетом влияния вязкости и кавитации и шума,
Способы повышения надежности ИМ в системах АСУ 111 в зоне возможных аварий на объектах АПК при учете предложенных параметров ИМ,
Апробация результатов исследования. Результаты исследований доложены и обсуждены на ежегодных научно-практических конференциях Международной академии экологической безопасности и природопользования; г. Москва 2001 г, на Iй Всероссийской геофизической конференции-ярмарке Техноэкогеофизика-новые технологии извлечения минерально-сырьевых ресурсов; Ухта 1-5 октября 2002 г.на II Международной научно-практической конференции; Экология и безопасность жизнедеятельности г, Пенза 24-25 декабря 2002 г.
Публикация результатов исследований. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 21 печатных работах общим объемом 5,25 пл,, включая 5 патентов на изобретения.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы из 123 наименований, 15 приложений и содержит 94 страниц машинописного текста, 10 таблиц, 19 рисунков.
Системы управления, применяемые в объектах АПК
Многообразие условий работы различных исполнительных механизмов ИМ (в частности, регулирующих клапанов РК), а также отсутствие у исследователей и разработчиков единого подхода к их конструированию привело к весьма большому разнообразию в конструктивном исполнении клапанов.
При этом основными элементами любого клапанного устройства являются: - неподвижный запирающий элемент (седло), который, как правило, закреплен в корпусе ИМ; - подвижный запирающий элемент (запорный орган - затвор). При работе клапанного устройства путем посадки затвора на седло перекрывается поток рабочей среды и осуществляется герметизация по уплотнителю из упругого материала (например, спецметалла или полимера). Герметизация сопряженных поверхностей запорного органа и седла обеспечиваются с помощью задатчика нагрузки — пружины, а также перепада давления на запорном органе. Таким образом, клапанное уплотнение образуется с помощью запорного органа, седла и задатчика нагрузки. [41, 42, 44] Работа регулирующих клапанов в неблагоприятных условиях (высокий перепад давления, вскипание жидкости и т.п.) сопровождается такими неблагоприятными явлениями, как кавитация, вибрация и шум. Эти явления особенно заметны при больших скоростях течения среды и значительных перепадах давления на регулирующем органе В результате этих негативных воздействий возможен интенсивный износ воздействия дроссельной пары, корпуса, штока и уплотнительных поверхностей сальника. Кроме того, не исключаются; - нарушения нормальной работы; - сокращение срока службы (или отказ в работе); - шумовое загрязнение окружающей среды. Осознание РК как источника кавитации, вибрации и шума, позволило нам сформулировать новый, более прогрессивный принцип выбора типоразмера и конструкции по пропускной способности клапана с учетом значений кавитации, шума и вибрации на клапане. Как известно, радиационный принцип выбора типоразмера РК сводится к определению необходимого значения условной пропускной способности для клапана заданной конструкции. Нами предлагается принцип выбора, который добавляет дополнительное требование - процесс дросселирования должен быть проведен без кавитации, вибрации и шума. Традиционным методом предотвращения кавитации, вибрации и шума за счет ограничений перепада давления на РК свойственен существенный недостаток, который делает эти методы недостаточно эффективными, а зачастую и вовсе бесполезными. Например, теоретически представляется возможным рассчитать перепад давления,, обеспечивающий работу РК без кавитации (на жидкости) к- при умеренных (дозвуковых) скоростях течения (на газе). Однако, практически воспользоваться результатами расчета зачастую не представляется возможным; фактически работающее в системе оборудование и условия технологического процесса не позволяют ограничить перепад давления В большинстве случаев перепад давления на регулирующем клапане превышает значение, необходимое для управления потоком, т.е. РК приходится выполнять две функции: управлять потоком и дросселировать (гасить «лишний» перепад давления). При этом под «лишним» (для РК) перепадом давления следует понимать его избыток сверх необходимого значения для того, чтобы обеспечить максимальный расход регулируемой среды и управления среды. Кроме того, при закрытии РК перепад давления на нем увеличивается и, в положениях, близких к закрытию именно рассеивается весь перепад давления трубопроводной системы. Новые требования к качеству процесса дросселирования в РК привели к формированию принципиально новых требований к конструкции клапанов. На наш взгляд, конфигурация проточной части РК должна соответствовать режимным параметрам потока регулируемой среды. По мере повышения степени кавитационной или шумовой опасности в проточной части РК должны включатся дополнительные элементы или каскады, обеспечивающие требуемое качество процесса дросселирования. Здесь возможно два подхода: - антикавитационные или антишумовые конструкции РК разрабатываются на базе стандартного исполнения клапана посредством введения в проточную часть клапана дополнительных элементов; - конструкция РК разрабатывается как антикавитационная или антишумовая. Заметим, что в первом случае клапан может иметь различные исполнения; - стандартное; несколько антикавитационных (для жидкости); - несколько антишумовых (для газа). Последнее время развитие конструкций РК происходило с использованием обоих подходов. Однако, наиболее продуктивным показал себя принцип разработки специальных исполнений стандартной конструкций. Такой подход реализован в конструкции практически всех ведущих фирм — разработчиков и производителей РК [75, 76,77]. В соответствии с новыми требованиями к показателям функционирования РК изменилось содержание» а также расчетное и программное обеспечение работы по выбору типоразмера РК по исходным требованиям потребителя (заказчика). Так, прежде по исходным требованиям потребителя, производился выбор типоразмера РК только по пропускной способности. Новый подход заключается в том, что в выборе типоразмера н конструкции клапана определяющее значение помимо пропускной способности приобретают степени антикавитационной и антишумовой защиты. При этом следует отметить, что прежний (традиционный) подход требовал весьма несложного расчетного и нормативного обеспечения. Например, в отечественной практике до настоящего времени такие расчеты обычно выполнялись вручную или с помощью довольно простых машинных программ. Тогда как новый подход требует расчетного обеспечения гораздо более высокого уровня организации и математического обеспечения, Необходимость проведения мероприятий по снижения шума определяется: - на действующих предприятиях АПК (на основании измерений уровней звукового давления на рабочих местах и последующего сравнения этих уровней с допустимыми по нормам Ьрдоп); - на проектируемых предприятиях АПК (на основании акустического расчета). При этом целями акустического расчета являются [6]: - выявление источников шума и определение их шумовых характеристик; - выбор расчетных точек и определение допустимых уровней звукового давления Ьржш. для этих точек.
Формирование информационной базы для разработки антишумовых регулирующих клапанов (АРК)
Для того, чтобы максимально приблизить условия исследований к производственным, необходимы значительные затраты на измерительную камеру, для замера шума, средства энергетического обеспечения измерительные устройства и обслуживающий персонал-Предыдущие разработки использовали, как правило, один из двух принципов: параллельное или последовательное включение дроссельных устройств. При параллельном включении происходит разложение потока на несколько потоков и снижение шума достигается за счет следующих факторов: - взаимодействий (интерференция); - сдвига частоты (число Штроугала); - уменьшение вихрей. Последовательное включения обеспечивает снижение давления ниже, критического; снижение уровня шума достигается за счет малой скорости, а также предотвращения скачков уплотнения и разложения потоков газа и пара. Реализация параллельного варианта представляет собой клетку с отверстиями. При этом в зависимости от положения, в котором находится поршень, открывается большее или меньшее количество отверстия. Это устройство обеспечивает снижение уровня, шума на величину 15dB по сравнению с обычными типами регулирующих органов. Практически данный метод может успешно применяться только для газов с перепадом давления ра/рс 3. Для жидкостей допустимый перепад давления получают из сравнения КиО. При применении дополнительных дисков с отверстиями возможен больший допустимый перепад давления. При этом необходимо учитывать, что эти диски, как нерегулируемые дроссели, могут оказывать неблагоприятное влияние на расходную характеристику. В любом случае необходимо учитывать конкретные условия. При переменном перепаде давления эти постоянные дроссели необходимы только в особых случаях, так как размеры приняты для наименьшего перепада давления. Последовательное включение управляемых сопротивлений обеспечивает, снижение уровня шума примерно на 20dB по сравнению с одноступенчатыми регулирующими органами Эти регулирующие органы могут применяться в очень сложных производственных условий, например, при добыче природного газа. Конструкция обеспечивает высокую прочность и приспособлена для загрязненных и вызывающих эрозию веществ. Эта конструкция довольно дорогая. Реализация последовательного варианта посредством лабиринтов, которые регулируются аналогично отверстиям в клеточных затворах может устанавливаться на стандартных регулирующих органах вместо обычных дроссельных элементов при относительно малых дополнительных затратах. Необходимо учитывать, что использование конструкций со сниженным уровнем шума приводит к уменьшению расхода и условной пропускной способности по сравнению с одноступенчатыми регулирующими органами- Это объясняется тем, что в параллельном варианте используется арматура с меньшим проходным сечением, а при последовательном варианте отсутствует восстановление давления. Необходимо исходить из следующего правила; применение встроенных элементов, снижающих уровень шума в стандартных регулирующих органах, обеспечивает лишь 50% условной пропускной способности по сравнению с обычным исполнением. Большое значение имеет также скорость на выходе, Длятого, чтобы не были сведены на нет мероприятия по снижению уровня шума, необходимо, чтобы скорость на выходе была как можно ниже, она не должна превышать Ма-0,3, 2-3.6, Рекомендации по монтажу Необходимо учитывать конфигурацию трубопровода. Двойная толщина стенки трубопровода обеспечивает уменьшение уровня шума примерно на 5dB; конфигурация трубопровода тоже влияет на возникновение шума. Важным является то обстоятельство, что на входе в арматуру должен быть по возможности более равномерный профиль потока, должны быть устранены внезапные отводы вверх на переходы в трубопроводы большего размера. Для нефтехимической установки одинаково важным. является вопрос предварительного расчета уровня шума новых установок и использования устройств для снижения уровня шума на уже действующих установках. При создании новых установок целесообразен предварительный расчет уровня шума и в случае необходимости - применение соответствующей арматуры; для уменьшения шума на уже имеющихся установках могут проводиться дополнительные мероприятия, такие, как акустическая изоляция или использование глушителей. 2.4. Моделирование реальных автоматизированных систем, представленных в виде систем массового обслуживания В условиях перехода России к рыночной экономике и устойчивому развитию общества и всех областей народного хозяйства, все большую актуальность, на наш взгляд, приобретает имитационное моделирование объектов, в том числе и і сельскохозяйственной техники. В этой связи, особое место занимают различные системы массового обслуживания, которые на сегодняшний день широко применяются в различных отраслях промышленного и сельскохозяйственного производства. Это объясняется тем, что работа вышеуказанных систем зависит от множества вероятностных показателей и параметров, а функционирование любой системы массового обслуживания состоит в удовлетворении поступающего в нее потока требований. Рассмотрим процесс моделирования системы с n-ым числом исполнительных механизмов (ИМ), представленной в виде системы массового обслуживания (СМО). В качестве ИМ берутся регулирующие клапаны различных типов, но для. упрощения моделирования и расчетов, в нашем случае, все клапаны приведены к одному (типовому) варианту. Таким образом, допустим, что система состоит из п пронумерованных одинаковых ИМ; входящий поток простейший с параметром X [12]; время обслуживания ИМ одного требования (1 0 постоянно; система без ожидания (требование, заставшее все ИМ занятыми, покидает систему).
Дисциплина обслуживания имеет следующий вид: если в момент поступления к-го требования, первый ИМ свободен, то он приступает к обслуживанию требования; если зтот ИМ занят, то требование обслуживает второй ИМ и т.д»
Математические методы анализа уровня развития унификации, нормализации и стандартизации производства (УНИСП) на предприятиях АПК
Запорные (отсечные) ИМ общепромышленного назначения типа ЗК предназначены для автоматического управления жидкими и газообразными средами- Эти клапаны могут аварийно перекрывать или открывать трубопровод в зависимости от исходного положения клапана. Быстрое открытие или закрытие клапана обеспечивается электромагнитным или пневматическим управляющим клапаном, устанавливаемым в линии питания привода клапана. Стандартное время закрытия (открытия) 8 . 12 сек. По заказу могут поставляться клапаны с временем срабатывания 3,,.4 сек.
Запорные ИМ типа ЗК предназначены для автоматического управления жидкими и газообразными потоками различных сред. Они могут аварийно перекрывать или открывать трубопровод в зависимости от исходного положения клапана. Его быстрое открытие или закрытие обеспечивается электромагнитным или пневматическим управляющим клапаном, устанавливаемым в линии питания привода данного ИМ. Стандартное время закрытия (открытия) 8 ,.. 12 сек. По заказу могут поставляться клапаны с временем срабатывания 3 .,.4 сек.
Регулирующие модернизированные ИМ типа ПОУ-7М, ПОУ-8М и ПОУ-9М предназначены для автоматического управления потоками жидкостей и газов при рабочих давления до 6,3 МПа (ПОУ-7М) и до 16 МПа (ПОУ-8М и ПОУ-9М). Их конструкция обеспечивает высокий перепад давления, ремонтопригодность и удобство обслуживания.
ИМ малогабаритные регулирующие с парообогревом типа КМП относятся к классу клеточных клапанов. Они предназначены для автоматического управления потоками жидкостей и газов (кристаллизующихся в застойных зонах при обычных температурах), а также могут выполнять функцию отсекания (регулирующе-отсечные) при рабочих давлениях до 4,0 МПа, Они применяются на обогреваемых трубопроводах с диаметром DN 15,. 20, 25, 32 мм и могут иметь пропускную способность от 0,006 до 16,0 м3/ч. Конструкция клапанов типа КМП основана на обогреве корпуса клапана насыщенным или перегретым паром, а также газом и другим теплоносителем- Выходные фланцы клапана позволяют устанавливать его на трубопроводах с условным проходом 15, 20, 25 и 32 мм.
Обогрев этого ИМ осуществляется паром с давлением до 8,0 атм. Подача пара осуществляется через штуцерные соединения с внутренним проходом 10 мм. Паровая рубашка клапана полностью охватывает корпус клапана и обеспечивает необходимый прогрев всех зон клапана, что позволяет сохранять его работоспособность при работе с кристаллизующимися средами,
ИМ типа КМР-Р предназначены для механического управления потоками жидкостей и газов, а также могут выполнять функцию запирания при рабочих давлениях до 4,0 МПа. Они применяются на трубопроводах с диаметром DN 20, 25, 32, 40, 50 мм и могут иметь пропускную способность от 0,006 до 16 0 м /ч. Клапан с ручным приводом применяется в установках как переменное дроссельное устройство для установки в линии требуемого значения давления, расхода и т.п. Запорные и регулирующие ИМ с ручным приводом типа ЗК-Р, РК-Р предназначены для ручного управления жидкими и газообразными потоками нефти, нефтепродуктов, химпродуктов, газа, пара, воды и других сред. Перекрытие потока рабочей среды осуществляется путем перемещения затвора вдоль оси потока перпендикулярно функции регулирования осуществляется путем перемещения вручную дроссельного элемента и фиксирования его в положении, обеспечивающем пропуск необходимого количества среды. Запорные (отсечные) клапаны относятся к арматуре двухпозиционного регулирования «открыто-закрыто», т.е. они применяются только для включения или отключения трубопроводов. ИМ малогабаритный фторопластовый типа МИУФ предназначен для автоматического регулирования расхода особо агрессивных, летучих и стерильных жидкостей (кислот и щелочей любых концентраций, сильных растворителей, пищевых и стерильных продуктов и газов). Этот клапан полностью изготавливается из фторопласта-4 с металлической рубашкой. Он применяется на низких давлениях (10 атм.) и небольших расходах 50 Клапаны типа МИУФ применяются на чистых средах с высокой химической активностью. Температура среды — не более 100 С, Допустимое условное давление - 10 атм., перепад на клапане не должен превышать 8 атм. Он применяется на любых кислотах и любых химически агрессивных средах (кроме растворов щелочных металлов). Эти ИМ могут быть регулирующими, регулирующе-отсечными (запорно-регулирующими) и отсечными. Для отсечных клапанов класс герметичности А и В по ГОСТ 9544-93 (в зависимости от заказа). Время закрытия (отсечки) клапанов - 5 ... 6 сек,, по специальному заказу могут изготавливаться клапаны со временем закрытия 1 ... 2 сек. ИМ футерованный типа УИФ предназначен для автоматического регулирования расхода особо агрессивных, летучих стерильных жидкостей (кислот и щелочей любых концентраций, сильных растворителей, пищевых стерильных продуктов и газов). Отличается высокой химической стойкостью и широким диапазоном рабочей температуры. Используется до давления 40 атм- и средних объемах пропускной способности. Клапан обладает повышенной ремонтопригодностью за счет упрощенной технологии замены дроссельной пары. Детали ИМ, контактирующие с регулируемой средой, изготавливаются из фторопласта-4 методом опрессовки и спекания. Клапан футерованный, типа УИФ-Р с ручным приводом предназначен для. механического регулирования расхода особо агрессивных, летучих: и стерильных жидкостей (кислот и щелочей любых концентраций, сильных растворителей, пищевых, стерильных продуктов и газов).
Технические данные этого ИМ: - условное давление, МПа —4,0; - условный проход, мм - 25, 50, 80; - пропускная характеристика —универсальная; -- диапазон температур регулируемой среды, С — 50 ... 160; - диапазон температур окружающей среды, С - от -40 до +70 (по специальному заказу до -60); - присоединительные размеры фланцев по ГОСТ 12815-80 (тип «выступ-впадина»); - материалы: корпус - сталь Ст.20,09Г2С(по специальному заказу) дроссельная пара — фторопласт-4, ИМ шланговый специальный типа КШС применяется для автоматического регулирования расхода вязких жидкостей, суспензий, пульп (в том числе состоящих из агрессивных веществ, сыпучих сред, запыленных газов). Используется для загрязненных сред (пульп, стоков и т-п.) при различных расходах. ИМ шланговый типа КШС-Р с ручным приводом предназначен для механического регулирования расхода вязких жидкостей, суспензий, пульп. Используется этот клапан для загрязненных сред (пульп, стоков и т.п.) при значительных расходах.
Прогнозирование ущерба от отказов в работе оборудования теплоснабжения и разработка методики по их устранению
В любой экосистеме имеют место прямые связи с ее внешним окружением и обратные связи двоякого рода - положительные (создание материально-биологических ресурсов в результате синтетических процессов) и отрицательные (расходование ресурсов на синтез и процессы жизнедеятельности).
Эти отрицательные обратные связи и регулируют состав, численность и продуктивность живых компонентов экосистемы или биогеоценоза, поддерживая тем самым видовые популяции на определенном уровне численности, создавая предел безграничному увеличению этого уровня.
Благодаря этому сохраняется экологическая емкость данной среды, т.е. общее конкретное количество видов определенной экологии, способных нормальной существовать в условиях данной экосистемы. В результате экосистема поддерживается в состоянии динамического равновесия, обеспечивается ее гомеостаз и устойчивость. Выделяют четыре основные категории динамического состояния экосистем: - относительное равновесие (флуктуации)» когда изменения происходят вокруг средних величин; - циклические сукцессии, вызываемые соответствующими климатическими циклами; - сукцессии, вызываемые ненаправленными изменениями экосистем; - антропогенное преобразование природных экосистем. При этом основой для оптимизации экосистем является познание структурно-функциональной организации механизмов их саморегуляции. Из всего многообразия экологических концепций нами исследовались (в большей или меньшей мере) следующие концептуальные положения экологии: - информационно-кибернетическая концепция (потоки информации и гомеостаз, популяции, биогеоценоза и экосистемы, управляющие воздействия на них); - социально-экономическая концепция (эксплуатация экосистем, благоприятные и неблагоприятные последствия для общества); - хорологическая концепция (пространственная структура видов, распределение экосистем различного ранга в зависимости от климатических» зонально-поясных, ландшафтных и региональных особенностей географической среды). По мере роста производительных сил использование природно-ресурсного потенциала неуклонно расширяется, степень «участия природной среды в системе общественного производства возрастает, что обусловливает в итоге постоянное усиление разностороннего антропогенного воздействия на природные комплексы и компоненты. При этом техногену (процесс изменения природных комплексов под воздействием производственной деятельности человека) заключается в преобразовании биосферы, вызываемом совокупностью геохимических процессов, связанных с технической и технологической деятельностью людей по извлечению из окружающей среды, концентрации и перегруппировке целого ряда химических элементов, их минеральных и органических соединений. В этой связи, нами были исследованы и разработаны различные виды ИМ (как составных частей АСУ (или АСР), способствующих более устойчивой и надежной их работы в различных условиях, в т-ч_ и в случае воздействия на них природных и антропогенных негативных факторов. Основные выводы, полученные на основе выполненных, теоретических и экспериментальных исследований, могут быть сформулированы следующим образом: 1. Разработана методика обоснований основных параметров АСУ и характеристик ИМ, как составляющих этой системы; исследован механизм появления шумов при эксплуатации клапанов различных модификаций. 2. Впервые предложен метод автоматизации систем управления, основанный на представлении ее как системы массового обслуживания (СМО) на базе математических моделей ИМ, статических и динамических характеристик объекта управления. 3. Предложена процедура проектирования ИМ с учетом различных эколого-технологических условий, разработаны принципы комплексной оценки надежности агроэкосистемы в рамках АПК. 4. Впервые сформулированы принципы формирования информационной базы для разработки антишумовых регулирующих клапанов, а также моделирования реальных автоматизированных систем. 5« Предложен единый критерий, определяющий целый ряд характеристических параметров работоспособности регулирующих клапанов, позволяющий проводить их прямое количественное измерение.
