Коефіцієнт тертя f між поверхнями різних матеріалів

Найменування тертьових матеріалів	Коефіцієнт тертя (f)
Коефіцієнт тертя ковзання: сталь по сталі сталь по чавуну метал по лінолеуму, дереву, бетону гума по твердому ґрунту, металу гума по дереву, чавуну шкіра по дереву, чавуну Коефіцієнт тертя кочення сталевого колеса по: рейці кахельній плитці лінолеуму дереву	0,15 0,13 0,2…0,6 0,4…0,6 0,5…0,8 0,3…0,6   0,05 0,1 0.12…0,2 0,12…0,15

 

Таблиця 2.5

Варіанти вихідних даних до задачі 2.1

Варіант	Ємність вуглеводневої суміші, Q (т)	Відстань від ємності до устаткування, r (м)	Характеристика промислового устаткування
	0,5		Дизель-генератор електростанції Smax=20 м^2, m=17000 кг, а = 4 м, h=3 м
			Козловий кран Smax=100 м^2, m=100000 кг, а = 10 м, h=20 м
	1,5		Навантажувач В–138 Smax=18 м^2, m=14500 кг, а=3 м, h = 3,7 м
			Підйомник Smax=10 м^2, m=1000 кг, а=4 м, h=2 м
	0,2		Автокран КС – 55721 Smax=50 м^2, m=30000 кг, а=4 м, h=3,75 м
	0,3
	2,5		Дизель-генератор ел. станції Smax=3 м^2, m = 15000 кг, а=3 м, h=1 м
			Генератор ТЕЦ – 100 кВт Smax=2 м^2, m = 1000 кг, а=2 м, h=1 м
			Трансформатор підстанції Smax=20 м^2, m=20000 кг, а=5 м, h=2 м
			Мостовий кран Smax=12 м^2, m=2000 кг, а=4 м, h=2 м
			Електродвигун водонапірної вежі Smax=1 м^2, m=80 кг, а=1 м, h=1 м

 

 

Задача 2.2

(для студентів факультетів: наноелектроніки та нанотехнологій, математики та інформатики, комп’ютерних наук та технологій)

 

Оцінка стійкості роботи промислового об’єкту до дії ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші

Приклад виконання задачі 2.2

Вихідні дані:

- ємність з вуглеводневим газом Q=1 т;

- відстань від ємності до цеху r=130 м.

Характеристика об’єкта:

- масивний промисловий будинок з металевим каркасом і крановим обладнанням 20-50 т;

- верстати важкі;

- верстати середні;

- промислові роботи;

- комп’ютерний клас;

- технологічні трубопроводи;

- крани і кранове обладнання;

- кабельні наземні лінії;

- електродвигуни відкриті 12 кВт;

- повітропроводи на металевих естакадах.

Визначити:

1. Стійкість роботи промислового об’єкта до дії ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші (ГПС).

2. Скласти таблицю результатів оцінки стійкості.

3. У довільно обраному масштабі накреслити схему зон осередку вибуху ГПС з указівкою розташування об’єкту.

 

Розв’язок

1. Визначаємо радіус зони детонаційної хвилі за формулою:

 

 

2. Знаходимо радіус зони дії продуктів вибуху за формулою:

 

 

3. Визначаємо розташування промислового об’єкту в осередку вибуху газоповітряної суміші (рис. 3).

 

 

Рис. 3. Розташування промислового об’єкту у вогнищі вибуху газоповітряної суміші:

I – зона детонаційної хвилі з радіусом r_I;

II – зона дії продуктів вибуху з радіусом r_II;

III – зона повітряної ударної хвилі з радіусом r_III.

 

При вибуху газоповітряної суміші промисловий об’єкт опиниться у зоні повітряної ударної хвилі, тому що r_ІІІ=r > r_І і r > r_ІІ.

4. Визначаємо відносну величину y за формулою:

 

 

5. Розраховуємо надлишковий тиск повітряної ударної хвилі для ІІІ зони при Ψ<2 за формулою:

 

 

Примітка: якщо відносна величина Ψ³2, то надлишковий тиск для ІІІ зони визначаємо за формулою:

 

 

6. Визначаємо основні елементи об’єкту, які впливають на стійкість його роботи, їхня характеристика складається на основі вивчення технічної і будівельної документації. Елементи, зазначені у вихідних даних, заносимо до табл. 2.6 «Результати оцінки стійкості об’єкта до впливу ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші».

7. За табл. 2.7 знаходимо для кожного елемента об’єкта значення надлишкових тисків, які викликають слабкі, середні, сильні і повні руйнування і прямокутниками з умовним штрихуванням заносимо до табл. 2.6.

8. Визначаємо межі стійкості кожного елемента. За межу стійкості приймається нижня межа середніх руйнувань.

9. Визначаємо межу стійкості об’єкта, за яку приймається мінімальна межа стійкості одного з елементів, в наведеному прикладі

ΔР_lim=12 (кПа).

10. Визначаємо ступені руйнування об'єкта при очікуваному надлишковому тиску при вибуху газоповітряної суміші, (див. пункт 5) ΔР_ІІІ=19,4 кПа, проводячи вертикальну лінію через 19,4 кПа.

11. За табл. 2.6 визначаємо, що слабкі руйнування одержать:

- верстати середні;

- кабельні наземні лінії.

Сильні:

- промислові роботи;

- комп’ютерний клас.

12. Висновки:

- промисловий об’єкт опинився в зоні середніх руйнувань;

- через те, що межа стійкості об’єкта нижче очікуваного надлишкового тиску, викликаного вибухом газоповітряної суміші, промисловий об’єкт – нестійкий:

 

ΔР_lim=12 (кПа) < ΔР_ІІІ=19,4 (кПа).

 

- оскільки межа стійкості більшості елементів 30 кПа, а очікуваний надлишковий тиск при вибуху газоповітряної суміші ΔР_ІІІ=19,4 (кПа), доцільно підвищити межу стійкості слабких елементів до 30 кПа;

- слабкими є елементи, межа стійкості яких нижче доцільної. До них відносяться: верстати середні, промислові роботи, комп’ютерний клас, кабельні наземні лінії;

- для підвищення стійкості об’єкта до впливу ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші необхідно підвищити стійкість слабких об’єктів проведенням інженерно-технічних і технологічних заходів.

 

Таблиця 2.6

 

Результати оцінки стійкості об’єкта до впливу ударної хвилі вибуху
газоповітряної суміші

 

13. Інженерно-технічні заходи:

- над верстатами середніми, промисловими роботами установити металеві каркаси, створити запас найбільш нестійких вузлів і деталей;

- верстати середні міцно закріпити на фундаменті;

- в комп’ютерному класі установити на відстані 1–1,5 м від стелі металеву сітку;

- кабельні наземні лінії заглибити в грунт на 0,5 м.

- при реконструкції або капітальному ремонті на промисловому об’єкті спланувати раціональне компонування технологічного устаткування, що по можливості виключає ушкодження його уламками конструкцій та ослаблює вплив ударної хвилі вибуху газоповітряної суміші.

14. Технологічні заходи:

- на період відбудовних робіт передбачити роботу промислового об’єкта з випуску продукції без використання роботів;

- завчасне проведення інженерно-технічних заходів дозволить підвищити стійкість роботи об’єкта при аварії на виробництві, пов’язаної з вибухом газоповітряної суміші, а своєчасне оповіщення виробничого персоналу про аварію дозволить швидко сховатися в укриття і забезпечити його надійний захист.

 

 

Таблиця 2.7

 

Ступінь руйнувань елементів об’єктів (підприємств) при різних надлишкових тисках ударної хвилі, кПа

Елементи об’єкта	Руйнування
Слабкі	Середні	Сильні	Повні
Виробничі будинки
Масивний промисловий будинок з металевим каркасом і крановим устаткуванням 25-50 т	20-30	30-40	40-50	50-70
Промислові будинки з металевим каркасом і бетонним заповненням	10-20	20-30	30-40	40-50
Масивний промисловий будинок	20-30	30-40	40-50	50-70
Будинки з легким металевим каркасом	10-20	20-30	30-50	50-70
Будинок зі збірного залізобетону	10-20	20-30	30-60	60-80
Триповерховий залізобетонний будинок	10-20	20-35	35-45	45-60
Складські цегляні будинки	10-20	20-30	30-40	40-50
Промислові будинки з металевим каркасом	10-20	20-30	30-40	40-50
Одноповерховий будинок з метал. каркасом	5-7	7-10	10-15	15-20
Цегляний безкаркасний виробничий будинок	10-20	20-35	35-45	45-60
Бетонні та залізобетонні будинки	25-35	35-80	80-120	120-200
Адміністративний багатоповерховий будинок	20-30	30-40	40-50	50-60
Цегляний малоповерховий будинок	8-15	15-25	25-35	35-50
Деякі види устаткування
Трансформатори до 1000 кВа	20-30	30-50	50-60	60-80
Стелажі	10-25	25-35	35-50	50-70
Відкритий розподільний пристрій	15-25	25-35	35-50	50-70
Технологічні трубопроводи	20-30	30-40	40-50	50-60
Апаратура програмного керування	6-12	12-20	20-30	30-50
Стрічковий конвеєр	5-10	10-20	20-50	50-70

Продовження табл. 2.7

 

Елементи об’єкта	Руйнування
Слабкі	Середні	Сильні	Повні
Електродвигуни потужністю 2 кВт	30-50	50-70	70-80	80-90
Електродвигуни потужністю 10 кВт	50-60	60-80	80-100	100-120
Електродвигуни відкриті потужністю 12 кВт	50-60	60-70	70-80	80-90
Повітропроводи на металевих естакадах	20-30	30-40	40-50	50-60
Контрольно-вимірювальна апаратура	5-10	10-20	20-30	30-50
Крани і кранове устаткування	20-30	30-50	50-70	70-80
Верстати важкі	25-40	40-60	60-70	70-80
Верстати середні	15-25	25-35	35-45	45-60
Верстати легкі	6-12	12-15	15-25	25-30
Промислові роботи	6-12	12-15	15-25	25-35
Комп’ютерний клас	6-12	12-15	15-25	25-35
Підйомно-транспортне устаткування	20-50	50-60	60-80	80-100
Трансформатори блокові	30-40	50-60	60-70	70-80
Комунально-енергетичні мережі (КЕМ)
Кабельні наземні лінії	10-30	30-50	50-60	60-80
Повітряні лінії високої напруги	25-30	30-50	50-70	70-80
Водонапірні башти	10-20	20-40	40-60	60-80
Трубопроводи наземні	20-30	30-50	50-100	100-130
Трубопроводи на металевих естакадах	20-30	30-40	40-50	50-60
Повітряні лінії зв’язку	20-40	40-50	50-60	60-100

Таблиця 2.8