Роль інженерів в розробці та налагодженні випуску сучасного обладнання для хімії

 

Тісно пов'язана з теорією тонких оболонок, теорія тонких пластинок, яка почала розроблятися в Росії ще в дореволюційний період І.Г. Бубновим, Л.С. Лейбензоном, А.Н. Динніком і іншими. Особливо значні в цій області заслуги Б.Н. Галеркина, який у ряді досліджень дав рішення для великого числа практично важливих випадків прямокутних, трикутних, еліптичних, секаторних і інших пластинок при різних типах навантажень і умовах закріплення.

Великий внесок в теорію тонких пластинок зробив також П.Ф. Панкович в роботі, що відноситься до будівельної механіки корабля.

Значні і численні роботи С.Г. Лехніцкого по теорії анізотропних пластинок, які зведені в монографію, що містить ряд оригінальних рішень.

Нові рішення для пластинок змінної товщини дав А.Д. Коваленко в роботі, в якій розглядаються диски конічних і показових профілів з поперечними постійними або змінними навантаженнями, контурними поперечними силами або згинаючими моментами і температурними напругами.

У роботі В.Н. Соколова дається просте оригінальне рішення для суцільних і кільцевих круглих пластинок, що вимагає визначення лише двох постійних інтегрувань, незалежно від числа областей інтегрування.

Теорія швидкообертаючихся дисків розроблялася в СРСР головним чином у зв'язку з потребами турбобудування. Методи розрахунку були запропоновані Г.И. Пахомовым і У.Е. Рівошем.

Вельми загальне рішення для швидкообертаючихся дисків дав А.Д. Коваленко, що використовував його до розрахунку дисків конічного і експоненціального профілів, навантажених власною масою і бічним навантаженням, при нерівномірному нагріві диска.

Розрахунок швидкообертаючихся судин, що містять як один з конструктивних елементів диски, був вперше приведений в книзі З.Б. Канторовича «Основи розрахунку хімічних машин і апаратів» першого видання, пізніше цей розрахунок одержав подальше розширення, особливо стосовно роторів центрифуг.

Значний внесок внесли російські і радянські вчені в теорію товстостінних циліндрів, що мають таке велике вживання у ряді галузей машино- і апаратобудування і в артилерії.

Загальні методи розрахунку товстостінних циліндрів в області пластичних деформацій дали А.А. Ільюшин і В.В. Соколовській.

Значний інтерес представляють оригінальні роботи Г.С. Шапіро «Про стиснення нескінченного полого кругового циліндра тиском, прикладеним на ділянці бічної поверхні» і В.Л. Бідермана «Розрахунок симетрично навантажених циліндрових деталей», в яких розглядаються циліндри, навантажені тиском, що змінюється уздовж тієї, що утворюється по лінійному закону ламаної, циліндри, навантажені зосередженим кільцевим тиском, а так само циліндри, що навантажені силами нормальними до площини торця, або зсовуючими силами, що лежать в площині торця» Слід особливо наголосити і на роботах А.Л. Гольденвейзера «Теорія пружних тонких оболонок», А.С Вольміра «Гнучкі пластинки і оболонки», Х.М. Муштарі і К.З. Галимова «Нелінійна теорія пружних оболонок», П.М. Огибалова «Вигин, стійкість і коливання пластинок», А.Д. Коваленко «Круглі пластини змінної товщини».

Сучасне хімічне машинобудування, як самостійна галузь в СРСР стала існувати з 1966 року, коли було створено Міністерство хімічного і нафтового машинобудування. В даний час хімічне машинобудування уже є великою галуззю народного господарства країни, що має свої крупні заводи, галузеву наукову, лабораторну і досвідчену бази.

Перед хімічним машинобудуванням тут поставлена задача створення і випуску високопродуктивного устаткування, у тому числі для нових технологічних процесів в хімічній, нафтовій, газовій, нафтопереробній, нафтохімічній, медичній, мікробіологічній, целюлозно-паперовій промисловості.

Оболонки у вигляді циліндрів, куль, конусів або їх комбінації широко застосовуються в сучасній техніці. Це парові казани, сухі газгольдери високого тиску, куполи будівель і т.д. Особливо часто оболонки зустрічаються в апаратах хімічної промисловості. Таке значне вживання оболонок вже відвіку примусило учених звернути увагу на питання теорії оболонок, і формули для їх розрахунку запропоновані ще в 17 столітті. Вперше більш глибоке дослідження цих питань було опубліковано в 1828г. В цьому дослідженні бралися до уваги лише розтягуючі і стискаючі напруги, що виникають в оболонках під дією прикладених сил, і не враховувалися згинаючі моменти і напруги середовища.

Великий внесок в теорію тонких оболонок зробили і радянські учені, які внесли в неї ряд поправок і уточнень і які запропонували нові оригінальні методи.

А.Л. Гольденвейзер вказав на помилку в основних рівняннях Лява. В.Н. Новожілов, P.M. Фількенштейн, Х.М. Муштарі, А.И. Лурье встановили наближений характер теорії, ступінь наближення, що дається нею, і область її застосовності, поклавши, таким чином, почало новим методам дослідження. Оригінальний і плідний метод побудови теорії оболонок, виходячи із загальних рівнянь теорії пружності, розробили Б.Г. Галеркин, А.І. Лурье.

Більшість вказаних робіт відноситься, головним чином, до оболонок обертання, навантажених силами, розподіленими симетрично навкруги осі по поверхні або по вільних краях оболонок. Паралельно йшло вивчення оболонок, навантажених несиметрично розподіленими і зосередженими навантаженнями.

І наприкінці слід сказати про основні напрями науково-технічного прогресу в хімічному машинобудуванні: створення устаткування великої одиничної продуктивності; створення нових агрегатів безперервної дії, що інтенсифікують хімічні виробництва на основі використовування новітніх досягнень науки і техніки; широка механізація і автоматизація технологічних процесів, вживання гнучких автоматизованих виробництв; максимальна економія матеріальних і енергетичних ресурсів в знов створюваному устаткуванні і в галузі; широке використовування нових конструкційних матеріалів; підвищення якості устаткування що випускається, і, зокрема, такого його показника, як надійність, оскільки простої устаткування високої інтенсивності приводять до великих економічних втрат.

Широко тут, завдяки інженерній діяльності, повинні упроваджуватися нові технологічні процеси і методи обробки металу – плазмова, електрошлакова, електронно-променева зварка, спеціальні види лиття із застосуванням машинного формування, освоєні нові економічні матеріали, високоефективні методи захисту металів і ін.

На жаль в даний час заводи хімічного машинобудування України, володіючи високими технологічними можливостями, слабо працюють. У них немає замовлень або дуже мало на нове хімобладнання.