Расчет пространственной формы защитных оболочечных ограждений различного назначения

 

 

Мягкие напряженные оболочки, защитные ограждения, аварийные разливы нефти

 

Soft tense shells, protective enclosures, oil outflows

 

UDC 502.51:504.5

Calculation of the space form of protective shell enclosures of various purposes. I.V. Yakimova, Mironov V.V.

There has been established an opportunity of receiving simple functional dependences allowing for a calculation of height, width, volume and other parameters of soft shell modules from which the protective enclosures of different purposes can be made, on the basis of the mathematical model of space form of soft tense shells, and also on the theory of physical similarity of the processes proceeding in them.

П

ри сооружении защитных водоподпорных дамб и ограждений, предназначенных для локализации аварийно растекающихся жидких углеводородов, в том числе горящих, выполненных особым способом уложенных и соединенных одиночных полимерных оболочек (модулей), заполняемых жидкой однородной средой [1, 2], необходимо знать параметры пространственной формы модульных оболочек, составляющих эти конструкции.

На основе известной и сложной математической модели пространственной формы мягких напряженных оболочек [3], адаптированной для случая заполнения их однородной жидкостью, а также теории физического подобия процессов, протекающих в них [4], установлена возможность получения простых функциональных зависимостей в безразмерном виде между геометрическими параметрами поперечного сечения оболочек и пьезометрическим напором однородной жидкости в них.   

Поперечное сечение напряженной мягкой оболочки с однородным жидким наполнителем, являющейся основным элементом защитных ограждений, представлено на рис. 1.

 

Для получения конкретного вида функциональных безразмерных зависимостей пространственной формы оболочек с помощью адаптированной математической модели определялись параметры ряда поперечных сечений напряженных мягких оболочек единичной длины с однородным жидким наполнителем в диапазоне изменения пьезометрического напора от нуля h =0 до значения, соответствующего круглому поперечному сечению оболочек. Последнее значение определялось из условия равенства давления во всех точках поперечного сечения напряженных оболочек, что справедливо при пьезометрическом напоре h =10Н.

Регрессионное уравнение зависимости  от аргумента  в диапазоне изменения аргумента 0,13< <3,5 имеет вид

 .                                  (1)

Графический вид зависимостей, характеризующих высоту оболочки в функции от пьезометрического напора и ее периметра, представлен на рис. 2.

 

Регрессионное уравнение зависимости  от аргумента  в диапазоне изменения аргумента 0,13< <3,5 имеет вид

.                                   (2)

Графический вид зависимостей, характеризующих площадь поперечного сечения оболочки (объем единицы длины) в функции от пьезометрического напора и ее периметра, представлен на рис. 3.

 

 

Регрессионное уравнение зависимости  от аргумента  в диапазоне изменения аргумента 0,13< <3,5  имеет вид

 .                          (3)

Графический вид зависимостей, характеризующих ширину опорной поверхности оболочки в функции от пьезометрического напора и ее периметра, представлен на         рис. 4.

Регрессионное уравнение зависимости  от аргумента  в диапазоне изменения аргумента 0,13< <3,5 имеет вид

 .                          (4)

Графический вид зависимостей, характеризующих максимальную поперечную ширину оболочки в функции от пьезометрического напора и ее периметра, представлен на рис. 5.

Кривые зависимостей, характеризующие пространственную форму мягких оболочек с однородной жидкостью, удовлетворительно описываются формулами (1-4) в диапазоне изменения аргумента  от 0,13 до 3,5, что соответствует изменению пьезометрического напора h в оболочкеот нуля до напора, при котором поперечное сечение оболочки становится круглым (см. рис. 2–5).

Эти зависимости просты в использовании и позволяют рассчитывать высоту, ширину, объем и другие параметры оболочечных модулей с однородными жидкими наполнителями, из которых могут быть выполнены защитные ограждения различного назначения.

 

 

1. Патент РФ 2310710. Способы экстренной защиты объектов различного назначения от наводнений      (Миронов В.В., Миронов Д.В., Якимова И.В. Якимов В.В.). Зарегистрирован в гос. реестре изобретений 20.11.2007.

2. Патент РФ № 2270709. Способ предотвращения распространения пожара. (Миронов Д.В., Миронов В.В., Миронова-Якимова И.В.) Бюлл. изобр. № 6, 2006.

3. Миронов В.В., Миронов Д.В., Чикишев В.М., Шаповал А.Ф. Использование мягких геосинтетических оболочечных конструкций в строительстве. Учебное пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2005. – 64 с.

4. Шищенко Р.И. и др. Гидравлика промывочных жидкостей / Р.И. Шищенко, Б.И. Есьман, П.И. Кондратенко.     - М.: Недра, 1974.-294с.

5. Батунер Л.М., Позин М.Е. Математические методы в химической технике. – Л.: Химия, 1968. - 824 с.

 

Сведения об авторах

 

Якимова И.В., к.т.н., доцент, Тюменский государственный нефтегазовый университет, e-mail:[e-mail]

Миронов В.В., д.т.н., профессор, Тюменский архитектурно-строительный университет, тел.: [phone] e-mail:[e-mail]

Yakimova I.V., Candidate of Technical Sciences, assistant professor, Tyumen State Oil and Gas University, e-mal: [e-mail]

Mironov V.V., Doctor of Technical Sciences, professor, Tyumen Architectural-Building University, phone: [phone], e-mail: [e-mail]

 

 

(20) Тема 2009-5-65 С. Математическое моделирование эффективности площадной закачки пара.

Петров Н. А. Исследование влияния геолого-физических факторов на эффективность площадной закачки пара в системе вертикальных скважин // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2009. № 5. С. 65 – 69

УДК 622.245.545:519.233.5