ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Описание ИЛ № 33-027-02

Результат опытно-конструкторской установки.

Для расчета основных конструктивно-технологических параметров и дальнейшей их оптимизации нами разработана математическая модель статики распределительного устройства мелкодисперсной дождевальной установки. / 1 /

Математическое моделирование производится с использованием основных методов классической механики / 2 / и метода начальных параметров, в результате чего получены следующие пять уравнений:

Это система уравнений соответствует расчетной схеме, показанной на рис 1.

Рис. 1. Общая схема расчета мелкодисперсной установки.

Полученные формулы позволяют решать оптимизационные задачи при различных вариантах компоновки конструкции мелкодисперсной дождевальной установки. В частности рассматриваются случаи:

-случай 1. Конструкция с одним поддерживающим канатом с длиной пролета одного крыла = 7,5 м;

-случай 2. Конструкция с одним поддерживающим канатом и длиной пролета одного крыла = 12,5 м;

-случай 3. Конструкция с двумя поддерживающими канатами и длиной пролета одного крыла = 12,5 м.

В этих случаях варьируем местом крепления канатов, высотой подвеса установки и поперечного сечения трубопровода, т.е. варьируемых параметров - 5. Поскольку число варьируемых параметров велико, то целесообразно оптимизацию проводить методом целенаправленного перебора параметров (метод Гимерлинга).

Ограничивающими условиями при расчетах являются : выполнение условия устойчивости (коэффициент запаса устойчивости К _зап 1,5) и условия прочности (фактические максимальные изгибающие напряжения в сечении трубопровода должны быть _мах.ф [] _и= 160 МПа).

Решение данной системы уравнений и проверка работоспособности конструкции по критериям прочности и устойчивости произведена на ЭВМ с использованием программы МАТlab. 6.

Следует отметить, что для случаев 1 и 2 из уравнений ( 1 ) … ( 6 ) необходимо исключить те составляющие, в которые входит величина усилия во втором канатеs₂.

Графики зависимости изгибающих напряжений в заделке, усилий в первом и втором канатах, суммарных усилий, критической силы и коэффициента запаса устойчивости от высоты подвеса в случае 3 представлены на рис.2.

Рис. 2. График зависимости напряжений в заделке (1), коэффициента запаса устойчивости (2), усилий в первом (3) и во втором (4) канатах, суммарных усилий (5) от высоты подвеса установки.

На основании выше проведенных теоретических расчетов и анализа полученных результатов, нами предлагаются следующие практические рекомендации:

1.При длине трубопровода = 7,5 м и одном поддерживающем канате оптимальными параметрами, обеспечивающими заданные ограничения являются: консоль - 1,5 м: высота подвеса - 0,45 м: наружный и внутренний диаметры трубопровода 33,5 мм и 25 мм.

2. При длине трубопровода = 12,5 м и одном поддерживающем канате оптимальными параметрами, обеспечивающими заданные ограничения являются: консоль - 1,0 м: высота подвеса - 0,95 м: наружный и внутренний диаметры трубопровода 59,6 мм и 50 мм.

3. При длине трубопровода = 12,5 м и двух поддерживающих канатах оптимальными параметрами, обеспечивающими заданные ограничения являются: консоль- 1,5 м: высота подвеса- 0,7 м: наружный и внутренний диаметры трубопровода 33,5 мм и 25 мм.