3.3.2. Литературно-патентный поиск.

Литературно-патентный поиск выполняется с целью выяснения современного состояния научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по рассматриваемой проблеме. Тематика обзора должна отвечать решению главных задач проекта, быть направлена на изучение передовых достижений отечественной и зарубежной техники. В этой связи рекомендуется проанализировать публикации технических журналов, авторские свидетельства на изобретения, патенты советских и зарубежных фирм за последние 5 лет. Анализ сопоставление действующей аппаратуры целесообразно проводить таким показателям как простота и надежность конструкции, металло- и энергоемкость, экономичность, КПД и др. В конечном счете поиск должен помочь в выборе принципиальных конструкторских решений, определении оптимальной конструкции разрабатываемой машины (аппарата). Обзор сопровождается поясняющими рисунками, схемами, таблицами данных, а также ссылками на просмотренные источники информации.

3.3.3. Конструкция и принцип работы.

В этом подразделе подробно описывается конструкция, принцип работы, режим и условия эксплуатации разрабатываемого изделия. Описание строится в соответствии с выполненными графическими документами и с использованием введенных на чертежах и схемах обозначений и позиций составных элементов. Сложные объекты описываются сначала в целом, а затем по составным частям. Наиболее подробно описываются оригинальные элементы конструкции, разработанные автором. При описании принципа работы объекта необходимо пояснять взаимодействие составных элементов в режиме пуска, эксплуатации и остановка. При этом целесообразно оформить принципиальные, кинематические и др. виды схем, поясняющие особенности функционирования отдельных систем. Для аппаратов (машин), оснащенных системой контрольно-измерительных приборов (КИП), и блокировочных устройств, приводится развернутая схема автоматизации и дается ее описание. В анализ работы объекта включают и описание физико-химических процессов, протекающих в обрабатываемой среде. При этом указываются направления и режимы движения взаимодействующих потоков, давление, температуру, состав в рабочих зонах, способы управления и регулирования основными процессами. В заключении, исходя из агрессивных свойств среды и условий эксплуатации, приводится обоснование и выбор конструкционных материалов, защитных покрытий и мероприятий.

3.3.4. Расчет технической характеристики.

Расчет технической характеристики должен потвердить справедливость и обоснованность принятых в проекте конструкторских и технических решений. Конкретный перечень параметров, входящих в техническую характеристику (ТХ), последовательность их расчета зависит от вида анализируемого оборудования. Однако в общем случае расчеты должны содержать:

- эскиз или расчетную схему с принятыми условными обозначениями;

- цель и задачу расчета с указанием конкретных параметров, подлежащих определению;

- исходные данные для расчета со ссылками на источники информации;

- непосредственно расчет;

- краткое заключение или вывод.

В зависимости от цели расчеты могут быть выполнены в проектном проверочном варианте. Проектные расчеты выполняют в тех случаях, когда разрабатывается нестандартная (оригинальная) конструкция. Поверочным расчетам подвергаются стандартизованные аппарат (машину) на условиях, отличные от спецификационных, либо после внесения конструктивных изменений.

Основу расчета химического аппарата составляют тепло- массообменный и гидравлический расчеты. Цель первого состоит в определении поверхности взаимодействия (теплообменной, межфазной) и основных размеров конструкции (диаметра, высоты, числа ступеней контакта фаз и т.д.). Второй расчет связан с оценкой гидравлических сопротивлении при движении среды и затрат энергии на их преодоление с целью последующего выбора типа и мощности нагревателя (насоса, вентилятора, компрессора и т.д). Определение ТХ химической машины базируется на выполнении термо- и гидродинамических расчетов [16,17].

Как правило, инженерные расчеты связаны с поиском оптимального варианта конструкции в соответствии с выбранным критерием оптимальности. Такой поиск осуществляют методом последовательного приближения либо анализом нескольких вариантов с различными значениями определяющих параметров. Например, в кожухотрубном теплообменнике движение теплоносителя можно организовать по нескольким ходам. Число ходов влияет на скорость теплоносителя, а значит на величину коэффициента теплоотдачи и гидравлическое сопротивление тракта и поэтому должно выбираться путем оптимизации. Естественно, что такие расчеты целесообразно выполнять на ЭВМ. Оптимальное сочетание конструктивных и режимных параметров составляет ТХ объекта, которая заносится на чертеж общего вида.

3.3.5. Расчеты на прочность.

Расчеты на прочность составляют отдельную группу, выполняемую строго в соответствии с нормативными документами [18,19],

и ставят своей целью определение прочности, жесткости и устойчивости наиболее нагруженных и ответственных элементов конструкции. В качестве

исходных данных указывают расчетное давление и температуру, внешние нагрузки и физико-механические свойства конструкционных материалов. Во многих случаях по результатам расчета назначают исполнительные размеры элементов конструкции (толщину стенки корпуса, диаметр вала и т.д.). Расчет аппарата заканчивают проверкой на пробное давление. Кроме того, колонные аппараты высотой более 10 м, установленные вне здания, подвергают расчету на ветровую нагрузку [20]. Прочностные характеристики химических машин рассчитывают исходя из установленной мощности при вода с учетом (или без учета) динамических нагрузок.

3.3.6. Технология изготовления, сборки испытания.

В подразделе приводятся сведения о результатах разработки технологических процессов изготовления, сборки, контроля и испытания изделия, относящегося к разрабатываемой конструкции. По согласованию с руководителем и консультантом может выполняться одна из следующих тем:

- Разработка технологии механической обработки детали.

- Разработка технологии сборки (сварки) сборочной единицы или конструкции в целом.

- Разработка технологии контроля или испытания изделия химического машиностроения (аппаратостроения).

Как правило, технологический процесс разрабатывается для условий единичного и мелкосерийного производства.

В зависимости от выбранной темы определяется конкретный перечень решаемых задач и последовательность их выполнения. В разработку рекомендуется включать:

- Анализ исходных данных, к которым относят исходные чертежи детали с техническими требованиями, сборочные чертежи изделия со спецификациями, технические условия и требования к контролируемому или испытываемому изделию. При анализе изделия следует уяснить его целевое и функциональное назначение, конструкцию, физико-механические свойства материала, допуски геометрических размеров. В анализ исходных данных можно включать имеющиеся данные по типовой технологической документации ( карты типового технологического процесса, маршрутные и операционные карты и пр. ).