Дисертації з теми "Контактний елемент"

Досліджено характеристики вловлювання тонкодисперсого пилу та утворення відкладень накипу на зрошуваних ґратчастих та дiрчастих протитечійних (провальних) тарілках з великою перфорацією. Знайдено, що ступень вловлювання полідисперсного пилу з медіанним розміром часток 23 мкм на гратчастих тарілках дещо вищий ніж на дірчастих. Ступень очистки газу найбільш залежить від швидкості газу у повному перерізі апарату і має максимум в діапазоні 1,5 – 2,0 м/с, який становить 99,8 % при частці вільного перетину тарілок 15 % та зменшується до 99,2 при вільному перетині 35 %. Істотного впливу зрошення на досліджуваний параметр не виявлено. Дослідження утворення накипу показали, що найбільший вплив на швидкість утворення відкладень на тарілках мають концентрація гідрокарбонату кальцію та температура. Менший, але помітний вплив мають також швидкість газу та густина зрошення. Для усіх знайдених залежностей отримані апроксимаційні рівняння.
The characteristics of capture fine dust particles and formation of scale deposits on irrigated lattice and hole counter-current trays with a large perforation are investigated. It was found that the capture stage of a polydisperse dust with a median particle size of 23 μm on lattice plates is somewhat higher than that of the hole. The gas purification stage most depends on the gas velocity in the free section of the apparatus and has a maximum in the range of 1.5 - 2.0 m / s, which is 99.8% with a free section of the plates 15% and decreases to 99.2 with a free intersection 35%. Significant influence of irrigation on the investigated parameter was not detected. Investigations on the formation of scale have shown that the greatest influence on the rate of formation of sediment deposits on the plates has the concentration of calcium bicarbonate and temperature. Smaller but also noticeable effects have the speed of gas and irrigation density. Approximation equations are obtained for all the dependences found.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2016. Дисертацію присвячено дослідженню процесу поділу рідинних гетерогенних сумішей на регулярних контактних пристроях з різними геометричними параметрами насадочних елементів. Досліджено механізм процесу утворення рідинної плівки для колонних апаратів, що застосовуються в ректифікації у відповідності з гідродинамічними характеристиками процесу. Показано, що основним фактором інтенсифікації масообмінного процесу для регулярних контактних елементів, є швидкість відновлення рідинної плівки. Доведено що, основними факторами, які визначають ефективність процесу поділу суміші розчинників, є низький питомий опір апарату по газу і конструктивні особливості контактних елементів ректифікаційній колони. Отримано графічні та емпіричні залежності для розрахунку висоти насадочного шару, питомої поверхні насадки в залежності від лінійної швидкості газу в колонному апараті і геометричних параметрів насадочних пристроїв. Розроблено практичні рекомендації для проектування колонних установок з високими енергетичними показниками. Запропоновано новий регулярний контактний елемент, який поєднує в собі велику питому поверхню з малим гідродинамічним опором. Запропоновано принципову апаратурно-технологічну схему процесу поділу суміші розчинників, яка розроблена й впроваджена на виробництві ПАТ "ФАРМСТАНДАРТ-БІОЛІК" (м. Харків).
Dissertation for the degree of candidate of engineering sciences on specialty 05.17.08 – processes and equipment of chemical technology. – National technical university "Kharkiv Polytechnic Institute" of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2016. The dissertation is dedicated to the study of the separation process of liquid heterogeneous mixtures on the regular contact devices with different geometric parameters of the packing elements. The mechanism of the liquid film formation for the column apparatuses utilized in rectification is investigated according to the hydrodynamic characteristics of the process. It is shown that the main factor in the intensification of mass transfer processes for regular contact devices is velocity recovery of the liquid film. It is proved that the main factors of the solvent mixture separation efficiency are low specific resistance of an apparatus for a gas and constructional characteristics of the contact devices of a rectification column. Graphical and empirical relationships are obtained to calculate height of the packed bed, specific surface of a nozzle, depending on the linear gas velocity in a column apparatus and geometric parameters of the packing devices. Practical recommendations for the design of column units with high energy performance are developed. A new regular contact element that combines large surface area with low hydrodynamic resistance is suggested. A process flow diagram of the solvent mixtures separation is given, which was developed and implemented in the production line of PJSC "PHARMSTANDARD-BIOLIK" (Kharkiv city).

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.17.08 – процеси та обладнання хімічної технології. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2016. Дисертацію присвячено дослідженню процесу поділу рідинних гетерогенних сумішей на регулярних контактних пристроях з різними геометричними параметрами насадочних елементів. Досліджено механізм процесу утворення рідинної плівки для колонних апаратів, що застосовуються в ректифікації у відповідності з гідродинамічними характеристиками процесу. Показано, що основним фактором інтенсифікації масообмінного процесу для регулярних контактних елементів, є швидкість відновлення рідинної плівки. Доведено що, основними факторами, які визначають ефективність процесу поділу суміші розчинників, є низький питомий опір апарату по газу і конструктивні особливості контактних елементів ректифікаційній колони. Отримано графічні та емпіричні залежності для розрахунку висоти насадочного шару, питомої поверхні насадки в залежності від лінійної швидкості газу в колонному апараті і геометричних параметрів насадочних пристроїв. Розроблено практичні рекомендації для проектування колонних установок з високими енергетичними показниками. Запропоновано новий регулярний контактний елемент, який поєднує в собі велику питому поверхню з малим гідродинамічним опором. Запропоновано принципову апаратурно-технологічну схему процесу поділу суміші розчинників, яка розроблена й впроваджена на виробництві ПАТ "ФАРМСТАНДАРТ-БІОЛІК" (м. Харків).
Dissertation for the degree of candidate of engineering sciences on specialty 05.17.08 – processes and equipment of chemical technology. – National technical university "Kharkiv Polytechnic Institute" of the Ministry of Education and Science of Ukraine, Kharkiv, 2016. The dissertation is dedicated to the study of the separation process of liquid heterogeneous mixtures on the regular contact devices with different geometric parameters of the packing elements. The mechanism of the liquid film formation for the column apparatuses utilized in rectification is investigated according to the hydrodynamic characteristics of the process. It is shown that the main factor in the intensification of mass transfer processes for regular contact devices is velocity recovery of the liquid film. It is proved that the main factors of the solvent mixture separation efficiency are low specific resistance of an apparatus for a gas and constructional characteristics of the contact devices of a rectification column. Graphical and empirical relationships are obtained to calculate height of the packed bed, specific surface of a nozzle, depending on the linear gas velocity in a column apparatus and geometric parameters of the packing devices. Practical recommendations for the design of column units with high energy performance are developed. A new regular contact element that combines large surface area with low hydrodynamic resistance is suggested. A process flow diagram of the solvent mixtures separation is given, which was developed and implemented in the production line of PJSC "PHARMSTANDARD-BIOLIK" (Kharkiv city).

Метою роботи є дослідження впливу гідродинамічних факторів та конструкції масообмінно-сепараційних елементів на режими роботи абсорбера колонного типу, який працює із застосуванням принципів вихрових високотурбулізованих потоків. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/25251
Целью работы является исследование влияния гидродинамических факторов и конструкции массообменно-сепарационных элементов на режимы работы абсорбера колонного типа, работающего с применением принципов вихревих вісокотурбулизированных потоков. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/25251
The objective is to study the influence of hydrodynamic factors and design mass-transfer and separation elements in the modes of absorber column type, which operates using the principles of high turbulized vortex flows. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/25251

Представлено результати досліджень зносостійкості сталевих бурильних колон. Отримано комплексну емпіричну залежність величини масового зносу сталевих бурильних труб від впливу шести основних факторів. Досліджено нові мастильні композиції та буровий розчин. Отримано залежність масового зносу сталевих бурильних колон від максимальних контактних напружень. Розроблено енергетичний метод прогнозування зносу сталевих бурильних колон. Розроблено методику прогнозування довговічності сталевих бурильних колон. З допомогою цієї методики прогнозується залишковий ресурс сталевої бурильної колони. Це дозволить зменшити кількість відмов сталевих бурильних колон шляхом планування позачергової товщинометрії бурильних труб. Методика впроваджена у виробництво.
Диссертация посвящена вопросу обеспечения надёжности бурильных колонн. В диссертации разрабатывается методика прогнозирования долговечности бурильных колонн. Используется эмпирическая зависимость, которая получена в результате проведенных исследований. Разработано новые смазочные композиции и буровой раствор. Они повышают остаточный ресурс бурильных труб. Это доказано экспериментально. Методика прогнозирования долговечности колонн бурильных труб внедрена в производство. В первом разделе проанализировано состояние проблемы. На основании теоретического анализа методов прогнозирования величины износа бурильних труб и методов повышения износостойкости установлено, что нет методики прогнозирования долговечности колонн бурильних труб, которая учитывает сумарное влияние основных факторов на величину износа. Поэтому существует необходимость разработки такой методики. Она поможет предупредить отказы колонн бурильних труб. Во втором разделе описана методика проведения экспериментов. Описана применённая стандартная методика планирования экспериментов. Она позволила сократить количество проведённых экспериментов. Также в этом разделе описано созданную установку (многофакторную физическую модель) для проведения экспериментов. Установка создана на базе токарного станка и позволяет смоделировать процесс врезания бурильной трубы в стенку скважины. Установка отличается от известных тем, что позволяет максимально точно и с минимальными затратами смоделировать процесс фения бурильных труб со стенкой скважины. В третьем разделе, с целью получения новой комплексной эмпирической формулы, экспериментальным путём изучалось влияние шести основных факторов - абразивности горных пород, контактного давления, скорости скольжения, пути трения, твёрдости стали по Бриннелю, смазывающих свойств буровых растворов на износостойкость стальных бурильних труб. Отмечено прямопропорциональное увеличение износа стальных бурильних труб при возрастании величины контактного давления, абразивности горных пород, что объясняется повышением режущей способности абразива. С увеличением пути трения величина износа пропорциональна до определённой границы. С ростом твёрдости стали, смазывающей способности раствора и скорости скольжения уменьшается глубина внедрения абразива в поверхность стали и его режущая способность уменьшается, поэтому уменьшается величина износа стальных образцов бурильних труб. В результате обработки результатов исследований впервые получено комплексную зависимость величины массового износа от шести основных влияющих факторов, которая помогает точнее спрогнозировать ресурс бурильной колонны. В четвёртом разделе описывается эмпирическая зависимость износа стальных бурильних труб от максимальных контактных напряжений. Установлено, что рост контактных напряжений приводит к прямопропорциональному увеличению величины износа образцов стальных бурильних труб вследствие более интенсивного внедрения абразива в поверхность стали. Проанализировав и обработав экспериментальные даннные, получено эмпирическую зависимость, которая позволяет прогнозировать величину массового износа стальных бурильних труб, учитывая влияние максимальных контактных напряжений. В пятом разделе установлено зависимость величины затраченной энергии при бурении скважины и величиной массового износа внешней поверхности бурильних труб. С целью предупреждения отказов стальных бурильных труб, разработано методику прогнозирования долговечности бурильних колонн, которая базируется на использовании комплексной эмпирической формулы и энергетического метода расчёта величины износа. Эта методика - инструмент, позволяющий прогнозировать остаточный ресурс стальных бурильных колонн и рационально спланировать внеочередную толщинометрию бурильных труб. В результате проведённой промышленной проверки методики прогнозирования долговечности бурильных колонн, по данным Прикарпатского УБР, подтверждено её надёжность. Она внедрена в производство, что позволит предупредить отказы стальных бурильных колонн.
The results of research of steel drill strings wear resistance had been presented. The complex emptrioal dependence of steel drill strings value mass wear from influence six basic factors had been received. New oil compounds and drilling fluid had been researched. The dependence of steel drill strings mass wear from maximum contact stresses had been received. The energetic prediction method of steel drill strings wear had been elaborated. The durability prediction methods of steel drill strings had been elaborated. Residual life of steel drill string is predictioned with the help of this methods. It will allow to decrease quantity of steel drill strings refusal by plan of extra measuring of drill pipes thickness. The methods was inculcated in industry.

Під час виконання роботи використовувався програмний комплекс Ansys, методи теорії пружності та рівняння гідравліки. У результаті проведених досліджень встановлено, що розподіл контактного тиску в сальниковому ущільненні є нелінійним і аналітичний розрахунок для його визначення потребує врахування даної нелінійності

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Міністерство освіти і науки України, Харків, 2016. Дисертація присвячена розробці підходів, методів і моделей для дослідження напружено-деформованого стану складнопрофільних тіл з урахуванням їхнього контакту по шорстких поверхнях. У роботі розв'язана задача аналізу контактної взаємодії складнопрофільних елементів машинобудівних конструкцій за наявності локальної податливості поверхневого шару. Для цього запропоновано варіант методу граничних рівнянь, в який додана модель пружного проміжного шару за Вінклером. Отриманий метод дослідження контактної взаємодії об'єднує в рамках єдиних співвідношень "локальні" та "глобальні" характеристики податливості контактуючих шорстких тіл. Числова реалізація методу граничних елементів здійснена в спеціалізованому програмно-модельному комплексі для дослідження контактної взаємодії складнопрофільних тіл. Розв'язано низку прикладних задач аналізу контактної взаємодії, а саме проведено дослідження впливу форми зазору і податливості шорсткого шару на характер розподілів контактного тиску у наступних випадках: контакту прямокутного в плані штампа з округленнями з плоскою поверхнею, спряження підшипника кочення з модифікованим дворадіусним роликом, передачі зусиль між кульовими поршнями та біговими доріжками в гідрооб'ємній передачі танкової трансмісії. Проведене порівняння отриманих числових результатів досліджень з експериментальними даними. Підтверджено точність і достовірність запропонованих методів та моделей, а також створеного програмно-модельного комплексу.
The thesis in qualification for a scientific degree of Candidate of Technical Science in speciality 05.02.09 - dynamics and strength of machines, National Technical University "Kharkiv Polytechnical Institute", Kharkiv, 2016. The thesis is devoted to development of approaches, methods and models for analysis of stress-strain state of complex-shaped bodies with account for their contact over rough surfaces. In the present work the contact problem is solved for complex-shaped elements of engineering structures with local compliance of the surface layer. For this purpose a variation to the boundary integral equations method extended with a Winkler-type model of elastic layer is proposed. The resulting approach combines in a unified formulation the "local" and "global" compliance characteristics of the contacting rough bodies. The numerical implementation of the boundary element method is included in a software-and-model complex for analysis of contact interaction of complex-shaped bodies. A number of applied contact problems is solved. Namely, the influence of the gap and rough layer compliance on the contact pressure distribution is studied for the following cases: contact of a rectangular round-end stamp with a flat surface, junction of a rolling bearing and a modified double-radius roller, normal traction between spherical pistons and treadmills of a tank transmission. Numerical results of the research are compared to experimental data. Accuracy and reliability of the proposed methods and models, as well as special-purpose software-andmodel complex are confirmed.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено створенню нових методів опису та моделювання анізотропної в'язкопружності композиційних елементів конструкцій і машин. На підставі аналізу актуальних методик встановлено, що на даний момент не існує комплексного підходу до встановлення параметрів анізотропної в'язкопружності полімерних армованих композиційних матеріалів, а також моделювання їхньої механічної поведінки. З метою визначення властивостей в'язкопружного композиту був розроблений чисельний метод гомогенізації ядер ортотропної в'язкопружності ортогонально армованого композиційного матеріалу. Спланований та реалізований експеримент зі знаходження параметрів анізотропної в'язкопружності склотекстоліту кількісно та якісно підтвердив результати чисельних розрахунків, що продемонструвало необхідність врахування в'язкопружних властивостей із загальним ступенем анізотропії при моделюванні механіки елементів конструкцій і машин, виконаних із полімерних армованих композиційних матеріалів. Запропонований в роботі метод накладених сіток надав до цього моменту відсутні можливості моделювання будь якого ступеня анізотропії в'язкопружних властивостей в програмних комплексах скінченно-елементного. Цей метод в роботі був застосований до моделювання контакту ділянки пружного трубопроводу із ортотропним в'язкопружним ремонтним бандажем за допомогою тривимірної в'язкопружної скінченно-елементної моделі, що в порівнянні із розробленими аналітичною та чисельно-аналітичною моделями плоского вісесиметричного напружено-деформованого стану такої конструкції показало його адекватність та високу точність.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2018. The thesis is dedicated to a creation of new methods for describing and modeling the anisotropic viscoelasticity of composite structural elements. Basing on an analysis of actual methods it is established that at the moment there is no a complex approach for determining anisotropic viscoelastic parameters of polymer reinforced composite materials and modeling their mechanical behavior. With a purpose of finding the quantitative and qualitative properties of a viscoelastic composite, a numerical method for homogenizing orthotropic viscoelastic kernels of orthogonally reinforced composite material, that are dependent on a fiber volume fraction, time and temperature, was developed. The time dependencies of these kernels were approximated by Prony series, whereas the temperature ones were approximated by Williams-Landel-Ferry shift function. This approach allowed to indicate that the viscoelasticity of fiber reinforced polymeric composite materials is of orthotropic nature for an orthogonal reinforcement scheme, that the relaxation curves of viscoelastic parameters are not similar to each other, which contradicts the classical engineering viscoelastic models, and that the temperature dependency of these properties coincide with the ones of the composite polymeric matrix. The planned and realized experiment on finding the parameters of anisotropic viscoelasticity of a fiber-glass with a woven reinforcement scheme has confirmed the results of numerical calculations, which demonstrated the need to take into account viscoelastic properties with a general degree of anisotropy when modeling the mechanics of structural elements and machines made of fiber reinforced polymeric composite materials. The experiment rig was improved during the research in order to satisfy the requirements for carrying out tests on plane polymeric composite samples. The method of super-imposed meshes proposed in the work provided the possibilities of modeling any degree of anisotropy of viscoelastic properties in commercial finite-element codes without a necessity to create additional material user subroutines using only the standard tools of these codes. The convergence of the method was also proved in the work. This method was applied to modeling a contact behavior of an elastic pipeline section with an orthotropic viscoelastic repair bandage using a three-dimensional viscoelastic finite element model that in comparison with the developed analytical and numerical-analytical models of a plane axisymmetric stress-strain state of such a design showed its adequacy and accuracy. In addition, proposed analytical and numerical-analytical methods allowed to take into account mounting features of repair band-age assembled on unloaded or loaded pipeline with or without tension, that enabled to indicate a relaxation of contact stresses for different repair regimes.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.09 – динаміка та міцність машин. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2018 р. Дисертацію присвячено створенню нових методів опису та моделювання анізотропної в'язкопружності композиційних елементів конструкцій і машин. На підставі аналізу актуальних методик встановлено, що на даний момент не існує комплексного підходу до встановлення параметрів анізотропної в'язкопружності полімерних армованих композиційних матеріалів, а також моделювання їхньої механічної поведінки. З метою визначення властивостей в'язкопружного композиту був розроблений чисельний метод гомогенізації ядер ортотропної в'язкопружності ортогонально армованого композиційного матеріалу. Спланований та реалізований експеримент зі знаходження параметрів анізотропної в'язкопружності склотекстоліту кількісно та якісно підтвердив результати чисельних розрахунків, що продемонструвало необхідність врахування в'язкопружних властивостей із загальним ступенем анізотропії при моделюванні механіки елементів конструкцій і машин, виконаних із полімерних армованих композиційних матеріалів. Запропонований в роботі метод накладених сіток надав до цього моменту відсутні можливості моделювання будь якого ступеня анізотропії в'язкопружних властивостей в програмних комплексах скінченно-елементного. Цей метод в роботі був застосований до моделювання контакту ділянки пружного трубопроводу із ортотропним в'язкопружним ремонтним бандажем за допомогою тривимірної в'язкопружної скінченно-елементної моделі, що в порівнянні із розробленими аналітичною та чисельно-аналітичною моделями плоского вісесиметричного напружено-деформованого стану такої конструкції показало його адекватність та високу точність.
Thesis for granting the Degree of Candidate of Technical sciences in speciality 05.02.09 – Dynamics and Strength of Machines. – National Technical University "Kharkiv Politechnical Institute", 2018. The thesis is dedicated to a creation of new methods for describing and modeling the anisotropic viscoelasticity of composite structural elements. Basing on an analysis of actual methods it is established that at the moment there is no a complex approach for determining anisotropic viscoelastic parameters of polymer reinforced composite materials and modeling their mechanical behavior. With a purpose of finding the quantitative and qualitative properties of a viscoelastic composite, a numerical method for homogenizing orthotropic viscoelastic kernels of orthogonally reinforced composite material, that are dependent on a fiber volume fraction, time and temperature, was developed. The time dependencies of these kernels were approximated by Prony series, whereas the temperature ones were approximated by Williams-Landel-Ferry shift function. This approach allowed to indicate that the viscoelasticity of fiber reinforced polymeric composite materials is of orthotropic nature for an orthogonal reinforcement scheme, that the relaxation curves of viscoelastic parameters are not similar to each other, which contradicts the classical engineering viscoelastic models, and that the temperature dependency of these properties coincide with the ones of the composite polymeric matrix. The planned and realized experiment on finding the parameters of anisotropic viscoelasticity of a fiber-glass with a woven reinforcement scheme has confirmed the results of numerical calculations, which demonstrated the need to take into account viscoelastic properties with a general degree of anisotropy when modeling the mechanics of structural elements and machines made of fiber reinforced polymeric composite materials. The experiment rig was improved during the research in order to satisfy the requirements for carrying out tests on plane polymeric composite samples. The method of super-imposed meshes proposed in the work provided the possibilities of modeling any degree of anisotropy of viscoelastic properties in commercial finite-element codes without a necessity to create additional material user subroutines using only the standard tools of these codes. The convergence of the method was also proved in the work. This method was applied to modeling a contact behavior of an elastic pipeline section with an orthotropic viscoelastic repair bandage using a three-dimensional viscoelastic finite element model that in comparison with the developed analytical and numerical-analytical models of a plane axisymmetric stress-strain state of such a design showed its adequacy and accuracy. In addition, proposed analytical and numerical-analytical methods allowed to take into account mounting features of repair band-age assembled on unloaded or loaded pipeline with or without tension, that enabled to indicate a relaxation of contact stresses for different repair regimes.