Пространстве управляющих
Тяжелая нефть содержит малое количество легколетучих фракций и, выделяя малое количество паров, создает взрывоопасные смеси с воздухом. Сырая нефть (а также бензин, бензол) создает высокую концентрацию горючих паров в газовом пространстве и часто выше верхнего предела взрываемости. График взрывных пределов сырой туймазинской нефти показан на рис. 111. Температура хранения нефтепродуктов оказывает большое влияние на процентное содержание паров в газовом пространстве резервуаров и на степень их опасности. Повышение температуры усиливает интенсивность испарения и ведет к увеличению содержания
Потери легковоспламеняющихся жидкостей от испарения происходят при хранении, заполнении, опорожнении резервуаров и транспортных емкостей, а также при их транспортировании. Испарение этих продуктов увеличивается при повышении температуры поверхности жидкости или понижении давления в газовом пространстве резервуаров. В течение суток емкость поглощает энергию солнечного излучения, при этом температура
Пламенепроницаемость, детационная стойкость и термостойкость характеризуют способность огневых пре<-дохранителей не допускать воспламенения взрывоопасной смеси паров нефтепродуктов с воздухом в газовом пространстве резервуаров и газоотводных системах (от проникновения пламени снаружи). Огневые предохранители должны сохранять Пламенепроницаемость или детонационную стойкость в десяти случаях подряд, а термостойкость — в течение 0,5 ч.
Пламенепроницаемость, детационная стойкость и термостойкость характеризуют способность огневых предохранителей не допускать воспламенения взрывоопасной смеси паров нефтепродуктов с воздухом в газовом пространстве резервуаров и газоотводных системах (от проникновения пламени снаружи). Огневые предохранители должны сохранять Пламенепроницаемость или детонационную стойкость в десяти случаях подряд, а термостойкость — в течение 0,5 ч.
При перекачке нефтепродуктов по трубопроводам через насосы и фильтры в жидкости образуются электрические заряды. Заполнение резервуаров, танкеров, железнодорожных цистерн и заправка самолетов сопровождаются накоплением в емкостях электрических зарядов, которые создают в газовом пространстве резервуаров электрические поля высокого напряжения.
В процессе налива нефтепродуктов в газовом пространстве резервуаров образуются взрывоопасные концентрации паров нефтепродуктов с воздухом. Как показывает опыт эксплуатации нефтебазы, танкеров, систем заправки самолетов, энергия электрического заряда бывает достаточной для воспламенения смеси паров нефтепродуктов с воздухом. :
Для определения опасности статического электричества в резервуарах необходимо рассматривать энергию электрического поля одновременно с изменением концентрации паров нефтепродуктов в паровом пространстве резервуаров в процессе закачки наэлектризованных нефтепродуктов.
Технологические операции на нефтебазах, нефтепроводах, нефтеперерабатывающих заводах, операции заправки самолетов и автомашин сопровождаются образованием электрических зарядов в нефтепродуктах. Во многих случаях создаются благоприятные условия для накопления большого количества зарядов в нефтепродуктах, поступающих в резервуары или топливные баки. В газовом пространстве резервуаров от испарения создаются взрывоопасные смеси паров нефтепродуктов с воздухом.
При наливе вертикальных контейнеров и бочек часть объема их также остается свободной. Налив наэлектризованных нефтепродуктов в резервуары, контейнеры и бочки сопровождается появлением электрического поля в объе)\ е нефтепродукта и газовом пространстве резервуаров. Электрическое поле создается электрическим зарядом, распределенным в объеме нефтепродукта.
Чтобы оценить опасность статического электричества в резервуарах, необходимо рассчитать электрическое поле в газовом пространстве резервуара. Потенциал и напряженность в газовом пространстве резервуаров зависят от их размеров, уровня нефтепродукта, величины и распределения электрического заряда по объему нефтепродукта, а также диэлектрической проницаемости нефтепродукта и газового пространства резервуара.
Из характера кривых следует, что наибольшие значения потенциалов в газовом пространстве резервуаров располагаются на оси цилиндров и при любом заполнении на поверхности нефтепродуктов.
если ЛД.2<е$со. Однако если ЛД.2>ейсо, то траектория в пространстве управляющих параметров проходит через точку острия, состояние системы переходит на верхний или нижний лист и система претерпевает фазовый переход второго рода (Хепп и Либ [1481, Гилмор и Боуден [149]) при критической температуре Тс, определяемой из условия
На рис. 15.9 (а) мы нанесли несколько траекторий в пространстве управляющих параметров, полученных при фиксации различных значений а и уменьшении температуры. Никаких фазовых переходов нет, состояние системы гладко движется по верхнему листу. На рис. 15.9 (Ь) показано, что происходит, когда фиксирована температура, а а убывает от исходного положительного значения, проходя через нуль и доходя до достаточно больших отрицательных значений. Расхождение очевидно. При Г>ТС фазовых переходов нет. При Т<ТС происходят фазовые переходы первого рода. Если система подчиняется принципу максимального промедления, то эти переходы происходят при пересечении траекториями линий складок. Имеет место гистерезис (Гил-мор и Нардуччи [147]).
Здесь на правом графике показаны границы устойчивости в пространстве управляющих параметров, соответствующие графику чувствительности к несовершенствам для сборки. При изменении параметров меняются и равновесные решения, их форма претерпевает топологическое изменение при пересечении одной из критических поверхностей. Сплошной кружок на схеме обозначает устойчивый минимум энергии, незаштрихованный кружок — неустойчивый максимум энергии и полузаштрихованный кружок —• неустойчивую седловую точку. Четыре области пространства управляющих параметров соответствуют указанным равновесным реше-
Поэтому система будет претерпевать изменения устойчивости каждый раз, когда пересекается одна из критических поверхностей в пространстве управляющих параметров. При движении по разным траекториям А, В и С, проходящим через центр гиперболической омбилики, возникают явления, показанные слева [70], и именно эти явления, связанные с траекториями в пространстве параметров, приводят нас к подклассификации катастроф Тома. Необходимые подклассификации, возникающие вследствие введения предпочтительных управляющих параметров, были сделаны топологами, особенно Вассерманном [71—731 и, совсем недавно, в глубокой работе Голубицкого и Шэффера [74—76].
Вторым примером гиперболической омбилики в хорошо поставленной задаче может служить бифуркационная неустойчивость атомной решетки под действием внешних нагрузок, которая исследована Томпсоном и Шорроком [82, 83] и будет обсуждаться в гл. 4. Она возникает в кристалле, когда при одноосном растяжении может развиться относительный сдвиг, нарушающий симметрию задачи, а наложение поперечного сжатия может вызвать неустойчивость типа точки ветвления в вершине (рис. 20). Граница устойчивости в трехмерном пространстве управляющих параметров пред--ставляет поверхность разрушающих напряжений, изображенную на рис. 24.
Фото 6. Фотография модели границы устойчивости для катастрофы гиперболической ом-билики в трехмерном пространстве управляющих параметров. Модель изготовлена из картона. Ясно видна линия пересечения двух отдельных листов, причем у каждого листа на ней происходит переход от сборки к гладкой границе.
Наконец, Доуэлл дает диаграмму взаимодействия флаттера и дивергенции в пространстве управляющих параметров Л и Р и описывает некоторые нелинейные взаимодействия между этими явлениями. Этот аспект исследуется Холмсом [113], который связывает его с классификацией Такенса [301, 302]. Доуэлл вводит
Здесь на правом графике показаны границы устойчивости в пространстве управляющих параметров, соответствующие графику чувствительности к несовершенствам для сборки. При изменении параметров меняются и равновесные решения, их форма претерпевает топологическое изменение при пересечении одной из критических поверхностей. Сплошной кружок на схеме обозначает устойчивый минимум энергии, незаштрихованный кружок — неустойчивый максимум энергии и полузаштрихованный кружок — неустойчивую седловую точку. Четыре области пространства управляющих параметров соответствуют указанным равновесным реше-
Поэтому система будет претерпевать изменения устойчивости каждый раз, когда пересекается одна из критических поверхностей в пространстве управляющих параметров. При движении по разным траекториям А, В к С, проходящим через центр гиперболической оыбилики, возникают явления, показанные слева [70], и именно эти явления, связанные с траекториями в пространстве параметров, приводят нас к подклассификации катастроф Тома. Необходимые подклассификации, возникающие вследствие введения предпочтительных управляющих параметров, были сделаны топологами, особенно Вассерманном [71—73] и, совсем недавно, в глубокой работе Голубицкого и Шэффера [74—76].
Вторым примером гиперболической омбилики в хорошо поставленной задаче может служить бифуркационная неустойчивость атомной решетки под действием внешних нагрузок, которая исследована Томпсоном и Шорроком [82, 83] и будет обсуждаться в гл. 4. Она возникает в кристалле, когда при одноосном растяжении может развиться относительный сдвиг, нарушающий симметрию за-дачи^ а наложение поперечного сжатия может вызвать неустойчивость типа точки ветвления в вершине (рис. 20). Граница устойчивости в трехмерном пространстве управляющих параметров представляет поверхность разрушающих напряжений, изображенную на рис. 24.
Фото 6. Фотография модели границы устойчивости для катастрофы гиперболической ом-билики в трехмерном пространстве управляющих параметров. Модель изготовлена из картона. Ясно видна линия пересечения двух отдельных листов, причем у каждого листа на ней происходит переход от сборки к гладкой границе,
 Читайте далее:
 Пониженной температуре
Промышленных предприятий опознавательная
Применения респираторов
Промышленных транспортных энергетических
Пониженное содержание
Промышленная санитария
Промышленной безопасностью
Пылевидном состоянии
Пониженного напряжения
Промышленное производство
Промышленного использования
Промышленного применения
Перегревания организма
Применения указанных
Промышленности госгортехнадзора
|
