Контрольная работа №1

Т-триггер (от англ. Toggle - переключатель) часто называют счётным триггером, так как он является простейшим счётчиком до 2.

Т-триггер асинхронный

Асинхронный Т-триггер не имеет входа разрешения счёта - Т и переключается по каждому тактовому импульсу на входе С.

 

Условное графическое обозначение (УГО) синхронного T-триггера.

JK-триггер работает так же как RS-триггер, с одним лишь исключением: при подаче логической единицы на оба входа J и K состояние выхода триггера изменяется на противоположное. Вход J (от англ. Jump — прыжок) аналогичен входу S у RS-триггера. Вход K (от англ. Kill — отключение) аналогичен входу R у RS-триггера. При подаче единицы на вход J и нуля на вход K выходное состояние триггера становится равным логической единице.

Условное графическое обозначение JK-триггера со статическим входом С

 

Контрольная работа №1

 

1. Трубопровод, основные элементы, выбор труб.

 

1. На предприятиях химической промышленности тех­нологические трубопроводы являются неотъемлемой частью тех­нологического оборудования.

Технологические трубопроводы делятся на внутрицеховые и межцеховые. К внутрицеховым относятся трубопроводы, соеди­няющие отдельные аппараты, установки, машины, расположенные на территории цеха; к межцеховым — трубопроводы, соединяю­щие оборудование, которое находится в разных цехах.

В зависимости от расположения трубопроводы могут быть на­земными и подземными. Более распространены наземные трубо­проводы, поскольку легче их технический надзор.

По назначению трубопроводы подразделяются на матери­альные, предназначенные для транспорта исходных, промежу­точных и конечных веществ химического производства, на па­ропроводы, конденсатопроводы, водопроводы, трубопроводы сжатого воздуха, вакуумные системы и производственную канализацию.

Технологический трубопровод представляет собой конструк­цию, состоящую из ряда элементов: труб, трубопроводных деталей (фитингов) и арматуры, соединенных разъемными и неразъемными соединениями. Вследствие большого разнообразия элементов трубопроводов и значительных объемов их выпуска промышлен­ностью важное значение имеют вопросы унификации и стандарти­зации этих элементов. В связи с этим трубы, трубопроводные де­тали и трубопроводную арматуру изготовляют, поставляют и монтируют в соответствии с государственными и отраслевыми нор­мативно-техническими документами. Проектирование трубопро­водов сводится, в сущности, к подбору соответствующих трубо­проводных элементов по действующим стандартам и нормалям. При этом важное значение имеют две характеристики трубопро­вода — условный проход и условное давление.

Номинальный диаметр отверстия в трубе или арматуре, слу­жащего для прохода среды, называется условным проходом и обозначается D_y. Если два любых элемента трубопровода имеют одинаковые значения D_y, то они имеют одинаковые площади проходного сечения и одинаковые присоединительные размеры. Ряд условных диаметров определен ГОСТ 355—67.

Под условным давлением р_у понимают максимальное избы­точное давление среды с температурой 20 °С, при котором обес­печивается длительная и безопасная эксплуатация элементов трубопроводов. При рабочей температуре среды до 200 °С услов­ное давление совпадает с рабочим давлением. При более высокой рабочей температуре значение условного давления должно быть больше рабочего.

Для объединения трубопроводов в группы по условиям работы выполнена их классификация с учетом трех основных параметров: рабочего давления, рабочей температуры, свойств и параметров перекачиваемой среды.

В зависимости от свойств транспортируемой среды все техно­логические труболроводы делят на пять групп (А, Б, В, Г, Д), а в зависимости от. ее параметров (давления и температуры) — на пять категорий (I, II, III, IV, V).

Группы А—Д включают трубопроводы: для токсичных жидких и газообразных продуктов; Б — для горючих и активных газов, легковоспламеняющихся и горючих жидкостей; В — для водяного перегретого пара; Г — для водяного насыщенного пара, горячей воды и парового конденсата; Д — для негорючих газов, жидко­стей и паров. В пределах каждой группы трубопроводы разделены на категории. Так, в группе Б для перекачивания легковоспламе­няющихся жидкостей при температуре 350—700 °С требуется трубопровод категории I, а при температуре от —150 до +120 °С трубопровод категории IV. Для трубопроводов каждой категории установлены определенные нормы проектирования, монтажа, эксплуатации и ремонта.

Основными частями трубопроводных систем являются тру­бы, соединительные детали трубопроводов (фланцы, муфты), фасонные части (отводы, тройники,.переходы и др.) и армату­ра (краны, вентили, задвижки, клапаны и т. д.).

В технологических трубопроводах широко применяют стальные сварные и бесшовные трубы: горячекатаные, холодно­катаные и холоднотянутые. Сварные трубы можно изготовлять с продольным или спиральным сварным швом; они менее наде­жны в работе, чем бесшовные. Последние применяют главным образом для транспортирования ядовитых, взрывоопасных и коррозионно-активных веществ, сварные — во всех остальных случаях.

Стальные трубы изготовляют из сталей различных марок, трубы массового назначения — из стали 10 и 20, а трубы специ­ального назначения — из легированных, высоколегированных, кислотостойких и жаропрочных сталей.

Трубы изготовляют также из чугуна, меди, латуни, свинца, керамики, стекла, фарфора, пластмассы. В настоящее время трубы из цветных металлов и свинца почти полностью заменены пластмассами. Наиболее распространены трубы из винипласта, фаолита, полиэтилена. Эти трубы стойки к агрес­сивным средам, однако их можно применять только при невы­сокой температуре транспортируемой среды. Так, температурный предел винипластовых труб 40°С, полипропиленовых труб 100°С, а труб из фаолита 110°С. Все более широко применяют в химической промышленности титановые трубы. Весьма перспективны стальные трубы с защит­ным покрытием внутренней поверхности полиэтиленом, вини­пластом, эмалью, стеклом и резиной. Наиболее хорошо освоены отечественной промышленностью трубы, внутренняя поверхность которых покрыта резиной (гуммированные трубы).

К соединительным деталям трубопроводов относятся: колена различных конструкций, служащие для изменения направления трубопроводов; переходы — для изменения площади проходного сечения трубопровода; тройники, крестовины и развилки для ответвления труб в разные стороны. Обычно элементы стальных трубопроводов (трубы, колена, переходники) соединяют сваркой. Если применение сварных соединений в трубопроводах нецелесо­образно, например при необходимости частой разборки соеди­нения, используют фланцевые соединения с приварными, накид­ными или резьбовыми фланцами. Наиболее часто применяют при­варные фланцы. Резьбовые фланцы в химической промышленности устанавливают в основном на трубопроводах высокого давления.

Вследствие разности температур транспортируемых продук­тов и окружающей среды трубопроводы подвержены температур­ным деформациям. Обычно трубопроводы имеют значительную длину, поэтому их общая температурная деформация может ока­заться достаточно большой и вызвать разрыв или выпучивание трубопровода. В связи с этим необходимо обеспечить способ­ность трубопровода компенсировать эти деформации.

Для компенсации температурных деформаций на технологиче­ских трубопроводах применяют П-образные, линзовые, волни­стые и сальниковые компенсаторы.

П-образные компенсаторы (рис. 1) широко применяют для наземных технологических трубопроводов независимо от их диа­метра. Такие компенсаторы обладают большой компенсирующей

Рис. 1. П-образный компенсатор Рис. 2. Волнистый компенсатор

 

способностью, их можно применять при любых давлениях, од­нако они громоздки и требуют установки специальных опор. Обычно их располагают горизонтально и снабжают дренажными устройствами.

Линзовые компенсаторы используют для газопроводов при рабочих давлениях до 1,6 МПа. По конструкции они аналогичны компенсаторам кожухотрубчатых теплообменников.

Волнистые компенсаторы (рис. 2) используют для трубопро­водов с неагрессивными и среднеагрессивными средами при дав­лении до 6,4 МПа. Такой компенсатор состоит из гофрированного гибкого элемента 4, концы которого приварены к патрубкам 1. Ограничительные кольца 3 предотвращают выпучивание элемента и ограничивают изгиб его стенки. Снаружи гибкий элемент за­щищен кожухом 2, внутри имеет стакан 5 для уменьшения гид­равлического сопротивления компенсатора.

Рис. 3. Сальниковый компенсатор

 

На трубопроводах из чугуна и неметаллических материалов устанавливают сальниковые компенсаторы (рис. 3), которые состоят из корпуса 3, закрепленного на опоре 1, набивки 2 и грундбуксы 4.Компенсация температурных деформаций проис­ходит за счет взаимного перемещения корпуса 3 и внутренней трубы 5. Сальниковые компенсаторы имеют высокую компенсирую­щую способность, однако из-за трудности обеспечения гермети­зации при транспортировании горючих, токсичных и сжиженных газов их не используют.

Трубопроводы укладывают на опоры, расстояние между кото­рыми определяется диаметром и материалом труб. Для стальных труб с диаметром до 250 мм это расстояние составляет обычно 3 – 6 м. Для крепления трубопроводов применяют подвески, хо­муты и скобы. Трубопроводы из хрупких материалов (стекла, графитовых композиций и др.) укладывают в сплошных лотках на сплошных основаниях.

Опоры могут быть неподвижными (рис. 4, а) и подвижными (рис. 4, б)Последние обеспечивают компенсацию температур­ных деформаций трубопровода. В неподвижных опорах уголки 1, хомут 2 и башмак 3 жестко связаны между собой, в подвижных опорах вместо нижнего болта 4 поставлен ролик 5, который может свободно перемещаться в отверстиях опорной пластины. Такие опоры необходимо периодически смазывать.

Рис. 4. Опоры для труб

 

При прокладке трубопроводов в цехах и на эстакадах не­редко используют подвесные опоры(рис. 4, в).

Арматурой называют устройства, устанавливаемые на трубопроводах, аппаратах, емкостях и обеспечивающие управле­ние потоком рабочих сред. По функциональному назначению трубопроводную арматуру подразделяют на следующие основные классы:

запорная – для перекрытия потока среды (составляет около 80 % всей арматуры);

регулирующая – для изменения параметров среды (темпера­туры, давления и т. д.);

предохранительная – для предотвращения аварийного по­вышения давления в системе;

защитная (отсечная) – для защиты оборудования от аварий­ных изменений параметров среды отключением обслуживающей линии;

фазоразделительная – для удаления конденсата из паро- и газопроводов.

Арматура любого класса включает три основных элемента: корпус, привод и рабочий орган (запорный, регулирующий и др.), состоящий из седла и перемещающегося или поворачивающегося относительно него затвора (золотника).

По способу присоединения корпуса к трубопроводу арматуру делят на фланцевую, муфтовую, под приварку и др. В химической промышленности- наиболее распространена фланцевая арматура. Муфтовую арматуру используют на трубопроводах диаметром до 80 мм, предназначенных для транспортирования негорючих и нейтральных сред. Приварную арматуру устанавливают на тру­бопроводах при повышенных требованиях к плотности соединения.

По конструкции корпуса арматуру подразделяют на проход­ную, в которой среда не меняет направления своего движения на выходе по сравнению со входом, и угловую, в которой это направ­ление меняется на угол до 90°.

В зависимости от способа герметизации рабочего органа в кор­пусе различают сальниковую, сильфонную и мембранную ар­матуру. В сальниковой арматуре герметичность сопряжения ра­бочего органа и корпуса обеспечивается сальниковым устройст­вом, в сильфонной и мембранной — соответственно сильфоном и мембраной.

В зависимости от конструкции привода рабочего органа трубо­проводную арматуру разделяют на автоматически действующую, в которой привод осуществляется са­мим потоком среды, и управляемую, с ручным или механическим (элек­трическим, пневматическим и др.) приводом.

Краны— запорная арматура, открывание и закрывание которой осуществляется поворотом конической или шаровой пробки со сквозным отверстием. Пробка расположена внутри корпуса.

Вентили— запорная и регулирующая арматура (рис. 5, а), в которой открытие и закрытие прохода для среды осуществляется перемещением золотника, насаженно­го на шпиндель. Нижняя поверхность золотника пришлифо­вана к краям отверстия в перегородке — кольцевому седлу. Шпиндель снабжен резьбой, которой он ввернут в неподвиж­ную резьбовую втулку, закрепленную в скобе; при вращении шпинделя он поднимается или опускается вместе с золот­ником.

 

Рис. 5. Вентили: а — золотниковый (1 – седло; 2 – золотник; 3 – шпиндель; 4 – втулка; 5 – скоба);