Термины, связанные с цементом. Пределами упругости

Главная --> Справочник терминов

Пределами упругости Помимо рассмотренных выше твердых парафинов, в Советском Союзе осваивается производство жидких парафинов с температурой плавления 24—26° С и пределами выкипания 240—350° С.

Сырьем для процесса совместного производства кислот и натрийалкилсульфатов являются жидкие парафины с пределами выкипания 240—350° С. Содержание ароматических соединений в парафинах не должно превышать 2%. Менее жесткие требования к качеству исходных парафинов объясняются тем, что в условиях периодического окисления (особенно при высоких температурах) наличие ароматических соединений приводит к торможению, а в дальнейшем и к полному прекращению реакции. При непрерывном окислении, благодаря тому что продукты окисления ароматических углеводородов -выводятся из сферы реакции, имеет место лишь некоторое снижение скорости превращения парафиновых углеводородов. При содержании ароматических углеводородов не более 2% не наблюдается заметного снижения скорости окисления.

Сырьем для риформинга служат бензиновые фракции прямой перегонки нефти с различными пределами выкипания: для получения бензола —фракция 62—85 °С, толуола —^фракция 85— 105 °С, ксилолов — фракция 105—140 или 120—140 °С. При ри-форминге широкой фракции 62—140 °С получают смесь различных ароматических углеводородов.

На отечественных установках пиролиза ЭП-300 переработку смолы пиролиза предусматривают по способу, разработанному институтами ВНИИолефин, ИГИ и НИИСС [129, 130]. Технологическая схема процесса представлена на рис. 39. Из сырья предварительно выделяется фракция бензол — толуол — ксилол с пределами выкипания 70—150°С, содержащая 85—95%* ароматических углеводородов, 5—15% неароматических углеводородов и 0,02—0,1% серы. На I ступени эта фракция подвергается гидростабилизации при 40—170 °С, 3—5 МПа и объемной скорости подачи сырья 5—7 ч~' на палладиевом катализаторе (0,5% Pd в виде сульфида на оксиде алюминия). В таких условиях гидрируются наименее стабильные углеводороды (диены и алкенилбен-золы). На II ступени в газовой фазе при 350—400 °С, 3—5 МПа и объемной скорости 1 ч~' на алюмокобальтмолибденовом или алюмоникельмолибденовом катализаторе происходит полное гидрирование непредельных углеводородов и гидрогенизационное обессеривание. Ароматические углеводороды ни на первой, ни на второй ступени практически не гидрируются.

Целесообразна ступенчатая подача присадки, чтобы направить непредельные соединения в основном на целевую реакцию — взаимодействие с тиофеном [45]. При очистке фракции ВТК, в которой уже содержатся непредельные углеводороды, присадку можно (и лучше) подавать только на второй ступени. В этом случае высокое отношение непредельных соединений к тиофену обеспечивается на обеих ступенях очистки. Так, если к фракции ВТК добавить непосредственно 3% фракции пиролизной смолы с пределами выкипания 130—180 °С, отношение непредельные соединения : тио-

Аценафтен, флуорен, дифениленоксид — вещества, концентрирующиеся во фракции с пределами выкипания 260—300 °-С; вместе с ними в смеси присутствуют многочисленные спутники — гомологи нафталина, бифенила,— в силу чего их трудно сконцентрировать в узкие фракции. Разделение этих веществ кристаллизацией и экстрактивным растворением из-за образования твердых растворов сложяо. Чтобы сконцентрировать в одну фракцию основные ресурсы аценафтена, флуорена и дифениленоксида, рекомендуется отбирать широкую поглотительную или аценафтеновую фракцию [3, с. 133—139]. В такой фракции может сосредоточиться 97% аценафтена и дифениленоксида и около 90% флуорена от содержания их в смоле (содержание во фракции 16—17% аценафтена, 13% дифениленоксида и 14% флуорена). Распределение продуктов во фракциях при ректификации ее на колонне эффективностью 40 т. т. показано на рис. 80 [31]. По мнению авторов, наиболее целесообразно отбирать фракцию с пределами выкипания 275—295 °€, в которой концентрируются 69,5% аценафтена, 84,9% дифениленоксида и 46% от ресурсов флуорена (содержание их соответственно 30,1, 30,5 и 17,7%).

циловых спиртов, фталевые и в меньшей степени адипиновые эфиры которых являются пластификаторами пластмасс (полихлорвинил и др.) [14,61]. Тетрамеры пропилена и димер-ная фракция амиленов (тяжелый полимер-дистиллят) с пределами выкипания 175-260°С применяются при производстве алкилфенольных, осерненных и высокощелочных присадок к маслам [70]. В связи с большой потребностью в тяжелом полимер-дистилляте — сырье для производства осерненных тетрамеров пропилена (ОТП) в шестидесятые годы на установке по производству изопропилбензола № 51 Уфимского ордена Ленина НПЗ была освоена олигомеризация пентан-амиленовой фракции (ПАФ), выделяемой из бензинов процессов термического крекинга и риформинга [13, 22].

Тетрамеры пропилена используются также для синтеза разветвленного додецилмеркаптана — регулятора роста молекулярной массы полимеров, пластификаторов. На их основе получают высшие спирты и другие продукты нефтехимии [14]. Пентамеры пропилена применяются при производстве гексадецилового спирта, обладающего уникальным свойством образовывать на поверхности воды мономолекулярный слой, не препятствующий кислородному обмену, но предохраняющий воду от интенсивного испарения в водоемах [61]. На основе пентамеров также могут быть получены высококачественный изотропный нефтяной кокс [9], гидравлические масла, присадки для различных смазочных композиций [76] и ряд других ценных продуктов. Димерная фракция бути-ленов с пределами выкипания 90-175°С служит основным сырьем для синтеза многофункциональных присадок к маслам, алкилфенольных экстрагентов редкоземельных металлов. Обстоятельный обзор по применению продуктов олигомери-зации в процессах нефтехимии дан в работах [23, 36, 51, 58].

На установке получали легкий полимер-дистиллят с пределами выкипания 70-225°С.

Целевые продукты процесса —- легкий и тяжелый полимер-дистилляты с пределами выкипания 70-228 и 160-225°С соответственно По проекту установка может перерабатывать

На рис. 10 показана схема установки выделения толуола из бензина с. пределами выкипания 100—120°С. Кроме толуола, в бензине содержатся парафиновые и нафтеновые углеводороды. В качестве азеотропного агента используется метиловый спирт. Исходную фракцию смешивают с метанолом и подают в колонну 5. С иерхних тарелок этой колонны отбирают смесь паров пара-фипо-нафтеишшх углеводородов и спирта (соотношение углеводородов и спирта составляет 1:1). Нижний продукт представляет собой концентрат, содержащий от 50 до 70% толуола. Концентрат смепшнают с дополнительным количеством спирта и направляют •в колонну 3, где отгоняют парафшю-нафтенопые углеводороды и спирт (отношение углеводороды: спирт составляет от 1:2

Ни рис. 80 шжаяяна в сокра]ценпом пиде одна из схем плат-Форминга. В ректификационной колонне / отбирают требуемую Д;'я рнформннга фракцию нефти. Если целевым продуктом ки-•''нются ароматические углсппдорпдЕИ, отбирают узкие фракции со следующими пределами выкипания (в СС):

Несущая способность элементов конструкций из жестких полимерных материалов определяется прежде всего их устойчивостью. Предел пропорциональности полимерных материалов достаточно низок, поэтому иногда пластические деформации в материале возникают практически с самого начала нагружения. В связи с этим при исследовании устойчивости элементов конструкций из полимерных материалов следует учитывать упругие, пластические и вязкие свойства, а также их анизотропию. Неупругость свойств полимерных материалов обусловливает их зависимость от истории нагружения, поэтому решение задач устойчивости, в частности за пределами упругости, должно быть основано на исследовании процессов нагружения элементов конструкций из данных материалов [3].

Исследования устойчивости элементов конструкций из полимерных материалов за пределами упругости важны и принципиальны, так как предел пропорциональности полимерных материалов мал (в некоторых случаях нелинейные и пластические деформации в полимерах возникают с самого начала нагр ужения).

Рассмотрим прямолинейный стержень, центрально сжатый силами Р,за пределами упругости (рис. 5.15, а). Приложим к стержню поперечную возмущающую силу q при некотором значении силы Р, меньшем критического значения Ркр (рис. 5.15, б). В результате система перейдет из положения А в положение С и далее после снятия возмущающей силы — в положение В, характеризующее остаточный прогиб / = АВ (рис. 5.15, в и 5.16). Если возмущающую силу приложить в начале нагружения и нагрузить стержень силой Р, а затем снять возмущающую силу q, система перейдет в положение В' с остаточным прогибом АВ'.

Для элемента, теряющего устойчивость в пределах упругости, такая тренировка не имеет смысла, так как критическая нагрузка останется прежней (упругопластическая тренировка в задачах устойчивости не тождественна наклепу в задачах прочности). Для элемента, теряющего устойчивость за пределами упругости, тренировка имеет существенное значение. Здесь возможны два случая. Пусть гибкость такова, что собственные критические значения напряжений при работе элемента в разгружающей системе значительно увеличиваются. Тогда при повторном нагружении элемента в конструкции без временных поддерживающих связей первая устойчивая нагрузка бифуркации, а следовательно, новая предельная нагрузка на конструкцию существенно увеличивается. •Коэффициент запаса по устойчивости по отношению к этой нагрузке может быть взят такой, что в эксплуатационных условиях в конструкции не возникнут пластические деформации. Рассмотрим второй случай, когда гибкость такова, что критические напряжения в разгружающей системе увеличиваются незначительно. Здесь упругопластическая тренировка имеет самостоятельное значение. При повторном нагружении элемента в конструкции без временных поддерживающих связей стержень потеряет устойчивость при достижении нового предела упругости. Однако область устойчивости и в этом случае значительно расширяется. Упругопластическая тренировка приводит к совпадению каса-тельно-модульной и приведение-модульной нагрузок — выпучивание по Шенли невозможнЪ (рис. 5.24, б).

Размеры сжато-изогнутого стержня таковы, что соответствующий прямой и центрально-сжатый постоянной силой стержень теряет устойчивость: 1) в пределах упругости при нагрузке Эйлера; 2) за пределами упругости при нагрузке Кармана. В первом случае при увеличении сжимающей силы на части выпуклой стороны стержня может возникнуть зона пластических деформаций от растяжения с границей za. Здесь следует предусмотреть возможность обратного движения границы гр1 и образования зоны разгрузки с границей гр. Во втором случае такое поведение стержня возможно лишь при достаточно больших начальных несовершенствах. Если последние малы, то зона активных пластических деформаций с границей г? при нагрузке Рг — атР (ат — предел текучести; F — площадь поперечного сечения) переходит с вогнутой стороны стержня на выпуклую. После достижения границей гр некоторого положения начинается ее обратное движение и образуется зона разгрузки с границей гр. В то же время на выпуклой стороне стержня возможно возникновение зоны пластических деформаций от растяжения с границей г,. Заметим, что эта зона может возникнуть как до, так и после образования зоны разгрузки.

2. Инженерные расчеты на устойчивость сжато-изогнутых стержней за пределами упругости допустимо производить без учета разгрузки материала за исключением случая весьма малых начальных несовершенств. При отсутствии начальных несовершенств бифуркация при касательно-модульной или большей нагрузке начинается сразу с разгрузкой материала на выпуклой стороне стержня.

•Устойчивость стержня за пределами упругости в условиях ограниченной ползучести. Простейшей моделью, описывающей поведение материала с ограниченной ползучестью за пределами упругости в условиях нормальной температуры, является обобщен-

Основные соотношения упругой задачи (5.210)— (5.211) сохраняют силу и в задаче за пределами упругости. Дифференцируя (5.96) по времени, получаем

Устойчивость стержня за пределами упругости в условиях неограниченной ползучести. Рассмотрим случай, когда за пределами упругости закон ползучести носит нелинейный характер и постановка задачи об устойчивости на бесконечном интервале времени не имеет смысла. Стержень неустойчив при любом напряжении и следует определить критическое время, до которого стержень способен воспринимать внешнюю нагрузку. Закон ползучести (в данном случае установившейся) можно принять в виде

в пределах упругости, а средний слой — за пределами упругости. Кроме того, предполагаем, что для стержня справедлива гипотеза плоских сечений. Вместо трехслойного стержня можно рассмотреть аналогичную комбинацию стержней различного профиля, например двутавра, подкрепленного слоями прямоугольного сечения.

Если крайние слои перед потерей устойчивости работают за пределами упругости, а средний — остается упругим, то система также саморазгружающаяся.

Практической значимости Практическое руководство Практическому применению Правильные результаты Правильное представление Получения требуемого Правильность показаний Правилами номенклатуры Предшествует образование