Главная -> Словарь

Вероятности безотказной

Детонационная стойкость является основным показателем качества авиа- и автобензинов, она характеризует способность бензина сгорать в ДВС с воспламенением от искры без детонации. Детонацией называется особый ненормальный режим сгорания карбюраторного топлива в двигателе, при этом только часть рабочей смеси после воспламенения от искры сгорает нормально с обычной скоростью. Последняя порция несгоревшей рабочей смеси, находящаяся перед фронтом пламени, мгновенно самовоспламеняется, в результате скорость распространения пламени возрастает до 1500 — 2000 м/с, а дав/ение нарастает не плавно, а резкими скачками. Этот резкий перппад давления создает ударную детонационную волну, распространяющуюся со сверхзвуковой скоростью. Удар такой волны о стенки цилиндра и ее многократное отражение от них приводит к вибрации и выз лвает характерный звонкий металлический стук высоких тонов. При детонационном сгорании двигатель перегревается, появляются повышенные износы цилиндро-поршневой группы, увеличивается дымность отработавших газов. При длительной работе на режиме интенсивной дето нации возможны и аварийные последствия. Особенно эпасна детонация в авиационных двигателях. Для объяснения механизма детонации в двигателях предложено несколько теорий, но наиболее признанной из них является пероксидная теория с цепным механизмом, разработанная русским ученым А.Н. Бахом. На характер сгорания бензина и вероятность возникновения детонации в карбю — раторныхдвигателях оказывают влияние как конструктивные особен — ности двигателя , так и качество применяемого топлива.

рабочей смеси в камере сгорания. Из этого принципа следует, что при конструировании карбюраторных двигателей следует стремиться к •^тченьшению диаметра цилиндров, увеличению их числа и числа оборотов коленчатого вала, к обеспечению интенсивного теплообмена 1! системе охлаждения, использовать для изготовления блока цилиндров металлы с высокой теплопроводностью, например, алюминий; следует отдать предпочтение таким формам камеры сгорания, которые обеспечивают наилучшие условия для перемешивания и одновременно отвода тепла рабочей смеси и т.д. С повышением степени сжатия уменьшается время сгорания рабочей смеси и существенно улучшаются технико-экономические показатели двигателя, однако при этом в результате повышения температуры в камере сгорания возрастает вероятность возникновения детонации, а также неконтролируемого самовоспламенения топлива.

Вероятность возникновения детонации при работе на данном двигателе существенно зависит и от химического состава примени — емого автобензина: наиболее стойки к детонации ароматические и изопарафиновые углеводороды и склонны к детонации нормальные парафиновые углеводороды бензина, которые легко окисляются кислородом воздуха.

Склонность бензинов к калильному зажиганию. При полной оценке качества автобензинов определяют также их способность к калильному зажиганию — косвенный показатель склонности к нагарообразованию. Калильное число — показатель, характеризующий вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи искры свечей зажигания. Оно связано с появлением "горячих" точек в камере сгорания . Калильное зажигание делает процесс сгорания неуправляемым. Оно сопровождается снижением мощности и топливной экономичности двигателя и т.д. Калильное зажигание принципиально отличается от детонационного сгорания. Сгорание рабочей смеси после калильного зажигания может протекать с нормальными скоростями без детонации. КЧ выше у ароматических углеводородов и низкое у изопарафинов. ТЭС и сернистые соединения повышают склонность бензина к отложениям нагара. Основные направления борьбы с калильным зажиганием — это снижение содержания ароматических углеводородов в бензине, улу1 шение полноты сгорания путем совершенствования конструкций ДВС и применение присадок .

С понижением в регенераторе температуры и содержания кислорода в продуктах сгорания уменьшается вероятность возникновения процесса массового самопроизвольного окисления СО в СО2. Однако при недостатке кислорода и слишком низкой температуре ухудшаются условия для выжига кокса и появляется опасность накопления кокса на катализаторе. Из сказанного следует, ч го подбор оптимального режима работы регенератора каждой установки является весьма важной задачей.

Склонность к калильному зажиганию является показателем, характеризующим вероятность возникновения неуправляемого воспламенения горючей смеси в цилиндрах двигателя вне зависимости от момента подачи ис-

Таким образом, калильные свойства нагара оказывают решающее влияние на суммарную оценку склонности топлива к калильному зажиганию и определяют вероятность возникновения и интенсивность этого процесса в двигателе. Такой вывод имеет важное значение, так как позволяет определить основное направление борьбы с калильным зажиганием — изменение свойств образующегося нагара с целью уменьшения его калильной активности .

Вероятность возникновения двух последних реакций у различных углеводородов неодинакова. Дегидрогенизация парафинов — ото реакция термодинамически значительно более высокотемпературная, чем распад связи С—С. Иллюстрацией к этому могут служить температуры, соответствующие нулевому значению свобод-

Статистика несчастных случаев, относящихся и к той и другой категории, проанализирована в мировом масштабе К. Гюгеном. Из 100 рассмотренных случаев 44 относятся к авариям, связанным с СНГ. Из них 22 случая связаны с автомобильными или железнодорожными цистернами, а 14 — со стационарными емкостями для хранения СНГ. Преобладание аварий на транспортных средствах объяснимо: вероятность возникновения опасных ситуаций в процессе движения и большая вероятность ошибок, допускаемых человеком.

Кроме того, вероятность возникновения реакции дегидрогенизации ( разрыв С-Ю и расщепления связи С-С неодинакова и для различных углеводородов.

Таким образом, калильные свойства нагара оказывают решающее влияние на суммарную оценку склонности топлива к калильному зажиганию и определяют вероятность возникновения и интенсивность этого процесса в двигателе.

В теории надежности механических систем свойства материалов и воздействий приняты случайными, поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения на эти параметры. Ограничения могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависящего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы этого случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности - оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени - сведена к задаче о выбросах случайных процессов. Соединение методов механики материалов и конструкций с теорией случайных процессов составляет основу теории надежности механических систем .

В теории надежности механических систем свойства материалов и воздействий приняты случайными, поэтому поведение объекта также носит случайный характер. Нормативные требования и технические условия эксплуатации накладывают определенные ограничения па эти параметры. Ограничения могут быть сформулированы в виде условия нахождения некоторого случайного вектора, зависящего от времени и характеризующего качество объекта, в заданной области. Отказам и предельным состояниям соответствуют выходы этого случайного вектора из области допустимых состояний. Таким образом, основная задача теории надежности - оценка вероятности безотказной работы на заданном отрезке времени - сведена к задаче о выбросах случайных процессов. Соединение методов механики материалов и конструкций с теорией случайных процессов составляет основу теории надежности механических систем .

В качестве показателя запаса надёжности могут быть использованы различные характеристики: остаточное время до отказа, запас вероятности безотказной работы, $ - процентные характеристики. . ^ V

гидравлических характеристик, полноты и тонкости фильтрации, грязеемкости, ресурса работы, герметичности, воздухопроницаемости, качества уплотнения фильтрующих элементов, а также вероятности безотказной работы фильтра В:

Элементная надежность любого аппарата или технологической линии в целом оценивается как произведение вероятности безотказной работы Р\t) на коэффициент готовности К:

Если известно аналитическое выражение для вероятности безотказной работы Q некоторой системы, определенное через вероятности безотказной работы составляющих ее элементов qp то справедливы следующие уравнения:

заключающееся в нарушении работоспособности. В работоспособном состоянии анализатор выполняет заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией. Признаки отказов устанавливаются нормативно-технической документацией на анализатор. Наряду с потерей работоспособности под отказом автоматических промышленных анализаторов понимают выход погрешности А анализатора за пределы допускаемых значений Дд. ГОСТ 13216—74 «Приборы и средства автоматизации ГСП. Надежность. Общие технические требования и методы испытаний» регламентирует в качестве минимально допустимого значения вероятности безотказной работы современных изделий значение Р = 0,8 за время t = 1000 ч. Если предположить, что время между отказами анализатора подчинено экспоненциальному за-

Минимальное значение вероятности безотказной работы для приборов и средств автоматизации в соответствии с ГОСТ 13216—74 «Приборы и средства автоматизации ГСП. Надежность. Общие технические требования и методы испытаний» составляет Р = 0,8 за 1000 ч. При экспоненциальном законе распределения отказов данное требование, как было показано в гл. 1, равносильно требованию к минимально допускаемому среднему значению наработки на отказ прибора Т = 4500 ч, т. е. Хх + %г =

Важным свойством экспоненциального закона является независимость вероятности безотказной работы Р анализатора от того, сколько времени он работал до промежутка времени t.

требуемая вероятность поддержания анализатора в работоспособном состоянии в течение заданного времени — Р±. Величина Рх устанавливается в пределах 0,9—0,99. Эту вероятность не следует путать с величиной вероятности безотказной работы, получаемой при расчете надежности анализатора, и доверительной вероятностью для оценки Т экспериментальным путем.

где Pa.c—вероятность возникновения аварийной ситуации, зависящая от надежности работы технологического оборудования; Рав — вероятность возникновения аварии по вине измерительных устройств ; Pjw ^им — вероятности безотказной работы логических устройств и исполнительных механизмов.