Получения кислорода

Для получения канонической системы воспользуемся вариационной формулировкой условий равновесия в форме (5.28), которую дополним условием связи [см. (5.32) ]:

ISTB, A, P, B, D, S) — подпрограмма получения канонической системы дифференциальных уравнений (3.60). Формальные параметры: Cl, С2 — соответствуют матрицам связи [Ci], [С2] (3.45); Sll, S22, S21 — массивы, в которых содержится информация о матрицах [5ц], [S22], [S2il [CM. (3.57)]; Ql, Q2 — одномерные массивы, передающие в программу векторы {.Vi}, {Nz} [(см. (3.55), (3.58)]. Al — параметр Ламе Л (ds — Ada). NX, NY, N — целые числа, указывающие размерности векторов {X}, {У} и число уравнений в канонической системе (N = 2NX), ISTB — управляющий параметр: ISTB = 1—для решения задач статики, ISTB = 2— для задач устойчивости, ISTB =3 — для задач колебаний; А — массив, содержащий матрицу [А] разрешающей системы; Р — массив, содержащий вектор свободных членов (для задачи статики); в массивах В, D, S после работы подпрограммы находятси вспомогательные матрицы [Ь], [d], \822]~г-

Для получения канонической системы воспользуемся вариационной формулировкой условий равновесия в форме (5.28), которую дополним условием связи [см. (5.32) ]:

ISTB, A, P, B, D, S) — подпрограмма получения канонической системы дифференциальных уравнений (3.60). Формальные параметры: Cl, С2 — соответствуют матрицам связи [Ci], [С2] (3.45); Sll, S22, S21 — массивы, в которых содержится информация о матрицах [5ц], [S22], [S2il [CM. (3.57)]; Ql, Q2 — одномерные массивы, передающие в программу векторы {.Vi}, {Nz} [(см. (3.55), (3.58)]. Al — параметр Ламе Л (ds — Ada). NX, NY, N — целые числа, указывающие размерности векторов {X}, {У} и число уравнений в канонической системе (N = 2NX), ISTB — управляющий параметр: ISTB = 1—для решения задач статики, ISTB = 2— для задач устойчивости, ISTB =3 — для задач колебаний; А — массив, содержащий матрицу [А] разрешающей системы; Р — массив, содержащий вектор свободных членов (для задачи статики); в массивах В, D, S после работы подпрограммы находятси вспомогательные матрицы [Ь], [d], \822]~г-

Для получения канонической системы разрешающих уравнений воспользуемся формулировкой принципа возможных перемещений, дополненного условиями связи (1.191). Тогда с учетом (1.190) для случая действия распределенной нормальной нагрузки р (см. рис. 1.8) запищем:

Для получения канонической системы воспользуемся энергетическим критерием Брайана (1.141), дополненного условиями связи

5.1.2. Подпрограмма получения канонической системы дифференциальных уравнений

Подпрограмма использует вариационно-матричный способ получения канонической системы разрешающих уравнений, численное интегрирование методом Рунге—Кутта для формирования матрицы фундаментальных решений (МФР) на кольцевом оболочечном элементе и получение на основе. МФР матрицы жесткости конечного элемента оболочки вращения.

Отличие процедур получения канонической системы (5.36) от процедур получения матрицы разрешающей системы дифференциальных уравнений для решения задачи статики (5.9) заключается в вычислении матриц S;y. Матрицы S// (5.37) содержат кроме жесткостных характеристик информацию о начальном напряженном состоянии, а также инерционные характеристики системы.

5.2.2. Подпрограмма получения канонической системы для решения задач на собственные значения

5.1.2. Подпрограмма получения канонической системы дифференциальных уравнений.............. 221

5.2.2. Подпрограмма получения канонической системы для решения задач на собственные значения..........233

ВОЗДУХ - смесь газов, из к-рых состоит земная атмосфера. Объёмный состав сухого В. (в процентах): азот 78,08, кислород 20,95, благородные газы 0,94, углекислый газ 0,03. Реальный В. обычно содержит водяной пар, а также случайные примеси - пыль, микроорганизмы, аммиак, сернистый газ и др. Плотн. В. 1,293 кг/м3. Жидкий В.- голубоватая жидкость с плотн. 960 кг/м3 (при -192 °С и норм. атм. давлении). Благодаря кислороду, содержащемуся в В., он используется как хим. реагент в разл. процессах (горение топлива, получение металлов из руд, произ-во мн. хим. соединений); ценность В. как хим. реагента повышают, увеличивая содержание в нём кислорода. В.-важнейшее пром. сырьё для получения кислорода, азота, инертных газов; сжатый В.- рабочее тело в пневматич. устройствах. ВОЗДУХОВОД, воздухопровод,-трубопровод для перемещения воздуха, применяемый в системах вентиляции, воздушного отопления, кондиционирования воздуха, а также в технол. целях, напр, для транспортирования сыпучих материалов в системах пневматического транспорта и т.п.

("Важное "значение для народного хозяйства имеют воздухоразделительные установки. Они служат для получения кислорода, азота, аргона, криптоноксе-ноновой смеси и неоногелиевой смеси как в газообразном, так и жидком состоянии. К их числу относится установка для разделения воздуха КТ-70 -одна из самых мощных в мировой практике (рис. 8.29). Она предназначена для получения технологического кислорода // чистотой 95%; технического жидкого кислорода V чистотой 99,5 %; жидкого /// и газообразного / азота чистотой 99 %; криптоноксенонового концентрата VI с содержанием этих газов до 0,2%; неоногелиевой смеси IV с содержанием неона и гелия до 40%.

ВОЗДУХ — смесь газов, из к-рых состоит атмосфера. Объёмный состав В.: азот 78,08, кислород 20,95, инертные газы 0,94, углекислый газ 0,03, водяной пар, случайные примеси (пыль, микроорганизмы, аммиак, сернистый газ и др.). Плотн. В. 1,293 кг/м3. Жидкий В.— голубоватая жидкость с плотн. 960 кг/м3 (при —192 °С и норм, давлении). Благодаря кислороду, содержащемуся в В., он используется как хим. агент в различных процессах (горение топлива, выплавка металлов из руд, пром. получение мн. хим. соединений); ценность В. как хим. агента повышают, увеличивая содержание в нём кислорода. В.— важнейшее пром. сырьё для получения кислорода, азота, инертных газов.

3) в химической промышленности — при разделении газовых смесей, в частности воздуха, для .получения кислорода и азота, для извлечения дейтерия из технического водорода. Криотемпературы ис-/пользуются также для конденсации паров, осушения газов, разделения сложных растворов, кристаллиза-8

5) в авиации и космонавтике — для получения топлива (например, жидкого водорода) и окислителей (например, жидкого кислорода), а также для обеспечения кислородом людей, работающих на большой высоте и в космосе;

Одним из главных потребителей компрессорных машин являются предприятия черной металлургии. Компрессоры находят применение в металлургических процессах для следующих целей: подачи газовых сред в доменные печи; подачи воздуха в воздухо-разделительные установки для получения кислорода; отсасывания продуктов сгорания от агломерационных машин в процессе обогащения руд; отсасывания продуктов сгорания от кислородных сталеплавильных конвертеров и от мартеновских печей, работающих при подаче кислорода; отсасывания от коксовых батарей продуктов коксования на коксохимических заводах.

воздух и подвергая его затем ректификации, можно получить отдельно кислород и азот, используя разность в температурах кипения жидкого кислорода и азота. При атмосферном давлении температура кипения жидкого кислорода равна—182,95°С, а жидкого азота —195,8°С. Схема установки для получения кислорода из атмосферного воздуха показана на фиг. 198. Атмосферный воздух засасывается через воздушный фильтр I, очищается в нём от механических примесей и сжимается в многоступенчатом (4, 5 или 6 ступеней) компрессоре 2 до требуемого давления. После каждой ступени компрессора воздух проходит водяные холодильники, где отдаёт теплоту сжатия, и маслоотделители, в которых отделяются конденсационная влага и масло. Между 2-й и 3-й ступенями воздух проходит через декарбонизатор с?, наполненный раствором едкого натра для очистки воздуха от углекислоты. После компрессора сжатый воздух направляется в осушительную батарею 4, где освобождается от влаги при помощи кускового NaOH. Очистка воздуха от СО2 и влаги необходима для предупреждения закупорки теплообменника кислородного аппарата твёрдой углекислотойи льдом при низких температурах. Из осушительной батареи сжатый воздух поступает в змеевик теплообменника 5, расположенный на верху кислородного аппарата 6. Кислородный аппарат двойной ректификации состоит из нижней 7 и верхней 8 ректификационных колонн. Воздух, охлаждённый в теплообменнике отходящими из аппарата азотом и кислородом, поступает в змеевик испарителя 9, откуда через воздушный дроссельный вентиль 10 подаётся на середину нижней ректификационной колонны для разделения. В испарителе 9 собирается жидкий воздух, содержащий 45—50% кислорода; азот поднимается вверх и, сжижаясь в трубках конденсатора 11, частично идёт на орошение нижней колонны и частично собирается в карманах 12 конденсатора 11. Отсюда через азотный дроссельный вентиль 13 азот подаётся на верхнюю тарелку верхней колонны; в эту же колонну, но несколько ниже, через кислородный дроссельный вентиль 14 подаётся жидкий воздух из испарителя нижней колонны. Газообразный азот уходит наружу через азотную секцию 15 теплообменника, а газообразный кислород из верхней части конденсатора отводится через кислородную секцию 16 теплообменника в газгольдер 17 через газовый счётчик 18. Из газгольдера кислород засасывается кислородным компрессором 19, сжимается в нём до давления 150 am и через наполнительную рампу 20 накачивается в стальные баллоны.

Подвергать сжатию приходится только кислород, подаваемый в небольшом количестве.. Давление газа используется для его транспортирования на дальнее расстояние. Сжатие газа и уменьшение скоростей обусловливает малое сопротивление слоя, большую длительность соприкосновения и уменьшение выноса мелких фракций и, как следствие, возможность газификации мелкозернистого топлива и увеличения производительности газогенератора. В связи с большими достижениями к области получения кислорода способ газификации на паро-кислородном дутье имеет значительные перспективы.

В те далекие годы еще не существовало высокопроизводительных установок для получения дешевого кислорода в больших количествах, и предложение Оккермана — Чернова долгое время оставалось нереализованным. Лишь в 30-е годы нынешнего столетия, когда были созданы механические установки для получения кислорода из атмосферного воздуха, начались успешные опыты по применению кислорода в конвертерном производстве стали, а также в других процессах черной и цветной металлургии.

Металлический натрий используется как катализатор, а также энергичный восстановитель в ряде химических процессов, для приготовления перекиси натрия, как источник искусственного освещения. В последнее время находит применение в качестве теплоносителя в атомных реакторах. Перекись натрия Na202 образуется при сгорании металлического натрия в избытке воздуха или кислорода. Чистая или содержащая различные добавки перекись натрия (техническое название оксилит) используется для получения кислорода при взаимодействии рре-ларата с водой. Перекись наярия используется также для очистки воздуха от

/ — подвод пробы; 2 — сосуд постоянного уровня; 3—измерительный элемент; 4 и 5 — сравнительная и измерительная платиновая проволоки; 6 — контактная трубка; 7 — гидрозатвор; 8 — электролизер для получения кислорода; 9 — слив пробы; 10 — регистрирующий прибор; а—металл; б — стекло; в — анализируемая вода; г — раствор едкого натра.