Вероятность безотказной работы объекта по статистическим данным об отказах оценивается выражением:
где – число объектов, не отказавших к моменту времени ; – число объектов, поставленных на испытания.
Для оценки вероятности отказа объекта по статистическим данным справедливо соотношение:
где – число объектов, отказавших к моменту времени .
Сумма вероятностей отказа и безотказной работы объекта равна 1.
Частота отказов объектов , [1/час], по статистическим данным об отказах определяется выражением
где – число отказавших объектов на участке времени ; – интервал времени.
Интенсивность отказов объектов , [1/час], по статистическим данным об отказах определяется формулой
где – число объектов, не отказавших к моменту времени .
Среднее время безотказной работы объекта , [ч], по статистическим данным оценивается выражением
где – время безотказной работы -го объекта; – общее число объектов, поставленных на испытания.
Для определения по формуле (1.5) необходимо знать моменты выхода из строя всех объектов. Можно определять из уравнения
где – количество вышедших из строя объектов в -ом интервале времени; ; ; ; – время начала -го интервала; – время конца -го интервала; – время, в течение которого вышли из строя все объекты; – интервал времени.
Для рассматриваемого оборудования, как правило, характерен экспоненциальный закон распределения случайного времени его работы:
при ;
В этом случае получаем следующую связь между средней наработкой на отказ и интенсивностью отказов :
После отказа работоспособность оборудования может быть восстановлена путем ремонта. При оценке ремонтнопригодности оборудования используются следующие основные показатели.
Интенсивность восстановления есть предполагаемая вероятность его восстановления в интервале времени при условии, что до момента оборудование ремонтировалось.
Вероятность восстановления оборудования есть вероятность того, что при определенных условиях эксплуатации восстановление будет закончено к моменту времени .
Среднее время восстановления оборудования есть математическое ожидание случайной величины продолжительности ремонта.
При экспоненциальном законе распределения
В этом случае между средним временем восстановления и интенсивностью восстановления получим связь:
Комплексным показателем надежности ремонтируемого оборудования является коэффициент готовности – это вероятность того, что оборудование будет находиться в работоспособном состоянии при с начала эксплуатации. Можно показать, что
Вероятность исправного состояния в течение времени определяется по формуле:
Задача 1.5. На испытание поставлено однотипных деталей. За время отказало деталей. За интервал времени отказало деталей. Требуется определить ; ; ; ; ; .
№ варианта | ||||||||||
, ч | ||||||||||
, ч | ||||||||||
Задача 1.6. Один насос из группы насосов имеет среднюю наработку на отказ и среднее время восстановления . Определить коэффициент готовности насоса, а также интенсивность отказов и интенсивность восстановления при экспоненциальном законе надежности. Найти вероятность исправного состояния насоса в течение времени .
№ варианта | ||||||||||
, ч | ||||||||||
, ч | ||||||||||
, ч |
Водозаборные сооружения
Площадь водоприемных отверстий: , м2, ,
где – толщина стержня.
Электрообогрев решеток: , кВт; , кВт.
Длина ковша: ; – рабочая длина ковша, м,
где – коэффициент использования ковша, =0,7…0,8; – скорость движения воды в ковше; – скорость движения шуги.
Дебит шахтного колодца: , где ,
например, при = 250 мм: м.
Дебит лучевого водозабора, который питается безнапорными подземными водами, определяется по формуле Д. Читрина: .
Для горизонтальных водозаборов: – для совершенного колодца при одностороннем питании пласта;
- при двустороннем питании; /
- длина водоприемной части, м;
- глубина слоя воды водоприемной части, м.
Формула Дюпюи: .
Формула Зихардта (для напорных вод): .
Закон Дарси: .
Для напорных вод и совершенного колодца: .
Для напорных вод и несовершенного колодца: .
Для напорных вод: .
Для безнапорных вод и совершенного колодца: .
Для безнапорных вод и несовершенного колодца: .
Для безнапорных вод: .
Площадь фильтра: , количество воды поступающей через фильтр в колодец , где .
Задача 1.7. Определить дебит по данным пробных откачек скважины при понижении уровня воды на 15м при следующих данных:
№ варианта | ||||||||||
, м | 7,8 | 7,9 | 8,1 | 8,2 | 8,3 | 8,4 | 8,5 | 8,6 | 8,7 | 8,8 |
, м | 12,1 | 12,2 | 12,3 | 12,4 | 12,5 | 12,6 | 12,7 | 12,8 | 12,9 | 13,1 |
, м | 18,5 | 18,6 | 18,7 | 18,8 | 18,9 | 19,1 | 19,2 | 19,3 | 19,4 | 19,5 |
, л/с | 1,4 | 1,5 | 1,6 | 1,7 | 1,8 | 1,7 | 1,6 | 1,5 | 1,4 | 1,3 |
, л/с | 2,1 | 2,2 | 2,3 | 2,4 | 2,5 | 2,6 | 2,5 | 2,4 | 2,3 | 2,2 |
, л/с | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 3,1 | 2,7 | 2,8 | 2,9 | 3,1 | 2,9 | 2,8 |
Задача 1.8. Рассчитать основные параметры (площадь и рабочую длину) сетчатого фильтра мм, если коэффициент фильтрации породы м/сут., производительность трубчатого колодца м3/с. Забор воды производиться из напорного пласта, сложенного из мелкозернистых песков ( = 0,20 мм).
№ варианта | ||||||||||
, мм | ||||||||||
, м/сут | ||||||||||
, м3/с | 0,021 | 0,022 | 0,023 | 0,024 | 0,025 | 0,025 | 0,026 | 0,027 | 0,028 | 0,029 |
Задача 1.9. Определить производительность одиночного совершенного колодца по следующим исходным данным: предполагается прием воды из напорного водоносного пласта мощностью м, сложенного из пылеватых мелкозернистых песков ( = 0,25 мм) и перекрытого мощным слоем глинистых сланцев. Напор над его подошвой м, над кровлей м. Коэффициент фильтрации породы м/сут, радиус влияния колодца м. Скважина оборудована сетчатым фильтром = 150 мм.
№ варианта | ||||||||||
, м | ||||||||||
, м | ||||||||||
, м |
ОЧИСТКА ПРИРОДНЫХ ВОД
Задача 2.10. Определить карбонатную жесткость воды при содержании в ней, мг/дм3: , , .
№ варианта | ||||||||||
Задача 1.11. Определить дозу коагулянта сульфата алюминия для следующих данных: мутность воды, мг/дм3, цветность, град ПКШ.
№ варианта | ||||||||||
мутность, мг/дм3 | ||||||||||
цветность, град ПКШ |
Задача 1.12. Определить жесткость, щелочность и сухой остаток воды, поступающей на очистные сооружения. Ионный состав воды, мг/дм3: , , , , , , .
№ варианта | ||||||||||
Задача 1.13. Определить полную производительность станции обработки хозяйственно-питьевой воды, если , м3/сут; станция снабжает питьевой водой город с населением тыс. чел.
№ варианта | ||||||||||
, тыс.м3/сут | ||||||||||
тыс. чел |
Задача 1.14. Определить дозу извести для подщелачивания воды при коагулировании примесей воды при ее щелочности мг-экв/л и содержании взвешенных веществ до 150 мг/л.
№ варианта | ||||||||||
щелочность | 1,5 | 18, | 2,1 | 2,4 | 2,7 | 3,2 | 3,4 | 3,7 | 4,2 | 4,5 |
II. ВОДООТВЕДЕНИЕ
Водоотведением называется комплекс сооружений и инженерных мероприятий, которые предназначены для сбора и транспортирования сточных вод за пределы населенного пункта и промышленного предприятия, их дальнейшей очистки, обезвреживания и обеззараживания и сброса в водоем или для повторного использования.
Наружная водоотводящая сеть это сеть трубопроводов, которые самотеком отводят сточные воды к насосным станциям или на очистные сооружения. Уличная сеть объединяется одним или несколькими коллекторами.
Коллектором называется участок водоотводящего трубопровода, собирающего сточную жидкость с двух или нескольких уличных трубопроводов. Главный коллектор собирает сточную воду с бассейна водоотведения.