Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации» » дисперсия.

Метод статистических испытаний при транспортировании нефтепродуктов

Коптева Александра Владимировна — Tue, 27 May 2014 10:01:10 +0000

Метод Монте-Карло можно определить как метод моделирования случайных величин с целью вычисления характеристик их распределений. Суть способа заключается в том, чтобы экспериментально воспроизвести событие, вероятность которого выражается через число , и приближённо оценить эту вероятность.
Поскольку метод Монте-Карло требует проведения большого числа испытаний, его часто называют методом статистических испытаний [1, с.46]. Теория этого метода указывает, как наиболее целесообразно выбрать случайную величину Х, как найти её возможные значения. В частности, разрабатываются способы уменьшения дисперсии используемых случайных величин, в результате чего уменьшается ошибка, допускаемая при замене искомого математического ожидания «а» его оценкой «а^*».
Характерной особенностью метода Монте-Карло является использование случайных чисел (числовых значений некоторой случайной величины). Такие числа можно получать с помощью датчиков случайных чисел. Например, в языке программирования Turbo Pascal имеется стандартная функция random, значениями которой являются случайные числа, равномерно распределенные на отрезке [0; 1]. Сказанное означает, что если разбить указанный отрезок на некоторое число равных интервалов и вычислить значение функции random большое число раз, то в каждый интервал попадет приблизительно одинаковое количество случайных чисел. В языке программирования basin подобным датчиком является функция rnd.
Нами найден и исследован новый метод статистических измерений применительно для контроля качества потока углеводородов. Суть разработанного алгоритма состоит в следующем: в статическом режиме градуируется система по основному потоку (нефть, уголь, газ и т.п.) и строится традиционным методом градуировочная характеристика. Далее, по теореме Котельникова находится Δt_i- интервал времени между измерениями, необходимый для точного воспроизведения характеристики (случайного сигнала) измеряемого параметра [3]. Для конвейерных весов Δt_i=0,02с; для магистрального нефтепровода Δt_i=0,2с. По методу скользящего среднего, при каждом измерении контроллер вторичного прибора вычисляет значение функции, представленной на рисунке 2, от измеряемого параметра по формуле [2]:

, (1)

где y(t)- значение измеряемого параметра;l- интервал времени между измерениями, с;
t- время, с.

Рисунок 1 – Случайное распределение выходного сигнала измерительной системы

Значение измеренного параметра y(t_i) из памяти прибора (базовая градуировочная характеристика) и вычисленное по формуле (1), уточняется путем усреднения и заносится в память прибора как новая (уточненная) точка градуировочной характеристики. И так в течение всего периода работы прибора – новая характеристика усредняется с предварительно многократно усредненной (и теперь уже являющейся базовой) градуировочной характеристикой (т.н. метод «Монте-Карло»). Рисунок 2 поясняет процесс усреднения градуировочной характеристики, где 1- градуировочная характеристика, занесенная в процессор вторичного прибора; 2- градуировочная характеристика, вычисленная методом скользящего среднего; 3- уточненная градуировочная характеристика, полученная методом «Монте-Карло».

Рисунок 2 – Уточнение градуировочной характеристики измерительной системы

Т.о, делая общий вывод по способу и устройству, можно утверждать, что благодаря огромному энергетическому эквиваленту, на примере радиоизотопной системы измерений можно извлечь дополнительное количество информации за время t с помощью мощности Р, а также повысить точность измерительной системы, перенеся совершенствование системы регистрации в область наноотрезков времени.

Выбор материала для наружных стен отапливаемых зданий

Кочеткова Майя Владимировна — Sat, 04 Apr 2015 21:41:50 +0000

Трудно найти достойный материал для наружных стен отапливаемых зданий, отвечающий всем эксплуатационным требованиям. Этот материал должен быть многофункциональным и обладать порой взаимоисключающими свойствами. Как конструкционный материал он должен быть весьма прочным, а как теплоизолирующий – легким и пористым. Среди обилия разных материалов можно было бы назвать дерево, но он не огнестоек и поддается гниению. И вот в конце прошлого века появился пенобетон, который не горит, не гниет и обладает высокими теплоизолирующими свойствами наряду с хорошей несущей способностью. Но и этот материал не безупречен. Он гигроскопичен и по этой причине не обладает должной атмосферостойкостью и требует защитного покрытия от увлажнения, мороза и других внешних воздействий.

В строительной практике применения блоков, а также панелей из ячеистого бетона или пенобетона для их защиты от внешних воздействий широко использовался раствор, поризованный пеной, т.е. тот же пенобетон, но с объемной массой 1500 кг/м³ и прочностью при сжатии около 8 МПа. Этот раствор обладал достаточной адгезией, позволяющей выполнять отделку пенобетонных стен после тепловой обработки блоков или панелей. В ходе наших исследований было предложено улучшить составы защитных растворов путем введения в них полимерных добавок. Количественная величина добавок регламентировалась полимерцементным отношением на основе значений П:Ц 0,7; 0,10; 0,15 и 0,20. Эти количества полимеров применяли и для закладки испытательных образцов.

О применении натуральных полимерных добавок в цементных растворах известно почти сто лет. В настоящее время в полимерцементных композициях все большее применение находят водные дисперсии полимеров – дисперсии и латексы. Это продукты дисперсной полимеризации и сополимеризации различных мономеров: винилацетата, винилхлорида, винилденхлорида, стирола и др.

Полимербетон и его свойства характеризуются наличием двух активных составляющих: органического связующего вещества и минерального вяжущего. Варьируя количественными и качественными показателями применяемых полимеров, можно получить материал с теми или иными новыми свойствами. Мы в своих опытах использовали поливинилацетатную дисперсию и дивинилстирольный латекс на основе синтетического каучука. Эти добавки способствуют повышению прочности при растяжении, морозостойкости, адгезии, водопроницаемости и др.

Прочностные и деформативные характеристики имеют решающее значение в оценке пригодности раствора для защитно-отделочных покрытий пенобетонных стен, поскольку от них зависят трещиностойкость и долговечность покрытий.

Оптимальным количеством полимера, вводимого в цементно-песчаный раствор для улучшения его прочности и деформативности, считается от 7 до 20% от веса вяжущего в пересчете на сухое вещество. На прочностные показатели полимерцементного раствора значительное влияние оказывает водоцементное отношение и температурно-влажностные условия твердения. Наиболее благоприятными условиями твердения следует считать воздушно-сухие условия при температуре +18 – +25^оС и влажности 50-60%. Именно при таких условиях хранились образцы для их испытаний на сжатие, растяжение и сдвиг.

Составы растворов и результаты испытания на сжатие приведены в таблице.

Полимер	П:Ц	В:Т	В:Ц	Осадка конуса см	Объемная масса кг/м³	Прочность при сжатии МПа
_	0	0,134	0,54	9,1	1510	4,2
ПВАД	0,07	0,115	0,47	8,1	1502	5,7
	0,10	0,115	0,47	7,2	1595	7,0
	0,15	0,114	0,47	7,2	1590	7,7
	0,20	0,112	0,47	7,2	1580	11,8
СКС-65ГП	0,07	0,160	0,65	7,2	1478	5,8
	0,10	0,151	0,62	7,9	1518	9,4
	0,15	0,171	0,58	8,0	1520	10,1
	0,20	0,120	0,51	7,1	1455	10,9

Кроме 28-дневного возраста, прочность при сжатии определяли после 7-дневного, 60-дневного и 180-дневного хранения образцов в воздушно-сухих условиях. При этом по мере увеличения содержания полимера в растворе отмечалось более быстрое возрастание прочности в начальный период твердения (рис.).

Рис. Прочность при сжатии пенополимерцементных растворов в зависимости от П:Ц

На этом же графике видно, что при увеличении П:Ц более 0, 15, составы на латексе снижают прочность при сжатии. Рост прочности на всех этапах твердения при увеличении полимерцементного отношения до 0,15 объясняется пластифицирующими свойствами полимерных добавок. Кроме того, полимерная добавка увеличивает водоудерживающую способность раствора, что способствует в условиях воздушно-сухого хранения образцов более полной гидратации цемента по мере роста П:Ц. Некоторое снижение прочности при сжатии растворов с латексом при П:Ц = 0,20 объясняется преобладанием в цементном камне эластичных и податливых частичек каучука. В пенополимерцементных растворах это аномальное явление наблюдается уже при П:Ц = 0,15. На наш взгляд это можно объяснить тем, что более тонкие межпоровые перегородки пенораствора, пронизанных глобулами каучука, обладают большей податливостью, чем скелет тяжелого раствора.

Пенополимерцементные растворы на латексе СКС-65ГП исследуемого состава по прочности пригодны для защитно-отделочных покрытий при П:Ц от 0,07 до 0,20.