Пәннің ОҚУ-Әдістемелік кешені 050730 «Құрылыс материалдары бұйымдары және құрылымдарының өндірісі» мамандығы үшін процестер мен аппараттар-2

Кіретін жылу:

Шығатын жылу:

яғни:

Кристаллизатордың жылу беті жылу балансынан анықталады.

2 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ САБАҚТАР

Оқулықпен жұмыс істеу кезінде қарастырыл отырған тақырып бойынша есептерді шешу қажет. Есептерді өз бетімен шешу керек, себебі осы кезде алған теориялық білімдері жақсы меңгеріледі және бекітіледі.

Барлық талап етілген есептерді өз бетімен шығару, одан кейін оқулықтарда және оқу әдістемелік нұсқауларында шығарылып көрсетілген есептерге талдау жасау өте пайдалы

Типтік есептерді біз аудиториялық лабораториялық сабақтарда шешеміз. Үй тапсырмаларын орындау кезінде туындаған сұрақтарға студенттердің оқытушы қол астындағы өздік жұмысы (ОСӨЖ) кезінде жауап бере аламын.

Қарастырылатын материалдарды толық меңгеру үшін әр тақырып бойынша қысқаша конспект жасау керек, оған негізгі анықтамаларды, барлық формулаларды және олардың ішіндегі шамалардың физикалық мәнін талдау жасай отырып жазу керек.

Әр тақырыптар бойынша есептердің шешімдерін және барлық жазбаларды лабораториялық сабақтарға арналған жеке дәптерге жазу керек.

Өздеріңіздің өз бетімен дайындалған материалдарыңыз одан әрі емтихан алдындағы пәнді қайталау кезінде үлкен көмекші құрал болып табылады, сонымен қатар іс жүзінде анықтама ретінде пайдаланылуы мүмкін.


Тақырып 1: Шарлар көмегімен ұнтақтайтын диірмен.
Жұмыстың мақсаты

1. Шарлы диірменнің құрылысымен және жұмыс істеу принципімен танысу.

2. Електі талдау әдісі нәтижелері бойынша дисперсті құрамын және ұсақтау дәрежесін анықтау.

3. Ұсақтауға шығындалған энергия мөлшерін анықтау.

Жұмыс кезінде 500 г-ға тең материалды өлшеп ұнтақтау құралына береді. Мысалы, материал ретінде кірпіш алуға болады және оны диірменнен өткіземіз. Осы диірменде ұсақталған материалды жинайды және үлкен бақылау елеуішіне себеді. Елеуіштер тесік өлшемі бойынша былай орналастырылады: тесігі үлкен жоғарыда, содан кейін тесігі кішкентай елеуіштің астынан түбі келеді. Елеу 5 10 минут жүргізілуі керек. Елеу аяқталғаннан кейін, әр елеуіштің түбінде қалған қалдықты жеке-жеке өлшеп алады. Өлшегеннен кейінгі нәтижелерді кестеге түсіреді. Кестедегі мәндерге байланысты ұнтақталу сипаттамасының графигін салады. Содан кейін түйіршіктердің орташа өлшемдерін /5/ теңдеумен анықтайды. Шарлы диірменнің майдалау дәрежесі мына тұжырым арқылы анықталады :

і = d'_орт/d"_орт .
Тексеру сұрақтары
1. Шарлы диірменнің құрылысың және жұмыс істеу принципін түсіндіріп берініз.

2. Ұсақтағыштардың жұмысын қандай көрсеткіш сипаттайды?

3. Елек талдау әдісі қалай жүргізіледі?

4. Ұсақтауға шығындалатын энергия мөлшер қалай анықталады?

Жұмыстың мақсаты

1. Араластырғыштың әртүрлі айналу жиілігінде тұтынатын қуатты анықтау.

2. Жұмысшы мүшенің айналу санына тәуелді тұтынатын энергияның мөлшерің талдауын жүргізу.

Сынаудың өткізу әдістемесі

Сынақ алдында қондырғының және сұйықтың негізгі параметрлермен танысу керек: ыдыстың диаметрі D, сұйық қабатының биіктігі Н, сұйықтың тығыздығы , сұйықтың температурасы t, тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті , қалақшалардың айналу шенберінің диаметрі d, қалақшаның ені b, қалақшалардың саны x.

Қалақшалы араластырғыштың сынағы бықылау-өлшеу аппаратураның (тахогенераторді және өзі жазатың ваттметрді) тексеруінен басталады. Содан кейін араластырғыштың бос күйіндегі, жұмысшы мүшенің белгілі айналу жиілігінде, тұтынатың қуатың анықтайды. Араластырғыштың әртүрлі айналу жиілігінде бес сынақ өткізу керек.

Сынақ нәтижелерің өндеу

d - араластырғыштың диаметрі, м

 - тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті, Па·с

Есептелінген Eu_M және Rе_M арқылы lgRе_M және lgЕu_M тәуелділік графигі салынады және содан (7) теңдеудегі тұрақты А және m шамалары анықталады.

Тұрақты А түзудің ордината өсін, қиған кезіндегі пайда болған кесінді түрінде немесе (10) теңдеумен анықталады.

3-сурет. lgEu_M = f (lgRe_M) тәуелділіктің графигі

_э.қ.- электрқозғалтқыштың ПӘК-і;

_бер.- берілістің ПӘК-і.
Тәжірибелерден және есептеулердең алынған мәліметтерді хаттамаға кіргізеді, содан кейін жұмысшы мүшенің айналу санына тәуелді тұтынатын энергияның мөлшерің талдауын жүргізеді.
Тексеруге арналған сұрақтар

1. Араластыру процесінің мағынасын түсіндіріңіз.

2. Аралыстырғыштардың түрлері қандай болады?

3. Сұйықтың механикалық араластыруына кететін қуат шығынын қандай физикалық шамалар анықтайды.

4. Re_M және Еu_M модификацияланған критерилер не үшін қажет ?

5. Жалпы критерий теңдеуін қолдана отырып шығарылған есеп жолын түсіндіріп берініз.

Жұмыстың мақсаты

1. Ортадан тепкіш күш әсерінен ажыратудың негізгі заңдылықтарымен және центрифуганың құрылысымен танысу.

2. Ажырату жылдамдығын және тұнба ылғалдылығының процестін уақытына тәуелділігің анықтау.

Сынаудың өткізу әдістемесі
Процестің теориясымен және центрифуганың құрылысымен танысқаннан кейін тәжірибелік сүзуді өткізеді. Барабанға алдын ала дайындалған суспензияны белгілі мөлшерде беріледі, электрқозғалтқышты қосады және электрқозғалтқыш косылған уақыттан бастап ағып шығатың фильтраттың мөлшерің жінағтағыш ыдыстың өлшейтің шынысы арқылы 1520 с сайың өлшейді. Центрифуга жұмыс істеу кезінде ротордың айналу жиілігін, электрқозғалтқыштың жоғарғы жағында орнатылған (электрқозғалтқыштың және тахогенератордың біліктері бір бірімен қатты бекітілген), тахогенератормен 4 өлшейді. Ажырату процесі аяқталғаннан кейің центрифуганы тоқтатады және тұнба қабатының орташа қалындығың өлшейді, тұнбаның ылғалдылығың анықтау үшін проба алады және сынақтың нәтижелерің сынақ протоколына еңгізеді.
Сынақ нәтижелерің өндеу

Барабанның толық көлемі (м³)

h – барабанның биіктігі, м.

Барабанның толтыру коэффициенті

R=D/2 - барабанның ішкі радиусы, м.

Есептеу және тәжірибе арқылы алынған нәтижелер бойынша тәуелділік графиктерін турғызады: және (мұнда W – тұнбаның ылғалдылығы өлшеген уақытта).

1. Тамақ өнеркәсібінде центрифугалардын қандай типтері және конструкциялары қолданылады және олардың жұмыс істеу принципі?

2. Центрифугалардың жұмысың қандай параметрлер сипаттайды?

3. Ажырату факторы деген не және оны қалай анықтайды?

4. Центрифулаудан кейін тұнбаның ылғалдылығын қалай анықтайды?

5. Жұмыстың істеу тәртібін түсіндіріп және тәжірибелік нәтижелерді сараптаңыз?

Жұмыстың мақсаты

1. Сүзгі-престің құрылысымен және оның жұмысымен танысу.

2. Тәжірибелік сүзіді жүргізу.

3. Тәжірибелік мәліметтер бойынша сүзу коэффициентерің анықтау.

4. Сүзі уақытың анықтау.

Өлшегіш ыдыстарға келесі 0,5 л сүзінді жиналған сайын сүзіндінің көлемін (V_с), уақытты () және суспензияның температурасын (t) белгілейді. Суспензия сүзіліп болған сон сынақ тоқтатылады. Сынақтан кейін сүзгіні бөлшектейді, сүзгі бөгеттерінен тұнбаны тазалап алады да оның көлемін V_т өлшейді. Сынақ нәтижелерін сынақ хаттамасына еңгізеді.

а және b cүзу коэффициенттерің алу үшін (11) теңдеуді дифференциалдаймыз:

2-суретте түзу сызықтың теңдеуі алынған /V-V' координаталарда. Осы сызық ординаталар осің /V = b нүктеде қиылыстрады. Түзу сызықтың көлбеу бұрышының тангенсі 2·а тең. Көрсеткіш V' - сүзгі бетінің бірлігіне қатысты екі кезекті өлшеудің ортақталған мәні бойныша сүзіндінің көлемің:

S = V_т/V_с ;

V_т – тәжірибе жолымен анықталған тұнбаның көлемі.

Сүзгі-престің рамасының өлшемдері 250250 мм, сондықтан бір раманың ауданы f = 0,0625 м². Осы жерден

Сүзідің оптималды уақытың анықтау үшін графикалық тәуелділік V=f() түрғызылады. Осьте О нүктесінің сол жағында ₀ тең (₀ - сүзгіні жұмысқа дайындау үшін қәжетті уақыт , ₀ = 0,25 сағ) ОS кесінді салынады. V=f() тендеу бойынша түрғызылған қисыққа S нүктесінең жанаманы өткізеді. Жанамамен қисық жанасқан нүктесінең  осіне перпендикулярді түсіреміз.  осінде кесінді ОВ пайда болады – оның ұзындығы сүзі процесінің тиімді уақытына тең.

2-сурет. График V=f()

Тексеру сұрақтары
1. Сүзі процесінің мақсаты қандай?

2. Сүзгіде қысымдар айырмасың қандай тәсілдермен алынады?

3. Сүзі режимдері немен сипатталады?

4. Сиационарлы және стационарлы емес сүзілердің сипаттамасың берініз.

5. Сүзі коэффициентердің физикалық мәні қандай?

6. Сүзі коэффициентерді анықтайтың формулаларды талданыз.

7. Тәжірибелік қондырғының негізгі элементтері қандай?

8. Сүзгі-фильтрдің құрылысы қандай?

9. Жұмысты істеу тәртібі қандай?

10. Тәжірибелік нәтижелер қандай әдіспен өнделеді?

1. Циклонның құрылысымен танысу.

2. Циклон жұмысының көрсеткіштерінің (ПӘК, ажырату факторы және т.б.) анықтау.

Сынаудың өткізу әдістемесі

Циклоннан шыққан шаң маталы фильтрде тұндырылады, жиналады және сонғы концентрацияны С₂ анықтау үшін массасы өлшенеді. Циклонның төменгі патрубкасынан тұндырылған шаңды жинап алады және оны да өлшейді. Бөлшектердің өлшемдерің қабылдап алады. Газдың (ауаның) тұтқырлығын температураға байланысты кестелерден алады.

Аудағы шаңнын мөлшерің оның массасын өлшеу арқылы анықтайды. Ол үшін ауаны маталы фильтр арқылы сүзеді. Фильтрдың массасын сүзі алдындағы және сүзіден кейін өлшеп және фильтр арқылы өткен ауанын мөлшері бойынша ауанын 1м³ ішіндегі шаңнын мөлшерің табады.

Осы жұмыста да бастапқы концентрацияны массаны өлшеу арқылы есептейді, бірақ өзгеше әдіспен. Белгілі уақытта ауанын белгілі көлеміне форсунка арқылы белгілі мөлшерде шаң береді. Шаңнын бастапқы концентрациясы (г/м³)
, (5)
мұнда: G₁ – циклонға берілетін шаңнын массасы, г/с;

V₁ – циклонға берілетің ауанын көлемі, м3/с.

V₂ – циклоннан шығатың ауанын көлемі, м³/с.

S_к – ауа кіретін патрубканын көлденен қима ауданы, м2.

Циклоннын гидравликалық кедергісі (Па)

мұнда  - кедергі коэффициенті, циклоннын құрылысына байланысты.

2. Тамақ өнеркәсібінде ортадан тепкіш тұндырғыштардың - циклондардың қандай типтері және конструкциялары қолданылады?

3. Циклондардың жұмысын қандай негізгі параметрлер сипаттайды?

4. Ауанын шаңдану дәрежесі қалай анықталады?

5. Ажырату факторы нені сипаттайды?

6. Циклонның ПӘК-і қалай анықталады және оны жоғарлату жолдары қандай?