Министерство образования Республики Башкортостан Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Министерство образования Республики Башкортостан
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение
Стерлитамакский химико-технологический колледж
МОДУЛЬ
лабораторно-практических заданий
учебной практики УП 01 «Выполнение работ по обслуживанию
оборудования и коммуникаций»
Номинация «Учебно-методические разработки (практикум, методические указания по
проведению лабораторных работ, методические рекомендации для преподавателей,
сборник задач и т.д.)»
Составил:
Т.Н. Белякова, преподаватель
технологического цикла
2014
Аннотация
Данная методическая разработка включает в себя инструкции для проведения
лабораторных работ
практикума УП01 «Выполнение работ по обслуживанию
оборудования и коммуникаций»
в
учреждениях среднего профессионального
образования при обучении техников-технологов. Учебная практика проводится в рамках
освоения
профессионального
модуля
ПМ01
«Эксплуатация
и
обслуживание
технологического оборудования» параллельно с освоением междисциплинарного курса
МДК 01 «Устройство, эксплуатация и обслуживание технологического оборудования»
для специальности 240107 Химическая технология неорганических веществ и «Основы
технического обслуживания промышленного оборудования» для специальности 240113
Химическая технология органических веществ. Программой
предусмотрена учебная
практика УП01 в размере 72 часов.
При проведении данных работ используется действующее технологическое
оборудование учебного полигона колледжа.
В
разработке
раскрываются
вопросы
методики
и
техники
проведения
лабораторных испытаний технологического оборудования студентами техникума. Она
может быть также полезна преподавателям и мастерам производственного обучения,
работающим при подготовке обучающихся по профессиям «Техник-механик», «Слесарьремонтник», «Аппаратчик-оператор» .
Введение
На
современном
этапе
развития
химической
промышленности
необходимо
значительное повышение уровня знаний и навыков будущего компетентного специалиста
– техника-технолога, работающего со сложной химической аппаратурой, способного
осуществлять творческий подход в решении ряда практических задач при управлении
технологическими процессами.
В подготовке обучающихся химико-технологических специальностей, в соответствии
с вышеперечисленными требованиями, важную роль играет освоение профессионального
модуля «Эксплуатация и обслуживание технологического оборудования», в состав
которого входит учебная практика «Выполнение работ по обслуживанию оборудования и
коммуникаций».
Эффективность усвоения учебного материала, освоение общих и профессиональных
компетенций во многом зависит от содержания и постановки лабораторно-практических
работ в колледже.
Учебный полигон
макетами
химико-технологического колледжа
технологического
оборудования
и
оснащен действующими
тренажерами:
насосная
установка,
насадочный абсорбер, ректификационная колонна, валковая дробилка и барабанный
грохот, трубопроводы, запорная арматура, фильтровальная установка, реактор с
псевдоожиженным слоем, выпарной аппарат, экстрактор, теплообменное оборудование.
В представленной работе перечень лабораторных работ и необходимых установок
составлен в соответствии с требованиями ФГОС по освоению обучающимися вида
профессиональной деятельности «Обслуживание и эксплуатация технологического
оборудования».
На лабораторных установках и учебных тренажерах обучающиеся должны закрепить
знания,
полученные при изучении дисциплины «Процессы и аппараты» и
междисциплинарного курса «Устройство, эксплуатация и обслуживание технологического
оборудования», «Основы технического обслуживания промышленного оборудования»,
принцип работы и устройство типового оборудования
и приемы его обслуживания,
параметры работы аппаратов, причины неполадок и способы их устранения,
основы
ремонта машин, аппаратов, коммуникаций, правила заполнения технологической
документации.
Обучающимся
дается
возможность
самостоятельно
осуществлять
пуск,
обслуживание, останов технологических установок под руководством преподавателя.
Форма работы – индивидуальная и групповая (бригадная).
Таким образом, учебная практика
«Выполнение работ по обслуживанию
оборудования и коммуникаций» позволяет закрепить теоретические знания обучающихся
и подготовить их к практической деятельности на предприятиях.
Аналитическая часть
Целями и задачами учебной практики является формирование у обучающихся
первоначальных практических профессиональных умений в рамках профессионального
модуля
по основным видам профессиональной деятельности для освоения рабочей
профессии, обучение трудовым приемам, операциям и способам выполнения трудовых
процессов,
характерных
для
соответствующей
профессии
и
необходимых
для
последующего освоения ими общих и профессиональных компетенций по избранной
профессии.
Учебный полигон должен быть оснащен действующими установками, снабженными
контрольно-измерительными и регулирующими приборами. Условия должны быть
приближены к производственным.
Лабораторные установки должны отличаться простотой, обеспечивать возможность
визуального наблюдения за технологическим процессом.
Оборудование должно быть
приспособлено для проведения опытов на различных режимах работы с соблюдением
правил техники безопасности. Для освоения устройства и навыков ремонта оборудования
в лаборатории необходимо иметь набор основных узлов и деталей трубопроводов,
теплообменников, насосов, колонн, фильтров и т.д., а также запорной и регулирующей
арматуры.
Проведение учебной практики рекомендуется планировать параллельно с освоением
междисциплинарного курса МДК 01 «Устройство, эксплуатация и обслуживание
технологического оборудования» для специальности 240107 и «Основы технического
обслуживания промышленного оборудования» для специальности 240113. Программой
предусмотрена учебная практика УП01 в размере 72 часов (6 часов на 1лабораторное
занятие)
Учебная практика УП01 является частью ОПОП СПО по специальности
240107
Химическая технология неорганических веществ и 240113 Химическая технология
органических веществ в части освоения основного вида профессиональной деятельности
(ВПД):
«Обслуживание
и
эксплуатация
технологического
оборудования»
и
соответствующих профессиональных компетенций :
ПК
1.1. Подготавливать
оборудование
к
безопасному
пуску,
выводу
на
технологический режим и остановке.
ПК 1.2. Контролировать работу основного и вспомогательного оборудования,
технологических линий, коммуникаций и средств автоматизации.
ПК 1.3. Обеспечивать безопасную эксплуатацию оборудования при ведении
технологического процесса.
ПК 1.4. Подготавливать оборудование к проведению ремонтных работ.
На первом лабораторном занятии преподаватель должен ознакомить студентов с
содержанием и назначением учебной практики, провести инструктаж по правилам
техники безопасности, электро - и пожаробезопасности.
рекомендуется
провести вводный инструктаж
На последующих занятиях
по теоретическому материалу с
использованием средств образовательного портала ФЦИОР, затем программированный
опрос обучающихся для проверки уровня подготовки студентов к занятиям. Каждый
обучающийся готовит журнал, в котором оформляется отчет по выполнению
лабораторной работы.
Получив разрешение преподавателя, студент начинает самостоятельную работу на
установке, проводит замеры показаний приборов при различных режимах работы и
фиксирует их в журнале. Закончив работу, студент останавливает оборудование, приводит
в порядок рабочее место и сдает преподавателю. Затем обучающийся обрабатывает
опытные данные, оформляет расчеты, сводные таблицы, технологические карты и т.д.
Выполненная работа подписывается преподавателем.
Предметом оценки по учебной практике являются дидактические единицы «иметь
практический опыт»
и «уметь». Контроль и оценка этих дидактических единиц
осуществляются с использованием промежуточной аттестации по учебной
Оценка по учебной
практике.
практике выставляется на основании аттестационного листа
(характеристики учебной и профессиональной деятельности обучающегося на практике) с
указанием видов работ, выполненных обучающимся во время практики, их объема,
качества выполнения в соответствии с технологией и требованиями образовательного
учреждения.
Содержание
Перечень работ учебной практики УП 01
Содержание учебной практики
Выполнение работ по обслуживанию оборудования и коммуникаций
Инструктаж по охране труда на рабочем месте. Ознакомление с технической и эксплуатационной
документацией. Правила монтажа и ремонта технологического оборудования
Лабораторная работа №1 Трубопроводы. Способы соединения трубопроводов. Определение
потери напора на местные сопротивления в трубопроводе.
Лабораторная работа №2 Трубопроводная арматура. Ревизия запорной арматуры (вентиля, крана,
задвижки)
Лабораторная работа №3 Насосы. Эксплуатация и обслуживание центробежного насоса.
Лабораторная работа №4 Эксплуатация и обслуживание валковой дробилки и барабанного
грохота
Лабораторная работа №5 Сушка материала воздухом. Эксплуатация и обслуживание камерной
сушилки.
Лабораторная работа №6 Фильтры. Эксплуатация и обслуживание нутч-фильтра.
Лабораторная работа №7.1 Теплообменное оборудование. Эксплуатация, обслуживание,
испытание теплообменника «труба в трубе»
Лабораторная работа №7.2 Теплообменное оборудование. Эксплуатация, обслуживание,
испытание кожухотрубного теплообменника
Лабораторная работа №8 Абсорбционные и адсорбционные колонны.
обслуживание насадочной колонны с керамическими кольцами Рашига.
Эксплуатация,
Лабораторная работа №9 (1,2) Ректификация. Эксплуатация, обслуживание ректификационной
колонны с колпачковыми тарелками.
Правила проведения и сдачи работ по учебной практике УП 01
Выполнение работ по обслуживанию оборудования и коммуникаций
1. Студенты допускаются к работе в лаборатории только после инструктажа по технике
безопасности, после чего они обязаны расписаться в журнале. Это означает, что они
ознакомлены с правилами техники безопасности и обязуются их выполнять.
2. Перед началом работы необходимо внимательно ознакомиться с устройством и
принципом работы установки и порядком выполнения работы. Работу начать с
разрешения преподавателя или лаборанта.
3. При работе с электрооборудованием обращать внимание на его исправность,
правильную изоляцию контактов, не использовать оборудование с оголенными
контактами, неисправными вилками и т.п.
5. Выполнять все меры предосторожности при работе с аппаратами, с движущимися
частями механического оборудование (электрическая мешалка, центрифуга и т.д.).
6. При проведении работы нельзя отвлекаться и оставлять технологическую установку без
наблюдения.
7. После проведения работы студент оформляет и сдает отчет, который должен содержать:
- тема работы;
- цель работы;
- схема установки или чертеж основного аппарата;
- описание принципа работы установки (аппарата);
- порядок проведения работы (порядок пуска-останова, эксплуатации, ремонта, выявления
неисправностей, действия при аварийной ситуации);
- экспериментальная и расчетная часть (если имеется);
- выводы и ответы на контрольные вопросы (в письменной форме).
8. После оформления студент защищает отчет по лабораторной работе.
9. Студент не допускается к следующей работе, если им не сданы две предыдущие работы
(без уважительных причин).
10. При пропуске занятия студент отрабатывает пропущенное занятие в назначенное
время.
Лабораторная работа №1
Трубопроводы. Способы соединения трубопроводов. Ревизия трубопровода.
Определение потери напора на местные сопротивления в трубопроводе
Цель работы:
1. Изучить требования к проектированию, эксплуатации и ревизии трубопроводов.
2. Выбрать материал труб и фасонные элементы трубопроводов.
3. Техническое обслуживание трубопровода.
Определить опытным путем потери напора
на местные сопротивления
трубопровода.
Оборудование:
Лабораторная установка по определению гидравлического
соединения трубопровода - расходная емкость, уровнемер, пьезометрические
трубки, вентиль, конический переход, пробковый кран, муфтовое соединение,
приемная емкость; колено, двойники, тройники.
Теоретическая часть
1. Трубопроводы предназначены для транспортирования газовых, жидких и
смешанных сред (сырья, готовых продуктов, полуфабрикатов, теплоносителей).
Проектирование и эксплуатация трубопроводов зависят от вида продукта, который
подлежит транспортированию.
Согласно ГОСТ 14202 устанавливаются следующие десять укрупненных групп
веществ, транспортируемых по трубопроводам
Цифровое
Транспортируемое вещество
Опознавательная окраска
обозначение
трубопроводов
группы
1
вода
зеленый
2
пар
красный
3
воздух
синий
4
газы горючие (включая сжиженные газы) желтый
5
газы негорючие (включая сжиженные желтый
газы)
6
кислоты
оранжевый
7
щелочи
фиолетовый
8
жидкости горючие
коричневый
9
жидкости негорючие
коричневый
0
прочие вещества
серый
Для обозначения наиболее опасных по свойствам транспортируемых веществ на
трубопроводы следует наносить предупреждающие цветные кольца.
Основными параметрами для расчета трубопровода является температура
перекачиваемого продукта, рабочее давление в трубопроводе, температура окружающей
трубопровод среды, коррозионная активность среды.
Согласно основного документа «Руководящие указания по эксплуатации ревизии и
ремонту технологических трубопроводов » трубопроводы в зависимости от уровня
опасности транспортируемой среды подразделяются на 5 групп: А,Б,В,Г,Д, а в
зависимости от температуры и давления транспортируемой среды – на 5 категорий: I, II,
III, IV, V. Каждый технологический трубопровод имеет паспорт , в котором указываются
его основные эксплуатационные характеристики. В паспорт заносятся сведения о
проводимых осмотрах и испытаниях трубопровода, которые проводятся регулярно в
соответствии с нормами на трубопровод той или иной категории.
Основной частью трубопровода является труба. Трубы изготавливают из
углеродистой и легированной стали, чугуна, цветных металлов, керамики, стекла,
фарфора, пластмасс и др. материалов, выбор которых зависит от параметров
транспортируемой среды (Р,Т, коррозионная активность) и температуры
окружающей среды.
Соединения труб бывают неразъемные (сварные и раструбные) и разъемные
(фланцевые и муфтовые).
Сварные соединения дают высокопрочные, плотные и жесткие стыки. Сваркой
соединяют стальные, стеклянные и пластмассовые трубы.
Раструбными
выполняют
соединения
чугунных
(водопроводных
и
канализационных), керамических безнапорных, железобетонных напорных и
безнапорных, а также пластмассовых труб.
На фланцах (надвижных или приварных) болтами соединяют различные трубы.
Между фланцами устанавливают прокладки из листовых материалов — резины, паронита
и др.
На
муфтах
(стальных,
чугунных,
алюминиевых,
железобетонных,
асбестоцементных и пластмассовых) соединяют металлические и неметаллические трубы.
Железобетонные (бетонные) трубы соединяют и на цементном растворе или на
мастичных жгутах из битумных и полимерных материалов.
Кроме труб и их соединений к элементам трубопроводов относят различные
фасонные части (отводы, двойники, тройники, крестовины, конические переходы),
компенсаторы, арматуру и контрольно-измерительные приборы.
2.
Практическая часть
3.


Техническое обслуживание трубопровода. Определение потери напора на местные
сопротивления трубопровода.
Произвести проверку трубопровода. Сделать записи.
Визуальный осмотр наружной поверхности трубопровода на наличие деформаций
и внешних дефектов
Осмотр опор, подвесок, несущих конструкций, компенсаторов, теплоизоляции,
антикоррозионного покрытия

Проверка трубопроводной арматуры
Порядок выполнения работы.
Схема установки ( рис.1) состоит из: 1. Расходная емкость, 2. Уровнемер, 3.
Пьезометрические трубки, 4. Вентиль, 5. Сужение (конический переход), 6.
Пробковый кран, 7. Муфтовое соединение, 8. Приемная емкость
Рисунок 1. Схема лабораторной установ ки.
Порядок выполнения работы.
1. В к л ю ч и т ь
насос.
Наполнить
напорный
бак
до
постоянного уровня, обеспечиваемого переливной трубой
(пункт выполняется преподавателем).
2. Открыть запорный вентиль 5 и при закрытом регулировочном
вентиле
12,
проверить
уровни в пьезометрических трубках 6,
которые должны быть одинаковые и равны уровню
воды в
напорном баке.
Преподавателем устанавливается степень
открытия фланцевого вентиля 7 и пробкового крана 9. Это
обеспечивает различные
показания
у
разных
групп
студентов.
3. Проверить
открытие
крана
14,
открыть
регулировочный вентиль 12, дождаться установление постоянного
уровня в пьезометрических т рубах, снять показания. Закрыть
кран J4 и одновременно включить сек ундомер. Зам ерить время
заполнения мерной ем к ости 13
4. Слить воду из емкости 13, открыв кран 14.
5. Изменить расход, повторить замеры.
Обработка результатов
Данные для расчета: внутренний диаметр трубы малого сечения dвн =
1 5мм =0,015м. Объем мерной емкости V = Зл = 0,003м3. Ускорение
свободного падения q = 9,81 м/с2. Плотность в од ы п р и ня т ь р= 1 0 0 0 к г/м 3 .
К о э ф ф и ц ие н т д и на м ич е ск о й вязкости воды принять μ=10-3 Па/с
Потери
напора
в
каждом
местном
сопротивлении
о п р е д е л и т ь п о р а з н о с т и п о к а з а н и й п ь е з о м е т р о в д о и после
фланцевого
вентиля
7,
сужающий
муфты
8,
пробкового крана 9, муфты 10, отвода 11.
∆h= h1 - h2, м.ст.жидкости
Опре дел ить о бъе м ный рас хо д во д ы
Q=𝑉⁄𝜏 м3 /с,
где τ - время заполнения мерной емкости, с.
О п ре д ел и ть с к о ро с ть дв и ж е н ия в од ы в ме с т н ых
сопротивлениях:
υ=Q/S м/с
где S - площадь внутреннего сечения трубы, м
S=П 𝑑2 вн⁄4 м2
Определить экспериментальные значения местных с о п р о т и в л е н и й и з
формулы Вейсбаха
𝜁мест =∆hм.с. 2q/𝜐 2
Сравнить
полученные
экспериментальные
значения
коэффициентов
местных
сопротивлений
с
табличными.
Табличные значения коэффициентов местных сопротивлений:
Вентиль при полном открытии: 𝜁=3 -5,5
Сужающая муфта 𝜁 =0,2.
Пробковый кран в з а в и с и м о с ти о т уг л а п о в ор ота в г ра дус а х :
10°-0,29
20°- 1,56
30°-5,47
40°-17,3
45°-31,2
50°-52,6
60°- 118
Муфта 𝜁 = 0,05
Отвод 𝜁 = 0,19
В случае значительного несовпадения опытных и табличных
данных учесть, что табличные данные даны для турбулентного
режима и определить режим движения воды по критерию
Рейнольдса:
Re=υ d p/μ
Критическое число Рейнольдса
Rе к р =2300
При Re<2300, режим движения ламинарный
При Re>2300, режим движения турбулентный
Таблица результатов
Показания Потеря Обьемный Скорость
Местное
сопротивлен пьеозомет- напора расход
V м/с
ра
ие
Re
∆h
Q, м3/ч
м.ст.ж.
h1
h2
ζ
ζ
опыт
табл
Вентиль
Сужение
Кран
Муфта
Отвод
Контрольные вопросы
-Каково назначение трубопроводов?
-Перечислите виды соединения трубопроводов.
-Какие виды неразъёмных соединений вы знаете?
-Перечислите основные сборочные единицы трубопроводной системы
-Для чего служат фасонные детали трубопроводов?
-Для чего используется окраска трубопроводов?
-Перечислите основные окраски трубопроводов, по которым транспортируются
вещества.
- Порядок технического обслуживания трубопроводов
Лабораторная работа №2
Трубопроводная арматура. Ревизия запорной арматуры (вентиля, крана, задвижки)
Цель работы:
1. Изучить назначение, устройство, принцип работы трубопроводной арматуры
2. Выполнить чертеж вентиля, задвижки, крана
3. Провести ревизию запорной арматуры.
Оборудование: вентиль, кран, задвижка, сальниковые уплотнения, молоток,
пассатижи, ножницы, щетка, солидол
Теоретическая часть
1. Арматурой называются устройства, которые устанавливаются на трубопроводах и
емкостях и обеспечивают управление потоком рабочих сред.
По функциональному значению арматура делится на основные классы:
 Запорная арматура
 Регулирующая арматура
 Распределительная арматура
 Предохранительная арматура
 Фазоразделительная арматура
 Запорная арматура предназначена для перекрытия потока среды.
К запорной арматуре относят и пробно-спускную арматуру, используемую для
проверки уровня жидкой среды в емкостях, отборах проб, выпуска воздуха из верхних
полостей, дренажа и т.п.
 Пробно-спускная арматура изготавливается и применяется в больших
количествах и является необходимой для установки с малым диаметром прохода.
К вентилям относят запорную трубопроводную арматуру с поступательным
перемещением затвора в направлении, совпадающем с направлением потока
транспортируемой среды. Перемещение затвора осуществляется за счет ввинчивания
шпинделя в ходовую гайку.
Рисунок 1
а – чугунный запорный муфтовый вентиль
б – запорный фланцевый вентиль
в – запорный угловой фланцевый
Рис. 2- Проходной вентиль
Задвижка -запорное устройство, в котором перекрытие прохода осуществляется
поступательным перемещением затвора в направлении, перпендикулярном движению
потока транспортируемой среды
Рис.3-Задвижка. 1 – седло; 2 – затвор; 3 – корпус; 4 – ходовая гайка; 5 –
уплотнительная прокладка; 6 - шпиндель; 7 – верхняя крышка; 8 – кольцевая
прокладка; 9 – сальник; 10 – нажимная втулка;11 – маховик.
Кран — это запорное устройство, в котором подвижная деталь затвора (пробка) имеет
форму тела вращения с отверстием для пропуска потока и при переключении потока
вращается вокруг своей оси.
Любой кран имеет две основные детали: неподвижную — корпус и вращающуюся —
пробку.
Кран
а — конический; б — с цилиндрическим затвором: 1 — пробка; 2 — корпус; 3 — сальник;
4 — крышка;
в — шаровой со смазкой: 1 — уплотнительное кольцо; 2 — крышка; 3 — пробка; 4 —
корпус; 5 — привод.
2.Арматура трубопровода является наиболее ответственным элементом коммуникации, в
связи с чем со стороны механика цеха должны быть приняты необходимые меры по
организации постоянного и тщательного надзора за её исправным состоянием, за
своевременным и качественным проведением ревизии и ремонта.
 Набивочный материал и его применение.
При применении арматуры с сальниками особое внимание следует обращать на
набивочный материал – на его качество, размеры. Правильность укладки в
сальниковую коробку.
Краткая характеристика различных материалов набивок
 Асбест: Высокий коэффициент трения, абразивный эффект,
невысокая химическая стойкость, средняя термостойкость.
 Кевлар: Высокий коэффициент трения, средняя химическая стойкость, высокая
прочность
 ПТФЭ (политетрафторэтиле́н, тефло́н или фторопла́ст-4): Низкий коэффициент
трения, наивысшая химическая стойкость, невысокая термостойкость
чувствительность к колебаниям температуры.
 Углеволокно: Средний коэффициент трения, высокая термостойкость, высокая
химическая стойкость
 Графит: Низкий коэффициент трения, высокая термостойкость, эффект
самосмазывания
Сальниковая набивка арматуры должна быть изготовлена из плетёного шнура
квадратного сечения со стороной, равной ширине сальниковой камеры. Из такого
шнура на оправке должны быть нарезаны заготовки колец со скошенными под углом
45° концами.
Кольца набивки следует укладывать в сальниковую коробку в разбежку линий разреза,
с уплотнением каждого кольца. Высота сальниковой набивки должна быть такой,
чтобы грундбукса в начальном положении входила в сальниковую камеру не более,
чем на 1/6-1/7 её высоты, но не менее, чем на 5 мм.
Сальники следует подтягивать равномерно, без перекосов грундбуксы. Сокращение
толщины набивки проводим расколачиванием её молотком.
Ход шпинделя в вентилях должен быть плавным, а затвор при закрывании или
открывании арматуры должен перемещаться без заедания.
Практическая часть: «Ревизия вентилей»
Упражнения:
1. Разобрать вентиль
2. Промыть вентиль
3. Набить сальник
4. Собрать вентиль
Порядок выполнения
Упражнение 1
Подготовить вентиль для ревизии
Упражнение 2
Подготовка сальниковой набивки.
Набивка сальника
Инструменты: молоток, отвертка, металлическая
щетка, пассатижи, ножницы
Инструктивные указания и пояснения
При ревизии арматуры должны быть выполнены
следующие работы:
1. Внешний осмотр
2. Разборка и осмотр состояния отдельных
деталей
3. Осмотр внутренней поверхности
1. Из сальниковой набивки должны быть
нарезаны заготовки колец со скошенными
под углом 45° концами
2. Кольца набивки следует укладывать в
сальниковую коробку в разбежку линий
разреза, с уплотнением каждого кольца.
Высота сальниковой набивки должна быть
такой, чтобы грундбукса в начальном
положении входила в сальниковую камеру
не более, чем на 1,6-1,7 её высоты, но не
менее, чем на 5 мм
3. Сокращение толщины набивки.
Расколачиваем набивку молотком
1-корпус, 2- седло, 3 – золотник, 4 –
шпиндель, 5 – крышка, 6 – сальник, 7 –
стойка, 8 – ходовая гайка, 9 - маховик
Упражнение 3
Сборка вентиля
1. Собрать вентиль
2. Сборка резьбового соединения (болт-гайка)
состоит из этапов: наживление, завинчивание,
затягивание
3. Резьбовые детали (болт-гайка) в соединении
расположены по кругу, то их затягивание
осуществляется крест-накрест. Затягивание
должно осуществляться постепенно, в несколько
обходов.
Контрольные вопросы
- Классификация арматуры по функциональному назначению.
-Какие виды трубопроводной арматуры вы знаете?
- Какие набивочные материалы вам известны?
-Устройство: вентиль, кран, задвижка.
- Как проводится ревизия запорной арматуры (порядок ревизии)?
Лабораторная работа №3
Насосы. Эксплуатация и обслуживание центробежного насоса.
Цель работы:
1. Изучить конструкцию и принцип действия центробежного насоса
2. Контроль технологических параметров центробежного насоса
эксплуатации. Пуск-останов насоса.
3. Выявление неполадок в работе насоса и способов их устранения.
в
процессе
Оборудование: насосная установка, приборы КИП и А
Теоретическая часть
1. Насос, устройство (гидравлическая машина, аппарат или прибор) для напорного
перемещения (всасывания и нагнетания) главным образом капельной жидкости в
результате сообщения ей внешней энергии (потенциальной и кинетической)
Основными техническими характеристиками, определяющими работу любого насоса,
являются:
- напор (Нн, м. вод. ст; атм.; кгс/см2; Па, кПа, МПа);
- подача (Q, л/сек; м3 /час; кг/с; т/час);
- потребляемая мощность (N, кВт);
- коэффициент полезного действия (η, %);
- частота вращения (n, об/мин);
- высота всасывания насоса (Нвс, м. вод. ст.).
Рис.1 . Схема насосного агрегата центробежного типа
1 – открытый источник воды;
2 – всасывающий трубопровод;
3 – открытый нагнетаемый резервуар;
4 – расходомерная вставка в напорном трубопроводе;
5 – насос центробежный;
6 – электродвигатель;
М – манометр на напоре насоса;
V – мановакууметр на всасе насоса;
Р – атмосферное давление.
Конструкция центробежного насоса
Рис. 2. Схема центробежного насоса
1 – расширяющийся корпус насоса ("улитка");
2 – вал насоса;
3 – рабочее колесо;
4 – лопатки рабочего колеса;
5 – подводящий (всасывающий) патрубок насоса;
6 – отводящий (напорный) патрубок насоса.
Внутри корпуса насоса 1, имеющего, как правило, спиральную форму в виде
улитки, на валу 2 насажено рабочее колесо 3. Рабочее колесо состоит из заднего и
переднего дисков, между которыми установлены лопасти 4, отогнутые от радиального
направления в сторону, противоположную направлению вращения рабочего колеса.
С помощью патрубков 5 и 6 корпус насоса соединен со всасывающим и напорным
трубопроводами. Если при наполненных жидкостью корпусе и всасывающем
трубопроводе привести во вращение рабочее колесо, то жидкость, находящаяся в каналах
рабочего колеса (между его лопастями), под действием центробежной силы будет
отбрасываться от центра колеса к периферии. В результате этого в центральной части
колеса создается разрежение, а на периферии — избыточное давление. Под действием
этого давления жидкость из насоса поступает в напорный трубопровод, одновременно
через всасывающий трубопровод под действием разрежения жидкость поступает в насос.
Таким образом, осуществляется непрерывная подача жидкости центробежным насосом.
Насосы, устанавливаемые на насосных станциях магистральных
трубопроводов, имеют корпус, состоящий из двух частей с разъемом в горизонтальной
плоскости. Обе части корпуса соединяются шпильками и колпачковыми гайками. Для
уплотнения корпуса в плоскости, разъема помещается тонкая паронитовая прокладка.
В нижней части корпуса располагаются всасывающий и напорный патрубки. Для
крепления насоса к фундаментной раме служат опорные стойки.
Горизонтальный разъем насоса обеспечивает удобство осмотра и устранения
неисправностей. Нижнее расположение патрубков исключает разборку фланцевых
соединений.
Чтобы поддерживать радиальные зазоры между вращающимися и неподвижными
деталями постоянными, в обеих половинах корпуса и на рабочих колесах предусмотрены
уплотнительиые кольца, которые по мере изнашивания заменяются новыми.
Рабочая поверхность уплотняющих колец колес насоса, поверхность защитных
втулок и вала подвергаются термической обработке токами высокой частоты для
продления срока их службы.
Консольные одноступенчатые насосы — наиболее массовый тип центробежных
насосов для подачи от 5 до 350 м3/ч. Консольные насосы применяют для перекачивания не
только воды, но и химически активных жидкостей, суспензий и эмульсий. Поэтому
конструкции и узлы таких насосов более унифицированы и стандартизированы, чем
конструкции насосов других типов. Консольные насосы для воды изготовляют по ГОСТ
22247—76Е «Насосы центробежные консольные общего назначения для воды.
Технические условия».
Рис 3. - Консольный насос типа К
1— рабочее колесо; 2 — корпус; 3 — гайка; 4 — вал; 5 — сальник; 6 — опорная часть;
7—подшипники; 8 — упорное кольцо
Промышленность выпускает насосы на отдельной стойке
и моноблочные, т. е.
закрепленные на опорном фланце электродвигателя. Рабочее колесо консольного насоса
закрытого типа Литое закреплено на валу. Корпус насоса спиральный литой крепится к
опорному кронштейну. Вал насоса вращается в двух подшипниковых опорах. Уплотнение
насоса — мягкий сальник. Насос и электродвигатель закреплены на общей фундаментной
плите. Привод от электродвигателя осуществляется через упругую муфту с монтажной
приставкой, что позволяет демонтировать насос без отсоединения его от трубопровода и
демонтажа электродвигателя, Подвод жидкости— осевой, отвод — вертикально вверх;
напорный патрубок расположен по оси насоса.
2.Пуск, остановка центробежного насоса и способы регулирование подачи.
Практическая часть
Схема установки
1 . Емкость приемная
2. Емкость расходная
3. Уровнемер
4. Вентиль всасывания
5. Вентиль заполнения насоса жидкостью
6. Насос центробежный
7. Вентиль напорный
8. Электродвигатель
9. Вольтметр
10.Амперметр
1 1 . Манометр нагнетания
12.Манометр Всасывания
13.Воронка
14.Вентиль опоражнивания
15.
Вентиль распределительный
Порядок выполнения работы :
- Пров ерить : на лич ие защ ит но го кожу ха на
соединительной муфте; заземление электрического двигателя и
электрического щита;
- Заполнение водой расходной емкости 2;
- Опорожнение
уровнемера.
приемной
емкости
1
до
нижнего
деления
- Закрыть вентиль напорный 7.
- Открыть вентиль всасывающий 4 и вентиль 15.
Произвести
заполнение
насоса
водой,
для
чего
заполнить водой воронку 13, открыть вентиль 5.
- Включить насос, доливая воду в воронку и не допуская
попадания воздуха через воронку в насос.
Плавно
открыть
вентиль
7,
одновременно
закрывая
вентиль
5,
(В
случае
несхватывания
насоса
повторить
операцию заполнения насоса водой).
При
закрытом
вентиле
14
полностью
открыть
вентили 4, 7, 15 и снять показания манометров 11 и 12
- Замерить время заполнения одного деления уровнемера 3 приемной
емкости.
- Прикрывая
вентиль
напорный
7
уменьшить
производительность насоса и вновь снять все показания.
- Произвести
снятие
показаний
приборов
на
пяти
различ ных режим ах работы установк и вплоть до полного
закрытия напорного вентиля.
О бр аботк а п олуч е н ны х п ок аз ани й пр и бор ов.
Таблица результатов
Q3
№ τ
сек
Рн
Рвс
2 м.ст.ж кгс
м .ст .ж
м /с кгс/см
.
^
см2
3
I
А
Ƞ
N
эл.дв. н.у.
кВт
1
3
42
5
3.Основные неполадки в работе насоса и причины неполадок
Неполадки в работе центробежных насосов могут быть вызваны следующими
причинами: нарушением плотности всасывающего трубопровода; наличием воздуха или
паров жидкости в корпусе насоса; засорением трубопроводов.
Указанные неполадки могут быть устранены соответственно путем осмотра и
ликвидации неплотности, повторением заливки насоса и прочисткой трубопроводов и
фильтров.
В процессе работы насоса может снижаться подача. Это может быть вызвано
уменьшением числа оборотов двигателя насоса, просачиванием воздуха в насос,
увеличением сопротивления трубопроводов, засорением рабочего колеса.
Напор насоса может упасть в результате уменьшения числа оборотов двигателя,
попадания воздуха в насос, повреждения нагнетательного трубопровода и повреждения
рабочего колеса.
При работе насосной установки возможна перегрузка электродвигателя.
Причинами этого могут быть заедание шеек вала в подшипнике, трение подвижных
частей насоса, большое осевое давление, засорение внутренних частей насоса.
Работа насосной установки может быть нарушена вследствие ослабления
фундаментных болтов, на что указывают шум и вибрация в насосе, нарушения соосности
валов насоса и электродвигателя, засорения рабочих колес, а также в результате
кавитации.
При всех неполадках насос останавливается, производятся осмотр и устранение
неполадок.
Контрольные вопросы
1. Какова конструкция и принцип действия центробежного насоса?
2. Перечислить основные технические характеристики, определяющие работу
насоса
3. Порядок пуска насоса
4. Порядок останова насоса.
5. Неполадки в работе насоса и способы их устранения.
Лабораторная работа №4
Эксплуатация и обслуживание валковой дробилки и барабанного грохота
Цель работы:
1. Изучить конструкцию и принцип действия дробилки
2. Контроль технологических параметров валковой дробилки и барабанного грохота
3. Проведение ситового анализа, определение степени измельчения валковой
дробилки.
Оборудование: дробилка валковая, барабанный грохот, питатель, весы, разновесы
Теоретическая часть
1 Основным рабочим органом валковой дробилки является цилиндрический валок,
вращающийся на горизонтальной оси. Подлежащий дроблению материал подается сверху,
затягивается между валками или валком и футеровкой камеры дробления и в результате
этого дробится.
По конструктивному исполнению валковые дробилки бывают одно-, двух- и
четырехвалковые. В последнем случае одна пара валков располагается над другой, т. е.
четырехвалковая дробилка может рассматриваться как две двухвалковые дробилки,
смонтированные в один корпус.
Поверхности валков бываю гладкие, рифленые, ребристые и зубчатые. Сочетания
дробящих поверхностей могу быть различными: например, оба валка могут иметь
гладкую поверхность, или один гладкую, другой - рифленую и т. д.
При одинаковом диаметре рифленые и зубчатые валки могут захватывать более крупные
куски материала, чем гладкие. Так, если D - диаметр валка, d - диаметр куска материала,
то при дроблении пород средней прочности соотношение D/d для гладких валков
составляет 17-20, для рифленых и зубчатых 2-6.
В промышленности строительных материалов наиболее pacпpoстранены двухвалковые
дробилки. Такие дробилки особенно удобны для измельчения влажных и вязких
материалов (например, глин, так как другие дробильные машины забиваются подобными
материалами, а на валковых дробилках могут быть установлены специальные скребки,
снимающие налипший материал с поверхности валков.
Выше показана принципиальная схема двухвалковой дробилки. Валки вращаются
навстречу один другому и дробят попавший между ними материал, раздавливая его при
этом и частично истирая. Иногда для увеличения истирающего эффекта, необходимого
при измельчении некоторых материалов, валкам сообщают разную окружную скорость.
Подшипники вала одного из валков опираются на пружины и могут перемещаться. В
результате этого при попадании недробимого предмета один валок может отойти от
другого и пропустить недробимый предмет, после чего под действием пружин
возвратится в исходное положение.
Привод валков осуществляется следующим образом: от двигателя через клиноременную
и шестеренчатую передачи приводится во вращение один валок, другой валок связан с
первым шестернями с удлиненными зубьями, допускающими отход валков при пропуске
недробимых предметов
Ниже показан общий вид валковой дробилки с двумя валками, один из которых гладкий,
другой рифленый. Подшипники одного из валков крепятся к корпусу дробилки 1
подшипники другого крепятся к подвижной раме 3, соединенной с корпусом шарниром 2.
В верхней части корпус и рама связаны между собой предохранительным механизмом 4,
состоящим из системы тяг и пружин, позволяющих регулировать зазор между валками, а
также допускающих расхождение валков при попадании недробимого предмета. В этом
случае валок вместе с подвижной рамой и установленным на ней электродвигателем
поворачиваются вокруг шарнира и зазор между валками увеличивается. После
прохождения недробимого предмета пружины возвращают валок в первоначальное
положение. Усилие, необходимое для дробления материала, обеспечивается
предварительным поджатием пружин. Каждый валок имеет шкив, поэтому при работе
дробилки развивается дополнительный маховой момент, в результате чего дробление
материала происходит более равномерно.Привод каждого валка осуществляется
клиноременной передачей от электродвигателей, установленных на корпусе и подвижной
раме, поэтому при расхождении валков межцентровое расстояние клйноременной
передачи не изменяется.Бандаж валка состоит из отдельных секторов, что позволяет
быстро, не разбирая дробилки, заменять износившиеся бандажи. Бандажи изготовляют из
марганцовистой стали.
Практическая часть
2 Схема установки.
Дробильное оборудование состоит из валковой дробилки 1 со сплошными валками
длиной 95мм и диаметром 150мм с частотой вращения 120 об/мин. Привод дробилки
состоит из электродвигателя, ременной передачи и зубчатой пары. Для ситового анализа
используется
барабанный грохот 2. Барабанный грохот имеет три номера сит,
увеличивающиеся по ходу материала 3мм, 4мм, 7мм. Диаметр барабана 400мм и длина
500мм. Приемник измельченного материала 3 состоит из четырех ячеек, в которые
поступает материал из барабанного грохота с размером зерен -3,-4,-7 и +7 (отсев)
Ход определения: Берут материал (кирпич) с размером куска в 20-25 раз меньше
диаметра вала, в количестве 100-200 грамм и измельчают в валковой дробилке.
Измельченный материал из дробилки поступает в барабанный грохот, где он
классифицируется на 4 фракции, соответствующим размерам отверстий в барабане. Из
барабанного грохота фракции материала собираются в ячейках приемника. По окончании
просева взвешивают каждую фракцию. Результаты взвешивания вносят в таблицу,
определяют массовые доли каждой фракции и строят график. Определяют
производительность дробилки и барабанного грохота.
Фрак Размеры Масса
-ция зерен
материала,
фракции
№
г
мм
0
1
3
2
4
3
7
4
>7
Масса
просева
фракций,
г
% масс.
для
фракций
Донышко
Ширина отверстия сит
1- После щековой дробилки
2- После валковой дробилки
3 Ремонт оборудования для измельчения
Ремонт оборудования начинается с его разборки, которая осуществляется в следующей
последовательности.Вначале осуществляется снятие привода, распределительного и
рабочих валов, узла специального ролика, механизма подачи, шестерен, слива масла из
редуктора и разборке его на детали. Далее разбирают муфту сцепления, узлы
распределительного и рабочих валов.Далее производят очистку деталей и их дефектацию.
Изношенные детали заменяют на новые. Производят шабровку вкладышей коренных
подшипников, добиваясь точной (по ТУ) установки валов.Резьбовые отверстия в корпусе
дробилки калибруют с помощью мётчиков. Режущий инструмент затачивают или
заменяют на новый в случае его предельного износа.
Контрольные вопросы
1. Перечислить оборудование для измельчения и классификации
2. Какие процессы называют дроблением и измельчением?
3. Составить принципиальную схему а) валковой дробилки; б) барабанного грохота.
Лабораторная работа №5
Сушка материала воздухом. Эксплуатация и обслуживание камерной сушилки.
Цель работы:
1. Изучить конструкцию и принцип действия сушилок
2. Эксплуатация, контроль технологических параметров камерной сушилки
3. Схема установки сушки. Определение скорости и продолжительности сушки
влажного материала.
Оборудование: сушильная установка, весы, разновесы
Теоретическая часть
1. Сушка — термический процесс удаления (испарения) влаги из твердых
материалов. По способу сообщения тепла различают сушилки конвективные,
контактные, терморадиационные, сублимационные и высокочастотные. Для сушки
минеральных материалов в основном используют конвективные сушилки, в
которых тепло для испарения влаги передается материалу от газообразного
сушильного агента (нагретого воздуха, топочных газов или их смесью с воздухом)
при непосредственном его соприкосновении с поверхностью материала. В
простейшем виде сушильный процесс осуществляется таким образом, что
сушильный агент, нагретый до температуры, предельно допускаемой
высушиваемым материалом, однократно используется в сушильном аппарате. В
процессе сушки тепло расходуется не только на испарение влаги, но и на
нагревание высушенного материала, транспортных устройств, потери в
окружающую среду и потери тепла с отработанным сушильным агентом (воздухом
или дымовыми газами). Поэтому снижение потерь тепла является важной техникоэкономической задачей при использовании сушилок.
Камерные сушилки относятся к сушилкам периодического действия Цикл сушки в
них состоит из загрузки сырца, собственно сушки и разгрузки. В период загрузки и
разгрузки сырца камеры не работают.
Эксплуатация камерных сушилок
При эксплуатации камерных сушилок необходимо следить за тем, чтобы:
-стены и перекрытия камер не имели щелей и отверстий, двери плотно закрывались;
-каналы сушилок не были засорены уносами, а в приточных и вытяжных центральных
каналах не было дождевой или грунтовой воды, которая может поступать из почвы;
-Перед разгрузкой камера должна быть проветрена в течение 10 мин, клапан для входа
горячих газов плотно закрыт, а клапан для выхода отработанных газов полностью открыт.
По окончании загрузки двери камер следует плотно закрыть с помощью зажимов.
-При включении камер на сушку необходимо соблюдать заданные сроки сушки и
установленные параметры теплоносителя: температуру и количество поступающего в
камеры теплоносителя, влажность отработанного теплоносителя.
-В процессе разгрузки камер необходимо контролировать качество получаемых изделий и
по результатам контрольного осмотра, выявлять и устранять причины появления брака.
Для сушки кирпича и керамических камней широко распространены противоточные
туннельные сушилки с горизонтально-продольным направлением теплоносителя. Такие
сушилки относятся к сушилкам непрерывного действия.
Горячий воздух поступает из подводящего приточного канала 3 при открытом положении
заслонки 4 и отводится с противоположного конца при открытой заслонке 6 в вытяжной
канал 7, ведущий к отсасывающему вентилятору. Поезд сушильных вагонеток
периодически перемещается- в туннеле в направлении, противоположном направлению
движения теплоносителя, поэтому сушилка называется противоточной.
Практическая часть
2. Методика проведения работы: Сушка материала воздухом
Схема установки сушки
1 .Вентилятор центробежный;
2.Электроподогреватель;
З.Сушилка камерная;
4,5.Термометр
Для расчета сушильных аппаратов необходимо знать
продолжительность процесса сушки. Продолжительность
процесса сушки зависит от скорости и количества влаги,
удаляемой
с
одного
квадратного
метра
поверхности
высушиваемого материала в единицу времени:
V=
ω
F∗τ
; кг / м2с - скорость сушки;
При известной скорости сушки общая ее продолжительность могла бы быть
определена из уравнения:
τ=
ω
F∗τ
Но скорость
сушки
в течение
всего
процесса
непрерывно
изменяется,
уменьшаясь
с
уменьшением
влажности материала, причем и меняется неравномерно,
поэтому
определить
её
аналитически
невозможно.
Зависимость скорости сушки от времени устанавливается
экспериментальным путем и оформляется в виде графиков в
координатах: ω-τ, v-ω
где: ωвеществу;
влажность
материала,
отнесенная
к
сухому
τ - время сушки, с; v - скорость сушки, кг/м2 с;
По
графикам
определяются
критическая
влажность
материала, константы скорости сушки в различных периодах и
далее продолжительность сушки.
Методика проведения работы:
1 . Приготовляем материал заданной влажности
сода, песок, глина).
2. В кл юча е м ве нт ил я т ор 1, за т е м подо гре ва т е л ь
воздуха 2. Устанавливаем заданный расход воздуха и
подогреваем
сушильную
камеру
до
постоянной
температуры.
3. Помещаем
влажный
материал
в
лоток,
подвешиваем лоток к чаше весов, закрываем сушильную
камеру, замечаем время начала опыта, показания стрелки
весов, термометра.
4. Записываем температуру воздуха на входе в
сушильную камеру и поддерживаем её постоянной,
регулируя подогрев воздуха реостатом.
5. Результаты опытов сводим в таблицу.
Обработка результатов опыта:
1 . Строим график зависимости: влагосодержание
материала - продолжительность сушки; скорость сушки влагосодержание;
2. Определяем
критическое
влагосодержание
высушиваемого материала (в конце периода постоянной
скорости сушки)
τ,
№
п/ п мин
1
2
3
4
5
Показани Температура Поверх
я стрелки воздуха на
ность
входе в
высуш
весов
сушилку, °С иваемо
го
матери
ала, м2
Скорос- Влажность,
ть
отнесенная к
сушки, сухому
материалу,
кг/м 2 с % масс.
Контрольные вопросы
1. Что такое процесс сушки?.
2. Какие типы сушилок вы знаете?
3. Эксплуатация установки сушки.
Лабораторная работа №6
Фильтры. Эксплуатация и обслуживание нутч-фильтра.
Цель работы:
1. Изучить устройство фильтровальной установки
2. Испытание, эксплуатация, обслуживание нутч-фильтра
Оборудование: фильтровальная установка
Теоретическая часть
1 Фильтрованием называется разделение суспензий, пылей и туманов, осуществляемое
при их прохождении через пористые перегородки. Аппараты для проведения процессов
фильтрования и сами пористые перегородки называются фильтрами. Осевшие на
пористой перегородке частицы называются осадком, а жидкость, отделенная от осадка, –
фильтратом. В качестве фильтров используются насыпные материалы (гравий, песок),
набивные материалы (вата хлопчатобумажная, шерстяная, шлаковая, асбестовое волокно
и др.), керамические и металлокерамические материалы, различные ткани и сетки из
металлов, полимерных материалов и композиций.
Простейшим аппаратом для фильтрования жидких суспензий под вакуумом является н у т
ч - ф и л ь т р (рис. 1) – открытый аппарат с горизонтальной фильтрующей перегородкой.
Объем аппарата под опорной решеткой сообщается со сборником фильтрата и вакуумной
линией. Применение вакуума интенсифицирует процесс фильтрования. Нутч-фильтр
работает периодически, а образующийся осадок разгружается вручную.
Рис. 1 Схема нутч-фильтра:
1–фильтрующая перегородка (фильтр); 2–сборник фильтрата; 3–манометр; 4–вакуумная
линия; 5–линия давления; 6–воздушная линия
Главными достоинствами нутч-фильтров являются:
Возможность осуществлять фильтрацию в инертной атмосфере
Возможность обогрева или охлаждения фильтрующей емкости
Работа со светочувствительными веществами за счет использования затемненного стекла
Осуществление процесса во взрывоопасных зонах, благодаря использованию материалов,
рассеивающих электрический заряд
Эффективное и быстрое разделение твердой и жидкой фаз
Простота конструкции, отсутствие необходимости использования дорогостоящего
оборудования
Долговечность при работе с агрессивными средами
2 Практическая часть
Определение сопротивления осадка и фильтрующей перегородки.
1 . бачок для суспензии;
2. в о р о н к а ;
3. м е ш а л к а ;
4. в а к у у м м е т р ;
5. н у т ч - ф и л ь т р ;
6. м е р н ы й ц и л и н д р ;
7. в а к у у м - н а с о с .
-Готовим суспензию в бачок (1). Включаем мешалку, вакуум-насос,
далее устанавливаем постоянный перепад Р - 0,5 кг/см2.
- О т к р ы в а е м к р а н в ы х о д а с у с п е н з и и и п р и п о я в л е н и и первых
капель включаем секундомер и записываем п р о д о л ж и т е л ь н о с т ь
времени фильтрования через каждые 100мл.
№= Продолжи
п/п тельность
фильтраци
и t, c
1
Объем
полученного
фильтрата м3
2
t/g
Уд, произ-ть по
фильтрату g=V/F
С, м2/м3
м3 /м2
,
3
4
5
Контрольные вопросы: 1. Что является движущей силой фильтрования? 2. Материал
фильтровальных перегородок 3. Особенности конструкции нутч и доук-фильтров.4. От
чего зависит скорость фильтрования?
Лабораторная работа № 7
Теплообменное оборудование. Эксплуатация, обслуживание, испытание теплообменников
«труба в трубе», кожухотрубчатого теплообменника
Цель работы:
1. Изучить конструкцию и принцип действия теплообменных аппаратов («труба в трубе»,
кожухотрубчатого).
2. Эксплуатация и обслуживание технологической теплообменной установки.
3. Испытание теплообменника «труба в трубе» и кожухотрубчатого теплообменника.
Определить опытным путем коэффициент теплопередачи.
Оборудование: Опытная теплообменная установка
Теоретическая часть
1. Теплообменники - это аппараты, в которых осуществляется теплообмен между греющей и
нагреваемой средами (теплоносителями)
Кожухотрубчатый теплообменник жесткой конструкции
Кожухотрубчатый теплообменник состоит из корпуса (кожуха) и приваренных к нему трубных
решеток с пучком теплообменных труб. К трубным решеткам крепится распределительная камера
и сферическое днище. Перегородки трубного пространства придают пучку труб большую
устойчивость, обеспечивая прямолинейность теплообменных труб, что очень важно для
эксплуатации. В таком теплообменнике один теплоноситель движется внутри труб в трубном
пространстве, а другой – в межтрубном, омывая пучок труб снаружи.
Теплообменник типа «труба в трубе»
Эксплуатационные показатели этих теплообменников лучше, чем у аппаратов других типов, а
также возможность создания режима противотока.
Секция однопоточного теплообменника типа труба в трубе (четырехходовая жесткой конструкции
- на рисунке) состоит из наружной трубы, внутренней трубы, двойника. Двойник соединяется с
трубами на фланцах, однако при высоких температурах сред выполняют сварными.
Практическая часть
2. Схема установки «Теплообменник труба в трубе»
Теплообменник труба в трубе,
Ротаметр
Ротаметр
Термометр
Термометр
Термометр
Термометр
Вентиль
Вентиль
Испытание установки Теплообменник «труба в трубе»
Холодная вода подается через ротаметр 2 во внутреннюю трубу сверху, горячая вода – в
наружную трубу через ротаметр 3 сверху. Температура теплоносителей фиксируется
термометрами. Длина рабочей части труб – 500мм. Внутренний диаметр наружной трубы –
36мм. Наружный диаметр внутренней трубы – 22мм. Внутренний диаметр внутренней
трубы -18мм.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Открыть вентиль 8 и установить постоянный расход холодной воды. Открыть вентиль 9 и
установить постоянный расход горячей воды. Когда температура холодной и горячей воды
на выходе из теплообменника станут постоянными, снять показания их расхода и
температур.
3. Схема кожухотрубного теплообменника
1. Кожухотрубный теплообменник
2. Расходомер (ротаметр) горячей воды
3. Расходомер (ротаметр) холодной воды
4. Термометр на входе горячей воды
5. Термометр на выходе горячей воды
6. Термометр на входе холодной воды
7. Термометр на выходе холодной воды
8. Запорная арматура на входе горячей воды
9. Запорная арматура на выходе холодной воды
Испытание установки (кожухотрубный теплообменник)
Горячая вода подается через ротаметр 2 в межтрубное пространство, холодная вода
подается в трубное пространство. Температура горячей воды на выходе фиксируется
термометром 5 и потенциометром, температура холодной воды на выходе фиксируется
термопарой и потенциометром. На входе горячей – термометр 4, на выходе холодной –
термометр 6. Количество подаваемой горячей воды замеряется ротаметр 3. Количество
подаваемой холодной воды замеряется ротаметром 2.
Температура теплоносителей на входе в теплообменник и на выходе замеряется
потенциометром. При установке буйки ротаметра на 50% расход воды соответствует 0,006
кг/с. Теплообменник имеет трубки 25х25мм в количестве 23. Наружный диаметр кожуха
150мм.
Открыть вентиль 9 и, регулируя, установить буек ротаметра на 50%. Подать горячую воду в
теплообменник, для чего открыть вентиль 8 и установить буек ротаметра на 50%. Вести
отсчеты температуры по потенциометру до установившегося режима, т.е. до тех пор, когда
температура на выходе не изменится.
Контрольные вопросы
1. Что такое теплообменный аппарат?
2. Принцип действия теплообменника а) кожухотрубного; б) «труба в трубе»
3. Порядок обслуживания теплообменной установки.
Лабораторная работа №8
Абсорбционные колонны. Эксплуатация, обслуживание насадочной колонны с
керамическими кольцами Рашига.
Цель работы:
1. Изучить конструкцию и принцип действия абсорбционной колонны.
2. Составить технологическую схему абсорбционной установки
3. Эксплуатация и обслуживание абсорбционной технологической
Определение гидравлического сопротивления сухой и орошаемой насадки.
Оборудование: насадочный абсорбер
установки.
1. Абсорбция — процесс избирательного поглощения компонентов газовой смеси жидким
поглотителем (абсорбентом). Процесс абсорбции происходит в том случае, когда парциальное
давление извлекаемого компонента в газовой смеси выше, чем в жидком абсорбенте, вступающем
в контакт с этим газом, т.е. для протекания абсорбции необходимо, чтобы газ и абсорбент не
находились в состоянии равновесия.
Наиболее широкое применение в промышленности в качестве абсорберов нашли башни и
колонны, заполненные насадкой, по которой жидкость стекает сверху вниз навстречу
поднимающемуся газу. Такие абсорберы изготовляют, с учетом химических свойств
обрабатываемых газов и жидкостей, из стали, свинца, кислотоупорных камней и керамики. На рис.
1 представлен керамический абсорбер. Он собран из керамических царг 1 и имеет внутри решетки
2, на которые укладывается насадка (в данном случае керамические кольца). Газ подводится к
абсорберу через нижний штуцер 3 несколько выше днища, чем предотвращается попадание
жидкости в газопровод. Жидкость подается к абсорберу через отверстие 4 в крышке и поступает
на распределительную тарелку, снабженную отверстиями для прохода газа и отверстиями для
прохода жидкости. Газ протекает по абсорберу снизу вверх и удаляется через штуцер 5, жидкость
же протекает сверху вниз. Абсорберы данного типа применяются в установках относительно
небольшой производительности. При конструировании насадочных абсорберов очень важно
предусмотреть равномерное по всему сечению аппарата орошение насадки жидкостью. Наиболее
надежным в этом отношении является установка в абсорбере решеток, как показано на рис. 1
Керамический
абсорбер колонна:
1—царга
корпуса; 2решетка для
насадки; 3—
штуцер для входа
газа; 4—штуцер
для входа
жидкости; 5—
штуцер для
выхода
непоглощенного
газа.
Рисунок1
Практическая часть
Испытание абсорбционной колонны
Схема установки.
Описание установки
1 . Колонна насадочная с керамическими кольцами
Рашига;
2. Вентилятор центробежный;
3. Насос центробежный;
4. U-образный манометр;
5,6. Ротаметры.
Абсорбер имеет три слоя насадки. Два верхних слоя с неправильно
уложенными насадками из керамических колец, нижний слой с
правильно уложенными насадками из керамических колец.
Размеры насадок: верхний слой 15*15*2мм средний слой
25*25*3мм нижний слой 25*25*3мм.
Высота каждого слоя- 200мм,
Диаметр колонны- 165мм,
Высота колонны-1700мм.
Методика проведения работы.
Воздух подается вентиляторами 2 через ротаметр-5.При полном
открытии запорной арматуры-7,расход воздуха составляет-0,011м 3 /с. Вода
подается насосом-3 или непосредственно из водопровода через
ротаметр-6 сверху колонны. При установлении поплавка ротаметра на
50% его высоты, расход воды составляет 0,006м3 /с.
П е р е п а д д а в л е н и я Р п р и р а б о т е к о л о н н ы определяется по Uобразному манометру-4.
Обработка опытных данных
Расход Расход ∆ Р по
Nn/n.
воды
3/
м3/с
1.
2.
Расчет Расчет
АР для АР для
воздух моном. ∆Р Па. сухой орош.
е
ру мм.
а
мм вод
м/с
насад- насадстолба
ки Па. ки Па.
Общее
сопротивление
насадки
складывается
из
суммы
сопротивлений 3-х слоев, которое рассчитывается отдельно для сухой и
орошаемой насадки.
Расчет
∆Р
сухой
и
∆Р
орошаемой
А.Н.Плановский, В.М.Рамм. Процессы
технологии-М: Химия, 1968 стр.611.
смотри-
и
аппараты химической
Контрольные вопросы
1 . Как влияет высота насадки на общее гидравлическое
сопротивление?
2. Каково устройство насадочного абсорбера?
3. Как осуществляют пуск-останов абсорбционной установки?
4. Виды насадок и материалы, из которых они
изготовлены?
5. Назовите способы укладки насадки в колонне.
6. В чем заключается влияние температуры и давления на
процесс абсорбции?
Лабораторная работа №9
Ректификация. Эксплуатация, обслуживание ректификационной колонны с
колпачковыми тарелками.
Цель работы:
1. Изучить устройство ректификационной колонны
2. Эксплуатация, обслуживание, пуск-останов ректификационной установки.
Оборудование: ректификационная установка непрерывного действия
Теоретическая часть
1.Ректификация — это процесс разделения бинарных или многокомпонентных смесей за счет
противоточного массо- и теплообмена между паром и жидкостью. Ректификацию можно
проводить периодически или непрерывно. Ректификацию проводят в башенных колонных
аппаратах, снабженных контактными устройствами (тарелками или насадкой) ректификационных
колоннах. Устройство ректификационной колонны является достаточно простым. Сверху колонны
располагается дефлегматор, который отвечает за конденсацию паров из испарителя и направление
конденсата вниз, навстречу пару. В свою очередь, пар образуется благодаря подогреву в
испарителе и направляется навстречу конденсату - вверх. Таким образом, в каждой точке
ректификационной колонны постоянно идет взаимодействие: сбегающая вниз жидкость отдает
пару, бегущему вверх, легкокипящие фракции, в свою очередь, текущий вверх пар отдает
жидкости низкокипящие фракции.
Принцип работы колпачковой тарелки
2.Практическая часть
Схема установки:
1 .ректификационная колонна с колпачковыми тарелками;
2.дефлегматор;
3. холодильник;
4.приемный бак;
5. насос поршневой;
б.бак напорный;
7.подогреватель;
8. кипятильник;
9,10,11,12,13-запорная арматура.
Описание установки
Исходная смесь (этиловый спирт-вода) из приемного бака-4
насосом-5 перекачивается в напорный бак-6. Открываем вентиль-11. И
сходная смесь через ротаметр и подогреватель-?, обогреваемый
парами из кипятильника-8,поступает в колонну на 2-ю тарелку.
Колонна имеет 11 одноколпачковых тарелок.
Куб
колонны
представляет
выносной
кипятильник -8,обогреваемый
электронагревателями, находящимися внутри кипятильника. Пары,
выходящие с верха колонны, конденсируются в дефлешаторе-2.
Часть конденсата в виде флегмы через ротаметр подается вверх
колонны, а часть в виде дистиллятора через холодильник-3 и ротаметр
отводится в приемный бак-4. Кубовая жидкость(остаток) из
кипятильника-8 непрерывно поступает в приемный бак-4.
Порядок пуска установки.
-Перекачать из бака- 4в напорный бак-6 исходную смесь.
-Подать исходную смесь из напорного бака-6, для чего о т к р ы т ь в е н т и л ь - 1 1
и о т р е г у л и р о в а т ь р а с х о д с о г л а с н о заданию по ротаметру и заполнить
кипятильник-8.
- .Включить электронагреватель кипятильника и д о в е с т и с м е с ь д о
к и п е н и я , о с у щ е с т в л я я к о н т р о л ь п о термометру.
- Вывести работу установки на стационарный режим, т.е. достигнуть
постоянных расходов, температур и давления жидкостей и паров.
Контрольные вопросы
1 . От чего зависит высота ректификационной колонны?
2. Как влияет увеличение подачи флегмы на температуру
верха колонны?
3. Какая температура должна поддерживаться в кубе
колонны?
4. Назовите барботажные устройства, применяемые в
ректификационных колоннах. Для чего они предназначены?
5. Какой процесс происходит в дефлегматоре?
6. Как поддерживается температурный режим в колонне?
7. Что является движущей силой массообмена?
8. Что такое флегма?
9. Как определяется диаметр колонны?
10.Что происходит в кубе колонны?
Заключение
Методической целью разработки практикума «Выполнение работ по обслуживанию
оборудования
и
коммуникаций» является
обучение
студентов
колледжа
техническому
обслуживанию технологических установок Использование бригадного метода позволяет создать
микроклимат,
близкий
к
производственной
обстановке
последовательных, взаимосвязанных действий преподавателя
на
предприятии,
а
система
и обучающихся обеспечивает
усвоение содержания образования по профессии 240107 Химическая технология неорганических
веществ и 240113 Химическая технология органических веществ в части освоения основного вида
профессиональной деятельности : Обслуживание и эксплуатация технологического оборудования
и соответствующих профессиональных компетенций по профессии техник-технолог.
Программа практикума «Выполнение работ по обслуживанию оборудования и коммуникаций»
неотъемлемо связана с изучением разделов и тем междисциплинарного курса МДК 01.
Перечень видов работ учебной практики позволяет
профессионального модуля, оценить результаты:
Виды работ
проверить
освоение
программы
Коды проверяемых результатов
ПК
ОК
ПО, У
Инструктаж по охране труда ПК 1.1
на
рабочем
месте.
Ознакомление с технической
и
эксплуатационной
документацией (ГОСТ, ОСТ,
ТУ, технический паспорт на
оборудование ).
ОК2
соблюдение требований охраны
труда
и
промышленной
безопасности
Подготовка оборудования к ПК 1.1
безопасному пуску, выводу
на технологический режим и
остановке.
ОК2
обслуживание
основного
и
вспомогательного оборудования,
соблюдая требования охраны
труда
и
промышленной
безопасности
Изучение технологических ПК 1.1
инструкций по безопасной
эксплуатации
технологического
оборудования. Подготовка
оборудования к пуску.
ОК2
обслуживание
основного
и
вспомогательного оборудования
Выполнение
пуска ПК 1.1, ПК 1.3
технологического
оборудования.
Безопасная
эксплуатация оборудования
(насосов,
компрессоров,
ОК2
производить пуск оборудования
после всех видов ремонта;
емкостей)
Контроль
за работой ПК 1.2, ПК 1.3
основного
и
вспомогательного
оборудования и средств
автоматизации.
Ведение
технологического процесса
ОК2
обслуживать
основное
и
вспомогательное оборудование,
соблюдая требования охраны
труда
и
промышленной
безопасности
Заполнение
ПК 1.3
технологического журнала.
Контроль и запись в журнал
технологических
параметров.
ОК2
обслуживать
основное
и
вспомогательное оборудование
Подготовка оборудования к
проведению ремонтных
работ. Устранение
неполадок при ведении
технологического процесса.
ОК2
подготавливать оборудование к
ремонтным
работам
и
техническому
освидетельствованию;
ПК 1.3
принимать
ремонта;
оборудование
из
Выполнение
мелкого ПК 1.4
ремонта, ревизия запорной
арматуры
ОК2
подготавливать оборудование к
ремонтным
работам
и
техническому
освидетельствованию;
Выполнение
оборудования
инструкции.
ОК2
предупреждать
и
выявлять
неисправности в работе
останова ПК 1.1, ПК 1.3
согласно
Представленный практикум разработан в соответствии с программой профессионального
модуля ПМ01, учебная практика апробирована при подготовке техников-технологов в феврале
2014г. Результаты
практики показали высокое качество освоения студентами программного
материала. Использование при обучении работающих пилотных установок и компьютерных
тренажеров позволяет не только усилить наглядное представление изучаемого материала, но и
способствует выработке профессиональных навыков техника-технолога, готовит к будущей
профессиональной деятельности на предприятии.
1
5. Обработка данных
5.1 Определить среднюю температуру носителей
𝑇ср =
𝑇1+ 𝑇2
2
,℃
𝑡ср =
𝑇1+ 𝑇2
2
,℃
5.2 Определить средний температурный напор
/-1
______________ д^твх
Ф
/1
тдл '
231g
'-'(J)
*^min ..П../П
-g-iiiax
J^min 0 >"
Q
8Q
=-mm
5.3 Определить поверхность теплообменника: F=7idJn, м2
5.4 Определить коэффициент теплопередачи
Q Вт „ /<- - —а:—f^__ Q _ тепловая нагрузка
'
F*2c/) ,w?c
Q=GC(trtj),BT
5.5
О пр е дел ит ь
к о эф ф и ци ен т
те п л о пе р ед ач и
аналитически и сравнить его с определенным, используя
критериальные уравнения.
Nu=0,023*Re°'8*Pr0'4
Nu=01023*Re°'8*Pra4(D/dn)°-45 Nu=0,008*Re°'9*Pr°'43
Nu=l, 16(d3KB*Re)°'6*Pr0^ Nu=a(Re:f:Pr)a2(c:f:Pr)ai
Nu=0/2^:Re°'6;):Pra33
[
и
Bm
Kan = ------ j ----- —,
al n аг
., _Wd_WJd.
Kc — — — ------- .
p.
ц
5 - толщина стенки трубок
Р г
=
^
Л
X, - теплопроводнось стали, Вт/(м2*к) 𝑇ср =
𝑇1+ 𝑇2
2
,℃
2