Жарис. Қысқаша дәрістер жиынтығы. Дріс 1 Кіріспе. Желдету ондырыларыны ндірісте алатын орны. Желдету ондырыларын жіктеу, оларды рамы, пайдалану облысы. Желдету ондырыларыны рамы.
 Скачать 6.85 Mb.
|
|
Ауа ағыны туралы түсінік, қозғалыс режимдері. Ауа ағыны қозғалысының заңдылықтары. Энергияның сақталу заңы. Бернулли теңдеуі. Ауа ағынының қысымы, оны өлшеу. Ауа ағыны қозғалысының режимдері.Ауа ағыны екі режимде қозғалады: Ламинарлы немесе параллельді-ағыс және турбулентті немесе құйын тәрізді қозғалыс. Құбыр ішінде ауа параллельді-ағыспен қозғалатын ағын режимін – ламинарлы деп атайды.Ламинарлы режим құбыр ішінде ауаның аз ғана салыстырмалы жылдамдығымен сипатталады. Құбыр өсі бойындағы ауа қозғалысынан басқа ауа ағысының құйынды қозғалысқа айналып, көлденең қозғалыс жасайтын ағын режимін – турбулентті деп атайды. Турбулентті ағын ауаның жоғары жылдамдығымен сипатталады. Ауа ағынының режимі – ағын жылдамдығына, құбыр диаметріне, ауаның тұтқырлығына байланысты және де Рейнольдс Re критериі бойынша анықталуы мүмкін. Re =  , (1)мұндағы: ʋ - жылдамдық, м/с; D – құбыр диаметрі, м; σ – кинематикалық тұтқырлық коэффициенті, м2/с (стандартты ауа үшін 15х10-6 м2/с); Re  2300 болғанда, ағын режимі – ламинарлы, Re  2300 болғанда, ағын режимі – турбулентті болады.Рейнольдс критериі, ламинарлы ағыннан турбулентті ағынға немесе турбулентті ағыннан ламинарлы ағынға өту сәті – критикалық деп аталады Re  2300.Ағын қозғалысының режимі құбыр қимасы бойынша жылдамдығының таралуына әсер етеді. Ағынның көлденең қимасының өсі бойымен жылдамдығының өзгеруін шағылыстыратын (отражающий) графигін – жылдамдықтар алаңы деп аталады.  1-ші сурет. Ауа ағынының жылдамдықтар алаңы. а – ламинарлы қозғалыс кезіндегі; б – турбулентті қозғалыс кезіндегі; Ламинарлы ағын кезінде жылдамдықтар алаңы парабола тәрізді, өс бойымен жылдамдықтар мәні максималды, ал қабырға бойында нөлге тең. Ламинарлы ағында орташа жылдамдық ʋорт = 0,5ʋмах.. Турбулентті ағында құйындардың, кедергілердің пайда болуы және ағыстардың белсенді араласу нәтижесінен құбыр қимасы бойымен жылдамдықтар теңесе бастайды. Қима бойымен жылдамдықтардың теңесуі үлкен болған сайын, Рейнольдс критериінің мәні де үлкен болады. Турбулентті ағында орташа жылдамдық ʋорт = (0,5...0,9)ʋмах.. Ағын қозғалысының режимдері ауа өткізгіш кедергісінің өлшеміне, ауаның орын ауысуымен байланысты энергия шығынына әсер етеді. Ауа ағыны қозғалысының негізгі заңдылықтары. Үздіксіз ағыс теңдеуі – массаның сақталу заңы. Қозғалыс болған кезінде ағыстың әрбір нүктесіндегі жылдамдығы бағыты және өлшемі бойынша қысымы, тығыздығы және басқа да параметрлері уақыт барысында өзгермейді, олар сұйық немесе газ бөлшектерінің бір орыннан басқа орынға ауысқан кезінде ғана өзгеруі мүмкін. Ағыстың қарапайым құбыр өсіне қалыпты 1-1, 2-2, 3-3 қимасын қарастырайық (сурет 2,а). Массаның сақталу заңын ескере, ағыстың үздіксіз шартында бірлік уақытта кез-келген қимасынан өтетін ауа мөлшері бірдей, яғни G1 = G2 = G3 = const (2) мұндағы: G1,G2,G3 – сәйкес ауа шығынының массалары, кг/с; Егер қима ауданын f1, f2, f3 – деп белгілесек, қимадағы жылдамдықтар υ1, υ2, υ3, тығыздығы ρ1, ρ2, ρ3, онда бұл қимадағы масса шығыны 1-1, 2-2, 3-3 мынаған тең болады: G1 = f1υ1ρ1; G2 = f2υ2ρ2; G3 = f3υ2ρ3; бұдан үздіксіз ағыстың теңдігін аламыз: f1υ1ρ1 = f2υ2ρ2 = f3υ3ρ3 =...... G = const; (3) Берілген жағдайда үздіксіз ағыстың теңдеуі ауа массасының тұрақты шығынымен айқындалған. Желдету қондырғыларында қысымы ±2000 Па болған жағдайда, ауа тығыздығы стандартты ауа тығыздығымен салыстырғанда өзгереді: (  )·100 ± 2%; жәнетәжірибелік мақсатта құбырды ұзындығы бойынша ρ1 ρ2 ρ3... 0 const – деп, қабылдауға болады.  2- ші сурет. Ауа құбырының қарапайым бөлігі. Онда ағынның үздіксіз теңдеуі ауаның көлемдік шығынының тұрақтылығынан шығатыны: f1υ1 = f2υ2 = f3υ3 =..... fυ = const; (4) Ауаны қыздырған жағдайда (мысалы, калориферде) ауа ағыны тығыздығының өзгеретінін де ескеру қажет. Ағынның үздіксіз теңдеуінен υ1/υ2 = f2/f1, құбыр өткізгіштің әр қимасындағы жылдамдық, осы қима ауданына кері пропорционал. Тұрақты мөлшердегі ауаның жылжуы құбыр қимасы кішірейген сайын, ағыс жылдамдығы артады. Желдету қондырғыларында ауаның көлемдік шығын q (м3/с) мағынасы жиі қолданылады, яғни бірлік уақытта (секунд, минут немесе сағат) құбырдың көлденең қимасынан өтетін ауа мөлшерін айтамыз: q = fυ, (5) мұндағы: f – көлденең қима ауданы, м2;  – ауа ағынының орташа жылдамдығы, м/с;Қимасы домалақ ауа құбыры үшін: f = πD2 / 4; Қимасы төрт бұрышты ауа құбыры үшін: f = ab, мұндағы: D – құбырдың көлденең қимасының диаметрі, м; ab – төрт бұрышты құбырдың көлденең қимасының ұзындығы және ені, м; 5 – ші формулаға көлденең қиманың мәндерін қойып, ауа шығынын келесі ретте аламыз (м3/с): Қимасы домалақ құбыр үшін q = πD2/4υ; (6) Қимасы тік төртбұрышты құбыр үшін q = abυ; (7) Соған сәйкес ауа шығыны (м3/мин. және м3/сағ.) қимасы домалақ құбыр үшін: Qм = 60  ; Qсағ = 3600 ; (8)Қимасы тік төртбұрышты құбыр үшін: Qм = 60 abυ; Qсағ = 3600 abυ; (9) Ауаның үздіксіз ағыны теңдігінен шығатыны, ауа құбырының кез-келген көлденең қимасынан өтетін ауа мөлшері бірдей болады (Q = const). Энергияның сақталу заңы. Бернулли теңдеуі. Бернулли теңдеуі ауа ағыны энергиясының сақталу заңдылығымен сипатталады. 1 м3 – тағы ауа қозғалысының Е (Па) толық энергия қоры ауа массасының потенциалды энергиясының hρg, статикалық рст және қысым жылдамдығының ρʋ2/2 қосындысына тең, яғни Е = hρg + рст + ρʋ2/2, (10) мұндағы: h – басқа да бір жазықтықпен салыстырғанда қатысты ағыс қимасының ауырлық орталығының биіктігі, м; ρ – ауа тығыздығы, кг/м3; ʋ - ауа ағысының жылдамдығы, м/с; Энергияның сақталу заңы бойынша энергия қоры өзгеріссіз қалатын, Бернулли теңдеуі бойынша ешқандай шығын болмайтын идеал ауа құбырында (кедергісіз) ауа жылжыған жағдайда, яғни 1-1 және 2-2 қимасы үшін (2-ші сурет) Е1 = Е2 немесе h1ρg + рст1 - ρʋ12/2 = h2ρg + рст2 - ρʋ22/2, (11) мұндағы: рст1 – 1-1 қимасындағы статикалық қысым, рст2 – 2-2 қимасындағы статикалық қысым, ʋ1 және ʋ2 – 1-1 және 2-2 қимасына сәйкес ауаның орташа жылдамдығы. Бірінші жағдайда, егер ауа құбырына саңылау жасасақ, ауа сыртқа шыға бастайды, екінші жағдайда сыртқы ауа ішке қарай (ауа құбырына) сорыла бастайды. Егер ауа ағынына перпендикуляр жұқа пластина қойсақ, онда статикадан басқа ағынды кенеттен тежеуден туындаған пластинаға қысым түсе бастайды. Бұл қысымды – динамикалық (немесе жылдамдықты) деп атайды. Ол ағынның кинетикалық энергиясына тең, яғни (Па): Нж.қ. =  ; мұндағы: – ауа ағынының орташа жылдамдығы, м/с; ρ – ауа тығыздығы, кг/м3; Стандартты ауаның тығыздығын 1,2 кг/м3 қабылдай келе, жылдамдықты қысымды табамыз (Па). Нж.қ. = =  = (υ/1,29)2; Бұл теңдіктен ауа жылдамдығы =  =  = 1,29  ; А – U-тәрізді манометр көмегімен. Б – микроманометр көмегімен. а – статикалық, б – толық (жалпы), в – динамикалық (жылдамдықты), 1 – қысым қабылдағыш немесе пневмометриялық құбыр, 2 - U-тәрізді манометрлер немесе микроманометрлер, 3 – резиналы құбырлар, 4 – сығымдаушы ауа құбыры, 5 – сорушы ауа құбыры; 3-ші сурет. Ауа құбырындағы қысымды өлшеудің схемасы. Есептер жинағы: 1. Жылдамдығы 13м/с, мөлшері 40м3/мин ауа өтетін ауа құбырының диаметрін анықтаңыздар? 2.Ауа ағынының жылдамдығы 12м/с, диаметрі 400мм құбырдан өтетін ауа мөлшерін анықтаңыздар? 3.Ауа ағынының мөлшері 6000м3/сағ. болуы үшін құбыр диаметрі 400мм, ауа ағынының жылдамдығы қандай болуы керек? 4.Диаметрі 300мм ауа құбырының қимасынан (шамамен 1-1 қима) 50м3/мин. ауа өтеді. 2-2 қимасының диаметрі 400мм екені белгілі болған жағдайда, осы екі шарттағы 1-1 және 2-2 қимасынан өтетін ауа қозғалысының жылдамдығын және жылдамдық қысымын табыңыздар? 5.Барометр 748мм.с.б.-да атмосфералық ауа қысымын көрсетіп тұр. Осы көрсеткішті кПа-да көрсетіңіздер? 6.Ауа құбырындағы қысым 10300мм.су бағанасымен көрсетілген. Осы көрсеткішті кПа-да көрсетіңіздер? 7. Ауа құбырындағы қысым 10400мм.су б., атмосфералық қысымы 760 мм.с.б-на тең. Ауа құбырындағы артық қысымды анықтаңыздар? Бақылау сұрақтары: 1.Желдету қондырғыларының ауа құбырында ауа ағынының қай режимі басымдылыққа ие? 2.Ауа құбырының қимасы бойынша жылдамдықтардың таралымына ағым қозғалысының режимі қалай әсер етеді? 3.Желдету техникасында қолданылатын үздіксіз ағыс теңдеуінің маңыздылығы қандай? 4.Бернулли теңдеуінің қорытындысы қандай заңдылыққа сүйенген? 5.Жылдамдық пен ауа құбыры қимасының ауданы арасында қандай тәуелділік бар? 6.Ауа құбырындағы ауа жылдамдығы мен жылдамдықты қысымның арасында қандай тәуелділік бар? 7.Ауа құбырындағы жалпы қысымның қосындысы қысымның қандай түрлерінен құралған? Сығымдаушы және сорушы ауа құбырындағы жалпы қысымның теңдеуін жазыңдар. 8.Ауа құбырындағы қысым қандай өлшеу құралдарымен өлшенеді? 3-ші сурет бойынша микроманометр көмегімен ауа құбырындағы қысымды өлшеуді түсіндіріп беріңіз? Дәріс – 4 Шаңдар туралы түсінік. Шаңдардың сипаттамасы және жіктелінуі. Өндірістегі шаң және шаңды ауа. Шаңның жарылуы. Жарылыс пен өрт қауіпін болдырмау шаралары. Шаң деп - ауа ортасына таралған қатты немесе сұйық заттың майда бөлшектерін айтамыз. Шаң әртүрлі мөлшерлі бөлшектерден тұрады. Шаңның шашырауы деп - оның бөлшектері құрайтын мөлшерінің бүкіл жиынтығы деп түсінеміз. Шаң бөлшектерінің мөлшері деп - әдетте мына жағдайларды айтады: бөлшектердің өте алатын електің саңылау мөлшері. Оны шаңның бытыруы кезінде анықтайды. Шаңның ауадағы салмақсыздық күйін – аэрозоль, ал кез-келген бетке қонған шаң қабатын – аэрогель деп атайды. Аэрозоль қатты дисперсті фазаға(шаң және түтін) және сұйық дисперсті фазаға(тұман) бөлінеді. Шаң бөлшектері мынадай қасиетке ие: жану кезінде аса жоғары химиялық белсенділігі, ғимарат құрылымында, жабдықтар бетінде үлкен электростатикалық зарядтарды өткізуге, үлкен мөлшерде газдар мен су буларын адсорбциялалау мүмкіндігі бар. Шаңдарды мынадай классификацияға бөледі: өте ірі дисперсті (50-250мкм) ірі дисперсті орташа(10-50 мкм) майда өте майда(10 мкм төмен) Ұн зауыттарында технологиялық үдерістерді жүргізу және ұйымдастыру ережелерінде шаңдар мынадай категорияларға бөлінеді: 1.Қауыздалған ақ шаң; 2. Қауыздалған сұр шаң; 3.Аспирациялық және қауыздалған қара шаң; Өндірістік ғимараттардың жұмысшы аймағы үшін стандарт бойынша рұқсат етілген шаңның шектеулі концентрациясы (РЕШШК) (Еденнен немесе адамдардың жұмыс істейтін алаңнан биіктігі 2 м-ге дейін) бекітілген: Астық шаңы – 4 мг/м3; ұн шаңы – 6 мг/м3-н көп емес. Ауаны шаңнан тазалау тиімділігі атмосфераға шығарылатын шаңданған ауа – ұн шаңы 100 мг/м3, астық шаңы 60-80мг/м3-н асып кетпейтіндей қамтамасыз етуі тиіс. Осындай шарттарда қоршаған орта ластанбауы тиіс, қоршаған ортадағы шаң концентрациясы РЕШШК - ның 30% құруы тиіс, яғни элеватор аумағында 4 · 0,3 = 1,2 мг/м3 көп емес, ұн зауыттарында – 1,8 мг/м3; халық тұратын тұрақты орындарда – 0,5 мг/м3 аспауы тиіс. Жұмыс аймағындағы ауада болатын рұқсат етілген шаңның шектеулі концентрациясының кестесі:
Қоршаған ортаны қорғау және ауа бассейнінің жағдайын жақсарту мақсатында атмасфераға шығаратын ауаны тазалау сапасына қойылатын талаптар (ГОСТ бойынша):
Өзінің құрамы бойынша шаңдар органикалық және минералдық болып бөлінеді. Органикалық шаңдар: өсімдік жануарлар (жүн, жібек) жасанды және химиялық талшықтар Минералды шаңдар деп - талшықты массасын жинау және тасымалдау кезінде түсетін майда бөлшектерден тұратын топырақ шаңын айтамыз. Минералдық шаңдарға - известь, боялған мақтаны өңдеу кезінде шаң түрінде бөлінетін бояудың майда бөлшектерін жатқызады. Шаңның мөлшерін микрометрмен анықтайды. өндірістік жағдайда шаңның ең кішкентай микробында 100 мкм дейінгі өлшем кезінде неғұрлым шаң майда болған сайын зияны да көп. Шаңның жарылыс қауіпі және от пен жарылысты болдырмау шарттары. Нан қабылдау кәсіпорындарында, ұн зауыттарында шаң жарылыс қауіпі бойынша төрт классқа бөлінеді: 1-ші классқа – Жеңіл тұтанатын, жарылыс жалыны жылдам тарайтын – ұн шаңы жатады. Оның жануына тұтанған сіріңкенің жылуы жеткілікті. 3-ші классқа – Астық шаңы, ол да жеңіл тұтанады, бірақ температурасы аса жоғары, үлкен мөлшерде жылу көзін талап етеді. 2-ші және 4-ші классқа – құрама-жем зауыттары шаңы жатады. Шаңның жарылуы үшін, шаңның ауадағы белгілі бір концентрациясы және тұтану көзі болып жатса жеткілікті. Басқа да жоғарғы температура көздері қатарына статикалық электр разрядтары да жатады. Астық шаңы үшін жарылыс қауіпі концентрациясының төменгі шегі 40-90 г/м3, ұн шаңы үшін 10-50 г/м3, ал құрама-жем үшін 7,6-25 г/м3. Астық, ұн шаңдары бөлшектерінің салмақсыздық күйде болуы (ауадағы оттегімен жанасу бетінің ұлғаюы), шаңның химиялық белсенділігі артып, жануды үдетеді. Мысалы: жану кезінде жалынның таралу жылдамдығы 5-10 м/с болса, жарылыс кезінде 500 м/с дейін жетеді.  1-аспирацияланушы машина; 2-конфузор; 3-ауа құбыры. сурет. Аспирацияланушы жабдыққа ауа құбырының жалғану схемасы. Аспирациялаушы саңылаудың ауданы мына формуламен анықталады:  ; мұндағы: QМ – машинаны аспирациялауға кететін көлемдік ауа шығыны, м3/с; υВХ – конфузорға кіретін шаң ауаның қозғалыс жылдамдығы: дән үшін υВХ ≤ 2 м/с; ұн шаңы үшін υВХ = 0,8 м/с; құрама жем үшін υВХ ≤ 0,5 м/с; Желдету жүйесінде ауаның шаңдануын анықтайтын бірнеше әдістері бар: салмақтық әдіс, мөлшерлі (количественный) әдіс, фотометриялық әдіс, электрлі әдіс және акустикалық әдіс.  2-ші сурет. Ауа құбырындағы ауаның шаңдануын өлшеу схемасы. а – шаңұстағышқа дейін; б – шаңұстағыштан кейін; 1-ауа құбыры; 2-шаң ұстау түтікшесі; 3- шаң ұстау түтікшесін бекіту құрылғысы; 4-респираторды бекітуге арналған аллонж; 5-сүзгіні бекітуге арналған аллонж 6-байланыстырушы түтік; 7-аспирациялық құрылғы; Нан қабылдау кәсіпорындары мен ұн зауыттарында өрт пен жарылыс қауіпін болдырмау үшін, мынадай негізгі шарттарды қадағалау керек: Жұмыс бөлмесіне рұқсат етілген санитарлық нормадан артық ауаның шаңдануына, сонымен қатар жабдықтарда, ауа құбырларында, пневмотранспорттық құрылғыларда шаңның жарылыс қауіпіндегі концентрациясына жол бермеу. Аспирациясы ажыратылған жабдықтардың жұмыс істеуіне жол бермеу (аспирацияланатын машина мен желдеткіш электроқозғалтқышын бұғаттау амалдарын қарастыру). Құрылыс ғимаратының құрылымына және жабдық бетіне отырған шаңдарды жүйелі түрде тыңғылықты тазалау. Шаңның жинақталуына мүмкіндік бермеу үшін өндірістік бөлмелердің қабырғалары мен төбесін әрлеп тұру керек. Шаң концентрациясының жарылыс қауіпінің тұтануын тудыратын жылу көздерінің және ұшқынның пайда болу мүмкіндігін толықтай жою. Жұмыс барысында ұшқынның пайда болу және температураның көтерілуін болдырмау үшін, жабдықтың жеке түйіндерін уақытында жөндеу және кезеңді бақылап тұру керек. Трансмиссиядағы беріліс шкивтерінің, электроқозғалтқыш және машиналар қоршауларын үйкеліс пен соққыдан ұшқын пайда болуына, қызып кетуіне мүмкіндік бермейтіндей орналастыру керек. Темір заттардың түсіп ұшқын болдырмау мақсатында, әр айналмалы жұмысшы органы бар машиналардың алдында магнитті тосқауылдар орнату керек. Электроқозғалтқышты автоматты ажырататын электробұғаттау құрылғыларын және сигнализаторларды қолдану керек. Жабдық бөлшектерінде, жетек белдіктерінде пайда болатын статикалық электрозарядтарын бұрып жіберетін, жабдықтарда жерге тұйықтаудың әр түрлі жүйелерін қолдану. Электрожабдықтар, электроторабтар және электроарматуралар әрекеттегі нормалар мен ережелерге арнайы талаптарға сәйкес болуы керек. Өртке қарсы температуралық өлшеу құралдарын (мысалы, білікті станоктарда ауа температурасы 700С асқанда, аспирациялық торабта желдеткіш электроқозғалтқышын өшіретін) орнату керек. Өрт болған жағдайда, жалын бүкіл ғимарат бойынша таралып кетпеуі үшін желдету құрылғыларын шұғыл өшіру керек.  Жылу бөліну. Қызып тұрған аппаратура қабырғасы арқылы өтетін жылу мөлшері мына формуламен анықталады: (1)мұндағы: k - қабырғаның жылу өткізгіштік коэффициенті; R- жылу өткізгіштік кедергісі; F- қабаттың беттік ауданы;  - аппарат ішіндегі ауаның орташа температурасы; - цех ішіндегі ауа температурасы.Жылу аппараттарын орналастыру және жобалау кезінде минималды жылу бөлінуге (әсіресе сәулелі) жақындату керек. Жылу бөлінуді төмендету бойынша тиімді әдістердің бірі ыстық бетті жылу изоляциямен қаптау болып табылады. Гигиеналық мәліметтер бойынша ауа температурасы 300С адам терісінің беті 33,5 - 350С тең болады. Сәулелі жылу әсерін болдырмау үшін адам терісінің және изоляцияның сыртқы бет температурасы бірдей болуы қажет. Сондықтан жылдың жылы мезгілінде жұмыс аймағындағы ауаның максималды температурасы санитарлық норма бойынша 280С деп қабылдасақ, онда изоляцияның сыртқы бетінің температурасы 350С-тан жоғары болмау қажет. Осы шарттан қорытындылай келе жылуизоляцияның қабат қалыңдығын есептеп анықтау керек. Қызып тұрған аппаратураның қабырғасы арқылы берілетін жылу мөлшерін былай анықтауға болады: жазық қабырғалар үшін Q = F  , (2)құбырлар үшін Q = l  , (3)мұндағы: F - қабырғаның жылу өткізгіштік коэффициенті; l - жылу өткізгіштік кедергісі; δ - қабаттың беттік ауданы; λ - - аппарат ішіндегі ауаның орташа температурасы; - цех ішіндегі ауа температурасы.αн - d1 - d2 - Бақылау сұрақтары: 1. Шаң – дегеніміз не? Шаңдар қандай белгілері бойынша жіктеледі? 2. Шаңның жануы, жарылуы деп нені түсінесіз? Жарылу қауіпі бойынша шаңдардың жіктелінуі қандай? Шаңдар үшін жарылыс қауіпі концентрациясының төменгі шегі нешеге тең? 3. Шаңның қандай қасиеттері болады? 4. Элеваторларда, астық өнімдерін өңдеу кәсіпорындарында шаңның түзілу орындары және себептері қандай? 5. Органикалық шаңдарға не жатады? 6. Өндірістік бөлмелерге түсетін жұмысшы аймақтар және атмосфералық ауа үшін рұқсат етілген шаңның шектеулі концентрациясы қандай? |