производство смазочных масел. При изучении предлагаемого материала целесообразно повторить основы неорганической и органической химии
 Скачать 0.5 Mb.
|
|
3.2 Расчет оптимального диаметра трубопровода Для обеспечения минимального времени наливных операций в смесителях и емкостях выбираем стандартный шестеренный насос марки Ш-80-2,5-37,5. Параметры насоса: а) подача насоса,  /час 37,5б) давление на выходе из насоса, кг/  2,5в) номинальная подача насоса на 100 оборотов шестерен 80 Определяем объемный расход масла q, /с по формуле: ,  2) Оптимальный диаметр трубопровода, при котором суммарные затраты на перемещение вязких жидкостей минимальны, следует находить исходя из величины скорости. Чем выше скорость, тем меньше диаметр трубопровода, но тем выше потери напора. При перекачивании вязких жидкостей насосами на практике скорость принимают из диапазона от 0,8 до 3 м/с. В связи с этим принимаем скорость течения масла в трубопроводе равную 2 м/с. Определяем внутренний диаметр трубопровода d, м по формуле:  Выбираем стальную трубу наружным диаметром 90 мм и толщиной стенки 4 мм. Внутренний диаметр трубы d = 0,082 мм. Определяем фактическую скорость масла в трубе [15]:  3.3 Определение потерь на трение и местные сопротивления Исходные данные для расчета: а) расчетная схема; б) внутренний диаметр трубопровода, мм 82 в) средняя скорость движения масла, м/с 1,97 г) кинематическая вязкость масла при 40°С,  /с  Принимаем, что коррозия трубопровода незначительна и абсолютная шероховатость труб равна 0,1 мм. 1) Для определения режима течения масла находим значение критерия Рейнольдса по формуле:  т.к. значение Re меньше 2400, то режим движения масла ламинарный. 2) Расчет коэффициента трения  зависит от режима движения и шероховатости трубопровода. При ламинарном режиме движения расчет ведется по формуле: где А – коэффициент, зависящий от формы сечения трубопровода, для круглого сечения А=64. Местные сопротивления возникают при изменениях скорости потока по величине или направлению. К их числу относят вход в трубу и выход из нее масла, внезапные сужения и расширения труб, отводы, колена, запорные краны и т.д. Таким образом, общие потери напора складывается из потерь напора на всасывающей и нагнетающей линиях. Для этого из технологической схемы выбираем для расчета часть линии. В данном случае принимается линия циркуляции масла в емкости перемешивания.  Рисунок 3.3.1 Схема трубопровода С помощью рисунка 3.3.1 определим сумму коэффициентов местных сопротивлений. Для всасывающей линии: а) вход в трубу с острыми краями:  ;б) нормальные вентили (два вентиля):  ;в) плавный отвод круглого сечения (два поворота):  , где коэффициент А=1 зависит от угла  , на который изменяется направление потока в отводе; коэффициент В=1,1 зависит от отношения радиуса поворота трубы к внутреннему диаметру. Таким образом, потерянный напор равен:  Для нагнетательной линии: а) плавный отвод круглого сечения:  ;б) нормальные вентили (три вентиля): ;в) выход из трубы:  Определяем сумму местных сопротивлений по формуле: где n – количество местных сопротивлений данного типа.  Таким образом, потерянный напор равен:  Общие потери определяем по формуле [15]:  ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ СМАЗОЧНЫХ МАСЕЛ Пожароопасность и токсичность топлив и масел Само по себе название «горючее» определяет пожаро- и взрывоопасность топлив. Смазочные материалы, хотя и не так легко возгораемы, имея в своём составе углерод, водород и кислород, являются также горючими веществами. Основными параметрами, характеризующими пожаро- и взрывобезо-пасность среды и подлежащими контролю, являются: 1) температура вспышки вещества; 2) область воспламенения (температурные и концентрационные пределы взрываемости); 3) температура самовоспламенения жидкости; 4) температурные пределы воспламенения для жидкостей. Температура вспышки – самая низкая в условиях специальных испытаний температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхнуть в воздухе от источника зажигания, однако скорость образования паров или газов недостаточна для длительного горения. Температура вспышки позволяет судить о температурных условиях, при которых вещество становится огнеопасным. По температуре вспышки нефтепродукты подразделяют на 4 класса (табл. 6.7). Температура воспламенения – самая низкая температура, при которой вещества могут воспламеняться (и гореть) от источника зажигания. Эта температура на несколько градусов превышает температуру вспышки. Таблица 6.7 Классификация нефтепродуктов по температуре вспышки паров
Температура самовоспламенения – самая низкая температура, при которой вещества могут воспламеняться без источника зажигания (и гореть). Температуру самовоспламенения учитывают при классификации газов и паров горючих жидкостей по группам взрывоопасности, выборе типа электрооборудования, определении температурных границ безопасного применения вещества при нагреве его до высоких температур, при расследовании причин пожаров. Нижний концентрационный предел воспламенения (взрываемости) горючих газов, паров или аэровзвеси твёрдых веществ – наименьшая концентрация веществ в воздухе при атмосферном давлении, при которой смесь должна воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением пламени на весь объём смеси, сопровождающимся взрывом. Концентрацию газа или пара в воздухе внутри технологического аппарата, не превышающего 50% нижнего предела взрываемости или выше верхнего предела взрываемости, считают взрывобезопасной. Область воспламенения газов (паров) в воздухе – область концентрации данного газа в воздухе при атмосферном давлении, внутри которой смесь газа с воздухом способна воспламеняться от внешнего источника зажигания с последующим распространением пламени от смеси. Граничные концентрации области воспламенения – соответственно нижний и верхний пределы воспламенения паров в воздухе. К пожароопасным относят вещества, которые могут загораться: – от внешних источников тепла (пламя, раскалённые предметы, горячий воздух, электрическая искра, трение, солнечные лучи), например, горючие жидкости и их пары; – при контакте с другими веществами, например, органические материалы при контакте с кислотами; – от тепла, выделяемого при внутренних химических процессах самоокисления, приводящих к самовозгоранию, например, обтирочные материалы, пропитанные маслом, в случае их уплотнения, что снижает отвод образующегося тепла, и др. По горючести вещества разделяют: – на несгораемые – вещества, неспособные гореть на воздухе; – трудносгораемые – вещества, которые могут гореть под действием источника зажигания, но прекращают гореть при его удалении; – сгораемые – вещества, способные возгораться от источника зажигания и продолжающие гореть после его удаления. Из них выделяют: а) легковоспламеняющиеся вещества, которые могут воспламеняться от кратковременного действия источника зажигания незначительной энергии (пламени спички, искрящегося электропровода и др.). К ним относят легковоспламеняющиеся жидкости. К взрывоопасным относят вещества, которые могут взрываться: – от действия внешних источников тепла в присутствии кислорода, например, горючие газы, пары растворителей, пыль горючих веществ и др.; – при контакте с другими веществами, например, сжиженный кислород при контакте с маслом и др.; – от удара (детонации): нитроглицерин, аммонал и другие взрывчатые вещества. На степень взрываемости веществ влияют их собственная температура и температура окружающей среды. Все взрывоопасные вещества, в том числе и аэрозоли, и аэрогели, являются и пожароопасными. Кроме пожаро- и взрывоопасности, горючесмазочные материалы, специальные жидкости и другие автомобильные материалы могут являться токсичными по отношению к человеку. К вредным веществам относят топлива, смазочные масла и специальные жидкости и другие материалы, которые при контакте с организмом человека, в случае нарушения требований безопасности, могут вызвать отравления, профессиональные заболевания или отклонения в состоянии здоровья, обнаруживаемые современными методами как в процессе работы, так и в отдалённые сроки жизни настоящего и последующего поколений. Наибольшая концентрация таких веществ в воздухе (воде), не вызывающая названных отклонений – предельно допустимая концентрация (ПДК). По степени воздействия на организм все вредные вещества подразделяют на 4 класса опасности: 1 – чрезвычайно опасные; 2 – высокоопасные; 3 –меренно опасные; 4 – малоопасные. Значения ПДК и класс опасности некоторых загрязняющих веществ в воздухе показаны в табл. 6.8 Таблица 6.8 ПДК загрязняющих веществ в воздухе населённых пунктов
Высокие требования предъявляют и к воздуху производственных помещений, где производятся работы по хранению, обслуживанию и ремонту автотранспортных средств. В табл. 6.9 приведены ПДК на ряд веществ, наиболее часто выделяющихся в воздух в производственных помещениях АТП. Всё ещё довольно широко применяемые этилированные бензины содержат в своём составе этиловую жидкость, основным компонентом которой является высокоопасное вредное вещество – тетраэтилсвинец. Таблица 6.9 ПДК вредных веществ в производственных помещениях
В состав композиций смазочных смазочных масел с целью улучшения их функциональных свойств стали вводить компоненты, характеризующиеся определёнными токсикологическими свойствами. К таким компонентам можно отнести функциональные присадки, добавляемые к основам смазочных масел с целью улучшения их эффективности: противоизносной, противозадирной (совол, трикрезилфосфат); защитной (бензотриазол); антиокислительной (параоксидифениламин, фенил--нафтиламин, ионол). К числу смазочных материалов, содержащих вредные вещества, относят минеральные и синтетические масла: ВНИИ НП 50-1-4Ф, ВНИИ НП 50-1-4у, Б-3В, ПТС-240, ИПМ-10, МН-7,5у, МС-8рк, МС-8п, осевое северное Сп, гидравлическая жидкость 7-50С-3. В состав указанных масел вводят функциональные присадки (1,5–3,0%), обладающие токсичными свойствами. В зависимости от токсичности компонентов топлив и смазочных материалов они классифицируются по классам опасности, т. е. по уровню предельно допустимой концентрации паров в воздухе рабочей зоны. Минеральные масла могут представлять реальную угрозу для здоровья человека в тех случаях, когда в них содержатся лёгкие углеводороды (бензин, бензол) или когда возможно образование масляного тумана или масляных паров (при нагревании, распылении). Дыхательные пути и лёгкие человека более чувствительны, чем другие органы, к воздействию масляных паров и масляного тумана. Вдыхание последнего со взвешенными частицами от 1 до 100 мкм вызывает отравление. Среди больных раком лёгких и бронхов обнаружено много лиц, длительно подвергавшихся воздействию паров или туманов минеральных масел и их эмульсий. Опасность отравления парами или туманами масел сильно увеличивается, если в масле содержатся сернистые соединения. При наличии серы в масле могут возникнуть условия для образования сероводорода (H2S), который вызывает отравление с молниеносной потерей сознания. Токсичность масел проявляется также при частом попадании масла на открытые участки тела, при длительной работе в одежде, пропитанной маслом. Систематический контакт с маслом может вызвать острое или хроническое заболевание кожи тела. Наиболее часты фолликулярные поражения кожи, представляющие собой заболевание волосяных мешочков и сальных желёз. Эти заболевания, известные под названием масляных или керосиновых угрей, наблюдаются у механиков, токарей, трактористов, шоферов, кладовщиков и других лиц, повседневно имеющих дело с маслами. Участились случаи повреждения кожных покровов (чаще – кистей рук) смазочными маслами, попадающими на кожу под большим давлением. Это наблюдается в гаражах при распыливании масел под давлением специальными насосами во время испытания дизелей и маслопроводов. При этом масло пробивает кожу и проникает в подкожную ткань, вызывая развитие отёка с болями и онемением поражённых участков. В случае попадания на поражённые места инфекции могут образовываться нарывы и участки с омертвением кожи. Смазочные масла могут вызвать экзему, дерматиты, пигментацию кожи и даже более тяжкое заболевание – образование бородавчатых разрастаний, переходящих в рак. Токсичные свойства масел усиливаются с повышением их температуры кипения, кислотности, а также с увеличением содержания в их составе ароматов, смол и сернистых соединений. Всё сказанное о маслах в равной мере относится и к пластичным смазкам, жидкой фазой которых являются те же масла. 4.2. Меры безопасности при обращении с топливами и маслами в процессе обслуживания техники При эксплуатации и ремонте техники применяют большой ассортимент горючесмазочных материалов и специальных жидкостей и других эксплуатационных материалов. Основную опасность представляют постоянно используемые ГСМ и спецжидкости, которые содержат ядовитые компоненты, способные вызвать отравление или заболевания людей при вдыхании их паров, попадании на кожу или внутрь организма. По степени воздействия на организм (ГОСТ 12.1.007-76) их подразделяют по интервалам предельно допустимых концентраций: на высокоопасные – ПДК = 0,1–1 мг/м3; умеренно опасные – ПДК = 1,1–10 мг/м3; малоопасные – ПДК 10 мг/м3. Так, к высокоопасным относят жидкости на основе фосфоро-, фтор- и хлорорганических соединений; к умеренно опасным – жидкости на основе гликолей и их производных, спирты и жидкости на их основе; и, наконец, к малоопасным — бензины этилированные, масла и жидкости с ядовитыми присадками. Общие требования техники безопасности 1. Все работники перед поступлением на работу проходят медосмотр. Они должны изучить и иметь в своём распоряжении инструкции по технической, личной и пожарной безопасности. Многие работы необходимо выполнять в специальной одежде и обуви, иметь защитные приспособления: перчатки, очки, маски, противогазы и др. В местах, где возможно выделение паров нефтепродукта (заправочные агрегаты, бензовозы, резервуары, перекачивающие станции и т. д.), нельзя надевать обувь со стальными подковками, набойками, одежду с искроопасными металлическими пряжками, пуговицами и другими элементами. 2. Запрещено пользоваться стальным инструментом или он должен быть омеднён. 3. Груз массой более 20 кг перемещать только подъёмно-транспортными средствами. Заполненные бочки поднимать и транспортировать специальными подъёмниками или же только перекатыванием. Перенос бочек и стеклянных бутылей на спине или перед собой, независимо от их массы, запрещён. 4. Категорически запрещается открывать (закрывать) пробки, люки, ударяя по ним молотком или другими инструментами. 5. Пред началом любых работ необходимо убедиться в исправности электрооборудования и осветительной сети на рабочем месте. 6. Запрещается выполнять сливо-наливные операции падающей струёй (можно только под слой продукта), работать в помещении, где отсутствует или неисправна приточно-вытяжная вентиляция. 7. Постоянно следить за исправностью заземления, не работать во время грозы и вблизи линий электропередач. 8. Крышки люков резервуаров и других ёмкостей открывать, находясь с той стороны, откуда дует ветер, и немного под углом, чтобы пары продукта относило в сторону. 9. Сливо-наливные рукава вводить в люк осторожно, не допуская ударов, следить за тем, чтобы наконечник находился под поверхностью (под слоем) продукта. Не допускать переполнения ёмкостей. 10. Не допускается устранять неисправности оборудования, агрегатов и машин, особенно движущихся частей, во время работы. 11. Следить за исправностью запорного оборудования, своевременно обслуживать его, добиваясь герметичности и лёгкости в работе. 12. Особенно внимательно выполнять правила безопасности при зачистке и ремонте резервуаров. Бригада должна состоять не менее чем из трёх человек – один работает в резервуаре, другой находится у люка, следит за подачей свежего воздуха по шлангу в противогаз работающего и держит страховочную верёвку, привязанную к спасательному поясу работающего. В зависимости от длины шланга используют шланговые противогазы ПШ-1 или ПШ-2 (с принудительной подачей воздуха в маску воздуходувкой). Фильтр противогаза ПШ-1 или воздуходувку (ПШ-2) устанавливают в зоне чистого воздуха. При необходимости используют фонарь только во взрывобезопасном исполнении, причём включают и выключают его за пределами резервуара. Третий член бригады после отдыха в течение 15 минут сменяет контролирующего. Таким образом, в резервуаре работающий находится не более 15 минут непрерывно. Работающие должны быть одеты в брезентовый костюм, резиновые сапоги и рукавицы. Перед работой ёмкость освобождают от продукта, заполняют её водой, вместе с которой удаляются остатки нефтепродукта. После этого желательно пропарить резервуар горячей водой (70–75 °С) и на люке устано-вить вентилятор принудительной вентиляции. Зачистку разрешается проводить только в дневное время. 13. Категорически запрещается хранение топлив и смазочных мате-риалов, в том числе и отработанных масел, в открытой таре и ёмкостях как на территории складов, так и в других помещениях. 14. Пустые ёмкости из под горючего необходимо пропаривать, особенно тщательно перед ремонтом: достаточно испариться 10–50 г бензина в двухсотлитровой бочке, чтобы получилась взрывоопасная паровоздушная смесь. 15. Для предупреждения отравлений маслами и жидкостями с ядовитыми присадками необходимо соблюдать следующие меры безопасности: – все работы при повышенных температурах проводить в хорошо проветриваемом помещении (вытяжном шкафу) или на открытом воздухе с использованием спецодежды (халат, перчатки, нарукавники и фартук изолирующего типа); – при попадании масел или жидкостей спецодежду необходимо протереть керосином, а затем просушить на открытом воздухе; – ремонт гидравлических и масляных систем производить только при отсутствии давления в них, после охлаждения; – по окончании работ промыть инструменты керосином и принять тёплый душ с мылом. 16. При работе со сжиженными газами необходимо помнить, что, интенсивно испаряясь, они способны быстро и значительно понижать температуру. Отсюда – возможность обморожений. По характеру действия (и ощущению) сильное охлаждение аналогично ожогу. 17. Вследствие высокой пожароопасности горючего, смазочных материалов и некоторых специальных жидкостей необходимо строго соблюдать противопожарные меры. Основной причиной возгораний является неосторожное обращение с огнём и искрообразование при взаимодействии металлических предметов, а также неисправности электропроводок или электрооборудования. 18. Причиной образования искр (разряда) может быть накопление статического электричества. Являясь в своём большинстве диэлектриками, горючесмазочные материалы и спецжидкости электризуются при трении о трубы при перекачке, о цистерны при перевозке и т. д. Оборудование должно быть тщательно заземлено. Постоянное и точное соблюдение мер безопасности обеспечит сохранение здоровья персоналу, работающему с нефтепродуктами, и убережёт окружающую среду от загрязнения. Если первое требование выполняется, хотя и не всегда в достаточной мере, то экологические вопросы требуют большего внимания. А один литр отработанного масла, попавшего в почву, может загрязнить до миллиона (!) литров подпочвенной воды. Заключение Смазочные материалы, его качество, регулярность замены, соответствие сорта данному механизму и конкретным условиям его эксплуатации играют большую роль в обеспечении надежной и долговечной работы любого механизма. Смазочные материалы способствует созданию стабильной поверхности трения, снижению износа и уменьшению механических потерь. Выбор смазочных масел сейчас едва ли не самый широкий среди товаров для автомобилей. Времена единственной, на все случаи «жигулевской всесезонки» миновали, надеюсь, навсегда. Сегодня рядовому автомобилисту доступны такие марки масел, о которых он знал только из редких телевизионных сюжетов о всемирно известных автогонках. В результате выполнения квалификационной работы производилась оценка эффективности использования смазочных материалов. Для этого были изучены общие сведения о смазочных материалах, рассмотрен жизненный цикл. Надежность элементов подвижных элементов любого механизма обеспечивается применением качественных смазочных материалов и контролем за режимом лубрикации. Нерациональное использование жидких и пластичных смазочных материалов приводит к замасливанию деталей, разливу масла, загрязнению почвы, что оказывает негативное воздействие на окружающую среду. Отказаться от применения данных смазочных материалов невозможно, но снизить негативное воздействие можно путем замены их на твердые смазочные материалы для наиболее напряженного узла трения механизмов. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. Манусаджянц О. И., Смаль Ф. В. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учебник для техникумов. М.: Транспорт, 1989. 271 с. 2. Покровский Г. П. Топливо, смазочные материалы и охлаждающие жидкости: Учебник для студентов вузов. М.: Машиностроение, 1985. 200 с. 3. Стуканов В. А. Автомобильные эксплуатационные материалы: Учебное пособие. Лабораторный практикум. М.: ФОРУМ: М–ИНФРА, 2002. 208 с. 4. Применение горючего на военной технике. М.: Воениздат, 1989. 432 с. 5. Чулков П. В., Чулков И. П. Топлива и смазочные материалы: ассорти-мент, качество, применение, экономия, экология: Справ. М.: Политехника, 1996. 304 с. 6. Итинская Н. И., Кузнецов Н. А. Автотранпортные эксплуатационные материалы. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1987. 271 с. 7. Мартынюк Н. П., Карпочан А. П. Автомобильные эксплуатационные материалы. М.: НПО Поиск, 1993. 275 с. 8. Морев А. И., Плеханов И. П. Устройство и обслуживание газо-баллонных автомобилей. М.: ДОСААФ СССР, 1987. 144 с. 9. Опыт и перспективы применения газообразного топлива на автомобильном транспорте: Материалы семинара министерства автомо-бильного транспорта РСФСР. М., 1987. 157 с. 10. Гуреев А. А., Фукс И. Г., Лашхи В. Л. Химмотология. М.: Химия, 1986. 368 с. 11. Перспективные топлива для автомобилей. Ф. В. Смаль, Е. Е. Арсенов М.: «Транспорт», 1979. 151 с. 12. Химики-автолюбителям: Справ. изд. / Б. Б. Бобович. Л.: Химия, 1989. 320 с. 13. Павлов В. П., Заскалько П. П. Автомобильные эксплуатационные материалы. М.: Транспорт, 1982. 205 с. 14. Смазочные масла и специальные жидкости ОАО «ЛУКОЙЛ»: Каталог-справочник продукции. М., 2001. 128 с. 15. Гнатченко И. И. Автомобильные масла, смазки, присадки: Справ. пособие. М.: ООО. АСТ; СПб.: ООО. Полигон, 2000. 360 с. 16. Гжиров Р. И. Краткий справочник конструктора. Л.: Машино-строение, 1984. 464 с. 17. Автомобильный справочник (BOSCH) / Перевод с англ. Первое русское издание. М.: За рулём, 2002. 896 с. 18. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справ. изд. / К. М Бадыштова; Под ред. В. М. Школьникова. М.: Химия, 1989. 432 с. 19. За рулём 2000. № 5; 1998. № 4. 20. Нормы расхода топлив и смазочных материалов на автомобильном транспорте: Руководящий документ Р 3112194-0366-03. Утверждён Первым зам. министра транспорта Минтранса России 2003. 29 апреля. 46 с. 21. Краткий автомобильный справочник / А. Н. Понизовскин. М.: АО Трансконсалтинг, НИИАТ, 1994. 779 с. 22. Зарубежные автомобильные масла А. С. Сафонов. СПб.: Гидрометео-издат, 1999. 124 с. 23. Зарубежные масла, смазки, присадки и их отечественные аналоги: Международный каталог / И. Н. Якунина, Н. В. Орлова. М.: Международная академия информатизации при ООН. Отделение «Оптимизация и Информа-ционное обеспечение Динамических Систем», 1996. 152 с. 24. А. Ф. Синельников, В. И. Балабаков. Автомобильные топлива, масла и эксплуатационные жидкости: Краткий справ. М.: ЗАО КЖИ За рулём, 2003. 176 с. 25. Грибков, Алексей Юрьевич. Расчет топлива и ГСМ: сложные вопросы, рекомендации и практические примеры: практ.пособие/ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||