Контрольная. ВОПРОСЫ К ЗАЧЕТУ МАТ-ДеНиЕ1-2. Задача материаловедения
 Скачать 0.69 Mb.
|
|
Способность к гнутью.Наибольшей способностью к гнутью обладают лиственные породы (дуб, ясень) (береза). У хвойных пород невысока способность к гнутью. У влажной (25-30%) древесины способность к гнутью выше, чем у сухой. Износостойкость.Износостойкость древесины выражается в способности ее поверхностных слоев противостоять разрушению в процессе трения. При испытании ее на это свойство воссоздают условия истирания различных настилов. Износ древесины с боковой поверхности больше, чем с торцевой. Износ уменьшается с повышением твердости и плотности древесины. Влажная древесина больше подвержена износу, чем сухая. Сопротивление раскалыванию.Раскалыванием называют способность древесины под действием клина разделяться на части вдоль волокон. | |
| 18. | Общаяхарактеристикаэнергоносителей. Большинство технологических процессов происходят с использованием энергоносителей различного вида и назначения. Под энергоносителями в промышленности понимают материальное тело или материальную среду, обладающую определенным потенциалом и передающую энергию от одного материального тела к другим. Промышленные предприятия при организации своей деятельности используют энергоресурсы различных параметров, различных видов и различного назначения. Для крупных предприятий говорят о потоках энергоносителей. Направление этих потоков тесно связаны между собой и имеют различные характеристики. На предприятии они объединяются под общим названием «энергоресурсы предприятия». Чаще всего в качестве энергоресурсов на предприятии используются: - электрическая энергия (60-70% потребления); - вода; - тепло; - воздух; ПРВ (продукты разделения воздуха); - расплавы и соли. Главной задачей энергоносителей на предприятии является обеспечение условий технологического процесса. При выборе энергоносителей и их характеристик руководствуются в первую очередь условием максимальной дешевизны в рамках заданных параметров. При этом в первую очередь обращается внимание на следующие факторы: - характеристики и условия протекания технологического процесса; - характеристики и параметры установленного оборудования; параметры самого энергоносителя; - характер обеспечения энергоносителями предприятия (внутреннее или внешнее) и т.д. В качестве основных характеристик энергоносителей при их выборе учитывают: - потенциал или параметры (ток, напряжение, температура, давление и т.д.); - стоимость; - качество; - надежность снабжения; Параметры энергоносителя определяются характеристиками потребляющего оборудования. Если на реальном предприятии применяются энергоносители с явно завышенными параметрами, это приводит к увеличению эксплуатационных расходов и денежных затрат на вспомогательное оборудование (диаметр жил кабеля, увеличение металлоемкости для труб и т.д.). Поэтому окончательный выбор энергоносителя, его качественных и количественных характеристик производится путем сравнения нескольких вариантов в ходе технико-экономических расчетов. |
| 19. | Органическоетопливо. К основным видам органического энергетического топлива относятся бурые и каменные угли, полуантрацит и антрацит, торф, горючие сланцы, мазут, природный, доменный и другие газы. К энергетическим топливам относятся вещества, которые целесообразно использовать для получения тепла в больших количествах. Из общего потребления топлива в нашей стране примерно 30% приходится на долю тепловых электрических станций. Около 50% топлива, сжигаемого электростанциями, составляют ископаемые твёрдые топлива, которые разделяются на следующие виды: торф, бурые угли, каменные угли, антрацит, горючие сланцы. Все ископаемые твёрдые топлива, кроме сланцев, произошли в основном из растительности древних лесов и болот, покрывавших землю, с участием некоторого количества белковых и жировых веществ животного происхождения. В течение тысячелетий находясь под слоем воды или земли без доступа воздуха, исходное органическое вещество под воздействием окружающей среды постепенно подвергалось химическим преобразованиям. Более «активные» химические элементы и соединения вступали в реакцию с окружающей средой и частично покидали залежь, превращаясь в газообразные продукты. Процесс преобразования исходной органической массы идёт, таким образом, в направлении постепенного обуглероживании (углефикации) топлива, то есть повышения в нём содержания углерода и уменьшение количества кислорода и водорода. Органическим топливом называются вещества, способные активно соединяться с кислородом и образовывать продукты сгорания, нагретые до высокой температуры за счет содержащейся в нем химически связанной энергии. Углеродявляется основным горючим элементом органического топлива. Второе место занимает водород,которого хотя сравнительно немного, но удельное тепловыделение его большое. Сера,являющаяся третьим горючим элементом, дает тепловыделение, но наносит вред котельному оборудованию и окружающей среде. В состав органического топлива входят также влага инегорючие минеральные примеси, из которых в ходе горения образуется зола и шлак. По происхождению топлива можно разделить на естественные, добытые в природных условиях, и искусственные, полученные в итоге переработки природного топлива. По сфере потребления топлива подразделяются тоже на две группы: энергетические— идущие для сжигания при выработке электроэнергии и теплоты и технологические— на переработку для получения необходимых промышленных продуктов. По агрегатному состоянию все используемые в энергетике органические топлива делятся на три группы: твердые,жидкиеи газообразные. К твердым топливам относятся ископаемые угли, торф и сланцы; к жидким — мазут, являющийся продуктом переработки добываемой из-под земли нефти; к газообразным — горючий газ. На газ приходится немного больше 5% теплоты, содержащейся во всех разведанных мировых запасах органических топлив, на нефть 7% и на уголь около 80% — таким образом, ископаемые угли являются основным органическим топливом. Процесс преобразования исходной органической массы идёт, таким образом, в направлении постепенного обуглероживании (углефикации) топлива, то есть повышения в нём содержания углерода и уменьшение количества кислорода и водорода. |
| 20. | Ядерноетопливо. Ядерное топливо – это материалы, которые используются в ядерных реакторах для осуществления цепной ядерной реакции деления. Ядерное топливо имеет принципиальные отличия от других видов топлива, которые использует человек. Оно чрезвычайно высокоэффективно, но и весьма опасно для человека и может стать причиной очень серьезных аварий, что накладывает множество ограничений на его использование из соображений безопасности. По этой и многим другим причинам ядерное топливо гораздо сложнее в применении, чем любой вид органического топлива, и требует множества специальных технических и организационных мер при его использовании, а также высокую квалификацию персонала, имеющего с ним дело. |
| 21. | Бензиниегосвойства. Бензин – это продукт нефтепереработки, который состоит из смеси разных легких углеродов. К бензинам предъявляются следующие требования: — обеспечение нормального и полного сгорания полученной смеси в двигателях (без возникновения детонации); — образование горючей смеси необходимого состава; — обеспечение бесперебойной подачи в систему питания; — отсутствие коррозионного воздействия на детали двигателя; — незначительное образование отложений в двигателе; — сохранение качеств при хранении и транспортировке. Каждое из перечисленных требований выражается одним или несколькими показателями, которые устанавливаются соответствующими ГОСТами. Основными показателями качества бензинов являются детонационная стойкость, фракционный состав, давление насыщенных паров и химическая стабильность. |
| 22. | Нефтьипродуктыеепереработки. Нефтью называют горючую маслянистую жидкость, обладающую характерным запахом. Она распространена в оболочке Земли и является одним из важнейших природных ископаемых планеты. Из нее получают: бензин; керосин; дизельное топливо; мазуты; исходные компоненты для получения бытовых принадлежностей. Продукция, получаемая из нефти, сильно зависит от профиля производства, которое перерабатывает сырье. Топливные производства специализируются на получении бензина, дизельного топлива, керосина, но также могут отпускать в продажу побочные продукты производства. Топливно-масляные, соответственно, дополнительно выделяют фракции, из которых можно получить смазочные и соляровые масла. Топливно-нефтехимические производства поставляют не только горючее, но и вещества, являющиеся исходными для химических производств – этилен, стирол. Соответственно, топливно-масляно-нефтехимические являются универсальными и выпускают наибольший ассортимент продукции, получаемой при переработке природного сырья. Основными фракциями, выделяемыми при первичной и вторичной перегонке, очистке и обессоливании нефти, являются: Газолиновая фракция, содержащая алканы от пентана до декана. Дальнейшая обработка данной фракции позволяет получить бензин и газолин. Лигроиновая фракция, содержащая алканы, начиная от октана и выше. Выделенный лигроин используется в качестве топлива для тракторов. Керосиновая фракция, включающая алканы, начиная от додекана. Очищенный керосин используют как топливо для ракет, тракторов и реактивных самолетов. Газойль, выделенный при температуре до трехсот градусов Цельсия, является дизельным топливом. Мазут – остаточные смеси, полученные в результате перегонки. Его подразделяют на соляровое масло, смазочное масло и вазелин. Некоторые сорта нефти позволяют получить парафин и гудрон, остающийся после отгонки и применяемый при строительстве дорог. Продукты переработки в быту Наиболее известный продукт нефтепереработки, как известно, бензин. Зачастую на базе нефтедобывающих компаний строятся перерабатывающие предприятия именно топливного профиля, которые, впрочем, выпускают также соляровые масла, газойль и керосин. Но не один только бензин, как продукт, получаемый из нефти, проник в ежедневную жизнь потребителей. Полимеры Производства универсального профиля, специализирующиеся не только на изготовлении топлив, выпускают полимеры этилена, стирола и пластик. Выделяя данные углеводороды при переработке сырья, а затем, полимеризуя их, человечество получило: пластиковые контейнеры для пищевого производства; полиэтиленовые пакеты; различные строительные и ремонтные пластики. Аспирин Известный препарат, используемый для борьбы с высокой температурой и головной болью, берет свое начало с продуктов нефтепереработки, так как исходным компонентом для синтеза ацетилсалициловой кислоты является бензол. Нейлон У многих нейлон ассоциируется с элементом женского гардероба – нейлоновыми колготками и чулками. Но это далеко не конечный список продукции, изготовленной из нейлона. Он входит в состав средств бытовой химии, одежды, парашютов, подшипников, втулок и многих других, незаменимых в быту вещей. |
| 23. | Дизельноетопливоиегосвойства. Дизельное топливо – это продукт переработки нефти, основной тип горючего для двигателей внутреннего сгорания на дизельных и газодизельных установках. К ним относится легковой, грузовой, судовой, железнодорожный транспорт, тяжелая спецтехника и агрегаты стационарного использования. Дизельные двигатели на единицу произведенной работы вследствие более высокой степени сжатия расходуют на 20-25% меньше топлива, чем бензиновые. Это преимущество явилось основной причиной широкого использования автомобилей с двигателями, работающими на дизельном топливе. Основными эксплуатационными свойствами дизельного топлива является его испаряемость, воспламеняемость, прокачиваемость, вязкость, температура помутнения, температура застывания, склонность к образованию отложений и нагара, его коррозионное действие. 1. Испаряемость дизельного топлива определяется фракционным составом. При высоком содержании легких фракций увеличивается скорость сгорания топлива, но двигатель из-за снижения вязкости топлива работает более жестко. Температура выкипания (перегонки) 50% топлива характеризует его пусковые свойства (при использовании дизтоплива с более низкой температурой выкипания облегчается запуск двигателя). Температура выкипания 95% топлива свидетельствует о содержании в нем тяжелых фракций, ухудшающих смесеобразование и влекущее неполное сгорание топлива. 2. Воспламеняемость – способность топлива загораться в камере сгорания цилиндра без воздействия постороннего источника зажигания. Самовоспламенение топлива, впрыскиваемого в камеру сгорания, происходит не сразу, а по истечении определенного периода, который называется периодом задержки самовоспламенения. В период задержки самовоспламенения топливный насос продолжает подачу топлива в камеру сгорания. Чем продолжительней этот период, тем больше топлива накапливается в цилиндре к моменту самовоспламенения. Это вызывает при самовоспламенении топлива резкое нарастание давления в цилиндре, которое сопровождается глухими стуками и нередко приводит к преждевременному износу подшипников и шеек коленчатого вала (двигатель работает жестко). Для обеспечения нормальной работы двигателя требуется использовать топлива с оптимальной длительностью периода задержки воспламенения, который оценивается цетановым числом. Цетановое число определяют на одноцилиндровом двигателе так же, как и октановое число, сопоставляя самовоспламеняемость испытуемого и эталонного топлив. В качестве эталонных топлив приняты два углеводорода: цетан и альфа–метилнафталин. Цетан легковоспламеняющийся, цетановое число по нему принято за 100; альфа–метилнафталин самовоспламеняемость имеет плохую (цетановое число принято за 0 единиц). 3. Цетановое число дизельного топлива численно равно проценту (по объему) содержания цетана в смеси с альфа–метилнафталином, которая по самовоспламеняемости равноценна данному топливу. Чем ниже цетановое число, тем больше период задержки самовоспламенения. Поэтому применение дизельных топлив с цетановым числом менее 45 единиц приводит к жесткой работе двигателя. С повышением цетанового числа процесс сгорания протекает более плавно, двигатель работает экономично и не так жестко. Но с цетановым числом более 50 единиц топливо в цилиндре воспламеняется, не успев распространиться по всей камере сгорания и перемешаться с воздухом: в результате происходит неполное сгорание, снижается мощность и увеличивается расход топлива. 4. Прокачиваемость дизельного топлива по топливной системе, главным образом через фильтры грубой и тонкой очистки, оценивается вязкостью, температурами помутнения и застывания, содержанием механических примесей и воды. Фильтры грубой очистки задерживают механические частицы размером более 50-60 мкм, тонкой-более2-5 мкм. 5. Вязкость дизельного топлива в большей степени определяет качество распыливания топлива и смесеобразования. Вязкость регламентируется действующими ГОСТами на дизтопливо при температуре 20°С и находится в пределах 1,2-6,0 мм2/с (с Ст). Топлива с невысокой вязкостью хорошо распыливаются, но при слишком малой вязкости подтекают через распыливающие отверстия форсунок, вызывая их закоксовывание. Из-за недостаточной дальнобойности струи топливо сосредотачивается и сгорает у распылителя форсунки, не распределяясь равномерно по всей камере сгорания. В результате – неоднородность смеси, ухудшение процесса сгорания и падение мощности. Маловязкое топливо ухудшает условия смазки деталей топливной аппаратуры. С увеличением вязкости топлива качество смесеобразования ухудшается, т.к. при распыливании образуются капли, которые не успевают испарится. Топливо полностью не сгорает, увеличивается его расход, наблюдается дымный выпуск отработавших газов. Для летней эксплуатации вязкость дизельного топлива должна находится в пределах 3,0-6,0, для зимней 1,8-5,0 и для арктической – в пределах 1,2-4,0 сантистокс (мм2/с). 6. Температурой помутнения является температура, при которой дизельное топливо мутнеет вследствие выделения из топлива кристаллов твердых углеводородов (парафинов). Для нормальной работы дизеля нужно, чтобы температура помутнения дизтоплива была на 3-5°С ниже температуры окружающего воздуха. 7. Температурой застывания является температура, при которой топливо теряет свою текучесть. Эта температура должна быть на 10°С ниже температуры окружающего воздуха. 8. Склонность топлива к образованию отложений и нагара. При содержании в дизельном топливе значительного количества смолистых отложений, тяжелых фракций и механических примесей на клапанах, форсунках и поршневых кольцах образуются лакообразные соединения и нагар. Они вызывают, перегрев двигателя, пригорание (закоксовывание) поршневых колец, засорение отверстий распылителей форсунок. Склонность дизельного топлива к нагарообразованию оценивается по показателям коксуемости и зольности. Коксуемостью называют свойство топлива образовывать углистые остатки в результате его прокаливания без доступа воздуха. Чем меньше показатель коксуемости, тем выше качество топлива. Зольность топлива должна быть не более 0,01%, так как зола несгораема и способствует усиленному нагарообразованию и вызывает повышенный износ деталей двигателя. |
| 24. | Альтернативныеисточникиэнергии. Альтернативные источники энергии представляют собой способы, устройства или сооружения, которые позволяют получить нужный вид энергии (например, электричество или топливо) используя возобновляемые или неисчерпаемые природные ресурсы или явления. Одними из наиболее перспективных направлений альтернативной энергетики являются: ветроэнергетика, гидроэнергетика, гелиоэнергетика и производство биотоплива. Наиболее известны и частично применяются следующие виды энергии: — энергия Солнца; — энергия ветра; — биоэнергетика; — энергия приливов и волн; — тепловая энергия Земли. — энергия атмосферного электричества и грозовая энергетика. Из всех существующих видов альтернативной энергетики самыми востребованными являются солнечная, ветро- и гидроэнергетика. Всевозможные гелиоустановки используют солнечное излучение как альтернативный источник энергии. Излучение Солнца можно использовать как для нужд теплоснабжения, так и для получения электричества. Существуют разные способы преобразования солнечного излучения в тепловую и электроэнергию и, соответственно, различные типы солнечных электростанций. Наиболее распространены станции, использующие фотоэлектрические преобразователи (фотоэлементы), объединенные в солнечные батареи. Одним из перспективнейших источников энергии является ветер. Принцип работы ветрогенератора элементарен. Сила ветра, используется для того, чтобы привести в движение ветряное колесо. Это вращение в свою очередь передаётся ротору электрического генератора. |