Методические рекомендации к практическим занятиям
Указания по технике безопасности к выполнению лабораторных работ Общие правила техники безопасности в химической лаборатории 1. Работать в лаборатории необходимо в халате из хлопковой или хлопчатобумажной ткани (но не из синтетики!). Рабочий халат должен быть по длине ниже колен и застегиваться спереди. В кармане халата должно быть маленькое чистое сухое полотенце или платок для быстрого удаления попавших на кожу твердых или жидких реагентов. При работе с особо опасными веществами дополнительно надевают длинный фартук из поливинилхлорида и нарукавники. При необходимости для защиты лица и глаз используют защитные маски и защитные очки, для защиты рук – специальные защитные перчатки, а для защиты дыхательных путей – респираторы. Волосы должны быть тщательно убраны (используют шапочку или платок) или закреплены и не свисать по сторонам. 2. Рабочее место следует поддерживать в чистоте, не загромождать его посудой и побочными вещами. 3. Студентам запрещается работать в лаборатории без присутствия преподавателя или лаборанта, а также в неустановленное время без разрешения преподавателя. 4. До выполнения каждой лабораторной работы можно приступить только после получения инструктажа по технике безопасности и разрешения преподавателя. 5. Приступая к работе, необходимо: изучить методику работы, правила ее безопасного выполнения; проверить соответствие взятых веществ тем веществам, которые указаны в методике работы. Правила техники безопасности в лабораториис Электрооборудованием и электроприборами 1. Химические лаборатории согласно степени опасности поражения электрическим током относятся к помещениям с повышенной или особой опасностью, которая обусловлена возможностью воздействия на электрооборудование химически активных сред.
2. Все работы, связанные с применением электроприборов должны проходить под наблюдением преподавателя (лаборанта). 3. При работе с водяной баней нельзя пробовать степень нагрева воды рукой. 4. При неисправности в работе электроприбора необходимо обратиться к преподавателю. Чинить самостоятельно приборы запрещается. 5. При поражении электрическим током, если пострадавший остается в соприкосновении с токоведущими частями, необходимо немедленно выключить ток с помощью пускателя или вывернуть охранную пробку или перерубить токопроводящий провод изолированным инструментом. К пострадавшему, пока он находится под током, нельзя касаться незащищенными руками (без резиновых перчаток). Если пострадавший потерял сознание, после выключения тока нужно немедленно, не дожидаясь врача, делать искусственное дыхание. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №1 ТРУБОПРОВОДЫ И НАСОСЫ Теоретическое обоснование Напредприятиях АПК коммуникации трубопроводов, по которым жидкие продукты поступают из одного аппарата или резервуара в другой, достигают длины, измеряемой десятками и сотнями метров. При этом трубопроводы подбирают и монтируют так, чтобы по возможности обеспечить минимальное сопротивление движению жидкости и исключить отрицательное влияние трубопроводов па качество продукта. Б случае неправильного монтажа трубопроводов в углах коммуникаций может скапливаться воздух, вследствие чего молоко вспенивается и изменяется дисперсность продукта. На дисперсность и качество продукта отрицательно влияет чрезмерное повышение скорости движения жидкости по трубопроводам. Трубопроводы, применяемые в пищевой промышленности, изготовляют преимущественно из нержавеющей стали. Диаметр металлических трубопроводов 25, 35, 50, 76 мм, толщина стенок 1—2 мм.
При подборе трубопроводов необходимо определить диаметр трубопроводов, потери напора и давление, создаваемое вакуум-компрессионной системой. Диаметр трубопровода d (в мм) рассчитывают по формуле
где v — скорость движения жидкости, м/с, М — количество жидкости, м3/с Скорость движения жидких молочных продуктов принимают в следующих пределах: молока - 0,5—1,5 м/с; сливок, сгущенного молока и сметаны - 0,3—0,5; обезжиренного молока, пахты, сыворотки - 1—2 м/с. Потери напора, или гидравлическое сопротивление движению жидкости Нс (в м) в трубопроводах, определяют по формуле Нс = (v2 /2g) (xtр l / d + Sxм с + 1), (1.2) где l— длина трубопровода, м; xтр — коэффициент сопротивления трения; xм.с — коэффициент местных сопротивлений. Коэффициент сопротивления трения зависит от режима движения жидкости: при турбулентном режиме
при ламинарном режиме xтр = 64 / Re (`1.4) Критерий Рейнольдса вычисляется по формуле Re = v* d / n где n — кинематическая вязкость продукта, м2/с Коэффициент местных сопротивлений xмс зависит от вида сопротивления. 1. При входе жидкости в трубу коэффициент местных сопротивлений xмс зависит от формы входной кромки трубы. Если края острые, xмс = 0,5, если края тупые, xмс =0,25. При закругленной кромке трубы xмс = 0,06—0,005. 2. При выходе из трубы xмс = 1 3. При внезапном расширении трубы коэффициент местных сопротивлений зависит от отношения квадрата диаметра узкой трубы к квадрату диаметра широкой трубы:
4. При внезапном сужении трубы коэффициент местных сопротивлений xмс также зависит от отношения квадрата диаметра узкой трубы к квадрату диаметра широкой:
5. При наличии колен в трубах (рис. 1, а) коэффициент местных сопротивлений зависит от угла колена а:
6. При отводах (рис. 1,6), устанавливаемых на коммуникациях трубопроводов, коэффициент местных сопротивлений определяют по формуле xмс = [0,131+0,16(d / R)3,5] a /90, (1.5) где d—диаметр трубы, м; R— радиус закругления, м
7. В кранах (рис. 1, в) коэффициент местных сопротивлений зависит от угла поворота крана а:
Необходимое избыточное давление рж (в Па) для подъема жидкости при вакуум-компрессионной системе подачи определяют по формуле pи = (Hn + Hc) rж g, (1.6) где Hn — высота подъема жидкости, м; Hc — гидравлическое сопротивление движению жидкости в трубопроводе, м. Гидравлическое сопротивление движению жидкости Нс рассчитывают по формуле (1.2). При этом скорость движения жидкости в трубопроводе определяют по формуле
Вакуум, необходимый для подъема жидкости на заданную высоту, (в Па) определяют по формуле Рв= 10 rв g - р0 = 10 rв g – (Hn*rжg + Hс*rжg), (1.8) где р0 — остаточное давление в резервуаре, Па. В молочной промышленности применяют плунжерные, центробежные, роторные, шестеренные, диафрагменные, винтовые, шланговые насосы. Наибольшее распространение получили центробежные насосы. Известны центробежные насосы для перекачивания высоковязких и пластических продуктов (сливок, сметаны, сгущенного молока). Принцип действия всех центробежных насосов одинаков. Основными показателями, характеризующими работу центробежных насосов, являются высота подачи жидкости и потребляемая мощность. Высота подачи жидкости от уровня всасываемой жидкости до наивысшей точки подъема ее, называемая полным напором Я* (в м), зависит от расположения оси вращения (горизонтально или вертикально) рабочего колеса центробежного насоса. Для горизонтального насоса Н = (pd - ps) / rжg + (vd2- vs2) / 2g (1.9) Для вертикального насоса Н = Hs + pd / rжg + vd2 / 2g (1.10) где pd - гидростатическое давление продукта, измеряемое у выходного патрубка, Па; ps - гидростатическое давление, измеряемое у входного патрубка, Па; Hs — расстояние от уровня жидкости до оси колена нагнетательного патрубка, м; vd - скорость движения жидкости в нагнетательном патрубке, м/с;
vs - скорость движения жидкости во всасывающем патрубке, м/с. Высоту подачи жидкости, или полный напор Н, создаваемый рабочим колесом насоса, чаще всего определяют по формуле Н = v02 / g = p2*n2*D2 / g (1.11) где v0 — окружная скорость рабочего колеса насоса, м/с; n — частота вращения рабочего колеса, 1/с; D— диаметр рабочего колеса, м Мощность, потребляемую центробежными насосами, N(в кВт) определяют по формуле: N = M*H*rж / 102*h (1.12) где М — производительность насоса, м3/с; h - коэффициент полезного действия центробежного насоса (h = 0,2—0,4). 1.2 Индивидуальные задания Определить диаметр трубопровода для транспортировки М м3 молока в час при температуре t° С из приемных резервуаров к универсальным пластинчатым установкам. Вычислить минимальный напор, создаваемый насосом, достаточный для преодоления гидравлических сопротивлений в трубопроводе, если общая длина его L м. На трубопроводе имеются n проходных кранов (с углом поворота a°), радиусом R см. Данные своего варианта взять из таблицы 1.1 Таблица 1.1 – Данные для расчета по индивидуальным заданиям
1.3 Пример расчета 1. Из аппаратного цеха в один из резервуаров молокохранилища в 1 ч поступает 12 м3 молока при 5° С. Длина трубопровода 15 м. Трубопровод имеет 5 отводов R = 50 см, расположенных под углом 900. Определить диаметр трубопровода и гидравлические сопротивления. Диаметр трубопровода определяют по формуле (1.1), принимая V =1 м/с,
Стандартных трубопроводов такого диаметра нет, поэтому необходимо установить трубопровод диаметром 76 мм. Далее по формуле (1.5) вычисляют скорость движения молока в трубопроводе диаметром 76 мм V = (12 * 4) / (3600*3,14*0,0762) = 0,8 м/с. Затем устанавливают режим движения жидкости. Для этого по формуле (III—6) определяют критерий Re Re = (0,8*0,076) / (0,028*10-4) = 21700 Следовательно, режим движения жидкости турбулентный. Исходя из этого, коэффициент трения определяют по формуле (1.3)
Суммарный коэффициент местных сопротивлений складывается из следующих величин: Sxтр = xвх + x вых + x отв, (1.13) где xвх—коэффициент местных сопротивлений на входе продукта
в трубопровод; xвых — коэффициент местных сопротивлений на выходе продуктаиз трубопровода; xотв— коэффициент местных сопротивлений в отводах. В соответствии с формулой (1.7) коэффициент местного сопротивления в отводах составит xотв = [0,131 + 0,16(0,076 / 0,5)3,5] = 0,000128 Если принять, что края входной кромки трубы тупые, то суммарный коэффициент местных сопротивлений можно вычислить по формуле (1.13) Sxмc = 0,25 + 1 + 5*0,1311 = 1,9 Пользуясь формулой (1.2) можно установить общие гидравлические сопротивления в трубопроводе Н = (0,82 / 2*9,81)*[0,026(15 / 0,076)+1,9+1] = 0,27м
РАСЧЕТНО-ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №2 ГИДРОСТАТИКА Контрольные вопросы к разделу 1. Какие законы жидкостей изучаются в разделах «Гидростатика» и «Гидродинамика»? 2. Какими свойствами обладает капельная жидкость? 3. Какие силы действуют на жидкость в случае абсолютного и относительного покоя? 4. Какими свойствами обладает гидростатическое давление? 5. В каких единицах измерения выражается гидростатическое давление? 6. Какие приборы используют для измерения давления? 7. Что выражает основное уравнение гидростатики? 8. От чего зависит выигрыш в силе в гидравлических прессах? Задача № 2.1 Определить абсолютное и избыточное давление на дно открытого резервуара, заполненного водой. Высота жидкости в резервуаре h м. Таблица 2.1 – Индивидуальные задания к задаче 2.1
Пример выполнения задания Абсолютное давление определяется по формуле
где давление Р0 – давление над поверхностью жидкости, а так как резервуар открыт, то
Задача № 2.1 Вакуумметр показывает вакуум в аппарате, равный РВАК мм. рт. ст., РАТМ = 750 мм. рт. ст. (98100 Па). Определить абсолютное давление в аппарате (в Па). На какую высоту (h) поднимается вода в барометрической трубе? Таблица 2.2 – Индивидуальные задания к задаче 2.1
Пример выполнения задания Абсолютное давление в аппарате для нашего случая будет равно
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|