Методическая разработка

ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

по дисциплине: «Пожарная безопасность технологических процессов».

Тема № 2: «Причины и условия образования горючей среды внутри технологического оборудования»

Занятие №2.4: «Исследование процесса насыщения свободного объема аппарата парами горючей жидкости»

I. Учебные цели

1. Исследовать процесс насыщения свободного объема аппарата парами горючей жидкости

2. Провести оценку возможности образования горючей среды внутри оборудования

II. Воспитательные цели

Привитие у обучаемых навыков самостоятельного анализа и обобщения данных, работы с лабораторным оборудованием, аппаратурой, приборами. Формирование стремления к углубленному освоению материала по теме 2.

III. Расчет учебного времени

Содержание и порядок проведения занятия	Время, мин
ВВОДНАЯ ЧАСТЬ	5
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ	150
Проведение тестового контроля знаний по теме №2	10
Учебные вопросы: 1. Изучение методики выполнения лабораторной работы	15
2. Экспериментальная часть	50
3. Оформление и защита отчета	70
ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ	10

IV. Учебно-материальное обеспечение Лабораторная установка

Исследуемая жидкость – этиловый спирт

Журнал инструктажа по технике безопасности

V. Методические рекомендации преподавателю

по подготовке и проведению лабораторной работы

При подготовке к занятию преподаватель обязан изучить учебные вопросы, структуру и содержание лабораторной работы, ознакомиться с литературой и методическими рекомендациями, уточнить количество и готовность рабочих мест к проведению лабораторной работы с обучаемыми. По завершении личной теоретической подготовки необходимо составить план проведения лабораторной работы с указанием времени, отводимого на отработку учебных вопросов. Перед началом работы необходимо:

1. Включить освещение помещения и убедиться в исправной работе светильников.

2. Подготовить к работе лабораторную установку.

3. При использовании в работе электрических приборов и аппаратов необходимо убедиться в их исправности и целостности подводящих кабелей и электровилок.

4. Приточно-вытяжная вентиляция во всех помещениях лаборатории включается за 30 минут до начала работы.

5. Проверить целостность остекления вытяжных шкафов.

6. Проверить наличие первичных средств пожаротушения, а также возможность доступа к ним.

Накануне лабораторной работы необходимо провести консультацию с обучаемыми на рабочих местах, выдать задание на подготовку и выполнение лабораторной работы, дать указания на получение необходимой литературы, учебно-методических материалов и рекомендовать материал для повторения.

Во вводной части занятия (5 мин) преподаватель принимает доклад у командира группы (группа строится перед учебной аудиторией), проверяет наличие курсантов, объявляет тему, учебные цели и вопросы занятия, последовательность и ориентировочное время их отработки, доводит до сведения форму контроля усвоения материала, используемую на данном занятии. При проведении занятия предусмотрено:

1. Разделение группы на две подгруппы для детальной проработки экспериментальной части.

2. Проведение эксперимента на лабораторной установке (50 мин).

3. Оформление и защита отчета по лабораторной работе (70 мин).

4. Подведение итогов (10 мин).

В ходе занятия преподаватель руководит и контролирует работу курсантов, консультирует их по возникающим частным вопросам непосредственно на рабочих местах, оказывает помощь в работе с установкой, при необходимости разъясняет всей группе отдельные моменты, вызывающие затруднения у большинства обучаемых.

Контроль качества выполнения обучаемыми задания рекомендуется осуществлять в процессе индивидуальных консультаций и оказания помощи, а также в конце занятия по мере выполнения заданий самостоятельной работы.

Проведение тестового контроля знаний по теме №2 (10 мин).

Преподаватели раздают варианты заданий для проведения тестового контроля знаний по теме 2. Обучаемые в течении 10 минут самостоятельно отвечают на вопросы тестов. В период проведения тестового контроля преподаватели проходят по рядам и проверяют готовность обучаемых к выполнению лабораторной работы (наличие в тетрадях схемы лабораторной установки и таблиц для записи экспериментальных данных).

Вопрос №1. Изучение методики выполнения лабораторной работы (15 мин).

Преподаватель доводит обучаемым методику выполнения лабораторной работы:

1. Ознакомить с устройством лабораторной установки.

Рис. 1. Схема лабораторной установки для исследования процесса насыщения.

1 – сосуд для исследуемой жидкости; 2 – реометр; 3 – компрессор; 4 – контрольный термометр; 5 – контактный термометр; 6 – термостат; 7 – испарительная камера; 8 – трехходовой кран; 9 – стаканчик; 10 – U-образный манометр; 11 – кран; 12 – зажим; 13 – кран.

Преподаватель задает обучаемым вопросы по знанию устройства лабораторной установки:

1. Где расположен сосуд для исследуемой жидкости?

2. Где расположен и для чего предназначен контрольный термометр?

3. Где расположен и для чего предназначен термостат?

4. Где расположена и для чего предназначена испарительная камера?

5. Где расположен и для чего предназначен U-образный манометр?

2. Получить у преподавателя исследуемую горючую жидкость (этиловый спирт) и записать рабочую температуру проведения опыта.

3. Из справочной литературы для исследуемой ГЖ взять значения коэффициентов Антуана, коэффициента диффузии, концентрационных пределов распространения пламени. Записать барометрическое давление и размеры испарительной камеры.

4. Снять с сосуда 1 крышку, налить в него 25 мл исследуемой жидкости (кран 11 должен быть закрыт).

5. Камеру 7 соединить с атмосферой через кран 9. Линию U-образного манометра – испарительная камера перекрыть дополнительно зажимом. Продуть испарительную камеру 7 компрессором 3 в течении 2-3 минут.

6. Закрыть кран 9, открыть кран 11 и залить ГЖ из сосуда 1 в испарительную камеру 7. Закрыть кран 11, освободить линию от зажима 12 и соединить камеру 7 с U-образным манометром через кран 13.

7. Произвести регистрацию избыточного давления в испарительной камере по U-образному манометру с интервалом 1-2 минуты в течение 20-40 минут. Интервалы отсчета времени зависят от скорости испарения исследуемой ГЖ.

8. После проведения исследования выключить термостат 6, открыть кран 8 и слить ГЖ из испарительной камеры 7 в емкость 9.

9. Произвести обработку опытных данных и результаты занести в табл. 1.

Перед началом выполнения экспериментальной части лабораторной работы провести инструктаж, в котором акцентировать внимание на следующих моментах (7 мин):

1. Запрещается проводить работы, не связанные с заданием.

2. Все работы необходимо проводить в вытяжном шкафу.

3. Запрещается органалиптический анализ исследуемой жидкости.

4. Запрещается уходить с рабочего места и оставлять без присмотра работающий термостат.

5. В случае появления неисправности при работе с электроприборами немедленно отключить их от электросети и сообщить об этом преподавателю.

6. Запрещается пользоваться открытым пламенем при работе в лаборатории.

7. При получении травмы обучаемый должен доложить об этом преподавателю.

8. После завершения работы электрооборудование необходимо обесточить.

Перед началом проведения инструктажа обучаемым выдается журнал инструктажей по ТБ и ПБ, где они ставят свою подпись.

Вопрос №2. Экспериментальная часть (50 мин).

Преподаватели делят группу на две подгруппы для детальной проработки экспериментальной части. Обучаемые под руководством преподавателя должны:

1. Получить у преподавателя исследуемую горючую жидкость (этиловый спирт) и записать рабочую температуру проведения опыта – 40⁰С(2 мин).

2. Из справочной литературы для исследуемой ГЖ взять значения коэффициентов Антуана, коэффициента диффузии, концентрационных пределов распространения пламени. Записать барометрическое давление и размеры испарительной камеры (3 мин).

Вызывать курсанта для оглашения численных значений коэффициентов Антуана, коэффициента диффузии, концентрационных пределов распространения пламени.

Константы уравнения Антуана А=7,81158

В=1918,508

С=252,125

D₀=0,132 см²/с

Φ_в=17,7%

3. Снять с сосуда 1 крышку, налить в него 25 мл исследуемой жидкости (кран 11 должен быть закрыт) (1 мин).

4. Камеру 7 соединить с атмосферой через кран 9. Линию U-образного манометра – испарительная камера перекрыть дополнительно зажимом. Продуть испарительную камеру 7 компрессором 3 в течении 2-3 минут (2 мин).

5. Закрыть кран 9, открыть кран 11 и залить ГЖ из сосуда 1 в испарительную камеру 7. Закрыть кран 11, освободить линию от зажима 12 и соединить камеру 7 с U-образным манометром через кран 13 (2 мин).

6. Произвести регистрацию избыточного давления в испарительной камере по U-образному манометру с интервалом 1-2 минуты в течение 20-40 минут. Интервалы отсчета времени зависят от скорости испарения исследуемой ГЖ (35 мин).

7. После проведения исследования выключить термостат 6, открыть кран 8 и слить ГЖ из испарительной камеры 7 в емкость 9 (2 мин)..

8. Произвести обработку опытных данных и результаты занести в табл. 1 (3 мин).

Таблица №1