Содержание:

Введение……………………………………………………………………...3

Задача №1(пример1)…………………………...…………………….………4

Задача №2………….…………………………...…………………….………4

Задача №3………….…………………………...…………………….………5

Задача №4………….…………………………...…………………….………6

Задача №5………….…………………………...…………………….………6

Задача №6………….…………………………...…………………….………7

Заключение……………………………….….……………………………….9

Список литературы……………………………….….………………………10

Работа с газовыми баллонами Введение

Работа сварщика считается одним из самых опасных видов работ. Специалистам приходится иметь дело со сжатым воздухом, горючими и негорючими газами, электрическим током. Для того, чтобы свести риск получения травмы к минимуму необходимо знать особенности различных видов сварочного оборудования, соблюдать технологию работы и всегда при работе использовать средства защиты.

Многие газы поступают в лаборатория в сжатом, сжиженном или растворенном виде в стальных баллонах (цвета и маркировка баллонов см. приложение).

По своим свойствам вес газы разделяются на три группы:

1) горючие и поддерживающие горение (ацетилен, водород, пропан — бутан, угплен, кислород и т. д.);

2) ядовитые (фосген, оксид углерода (II), сероводород, хлор, сернистый газ, аммиак и др.);

3) негорючие (азот, аргон, гелий, диоксид углерода).

Опасность работы с газовымы баллонами связана не только с горючестью, взрывоопасностыо и ядовитостью содержащихся в них газов, по также с высоким давлением газа в баллоне (до 15 МПа).

При транспортировке, установке и хранении газовых баллонов необходимо придерживаться следующих правил.

1. При транспортировке и установке баллонов следует оберегать их от нагревания, толчков, ударов, падении. При силоном ударе баллон может взорваться.

2. Транспортировать баллоны можно только на специальных тележках или носилках. При перестановке баллонов внутри лабораторного помещения их осторожно перекатывают вручную в наклонном положении. Вентили при транспортировке должны быть обязательно защищены стальными или чугунными предохранительпымп колпаками, навинчивающимися на горловину баллона.

Запрещается переносить баллоны на руках, на плечах или на спине.

3. Баллоны устанавливают в специальных стойках либо прикрепляют их к рабочему столу или стене железными хомутами или цепью.

4. Место для установки баллонов должно быть удалено от источников тепла (электроприборов, батарей парового отопления, газовых горелок); баллон следует предохранять or нагревания солнечными лучами.

Пример 1

Определить предельно допустимое термическое напряжение стального трубопровода, если его начальная температура t₁=23°С; температура проходящих по трубе газов t₂=425° С; коэффициент линейного расширения трубы = 1,2 мм/м на каждые 100° С; длина трубы L=7 м; модуль упругости для стали Е = 12·10¹⁰ Па.

Решение. Определяем тепловое удлинение трубопровода по формуле

= 1,2·7 = 33,77 мм =0.0337м

Определяем предельно допустимое термическое напряжение трубопровода по формуле

=

При таком напряжении трубопровод может согнуться и необходимо преду­смотреть компенсатор температурного расширения.

Пример 2 Одноступенчатый компрессор подает воздух в магистраль с давлением р₂ =0,7 МПа, давление воздуха до сжатия р₁=0,2МПа начальная температура сжимаемого воздуха t₁ = 19°С, показатель адиабаты, k=1,4. Опреде­лить конечную температуру воздуха, если сжатие происходит без охлаждения, и установить степень опасности взрыва паров компрессорного масла, если темпе­ратура вспышки паров данного масла T_всп=453° К.

Решение. Определяем конечную температуру сжатия воздуха согласно фор­муле.

Т₂=T

Результат расчета показывает, что в данном случае не возникает угроза взрыва паров компрессорного масла, так как температура воздуха, сжатого без охлаж­дения (T₂ = 414°К), не превышает температуру вспышки компрессорного, масла (Т_всп= 453°К).

Следует указать, что для получения сжатого воздуха с давлением больше 0,5 МПа необходимо применять многоступенчатые компрессоры с охлаждением воздуха между ступенями.

Пример 3 Определить, какую часть сосуда со сжиженным газом составит паровая подушка, если начальная температура (температура наполнения) рав­на - 10°С; конечная температура в результате нагрева баллона равна 50°С, коэффициент теплового объемного расширения = 0,002 1/К.

Решение. Объем паровой подушки определяется из формулы

.

Если в этой формуле положить объем сосуда V=1, то получим, какую часть от V составляет объем паровой подушки V_н:

V_H = 0,002*1 [50-(-10)] =0,002*1*60 = 0,12.

Таким образом, 12% объема-сосуда должно оставаться не заполненным сжиженным газом.

Пример 4 Определить давление, развивающееся при взрыве газовоздушной смеси пропана и воздуха, если эта смесь до взрыва находилась при абсолютном давлении 0,15 МПа и температуре 19° С. Температура горения (жаропроизводительность) пропана 2155° С.

Решение. Определяем число молекул газов смеси до и после взрыва в ре­акции горения:

C+5O₂+18,8N₂

n =24,8 m = 25,8

Определяем давление при взрыве смеси по формуле

р_{взр =}

Пример 5 Редуктор прямого действия (проходящий через редуктор газ стремится открыть редукционный клапан) установлена кислородном баллоне и отрегулирован на давление 0,5 МПа. За время работы давление в баллоне сни­жается с 20 до 35 МПа. Площадь сечения клапана редуктора 0,4 см², рабочая площадь мембраны 20 см², усилие нажимной пружины 900 Н, усилие возвратной (запорной) пружины 90 Н. Усилие пружин считать постоянным.

Установить, потребуется ли дополнительная регулировка редуктора, если давление кислорода, подаваемое в горелку, менее 0,4 МПа недопустимо из-за возможности обратного удара.

Решение. Уравнение равновесия давлений для редукторов прямого действия имеет следующий вид:

р

где р- давление газа в баллоне, МПа; f- площадь сечения клапана,

Q₁- усилие, создаваемое нажимной пружиной, Н;

р - рабочее давление газа в магистрали, МПа; f - рабочая площадь мембраны, см²; Q₂ - усилие, соз­даваемое запорной пружиной, Н. Подставляя в уравнение значения параметров, получим:

2,5 откуда

p

Следовательно, в конце работы, когда давление газа в баллоне снизится до 3,5 МПа, рабочее давление в магистрали и горелке упадет до 0,42 МПа, что не­желательно. Поэтому нужна дополнительная регулировка редуктора. Остаточное давление, при котором должна быть осуществлена дополнительная регулировка, определяется из того же уравнения равновесия при p=0,4 МПа:

p

откуда

p

Пример 6. Редуктор обратного действия кислородного баллона (проходя­щий через редуктор газ стремится закрыть редукционный' клапан) отрегулирован на давление 0,5 МПа. В процессе работы давление в баллоне снижается с 22 до 4,5 МПа. Площадь сечения клапана 0,4 см², рабочая площадь мембраны 25 см². Усилие главной (нажимной) пружины 1500 Н, усилие запорной пружины 90 H.

Объяснить значение редукторов обратного действия в обеспечении произво­дительной и безопасной работы сварщиков.

Решение. Уравнение равновесия газа для редукторов обратного действия имеет следующий вид:

Q

где Q - усилие, создаваемое главной (нажимной) пружиной, Н; p- давление газа в баллоне, МПа; f - площадь сечения клапана, см²; p₂ - рабочее давле­ние газа в сети, МПа; - рабочая площадь мембраны, см²; Q₂ - усилие, соз­даваемое возвратной (запорной) пружиной, Н.

Уравнение равновесия давлений в редукторе при давлении газа в баллоне 4.5 МПа:

1500 = , откуда

p

Заключение:

Кроме того, как следствие работы  с защитными газами, у сварщиков довольно часто возникают респираторные заболевания и пневмонии. Как видно из приведенного выше списка, в первую очередь, у сварщиков страдают легкие из-за тех специфических условий, которые создаются при работе. Методом профилактики профессиональных заболеваний может быть изменение этих условий, применение при работе средств индивидуальной защиты и защиты органов дыхания и легких. В наиболее сложных случаях практически единственным способом избавиться от профессионального заболевания может стать смена профессии.

Все это говорит о необходимости соблюдать правила Техники безопасности на рабочем месте. В данной работе были рассмотрены расчеты, связанные с газовыми баллонами.

Список литературы

• Денисов С. «Техника безопасности сварщика»

• Русланов К. «Требования безопасности при электросварочных работах - как сохранить здоровье»

• Http/Stalevarim.com