4 Контрольные вопросы

4.1 Для чего предназначен и как устроен пневмоподъёмник ?

4.2 От каких параметров зависит диаметр и скорость пермещения штока?

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

РАСЧЁТ МОЕЧНОЙ МАШИНЫ

1 Цель работы

Ознакомление с назначением, устройством и принципом рабо­той струйно-мониторного очистителя. Приобретение навыков по обос­нованию и расчёту основных параметров моечной машины.

2 Содержание работы

2.1 Уяснение устройства и принципа работы моечной машины на примере ОМ-5359.

2.2 Выполнить:

- расчёт моечной машины;

- расчёт гидроциклона;

- расчёт грязеотстойника;

- тепловой расчёт установи.

3 Методические указания

3.1 Исходные данные для выполнения работы приведены в таб­лице 1. В отчёте привести схему моечной установки и гидроциклона.

Таблица 1 – Исходные данные для расчёта моечной машины

Параметр	Вариант: последняя цифра зачётной кижки студента
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Напор воды H,м	55	58	62	65	68	70	72	75	78	80
Продожтельность мойки одной машины t,ч	0,35	0,55	0,5	0,4	0,4	0,3	0,3	0,25	0,25	0,25
Расход воды Q, м3/ч	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1
Объём вымы­ваемой грязи Qгр,м3	0,03	0,035	0,04	0,045	0,05	0,055	0,06	0,065	0,07	0,075

3.3 Устройство и принцип работы струйно-мониторного очистителя ОМ-5359

Монитор (моечная машина) предназначен для наружной мойки автотранспортной техники горячей водой или пароводяной смесью. Его применяют также для очистки производственных помещений и технологического оборудования. Очиститель смонтирован на передвижной четырёхколёсной тележке (рисунок 1).

Принципиальная гидравлическая схема очистителя показана на рисунке 2. Система нагрева воды включает в себя подкачивающий водяной насос, теплообменник, форсуночное устройство, топливный насос, топливный бак, регулятор нагрева воды и вентилятор подачи воздуха. Система подачи моющих средств включает в себя бак концентрированного моющего раствора, вентили перемешивания и подачи моющего раствора. Теплообменник вертикального исполнения, в нём установлен спиралевидный змеевик, изготовленный из стального листа. В межстенном пространстве имеется теплоизоляция из асбеста. Змеевик нагревается от пламени и тепла газов от сгорающего топлива, подаваемого форсункой.

а – вид сбоку; б – вид сверху; 1 – рама; 2 – вентилятор; 3 – подкачивающий насос; 4 – поплавковая камера; 5 – пульт управления; 6 – клиноремённая передача; 7 – предохранительный клапан; 8 – топливный бак; 9 – теплообменник; 10 – блок автоматики защиты; 11 – насос высокого давления; 12 – гидромонитор; 13 – шланг; 14 – бак с моющим раствором; 15 – топливный фильтр; 16 – электродвигатель подкачивающего насоса и вентилятора; 17 - топливный насос; 18 – всасывающий рукав; 19 – заборный фильтр; 20 – свечи зажигания; 21 - форсунка

Рисунок 1 – Струйно-мониторный очиститель ОМ-5359

Очиститель ОМ-5359 работает следующим образом. Вода из водопровода или из резервуара отстойника подаётся подкачивающим насосом 2 (см. рис. 2) в теплообменник 4

1 – поплавковая камера; 2 – подкачивающий насос; 3 – краник слива воды; 4 – теплообменник; 5 – всасывающая магистраль; 6 – насос высокого давлении я; 7 – вентиль регулировки рабочего давления; 8 – манометр; 9 – вентиль подачи моющего раствора; 10 – бак моющего раствора; 11 – вентиль; 12 – демпфер пульсаций; 13 – гидромонитор; 14 – предохранительный клапан

Рисунок 2 – Принципиальная гидравлическая схема очистителя ОМ-5359

и поступает по трубопроводу к насосу высокого давления 6 и далее к гидромонитору. В змеевике теплообменника вода нагревается теплом от сгорающего топлива, которое подаётся топливным насосом в камеру сгорания теплообменника, где распыляется форсункой и воспламеняется свечой зажигания. Для лучшего распыла и полноты сгорания топлива служит вентилятор. Воздух, необходимый для сгорания топлива, подаётся вентилятором через завихрители в крышке теплообменника. Необходимая температура воды (25⁰– 80⁰) задаётся регулятором температуры нагрева и в процессе работы автоматически поддерживается на заданном уровне. Подача топлива к форсунке осуществляется электронасосом с электромагнитным приводом.

Регулировка давления струи воды из гидромонитора осуществляется вентилем 7. Если вентиль полностью открыт, половина поступающей воды перепускается обратно во всасывающую магистраль – давление струи уменьшается, и, наоборот, при закрытом вентиле 7 достигается максимальное давление струи до 10 МПа.

При работе очистителя часть горячей воды через вентиль 11 может подаваться в бак с моющими средствами для их растворения и перемешивания. По мере необходимости регулировкой вентилем 9 осуществляют подачу концентрированного моющего раствора во всасывающую магистраль насоса высокого давления.

3.3 Расчёт моечной машины

Грязь удаляется с поверхности машины и агрегатов сосредоточенной струёй воды, обладающей большой кинетической энергией, (Вт) определяемой по формуле

, (1)

где - коэффициент скорости, зависящий от типа насадка (таблица 2);

V- скорость жидкости, вытекающей из насадка монитора;

- ускорение земного притяжения,м/с².

Скорость потока в насадке, м/с

, (2)

где коэффициент расхода насадка.

Таблица 2 – Характеристика насадков

Форма отверстия насадка	Коэффициент расхода,	Коэффициент скорости,
1. Внешний цилиндрический насадок	0,820	0,820
2. Конический сходящийся насадок с углом 13024’	0,946	0,963
3. Коноидальный насадок	0,976	0,983

Площадь сечения насадка, м²

, (3)

где - расход жидкости,м³/с;

- коэффициент запаса,

-количество сопел. Для машины ОМ-5359

- коэффициент расхода (см. таблицу 2);

- скорость истечения жидкости из сопла насадка,м/с.

Диаметр отверстия насадка, м

(4)

Потери напора определяются отдельно для всасывающего и напорного трубопроводов.

Для каждого прямолинейного участка трубопровода, Н

(5)

где - коэффициент сопротивления трубопровода,

- длина трубопровода (таблица 3),м;

- внутренний диаметр трубопровода,м;

- средняя скорость движения жидкости в трубопроводе. Для напорного трубопроводадля всасывающего трубопровода;

(6)

- число Рейнольдса,

; (7)

; (8)

кинематическая вязкость жидкости,ст.

Потери в местных сопротивлениях, м

; (9)

где - коэффициент потерь в местном сопротивлении (таблица 4).

Суммарные потери

(10)

Действительный напор насоса

. (11)

Таблица 3 – Характеристика гидросистемы

Магистраль	L,м	Местные сопротивления
Напорная	10	Колено под углом 900 – 2 шт;разъёмная муфта – 1шт;штуцеры присоединительные – 2шт; насадок – 1шт
Всасывающая	2	Вентиль – 1 шт; штуцеры присоединительные – 4шт; тройник – 2шт; внезапное расширение трубопровода – 1шт; внезапное сужение – 1шт.

Таблица 4 – Значения коэффициентов

Вид сопротивления
1. Колено под углом 900		2
2. Разъёмная муфта		10
3. Штуцер присоединительный		0,1…0,15
4. Вентиль		0,19
5. Тройник		1,8
6. Внезапное расширение, сужение		0,8…0,9
7. Насадок	цилиндрический	0,48
	конический	0,08
	коноидальный	0,08

Загрязнённую жидкость (пульпу) в отстойник перекачивает грязевой насос. На пути к отстойнику жидкость очищается от загрязнений в гидроциклоне. Производительность грязевого насоса моющей установки

, (12)

где - объём смываемой грязи,м³;

- продолжительность мойки,с.

3.4 Расчёт гидроциклона

Гидроциклон (рисунок 3) подбирается по производительности грязевого насоса (таблица 5)

Рисунок 3 - Гидроциклон

Таблица 5 – Гидроциклоны. ГОСТ 10718 – 73

Основные параметры и размеры	Типоразмеры
	ГЦ-50	ГЦ-75	ГЦ-150	ГЦ-250	ГЦ-360
Диаметр , мм	50	75	150	250	360
Угол конусности,	100	100, 200	200	200	200
Диаметр питающего отверстия, мм	10-20	15-30	25-50	40-60	50-85
Диаметр сливного отверстия, мм	10-25	15-38	40-70	50-100	50-150
Диаметр пескового отверстия, мм	6-12	8-17	12-24	17-34	24-48
Давление на входе, МПа	0,01-0,25	0,01-0,25	0,03-0,25	0,03-0,25	0,03-0,25
Производительность, л/мин	28,3-13,3	50-267	200-667	333-1067	583-2083
Длина, мм	200	300	400	600	700
Ширина, мм	250	300	400	600	700
Высота, м	0,4	0,6	1,0	1,4	1,8

Среднее содержание грязи в сливе, кг/м³

(13)

где Q_гр - количество смываемой грязи,кг,

Масса смываемой грязи, кг,

(14)

γ - объёмный вес грязи, кг/м³.

3.5 Расчёт грязеотстойника

Вертикальный грязеотстойник включается последовательно с батареей гидроциклонов для лучшего осветления моющей жидкости (рисунок 4).

Площадь сечения центральной трубы грязеотстойника

(15)

где - скорость движения жидкости в центральной трубе,м/с.

Диаметр центральной трубы

(16)

Площадь живого сечения отстойника

, (17)

где - скорость движения жидкости в грязеотстойнике,м/с.

Окончательно размеры отстойника принимают по конструктивным соображениям.

а – вертикальный отстойник с трубой для отбора жидкости; б – вертикальный отстойник с центральным подводом воды

Рисунок 4 – Отстойники

Длина центральной трубы, м

(18)

где t_отс – продолжительность отстаивания в секундах. Принимаетсяс.

Высота нейтрального слоя мм, высота камерымм, возвышение борта над уровнем жидкостимм.

Общая высота отстойника, м

(19)

3.6 Тепловой расчёт установки

В процессе мойки объекта часть нагретой моющей жидкости испаряется и сливается вместе с отстоявшимся илом. Потери жидкости компенсируются за счёт воды, поступающей из водопровода.

На нагрев дополнительно поступающей воды расходуется тепло в количестве, ккал/ч

, (20)

где-коэффициент, учитывающий долю дополнительно поступающей воды,

- расход жидкости (производительность насосной установки),кг/с;

- теплоёмкость воды,ккал/кг.град;

-температура нагретой воды,;

- температура холодной воды,

; (21)

Ρ – плотность воды, кг/м³.

Потери тепла (на нагрев моечного оборудования и др.) принимают ккал/ч.

Количество топлива, расходуемое на нагрев воды в час, кг

, (22)

где - теплотворная способность топлива. Для бензинаккал/кг.

Количество расходуемого топлива в литрах

, (23)

где - плотность топлива. Для бензинакг/л.