Методична розробка на КП 2012

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ КОСТЯНТИНІВСЬКИЙ ІНДУСТРІАЛЬНИЙ ТЕХНІКУМ ДЕРЖАВНОГО ВИЩОГО НАВЧАЛЬНОГО ЗАКЛАДУ „ДОНЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”

ЗАТВЕРДЖУЮ Заступник директора з НР

____________В.Б. Федорова

«___» __________2012 рік

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ КУРСОВОГО ПРОЕКТУ

з дисципліни «Теплотехнічне обладнання виробництва скла»

2012

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

Курсове проектування являється одним з важливих етапів технічної підготовки студентів в навчальному закладі, практичного застосування отриманих знань в процесі навчання. Виконання курсового проекту з дисципліни «Теплотехнічне обладнання виробництва скла» готує студентів до успішного виконання дипломного проекту і являється власним етапом в формуванні спеціаліста в галузі «Хімічна технологія».

Творча робота над проектом значно поширює кругозір студента, систематизує, поглиблює та розширює його знання в галузі теплотехніки, теплотехнічного і технологічного обладнання, створює в нього впевненість в своїх здібностях.

Для роботи над проектом студентам пропонуються різноманітні теми з розглядом конструкції і принципу дії теплотехнічних улаштувань скляного виробництва.

Приблизна тематика курсових проектів:

Проект скловарильної печі для виробництва листового скла одним з існуючих способів.

Проект скловарильної печі для виробництва термічно-полірованого скла. Проект скловарильної печі для виробництва сортового посуду або скловиробів.

Проект скловарильної печі для механізованого виробництва скляних труб. Проект скловарильної печі для виробництва штучних виробів з кришталю. Проект електричної печі для загартування листового скла.

Проект скловарильної печі для виробництва силікату натрію.

Проект сушарного барабану для сушки піску, глини, крейди, доломіту.

Курсовий проект являється навчальним проектом, але для придбання правильних навиків розробки конструкторської документації потрібно виконувати в строгій відповідності з вимогами ЕСКД.

Курсовий проект складається з розрахунково-пояснювальної записки та графічної частини. Зміст розрахункової - пояснювальної записки:

Вступ

13агальна частина.

2Технологічна частина.

3Розрахункова частина.

4Охорона навколишнього середовища Перелік посилань.

Графічна частина:

-креслення плану скловарної печі;

-креслення поперечного або прокольного перерізу скловарної печі.

Над проектом студенти працюють під керівництвом викладача в години,

відведені для курсового проекту і самостійно в вільний від занять час. Керівник проекту встановлює години консультацій, на яких студенти можуть вирішувати

2

виникаючі в них, в процесі роботи, питання. Консультації студент відвідує при необхідності.

Для контролю ходу роботи над проектом назначається 3 контрольних терміна з інтервалом в 4 тижня. На протязі кожного інтервалу необхідно виконати 1/3 загального обсягу робіт.

Готовий проект студент здає на перевірку керівнику не менше ніж за 5 діб до захисту. Попередня перевірка проекту є обов’язковою. Керівник має право не допускати проект до захисту, якщо він не представлений в встановлений термін. Керівник на протязі 1-2 діб перевіряє проект і повертає проект з зауваженнями, в відповідності з якими студент повинен зробити виправлення в проекті, або підписаним, якщо проект допущений до захисту.

Студент захищає свій проект перед комісією, яка складається з 2-х, 3-х викладачів. В комісію завжди входить керівник проекту. Студент робить доповідь (5-7 хв.) по суті проекту, а далі відповідає на питання. Рішення об оцінці приймається з врахуванням обсягу та якості проекту, рівнем його захисту. Захист курсових проектів, не допущених до захисту відбувається в додатковий термін.

Середній обсяг записки 35-40 сторінок.

Передбачається, що при виконанні розрахункової пояснювальної і графічної частини проекту студенти широко застосовують програми конструкторського проектування на ЕОМ для полегшення виконання основних розділів проекту.

3

ЗМІСТ РОЗРАХУНКОВО - ПОЯСНЮВАЛЬНОЇ ЧАСТИНИ

ВСТУП

Надається загальна технічна характеристика теплотехнічних улаштувань , скловарних печей скляної галузі, технологічного процесу, який відбувається в робочій камері установки. Техніко – економічні показники їх роботи.

1 ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА

1.1 Вибір та обґрунтування типу печі

Привести, які печі чи iншi теплотехнічні установки застосовуються в промисловості для виробництва. того чи іншого ввиду продукцiї. Визначити ix характерні особливості, переваги та недоліки, а також порівняльні технікоекономічні показники роботи. (Додаток 4.1)

На пiдставi проведеного аналізу, а також. виходячи з практики використання теплотехнічного обладнання в виробництві даного виду продукції, студенти повинні зробити вибір типу печі.

Обсяг цієї частини проекту складає 2-3 сторінки.

1.2 Конструкція та принцип дії теплотехнічної установки

Цей пiдроздiл розрахункової - пояснювальної записки повинен містити опис конструкції теплотехнічної установки, матеріалів, що використовуються для її будівлі. Треба привести: ескізне зображення установки чи окремих вузлів конструкції (при необхідності); опис способу підводу теплоносія чи палива; пристроїв для спалювання палива.; допоміжного обладнання (калориферів, регенераторів, тягодувних пристроїв).

2 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА

2.1 Призначення та сутність процесів, що відбуваються при тепловій обробці даного виду продукції

Дати стислий опис сутності процесів, що відбуваються при тепловій обробці конкретного виду продукції, привести основні стадії цих процесів. Визначити фізико-хімічні перетворення, що відбуваються в матерiалi, а також вплив даного теплового процесу на властивості виробляемої продукцiї.

2.2 Тепловий аеродинамічний режим роботи установки

Дається характеристика основним параметрам теплового та аеродинамічного режиму теплотехнічної установки (температура., тиск, склад газового середовища). Приводяться фактори, що пливають на параметри режиму, а також способи ix регулювання. Пiдроздiл містить схеми руху палива (теплоносія), повітря, продуктів горіння. Приводяться графіки змінювання температури, тиску та пояснювання до них. (Додаток 4.2)

4

2.3 Заходи щодо економії теплоти та палива

Треба відзначити важливість розгляді цiєї проблемі та необхідність використання вторинних енергоресурсів. Студенти повинні запропонувати заходи з економії теплоти i палива. Серед них можуть бути:

-використання високоефективних теплоізоляційних матеріалів,

-використання нових вдосконалених конструкцій;

-інтенсифікація теплотехнічних процесів;

-використання теплообмінних апаратів та установок.

Технологічна частина пояснювальної записки займає до 10-15 сторінок.

3 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА

Розрахункова частина курсового проекту повинна містити:

-розрахунок основних конструктивних розмірів;

-розрахунок горіння палива;

-визначення витрат палива;

-тепловий розрахунок теплообмінних апаратів;

-розрахунок улаштування для спалювання палива;

-аеродинамічну перевірку розрахунку теплотехнічної установки;

-розрахунок димової труби.

Для виконання розрахункової частини слід підібрати загальні характеристики i параметри, необхідні для конструктивного та теплового розрахунку. Вихідні дані приймаються виходячи з вибраного типу теплового агрегату, виду матеріалу (виробів) та продуктивності установки. З цієї мети використовують підручники, довідники, типові проекти, технологічні регламенти підприємств, паспорти обладнання.

3.1 Розрахунок основних конструктивних розмірів

При проектуванні печі, визначають розміри варильної та виробної частини.

Площа варильного басейну визначається на підставі загальної продуктивності і печі та питомого знімання скломаси за формулою:

де Р - продуктивність печі (за темою завдання), кг\добу К – питоме знімання скломаси, кг/м2·доб.

3начення питомого знімання для звичайної конструкції печей при температурі кладки варильної частини 1400-1550ºС становить:

для листового скла (ЧВВС, БЧВВС): 700-1700 кг/(м2 добу);

для прокатного скла – 1200-2200 (кг/м2 добу);

5

для флоат-скла 1500-2500 кг/(м2добу);

для тарного скла 1000-2200 кг/(м2 добу);

для сортового скла 800-1400 кг/(м2 добу);

для технічного скла 800-1200 кг/(м2 добу);

для електровакуумного скла 500-1200 кг/(м2 добу);

для виробництва силікату натрію 2000-3000 кг/(м2·добу). (Л-1; с. 166). Приклади питомого знимання скломаси для сучасних регенеративних та

рекуперативних скловарних печей деяких типів надаються у додатку 4.5.

Після визначення площі варильної части визначається довжина варильної

де Вв.ч.- ширина печі; м. Вона може бути:

-у печах з поперечним напрямком полум’я 4-10 м;

-у печах з підковоподібним напрямком полум’я - 2-7 м; (частіше 3-5м);

-у печах з продовжним напрямком полум’ям 2-5 м, а довжина - 3-7 м;

-у печах прямого нагріву ширина не перевищує 2,6-З м. (JI-1, с. 167).

Після визначення довжина варильної частини (Lв.ч.) перевіряють співвідношення довжини до ширини, що повинно складати:

- у печах з поперечним напрямком полум’я: від 1,5:1 до 1:3; - у печах з підковоподібним напрямком полум’я від 1,5:1 до 2:1, ( Л-1, с.167);

-у печах з продовжним полум’ям 2:1;

-у печах прямого нагріву 4:1 - 7:1.

Приймається глибина варильної частини басейну печі. Вона залежить від властивостей скломаси та вогнетривких матеріалів, Яшо застосовуються для кладки басейну, а також від технологічних умов роботи. Глибина басейну залежить також від теплопрозорості скломаси. З пониженням прозорості та збільшенням в’язкості глибина зменшується.

Глибина варильного басейну для різних типів печей лежить у межах: -h = 1,2 ÷1,7 м - для листового скла;

-h = 0,7÷ 1,7 м - для печей з протоком;

-h = 0,5÷ 0,7 м - для малопрозорого скла (Л-1, с.168; Л-2, с.136).

В залежності від глибини басейну робиться розкладка брусів стін басейну варильної части печі (рисунок 3.1.)

6

Вибір вогнетривів для кладки скловарних печей

При виборі вогнетривів для кладки скловарних печей виходять з умов їх використання на тій або іншій ділянці печі, а також з хімічного складу скломаси.

Дослідження нових вогнетривів, стійких при високотемпературній варці скла,

атакож створення умов для сбереження їх від передчасного зносу дозволяють підвищити основні показники скловарних печей: їх продуктивність і термін служби,

атакож якість скломаси. (Додаток 4.3)

Вданий час у зв'язку з різким збільшенням масштабів застосування бакорових вогнтривів термін служби печей листового скла зріс до 5-8 років, проточних печей до 5-10років.

Стіни басейну викладають з декілька рядів з бакору. Верхні ряди викладають з бакору марки БК 41, БК 37. Розміри бакорових брусів: 600х400х250мм,

500х400х300мм, розміри палісадних бакорових брусів 1100х400х250мм, 1300х400х250мм, або за кресленнями заказника.

При варці безлужної скломаси для кладки стін застосовують кварцовий вогнетрив розміром 1000х250х100мм.

Дно печі викладається з шамотного вогнетриву розміром

1000х400х300мм, 500х400х300мм та інші.

Шамотні вогнетриви мають широке використання:

ШСУ-33 - шамотні ущільнені; ШСУ-40 - шамотні ущільнені; ШСП-40 - шамотні підвищеної щільності - дно і нижній ряд стін басейну, нижні ряди стін каналів студочної і виробної частин басейну;

ШСУ-35 - шамотні ущільнені - дно басейну і нижні ряди стін студочної і варильної частин басейну;

ШСПК-40 - стіни басейнів; МЛСП - мулітові підвищено щільні - нижні ряди стін каналів остудної

і виробної частин басейну, а також варильної частини басейну при максимальній температурі варки до 1550 °С.

Для продовження терміну дії його вкривають бакоровою плиткою у два шари по 100мм кожний. Розмір плитки 500х400х100мм, 600х300х100мм (рисунок 3.1.)

Рисунок 3.1 Приклади розкладки басейну варильної частини печі.

7

Розташування завантажувальної кишені для встановлення віялкового завантажника представлені на рисунку 3 3.

Рисунок 3.3. Розтащування завантажувальних кишень в печі з поперечним напрямком полум'я.

У печах з підковоподібним напрямом полум'я кишені розташовані у провдожних стінах печі та мають розміри в плані:

-довжина Lз.к. = 0,7 ÷ 1 м;

-ширина B з.к. = 0,7м (рисунок 3.4)

8

ї

Рисунок 3.4 Місто розташування завантажувальної кишені в печі з подковоподібним напрямком полум'я.

Визначення розмірів полум'яного простору.

Приймаємо висоту полум'яного простору, вона лежить у межах:

-для печей з поперечним напрямком полум'ям:

hп. п. - 1,3 ÷ 2 м;

-для печей з підковоподібним напрямком полум'ям:

hп п = 0,9 ÷ 1,4 м. ( Л-2, с. 136).

У печах з поперечним полум'ям висота полум'яного простору конструктивно складається з висоти, що займає нижній пальниковийбрус (200мм), розмірів вльоту (400-900мм), товщини арки (200 -500мм) та підйому склепіння, що складає 1\7÷1\9 від ширини полум'яного простору (400-1000 мм) ( рисунок 3.5)

Для печей з підковоподібним та продольним напрямком полум'ям відстань між верхнім краєм вльотного отвору склепіння приймається не менше 300 мм.

Рисунок 3.5. Визначення розмірів полум'яного простору.

9

Ширину полум’яного простору приймають на 200-300мм ширше, ніж ширина басейну, тобто:

Визначаємо висоту підйому склепіння (рисунок 3. 6)

Для печей з поперечним напрямком полум’ям можна грубо прийняти число пар пальників, припустивши, що відстань між осями пальників складає 3,5- 4,5 м, отже довжину варильної частини треба, розділити на 3,5 - 4,5 м, а потім зробити розрахунок ширини вльотів пальників, користуючись даними таблиці 3.1.

Таблиця 3.1. Визначення розмірів пальників для печей з поперечним напрямком полум'я

10