Курсовые работы / ПРИГОТОВЛЕНИЕМ МАСЛЯННОЙ СОЖ / Курсовая

Введение

Большинство СОЖ изготовляют непосредственно на предприятии-потребителе смешиванием продуктов (эмульсолы, пасты, концентраты, присадки, реактивы) с базовыми растворителями (вода, масла). При­готовление СОЖ — сложный и ответственный процесс, определяющий долговечность и технологическую эффективность жидкостей в процессе эксплуатации. Наиболее сложна и трудоемка технология приготовления водных СОЖ, включающая водоподготовку и разбавление (дисперги­рование) компонентов. Водоподготовка в общем случае предусматривает деионизацию, дегазацию и обеззараживание технической воды.

Для приготов­ления СОЖ в базовый растворитель (воду, масло) вводят дозированное количество исходных компонентов и затем их диспергируют или раз­бавляют. Компоненты могут разбавляться самопроизвольно или при­нудительно. Самопроизвольное разбавление в растворителях при нор­мальной или повышенной температуре применяют редко и для ограни­ченной номенклатуры продуктов. Чаще всего используют различные принудительные способы разбавления, позволяющие ускорить процесс приготовления СОЖ и повысить их качество.

Акустический способ диспергирования широко при­меняют для приготовления высококачественных эмульсий и суспензий. Разбавление и диспергирование компонентов СОЖ осуществляется при прохождении через жидкость упругих механических колебаний различных частот и мощностей. Выбор оптимальной частоты колебаний (инфразвуковой, звуковой или ультразвуковой) зависит от физико-технических свойств растворителя и исходных компонентов, от требова­ний к тонкости диспергирования и от объема обрабатываемой жидкости. Для приготовления тонкодисперсных эмульсий чаще применяют коле­бания ультразвукового спектра. При изготовлении большого коли­чества СОЖ и при вязких растворителях экономичнее использовать звуковой или инфразвуковой спектр. Источниками акустических колебаний являются гидродинамиче­ские, магнитострикционные и пьезокерамические излучатели.

Подбор элементов системы автоматического регулирования

1. Гидродинамический излучатель

Гидродинамические излучатели — наиболее простые и экономич­ные источники акустических колебаний преимущественно ультразву­кового спектра частот. Различают излучатели пластинчатого и ротор­ного типов. В излучателях пластинчатого типа струя жидкости, выте­кающая с большой скоростью из щелевндного сопла, ударяет в острые кромки консольных металлических пластин. Под действием струи пла­стины теряют устойчивость, изгибаются, что приводит их в колеба­тельное движение. При этом в среде генерируются акустические ко­лебания.

Известно много конструкций излучателей пластинчатого типа. Предпочтение отдается излучателям со сложной формой резонатора. Схема такого излучателя показана на рис. 4. Излучатель состоит из корпуса 1, к которому крепится патрубок 8 с соплом 2, осуществляющим плавный переход жидкости в небольшое диаметральное отверстие. На сопло 2 устанавливается держатель 7, с внешней стороны которого находится первый многостержневой резо­натор 6, а на внутренней — сферический отражатель 3. На резона­торе 6 винтами 4 крепят второй многостержневой резонатор 5. Резона­торы расположены так, что в радиальном направлении стержни одного из них соответствуют прорезям другого. Компоненты СОЖ подаются через патрубок 8 под давлением 1—1,2 МПа в сопло 2. Вытекая из сопла, они ударяются в отражатель 3, а затем в резонаторы. Вибрируя с высокой частотой, резонаторы возбуждают в СОЖ мощные ультра­звуковые колебания широкого спектра.

Гидродинамические излучатели пластинчатого типа настолько просты по конструкции, что могут быть самостоятельно изготовлены любым предприятием.

Входными переменными ГДИ являются расход и концентрация эмульсола F₁,Q₁ и F₂, Q₂, а выходной концентрация, при чем Q₁>Q>Q₂.

Для нахождения уравнения динамики смесителя составим полный материальный баланс, а также материальный баланс с учетом концентрации вещества в каждом потоке за промежуток времени dt.

(1)

(2)

Преобразуем уравнение (2) с учетом формулы (1)

(3)

Линеаризуем уравнение (3), заменив каждую переменную на сумму базисного значения и приращения. Получим:

(4)

Уравнение смесителя при равновесном состоянии имеет вид:

(5)

Вычтем почленно уравнение (5) из уравнения (4), одновременно учитывая, что , и получим уравнение смесителя в приращениях:

Введем:

Проведя математические преобразования, получим:

,

где

коэффициенты усиления по каналам Q₁-Q, Q₂-Q, F₁-Q, F₂-Q соответственно, а - постоянная времени объекта.

Передаточная функция объекта по его каналам описывается равенством:

Общая передаточная функция:

, (8)

где Т_с=Т₀=,

к_с=к₁+к₂+к₃-к₄=

2. Насос с приводным двигателем

Для передачи вязких жидкостей, таких как готовая СОЖ используются шестеренные насосы. Преимущество насосов такой конструкции состоит в том, что они не имеют клапанов, легкие и компактные, реверсивные, непосредственно соединяются с электродвигателем. Кроме того, они надежно работают, долговечны и обеспечивают равномерную подачу, что немаловажно при подаче готовой СОЖ в цеховую магистраль. Шестеренные насосы можно использовать в качестве насосов-дозаторов. Для подачи масла и перекачки СОЖ в бак используются агрегаты (насосы с приводным двигателем) типа Ш40-6-18/4.

Для определения теоретической подачи Q_т шестеренных насосов используется формула:

, (9)

где А - расстояние между центрами шестерен.

Таким образом, подача СОЖ ставиться в прямую зависимость от частоты вращения шестерен, а сам насос можно рассматривать как пропорциональное звено с передаточной функцией , где k_н - коэффициент усиления, определяется из соотношения:

Тогда передаточная функция агрегата (насоса совместно с двигателем) запишется следующим образом:

. (10)

3. Бак готовой СОЖ

Бак готовой СОЖ представляет собой цилиндрический аппарат, корпус типа ВПП (вертикальный с плоским днищем и крышкой).

Передаточная функция бака выглядит следующим образом :

(11)

где - коэффициент усиления;

- постоянная времени,

4. Электрогидровихревой усилитель мощности с магнитно-жидкостным сенсором

Э лектрогидровихревой усилитель мощности с магнитно-жидкостным сенсором, представляет собой (рисунок 3) герметическую вихревую камеру с двумя каналами питания, двумя каналами управления и одним выходным каналом. В рабочей камере расположен обтекатель на котором крепится МЖС. Управление сенсором происходит за счет изменения магнитного поля создаваемого электромагнитом состоящего из катушки управления и штуцера выходного потока, являющегося сердечником. Магнитножидкостный сенсор представляет собой резиновую камеру заполненную магнитной жидкостью.

1 – каналы потока питания; 2 – каналы потока управления; 3 – выходной канал; 4 – крышка; 5 – обтекатель; 6 – катушка управления; 7 – магнитожидкостный сенсор; 8 – рабочая камера.

Рисунок – Электрогидровихревой усилитель мощности с магнитожидкостным сенсором

Вихревой усилитель работает следующем образом: при отсутствии управляющего расхода через канал управления, поток питания проходит через канал питания, вихревую камеру и выходит из выходного канала без закручивания. Это обеспечивает минимальное сопротивление истечению потока через вихревой усилитель. С ростом величины управляющего расхода увеличивается перепад давления, действующий на поток питания со стороны потока управления. В результате увеличивается воздействие управляющего потока на поток питания, так как последний не только отклоняется управляющим потоком, но и притягивается к боковой поверхности камеры закручивания под действием перепада давления, что увеличивает тангенциальную составляющую скорости, а следовательно и степень дросселирования потока питания.

При подаче электрического тока на катушку управления, создается магнитное поле, которое направлено к сердечнику электромагнита. Благодаря этому происходит изменение высоты обтекателя и уменьшению выходного расстояния посредством изгиба сенсора. За счет увеличения обтекателя и уменьшения выходного расстояния создается дополнительное давление в рабочей камере, влияющее на закручивание потока.

5. Асинхронный трехфазный усилитель

- передаточный коэффициент

-постоянная времени

6. Концентратомер

8