Курсовая работа (т): Процесс центрифугирования и проектирование центрифуги периодического действия

Таблица 3.1 - Данные проектируемой центрифуги

График соотношения V,N,Tпроектируемой центрифуги представлен на рисунке 3.1

Рисунок 3.1 - Зависимость соотношения V,N,Tпроектируемой центрифуги

Таблица 3.2 - СоотношениеV, N, T проектируемой центрифуги

Максимальное значение отношения объёма фугата к мощности центрифуги  по данным графика составляет 9,9 приТ = 6 мин.

Необходимо рассчитать геометрические параметры аппарата, а именно длину его барабана.

При расчете центрифуги необходимы следующие параметры:

Средний фактор разделения центрифуги

Фср=, (3.1)

где ω - угловая скорость барабана, рад/с;

R - наружный радиус барабана, м;

r0 - внутренний радиус барабана, м;

g - ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с2.

Рабочий объем барабана

Ω = L · π · (R2 -r02) (3.2)

где L- длина барабана центрифуги, м.

Средняя поверхность разделения

ср = π · L · (R+r0), (3.3)

Индекс производительности

Σ = Фср· Fср (3.4)

Продолжительность питания барабана суспензией

τпит.=·Т (3.5)

Производительность промышленной центрифуги за один цикл

(3.6)

где Vц - объём фугата промышленной центрифуги, м3;

Vл - объём фугата лабораторной центрифуги, м3;

Σ - индекс производительности промышленной центрифуги, м2;

Σл - индекс производительности лабораторной центрифуги, м2;

Ω - рабочий объём барабана промышленной центрифуги, м3;

Ωл - рабочий объём барабана лабораторной центрифуги, м3;

τпит - продолжительность питания барабана суспензией промышленной центрифуги, мин.;

τпитл - продолжительность питания барабана суспензией лабораторной центрифуги, мин.

Подставив в выражение (3.4) вместо среднего фактора разделения выражение (3.1), а вместо средней поверхности разделения выражение (3.3), получим следующее выражение:

Σ =  (3.7)

Преобразуя выражение (3.6) получим:

τпит.=·Т = = 3 мин = 180 c

(3.8)

После подстановки в выражение (3.8) вместо индекса производительности промышленной центрифуги выражение (3.3), а вместо рабочего объема барабана промышленной центрифуги выражение (3.2), получим:

 (3.9)

Для выражения длины центрифуги из выражения (3.9) необходимы следующие преобразования:

(3.10)

(3.11)

Подставив в выражение (3.11) численные значения исходных параметров, получим длину барабана промышленной центрифуги:

(м) (3.12)

.2 Блок - схема алгоритма расчёта промышленной центрифуги

Блок - схема алгоритма расчёта промышленной центрифуги представлена на рисунке 3.2.1.

Рисунок 3.2.1 - Блок - схема алгоритма расчёта промышленной центрифуги

3.3   Программа расчёта промышленной центрифуги

Программа расчета промышленной центрифуги производится на языке программирования Pascal. Перед началом программирования необходимо ввести следующие дополнительные обозначения всех необходимых для расчёта параметров:

Vц = V= 19,8 м3;

Vл = V1 = 0,0325 м3;

Σл = E= 75 м2;

Ωл = G = 0,0106 м3;

R = R = 1,1 м;

r0 = r0 = 0,7 м;

ω = w = 40 рад / с;

После ввода необходимых данных получаем:

4. Охрана труда и техника безопасности

.1 Правила и нормы по технике безопасности и охране труда

Правила и нормы по технике безопасности направлены на защиту организма человека от физических травм, воздействия технических средств, используемых в процессе труда. Они регулируют поведение людей, обеспечивающее безопасность труда с точки зрения устройства и размещения машин, строительных конструкций, зданий, сооружений и оборудования.

Правила и нормы по производственной санитарии и гигиене предусматривают защиту организма от переутомления, химического, атмосферного воздействия и т.п. Эти правила и нормы устанавливают требования по устройству территорий, производственных и бытовых помещений, оборудованию рабочих мест и т.п.

Требования в области обеспечения безопасных и здоровых условий труда, содержащиеся в правилах и нормах по технике безопасности и производственной санитарии, являются юридически обязательными как для администрации, так и для рабочих и служащих. При несоблюдении этих правил и норм виновные лица несут юридическую ответственность.

Рабочий и служащие, занятые на тяжёлых работах и на работах с вредными или опасными условиями труда, а также связанных с использованием различной техники, проходят обязательные предварительные (при поступлении на работу) и периодические медицинские осмотры для предупреждения заболеваний, несчастных случаев, а также определения пригодности их к поручаемой работе.

Рабочих и служащих, нуждающихся по состоянию здоровья в предоставлении более лёгкой работы, администрация обязана перевести с их согласия на такую работу в соответствии с медицинским заключением временно или без ограниченного срока.

.2 Вибрация

Шум, как правило, является следствием вибрации и поэтому на практике часто рабочие испытывают совместное неблагоприятное действие шума и вибрации. Воздействие вибрации не только отрицательно сказывается на здоровье, ухудшает самочувствие, снижает производительность труда, но иногда приводит к профессиональному заболеванию-виброболезни. По данным Всемирной организации здравоохранения повышенные уровни вибрации и шума являются ведущими факторами в возникновении сердечнососудистых заболеваний.

При работе машин и механизмов низкочастотные вибрации вызываются инерционными силами, силами трения, периодическими рабочими нагрузками. Высокочастотные вибрации возникают в результате ударов из-за наличия зазоров в соединениях механизмов, ударов в зубчатых и цепных передачах, соударений в подшипниках качения.

.2.1 Методы защиты

Разработка мероприятий по защите от вибраций рабочих мест должна начинаться на стадии проектирования технологических процессов и машин, разработки плана производственного помещения, схемы организации работ. Методы уменьшения вредных вибраций от работающего оборудования можно разделить на две основные группы: 1) методы, основанные на уменьшении интенсивности возбуждающих сил в источнике их возникновения; 2) методы ослабления вибрации на путях их распространения через опорные связи от источника к другим машинам и строительным конструкциям.

.2.2 Виброизоляция

В инженерной практике часто приходится разрабатывать мероприятия по уменьшению вибрации на путях ее распространения от источника вибрации. Эффективным способом борьбы с вредной вибрацией является пассивная виброизоляция в сочетании с применением виброгасящих оснований. С ее помощью достигается уменьшение передачи динамической силы от машины к основанию, а также уменьшение вибраций, передаваемых от основания к рабочим местам посредством размещения между ними упругих элементов (виброизоляторов или амортизаторов). Установка машин на упругие опоры практически не ослабляет вибрации самой машины, но уменьшает передачу вибраций на поддерживающую конструкцию и, следовательно, уменьшает вибрацию рабочих мест. Также применяется активная виброизоляция, для ее активизации используется дополнительный источник энергии.

Виброизоляторы выполняют из стальных пружин, резины и других материалов. Применяют также комбинированные резинометаллические и пружинно-резиновые виброизоляторы, пневморезиновые амортизаторы, в которых используют упругие свойства сжатого воздуха.

.2.3 Виброгасящие основания

Уменьшить колебания, передаваемые на рабочие места и строительные конструкции, возможно путем их установки на массивные виброгасящие основания.

Конструктивно виброгасящие основания выполняют в виде железобетонной плиты, по периметру которой устраивают акустический шов, заполняемый легкими материалами и предназначенный для устранения непосредственной передачи колебаний от фундамента к строительным конструкциям.

Фундаменты под виброактивные машины должны удовлетворять условиям прочности и устойчивости, а интенсивность вибрации рабочих мест, размещенных на них, не должна превышать значений, установленных в ГОСТ 12.1:012-90.

4.3 Шумовое загрязнение

Звук или шум возникает при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Шумом являются различные звуки, мешающие нормальной деятельности человека и вызывающие неприятные ощущения.

Движение звуковой волны в воздухе сопровождается периодическим повышением и понижением давления. Периодическое повышение давления в воздухе по сравнению с атмосферным в невозмущенной среде называют звуковым давлением, именно на изменение давления в воздухе реагирует наш орган слуха.

.3.1 Действие шума на организм человека

Объективно действие шума проявляется в виде повышенного кровяного давления, учащенного пульса и дыхания, снижения остроты слуха, ослабления внимания, некоторого нарушения координации движения и снижения работоспособности. Субъективно действие шума может выражаться в виде головной боли, головокружения, бессонницы, общей слабости. Комплекс изменений, возникающих в организме под влиянием шума, в последнее время медиками рассматривается как «шумовая болезнь».

.3.2 Средства и методы защиты от шума

Разработка мероприятий по борьбе с производственным шумом должна начинаться на стадии проектирования технологических процессов и машин, разработки плана производственного помещения и генерального плана предприятия, а также технологической последовательности операции. Этими мероприятиями могут быть: уменьшение шума в источнике возникновения; снижение шума на путях его распространения; архитектурно-планировочные мероприятия; совершенствование технологических процессов и машин; акустическая обработка помещений.

Уменьшение шума в источнике возникновения является наиболее эффективным и экономичным. В каждой машине в результате колебаний (соударений) как всей машины, так и составляющих ее деталей (зубчатых передач, подшипников, валов, шестерен) возникают шумы механического, аэродинамического и электромагнитного происхождения. Снизить такие шумы можно только уменьшением мощности или рабочих скоростей машины, что неизбежно приведет к снижению производительности или нарушению технологического процесса. Поэтому во многих случаях, когда существенного уменьшения шума в источнике не удалось достичь, используют методы снижения шума на путях его распространения, то есть применяют шумозащитные кожухи, экраны, глушители аэродинамического шума.

Рациональной планировкой производственного помещения можно добиться ограничения распространения шума, уменьшения числа рабочих, подверженных действию шума.

Для защиты работающих в производственных помещениях с шумным оборудованием, применяются; звукоизоляция вспомогательных помещений, смежных с шумным производственным участком; кабины наблюдения и дистанционного управления; акустические экраны и звукоизолирующие кожухи; обработка стен и потолка звукоизолирующими облицовками или применение штучных поглотителей; звукоизолирующие кабины и укрытия для регламентированного отдыха работников шумных постов; вибродемпфирующие покрытия на корпуса и кожухи виброактивных машин и установок; виброизоляция виброактивных машин на основе различных систем амортизации.

.3.3 Средства индивидуальной защиты от шума

В случаях, когда техническими мероприятиями не удается снизить шум до допустимых пределов, используют индивидуальные средства. К ним относятся наушники, вкладыш из ультратонкого волокна, противошумные каски, действие которых основано на изоляции и поглощении звука.

Средства индивидуальной защиты от шума должны обладать следующими основными свойствами: снижать уровень шума до допустимых пределов на всех частотах спектра; не оказывать чрезмерного давления на ушную раковину; не снижать восприятия речи; не заглушать звуковые сигналы опасности; отвечать необходимым гигиеническим требованиям.

При уровне шума свыше 120 дБ наушники и вкладыши не дают необходимого ослабления шума. Для защиты от критических шумов применяют специальную противошумную одежду.

.4 Освещенность

Изучение условий для создания наилучших условий работы зрения человека в процессе труда позволяет сформулировать следующие основные требования.

Освещенность на рабочих местах должна соответствовать характеру зрительной работы. Увеличение освещенности рабочих поверхностей улучшает условия видения объектов, повышает производительность труда. Однако существует предел, при котором дальнейшее увеличение освещенности почти не дает эффекта и является экономически нецелесообразной.

Достаточно равномерное распределение яркости на рабочей поверхности. При неравномерной яркости в процессе работы глаз вынужден переадаптироваться, что ведет к утомлению зрения.

Отсутствие резких теней на рабочих поверхностях. В поле зрения человека резкие тени искажают размеры и формы объектов различения, что повышает утомление зрения, а движущиеся тени могут привести к травмам.

Отсутствие блесткости. Блесткости вызывает нарушение зрительных функций, ослепленность, которая приводит к быстрому утомлению и снижению работоспособности.

Постоянство освещенности во времени. Колебания освещенности вызывают переадаптацию глаза, приводят к значительному утомлению.

Правильная цветопередача. Спектральный состав света должен отвечать характеру работы.

Обеспечение электро-, взрыво- и пожаро-безопасности.