Бетон қоспасын дайындаудың технологиялық үрдісінің қысқаша сипатталуы

 

1. Автоматтандыру объектісінің түсініктемесі

 

Технологиялық операциялардың ішіндегі ерекше орын алатын үрдіс бетон араластыру, яғни дайын бетонның сапасы мен үнемділігіне үлкен дәрежеде әсер ететін қоспаның су – цемент қатынасты тұрақтандырудың  технологиялық шешімін іздеу  болып табылады.

Бетон араластырғыш торабының автоматтандырудың негізгі  кезеңдері мен есептері келесі үлгімен  құрылады. Бетонды қоспаны дайындауды автоматтандыру бұл үрдістің екі  негізгі технологиялық операциялардың автоматтандыруына әкеледі: мөлшерлеу (дозирование) және араластыру (перемешивание).

Араластырудың автоматтандырылуы автоматиканың  стандартты элементтер көмегімен жүзеге асырылатын араластыру берілген уақытын  қамтамасыз етуге негізделген.

Бетонды қоспаны дайындаудың негізгі  операциясы болып табылатын мөлшерлеу  – бұл қоспа құрамдас бөліктерінің берілген мөлшерлерін қамтамасыз ету  ғана емес, сонымен қатар, осы мөлшерлердің шикізаттың өзгеріп тұрған параметрлеріне(мысалы, толтырғыштардың ылғалдылығына) және басқа да факторларға сәйкес болуы.

Автоматтандыру  тек бүкіл технологиялық үрдісті  қамтығанда ғана және бөлек буындардың автоматтандыруы кезінде олардың  бір жүйеге біріктірілу мүмкіндігі ескерілген жағдайда ғана елеулі экономикалық нәтижелілік бере алады. Сол себепті, бетонды қоспаны дайындаудың  кешенді жүйесінің құрамында: қоспаның құрамдас бөліктерінің мөлшерін анықтайтын шикізат пен басқа да факторлардың параметрлерін өлшеудің автоматтандырылуы  және бұл өлшеулер нәтижелері негізінде  мөлшерлердің автоматтандырылған коррекциясы; қоспаның құрамдас бөліктерін мөлшерлеудің автоматтандырылуы; араластыру автоматтандырылуы; қосалқы операциялардың автоматтандырылуы; бетон араластырғыш торап жұмысының  автоматтандырылған бақылауы болуы  керек.

 

2.  Еңбек ету шарттарының анализі

 

Құрылыс және өнеркәсіптік құрылыс материалдардың көптеген технологиялық процесстерімен қатар адам денсаулығына, әсіресе  тыныс алу мүшелеріне зиян тигізетін, шаң бөлнеді. Өндірістік шаң тек қана адамның денсаулығына ғана емес, сонымен қатар бағдарлауға, көруге кедергі жасайды. Сонымен қатар, машинаның үйкелетін бөлшектері тез тозып кетеді.

Бетон алмастырғыш  түйінінің жұмысы кезінде, 3 классификациялық топқа жататын шаң бөлнеді:

• Өте ірі түйіршіктелген шаң (қиыршық тастан);
• Ірі түйіршіктелген шаң (ұсақ түйіршіктелген құм);
• Орта дисперсионды шаң (цементтен);

Шаңдатылған аймақта ұзақ жұмыс істеу, кәсіби ауруларға әкеліп соғады. Үшкір қырлы  қатты тозаңдар көзге жарақат  тигізу мүмкін. Мұрынның былжыр қабығына және теріге тиетін цементтің шаңы, түрлі ауруларды қоздыру мүмкін.

Сондықтан, жұмыс істейтін орынға сорғы вентиляция және шаңаулағыштар жүйесін қамтамасыздандыру  керек.

 

3.  Сорғы вентиляция жүйесін есептеу

 

1. Вентиляция  жүйесінің схемасын тұрғызамыз. Айналмалар, тiк сызықты учаскелердi белгiлеп қоямыз.

5.1 сурет - цехтың желдетуi жүйесінiң схемасы

 

2. Тік сызықты  учаскелердің ұзындығы l_Тi және ауаағар құбырлардың диаметрі d_Тj берілген бойынша есептейміз, [м]

 

l_ТI = 4, l_ТII = 2, l_ТIII = 1, l_ТIV = 5, l_ТV = 4, l_ТVI = 3, l_ТVII = l_ТXI = l_ТXII = 15, l_ТVIII = 3, l_ТIX = 5, l_ТX = 10;   d_ТI = d_ТII = d_ТIII = d_ТIV = 0,5, d_ТV = d_ТVIII = d_ТIX = 0,3, d_ТVI = d_ТVII = d_ТX = d_ТXI = d_ТXII = 0,15.

 

3. Цехта қажетті  ауаалмасуды есептейміз. Цехтан  артық жылуды азайту үшін, ауаалмасуды  келесі формула бойынша анықтаған  жөн

, [м³/сағ ]                               (5.1)

 

мұнда,  Q_ИЗБ – цехта барлық өорек көздерінен бөлінетін артық жылу, [Вт];

С = 1 Дж/кг×К – құрғақ ауаның жылусиымдылығы;

r = 1,174 кг/м³ – ауа тығыздығы;

Т_ВВ, Т_ВН – цехтың ішіндегі және сыртындағы температура, ⁰С.

 

W_T=

=37572,5 м³/сағ

 

1. Желдеткiштiң  өнiмдiлiгiн анықтаймыз

W_B = K_ЗW_T, где K_З = 1,3..2,0 – қор коэффициентi.

W_В=1,7*37572,5=63873,25

 

5. Тік сызықты  ауаағарлардағы тегеурімнің жоғалуын  есептейміз

,      (5.2)

Y_Т =1,02 – құбырлардың қарсыласу коэффициентін ескереміз;

v_ср – Есептелетін аймақтағы ауа ағынының орташа жылдамдығы.

Желдеткішке жабысып  тұру аймағында v_ср = 8..10 м/с, өте алыс орналасқан аймақтар үшiн v_ср = 1..4 м/с.

H_P(I)=

=43,11 Па H_P(II)= =193,99 Па

H_P(III)=

=97,00 Па H_P(IV)= =53,89 Па

H_P(V)=

=71,85 Па H_P(VI)= =107,77 Па

H_P(VII)=

=538,87 Па H_P(VIII)= =53,89 Па

H_P(IX)=

=89,81 Па H_P(X)= =359,24 Па

H_P(XI)=

=538,87 Па H_P(XII)= =538,87 Па

 

6. Барлық тік сызықты ауаағарлардағы тегеурімнің суммалық жоғалуын есептейміз:

     (5.3)

H_PI=43,11+193,99+97,00+53,89+71,85+107,77+538,87+53,89+89,81+

+359,24+ +538,87+538,87=2687,16 Па

 

7. Жалюздегі, өтпелердегі, бүгілістердегі тегеурімнің  жергілікті жоғалуын есептейміз

    (5.4)

мұндағы, Y_М – жергілікті жоғалудың коэфиценті. Y_М-ды 5.1-кестеден таңдап аламыз.

 

 

 

 

 

 5.1 к е с т е

Жергілікті кедергінің аталымы	YМ
бүгіліс a = 90 0 a = 120 0 a = 150 0	1,1 0,5 0,2
Тарылудық кеңейуге өтуі	0,5..0,8 0,2..0,3
Кіріс-шығыс жалюздері	0,5 3,0

 

H_MJ(1)=0,5*3,0*1,174*9²=142,64 Па H_MJ(2)=0,5*1,1*1,174*9²=52,30 Па

H_MJ(3)=0,5*0,7*1,174*3²=3,70 Па H_MJ(4)=0,5*0,5*1,174*3²=2,64 Па

H_MJ(5,6,7,8,11,12,13,14,16,17,18,19)=0,5*0,5*1,174*3²=2,64 Па

H_MJ(9)=0,5*1,1*1,174*3²=5,81 Па H_MJ(10)=0,5*0,7*1,174*3²=3,70 Па

H_MJ(15)=0,5*1,1*1,174*3²=5,81 Па

 

8. Тегеурімнің жергілікті суммалық жоғалуын септейміз

      (5.5)

H_MJ=142,64+52,30+2*3,70+13*2,64+2*5,81=248,28 Па

 

9. Жүйедегі  тегеурімнің суммалық жоғалуын есептейміз:

Н_Л = Н_П + Н_М     (5.6)

мұндағы, Н_Л – линиядаға теңгерімнің жоғалуы.

H_Л=2687,16+248,28=2935,44 Па.

 

Өткiзiлген есептеулер нәтижесінде келесi шарт орындалуы  керек:

Н_Л = Н_В٫ т.е. осындай қысымды желдеткiш қамтамасыз етуi керек.

Есептеулерді  орындайы отыра, біз 2 желдеткіш таңдаймыз:

 

1.  Барабанды  роторы бар орташа қысымның  желдеткiшi:

Ц13-50 №5 айдағыш

2. Барабанды  роторы бар орташа қысымның  желдеткiшi:

Ц13-50 №6 сорғыш

 

Ауаның температурасы 20⁰С жоғары цехтардда, технологиялық шарттарға сай дарбаза 30 минуттан артыққа ашылмайды, сондақтан ауа қалқандарын қарастырған жөн.  Барлық өндiрiстiк және қосалқы ғимараттарда табиғи немесе ықтиярсыз желдету жүйесін ескеру керек. Бiздiң есептеулерлер арқылы өндiрiстiк желдетуге ықтиярсыз желдету құрылығыларын таңдап алдық.

 

 

4.  Шаңаулағыш жүйесін есептеу

 

Бастапқы деректер:

Ластағыш– дисперционды шаң  В = 9,88 × 10^-2; n = 0,4663

Қылтадағы газдың тығыздығы  r_г = 0,9 кг/м³

Қылтағы газдың жылдамдығы W_г = 135 м/с

Газдың жаппай шығыны  М_г = 0,9 кг/с

Суғаратын сұйықтықтың  жаппай шығыны М_ж = 0,865 кг/с

Сұйықтықтың меншiктi шығыны m = 1,5 л/м³

Сұйықтықтың қысымы r_ж = 300 кПа

Сұйықтықтың тығыздығы r_ж = 1000 кг/м³

Қурғақ мұржаның гидравликалық кедергiсiнiң коэффициентi - =0.15

Шаңнан тазартудың тиiстi тиiмдiлiгң кемiнде 0.9 болу керек.

 

Есептеу:

Қурғақ Вентури  мұржасының гидравликалық кедергiсiнiң  анықтаймыз,

     (5.7)

 

_{Cуғаратын  сұйықтың мерзiмдi гидравликалық кедергісін  есептейміз}

Н/ м²                                         (5.8)

мұндағы _ж – суғаратын сұйықтың мұржасының гидравликалық кедергісінің коэфиценті

 

Вентури мұржасының гидравикалық кедергісін анықтаймыз, Н/ м²

      (5.9)

 

Кедергiнiң  суммалық энергиясын табамыз Кт, Па

      (5.10)

мұндағы,

V_ж және V_г – сәйкесiнше сұйықтың және газдың көлемдi шығындары, м³/с

V_ж = М_ж/r_ж = 0,865/1000 = 8,65 × 10^-4 м³/с

V_г = М_г/r_г = 0,9/0,9 = 1 м³/с

К_т = 10662855 + 300×10³(8,65×10^-4/1) = 10663114 Па

Вентури скрубберiнiң тиiмдiлiгiн анықтаймыз

      (5.11)

Вентури скрубберiнiң тиiмдiлiгi, есептеулерден  алынған ( мәні), тапсырмадағы шартты қанағаттандырады, 0.9 тиімділікпен газды шаңнан тазартуды қамтамасыз етедi.

5.2 сурет - вентури скруббері

 

a₁ = 28°;

a₂ = 8°;  l₂ = 0.15 × d₂; 

 

Ауада таралған шаң және оның тыныс  мүшелерiне дисперсионды қонуына байланысты мәлiметтер негiзiнде қорытынды жасауға  болады: ауада таралған шаңнын iс  жүзiндегі гигиеналық мәні 5 мк және одан да кәшә болып келеді. Ультрамикроскопилық  шаң (0,1мк және одан да кіші көлемді) аз патогенді. Шаң-тозаңның өндірістегі гигиеналық факторының бағалағанда,  шаңның фибрагендiк белсендiлігі тiкелей шаңның көлеміне тауелді екендігін ескерген жөн.

 

 

Қорытынды

 

Бітіру жұмысында бетон  қоспасын циклдық мөлшерлеудің локалды  автоматика жүйесін ДК-ге шығатын  микробақылауыштарды қолданып құру және зерттеу мәселесі қарастырылды.

Қорытындылай  келесек, бірінші бөлімде бетон  қоспасын дайындаудың технологиялық  үрдісінің қысқаша сипатталуы берілді.

Екінші бөлімде мөлшерлеу  процесін автоматты басқару және реттеу жүйесінде техника-бағдарламалық  қамсыздандыру жасау үшін керекті  талдау есептері шешілді.

Үшінші бөлім бағдарламалық  қамсыздандыруды жобалау, яғни микроконтроллерге  арналған бағдарлама жазу, оны тестілеу, және басқарушы оператор пультін WinCC ортасында іске асыру мәселелері шешілді.

Төртінші  бөлімді жасалған автоматтандыру жұмыстарының техника-экономикалық тұрғыдан  қаншалықты тиімді екені  қарастырылды.

Бесінші  бөлімде бөлімде  зауыттта қолданылатын сорғы вентиляция жүйесіннің және шаңаулағыш жүйелердің жұмыс персоналының ден- саулығына  қаншалықты жағымды әсер ететіні  талданып, керекті есептері шешілді.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Қолданған әдебиеттер тізімі

 

1. Автоматизация технологических процессов. Учебное пособие, часть 2/ А.Л. Романчик, Л.Н. Рудакова; АИЭС/ Алматы, 1995. - 72с.
2. Плетнев Г.П. Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике: учебник для студентов вузов – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 352 с., ил.
3. Автоматизация технологических процессов. Учебное пособие, часть 1/ А.Л. Романчик, Л.Н. Рудакова; АИЭС/ Алматы, 1995. - 89с.
4. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования/Под ред. А. С. Клюева.- М.: Энергоатомиздат,1989.
5. SIMATIC Компоненты для комплексной автоматизации: Каталог. – А.: SIEMENS, 2005. – 172c.
6. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического управления. – СПб: Издательство «Профессия», 2004. – 752 с.
7. Технические средства автоматизации в теплоэнергетике: Учеб. Пособие для втузов/ Г.Б. Беляев, В.Ф. Кузищин, Н.И. Смирнов. – М.: Энергоиздат, 1982. – 320с.
8. Парамонов С.Г. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов всех форм обучения – Алматы: АИЭС, 2007 – 19 стр.
9. Справочник базовых цен на разработку технической документации на автоматизированные системы управления технологическими процессами. – М.,2002.
10. Черенков В.В. Промышленные приборы и средства автоматизации: Справочник – Л.: Машиностроение Ленинградское отделение, 1987 г. – 847 стр.
11. Ким К.Н., Агамалиев Р.Г., Смельтер Э.Д. Результаты испытанй нового 26-программного регулятора жесткости и подвижности бетонной смеси ”Новове средство и системы автоматизации конроля и управления в производстве сборного железобетона”- М.: ВДНТП, 1976,-с. Е-46.
12. Кайсер К.Н., Агамалиев Л.И. Технологические основы автоматической коррекции и оптимизации состава бетонной смеси, //сб.-Автоматизация пройзволства сборного железобетона.- М.:МДНИП им Ф.Э. Джержинского-э72.- с. 20-29.
13. Хакимжанов Т. Е.   Охрана труда: учебное пособие для вузов. – Алматы: Эвро, 2006
14. Безопасность жизнедеятельности. Производственная безопасность и охрана труда. / П. П. Кукин, В. Л. Лапин, Н. Л. Пономарев и др.; Учебное пособие для студентов средних спец. учебных заведений. – М.: Высшая школа, 2003
15. Панаев С. Т.    Охрана труда. – М.:ИПК Издательство стандартов, 2003
16. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопастность. Защитное заземление,зануление.
17. М.К. Дюсебаев. Безопасность жизнедеятельности. Методические указания к выполнению раздела в дипломных проектах (для студентов всех специальностей по направлению «Теплоэнергетика»     всех   форм    обучения).  –    Алматы: АИЭС, 2001. 11 с