Быстрый поиск

Реферат: Исследование методов охлаждения садки колпаковой печи с помощью математического моделирования

3.3. Разработка мер защиты от выявленных опасных и вредных факторов

3.3.1. Расчет искусственного освещения

Необходимо улучшить освещенность машинного зала и пересмотреть количество люминесцентных ламп.

Исходные данные: лампы - ЛБ 40; площадь зала - 48 м2; освещенность - 200 лк; высота подвеса - 3,5 м; коэффициент запаса - 1,5

Определяем суммарную мощность осветительной установки и количество светильников методом удельной мощности.

Удельная мощность установки:

Py = 18 Вт/м2 ,

Суммарная мощность установки вычисляется по формуле:

Pх = Py×S, (7)

где S - площадь зала, м2;

Px = 18×48 = 864 Вт

Количество светильников вычисляется по формуле:

N = Px/(Pл×n) (8)

где Pл - мощность одной лампы, Вт;

n - количество светильников в лампе, шт.

N = 864 / (400×3) = 7

Результаты расчетов показали, что необходимо добавить один светильник к шести имеющимся.

3.3.2. Защита от излучения мониторов

Для ослабления излучения мониторов установлены защитные экраны «SEPOMS F-14SB» на монитор каждого компьютера. Количество защитных экранов - 11 штук. Данные экраны позволяют снизить аккумуляцию статического электричества, поглощают 100 % ультрафиолетового и рентгеновского излучения.

3.3.3. Защита от опасного уровня напряжений в электрической цепи.

ГОСТ 12.1.038-83 /21/ устанавливает предельно допустимые напряжения прикосновения и токи, протекающие через тело человека. В данном случае при наличии переменного тока частотой 50 Гц допустимое напряжение прикосновения должно быть не более 2 В, а ток - не более 0,3 мА. Вследствие этого необходимо произвести расчет защитного заземления.

Исходные данные для расчета приведены в табл. 23.

Имеем также: тип заземлителя - стержневой (трубчатый с толщиной стенки 3,5 мм); заземлитель - заглубленный; расположение вертикальных заземлителей - по четырехугольному контуру; грунт - чернозем; климатическая зона - III.

Расстояние между трубами определяем по формуле:

Lт = С×lт, (9)

где С - константа для расчета заглубленных заземлителей;

Lт = 1×100 = 100 см

Таблица 23

Расчет защитного заземления

Исходные данные

Обозначение

Величина

1. Расчетный ток замыкания на землю, А

2. Длина трубы, см

3. Диаметр трубы, см

4. Ширина соединяющей полосы, см

5. Глубина заложения, см

6. Сопротивление земли, Ом

Iт

dт

100

120

Вычисляем расстояние от поверхности земли до середины трубы по формуле:

t = h+lт/2 (10)

t = 120+100/2 = 170

Определяем наибольшее допустимое сопротивление заземления по формуле:

R3 = 125/I3 (11)

R3 = 125/3 = 41 Ом

Вычисляем расчетное удельное сопротивление грунта для труб по формуле:

Pрас.т. = Pтабл×КГГ (12)

где Pрас.т. - удельное сопротивление грунта, Ом×см;

КГГ - повышающий коэффициент для стержневого заземлителя;

Pрас.т. = 20000×1,5 = 30000 Ом×см

Определяем расчетное удельное сопротивление грунта для соединительной полосы по формуле:

Pрас.т. = Pтабл× КГГ , (13)

где КГГ - повышающий коэффициент для полосового заземлителя;

Pрас.т. = 20000×3,25 = 65000 Ом×см

Количество труб, которое необходимо забить в грунт, без учета коэффициента экранирования определяем по формуле:

nт ×hэт = Rт/R3 , (14)

nт ×hэт =174,25/4 = 44 шт

Необходимое количество труб с учетом коэффициента экранирования определим по формуле:

nтэ = nт/hэт (15)

где nтэ - количество труб, шт.;

hэт - коэффициент экранирования;

nтэ = 44/0,48 = 92 шт

Расчетное сопротивление трубчатых заземлителей без учета соединяющей полосы определяем по формуле:

Rрас.n = Rт/nтэ ×hэт , (16)

Rрас.n = 174,25/92×0,48 = 3,95 Ом

Вычисляем длину соединяющей полосы по формуле:

Lсп = 1,05×Lт(nтэ-1) (17)

Lсп = 1,05×100(92-1) = 9,555 м

3.4. Утилизация компьютеров

Списанные и непригодные к эксплуатации компьютеры утилизируют. В ломе содержатся: золото, серебро, алюминий, медь, никель и пластмассовый лом. Все это можно, после последующей обработке вторично использовать в промышленности.

4. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

4.1. Изучение влияния вида атмосферы и типа колец на длительность периода охлаждения

На основе проведенных исследований, с помощью математической модели, где изучалось влияние вида атмосферы на длительность периода охлаждения, получены результаты которые представлены на рис. 6 -11.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при различном содержании водорода в газе

1 - 5 % Н2; 2 - 25 % Н2; 3 - 50 % Н2; 4 - 75 % Н2; 5 - 100 % Н2

Рис. 6

На рис. 6 представлены данные расчета процесса охлаждения при обычных серийных конвективных конвекторных кольцах, с различным содержанием Н2 в защитной атмосфере.

Видно, что повышение процентного содержания водорода в защитной атмосфере колпаковой печи позволяет ускорить процесс охлаждения садки на 15-20 %. Налицо увеличение экономичности и производительности КП, но возрастают потребности в дополнительном подводе водорода, что повышает требования к условиям безопасности.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 5 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 7

Из дальнейшего изучения факторов, влияющих на скорость охлаждения садки и качество производимой продукции в печи, следующим этапом было применения радиационно-конвективных колец (конструкция МИСиС - Стальпроект - НЛМК) при различной концентрации водорода в защитном газе.

На рис. 7 представлены графики, полученные при использовании РКК высотой 200 мм при различном процентном содержании водорода в защитной атмосфере.

Из приведенных графиков следует, что скорость процесса охлаждения садки увеличивается на 10-18 %, по сравнению с процессами без использования РКК. Этот способ охлаждения более эффективен, чем охлаждение без использования РКК, причем эти кольца, обеспечивают и улучшение прогрева садки.

На рис. 8 представлены графики, полученные на основе исследования садки колпаковой печи, с использованием РКК, но с содержанием водорода в защитном

газе 25 %.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе -25 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 8

Из показанных выше графиков (рис. 8) видно, с увеличением содержания водорода в защитном газе, а именно 25 %, длительность процесса охлаждения сокращается, в среднем, на 21 %.

При использовании 50 % водорода в защитном газе колпаковой печи, где также применялись РКК (рис. 9), наблюдалось сокращение процесса охлаждения садки печи приблизительно на 23 % цикла охлаждения.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 50 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 9

Более быстрый способ охлаждения садки колпаковой печи приведен на рис. 10.

В данном опыте, также использовались РКК от 1 до 4 на садку, но водородная среда в защитном газе была больше, чем в предыдущем, она составила 75 % всего газа.

Скорость охлаждения садки колпаковой печи увеличилась на 27,6 %.

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 75 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК

Рис. 10

На рис. 11 представлены результаты эксперимента, то есть кривые охлаждения полученные в полностью водородной среде защитного газа. Скорость охлаждения садки увеличилась на 30 % (по сравнению с охлаждением в среде защитного газа с 5 % Н2).

Кривые охлаждения садки колпаковой печи при использовании РКК с содержанием водорода в защитном газе - 100 %

1- 1 РКК, 2 - 2 РКК, 3 - 3 РКК, 4 - 4 РКК.

Рис. 11

По результатам исследований была составлена сводная таблица, в которой в обобщенном виде представлены результаты расчетного эксперимента (проводившегося на математической модели), при различном содержании водорода в защитной среде колпаковой печи и с использованием радиационно-конвективных конвекторных колец - РКК.

В табл. 24, также как и на графиках охлаждения, заметны положительные и отрицательные стороны того или иного эксперимента, проводимого на модели колпаковой печи ЛПЦ-5 применительно к условиям ММК.

Таблица 24

Влияние различных факторов на скорость процесса охлаждения в колпаковой печи

Показатели, влияющие на изменение хода процесса охлаждения садки	Время охлаждения, ч
Содержание в защитном газе (з. г.) 5 % - Н2	69,3
Содержание в защитном газе (з. г.) 25 % - Н2	46,10
Содержание в защитном газе (з. г.) 50 % - Н2	44
Содержание в защитном газе (з. г.) 75 % - Н2	43,30
Содержание в защитном газе (з. г.) 100 % - Н2	40,40
Содержание в з.г. 5 % Н2+1 РКК	37,3
Содержание в з.г. 5 % Н2+2 РКК	41
Содержание в з.г. 5 % Н2+3 РКК	42,3
Содержание в з.г. 5 % Н2+4 РКК	45
Содержание в з.г. 25 % Н2+ 1 РКК	37,4
Содержание в з.г. 25 % Н2+2 РКК	40,3
Содержание в з.г. 25 % Н2+3 РКК	42
Содержание в з.г. 25 % Н2+4 РКК	43,2
Содержание в з.г. 50 % Н2+1 РКК	33
Содержание в з.г. 50 % Н2+2 РКК	35,4
Содержание в з.г. 50 % Н2+3 РКК	38,3
Содержание в з.г. 50 % Н2+4 РКК	39
Содержание в з.г. 75 % Н2+1 РКК	30,2
Содержание в з.г. 75 % Н2+2 РКК	30,4
Содержание в з.г. 75 % Н2+3 РКК	31,4
Содержание в з.г. 75 % Н2+4 РКК	32,3
Содержание в з.г. 100 % Н2+1 РКК	30
Содержание в з.г. 100 % Н2+2 РКК	29,3
Содержание в з.г. 100 % Н2+3 РКК	28,3
Содержание в з.г. 100 % Н2+4 РКК	28

Следовательно применение 100% Н2 и 4-х или 3-х радиационно-конвективных колец позволяют уменьшить длительность периода охлаждения на 53,58%.

4.2. Анализ результатов исследования устройства струйного охлаждения садки

Разработано устройство для охлаждения металла в одностопной колпаковой печи относится к термической обработке плотносмотанных рулонов тонколистовой холоднокатаной полосы, например жести, автолиста и может быть использовано в черной и цветной металлургии /2/.

Целью изобретения является ускорение процесса охлаждения металла в одностопной колпаковой печи.

Поставленная цель достигается тем, что используются не переносные, а стационарные вентиляторы, обеспечивающие централизованное питание всего отделения эжекторным воздухом для эвакуации продуктов сгорания из-под нагревательного колпака в период нагрева, которые подают по гибким шлангам воздух в общий коллектор, охлаждающего устройства, устанавливаемого в начале периода охлаждения сверху поверх муфеля и стенда причем на коллекторе, охватывающем в виде тора со всех сторон муфель, и отстоящем от него на расстоянии, 10-12 калибров диаметров отверстий, установлены параллельно образующей муфеля вертикальные стояки, имеющие ряд обращенных к поверхности муфеля и обеспечивающих подачу высокоскоростных струй эжекторного воздуха перпендикулярно к ней круглых или щелевых отверстий, причем верхние отверстия в стояках выполнены на уровне, превышающем верхний срез конвекторного кольца, установленного между вторым и третьим рулонами, на высоту данного кольца, причем общий коллектор расположен на 200-300 мм выше пода стенда и соединен вертикальными несущими и центрирующими стояками с верхней траверсой с установленной на ней проушиной для крюка мостового крана.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9