АГРЕГАТ АГРЕГАТ
Рисунок 5.12 Схема роботи електромагнітного сепаратора з барабаном, який обертається від транспортної стрічки
Ефективність роботи магнітного вловлювача залежить від місця його розташування, швидкості руху продукту, рівномірності і товщини його шару, характеру домішок.
Магнітні вловлювачі встановлюють, як правило, на початку технологічної лінії перед машиною ударної дії, потрапляння металічних частин у яку може викликати займання паро- і газоповітряних сумішей при відкладеному пилу.
Якщо є небезпека потрапляння в машину твердих немагнітних домішок, здійснюють, по-перше, детальне сортування сировини, по-друге, внутрішню поверхню машин, об яку ці домішки можуть вдаритися, футерують м'яким металом, гумою або пластмасою.
для запобігання утворенню іскор від співударів рухомих та нерухомих механізмів машин необхідно старанно регулювати і балансувати вали, правильно підбирати підшипники, перевіряти відстані між рухомими і нерухомими частинами машин, надійність їх кріплення, що виключає можливість поздовжніх переміщень; запобігати перевантаженню машин.
застосовувати іскробезпечні вентилятори для транспортування газо-, паро- та пилоповітряних сумішей;
для запобігання утворенню іскор кожух вентилятора з внутрішньої сторони покривають шаром м’якого металу. Ротор вентилятора балансують і надійно закріплюють, але при цьому слідкують за тим, щоб лопаті ротора при обертанні не вдарялись в кожух. Величина щілини між краєм вхідного патрубка і краєм ротора приймається в межах 1% діаметра колеса.
покриття підлоги у приміщеннях вибухопожежонебезпечних категорій виконувати з негорючих матеріалів та таких, що під час ударів не дають іскор.
Конструкція вікон та дверей у таких приміщеннях повинна виключати можливість іскроутворення.
Розігрів тіл від тертя
Будь-яке переміщення тіл, що стикаються одне з одним, вимагає витрати енергії на подолання роботи сил тертя. Ця енергія в основному перетворюється в теплоту. При нормальному стані і правильній експлуатації частин, що труться, тепло, яке виділяється (Qтр), своєчасно відводиться спеціальною системою охолодження (Qох,) а також розсіюється в навколишнє середовище:
Qтр = Qох + Qнс. Порушення цієї рівності, тобто збільшення тепловилучення або зменшення тепловідводу і тепловтрат, веде до підвищення температури тіл, що труться. З цієї причини відбувається займання горючого середовища або матеріалів від перегрівання підшипників машин, сильно затягнутих сальників, барабанів і транспортних стрічок, шківів і приводних пасів, волокнистих матеріалів при намотуванні їх на вали машин і апаратів, що обертаються.
Розглянемо детальніше вказані чинники:
Перегрівання підшипників
Підшипники перевантажених та швидкісних валів при різноманітних порушеннях роботи (відсутності охолодження та змащення, забрудненні поверхонь, перекосі валів, перевантаженні машин, надмірному затягуванні підшипників тощо) перегріваються до небезпечних температур – вище температури самозаймання горючої суміші, яка контактує з підшипником, або температури самозаймання горючого пилу, який осів на його корпусі.
Максимальну температуру підшипника ковзання при відсутності змащування та примусового охолодження визначають за формулою:
t t Q
n дш нс F
ТР
і .
,
де tnідш. – максимальна температура підшипника, оС; tнс – температура навколишнього середовища (повітря), оС; QТР – потужність сил тертя в підшипнику, Вт, яку визначають за формулою:
QТР f N d n,
де f – коефіцієнт тертя, що визначається в залежності від матеріалу приймається від 0,07 до 0,12; N – радіальна сила, яка діє на підшипник, Н; d – діаметр шийки вала, м; n – частота обертання вала, с-1; – коефіцієнт теплообміну між поверхнею підшипника і навколишнім середовищем, [Вт/м2К], який визначають за формулами:
при tnідш. > 60oC 11,63exp(0,0023tn); при tnідш. 60oC 4,073 tn tн с ;
F – поверхня корпусу підшипника, яка омивається повітрям, м2. Для запобігання перегріванню підшипників необхідно:
замість підшипників ковзання доцільно застосовувати підшипники кочення, особливо для навантажених валів та валів, які швидко обертаються;
влаштовувати автоматичні системи охолодження з застосуванням у якості холодоагенту масел або води;
здійснювати своєчасне і якісне технічне обслуговування (систематичне змащування, запобігання надмірному затягуванню, ліквідація перекосів, очищення поверхні від забруднень);
здійснювати контроль за температурою підшипників за допомогою приладів автоматики, візуальний контроль температури здійснюється нанесенням термочутливих фарб, що змінюють свій колір при нагріванні корпусу підшипника.
Перегрівання транспортерних стрічок, норій та приводних пасів в результаті буксування
На промислових об'єктах іноді трапляється займання транспортерних стрічок і приводних пасів машин і агрегатів. Таке явище відбувається в основному в результаті тривалого проковзування паса або стрічки відносно шківа через невідповідність між переданим зусиллям і натягом стрічки. При буксуванні вся енергія витрачається на тертя стрічки об шків, в результаті чого виділяється значна кількість тепла. Найбільш часто буксування відбувається при перевантаженнях або слабкому натягу паса.
Температуру нагрівання стрічки при її буксуванні і ведучого барабана транспортера чи приводних пасів можна визначити за аналогічними формулами. В цьому випадку: N – сила натягу стрічки, Н; d – діаметр барабана, м; F – поверхня барабана, м2.
Для запобігання перегріванню транспортних стрічок необхідно:
не допускати перевантаження машин, що мають транспортерні стрічки та пасові передачі, контролювати ступінь натягу стрічок, пасів та їх стан;
не допускати завалів башмаків норій продукцією шляхом застосовування пристроїв та пристосувань, що автоматично сигналізують про перевантаження або зупиняють рух стрічки з ковшами при завалі „башмаків”
норій;
замінювати плоскопасові передачі, де це можливо, клинопасовими;
Нагрівання волокнистих матеріалів при намотуванні їх на вали
На об'єктах, де обертаються волокнисті чи солом’яні матеріали (прядильні фабрики, льонозаводи, при експлуатації комбайнів), трапляється їх намотування на вузли, що обертаються, наприклад, на вали біля підшипників, що супроводжується поступовим ущільненням маси, а потім сильним нагріванням її при терті, обвуглюванням і займанням.
Для запобігання цьому обертові вали необхідно захищати від безпосереднього зіткнення з матеріалом шляхом застосування вільно насаджених втулок, циліндричних і конічних кожухів, протинамотувальних щитків тощо, встановлювати мінімальні зазори між цапфами вала та підшипниками.
Перегрівання твердих горючих матеріалів при механічній обробці Механічна обробка (різання, стругання, фрезерування, шліфування) твердих матеріалів пов’язана з подоланням значних сил тертя і, відповідно, зумовлює нагрівання матеріалу, відходів, різального інструменту. Основними чинниками, які впливають на розігрів матеріалу при його механічній обробці, є швидкість різання, подача інструмента (товщина стружки), якість загострення інструмента, механічні та теплотехнічні властивості матеріалу. При нормальних режимах різання і правильному загостренні різального інструменту температура нагрівання є безпечною, однак, відхилення від норми може спричинити значне її підвищення.
Для запобігання розігріву при механічній обробці необхідно дотримуватись технологічного режиму різання (швидкість, величина подачі), не допускати використання тупих інструментів, обладнувати верстати системою охолодження, подачу води або іншої рідини блокувати із системою пуску верстата. У верстатів для розпилювання, фрезерування і шліфування пожежонебезпечних матеріалів (магнієвих сплавів) перед початком роботи перевіряють кріплення різального інструменту і відсутність деформації вала.
Кожухи місцевої витяжки пилу і відходів розташовують так, щоб різальний інструмент їх не торкався.
Теплота адіабатичного стиску
Зміна об’єму газоподібних тіл чи форми пластмасових виробів вимагає затрат механічної енергії, при цьому виділяється тепло, яке нагріває як речовину, так і конструктивні елементи компресорів та пресів. Несправність або відсутність системи охолодження компресорів може призвести до їх руйнування. Ступінь розігріву і можливість виникнення при цьому джерела запалювання залежить від умов переходу механічної енергії у теплову.
Температура газу при стисненні в компресорі і відсутності охолодження визначається за формулою:
(K 1) к K
к п
п
T T P P
де Tк,Tп – температура газу наприкінці і на початку стиснення, К; Pк,Pп – тиск газу наприкінці і на початку стиснення, Па; К – показник адіабати (для одноатомних газів К = 1,67; для двохатомних газів К = 1,4; для багатоатомних газів показник адіабати обчислюють за формулою:
v p
C
k C , де Сp, Cv – ізобарна та ізохорна питомі теплоємності газів, Дж/кг . К).
Виходячи з умов безпечного режиму експлуатації компресора, ступінь стиснення газу і число ступенів стиснення визначають за формулами:
t
t
без п
n
р. 273 n
273
1
;
lg
lg lgPK PП
k ,
де – допустимий ступінь стиснення газу в компресорі; tр.без – безпечна температура газу, оС; за tр.без приймають мінімальне значення двох величин:
температури, знайденої з виразу:
tсcз . ,
без р.
t 08 ,
де tсcз – температура самозаймання газу, який стискається, або допустима температура мастила в картері компресора; k – число ступенів стиску компресора.
Запобігання нагріванню газів при стисненні їх у компресорах досягається шляхом:
застосовування приладів автоматичного контролю та захисту від підвищених тисків на нагнітальних лініях і від понижених – на всмоктувальних;
встановлення запобіжних клапанів на нагнітальних лініях;
поділу процесу стиснення газу на декілька ступенів; влаштування систем охолодження газу на кожному ступені стиснення;
контроль температури газу та охолоджувальної води і застосовування автоматики, що зупиняє компресори при підвищенні температури газу понад норму або припиненні подачі води;
систематичного очищення теплообмінної поверхні холодильників, нагнітальних труб компресорів від нагаромасляних відкладень, дотримання норм витрат мастила, з метою запобігання потрапляння його в циліндри.
5.3. Теплові прояви електричної енергії
В умовах виробництва теплові прояви електричної енергії можуть виникати у вигляді електричних іскор і дуг (при коротких замиканнях, пробоях шару ізоляції), надмірного перегрівання двигунів, машин, контактів, окремих ділянок електричних мереж і електричного обладнання, а також апаратів при перевантаженнях і великих перехідних опорах, у вигляді перегрівання в результаті теплового прояву струмів індукції і самоіндукції, при іскрових розрядах статичної і атмосферної електрики, в результаті нагрівання речовин і матеріалів від діелектричних втрат енергії.
Класифікацію джерел запалювання, зумовлених тепловими проявами електричної енергії, показано на рис. 5.13.
Рисунок 5.13 – Класифікація джерел запалювання, які зумовлені