Список литературы
-
Голуб Б.А. Основы общей дидактики. Учеб. пособие для студ. педвузов. – М.: Туманит, изд. центр ВЛАДОС, 1999.
-
Пинская Е.О. Методические особенности разработки дидактических материалов к проектам с использованием сервисов Web 2.0.// Вопросы информатизации образования. – http://www.npstoik.ru/vio/inside.php?ind=articles&article_key=169
-
http://ru.wikipedia.org/wiki/YouTube
-
См. там же.
-
http://www.webplanet.ru/news/law/2010/11/26/french.html
-
http://ru.wikipedia.org/wiki/YouTube
УДК 539.3.8.
Инновационные методы в преподавании сопротивления материалов
Горбунов С.Ф.
Московский государственный технический университет гражданской авиации,
г. Иркутск
Косарева А.В.
ФГОУ ВПО Иркутская государственная сельскохозяйственная академия,
г. Иркутск
In article experience of teaching of resistance of materials in two high schools is generalized. Changes of a substantial part of a rate and in technology of process of training with use of innovative methods are resulted.
В соответствии с новыми требованиями к профессиональной подготовке инженера и динамикой развития информационных технологий содержание и методика преподавания сопротивления материалов существенно меняются. Изменения в содержательной части курса происходят в направлении уменьшения объема или полного исключения части тем касающихся графических, графоаналитических и приближенных методов используемых для решения аналитических функций.
Были исключены следующие разделы и темы:
-
графическое определение напряжений (круг Мора);
-
графическое определение главных напряжений;
-
графоаналитический метод вычисления перемещений при изгибе;
-
теорема о трех моментах;
-
способ Верещагина.
Одновременно вводятся новые разделы и темы, являющиеся теоретической основой использования компьютерных программ расчетов на прочность, жесткость и устойчивость.
В рабочую программу были введены следующие разделы и темы:
-
численные методы решения задач механики;
-
элементы теории упругости;
-
элементы теории пластичности;
-
элементы механики разрушений
Изменения в образовательных стандартах, прошедшие в последние годы, привели к существенному снижению доли аудиторных занятий в общем объеме часов отводимых на изучение дисциплины. При этом объем программного материала, который должен освоить студент, наоборот, с каждым годом увеличивается. Встает вопрос за счет, каких видов занятий: лекционных, практических или лабораторных работ произвести снижение объема аудиторных занятий, и что изменить в технологии процесса обучения, чтобы не нанести ущерба качеству освоения дисциплины.
В этих условиях наиболее целесообразно использование электронных учебных материалов (презентаций лекций, практических и лабораторных занятий), отражающих программные вопросы, на основе которых возможно быстрое усвоение основ сопротивления материалов. Презентации, выполненные в виде структурно-логических схем (рис. 1), способствуют творческому овладению методами сопротивления материалов, позволяют изложить материал курса кратко, без ущерба для понимания на соответствующем теоретическом уровне. Использование анимации позволяет подавать изучаемый материал в динамике, по строго определенному алгоритму, как при выводе теоретических формул, так и при решении задач.
Полученная в результате «экономия» времени используется для решения двух задач. Во-первых, для введения в курс гуманитарной составляющей, которая позволяют «оживить» лекцию избежать монотонности и скуки на ней, и одновременно дать студенту знание наследия русского инженерного дела привить чувство национального достоинства, помогает становлению профессиональной культуры и личности инженера как наследника и продолжателя традиций отечественной инженерной школы. Во-вторых, позволяет проводить на лекциях беглые опросы по темам предыдущих лекций и жестко контролировать работу студентов на лекции.
Если изучение теоретических вопросов, или решение задач, по наименее сложным темам (с представлением презентаций), еще можно отнести на самостоятельное изучение, то лабораторные работы в обязательном порядке выполняются в аудитории. Следовательно, при сокращении объема аудиторных занятий нужно или сокращать количество лабораторных работ, что недопустимо, или уменьшить время на выполнение каждой лабораторной работы при их неизменном количестве. Сокращение затрат аудиторного времени возможно при условии, если студент самостоятельно, до проведения лабораторной работы, изучит основы теории и методику проведения лабораторной работы, а после проведения опыта, самостоятельно обработает полученные данные и подготовит отчет. В этом случае в аудитории выполняется только эксперимент. При определении механических характеристик материалов используется сложное и дорогостоящее оборудование, поэтому опыт проводится, как правило, для целой группы студентов из 10 – 15 человек. В этом случае очевиден вопрос, в какой мере каждый студент самостоятельно выполнит обработку опытных данных, как исключить или хотя бы ограничить простое переписывание отчетов. Для этого автор предлагает каждому студенту выполнить индивидуальное задание, состоящее в одних случаях из диаграммы испытаний и разрушенного образца, в других из таблицы опытных данных. Кроме того, такой подход позволяет, после выполнения студентами индивидуальных заданий провести статистическую обработку данных. Для повышения качества отчетов и ускорения выполнения индивидуального задания каждый студент обеспечивается рабочей тетрадью для лабораторных работ. Очень важно при подготовке современного инженера привить ему навыки применения передовых программных продуктов для выполнения расчетов на жесткость прочность и устойчивость. Для решения этой задачи в рабочую программу был введен новый цикл из 6 лабораторных работ. В каждой лабораторной работе обучаемый вначале решает задачу традиционными методами сопротивления материалов, а затем на компьютере с использованием программы АРМ Win Machine, в модуле Structure 3D. Такая организация занятий позволяет освоить традиционные методики решения задач сопротивления материалов и развить навыки использования
к омпьютерных программ. На таких занятиях наиболее подготовленные студенты выполняют расчеты на прочность, жесткость и устойчивость реальных машин, по заданной расчетной схеме. Пример одной из студенческих работ приведен на рис. 2.
Наглядность модели рассчитываемой конструкции и результатов расчетов позволяет показать студенту, как распределены напряжения в отдельных элементах конструкции, в опасном сечении и как изменяются эти напряжения при изменении параметров расчетной схемы и величины приложенных нагрузок.
В результате длительного применения предложенной технологии обучения были достигнуты следующие цели:
-
На лекциях и практических занятиях существенно уменьшилось количество информации получаемой студентом с «голоса», и как результат улучшилось качество студенческих конспектов, появилась дополнительная возможность текущего контроля знаний;
-
На лабораторных работах выполнение индивидуальных заданий лишило студента возможности «отсидеться» на занятии, повысило его заинтересованность в быстрейшем выполнении задания, а наличие лабораторной тетради не только повысило качество составления отчетов, но и снизило трудоемкость их проверки;
-
Внедрение лабораторных работ с использованием программы АРМ Win Machine Structure 3D существенно повысило интерес студентов к изучению дисциплины, и как результат в дальнейшем, наиболее подготовленные студенты в своих курсовых и дипломных проектах выполняют расчеты на прочность, жесткость и устойчивость проектируемых машин с использованием этой программы;
УДК-37.037
ВОСПИТАНИЕ ОБЩИХ СИЛОВЫХ КАЧЕСТВ УЧАЩИХСЯ
12-13 ЛЕТ ШКОЛЫ-ИНТЕРНАТА С УГЛУБЛЕННЫМ
ИЗУЧЕНИЕМ МУЗЫКИ
Дрюков Д.Г., Колокольцев М.М.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, г. Иркутск
It’s offered and tested the advanced technique of 12-13 year old students of the boarding school physical abilities training. It’s shown that an additional lesson of Physical training with developing students’ physical abilities enlarges indicators in 1-2 or 1-6 times in comparison with the control group.
Силовая выносливость как вид силовых способностей проявляется в возможности человека противостоять утомлению при осуществлении относительно продолжительных действий, требующих значительных мышечных напряжений. Ведущей идеей в повышении физической подготовленности детей и подростков является интенсификация учебного процесса на основе комплексного подхода к учащимся.
Учебная программа по физической подготовке в школе ориентирована на укрепление здоровья и совершенствование кондиционных способностей детей и подростков в процессе их физического воспитания.
Каждое учебное заведение осуществляет свою деятельность, согласно программам ГОС. В то же время, школа может дополнительно, не изменяя образовательных стандартов, разработать свою комплексную программу по физическому воспитанию, исходя из профильности учебного заведения, возможностей спортивного оборудования и спортивного зала.
В иркутской школе-интернате для детей-сирот и детей, оставшихся без попечения родителей с углубленным изучением музыки, по данным ежегодного медицинского наблюдения за физическим здоровьем детей выявлено, что к пятому классу снижается уровень физической подготов-ленности, особенно силовых качеств. Это объясняется специфичностью учебного процесса в школе: малоподвижное длительное «сидение за инстру-ментом», мышечные напряжения изометрического типа (без изменения длины мышц) при повышенной нагрузке на мышцы спины и верхнего плечевого пояса. Анализ научно-методической литературы показал, что эта проблема в комплектности не решена для специализированных учебных заведений.
Цель работы: повышение физической подготовленности учащихся 12-13 лет музыкальной школы-интерната с использованием усовершенствованной технологии улучшения их силовых качеств.
Организация и методы исследования. Исследование проводилось на базе школы-интерната для детей сирот и детей, оставшихся без попечения родителей с углубленным изучением музыки г. Иркутска в 2009-2010 учебном году. Под наблюдением находилось 38 учащихся 6 классов. В контрольной группе основные и дополнительные занятия по физкультуре проводились согласно программе ГОС. В параллельном классе (экспериментальная группа), кроме занятий по ОФП, добавлено 1-часовое занятие для развития силовых способностей по усовершенствованной методике.
Результаты позволяют утверждать, что воспитание силовых способностей учащихся среднего школьного возраста наиболее благоприятно протекает в этот возрастной период от 12-13 до 17-18 лет, чему в немалой степени соответствует доля мышечной массы к общей массе тела. В тоже время показатели силы в большой мере испытывают на себе влияние генотипа. Уровень силовых способностей также определяется половыми особенностями. Кроме того, он сильно колеблется в зависимости от индивидуальных особенностей учащихся, характера двигательной активности, занятий конкретными видами спорта, уровень абсолютной силы человека так же в большой степени обусловлен факторами среды (тренировка, самосто-ятельные занятия и др.). Воспитание силовых способностей осуществляется в единстве и взаимосвязи с развитием других физических способностей, обуче-нием двигательным действиям и их совершенствованием, а также одной из самых главных задач физического воспитания в целом – воспитанию личности.
На уроках в экспериментальной группе использовали упражнения, отягощенные весом собственного тела (самосопротивление). Отягощение при этом создается за счет сил тяжести различных звеньев собственного тела или путем преднамеренного затруднения сокращений одних мышц направленным сопротивлением других мышц – их антагонистов. Добавлены упражнения с гимнастической скамейкой и гантелями, имеющие направленность на преодоление внешнего сопротивления.
Исследования проводились 2 раза в год, в начале (сентябрь) и в конце учебного года (июнь). Для оценки основных двигательных качеств были применены тесты, разработанные во ВНИИФК. Обработка результатов проводилась статистическая методами с вычислением средней арифметической величины. Достоверность различий определялась непараметрическими методами с использованием критерия Вилкоксона-Манна-Уитни.
Результаты эксперимента представлены в таблице.
Таблица - Физическая подготовленность школьников 12-13 лет в контрольной и экспериментальной группах наблюдения
Тесты для оценки физической подготовленности
|
Группа наблюдения
|
Пол
|
Среднее значение показателя
|
В начале наблюдения
|
В конце наблюдения
|
Челночный бег
5х10 м (сек)
|
Контрольная
|
М
|
20,7
|
19,8
|
Д
|
23,67
|
23,17
|
Экспериментальная
|
М
|
20,48
|
18,7
|
Д
|
24,47
|
23,48
|
Поднимание-опускание- туловища из положения лежа (кол-во раз за 30 с)
|
Контрольная
|
М
|
22,4
|
23,7
|
Д
|
19,4
|
20,9
|
Экспериментальная
|
М
|
21,0
|
28,3*
|
Д
|
20,6
|
27,6*
|
Сгибание- разгибание рук в упоре
(кол-во раз за 30 с)
|
Контрольная
|
М
|
14,9
|
17,4
|
Д
|
10,5
|
12,9
|
Экспериментальная
|
М
|
20,2
|
26,3*
|
Д
|
7,9
|
13,87*
|
Подтягивание на перекладине (мальчики, кол-во раз), Вис (дев, с)
|
Контрольная
|
М
|
6,1
|
6,6
|
Д
|
7,2
|
8,6
|
Экспериментальная
|
М
|
6,3
|
10,8*
|
Д
|
6,0
|
14,3*
|
Прыжок в длину с места (см)
|
Контрольная
|
М
|
170
|
173
|
Д
|
142
|
144,5
|
Экспериментальная
|
М
|
171
|
179
|
Д
|
136
|
142
|
Примечание: *- статистически значимые отличия по сравнению с контрольной группой (Р<0,05).
Как видно из таблицы, исходный уровень физической подготовленности в контрольной и экспериментальной группах был примерно одинаковый (Р>0,05). К концу эксперимента показатели физической подготовленности в обеих группах наблюдения стали выше, чем в начале работы. Однако, в экспериментальной группе, результаты тестов «поднимание и опускание туловища», «сгибание, разгибание рук в упоре», «подтягивание на перекладине (мальчики) и вис (девочки) статистически значимо выше, чем в контрольной группе (Р<0,05), что свидетельствует о приросте силовых показателей. Так, у мальчиков показатели физической подготовленности в тесте «поднимание и опускание туловища», в экспериментальной группе выше в 1,2 раза, в тесте «сгибание, разгибание рук в упоре» в 1,5 раза, в тесте «подтягивание на перек-ладине» в 1,6 раза выше, чем в контрольной группе. Аналогичная динамика в этих тестах отмечена у девочек. В двух тестах («челночный бег» и «прыжок в длину с места») достоверных отличий в сравниваемых группах не установлено. Таким образом, использование усовершенствованной методики воспитания силовых качеств оказалась эффективнее, чем общепринятое проведение уроков физической культуры. Полученные результаты исследования могут быть использованы при организации и проведении уроков физической культуры в других учебных заведениях музыкального профиля.
УДК: 620.9:502
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ТВЕРДЫХ БЫТОВЫХ ОТХОДОВ
Кабулов Б.Б, Какимов А.К., Еренгалиев А.Е., Мустафаева А.К.,
Тохтаров Ж.Х.
Семипалатинский государственный университет имени Шакарима,
г. Семей
Проблема полного уничтожения или частичной утилизации твердых бытовых отходов (ТБО) - бытового мусора - актуальна, прежде всего, с точки зрения отрицательного воздействия на окружающую среду.
Мусорные свалки, занимающие огромные территории часто плодородных земель и характеризующиеся высокой концентрацией углеродсодержащих материалов (бумаги, полиэтилена, пластика, дерева, резины), часто горят, загрязняя окружающую среду отходящими газами. Кроме того, мусорные свалки являются источником загрязнения поверхностных и подземных вод за счет дренажа атмосферными осадками.
С одной стороны, ТБО - богатый источник вторичных ресурсов (в том числе черных, цветных, редких и рассеянных металлов), с другой – «бесплатный» энергоноситель, так как бытовой мусор - возобновляемое углеродсодержащее сырье для топливной энергетики. Эта вторая ипостась ТБО становится все более актуальной: по данным Word Coal Institute, даже если темпы добычи застынут на сегодняшнем уровне, запасов угля хватит на 200 лет, нефти – на 40, газа – на 60. Человечество стоит перед альтернативой: или продолжение бесконтрольной эксплуатации природных ресурсов, ведущее к катастрофе, или переход к регулируемому развитию с мягкими воздействиями человека на природу. Поэтому производство должно перейти на новый уровень технологии - безотходный или биоподобный. В этом случае отходы будут перерабатываться легко и безопасно.
Сложность рассматриваемой проблемы в том, что бытовой мусор - комплексное разногабаритное органо-минеральное вещество, рассредоточенное в окрестностях жилых мест, и состоящее из разных компонентов: от лома цветных металлов и битого стекла до бумаги и пластика. Проблемы ТБО – это сбор и транспортировка бытового мусора к пунктам утилизации, а также его уничтожение или обезвреживание. Важно, чтобы утилизация бытовых отходов не нарушала экологическую безопасность городов, нормальное функционирование городского хозяйства с точки зрения общественной санитарии и гигиены, а также условия жизни населения.
Углеродсодержащие компоненты ТБО имеют потенциальную энергию, приближающихся по теплотворной способности к средним сортам бурых углей. Эффективное извлечение этой тепловой энергии с одновременным снижением удельных объемов и обеззараживанием (путем перевода зольной части твердых бытовых отходов в инертное состояние) можно осуществить только с помощью термических технологий.
Зарубежный опыт показывает, что рациональная организация переработки ТБО дает возможность использовать до 90 % продуктов их утилизации в строительной индустрии, например в качестве заполнителя бетона. Реализация термических методов при сжигании 1000 кг ТБО позволит получить тепловую энергию, эквивалентную сжиганию 250 кг мазута. Но реальная экономия еще больше, поскольку не учтен факт сохранения первичного сырья (нефти и получаемого из нее мазута) и затраты на его добычу.
Сжигание - распространенный способ уничтожения твердых бытовых отходов, который широко применяется с конца XIX века.
Сложность утилизации ТБО обусловлена, с одной стороны, их многокомпонентностью, с другой - повышенными санитарными требованиями к процессу их переработки. Поэтому сжигание до сих пор остается наиболее распространенным способом первичной обработки бытовых отходов.
Сжигание бытового мусора, помимо снижения объема и массы, позволяет получать дополнительные энергоресурсы, которые можно использовать для централизованного отопления и производства электроэнергии. В среднем теплотворная способность бытовых отходов колеблется от 1000 до 3000 ккал/кг. Выявлено, что по теплотворной способности 10,5 г твердых бытовых отходов эквивалентны 1 т нефти; по калорийности бытовые отходы уступают каменному углю всего в 2 раза; 5 т мусора выделяет при сгорании столько же тепла, сколько 2 т угля или 1 т жидкого топлива. Из каждой тонны отходов можно выработать около 300 - 400 кВтч электроэнергии.
Потребителями тепла и энергии от сжигания мусора могут быть жилые дома, теплицы, оранжереи, производственные помещения, плавательные бассейны, и т. д. Использование ТБО в качестве топлива может почти полностью удовлетворить потребности в электро- и теплоэнергии коммунального сектора.
Многие импортные мусоросжигательные установки вызывают образование вредных выбросов. Для них нужны совершенные системы газоочистки, которые не внедряются из-за высокой стоимости, и загрязнение атмосферы выбросами продолжается.
В импортных мусоросжигательных печах колосниковые решетки сделаны из стали с максимальной температурой сгорания мусора +1200°С. Даже при этих невысоких температурах стальные детали часто выходят из строя, и печи приходится останавливать для ремонта. В результате сжигания количество мусора уменьшается лишь вчетверо, поскольку 25 % от исходной массы составляет зола, которую надо складировать под землей.
В Москве совместной лабораторией научно-производственного объединения "Алгон" и Московского института стали и сплавов разработан новый способ переработки ТБО, технология которого близка к процессам получения чугуна и меди.
В печи, созданной специалистами «Алгона», нет подвижных металлических элементов: колосниковых решеток, балок, ворошителей. Их заменяет ванна с жидким шлаком - расплавом оксидов кремния, алюминия, кальция, магния. Мусор высыпается в расплавленный шлак, интенсивно продуваемый воздухом и кислородом. Частицы ТБО быстро сгорают при температуре +1500°С. В этих условиях диоксины вообще не образуются, а других токсичных веществ выделяется гораздо меньше, т.е. вредное воздействие на природу снижается до минимума.
Все несгоревшие отходы можно использовать. Минеральная часть мусора перерабатывается в жидкий шлак, из которого делают строительные материалы - литые камни, щебенку, наполнители для бетона, минеральное волокно. Металлическая часть мусора - соединения железа, меди, кобальта, никеля - переходит в расплав, который после застывания превращается в чугун. Такой чугун пригоден для садовых решеток или противовесов в лифтах. Завод, производящий теплоэнергию, строительные материалы, металл, может не только приносить прибыль, но и стать конкурентоспособным на международном рынке.
Научно-производственным предприятием «Сибэкотерм» (г. Новосибирск) разработана экологически чистая технология высокотемпературной (плазменной) переработки ТБО. Технологическая схема этого производства не предъявляет жестких требований к влажности исходного сырья. Конструкция аппаратуры и технологическое обеспечение позволяют получить вторичную энергию в виде горячей воды или перегретого водяного пара с подачей их потребителю, а также вторичной продукции в виде керамической плитки или гранулированного шлака и металла. Это - вариант комплексной переработки ТБО, их полной экологически чистой утилизации с получением полезных продуктов и тепловой энергии из «бросового» сырья.
Шахтный вариант электроплазменного газификатора дает возможность оперативно управлять технологическим процессом, а именно вводом окислителя в реакционную зону и мощностью плазмотронов. Разработанный модуль производительностью 5 т ТБО в час (35 - 40 тыс. т/г) содержит 3 электродуговых плазмотрона мощностью по 1 МВт каждый. При работе этого модуля может быть получено 3-5 т/ч синтез-газа. При сжигании такого количества газа будет получена тепловая мощность 10-12 МВт. Этого количества достаточно для производства 10-15 т пара в час или 100 м3/час горячей воды температурой +95°С.
Это одно из самых перспективных направлений переработки ТБО с точки зрения как экологической безопасности, так и получения вторичных полезных продуктов - синтез-газа, шлака, металлов и других материалов, которые могут найти широкое применение в народном хозяйстве. Высокотемпературная газификация дает возможность выгодно, экологически чисто и технически относительно просто перерабатывать ТБО без их предварительной подготовки, По сравнению с зарубежными технологическими схемами высокотемпературной переработки ТБО технология утилизации, разработанная сибирскими учеными и практиками научно-производственного предприятия «Сибэкотерм» и Института теплофизики СО РАН, наиболее приемлема и может быть внедрена в крупных и средних городах.
Схема переработки ТБО
в мусоросжигательном оборудовании с кипящим слоем
-
Мусоросжигательное оборудование с кипящим слоем
|
печь с вращающимся
кипящим слоем
|
оборудование для подачи отходов - приемный
приямок и кран
|
котел-утилизатор для
охлаждения дымовых газов
|
-
Оборудование для использования избыточного тепла
|
Система
обогрева и подогрева для собственных нужд завода
|
Система
предварительно-го подогрева
воздуха
для горения
|
Система
подогрева
воздуха для
предотвращения раскаления
дымовых газов
|
Система
подачи
пара
|
Система
использования
избыточного тепла
вне завода
|
-
Оборудование для удаления золоостатков
|
-
бункер после
цементирования
|
бункер после
магнитной сепарации
|
Оборудование для очистки сточных вод
|
Оборудование рециклинга материалов отходов
|
-
шреддер с высоким числом оборотов
|
приемный бункер
с краном
|
Транспортирующее оборудование: система
ленточного конвейера
|
Сортировочное оборудование:
магнитный сепаратор,
сортировочное устройство
|
Утилизационное оборудование: измельчитель
|
Оборудование для хранения и транспортировки: бункеры для хранения черных металлов, негорючих материалов, алюминия, пластмасс
|
Оборудование для пылеулавливания: способ совместного использования
циклона и мешочного фильтра
|
В ХХI веке произойдут большие изменения в сфере обращения с отходами. Сжигание ТБО в оборудовании с кипящим слоем считается процессом, обеспечивающим низкий уровень выбросов.
Горючие газы с температурой +850-950°С поступают в котел-утилизатор, в котором под воздействием псевдоожиженного слоя песка с температурой примерно +650°С подвергаются сушке, газификации и полностью сгорают в камере сжигания. В верхней части печи поддерживается температура порядка +850-950°С.
Твердые остатки сгорания вместе с песком и несгоревшими частицами в нижней части печи выгружаются, а затем с помощью классификатора песок отделяется от несгоревшей части. С помощью магнитного сепаратора от несгоревших частиц отделяются черные металлы, и оба компонента поступают на хранение в соответствующие бункера. Отделяемые черные металлы используются в качестве вторичных ресурсов. Отделенные с помощью классификатора остатки песка возвращаются в печь и используются для создания циркулирующего кипящего слоя.
Для создания псевдоожиженного слоя песка и для процесса горения в печи используется первичный воздух, а для обеспечения полного сгорания отходов в верхнюю часть печи подается вторичный воздух. Кроме того, первичный и вторичный воздух вдуваются в приямок для отходов. За счет этого предотвращается образование в приямке для отходов неприятных запахов.
Горючие газы с температурой +850-950°С поступают в котел-утилизатор, где они охлаждаются до температуры ниже +300°С. Кроме того, за счет впрыска в охлаждающую башню холодной воды они охлаждаются еще больше - до +170°С. В охлажденные дымовые газы производится вдувание негашеной извести, которая вступает в реакцию с присутствующим в продуктах сгорания хлористым водородом. С помощью фильтровального устройства происходит улавливание пыли из продуктов сгорания. Затем за счет действия дымососа продукты сгорания направляются в газоохладитель, где они, отдавая свое тепло в теплообменник, понижают температуру до +150°С. Из газоохладителя с помощью вентилятора высокого давления отходящие газы направляются в абсорбер с активированным коксом, который, реагируя с содержащимися в продуктах сгорания диоксинами, способствует их деструкции. После этого продукты сгорания направляются в дымовую трубу.
Образующийся в котле-утилизаторе пар используется на заводе в качестве источника тепла для подогрева воздуха на горение, предотвращение образования белого дыма, деаэрации, для обогрева и подогрева на самом заводе и как источник тепла для внешних потребителей.
В ХХI веке следует ожидать прорыв в технологии кипящего слоя применительно к мусоросжиганию и сжиганию угольного топлива, предполагается также неизбежная модернизация технологий барботирующего и циркулирующего кипящего слоя.
Технологии газификации и плавления станут главными при сжигании обычных отходов при одновременном подавлении диоксинов и плавлении золоостатков за счет избыточного тепла.
Будут развиваться технологии химического рециклинга для преобразования смешанных отходов пластмасс в химическое сырье. Повысится необходимость в высокоэффективной выработке электроэнергии за счет избыточного тепла от мусоросжигания при КПД более 30 %.
Основные преимущества технологии циркуляционного кипящего слоя:
- возможность эффективного сжигания низкотемпературных топлив;
- возможность эффективного (более 90 %) связывания оксидов серы;
- низкие выбросы оксидов азота;
- компактность котельной установки.
Будут реализованы разработки по высокоэффективному получению электроэнергии за счет сжигания угольного топлива с помощью сжигания в кипящим слое под давлением.
Список литературы
1. Рябов Г.А. , Надыров И.И. Состояние и перспективы развития технологии сжигания твердых топлив в циркуляционном кипящем слое: Аналитический обзор. М.: ВТИ, 1998.
2. Шульман В.Д. Оценка экологических свойств энергетического топлива. Теплоэнергетика.2001. № 1.
3. Элинзон М.П., Васильков С.Г. Топливосодержащие отходы промышленности в производстве строительных материалов. М.: Сиройиздат, 1990.
4. Экология энергетики. Учебное пособие / Под общей редакцией В.Я. Путилова. М.: Издательство МЭИ, 2003.
УДК 664.65.05(083)
ПРЕИМУЩЕСТВА аэрозольтранспорта ПРИ БЕСТАРНЫХ ПЕРЕВОЗКАХ МУКИ
Кабулов Б.Б., Какимов А.К., Есимбеков Ж.С., Есмагамбетов А.А.
Семипалатинский государственный университет имени Шакарима
г.Семей
На предприятиях пищевой промышленности первой транспортной операцией с исходным сырьем является его прием с железнодорожного или автомобильного транспорта и передача на хранение в центральный склад сырья предприятия.
За исключением зерновых и некоторых малоценных сыпучих грузов, остальное сырье доставляется в мешках, бочках или ящиках. В настоящее время на большинстве предприятий эти тарные грузы разгружаются с транспортных единиц вручную, либо при помощи простейших механических средств доставляются даже на значительное расстояние (например, в склады).
Погрузочно-разгрузочные работы, связанные с этими операциями, трудоемки и требуют применения тяжелого физического труда. И крупные, и самые мелкие предприятия вынуждены содержать в штате значительное число грузчиков, так как потребность в их работе может возникнуть в любое время дня и ночи, - как только будет подан под разгрузку или погрузку подвижной состав. Труд грузчиков используется неравномерно и недостаточно, и стоимость погрузочно-разгрузочных работ сильно сказывается на себестоимости продукции. Простой подвижного состава, особенно железнодорожного, должен быть во избежание штрафов сведен к минимуму. Отсутствие эффективных средств механизации погрузочно-разгрузочных работ - одно из главных препятствий к проведению комплексной механизации и автоматизации производственных процессов на пищевых предприятиях. Для таких сыпучих грузов как мука и сахар, являющихся основным сырьем на большинстве предприятий пищевой промышленности, эта проблема может быть решена путем внедрения бестарных перевозок и бестарного хранения этих продуктов.
Для производственного процесса мельниц, хлебозаводов, кондитерских и макаронных фабрик бестарное хранение муки имеет технологическое значение, так как облегчает операции по составлению смесей из различных сортов муки и по подготовке муки для производства.
Пневмотранспорт должен широко применяться при бестарных перевозках и бестарном хранении, так как без него эти перевозки не дают полного эффекта.
Принцип действия пневматических устройств основан на сообщении насыпному грузу скорости движения потоком воздуха. Устройства для пневматического транспорта низкого давления делятся на всасывающие, нагнетательные и смешанные (всасывающее - нагнетательные).
В нагнетательных устройствах плотность воздуха и перепад давления выше, чем во всасывающих, поэтому при транспортировке на большие расстояния нагнетательные устройства эффективнее. Для транспортировки пылевидных грузов (муки) применяют нагнетательные и смешанные устройства.
Основной недостаток установок пневматического транспорта - высокий удельный расход энергии - вызывается тем, что энергия затрачивается не только на полезное перемещение самого материала, но и на одновременное перемещение больших масс воздуха. В обычных установках пневматического транспорта этот недостаток сказывается особенно сильно при перемещении муки, которое производится при концентрациях, не превышающих 3-4 кг/кг. Для этого рода материалов установки пневматического транспорта должны иметь сложную систему очистки воздуха, так как частицы малых размеров плохо выделяются из воздуха в обычных центробежных разгрузителях и пылеотделителях. В установках для таких материалов часто возникают завалы трубопроводов.
С целью ликвидации этих недостатков целесообразно применять аэрозольтранспорт (установки пневматического транспорта с сверхвысокой концентрацией смеси, или пневматический транспортом материалов в плотной фазе).
Принцип действия установок аэрозольтранспорта существенно отличается от принципа действия обычных установок пневматического транспорта.
Схема установки аэрозольтранспорта при бестарных перевозках
сыпучих грузов
1 – расходные бункеры; 2 – специальные питатели; 3 - ротационный
нагнетатель; 4 – трубопроводы; 5 – бункер; 6 – контрольный бурат; 7 – бункер;
8 – питатель; 9 – цистерны; 10 – вагоны - цистерны
В обычных пневмотранспортных установках материал находится во взвешенном состоянии в потоке воздуха, причем объемный расход воздуха, несущего материал, во много раз больше объемного расхода самого, материала. В установках аэрозольтранспорта дисперсный материал до ввода в трубопровод должен быть приведен в аэрированное, т. е. в состояние, насыщенное воздухом. Вследствие этого увеличивается удельный объем материала, материал приобретает свойства текучести, присущие жидким телам.
В таком состоянии материал может заполнить все сечение трубопроводов и под значительным давлением перемещаться по ним сплошной массой. При таком способе объемный расход воздуха примерно равен объемному расходу материала, а весовая концентрация в десятки раз больше концентрации в обычных установках. Скорость воздуха, которая в начале трассы несколько отличается от скорости перемещения материала, составляет всего от 4 до 6 м/сек, т. е. значительно меньше, чем в обычных установках.
Указанные характерные особенности установок аэрозольтранспорта являются основными причинами снижения их энергоемкости по сравнению с установками с низкой концентрацией. Уменьшаются потери давления в местных сопротивлениях и, в частности, в отводах. В установках аэрозольтранспорта упрощается система очистки воздуха. В этих установках смесь подается материалопроводом непосредственно в бункер. Для выхода вытесняемого воздуха в верхней крышке бункера натягивается фильтровальная ткань.
Показатели обычных пневматических установок и установок аэрозольтранспорта для порошкообразных материалов приведены в таблице.
Показатели
|
Обычный пневмотранспорт
|
Аэроэольтранспорт
|
Весовая концентрация, кг/кг
|
0,5 - 5
|
75 - 400
|
Расчетная скорость воздуха, м/с
|
16 – 25
|
5 - 7
|
Диаметр трубопроводов, мм
|
75 - 300
|
20 - 80
|
Необходимое избыточное давление,
Па
|
0,02 - 0,3
|
0,5 - 2,5
|
Удельная нагрузка в трубопроводе,
т/м2
|
(1,5 - 3)102
|
(2,5 - 7,5) 102
|
Удельная потребная мощность, кВт/т час
|
1,5 - 4
|
1 - 2,5
|
Очистительные устройства
|
Сложные
|
Простые
|
Сопротивление в отводах
|
Значительное
|
Незначительное
|
Достарыңызбен бөлісу: |