Лабораторная работа по безопасности жизнедеятельности (Вариант 59)

Лабораторная работа№4 Оценка пожарной опасности автономного узла трения Целью работы является исследование условий, при которых перегретый подшипник может вызвать горение и, разработка противопожарных мероприятий. При этом необходимо: 1. Расчет температуры нормального и аварийного режима работы узла трения по мощности электродвигателя. 2. Экспериментальное определение температуры каплепадения образцов пластичных смазок. 1.Расчет температуры нормального и аварийного режима работы узла трения по мощности электродвигателя Задание. Провести оценочный расчет условий загорания от узла трения. Варианты заданий представлены в таблице 1. По результатам расчета своего варианта построить диаграмму (Рис.1). Таблица 1 Коэффициент теплоотдачи от поверхности подшипника α = 5 Вт·м-2·К-1; коэффициент неравномерности нагрева ψ≈1; ρ = 7800 кг/м3 — плотность материала подшипника (сталь); Ср = 482 Дж·кг -1 ·К -1 — удельная теплоемкость материала подшипника. Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения, равна 1 % от Nэл.дв: Nmp = 950∙0,01= 9,5 Вт Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения на один узел, равна N_mp^’ =4,75 Вт. Сm= C_р∙ρ∙V — полная теплоёмкость узла трения П0=(∙α∙F)/(C_р∙ρ∙V)=(1∙5∙2,3∙〖10〗^(-2))/(482∙7800∙1,55∙〖10〗^(-4) )=2∙〖10〗^(-4)c-1- параметр охлаждения P+=(N_mp^’)/С_m =(4,75 )/(482∙7800∙1,55∙〖10〗^(-4) )=8,2∙〖10〗^(-3) К∙c-1- скорость нагревания ∆T=P_+/П_0 =(8,2∙〖10〗^(-3))/(2∙〖10〗^(-4) )=41 -максимальная избыточная температура, которая устанавливается в узле трения при аварийном режиме работы в случае, когда мощность электродвигателя, затрачиваемая на преодоление сил трения равна 1%. В точке А1 (рис.4.2) P+= P= P+= P== П0∆T Рабочая температура (Тр) подшипникового узла электродвигателя при температуре воздуха t0=20 0С равна: Тр=20+41=61 0С Предположим, что электродвигатель эксплуатируется в аварийном режиме (например, загрязнение смазки). Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения, увеличивается до 2 % от Nэл.дв N_mp^»=950∙0,02=19 Вт Мощность, затрачиваемая на преодоление сил трения на один узел, равна N”mp =9,5 Вт. P+=(N_mp^’)/С_m =(9,5 )/(482∙7800∙1,55∙〖10〗^(-4) )=0,016 К∙c-1 ∆Т = 335 — максимальная избыточная температура, которая устанавливается в узле трения при аварийном режиме работы в случае, когда мощность эл.двигателя, затрачиваемая на преодоление сил трения, равна 2%. Тогда, в аварийном режиме работы подшипника: Тав=20+335=355 0С По результатам расчета вычерчиваем график (рис.4.3). Рисунок 1.Диаграмма работы узла трения: температура нормального (Тр) и аварийного (Тав.) режима работы

2. Определение температуры каплепадения пластичной смазки

Лабораторная установка Аппарат АКП-02 для определения температуры каплепадения нефтепродуктов предназначен для нагревания продуктов и контроля температуры падения первой капли при переходе продукта в жидкое состояние. Принцип действия АКП-02 основан на измерении температуры в технологическом блоке. Эксплуатационные характеристики: Максимальная продолжительность одного анализа не более 1ч. Аппарат имеет следующие режимы работы: — режим 1 в соответствии с ГОСТ 6793 , при котором проба нагревается со скоростью (10 ± 1,5) 0С/мин и начиная с температуры на 20 0С ниже ожидаемой температуры каплепадения, температура пробы повышается со скоростью 1 0С в минуту до окончания анализа; — режим 2 стабилизации используется при аттестации аппарата. Время охлаждения технологического блока до температуры окружающей среды не более 1ч. Устройство аппарата: Аппарат состоит из электронного и технологического блоков (Рис.4.4). В электронном блоке размещена плата с элементами электрической схемы. На задней стенке блока установлены два разъёма (для подключения датчика температуры, для подключения схемы фиксации момента каплепадения нефтепродукта в пробирках и для подключения нагревателя и вентилятора). В верхней части электронного блока расположена плата с элементами световой индикации, дисплей и клавиатура. С одного бока расположен разъём Х4 – для подключения аппарата к компьютеру, а с другого тумблер СЕТЬ. Все светодиоды имеют соответствующие обозначения (ПРОБА1 — ПРОБА6). В технологическом блоке размещены алюминиевый блок с шестью каналами, два нагревателя, блок светодиодов и блок фотодиодов для регистрации момента каплепадения, вентилятор для охлаждения блока после окончания анализа и датчик температуры. На кожухе технологического блока наклеена табличка, с обозначениями каналов. Подготовка к работе: Соединить электронный и технологический блок шнурами согласно маркировке; маслёнки, внутренние полости пробирок промыть спиртом или спирто-бензиновой смесью. Почистить каналы в технологическом блоке; маслёнку наполнить пробой, избыток пробы удалить шпателем; собрать пробирку таким образом, чтобы прорезь-щель нижней части пробирки была продолжением большого окошка верхней части пробирки; установить в пробирку заправленную маслёнку; анализы проводить без установки термометра в пробирку; если необходимо контролировать температуру термометром, то последний устанавливается в пробирку с пустой маслёнкой; пробирка с термометром помещается в любой свободный канал. Рисунок 2.Прибор АКП-02 для определения температуры каплепадения нефтепродуктов Рис.3. Пробирка с термометром и маслёнкой Порядок работы: — подключить аппарат к сети 220 В, — тумблером сеть включить питание аппарата, при этом на лицевой панели загорится светодиод сеть, а на мини-дисплее появится надпись АППАРАТ АКП-02 — нажать клавишу электронного блока (далее АКП-2) ENTER, на мини-дисплее появится надпись: Ввод даты анализа (число, месяц, год), (мигание указывает на необходимость уточнения даты ввода анализа). После установки «стрелками» нужной даты нажать клавишу АКП-2 ENTER, на мини-дисплее появится надпись Ввод даты анализа (число, месяц, год), подтвердить: Ок — повторно нажать клавишу АКП-2 ENTER, на мини-дисплее появится надпись Анализ Ттек=XXX.X(текущая температура в блоке ). — аппарат готов к реализации программы Анализ температуры каплепадения -установить значок «>» напротив данного режима и нажать клавишу АКП-2 ENTER, при этом: -если температура технологического блока выше значения 900 С, на две секунды на мини- дисплее электронного блока появится надпись: Установка не готова! Так как текущая выше 900С, (она указывает на необходимость выдержки для охлаждения технологического блока при повторном использовании АКП-2); — если температура технологического блока ниже значения 900 С, на мини-дисплее электронного блока появится надпись-команда: Выбор режима, режим 1, выбор режима выполняется клавишей « ↑» на клавиатуре АКП-2 для увеличения значения или «↓» для уменьшения значения; — после выбора режима 1 нажать клавишу АКП-2 ENTER, на мини-дисплее аппарата появится надпись-команда Ввод Т каплепадения Ткап=XXX 0C и высветится мигающее значение температуры последнего анализа. — Ткап=XXX0С — предполагаемая температура каплепадения устанавливается нажатием и удержанием клавиши «+↑» для увеличения и «−↓» для уменьшения ее. После установки температуры нажать клавишу АКП-2 ENTER, на мини-дисплее высветится надпись-команда Ввод Т каплепадения Ткап=XXX 0C, подтвердить Ок, при этом, если значение температуры подобрано правильно нажать клавишу АКП-2 ENTER и на мини-дисплее АКП-2 появится сообщение: Установка проб 1 2 3 4 5 6, если на мини-дисплее напротив какого-либо канала появится знак «٭», то данный канал неисправен и в анализе не участвует. — установка пробирок допускается только после появления надписи «Установка проб 1 2 3 4 5 6» — установить подготовленные пробы в каналы технологического блока прорезями на пробирках «к себе». Медленно поворачивая пробирки вправо или влево добиться звукового сигнала, одновременно при этом на мини-дисплее электронного блока рядом с номером пробы появится «٭», в пустующих каналах значок «*» не появится и при анализе учитываться не будет. Если в анализе участвуют пробы 2-х смазок, рекомендуется использовать ячейки 3 и 4 каналов, при использовании 4-х проб рекомендуется устанавливать во 2-й, 3, 4,и 5-й каналы. — следить, чтобы при установке пробирок с пробами на мини-дисплее электронного блока постоянно высвечивались значки «٭», отсутствие значка указывает, что пробирка с пробой установлена неправильно и нагревается без контроля, так как прорезь пробирки смещена от центра. — ввести программу контроля температуры нагревания проб в технологическом блоке; — мышкой на рабочем столе компьютера выбрать значок ☻- «прибор», на экран проецируется «пустая» координатная сетка: (по оси абсцисс фиксируется продолжительность нагревания технологического блока, по оси ординат текущее время анализа и текущая скорость нагрева проб). -после заданной установки пробирок нажать клавишу ENTER, на дисплее аппарата появится надпись Установка проб 1* 2* 3* 4* 5* 6* Ок, повторно нажать клавишу ENTER, на дисплее АКП-2 появится надпись Ввод__ данных завершен. Начать анализ Режим- 1. Анализ в режиме-1. -нажать клавишу АКП-2 ENTER, на мини-дисплее засветится светодиод «нагрев» и появится надпись Ттек=XXX.X 0С на экран проецируется в соответствии с программой введенной в компьютер текущие данные: -Т время выполнения анализа в минутах и секундах; -U текущая скорость нагрева проб в 0 С/мин; -графики нагревания технологического блока с установленными пробами и изменения скорости нагрева (Справка, скорость за 300 С до предполагаемой температуры каплепадения должна быть равной 10,0±1,50 С/мин ) (Cправка; при достижении температурына 300 С ниже предполагаемой температуры каплепадения Ткап аппарат автоматически перейдет в режим нагрева 10 С, при этом график станет более пологим); -в момент падения первой капли пробы из какой либо пробирки, на панели электронного блока загорится соответствующий светодиод и прозвучит звуковой сигнал на дисплее аппарата появится надпись Ттек=XXX.X 0 С, U=XX.X0 С, Тn =XXX.X где: n- номер канала от 1 до 6; Тn =XXX.X -температура каплепадения пробы в канале n и последующих. — после фиксации каплепадения во всех установленных пробирках или достижении текущей температуры 405 0С произойдет автоматическое отключение нагрева, при этом прозвучит звуковой сигнал и погаснет табло светодиода Нагрев, и засветится светодиод Вентилятор на охлаждение технологического блока и появится надпись Анализ завершен или Анализ прерван если достигнута Т=405 0С -для выхода в меню режимов нажать клавишу Esc на АКП-2 Результаты определения заносятся в таблицу 2. Таблица 2.Результаты определения температуры каплепадения пластичных смазок Вывод: с помощью прибора АКП-02 измерили температуру каплепадения пластичной смазки АМ. В результате замеров можно отнести смазку к высокоплавким смазкам, так как температура смазки превышает 100 °С. Для нормального функционирования температура каплепадения смазки должна быть на 10-15 °С выше рабочей температуры узла, который она обслуживает. В нашем случае рабочая температура равна 61 °С, что говорит о эффективности смазки.