Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


“верь 2006




 

 

»зложены основные требовани€ и пор€док выполнени€ курсовой работы.

ѕредназначены дл€ студентов 3 курса специальности 290600 Уѕроизводство строительных материалов, изделий и конструкцийФ при выполнении курсовой работы по дисциплине Уѕроцессы и аппараты технологии строительных изделийФ.

ќбсуждены и рекомендованы к печати на заседании кафедры Уѕроизводство строительных изделий и конструкцийФ (протокол є 7 от 2 июл€ 2006 г.)

 

 

—оставитель: ¬.». “рофимов

 

 

 урсова€ работа завершает изучение курса "ѕроцессы и аппара≠ты технологии строительных материалов" студентами специальности 290600 "ѕроизводство строительных материалов, изделий и конструкций" и выполн€етс€ в 5-м семестре.

ѕри выполнении курсовой работы студент расшир€ет и закрепл€ет знани€, полученные при изучении теоретической и практической частей курса, приобретает практический опыт проектировани€ тех≠нологических процессов с разработкой математической модели дл€ ведени€ и управлени€ разрабатываемого процесса.

 урсова€ работа включает основные элементы научно-исследо≠вательской работы и предусматривает изучение заданного процес≠са путем постановки серии экспериментов, проведенных по специ≠ально разработанной студентом программе с последующей их обра≠боткой о использованием теории подоби€ и моделировани€.

 урсова€ работа €вл€етс€ основой дл€ выполнени€ научно-ис≠следовательской работы, предусмотренной программой курса "ќсно≠вы научных исследований".

«адание на выполнение курсовой работы видаетс€ по установ≠ленной форме и выполн€етс€ студентом в предус≠мотренные графиком сроки.

 урсова€ работа считаетс€ выполненной после ее проверки и соответствующей отметка о допуске к защита руководителем.

I. “≈ћј“» ј  ”–—ќ¬џ’ –јЅќ“

“ематика курсовых работ охватывает основные технологичес≠кие процессы в технологии строительных материалов. “емами курсовых работ могут быть вопросы, св€занные с изучением процес≠сов:

а) течени€ неньютоновских жидкостей в вискозиметрах и пластометрах;

б) измельчени€ материалов в дробилках и мельницах,

перемешивани€ пластичных, полусухих и сухих смесей, уплотнени€ бетонных и растворимых смесей на виброустановках различных типов.

“емы курсовых работ не ограничиваютс€ приведенным перечнем, который может быть дополнен другими темами, исход€ из условий целесообразности их выполнени€ и наличи€ соответствующего обо≠рудовани€ и приборов.

2. —ќ—“ј¬ » ќЅ№≈ћ  ”–—ќ¬џ’ –јЅќ“

 урсова€ работа, исследовательского характера включает выпол≠нение следующих этапов:

1. ¬ведшие

2. ƒетальное изучение темы по литературным источникам и составление литературного обзора.

3. —оставление программы работы и методики отдельных экспериментов.

4. ѕроведение экспериментов по программе.

5. ќбработка экспериментальных данных.

6. –езультаты исследований и их анализ.

7. Ќаписание и окончательное оформление раечетно-по€снительной записки.

ќбъем расчетно-по€снительной записки в зависимости от плот≠ности и размера шрифта составл€ет 30-40 страниц рукописного тек≠ста. –асчетно-по€снительна€ записка начинаетс€ титульным листом. «атем следуют задание на проектирование, оглавле≠ние и текст. ¬ конце расчетно-по€снительной записки должен быть приведен описок используемой в работе литературы.

“екстова€ часть расчетно-по€снительной записки начинаетс€ с введени€, объем, которого составл€ет 1,5-2 страницы. ¬о введении привод€тс€ сведени€ из директивных документов партии и прави≠тельства по изучаемому вопросу, уровню научно-технического прог≠ресса в данной отрасли строительной индустрии. ¬ конце введени€ даетс€ технико-экономическое обоснование на совершенствование заданного технологического процесса и необходимость проведени€ научных исследований.

¬ведению не присваиваетс€ номер главы. ѕоэтому следующий за введением обзор литературы по работе €вл€етс€ первой главой рас≠четно-по€снительной записки. ќбъем этой главы составл€ет 15-20 страниц. ќсновной целью литературного обзора €вл€етс€ детальное изучение того раздела курса "ѕроцессы и аппараты в технологии строительных материалов",к которому относитс€ тема курсовой ра≠боты.

Ћитературный обзор усложн€етс€ еще и тем, что выполнение курсовой работы и лекционный курс протекают одновременно, поэто≠му студенту приходитс€ изучать, описывать, а затем и совершенст≠вовать процессы и аппараты самосто€тельно по литературе до прослушивани€ лекций.  роме того, сведени€ по одному и тому же воп≠росу помещены, как правило, в различных литературных источниках, с различной, а иногда и с противоречивой трактовкой, поэтому от студента требуетс€ не только достаточное их изучение, но и соответствующий анализ со своими соображени€ми и выводами.

“ак как студенты впервые и самосто€тельно выполн€ют курсо≠вую работу научно-исследовательского характера, то разрешаетс€ писать литературный обзор по ограниченной номенклатуре литера≠турных источников, а именно: учебники и учебные пособи€, моногра≠фии и основные специальные журналы центральных издательств. ("—троительные материалы", "÷емент" и др.). Ќезависимо от темы работы глава "ќбзор литературы по теме" должна содержать примерные параграфы:

1.1. ќсновные теоретические предпосылки исследуемого про≠цесса.

1.2. ќписание заданного процесса (например: перемешивание

дисперсных материалов).

1.3. ѕримен€емые машины и оборудование (приборы).

Ќаписание первой главы, а также последующих глав, необхо≠димо сопровождать об€зательными ссылками на используемые лите≠ратурные источники.

3. —ќ—“ј¬Ћ≈Ќ»≈ ѕ–ќ√–јћћџ –јЅќ“џ

¬виду того, что студенты третьего курса не имеют ни теоре≠тических знаний, ни практических навыков в составлении прог≠рамм, ниже привод€тс€ примерные схемы рабочих программ дл€ ос≠новных разделов тематики курсовых работ.

3.1. ќбща€ схема рабочей программы

–абоча€ программа на выполнение лабораторных экспериментов включает р€д последовательных операций по подготовке сырь€, примен€емому оборудованию и приборов, методик выполнени€ от≠дельных экспериментов и испытаний образцов, расчета количества материалов и объема работы, методике обработка экспериментов.

–абоча€ программа начинаетс€ с формулировки темы исследовани€, дл€ выполнение которой составл€етс€ программа, и устанавливаетс€

цель исследовани€.

«атем описываетс€ объект исследовани€ (например: цементное тесто с водоцементным отношением 0,3) и данные по примен€емому сырью (например: портландцемент марки 400).

 

–абочие программы дл€ основных разделов тематики курсовых работ

3.2. –абоча€ программа I

«ависимость плотности цементного раствора от времени уплотне≠ни€ и интенсивности вибрационных колебаний.

3.2.1. ÷ель работы

ѕолучение уравнени€ регрессии адекватно описывающего зависи≠мость плотности раствора oт времени уплотнени€ и интенсивности вибрационных колебаний.

3,2.2. ќбъект исследовани€

ќбъектом исследовани€ €вл€етс€ растворна€ смесь с водоцементным отношением Е соотношением песок: цемент, равным Е.

3.2.3 —ырье и его подготовка.

¬ качестве в€жущего используетс€ портландцемент марки Е

ƒл€ приготовлени€ раствора используетс€ речной песок с разме≠ром фракций... ‘ракционный песок заданной фракции получают путем рассева предварительно высушенного в сушильном шкафу р€дового песка на лабораторных ситах. Ќеобходимое количество материалов на весь эксперимент хранитс€ в закрытой таре.

3.2.4. ћетодика исследовани€

3.2.4.1. ”становки и приборы, примен€емые в работе:

а) лабораторна€ виброплощадка с круговыми (вертикально направленными) колебани€ми - I шт,

б) цилиндрическа€ форма - I шт,

в) секундомер - I шт,

г) виброграф- I шт,

д)штангенциркуль или линейка металлическа€- I шт,

е) емкость дл€ приготовлени€ раствора,

ж) весы торговые точность взвешивани€ 5 г.

3.2.4.2. ќпределение характеристик материалов.Ќа этом этапе определ€ют плотность цемента и песка, удельную поверхность по соответствующим √ќ—“ам или руководству к лабораторным работам по строительным материалам.

«.2.4.3. ѕриготовление раствора. —ухие составл€ющие цемент и песок засыпают в сосуд и перемешивают вручную в течение 30 с. «атем заливают воду в количестве примерно 50% от расчетного количествa и смесь перемешивают в течение 20-30 с, после чего заливают оставшуюс€ воду и смесь продолжают перемешивать до получени€ качественной однородной смеси. ќбщее врем€ перемешивани€ составл€ет Емин, причем секундомер включают после залавки первой порции воды. «а один замес (на один опыт) приготавливаетс€ с некоторым запасом примерно 1,2 литра раствора дл€ форм емкостью I литр. ѕоэтому на один замес требуетс€ 2,5 кг cyxиx составл€ющих.

3.2.4.4. ‘ормование. ≈сли исследование выполн€етс€ по методи≠ке планированного эксперимента, то в зависимости от номера опыта в матрице планировани€ предварительно настраиваетс€ виброплощадка на один из двух режимов, соответствующих нижнему или верхнему значению интенсивности колебаний. Ёта настройка дл€ виброплощадки с круговыми колебани€ми заключаетс€ в установке двух, соответ≠ствующей величины, дебалансов на вал вибратора и определении ам≠плитуда колебаний с помощью вибрографа по методике, прилагаемой вибрографу. Ќастройка виброплощадки с горизонтально направленными колебани€ми производитс€ с помощью специального винтового меха≠низма. »нтенсивность колебаний определ€етс€ по формуле:

»=ј ѕ

где ј - амплитуда. см; п - частота колебаний, с

  формовании приступают по истечении... минут после заливки первой порции воды при перемешивани€. „истую форму закрепл€ют на виброплощадке и начинают укладывать смесь лопаткой с одновремен≠ным уплотнением. ¬ конце формовани€ на уровне верхней кромки формы поверхность образца выравниваетс€. «атем включают виброплощадку и одновременно секундомер и уплотн€ют смесь в течении вре≠мени, соответствующего нижнему уровню по матрице планировани€. ѕо истечений этого времени виброплощадку и секундомер выключают измер€ют величину опускани€ поверхности смеси относительно верх≠ней кромки и результат записывают в рабочий журнал.

«атем виброплощадку и секундомер включают повторно и продолжают уплотнение смеси в течение времени, соответствующей верхне≠му уровню по матрице планировани€. ѕри этом учитываетс€ врем€ первого опыта, и поэтому стрелка секундомера не сбрасываетс€ пос≠ле первого времени уплотнени€.

ѕосле выключени€ виброплощадка оп€ть производилс€ измерение величины опускани€ смеси к форм.

“аким образом, на одном образце можно сделать два опыта с разными параметрами вли€ющих факторов.

Ќеобходимо, чтобы операции по приготовлению смеси и формованию во всех опытах строго совпадали по времени, и отсчет времени не обходимо вести oт начала перемешивани€ сухих компонентов, то есть врем€ от начала перемешивани€ до заливки первой и второй порций вода, окончани€ перемешивани€, начала укладки смеси в формы, момен≠та включени€ и выключени€ виброплощадки должно быть одинаковые во всех опытах.

Ќеобходимо также, чтобы количество заформованной смеси (по ве≠су) дл€ данного водоцементного отношени€ во всех опытах было одинаковым.

ћоб=ћ-ћф

ѕо результатам опытов определ€етс€;

а) масса образца

где ћ - масса образца с формой, кг; ћф - масса форма, кг;

б) объем образца

, л

 

где - объем формы в литрах;

d - диаметр формы, мм;

h - величина опускани€ поверхности образца при уплотнении, мм;

в) объемна€ масса уплотненного образца

, кг/л

 

—тепень уплотнени€ смеси оцениваетс€ коэффициентом уплотнени€  уп, равным отношению объемной массы уплотненного образца к объемной массе полностью уплотненной смеси определ€емой теоре≠тически по значени€м абсолютных объемов, вход€щих в смесь материа≠лов:

 

 

масса соответственно воды, цемента, песка,кг;

- плотность цемента, кг/л;

- плотность песка, кг/л.

3.2.5.  оличество и состав опытов

–абоча€ программа предусматривает решение поставленной задача по методике планированного эксперимента с реализацией полного факторного эксперимента типа;

 

N=2

где N - число опытов в эксперименте;

K- чиcло вли€ющих факторов;

2 - число уровней факторов.

 оличество вли€ющих факторов в эксперименте и их уровни, заданы в задании.

ƒл€ реализации всех опытов, вход€щих в матрицу планировани€ при двухфакторном эксперименте необходимо выполнись 4 опыта, при трех факторном - 8.ќднако дл€ статистической оценки результатов эксперимента необходимы повторные (параллельные) опыты. ћинималь≠ное число параллельных опытов, поставленных по методике планиро≠ванного эксперимента и позвол€ющих использовать аппарат математической статистики при обработка результатов, равно двум. ќграничива€сь при учебных исследовани€х минимальным числом параллельных опытов дл€ сокращени€ времени на эксперимент и экономии мате≠риалов, количество опытов составит:

в. двухфакторном эксперименте N2=2 *ѕп = 22 * 2 = 8;

в трехфакторном эксперименте N3 = 2 Х 2 = 16.

—остав экспериментов приводитс€ в описании методики проведени€ планированного эксперимента.

3.2.6. –асчет количества материалов на эксперимент

Q=Q1*N*y, кг

 

где Q- количество сухих материалов на один замес (опыт),

Q1= 2,5кг;

N- количество опытов;

y - коэффициент запаса, y= 1,15Е1,2

Q1=Qц+Qп;

где Qц иQп - масса соответственно цемента и песка на один замес;

Qц=aQ1;

Qц=bQ1;

a

где - отношение цемента к песку по весу;

b - коэффициент, равный 1-d;

3.2.7. ќбработка результатов эксперимента

ќбработка результатов производитс€ по методике планированного эксперимента, приведенной в разделе 4, котора€ заканчиваетс€ получением уравнени€ регрессии (математической модели процесса) в кодированных и натуральных переменных.

3.2.8.1. ‘орма записи исходной информации

”спех любого эксперимента во многом зависит от тщательности

записи исходной информации, полученной в процессе эксперимента. ‘орма записи может отличатьс€ большим разнообразием, определ€ю≠щим составом эксперимента, его сложности и условий проведени€. ѕоэтому форда записи исходной информации перед опытом должна быть тщательно продумана, хот€ в процессе эксперимента не иск≠лючена возможность ее совершенствовани€ и корректировки. ƒл€ данного эксперимента предлагаетс€ запись исходной в расчетной информации в таблицу по форме I.

 

‘орма I.

ƒата ѕроведе-ни€ опыта є опыта в матрице планиро-вани€ »нтенси-вность колеба-ний U см ¬рем€ уплотне- Ќи€ t, с ¬еличина опускани€ ѕоверхности образца при уплотнении h, мм ћасса образца с формой ћ, кг ћасса образца ћобр, кг ќбьем образца Vоб, л ѕлотность образца  оэффициент уплотнени€  уп
                   
                   
                   
                   

 

3.3. –абоча€ программа 2

»сследование зависимости качества перемешивани€ дисперсных материалов от времени перемешивани€.

3.3.1. ÷ель работа

ќценить эффективность перемешивающего аппарата при перемешива≠нии заданной смеси и определить оптимальное врем€ перемешивани€.

3.3.2. 0бъект исследовани€

0бъектом иcследовани€ €вл€етс€ трехкомпонентна€ смесь: песок +

+ щебень + вода или песок + известь + вода.

3.3.3. —ырье и его подготовка

ѕесок. –€довой песок просеиваетс€ через сита с отверсти€ми 1,25 и 0,3 мм. ќстаток на сите 0,3 мм высушиваетс€ и используетс€ в опы≠тах.

ўебень. ѕолучают дроблением грави€ в лабораторной щековой дро≠билке. –аздробленную смесь просеивают через сита 10 и 5 мм. ќстаток на сите 5 мм используетс€ в опытах.

»звесть. »спользуетс€ негашена€ молота€ известь. “онкость помола соответствует остатку на сите с сеткой є 0,2 не более 1% и є,0,08 не болев 10%.ƒл€ определени€ тонкости помола берут навеску измель≠ченной извести в количестве 50 г,высушивают при температуре 105 -110∞— и просеивают через комплект сит. ѕросеивание считают закон≠ченным, если через каждое из сит комплекта проходит не более 0,1 г. ќстаток на ситах в г взвешивают и выражают в процентах по отноше≠нию к исходной навеске. ѕомол извести производ€т в шаровой лабораторной мельнице.

3.3.4. ћетодика исследовани€

3.3.4.1. 0борудование и приборы, примен€емые в работе:

а) смеситель (указать тип) - I шт.;

б) лабораторна€ щекова€ дро≠билка - I шт.;

в) комплект сит с отверсти€ми 0,3; 1,25; 2,5; 5; 10 1Ў - I шт.;

г) комплект сит с отверсти€ми 0,08; 0,2Ч I шт.;

д) секундомер - I шт.;

е) весы торговые - I шт.;

ж) весы техни≠ческие - I..шт.;

з) сушильный шкаф - I шт.; и), бюксы - 56 шт.

3.3.4.2. ѕеремешивание смеси. —ухие компоненты смеси в количестве 15 кг засыпают в смеситель (тип смесител€ указан в задании), включают электродвигатель и в течение 10с перемешивают только су≠хие компоненты. «атем не останавлива€ смесител€, заливают воду по расчету (согласно заданию). ќтбор проб производитс€ через 15,30,60, 90,120,180,300 с. ѕеред каждым отбором проб электродвигатель смеси≠тел€ выключают. ќтбирают 4 пробы весом 100 г кажда€. ѕробы в смеси≠теле с принудительным перемешиванием отбирают перед каждой из четырех лопаток на рассто€нии 50-60 мм от лобовой плоскости лопатки в направлении ее движени€ и приблизительно на середине высоты сме≠си в этой части смесител€.

¬ гравитационном смесителе пробы отбираютс€ в среднем слое сме≠си (по глубине) в четырех точках равномерно расположенных по сво≠бодной поверхности, образуемой смесью.

“аким образом, при перевешивании в течение 5 минут с указанными интервалами отбора проб необходимо отобрать 28 проб.

3.3.4.3. ћетодика оценки эффективности перемешивани€ смесей: не содержащих активных  омпонентов. ѕеремешивание называетс€ со≠вершенным,если бесконечно малые пробы, отобранные в любом месте перемешиваемой системы, будут иметь одинаковый состав, соответствую≠щий расчетному. “аким образом, чтобы оценить эффективность перемеши≠вани€, необходимо определить состав смеси в пробе, отобранной из перемешиваемого объема смеси.

ќпределение состава смеси в пробах производитс€ по результату мокрого рассева. ѕробу смеси взвешивают на весах с точностью до -0,1 г и производ€т рассев на сите є2,5.ѕесок,прошедший. через сито, и щебень, оставшийс€ на сите высушивают до посто€нного веса. «на€ вес влажной пробы и вес песка и щебн€ в абсолютно сухом состо€нии, можно легко определить к количество влаги в пробе. ќднородность перемешиваемой смеси при ћ отобранных пробах дл€ соответствующего времени перемешивани€ определ€етс€ сначала по каждому компоненту смеси по уравнению:

,%

где m - количество проб; i - один из компонентов смеси; n - относительное содержание компонента в пробе, определ€етс€ по формуле:

N=C/C *100%

где — - содержание компонента   в пробе в %;

C - содержание компонента   в смеси.

≈сли —>C относительное содержание компонента   в пробе n определ€етс€ по формуле:

%

средн€€ однородность определ€етс€ по формуле:

 

где N - количество компонентов, по которым определ€етс€ однород≠ность.

“аким же образом определ€етс€ однородность дл€ другого времени перемешивани€ и т.д.

„ем больше численное значение величины приближаетс€ к 100, тем выше однородность перемешиваемой смеси. ќпыты выполн€ютс€ с трехкратной повторностью. ¬се три параллельные опыта обработать, использу€ аппарат математической статистики, определить среднее значение однородности, среднеквадратичную ошибку и коэффициент ва≠риации по специальной методике. ѕри повторных опытах использовать то же сырье.

3.3.4.4. ћетодика оценки эффективности перемешивани€ дл€ сме≠сей, содержащих известь. ќтобранные по описанной выше методике пробы высушивают до посто€нного веса. ќт каждой пробы отбирают по три навески по 15 г кажда€ с точностью до 0,01 г.ќдну из навесок засыпают в колбу емкостью 250 мл, туда же заливают 200 мл дистил≠лированной води и все это нагревают на плитке, не довод€ до кипени€. «атем колбу с содержимом остудить до комнатной температуры, после чего добавить несколько капель фенолфталеина (раствор фе≠нолфталеина на спирте). «атем определ€етс€ активность смеси ме≠тодом титровани€ однонормальным раствором сол€ной кислоты до исчезновени€ окраски раствора.

јктивность смеси определ€етс€ по формуле:

X=V*2,804*K/m, %

где V - количество однонормального раствора сол€ной кислоты,из≠расходованной при титровании;m - навеска,г; K - поправка к титру однонормального раствора сол€ной кислоты умноженна€ на 100. “о же самое выполн€етс€ дл€ двух других навесок данной пробы,а за активность извести, в пробе принимаетс€ среднеарифметическое из трех значений. «атем по активности извести определ€етс€ процентное содержание ее в пробе —:

C=X/A*100%

где ј - активность чистой извести, примен€емой в опытах (определ€≠етс€ до опытов дл€ всей партии),%Х

ѕо результатам определени€ каждой пробы определ€етс€ однород≠ность смеси дл€ соответствующей продолжительности перемешивани€:

где m - количество проб;n1,n2,nmЧ относительное содержание извести и пробах, определ€етс€ по формуле:

n=c/cо

где — - процентное содержание извести в пробе; со- процентное со≠держание извести в cмеси.

ќднородность смеси ” определ€етс€ дл€ каждой продолжительности перемешивани€. „ем больше численное значение величины ” прибли≠жаетс€ к 100,тем выше однородность. ќпыты так же, как и в пункте 4.3., выполн€ютс€ с трехкратной повторностью с последующей ста≠тистической обработкой результатов исследований.

«а относительное врем€ перемешивани€ принимаетс€ врем€,дл€ ко≠торого однородность перемешиваемой смеси €вл€етс€ максимальной.

3.3.5. –асчет количества материалов

где Q - общее количество материала, кг; Qn - количество песка, кг; Qщ- количество щебн€, кг; Qиз- количество извести, кг;   - коэффи≠циент,учитывающий потери материала в повторных опытах,   1,3.

Qn=15*a, a=

где Y - отношение песка к щебню (извести);15- количество сухих

компонентов смеси на один опыт, кг.

Qщ(из)=15*b

√де b-коэффициент, равный b=1-a

3.3.6. ‘орма рабочего журнала

«апись экспериментальных и расчетных данных производитс€ в три таблицы - вспомогательную по форме 2.промежуточную по форме 3 и итоговую по форме 4.

‘орма 2 (опытЕ)

 

ѕродолжительность перемешивани€, t.с є опыта Ўифр пробы, г ћасса пробы, г ћасса в абсолютно сухом состо€нии, г ћасса воды, г
песок гравий
             
           
           
           
             
           
           
           
             
           
           
           

 

‘орма 3(опыт)

ѕродолжительность переме-шивани€, t.с     є опыта     —одержание в пробе —,%     ќтносительное содержание n, %     ќднородность перемешивани€ ,%     —редн€€ однородность опыта, ср. %  
    песок     щебень     вода     песок     щебень     вода     песок     щебень     вода
                       
                     
                     
                     
                       
                     
                     
                     

 

‘орма 4(опыт)

 

  ¬рем€ перемешивани€ t, с ќднородность в параллельных опытах   ќднородность средн€€ ”ср.%   —реднеквадратична€ ошибка S, %    оэффициент ¬ариации W,%
  ”1   ”2   ”3
             
             
             
             
             
             
             

 

 

3.4. –абоча€ программа 3

»змельчение материалов в шаровой мельнице (указываетс€ конкретное название работа по заданию).

»з этого раздела могут быть три варианта работ:

а) "«ависимость производительности шаровой мельницы от степе≠ни загрузки барабана мельницы материалом";

б) "»сследование кинетики измельчени€ материала в шаровой мель≠нице";

в) "«ависимость производительности шаровой мельницы от вли€ю≠щие факторов (массы мелющих тел, степени заполнени€ барабана мель≠ницы мелющими телами, интенсификаторов помола)".

3.4.1 ÷ель работы

а) определить оптимальное значение степени загрузки барабана шаровой мельница материалом ” с построением графика зависимости производительности шаровой мельницы от степени загрузка;

б) установить вли€ние времени помола материала в шаровой мельницы на параметра УmФи "k" в уравнении кинетики измельчени€;

г) получение уравнени€ регрессии, адекватно описывающего зависимость производительности шаровой мельницы от... (указать вли€ющие факторы).

3.4.2. ќбъект исследовани€ ќбъектом исследовани€ €вл€етс€:

а) цементный клинкер, полученный путем дроблени€ в лабораторной щековой дробилке и рассева на ситахЕ.ѕеред помолом клинкер высушить и хранить в закрытой таре;

б) р€довой песок, просеиваетс€ через сита..., высушиваетс€ и хранитс€ в закрытой таре;

в) то же, что и в пункте "а" или "б".

3.4.3. ћетодика исследовани€

3.4.3.1. ”становки и приборы, примен€емые в работе: а) щекова€ дробилка - I шт.; б) комплект лабораторных сит - I шт.; в) су≠шильный шкаф- I шт.; г) весы торговые - I шт.; д) весы техничес≠кий - I шт.; е) шарова€ лабораторна€ мельница - I шт.; ж) секундомер - I шт.

3.4.3.2. ћетодика работы по варианту "а". »сследование по ва≠рианту "а" производитс€ по методике однофакторного эксперимента.

–асчетное количество материала загружают в мельницу через загрузочное отверстие, которое затем закрывают резиновой конической крышкой. ¬ключают электродвигатель мельницы и секундомер. ѕосле 30 минут помола, а затем через каждые 5 минут мельницу останавливают, и барабан мельницы наклон€етс€ в сторону разгрузки. «атем открывают разгрузочное отверстие, двигатель включают на 10-15 с и материал разгружаетс€ в специальную емкость в количестве 400-500 г. —пециальной лопаткой материал усредн€етс€ перемешиванием, отбирают пробу в количестве 100 г, а затем рассевают ее на сите с отверсти€ми 0,1 мм. ќстаток на сите записывают в табл. по форме 5. ќставшийс€ материал после отбора пробы возвращаетс€ в мельницу, и помол продолжаетс€. ¬ дальнейшем помол и рассев можно вести одновременно, но обработанна€ проба после очередной остановки мельницы и отбора очередной пробы также возвращаетс€ в мельницу.ћатериал считаетс€ измельченным, если остаток на сите 0,1 мм составл€ет 15 %. ≈сли при очередном рассеве остаток на сите составл€ет 15 % или меньше, то дальнейший помол прекращаетс€.

ќчередной опыт начинаетс€ после полной разгрузки материала из мельницы предыдущего опыта.

ѕроизводительность мельницы подсчитываетс€ дл€ каждого опыта по формуле (при одинаковой тонкости помола):

ѕ=Q /t, кг/ч

где t - врем€, ч, при котором тонкость помола соответствует 15-процентному остатку на сите c отверсти€ми ќ.1 мм.

 

 

‘орма5

 

ƒата проведени€ опыта ¬рем€ помола t,с  оличество материала в мельнице Q ,кг —тепень загрузки ”. ”= ќстаток на сите 0.1мм ѕроизводительность ѕ,кг/ч
г %
             
     
     
     
     
     
     
           
     
     
     
     
     
     

 

 оличество и состав опытов

ƒл€ построени€ графической зависимости производительности мельницы от степени загрузки барабана материалом необходимо иметь минимум п€ть точек значений переменной. ѕоэтому примен€етс€ эксперимент, включающий 5 опытов. ѕричем два опыта с минималь≠ным и максимальным значением переменно (по заданию) и три опыта промежуточных с одинаковым интервалом.  аждый опыт выполн€етс€ только один раз.

–асчет количества материала.

,кг

где n - количество опытов; Qi количество материала в i- ом

опыте.

Q=(Q1+Q2+Q3+Q4+Q5)y=(j1m+j2m+j3m+j4m+j5m)y= ym(j1+j2+j3+j4+j5)

где m- вес мелющих тел, m=kVg,кг,

где к - степень заполнени€ барабана мельницы мелющими телами, к=0,3

V - объем барабана, V = 7 литров; g - насыпна€ масса мелющих тел (кг/дд ) определ€етс€ из опыта; j - степень заполнени€ барабана мельницы материалом,

j=Qi/m; y- коэффициент запаса, y=0.2.

3.4.3.3. ћетодика работы по, варианту "б". –асчетное количество материала равное Q =0.14m,

где m - обща€ масса мелющих тел, загружают в мельницу через загрузочное отверстие, которое затем закрывают резиновой конической крышкой. ¬ключают электродвигатель и секундомер, и материал мелетс€ до тонкости, соответствующей остатку на сите 0,1 мм 10%.„ерез каждые 10 мин мельница останавливаетс€, открываетс€ крышка разгрузочного отверсти€, барабан мельницы наклон€етс€ в сторону разгрузки. «атем

мельница включаетс€ на 5-10 с, из нее выгружаетс€ примерно 400-500 г материала в специальную емкость, и мельница оп€ть останавливаетс€.

¬ыгруженный материал специальной лопаткой усредн€ют перемешиванием и отбирают пробу весом 100 г. ќставшийс€ материал возвращают в мельницу, и помол продолжаетс€. ќтобранную пробу просеивают через сито 0,1 мм и остаток на сите взвешивают на весах с точностью до 0,1 г, а результат записывают в таблицу. по форме 6.

ќтбор проб и просеивание повтор€ютс€ через каждые 10 мин помола до тех пор, пока остаток на сите будет составл€ть не больше 10%.ќбработанна€ проба материала возвращаетс€ в мельницу после отбора очередной пробы.

‘орма 6.

ƒата про≠ведени€ опыта ¬рем€ опыта t, ћин ћасса отдель≠ного мелюще≠го тела m ќстаток на сите 0,1мм Q Q /Q lgQ /Q Lg(lgQ /Q) т  
            г %                    
                   
                     
                   
                   
                   
                   
                   

 

 оличество и состав опытов

ѕомол производитс€ дл€ трех различных по массе (согласно за≠данию) мелющих тел. ¬сего 3 опыта, и каждый из трех выполн€етс€ один раз.

ќбработка результатов

ѕо исходным результатам опытов стро€т графики (дл€ каждого опыта),выражающие собой зависимость:

 

Lg(LgQ /Q)=f(lgt)

“ангенс угла наклона пр€мой на соответствующем участке представл€ет собой величину "m".

 

 

ѕараметр   определ€етс€ из преобразованного и прологарифмированного уравнени€ кинетики измельчени€:

 

;

;

 

 

Q- остаток на сите, г;

Q - количество материала, загружаемости в мельницу

 

»зменение параметров " " и "m" от времени и условий помола (масса мелющих тел)представл€етс€ в виде графической зависимости.

 

–асчет количества материалов

Q=nQ1y

 

√де n- количество опытов; y- коэффициент запаса,y = 0,2; Q-количество материала на один опыт:

 

Q1=0,14m

m- обща€ масса мелющих тел:

m=kV

 

k - степень заполнени€ барабана мельницы мелющими телами, V - объем барабана,V = 7 литров; - насыпна€ масса мелющих тел, определ€етс€ из опыта.

3.4.3.4. ћетодика работы по варианту "в". ћетодика работы по

варианту "в" така€ же как и по варианту "а". –езультаты измерений

параметров опыта записывают: в табл. по форме 7.

 

‘орма 7

 

ƒата про≠ведени€ опыта ¬рем€ помола t,с є опыта в матрице планировани€  оличество измельчаемого материала в мельнице Q ,кг ќстаток на сите 0,1мм Q ѕроизводительность ѕ,кг/ч  
г %  
               
       
     
   
     
   

 

ѕроизводительность мельницы подсчитывают дл€ каждого опыта по формуле (при одинаковой тонкости помола во всех опытах);

 

ѕ=Q /t, кг/ч,

 

 

где t Ц врем€, ч, при котором тонкость помола соответствует 15-ти процентному остатку на сите с отверсти€ми ќ,1 мм.

 оличество и состав опытов

–абоча€ программа «в предусматривает решение поставленной задачи по методике планированного эксперимента с реализацией полного факторного эксперимента типа:

N=2

 

где N- число опытов в эксперименте; к - число вли€ющих факторов (переменных); 2 - число уровней факторов.

 оличество вли€ющих факторов в эксперименте и их уровни задании.

ƒл€ реализации всех опытов, вход€щих в матрицу планировани€ двухфакторном эксперименте необходимо выполнить 4 опыта, при трех факторном - 8. ќднако дл€ статистической оценки результатов эксперимента необходимы повторные (параллельные) опыты. ћинимальное число параллельных опытов поставленных по методике планированного эксперимента и позвол€ющих использовать аппарат математической статистики при обработке результатов, равно двум. ќграничива€сь числом параллельных опытов с целью сокращени€ времени на экспери≠мент к экономии материалов, количество опытов составит:

в двухфакторном эксперименте: N2= 2 *2 = 22 * 2=8;

в трехфакторном эксперименте: N3 = 23 Х 2 = 16.

—остав экспериментов привод€тс€ в описании методики проведени€ планированного эксперимента.

–асчет количества материалов на эксперимент

ƒл€ работав которых количество загружаемого материала во всей опытах посто€нно

 

Q=Q1*N*n *y

 

где

Q1 -количество материала на один опыт;

 

Q1=0,14m

 

 

где m - масса мелющих тел,

m=kV

 

k - степень заполнени€ барабана мельницы мелющими телами, V - объем барабана,V = 7 литров; - насыпна€ масса мелющих тел, определ€етс€ из опыта.

 

N- количество опытов в матрице планировани€; n - количество параллельных опытов;

 

 

y- коэффициент запаса, y= 1,15 - 1,2.

ƒл€ работ, в которых количество загружаемого материала в мельни≠цу и опытах измен€етс€ (например, при изменении степени заполнени€ мельницы мелющими телами оптимальна€ величина загрузки материалом M находитс€ в зависимости от массы мелющих тел)

Q=(Q1N1+Q2N2)n y, кг,

√де Q1 и Q2- количество материала соответственно дл€ опытов с минималъной min и max загрузкой барабана мельницы мелющими телами.

Q1= min*m;Q2= max*m;

 

N1,N2- количество опытов соответственно с минимальной и максимальной загрузкой барабана мелющими телами дл€ полного факторного эксперимента.

 

N1=N2=N/2

ќбработка результатов эксперимента

ќбработка результатов эксперимента производитс€ по методике

эксперимента, приведенной в четвертом разделе. ќбработка заканчиваетс€ получением уравнени€ регрессии (математической модели процесса) в кодированных и натуральных переменных и на их адекватность.

 

4. ћ≈“ќƒ» ј ѕ–ќ¬≈ƒ≈Ќ»я ѕЋјЌ»–ќ¬јЌЌќ√ќ Ё —ѕ≈–»ћ≈Ќ“ј

ћетод планированного эксперимента €вл€етс€ одним из эмпирических способов получени€ математического описани€ сложных процессов, то есть нахождени€ уравнени€ св€зи выходного параметра УуФ (параметра оптимизации) и входных управл€емых переменных (факторов)

’1;X2;ЕXn.

 

‘акторы- это, независимые переменные, которые оказывают наиболее вли€ние на протекание и результат процесса, принимающие на некотором интервале времени определенные значени€. «начени€ факторов могут измен€тьс€ исследователем дл€ достижени€ желаемого (оптимального) эффекта. ‘акторы могут быть количественными (например, водоцементное отношение, врем€, интенсивность колебаний) или качественные (например, сорт, тип материала, способ производства).

1. ќсновные требовани€ к факторам.

2. ‘актор должен быть первичным, то есть непосредственно воз≠действовать на процесс, а не быть функцией других переменных.

3. ‘актор должен точно измер€тьс€.

ѕараметр оптимизации (функции отклика), - это выходна€ величи≠на, изменение которой интересует исследовател€ и происходит обычно при изменении факторов.

¬ задании к курсовой работе параметр оптимизации (функци€ отк≠лика) и вли€ющие на процесс факторы задаютс€.

¬ планировании экспериментов вид уравнени€ (модели) принимают заранее в виде некоторого полинома (уравнение регрессии):

Y=bп+b1x1+b2x2+Е+bnxn+b12x1x2+bnixnxi+Е+b11x1+b22x2+Е+bnmx

ѕоскольку вид модели точно не известен, принимают сначала ли≠нейную модели

Y=b0+b1x1+b2x2+Е+bnxn+b12x1x2+Е+ bnixnxi

ƒл€ двухфакторного эксперимента, который предусматриваетс€ вы≠полнить в работе, модель будет выгл€деть так:

Y=b0+b1x1+b2x2+b12x1x2

≈сли после проверки прин€та€ линейна€ модель будет неадекватно описывать исследуемый процесс, то исследование продолжаетс€ и в основу принимаетс€ более сложна€, квадратична€ модель.

ƒл€ определени€ значений коэффициентов линейной модели прини≠маетс€ один из методов планированного эксперимента - метод полного факторного эксперимента.  роме этого, есть и другие методы, ко≠торые здесь не рассматриваютс€.

 оличество опытов в полном факторном эксперименте равно числу возможных сочетаний уровней факторов:

 

N= 2 , где к - число факторов; 2 - число уровней.

”ровни факторов (максимальное и минимальное значени€) также задаютс€ заданием.

ѕо заданным значени€м уровней факторов определ€етс€ их интер≠вал варьировани€:

 

»нтервал варьировани€ Di - это разность соответствующего фак≠тора между верхним (нижним) уровнем и его средним значением. ќбычно интервал варьировани€ составл€ет 15-35 % от значени€ фак≠тора.

ƒл€ упрощени€ расчетов переход€т к безмерной кодированной вели≠ при этом значение фактора на среднем уровне приравниваетс€ нулю,

верхний уровень (+1),нижний уровень (-1).

ѕереход натуральных факторов Ui к кодированным Xi и обратно

но формуле:

-среднее значение фактора.

«начение натуральных и кодированных факторов и интервалы варьировани€

записывают в таблице по форме 8.

 

форма 8

 

 

”ровни факторов и интервалы варьировани€ «начение фактора
кодированные Ќатуральные, например
»нтенсивность колебаний U, см ¬рем€ вибрировани€, t, с
верхний уровень      
нижний уровень -1    
—редний, нулевой уровень,      
»нтервал варьировани€ Di -    
 одовое обозначение - X1 X2

 

ƒалее cоставл€етс€ матрица планировани€, представл€юща€ собой пр€моугольную таблицу, кажда€ строчка которой отвечает услови€м определенного опыта, а каждый столбец - значение соответствующего фактора разных опытах. ƒл€ упрощени€ записи значени€ кодированных факторов записываютс€ без единиц, а только знак (+) или (-), соответственно дл€ верхнего и нижнего уровн€.

ћатрица планировани€ полного двухфакторного эксперимента записываетс€ по ‘орме 9.

 

‘орма 9.

 

є опыта ‘акторы ѕараметры оптимизации
X0 X1 X2 X1X2 Y1 Y2 Yп
  + + + +        
  + - + -        
  + + - -        
  + - - +        

где X0 - фиктивный фактор, служащий дл€ определени€ свободного чле≠на ¬о в уравнении регрессии; у1,у2,уn- значени€ параметра оптимиза≠ции в параллельных опытах; - среднеарифметическое значение па≠раметра оптимизаци€.

ћатрица планировани€ полного трехфакторного эксперимента записываетс€ в табл. по форме 10.

‘орма 10

є ‘акторы Y1 Y2 Yп
опыта хо 1 2 3 ’1х2 X2X3 13 1X2X3  
I + + + + + + + +        
  + - + + - + - -        
  + + - + - - + -        
  + - - + + - - +        
  + + + - + - - -        
  + - + - - _ + +        
  + + - - - + - +        
  + - - - + + + -        

 

где х1х2,х2х3,х1х3,х1х2х3-называютс€ факторами взаимодействи€ эффектами взаимодействий, знак этих взаимодействий получаетс€ путем перемножени€ соответствующих кодированных значений факторов, например третьей строке:

х1х2=(+)*(-)= -;

х1х2х3=(+)*(-)*(+)=-;

в четвертой строке:

х1х2х3=(-)*(-)*(+)=+;

4.1. ћетодика обработки экспериментальных данных

ƒл€ удобства расчетов при обработке экспериментальных данных обычно к матрице планировани€ добавл€ют еще два столбца, эту матрицу записывают в табл. по форме II и составл€ют при описании методи≠ки работы.

форма II

є опыта ‘акторы Y1 Y2 —умма квадратов отклонени€ ƒисперси€ в отдельном опыте
хо 1 2 ’1х2
I + + + +          
  + - + -          
  + + - -          
  + - - +          
              S    

 

где - значение параметра оптимизации в i-ом параллельном опыте;

  - количество параллельных опытов; в работе принимаетс€   = 2;

-дисперси€ в отдельном опыте:

4.I.I. ќпределение дисперсии воспроизводимости эксперимента. ƒисперси€ воспроизводимости эксперимента представл€ет собой результат усреднени€ дисперсии всех опытов в матрицу планировани€.

=S





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-10-01; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 288 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

„еловек, которым вам суждено стать Ц это только тот человек, которым вы сами решите стать. © –альф ”олдо Ёмерсон
==> читать все изречени€...

1349 - | 1269 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.283 с.