Определение гранулометрического состава методом седиментации дисперсных систем

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 13 Апреля 2014 в 09:31, дипломная работа

Краткое описание

Порошкообразные материалы применяются во многих отраслях промышленности. Многие свойства порошков в значительной степени зависят от дисперсности. Анализ дисперсного состава является обязательным методом контроля во всех технологических процессах, связанных с изготовлением и переработкой порошкообразных материалов. В связи с этим становится понятным большое значение анализа дисперсного состава порошков для науки, техники и технологии [1].

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..7
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР………………………………………………………...8
1.1 Методы определения гранулометрического состава материала…………..8
1.2 Методы расчета основных параметров дисперсных частиц в вязкой среде...…………………………………………………………………………………..12
1.3 Влияние механоактивации на геометрические параметры дисперсных
материалов……………………………………………………………………….15
1.4 Цели и задачи исследования………………………………………………..20
2 МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………….......21
2.1 Оборудование для активации материалов и механосинтеза композиций.21
2.2 Современное оборудование, используемое для седиментационного
анализа материалов……………………………………………………………...23
3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………..26
3.1 Разработка установки для исследования материалов……………………..26
3.2 Оборудование для фильтрации материалов и композиций………………28
3.3 Экспериментальные данные, полученные при исследовании материалов……………………………………………………………………...…………....30
3.4 Выводы……………………………………………………………………….45
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ РАБОТЫ………………………….46
4.1 Анализ условий проведения эксперимента………………………………..46
4.2 Характеристика помещения для проведения работы……………………..47
4.3 Мероприятия по защите от опасных и вредных факторов………………..47
4.4 Характеристика освещения…………………………………………………53
4.5 Расчет вытяжного шкафа……………………………………………………54
4.6 Охрана окружающей среды…………………………………………………54
4.7 Организация контроля за качеством природной среды…………………...60
5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………62
5.1 Расчет вероятностного сетевого графика…………………………………..62
5.2 Экономическое обоснование научно-исследовательской работы………120
5.3 Расчет технико-экономических показателей……………………………..122
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………...127

Вложенные файлы: 1 файл

ЮРЬЕВ ДИПЛОМ.docx

— 595.82 Кб (Скачать файл)

 

Определяем продолжительности всех путей, расположенных на сетевом графике.

 

Т11-2-4-9-12-13-14-15-16-17-18 = 1+20+6+5+10+10+7+4+4+1 = 68

Т21-2-3-5-6-7-11-12-13-14-15-16-17-18 = 1+2+10+10+9+10+12+10+10+7+4+4+1 = 90

Т31-2-3-5-8-10-11-12-13-14-15-16-17-18  = 1+2+10+11+12+12+12+10+10+7+4+4+1 = 96

 

Из расчетов видно, что Т3 = 96 – критический путь, так как определяет минимально необходимое время для завершения комплекса работ.

Все пути сетевого графика, длительность которых меньше критического пути, имеют резерв времени.

Резерв времени пути показывает, насколько можно увеличить в сумме продолжительность лежащих на нем работ, не вызывая увеличения сроков выполнения всего задания.

Резерв времени каждого пути можно найти по формуле:

 

Рпути = Ткр – Тi,                                           (5.3)

 

где Ткр – продолжительность критического пути; Тi – продолжительность i-ого пути.

 

Тогда

Р1 = 96 – 68 = 28,

Р2 = 96 – 90 = 6,

Р3 = 96 – 96 = 0.

 

Как видно из расчетов, резерв времени критического пути равен 0, а первый и второй пути можно увеличить на 28 и 6 дней.

Находим сумму дисперсии, лежащих на критическом пути

 

D = 0,17+2,25+1,36+6,25+0,44+3,36+10,03+1,36+4+5,44+0,25+0,03+0,03 = 34,97.

 

Рассчитываем аргумент функции Лапласа по формуле:

 

 х = (ТД – Ткр) / D,      (5.4)

 

где ТД – директивный срок, равный 100 дней.

 

х = (100 – 96)/34,97 = 0,676.

 

По аргументу функции Лапласа Р(х) и по таблице (методичка)устанавливается интервал, в который попадает значение х. Если Р(х) < 0,35, то велика опасность срыва заданного срока выполнения задания, если Р(х) > 0,65, то можно утверждать, что на работах критического пути имеются избыточные ресурсы.

Установили, что Р(х) = 0,4. Так как значение функции Лапласа находиться в интервале между 0,35 и 0,65, то вероятностная сетевая модель выполнения дипломной работы дальнейшей оптимизации не требует и применяется для работы.

 

5.2 Экономическое обоснование научно-исследовательской работы

 

Целью данной работы является исследование влияния различных режимов механической активации на основные свойства формовочных смесей и красок.

Механосинтез, под ним  понимается формирование химических связей за счет механического приближения электронных оболочек атомов друг к другу, весьма актуален на сегодняшний день. Механосинтез лежит в основе нанотехнологий, которые сейчас стремительно развиваются, и их развитие считается весьма перспективным направлением развития науки и техники, как в Российской Федерации, так и во всём мире. Создание перспективных наноматериалов и нанокомпозиций на основе графита отнесено к приоритетным направлениям науки и техники. Эти технологии носят межотраслевой характер и создают существенные предпосылки для развития многочисленных направлений исследований и разработок.

В работе в качестве синтезируемых материалов используется скрытокристаллический и кристаллический графиты.

Для правильного инженерного решения о применении механо-синтеза в технологическом процессе нужно иметь представления как о природе и значении активации минеральных веществ при их измельчении, так и о измельчающих аппаратах, пригодных для использования в качестве активаторов. Руководствуясь техническими данными измельчающих аппаратов и сведениями о расходе энергии с учетом рекомендаций по рациональному применению измельчителей как активаторов, можно сделать предварительный выбор активатора-измельчителя, принимая во внимание различные факторы:

а) физические, т. е. учитывать техническую характеристику измельчителя и изменение свойств вещества при его обработке в данном измельчителе;

б) химические, т.е. принимать во внимание полезные, а также нежелательные механохимические реакции, происходящие во время обработки в механоактиваторе;

в) технологические, т.е. решать вопросы сочетания механо-синтеза с другими технологическими операциями, и в частности возможность использования активации при сухом измельчении как более эффективного процесса;

г) экономические, т.е. оценивать стоимость активации по затратам энергии и эксплуатационным расходам, а также экономический эффект от активации минеральных веществ в конкретных условиях производства.

Оптимальные параметры режима механо-синтеза обычно устанавливаются на стадии экспериментальных исследований, в процессе которых определяются: необходимая и достаточная продолжительность процесса или число ступеней (циклов) активации; минимальный расход энергии и реагентов; фактические расходы при активации и реальный экономический эффект.

Правильный выбор активатора-измельчителя оптимизация параметров активации имеют решающее значение, как для технологического процесса, так и для экономической эффективности применения аппарата. Для проведения мехносинтеза каменного угля, кокса, углеродсодержащих отходов была выбрана наиболее распространенная мельница-активатор: планетарно-центробежная мельница АГО-2. Выбор мельницы обусловлено их доступностью.

Полученные зависимости влияния времени активации на геометрические, энергетические и химические параметры  позволяют более точно описать природу активации, понять процессы, происходящие в углеродосодержащих материалах, что позволит более точно управлять структурой и свойствами углеродосодержащих веществ, а также прогнозировать свойства таких изделий. Социальная значимость данной работы состоит в том, использование механо-синтеза в производстве позволит увеличить рабочие места.

Так как работа носит  теоретический характер, то расчет экономического эффекта от внедрения данного проекта не возможен.

 

5.3 Расчет технико-экономических показателей

 

Расчет сметы затрат на проведение исследования. Смета затрат определяется на основные и вспомогательные материалы путем умножения израсходованного количества по каждому виду на цену. Расчет основных материалов представлен в таблице 5.3. Аналогично рассчитываем затраты на вспомогательные материалы. Расчет приведен в таблице 5.4

 

Таблица 5.3 – Затраты на основные материалы

Наименование основных материалов

Количество, кг

Цена, руб/кг

Сумма, руб

1Графит     скрытокристаллический

1,85

9

16,6

2 Пылевидный кварц

1,85

8

14,8

Итого

3,7

 

31,4


 

 

 

 

 

Таблица 5.4 – Затраты на вспомогательные материалы

Наименование вспомогательных материалов

Количество, кг

Цена, руб/кг

Сумма, руб

1 Синтетическое моющее средство

0,15

35

5,25

2 Этилсиликат

0,03

1,5

0,05

3 Карбоксилметилцеллюлоза

0,03

1,5

0,05

4 Жидкое стекло

0,5

10 (за литр)

5,00

5 Лигносульфонат технический

0,5

15 (за литр)

7,50

6 Асбест

0,35

5,5

1,93

Итого

1,56

 

19,78


 

Расчет затрат на электроэнергию:

 

Сэ = 1,5 · 200 · 0,75 · 0,85 · 2 = 382,5 руб.

 

Заработную плату исполнителя по теме определяем умножением месячных окладов (или стипендий) на количество месяцев работы. Зарплату руководителя дипломной работы находят из расчета 20ч на одного дипломника, консультантов по экономической части и охране труда – 4ч на одного дипломника. Годовой фонд времени работы руководителя и консультантов 1540 ч. Таким образом величина затрат на заработную плату руководителя и консультантов ЗП может быть рассчитана по формуле:

 

ЗП = (М · 12 / 1540) · В,          (5.6)

 

где М – месячный оклад руководителя, руб.;

       В – время консультирования, ч.

 

Заработную плату исполнителя определяют принимаем равную нулю, так как исполнитель не получает стипендии. 

Заработную плату исполнителя определяют

ЗП = 2400 ·  3,5 = 8400,00 руб.;

 

Заработную плату руководителя дипломного проекта рассчитывают

 

ЗП = (7000*12/1540)*20 = 1090,9 руб.;

 

Заработная плата консультанта по экономической части определяется

 

ЗП = (6100 · 12 / 1540) · 4 = 190,13 руб.;

Заработная плата консультанта по охране труда определяется

 

ЗП = (6100 · 12 / 1540) · 4 = 190,13 руб.

 

Расчет затрат на заработную плату оформляем в виде таблицы 5.5:

 

Таблица 5.5 – Затраты на заработную плату

Получатель зарплаты

Месячный оклад, руб

Время выполнения и консультирования, ч

Сумма, руб

Исполнитель

2400,00

2544

8400,00

Руководитель

7000

20

1090,9

Консультанты:

по экономике

по охране труда

6100

6100

4

4

190,13

190,13

Итого

   

9871,16


 

Платежи во внебюджетные фонды принимаем в размере 30 % от заработной платы. Платежи во внебюджетные фонды при 9871,16 руб. заработной платы составят 2961,35 руб.

Расходы, связанные с использованием малоценного и быстроизнашивающегося оборудования списываются на данную работу полностью.

Чтобы включить в смету затрат расходы, связанные с использованием оборудования рассчитываем сумму амортизационных отчислений А по формуле:

А = Со · На · М / (12 · 100),                                        (5.7)

 

где Со – стоимость оборудования, руб;

      На – годовая норма амортизационных отчислений, %;

      М – количество месяцев использования оборудования, мес.;

      12 – количество месяцев в году.

 

А = 1500*20*1/(12*100) = 25 руб.

Накладные расходы принимаем 25% от общей величины затрат на данную работу.

Накладные расходы в зависимости от общей величины затрат и. составят 2713,025 руб.

После всех выше приведенных расчетов составляем смету затрат по отдельным элементам, таблица 5.6.

 

Таблица 5.6 – Смета затрат на проведение исследования

Элементы затрат

Сумма, руб.

Основные материалы

31,4

Вспомогательные материалы

19,78

Технологическая электроэнергия

382,5

Заработная плата исполнителя, руководителя и консультантов

9871,16

Оплата во внебюджетные фонды

2961,35

Расходы, связанные с использованием оборудования

25

Накладные расходы

2713,025

Итого

16004,215


 

Из таблицы видно, что затраты на проведение исследований составят 13565,125 руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемых источников

 

1. Королев, Д. В. Определение дисперсного состава порошков микроскопическим методом: методические указания к лабораторной работе / Д. В. Королев, В. Н. Наумов, К. А. Суворов. — СПб.: ГОУ ВПО СПбГТИ(ТУ), 2005. — 41 с.

2. Процессы и аппараты химической промышленности / под ред. П. Г. Романкова. – Л., 1989. — 520 с.

3. Рафиков, С. Р. Методы определения молекулярных весов и полидисперсности высокомолекулярных соединений / С. Р. Рафиков, С. А. Павлова, И. И. Твердохлебова. – М., 1963. — 312 с.

4.    Шелудко, А. Коллоидная химия / А. Шелудко : пер. с болг. – М., 1960. — 256 с.

5. Большая советская энциклопедия. — М. : Советская энциклопедия, 1969-1978. — 670 с.

Информация о работе Определение гранулометрического состава методом седиментации дисперсных систем