阻力實(shí)驗裝置的改造

年第5期廣東化工第36卷總第193期www.gdchem.com175阻力實(shí)驗裝置的改造董華東,許培援,劉亞莉,張立國,張波,宋兆華鄭州輕工業(yè)學(xué)院材料與化工學(xué)院,河南鄭州450002)摘要]在對化工原理實(shí)驗室已經(jīng)報廢的阻力實(shí)驗裝置進(jìn)行分析研究的基礎上,提出改造方案,自行設計研制出兩套新的實(shí)驗裝置。改造后的設備運行平穩,操作安全方便,所測得的歌據準確穩定,合理可靠,且實(shí)驗裝置美觀(guān)大方,闕滿(mǎn)完成了改造任務(wù)。關(guān)鍵詞阻力;實(shí)驗裝置;原因;改造中圖分類(lèi)號TQ文賦標識碼]A[文章編號]007-186502009)05017502The Innovation of Resistance Force Experimental EquipmentsDong Huadong, Xu Peiyuan, Liu Yal, Zhang Liguo, Zhang Bo, Song ZhaohuaCollege of Materials and Chem., Eng, Zhengzhou Univ, of Light Ind, Zhengzhou 450002, China)Abstract: According to the analysis of the resistance force experimental equipments which were out of use in the lab of unit operations of chemical engineering,was stabe, safe and convenient The measuring dates were accurate and steady. moreover, the appearance of the new equipments was beautiful and arrived atsatisfactory demand of the innovation.Keywords: the resistance force; expeimental equipment; result; innovation阻力實(shí)驗是化工原理與食工原琿課程中必做的實(shí)驗項目,加了操作的復雜性。且由于時(shí)間太久,大部分壓差計的開(kāi)關(guān)閥旨在使學(xué)生掌握直管段內流體流動(dòng)時(shí)摩擦阻力的測量方法,計生銹,無(wú)法操作,而該種閥門(mén)屬于上個(gè)世紀八十年代產(chǎn)品,早算摩擦系數和雷諾準數,并在雙對數坐標紙上繪出二者之間的已淘汰,市面上沒(méi)有銷(xiāo)售,無(wú)法進(jìn)行更換。關(guān)系曲線(xiàn);測定90°彎頭及不同種類(lèi)閥門(mén)的局部阻力系數;學(xué)(5)被測管路的流體流動(dòng)阻力缺乏橫向對比性,使學(xué)生對習壓差計的使用管路中流體流動(dòng)阻力大小的感性認識不夠深刻。1改造原因分析(6)使用計量水箱測定流量,液面波動(dòng)厲害,無(wú)法在短時(shí)1.1實(shí)驗裝置基本情況間內準確讀值,耗時(shí),且容量有限,不便對大流量進(jìn)行測量?；ぴ韺?shí)驗室的兩套阻力實(shí)驗裝置系1982年購置于華(7)離心泵漏液嚴重,噪聲較大,效率低,不能在市面上南工學(xué)院現華南理工大學(xué))。裝置使用D940,Dg25聚丙烯塑找到該種型號泵的配件,雖多次維修均不能解決問(wèn)題。料管、Dg6銅管、q18螺旋槽管為主要測試管路,并采用孔板2改造內容流量計及計量水箱測定流量,每個(gè)測試部位分別安裝倒U型針對原實(shí)驗裝置存在的上述問(wèn)題,分五個(gè)子項進(jìn)行改造,壓差計來(lái)測取壓差,據此來(lái)測量計算阻力以及各直管、管件及分別為:管路系統、測量系統、動(dòng)力系統、電力系統、美化處閥門(mén)的阻力系數等理12實(shí)驗裝置情況2.1管路系統(1)流程比較復雜,學(xué)生不易掌握測碌裝置的流程。改造內容分四個(gè)方面:一是在盡量少的改變原有地基位置(2)主體管路所采用的材料為丙烯塑料管,經(jīng)過(guò)26年的及支架形式的情況下,設計出新的排管方式;二是根據排管方使用管路已經(jīng)變形,大部分管路泚露嚴重,不僅外形難看,而式選擇管材,并結合實(shí)際情況優(yōu)化各種管道的排列位置;三是且嚴重影響了實(shí)驗效果。參考管材相關(guān)資料,設計取樣段的長(cháng)度,并排布取樣管口;四(3)取壓點(diǎn)與壓差計連接的測壓軟管部位彎曲處,由于老是在管道上排列閥門(mén)及測量元件。新設計的實(shí)驗裝置如圖化變硬,管道內的氣體不易排出形成氣阻(4)壓差計使用多達9個(gè),而且型號不一,視覺(jué)混亂,增中國煤化工CNMHG收稿日期]2081103基金項目校內基金資助項目作者簡(jiǎn)介董華東(1983),男,江蘇徐州人,助理工程師,主要研究方向為干氣密封廣東化工2009年第5期176www.gdchem.com第36卷總第193期1,2,3,4管道;5,7,8,13-波測敏元件;6,9—局部阻力管;10,Ⅱ,12-閥門(mén);14,15,16,17,18球閥;19離心泵;20—水箱;21-法蘭(測壓孔圖中并未標示圖1實(shí)驗裝置Fig. I Experimental equipment原有裝置只能測敏兩個(gè)直管段的流體阻力及一個(gè)彎頭的增加的級沖器用來(lái)穩定壓力,上接所有的測壓點(diǎn),每次測阻力,實(shí)驗僅是使學(xué)生掌握阻力測量的方法,實(shí)驗結果單調,量一個(gè)部位的相應壓差,根據面板上的閥門(mén)調節測壓管路。在缺乏對比性。通過(guò)該設計,可以使學(xué)生測量同種直徑不同管材面板上明確標示了各個(gè)管段、閥門(mén)及管件的旋轉閥門(mén),學(xué)生操的阻力系數,不同直徑同種管材的阻力系數,擴大了縱向及橫作十分方便。向的對比;測量同種管徑不同閥門(mén)的阻力系數,及彎頭、突擴2.3動(dòng)力系統管的阻力系數,對局部阻力有更加深刻的認識;學(xué)習使用各種改造主要是經(jīng)過(guò)參考相關(guān)資料,對管路的阻力進(jìn)行初步估流量測量元件,加深了對測量機理的認識。算,選擇適當揚程及流量的離心泵,并進(jìn)行安裝。在安裝時(shí),22測量系統考慮到原有離心泵安裝在水泥地基上,試驗時(shí)會(huì )引起整個(gè)裝置測量系統包括流量的測量和壓差的測量,其中流量的測量的共振,影響測量結果,所以增加了減震措施,使得實(shí)驗裝置是在保持原有的孔板流觸計、水箱的基礎上,增加文丘里管、運行平穩皮托管、轉子流量計,并進(jìn)行校核。由于這些測量元件或為有24電力系統機玻璃制品,或為玻璃制品,內部結構均可視,這樣,化工原于原來(lái)使用的電纜已經(jīng)老化,具有極大的危險性。且原理及食工原理教科書(shū)中所介紹的流量測量方法在該實(shí)驗裝置來(lái)兩套阻力實(shí)驗裝置共用一根電纜,一旦出現斷路,造成兩中可以全部直觀(guān)觀(guān)察、理解。臺裝置均不能使用,電纜的載流量也較大。改造時(shí)運用統籌壓差的測量,在經(jīng)過(guò)詳細的計算之后,僅使用一個(gè)倒U學(xué)分析,在研究化工原理及食工原理的實(shí)驗具體時(shí)間安排情型壓差計,既可以測撤全部壓差,測量管線(xiàn)在此高度集成,節況后,發(fā)現阻力實(shí)驗與離心泵實(shí)驗從來(lái)不會(huì )在一起進(jìn)行,而兩約壓差計及空間。由于壓差計玻璃管為極易損件,為防止學(xué)生種設備相離僅幾米,兩臺離心泵實(shí)驗裝置也是共用一根電纜在實(shí)驗過(guò)程中碰壞玻璃管,特備兩個(gè)壓差計做備用,保證學(xué)生基于此種情況,選用兩根電纜,每根電纜接一臺阻力實(shí)驗裝實(shí)驗中出現間題時(shí),仍能保證實(shí)驗無(wú)縫銜接進(jìn)行。壓差測量系置和一臺離心泵實(shí)驗裝置,計算載流嫩并進(jìn)行更換。這樣可統如圖2所示。避免線(xiàn)路出現故障時(shí)兩臺同種實(shí)驗裝置都不工作的情況發(fā)生在對新安置的離心泵的開(kāi)關(guān)位置選擇時(shí),結合人機工程學(xué)的思想,以安全且方便學(xué)生為原則,重新選擇了開(kāi)關(guān)的類(lèi)型與安裝位置經(jīng)過(guò)改造后的電力系統更加安全,合理,便于操作25美化處理由于設計在開(kāi)始的時(shí)候就考慮到緊凌、美觀(guān),所以加工后并不需要特殊的二次改換裝置空間位置。但經(jīng)改造剛剛安裝完e2的實(shí)中國煤化工且在安裝的過(guò)程中有些地方一以進(jìn)行了美化處理。緩沖器倒U型壓差計對管CNMHG既做到防止腐蝕,又使ab,cde,fg測壓管接口v壓力測管路調控閥其美觀(guān)。元件在保證教學(xué)效果的基礎上,也盡量使其美觀(guān)。增圖2壓差測量系統簡(jiǎn)圖設面板,并在調查學(xué)生身高的基礎上確定面板的尺寸,更適(下轉第183頁(yè)2009年第5期廣東化工第36卷總第193期www.gdchem.com183生成的原因是:由于燃料中S,Ca,N,Fe等含量偏高,金鍋化合物與煙氣中的氧一起和灰垢反應,可提高灰垢的熔點(diǎn),屬離子在燃燒中形成氧化物,硫在燃燒中形成SO2和SO,和使灰垢相互之間、灰垢與金屬表面之間結合的鍵能降低,甚至金屬離子直接反應或吸水生成硫酸后和金屬離子反應而生成斷裂,灰垢變得疏松易被機械清除。清灰劑還能中和SO等酸硫酸鹽沉積在爐管外部結成灰垢,并對爐管有一定腐蝕性。一性氣體及其沉積物,生成不具活性的化合物。并使SO2轉化成般認為爐管積灰分為高溫積灰、粘性積灰、疏松積灰三種。微SO3的催化劑V2O5和Fe2O3中毒,也可與V2O5等釩化合物反小灰垢和管壁之間的吸引力或灰粒帶靜電荷而粘附在管壁上應,形成惰性化合物。形成的疏松積灰,容易用傳統蒸汽除灰方法去除。但在高溫部4調研情況與小結位,因為油灰中金屬元素所引起的高溫積灰,相當牢固,蒸汽為了能找到有效途徑,筆者到鎮海石化同類(lèi)裝置進(jìn)行了調吹灰很難吹掉。當燃燒不正常時(shí),煙氣中產(chǎn)生的大量炭粒子成研,鎮海第三套常減壓裝置,加工能力為900萬(wàn)ta,加工的為吸附SO2和SO3及H2O氣相的載體,形成含有H2SO4的炭油種也主要是中東和非洲的劣質(zhì)原油,但加熱爐爐管積灰情況粒子,可與受熱面作用生成FeSO4,這種積灰粘性很強。B套不是很?chē)乐?從外觀(guān)看來(lái)爐管外表面的積灰情況比本裝置要少停爐后,進(jìn)入爐膛內觀(guān)察輻射段立管結垢嚴重,人工刮掉后,一些,這主要是跟他們采用催化回煉油漿作燃料油有一定關(guān)在開(kāi)工后的幾天之內又重新結上,速度驚人,爐外璧設備上也系。所以要改善爐管積灰的狀況,主要還是從以下幾方面入手結有厚度為1mm左右的白垢。爐進(jìn)料壓差與往年無(wú)大的變(1)在加熱爐的燃料中盡量減少燃料油的比例化,基本可排除管內結焦。初步認為造成上述現象的主要原因(2)改善燃料油的質(zhì)量。1)減少燃料油中的金屬含量。2)是燃料油中硫含量和金屬含量高,導致?tīng)t管表面嚴重積灰結減少燃料油中的灰份和機械雜質(zhì)含量。3)改用相對減壓渣油來(lái)垢,影響傳熱說(shuō),性質(zhì)較好的燃料油,例如催化回煉油漿。3除灰方法(3)減少爐膛內過(guò)?？諝饬?抑制SO2和SO3的生成量。對于對流段的積灰,目前大部分煉油廠(chǎng)基本采用聲波灰,(4)盡可能控低爐膛溫度,減少金屬化合物的生成量將一定強度的聲波,送入運行中的爐體內可能積灰結渣的空間區域,通過(guò)聲能量作用使空氣分子與粉塵穎粒產(chǎn)生振蕩、破壞、參考文獻阻止粉塵粒子在熱交換表面或粒子之間的結合,使之始終處于(徐乃欣碳鋼大氣腐蝕時(shí)表面結露行為的某些影響因素[門(mén)腐蝕與防護懸浮流化狀態(tài),以便煙氣或重力帶走2001,(12):522-526而對于輻射段爐管積灰目前大部分煉油廠(chǎng)基本采用清灰[2]錢(qián)家麟.管式加熱爐M],北京:中國石化出版社,2003劑,清灰劑除垢的基本機理主要有以下幾方面:清灰劑被吹入(3梁超.化工設備與防腐蝕.吹灰技術(shù)在管道加熱爐中的應用冂,200爐膛后,在高溫下燃燒。燃燒后的鎂化合物與低熔點(diǎn)且具有腐(4:4749蝕性的鈉、釩、鎳、鐵和鈣等化合物作用形成鎂的復合物,其熔點(diǎn)高,在自然常態(tài)下無(wú)腐蝕性;且在爐膛內以小顆粒形狀存(本文文獻格式:胡偉.煉廠(chǎng)加熱爐爐管積灰研究J].廣東化在,不會(huì )粘結在金屬表面,易隨煙氣從煙囪帶走。而燃燒后的工,2009,36(5):181-183)(上接第176頁(yè))噪聲小合學(xué)生的操作。根據實(shí)驗室的整體布局刷涂的油漆,符合大眾(6)電力系統的改造使得裝置使用安全,便于操作,且避的審美情趣,與整個(gè)實(shí)驗室完美地融合在一起。不僅裝置美觀(guān),免了出現兩臺裝置同時(shí)無(wú)法運行的情況發(fā)生而且整個(gè)實(shí)驗裝置顏色相互融合,看起來(lái)爽心悅目(7)改造后的裝置進(jìn)行了精心的美化處理,整個(gè)裝置美觀(guān)3結論大方,且與整個(gè)實(shí)驗室形成完美的整體。通過(guò)與原裝置的對比及本屆學(xué)習化工原理及食工原理的(8)此次改造的花費相較于購買(mǎi)新的實(shí)驗設備節約資金人620余名學(xué)生的實(shí)驗效果,得出以下結論:民幣約95萬(wàn)元,大大節約學(xué)校經(jīng)費。(1)原有實(shí)驗裝置的水箱、支架依然可以使用,直接報廢(9)按期圓滿(mǎn)完成了改造任務(wù),改造后的實(shí)驗裝置能夠較浪費材料,經(jīng)過(guò)改造加工,使廢物得到重新利用。好地應用于實(shí)驗教學(xué)(2)改造后的裝置測量的范圍更廣,測數據不僅可以進(jìn)行橫向對比,而且可以進(jìn)行縱向對比。使用的測量方法涵蓋了化參考文獻工原理與食工原理的所有流敏測量手段,且測量元件均采用透u賈紹義.化工原理及實(shí)驗上冊)[M]北京:高等教育出版社,200:3839明材料,方便學(xué)生直觀(guān)的觀(guān)察元件的內部結構,加深實(shí)物認識。[2夏清,陳常貴,柴誠敬,等,化工原理(上冊)[M]天津:天津大學(xué)出(3)利用緩沖器使壓差的測量達到高度集成,不僅節約壓版社,205:5458差計的數量和占用空間,而且操作方便,數值穩定。即使出現B3蔡中國煤化工表的選用CM北京:化個(gè)壓差計玻璃管破壞,仍能保證實(shí)驗的無(wú)縫銜接進(jìn)行CNMHG(4)改造后的實(shí)驗裝置管路安置合理,測壓管線(xiàn)排布清晰方便學(xué)生檢查測量,操作直觀(guān)。(本文文獻格式:董華東,許培援,劉亞莉,阻力實(shí)驗裝(5離心泵在安裝時(shí)運用減震措施,使得設備運行平穩,置的改造J廣東化工,2009,36(5):175-176)