7.1 Таблица результатов измерений
|
Номер образца |
h1, см |
h2, см |
h3, см |
h, см |
d1,см |
d2, см |
d, см |
V, м3 |
m, г |
, кг/м3 |
S, м2 |
|
1 |
0,548 |
0,485 |
0,510 |
0,514 |
4,02 |
4,02 |
4,02 |
1 * 10-5
|
12,345 |
1235 |
0,002 |
|
2 |
0,440 |
0,451 |
0,442 |
0,444 |
4,02 |
4,02 |
4,02 |
8 * 10-5
|
11,085 |
1364 |
0,002 |
|
3 |
0,425 |
0,415 |
0,420 |
0,42 |
4,05 |
4,05 |
4,05 |
8 * 10-5
|
10,780 |
1348 |
0,002 |
|
4 |
0,465 |
0,475 |
0,485 |
0,475 |
4,05 |
4,05 |
4,05 |
1 * 10-5
|
11,685 |
1169 |
0,002 |
|
5 |
0,445 |
0,435 |
0,425 |
0,435 |
4,05 |
4,05 |
4,05 |
1 * 10-5
|
11,180 |
1139 |
0,002 |
7.2 Расчеты
Первый образец:
S= d2/4 =3,14*0,052 =0,002 м2
V= S * h =0,002 * 0,005 = 0,00001 м3
=m/V =0,01235 / 0,00001 =1235кг/м3
Второй образец:
S= d2/4 =3,14*0,052 =0,002 м2
V= S * h = 0,002 *0,004 = 8 * 10-5 м3
=m/V =0,01138/ 8 * 10-5 м3 =1364кг/м3
Третий образец:
S= d2/4 =3,14*0,052 =0,002 м2
V= S * h = 0,002 *0,004 = 8 * 10-5 м3
=m/V =0,01078 /8 * 10-5 м3 =1348 кг/м3
Четвертый образец:
S= d2/4 =3,14*0,052 =0,002 м2
V= S * h =0,002 * 0,005 =0,00001 м3
=m/V =0,01169 / 0,00001 =1169 кг/м3
Пятый образец:
S= d2/4 =3,14*0,052 =0,002 м2
V= S * h =0,002*0,004 = 0,00001 м3
=m/V =0,01124 / 0,00001 = 1139 кг/м3
7.3 Статистическая обработка экспериментальных данных
Размах варьирования величины:
x = max - min
x = 1386 – 1120 = 266
Среднее арифметическое:
cр
=
=
ср
=
=1252
Дисперсия:
S2 = Σ (i – ср)2 / n -1
S2 = [(1235-1252)2 + (1364-1252)2 + (1348-1252)2 +(1169-1252)2 +(1139-1252)2] / 4 = (289 + 17956 + 9216 + 6889 + 17424) / 4 = 12944
Среднеквадратичное отклонение:
S2
=
S2 = 114
Доверительный интервал:
ср
= 1252
114
min =1138
max=1366
Вывод:
при обработке экспериментальных данных
мы получили доверительный интервал Xср
= 1252
114 , где min
=1138, max=1366
Из этого следует, что все плотности входят в этот интервал, а значит все результаты значимы
8. Составление литературного обзора. Тема обзора:
Панкова Н.А. Колоскова О.Н.
Исследование массообмена в печи листового стекла с бурлением в зоне варки // стекло и керамика.
(1994 №6 стр 11-13)
План
1. Сопла бурления, конструкция системы бурления.
2. Освоение бурления на печах.
3.Обследование печей и их параметры.
4. Методика для изучения характера обмена стекломассы.
4.1 Смешивание веществ в смесителе.
4.2 Загрузка шихты, отбирание проб.
4.3 Отбирание индикатора пробы из печи по графику.
4.4 Определение концентрации.
4.5 Построение кривых определение скорости поступления индикатора.
5. Свойства протекание процесса.
6. Сравнение величин активного объёма и печи в целом.
7. Сравнение величины активного объёма печей с бурлением и печи листового стекла без бурления.
8. Обсуждение результатов.
9.Таблицы.
10. Список литературы.
УДК 666.1.031.15:66.015.23.001.8
Положительная роль бурления стекломассы в печах проточного типа широко известна [1,2]. Однако на печах листового стекла получить аналогичный результат при поперечном расположении сопл бурления в квельпункте не удалось в связи с появлением в стекломассе большого количества мошки [2]. Это препятствие было устранено путём расположения сопл в районе действия сыпочного цикла потоков в рассредоточенном виде[3].При этом в остальном конструкция системы бурления, т.е. барботажные сопла, узлы их крепления, линия разводки воздуха, средства контроля, сохранена неизменной и соответствует современным достижениям использования систем бурления в производстве штучных изделий.
Освоение указанной системы бурления на печах листового стекла начато в конце 70-х годов. К настоящему времени она успешно работает на двух печах, выпускающих листовое стекло методом ВВС, и на трех печах, выпускающих листовое стекло на расплаве металла. С учётом положительного опыта эксплуатации этих печей было проведено исследование условий усреднения стекломассы в печах такого типа.
Для этого по аналогии с работой был изучен массообмен в стекловаренной печи с помощью люминесцентного индикатора.
Для сравнительной оценки эффективности системы бурления были использованы результаты пуска индикатора из печи, работающей без бурления, но близкую конструкцию и одинаковые габориты. Проведению обследования массообмена на всех печах листового стекла с бурлением препятствовало одновременное оснащение их несколькими средствами интенсификации процесса варки или на печи были проведены такие конструктивные изменения, которые затрудняли сопоставление. Основные конструктивные параметры обследованных печей приведены в табл. 1.
В соответствии с обработанной методикой для изучения характера обмена стекломассы использовали люминесцентный индикатор в виде полирита содержащего СеО2 [4]. Для проведения эксперимента 180 кг полирита смешивали с 1000 кг шихты в смесителе. Меченую шихту загружали равномерно по всем бункерам загрузчиков.
После загрузки меченой шихты в печь отбирали пробы стекломассы по всей длине печи через каждые 15 минут в следующих сечениях: в загрузочном кармане, между 3 и 4 парами горелок, между 4 и 5 парами горелок, за последней парой горелок, перед преградой, за преградой, в студочной части печи, с ленты стекла. Пробы отбирали с указанной частотой до момента обноружения индикатора.
После появления индикатора пробы из печи отбирали по следующему графику: первые две смены - 2 раза в час, следующие три смены - 1 раз в час, следующие двое суток - через каждые 2 ч, затем трое суток - 2 раза в смену, до конца эксперимента - 1 раз в сутки.
С лент стекла отрезали полоску высотой 50-60 мм по всей ширине.
Концентрацию индикатора определяли путём визуального сравнения интенсивности люминесценции образцов и эталонов, содержащих СеО2 в известной концентрации.
С момента пуска индикатора строили кривые изменения его концентрации в пробах стекла во времени. Исследуя характер кривых, определяли скорость поступления индикатора в отдельные зоны вдоль оси печи и характер изменения концетрации индикатора в различные периоды времени.
Основные параметры, характеризующие условия пребывания индикатора в обследованных печах, приведены в табл. 2.
Как видно, первые порции меченой стекломассы подходят к соответствующим сечениям варочного бассейна с небольшим различием, в то время как период нарастания концентрации индикатора до максимальной в варочном бассейне печи с бурлением возрос.
Уровень наибольшей концентрации индикатора в зоне максимальных температур в печи с бурлением оказывается почти на порядок ниже, чем в печи без бурления. После второго этапа освоения системы бурления произошло дальнейшее снижение этого показателя, что указывает на большее разбавление индикатора при повышении интенсивности бурления.
Возрос, особенно на втором этапе освоения, полупериод выхода индикатора с лент стекла.
Общая длительность пребывания стекломассы, меченой идникатором, в печи с бурлением существенно отличается от аналогичного показателя в печи без бурления. Причём после интенсификации бурления на втором этапе освоения это время ещё возросло.
Таким образом, данные табл. 2 показывают, что процесс разбавления индикатора в печи с бурлением улучшился.
Результаты пуска индикатора в ванную стекловаренную печь позволяют провести расчёт её активного объёма [4].
Из сравнения величин активного объёма (относительный объём печи, в котором происходит наиболее интенсивная гомогенизация стекломассы) отдельных зон и печи в целом видно (табл.3), что по мере освоения этой системы активный объём в обследованных зонах и всей печи возрос ещё на 10-15 %, особенно он повысился в зоне максимальных температур, в районе 3 и 4 пар горелок. Это свидетельствует о том, что система бурления стекломассы в зоне варки оказывает существенное влияние на интенсивность гомогенизации стекломассы в варочных бассейнах печей.
Далее было проведено сравнение величины активного объёма печей с бурлением и печи листового стекла без бурления, на которой все параметры массообмена имеют максимальные значения (табл.4). И в этом случае активный объём в зоне максимальных температур и в районе 4-5 пар горелок на печи с системой бурления оказывается на 10-15 % выше.
Таким образом, после освоения системы бурления параметры массообмена печи в производстве листового стекла возрастают на 15-20 %.
Сопоставление полученных результатов с данными аналогичных пусков индикатора на проточных печах с бурлением в производстве штучных изделий [1] показывает, что в печах листового стекла под влиянием бурления процесс гомогенизации интенсифицируется в такой же степени, как и на проточных печах, в которых варится бесцветная стекломасса.
Несмотря на не столь значительный эффект интенсификации усреднения расплава в печах с бесцветной стекломассой бурление широко применяется для производства штучных изделий из бесцветного стекла самых разнообразных составов. Поэтому для получения высококачественного листового стекла можно также рекомендовать широко использовать этот приём усреднения стекломассы в печах листового стекла открытого типа с учётом необходимости расположения сопл не в квельпункте, а в зоне варки.
Параметры печей (таблица 1).
|
Показатель |
Печь, оснащённая системой бурления |
Обычная печь |
|
Общая площадь печи, м² |
617 |
615,8 |
|
Площадь, м²: отапливаемой части студочной части и машинных каналов |
265 |
268 |
|
352 |
347,8 | |
|
Размеры варочной части, м: длина ширина |
32,8 |
28,9 |
|
10 |
9 | |
|
Ширина студочной части, м |
8 |
8 |
|
Площадь студочной части, м² |
296 |
224,4 |
|
Глубина варочной и студочной частей, м |
1,4 |
1,4 |
|
Глубина погружения преграды, м |
0,42 |
0,38 |
|
Ширина преграды, м |
0,6 |
0,5 |
Параметры условия пребывания индикатора (таблица 2).
|
Показатель |
Печь листового стекла | |||||
|
с бурлением |
без бурления | |||||
|
первый этап освоения |
второй этап освоения | |||||
|
Производительность печи, т/сут |
360 |
360 |
240 | |||
|
Время появления индикатора, ч: между 3 и 4 горелками до преграды за преградой на ленте стекла (среднее) |
1,6 |
1,5 |
2,0 | |||
|
2,5 |
4,75 |
4,5 | ||||
|
2,6 |
4,75 |
17,5 | ||||
|
13,25 |
6,0 |
7,5 | ||||
|
Продолжительность нарастания концентрации индикатора до максимальной, ч: между 3 и 4 горелками до преграды за преградой на ленте стекла (среднее) |
32,0 |
39,0 |
2,0 | |||
|
36,0 |
38,0 |
17,5 | ||||
|
40,0 |
46,0 |
55,0 | ||||
|
76,0 |
58,0 |
57,0 | ||||
|
Максимальная концентрация индикатора, % по массе: между 3 и 4 горелками до преграды за преградой на ленте стекла (среднее) |
0,04 |
0,03 |
0,03 | |||
|
0,035 |
0,02 |
0,045 | ||||
|
0,035 |
0,02 |
0,035 | ||||
|
0,025 |
0,02 |
0,022 | ||||
|
Полупериод выхода индикатора с лент стекла, ч |
116 |
168 |
108 | |||
|
Общая длительность пребывания индикатора, ч, в сечении: между 3 и 4 горелками до преграды за преградой на ленте стекла (среднее) |
627 |
680 |
63 | |||
|
753 |
780 |
543 | ||||
|
764 |
792 |
476 | ||||
|
828 |
840 |
654 | ||||
Активный объём (таблица 3).
|
Этап освоения печей |
Активный объём, %. | ||||
|
в зоне максимальных температур(между 3 и 4 горелками) |
в районе 4-5 пар горелок |
в районе последней горелки |
перед зоной выработки |
печи в целом | |
|
Первый |
138 |
- |
79 |
19 |
80 |
|
Второй |
148 |
135 |
94 |
13 |
85,5 |
Активный объём печи с бурлением и листового стекла без бурления (таблица 4).
|
Печь |
Производительность печи, т/сут. |
Активный объём, %. | |
|
в зоне максимальных температур |
в районе 4-5 пар горелок | ||
|
Бур бурления: первый пуск второй пуск |
285 |
132 |
129 |
|
420 |
124,5 |
118 | |
|
С бурлением: первый этап |
300 |
138 |
- |
|
Второй этап |
300 |
148 |
135 |