3.2 Описание экспериментальной установки для производства утеплительных плит из соломы зерновых культур

Установка представляет собой гидравлический пресс с электрическими плитами подогрева. На основании 7 (рисунок 3.1) установлена рама, которая с одной стороны фиксируется штифтом 3 и может поворачиваться вокруг оси второй стойки за счет шарнира 8. Так же на основании через изолятор закреплена нижняя нагревательная плита 6. Изолятор изготовлен из асбоцементного листа толщиной 10 мм, и установлен для уменьшения потер теплоты от нагревательной плиты. Сверху нагревательной плиты размещается матрица 5, которая представляет собой металлический короб, с внутренним размером 200 х 100мм. Сбоку в матрице имеется отверстие для установки термопары, которая контролирует температуру непосредственно в прессуемой соломе. Эту термопару условно называем контрольной.

Общий вид и схема лабораторной установки для производства плит из соломы представлен на рисунке 3.1 и 3.2.

1 - винт предварительного прессования; 2 - домкрат с верхней нагревательной плитой; 3 - место разъединения верхней полурамы; 4 - блок управления включения нагревательных плит; 5 - матрица; 6 - нижняя нагревательная плита; 7 - основание со стойками; 8 - механизм поворота верхней полурамы.

Рисунок 3.1 - Общий вид лабораторной установки для получения плит из соломы зерновых культур

1 - винт предварительного прессования; 2 - домкрат с верхней нагревательной плитой; 3 - верхняя нагревательная плита; 4 - стенка матрицы; 5 - прессуемая солома; 6 - нижняя нагревательная плита; 7 - основание со стойками; 8 - кабель контрольной термопары; 9 - блок управления температурой нагрева; 10 - контрольно-управляющий прибор, задающий температуру; 11 - манометр для контроля усилия прессования.

Рисунок 3.2 - Схема лабораторной установки для получения плит из соломы зерновых культур

Для контроля усилия прессования в гидравлическую систему домкрата в полость высокого давления (рисунок 3.3) был врезан манометр марки МТП- 1 дата поверки 12.12.2001г.

Рисунок 3.3 - Домкрат с манометром для контроля усилия прессования Тарирование показаний манометра производилось при помощи динамометра образцового переносного ДОСМ - 3 - 10 - у 5096 №104, паспорт ГО 2, 762, 075 ПС, дата поверки 04.06.2002г. Общий вид и схема поверки манометра представлена на рисунке 3.4. Данные, полученные при поверке, представлены в приложении Б.

индикатор часового типа; 5 - упор; 6 - ручка домкрата.

Рисунок 3.4 - Схема поверки манометра домкрата Максимальная температура нагрева (см. Главу 2) составляла 160°С. Поэтому были изготовлены две электронагревательные плиты с питанием от сети переменного тока напряжением 220В, 50Гц, мощностью по 400 Вт каждая. Для контроля температуры нагрева соломы и нагревательной плиты использовались хромелькапелевые термопары и мультиметры марки М - 832. Схема поверки термопар показана на рисунке 3.5. Данные, полученные при поверке, представлены в приложении В. тельная плита.

Рисунок 3.5 - Схема для проведения тарировки термопар

Взвешивание порций соломы проводилось на весах типа ВМЗ - 2 - 43265.65 с ценой деления Юг и погрешностью 5г., дата поверки 20.06.2002г.

Влажность соломы определялась в сушильном шкафу марки СШ - 300. При помощи электронных весов марки BJIK - 500, дата поверки 8.12.2001г.

Для автоматизации процесса производства плит был смонтирован блок управления электронагревательными плитами. Общий вид блока управления представлен на рисунке 3.6.

1 - контрольно-управляющий прибор; 2 - провод термопары; 3 - выключатель нагревательных плит; 4 - контрольная лампа выключенного состояния нагревательных плит; 5 — контрольная лампа включенного состояния нагревательных плит; 6 - мультиметр; 7 - сетевой выключатель; 8 - контрольная лампа включения питания.

Рисунок 3.6 - Общий вид блока управления

Контрольная термопара подключена к мультиметру, расположенному на передней панели блока управления (рисунок 3.6). Вторая термопара - управляющая, установлена в верхней нагревательной плите, закрепленной на домкрате (рисунок 3.2, поз. 3). Управляющая термопара подключена к контрольно-управляющему прибору блока управления. С его помощью задаются максимальное и минимальное значение температуры, при котором происходит включение и выключение плит обогрева. Таким образом, поддерживается заданная температура.

С помощью винта 1 (рисунок 3.1) производится предварительное прессование соломы находящейся в матрице 5, окончательное прессование производится домкратом 2. Усилие прессования контролируется по манометру установленному на домкрате (рис.3.3).

После загрузки взвешенной соломы определенной влажности в матрицу пресса 5 винтом 1 производится подпрессовка, при этом в боковое от-

Рисунок 3.7 - Соломенные плиты, полученный на лабораторной установке.

На данный способ изготовления утеплительных плит из соломы зерновых культур получен патент [Приложение Г].

Способ изготовления утеплительных плит из соломы зерновых культур.

Солому влажностью до 18% подают в пресс. Формируют ковер с отклонением по плотности не более 8%. Затем производят прессование с усилием 1600 кН/м2 при температуре 100-160°С и выдерживают 10-15 мин.

После этого нагрев отключают. Затем плиту извлекают из пресса. Оклеивание плит не производится.

Одним из главных достоинств способа является то, что в качестве сырья используется незерновая часть растений, которая в основном нерационально утилизируется.

верстие матрицы устанавливается контрольная термопара. Затем домкратом 2 производится окончательное прессование с усилием, контролируемым по манометру. После прессования включается блок управления нагревательными плитами. На контрольно-управляющем приборе устанавливается необходимая температура нагрева, которая поддерживается на заданном уровне. С помощью секундомера засекается время нахождения плиты в прессе. После окончания определенного времени нагревательные плиты отключаются и образец извлекается из пресса. В результате опытов были получены образцы соломенных плит размером 200x100x50мм, представленные на рисунке 3.7.

щрпі

щг 3.3 Методика определения теплопроводности образцов

Теплопроводность полученных образцов определялась по ГОСТ 7076- 99. «Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме».

Испытания проводились на приборе с горячей охранной зоной, в котором плотность теплового потока определяют путем измерения электрической мощности, подаваемой на нагреватель зоны измерения горячей плиты прибора. Схема прибора представлена на рисунке 3.8.

\L

1 — холодильник; 2 — испытываемые образцы; 3 — плиты нагревателя зоны измерения; 4 — обмотка нагревателя зоны измерения; 5 — плиты нагревателя охранной зоны; 6 — обмотка нагревателя охранной зоны Рисунок 3.8 - Схема прибора с горячей охранной зоной

Термическое сопротивление образца вычисляют по формуле:

AJjy - разность температур лицевых граней испытываемого образца (°К), Ф - электрическая мощность, подаваемая на нагреватель зоны измерения горячей плиты прибора (Вт), Rk - термическое сопротивление между лицевой гранью образца и ра-

бочей поверхностью плиты прибора (м К/Вт). Для теплоизоляционных материалов и изделий принимается равным нулю.

Эффективную теплопроводность образца определяют по выражению: і

R..

(3.14)

Лф ~ ААТ

— - 2Rb

Ф где X^ffu - эффективная теплопроводность материала испытываемого образца (Вт/(м*К)),

du - толщина образца в процессе испытания (м). (3.15)

Ф

Яи=~А где qu - плотность стационарного теплового потока, проходящего через испытуемый образец (Вт/м2).

Подлежащий испытанию образец помещали в прибор, схема и общий вид которого представлена на рисунках 3.9 и 3.10, теплоизоляция вокруг испытуемых плит и контрольные мультиметры на рисунке 3.10 не показаны.

1 - теплоизоляция; 2 - холодильник; 3 - испытуемые брикеты соломы; 4 - нагревательная плита; 5 - мультиметры с термопарами; 6 - управляющий прибор.

Рисунок 3.9 - Схема установки для проверки теплопроводности

1 - холодильник; 2 - управляющий прибор; 3 - нагревательная плита; 4 - испытуемые брикеты соломы.

Рисунок 3.10 — Общий вид установки для определения теплопроводности образца.

Затем, с помощью управляющего прибора 6 установили температуру нагревателя 80°С. Температура холодильника была 15°С. После включения последовательно через каждые 300с проводили запись показаний датчиков температур лицевых граней образца и производили замеры времени включенного состояния электронагревательных плит.

После достижения стационарного теплового режима измерили толщину помещенного в прибор образца duштангенциркулем.

Площадь зоны измерения (А) во всех опытах равнялась 0,02м2, а электрическая мощность подаваемая на нагреватель 400 Вт.

Для контроля температуры в холодной и горячих зонах использовались хромелькапелевые термопары и мультиметры марки М - 832 . Данные тарировки представлены в приложении Д. 3.4 Методика определения прочности образцов

Прочность полученных образцов определялась по ГОСТ 17177-94. Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний. Предел прочности при изгибе RH3r в МПа вычисляют по формуле: 3 Р1

(3.16)

где Р - разрушающая нагрузка, Н; / - расстояние между осями опор, мм; Ъ - ширина образца, мм; h - высота образца, мм. Результат испытания округляют до 0,01 Мпа.

Прочность образцов проверялась на установке, представленной на рисунках 3.11 и 3.12.

1 - испытуемый образец; 2 - индикаторная скоба; 3 - шток; 4 - винт; 5 - опоры; 6 - пруток; 7 - индикатор. Рисунок 3.11 - Общий вид установки для определения прочности образца

1 - испытуемый образец; 2 - индикаторная скоба; 3 - шток; 4 - винт; 5 - опоры; 6 - пруток; 7 - индикатор.

Рисунок 3.12 - Схема установки для определения прочности соломенных

плит

Образец 1 устанавливался на опоры 5 (рисунок 3.11,3.12). Винтом 4 создавалось давление, которое передавалось на образец через цилиндрический пруток 6. На индикаторе 7 отмечалось максимальное давление, при котором происходило разрушение образца.

<< | >>
Источник: Мишин Михаил Михайлович. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ С РАЗРАБОТКОЙ РЕЖИМОВ И ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УТЕПЛИТЕЛЬНЫХ ПЛИТ / Диссертация. 2004

Еще по теме 3.2 Описание экспериментальной установки для производства утеплительных плит из соломы зерновых культур:

  1. 5.1 Технологическая линия для производства утеплительных плит из соломы зерновых культур
  2. 4.4 Выбор оптимальных параметров для производства утеплительных плит из соломы зерновых культур
  3. 5.2. Экономическая оценка эффективности технологического процесса производства утеплительных плит из соломы зерновых культур
  4. Глава 5 Разработка схемы технологического процесса и технико- экономическая оценка эффективности производства утеплительных плит из соломы зерновых культур
  5. Глава 2 Теоретические предпосылки определения параметров установки для получения утеплительных плит из соломы
  6. Мишин Михаил Михайлович. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ УБОРКИ НЕЗЕРНОВОЙ ЧАСТИ УРОЖАЯ С РАЗРАБОТКОЙ РЕЖИМОВ И ПАРАМЕТРОВ УСТАНОВКИ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ УТЕПЛИТЕЛЬНЫХ ПЛИТ / Диссертация, 2004
  7. 1.2 Использование излишков соломы на несельскохозяйственные цели 1.2.1 Солома для производства бумаги и фибрового картона
  8. 2.1 Энергосбережение при производстве зерновых культур
  9. 1.3 Использование соломы в качестве материала для сельскохозяйственного строительства 1.3.1 Солома для изготовления кирпичей, самана и бетонных блоков
  10. Глава I Анализ технологий производства зерновых культур и использование незерновой части урожая
  11. 4.3 Влияние температуры нагрева, усилия прессования и времени выдержки на теплопроводность плит из соломы
  12. 4.2 Влияние температуры нагрева, усилия прессования и времени выдержки на прочность плит из соломы
  13. 2.4 Экспериментальная установка и методика получения сбивного бездрожжевого теста