年第5期廣東化工第36卷總第193期www.gdchem.com175阻力實(shí)驗(yàn)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(yàn)室已經(jīng)報(bào)廢的阻力實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上,提出改造方案,自行設(shè)計(jì)研制出兩套新的實(shí)驗(yàn)裝置。改造后的設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),操作安全方便,所測得的歌據(jù)準(zhǔn)確穩(wěn)定,合理可靠,且實(shí)驗(yàn)裝置美觀大方,闕滿完成了改造任務(wù)。關(guān)鍵詞阻力;實(shí)驗(yàn)裝置;原因;改造中圖分類號TQ文賦標(biāo)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(yàn)是化工原理與食工原琿課程中必做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,加了操作的復(fù)雜性。且由于時(shí)間太久,大部分壓差計(jì)的開關(guān)閥旨在使學(xué)生掌握直管段內(nèi)流體流動時(shí)摩擦阻力的測量方法,計(jì)生銹,無法操作,而該種閥門屬于上個(gè)世紀(jì)八十年代產(chǎn)品,早算摩擦系數(shù)和雷諾準(zhǔn)數(shù),并在雙對數(shù)坐標(biāo)紙上繪出二者之間的已淘汰,市面上沒有銷售,無法進(jìn)行更換。關(guān)系曲線;測定90°彎頭及不同種類閥門的局部阻力系數(shù);學(xué)(5)被測管路的流體流動阻力缺乏橫向?qū)Ρ刃?使學(xué)生對習(xí)壓差計(jì)的使用管路中流體流動阻力大小的感性認(rèn)識不夠深刻。1改造原因分析(6)使用計(jì)量水箱測定流量,液面波動厲害,無法在短時(shí)1.1實(shí)驗(yàn)裝置基本情況間內(nèi)準(zhǔn)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(yàn)室的兩套阻力實(shí)驗(yàn)裝置系1982年購置于華(7)離心泵漏液嚴(yán)重,噪聲較大,效率低,不能在市面上南工學(xué)院現(xiàn)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(nèi)容流量計(jì)及計(jì)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(yàn)裝置存在的上述問題,分五個(gè)子項(xiàng)進(jìn)行改造,壓差計(jì)來測取壓差,據(jù)此來測量計(jì)算阻力以及各直管、管件及分別為:管路系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、美化處閥門的阻力系數(shù)等理12實(shí)驗(yàn)裝置情況2.1管路系統(tǒng)(1)流程比較復(fù)雜,學(xué)生不易掌握測碌裝置的流程。改造內(nèi)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26年的及支架形式的情況下,設(shè)計(jì)出新的排管方式;二是根據(jù)排管方使用管路已經(jīng)變形,大部分管路泚露嚴(yán)重,不僅外形難看,而式選擇管材,并結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化各種管道的排列位置;三是且嚴(yán)重影響了實(shí)驗(yàn)效果。參考管材相關(guān)資料,設(shè)計(jì)取樣段的長度,并排布取樣管口;四(3)取壓點(diǎn)與壓差計(jì)連接的測壓軟管部位彎曲處,由于老是在管道上排列閥門及測量元件。新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖化變硬,管道內(nèi)的氣體不易排出形成氣阻(4)壓差計(jì)使用多達(dá)9個(gè),而且型號不一,視覺混亂,增中國煤化工CNMHG收稿日期]2081103基金項(xiàng)目校內(nèi)基金資助項(xiàng)目作者簡介董華東(1983),男,江蘇徐州人,助理工程師,主要研究方向?yàn)楦蓺饷芊鈴V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;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(biāo)示圖1實(shí)驗(yàn)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穩(wěn)定壓力,上接所有的測壓點(diǎn),每次測阻力,實(shí)驗(yàn)僅是使學(xué)生掌握阻力測量的方法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果單調(diào),量一個(gè)部位的相應(yīng)壓差,根據(jù)面板上的閥門調(diào)節(jié)測壓管路。在缺乏對比性。通過該設(shè)計(jì),可以使學(xué)生測量同種直徑不同管材面板上明確標(biāo)示了各個(gè)管段、閥門及管件的旋轉(zhuǎn)閥門,學(xué)生操的阻力系數(shù),不同直徑同種管材的阻力系數(shù),擴(kuò)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的阻力系數(shù),及彎頭、突擴(kuò)2.3動力系統(tǒng)管的阻力系數(shù),對局部阻力有更加深刻的認(rèn)識;學(xué)習(xí)使用各種改造主要是經(jīng)過參考相關(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(jī)理的認(rèn)識。算,選擇適當(dāng)揚(yáng)程及流量的離心泵,并進(jìn)行安裝。在安裝時(shí),22測量系統(tǒng)考慮到原有離心泵安裝在水泥地基上,試驗(yàn)時(shí)會引起整個(gè)裝置測量系統(tǒng)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(jié)果,所以增加了減震措施,使得實(shí)驗(yàn)裝置是在保持原有的孔板流觸計(jì)、水箱的基礎(chǔ)上,增加文丘里管、運(yùn)行平穩(wěn)皮托管、轉(zhuǎn)子流量計(jì),并進(jìn)行校核。由于這些測量元件或?yàn)橛?4電力系統(tǒng)機(jī)玻璃制品,或?yàn)椴Ａе破?內(nèi)部結(jié)構(gòu)均可視,這樣,化工原于原來使用的電纜已經(jīng)老化,具有極大的危險(xiǎn)性。且原理及食工原理教科書中所介紹的流量測量方法在該實(shí)驗(yàn)裝置來兩套阻力實(shí)驗(yàn)裝置共用一根電纜,一旦出現(xiàn)斷路,造成兩中可以全部直觀觀察、理解。臺裝置均不能使用,電纜的載流量也較大。改造時(shí)運(yùn)用統(tǒng)籌壓差的測量,在經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)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(yàn)具體時(shí)間安排情型壓差計(jì),既可以測撤全部壓差,測量管線在此高度集成,節(jié)況后,發(fā)現(xiàn)阻力實(shí)驗(yàn)與離心泵實(shí)驗(yàn)從來不會在一起進(jìn)行,而兩約壓差計(jì)及空間。由于壓差計(jì)玻璃管為極易損件,為防止學(xué)生種設(shè)備相離僅幾米,兩臺離心泵實(shí)驗(yàn)裝置也是共用一根電纜在實(shí)驗(yàn)過程中碰壞玻璃管,特備兩個(gè)壓差計(jì)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(yàn)裝實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)間題時(shí),仍能保證實(shí)驗(yàn)無縫銜接進(jìn)行。壓差測量系置和一臺離心泵實(shí)驗(yàn)裝置,計(jì)算載流嫩并進(jìn)行更換。這樣可統(tǒng)如圖2所示。避免線路出現(xiàn)故障時(shí)兩臺同種實(shí)驗(yàn)裝置都不工作的情況發(fā)生在對新安置的離心泵的開關(guān)位置選擇時(shí),結(jié)合人機(jī)工程學(xué)的思想,以安全且方便學(xué)生為原則,重新選擇了開關(guān)的類型與安裝位置經(jīng)過改造后的電力系統(tǒng)更加安全,合理,便于操作25美化處理由于設(shè)計(jì)在開始的時(shí)候就考慮到緊凌、美觀,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(jì)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(diào)控閥其美觀。元件在保證教學(xué)效果的基礎(chǔ)上,也盡量使其美觀。增圖2壓差測量系統(tǒng)簡圖設(shè)面板,并在調(diào)查學(xué)生身高的基礎(chǔ)上確定面板的尺寸,更適(下轉(zhuǎn)第183頁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(yīng),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(jié)合的鍵能降低,甚至金屬離子直接反應(yīng)或吸水生成硫酸后和金屬離子反應(yīng)而生成斷裂,灰垢變得疏松易被機(jī)械清除。清灰劑還能中和SO等酸硫酸鹽沉積在爐管外部結(jié)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(zhuǎn)化成般認(rèn)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(yīng),形成惰性化合物。形成的疏松積灰,容易用傳統(tǒng)蒸汽除灰方法去除。但在高溫部4調(diào)研情況與小結(jié)位,因?yàn)橛突抑薪饘僭厮鸬母邷胤e灰,相當(dāng)牢固,蒸汽為了能找到有效途徑,筆者到鎮(zhèn)海石化同類裝置進(jìn)行了調(diào)吹灰很難吹掉。當(dāng)燃燒不正常時(shí),煙氣中產(chǎn)生的大量炭粒子成研,鎮(zhèn)海第三套常減壓裝置,加工能力為900萬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(qiáng)。B套不是很嚴(yán)重,從外觀看來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(nèi)觀察輻射段立管結(jié)垢嚴(yán)重,人工刮掉后,一些,這主要是跟他們采用催化回?zé)捰蜐{作燃料油有一定關(guān)在開工后的幾天之內(nèi)又重新結(jié)上,速度驚人,爐外璧設(shè)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(jié)有厚度為1mm左右的白垢。爐進(jìn)料壓差與往年無大的變(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(nèi)結(jié)焦。初步認(rèn)為造成上述現(xiàn)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(dǎo)致爐管表面嚴(yán)重積灰結(jié)減少燃料油中的灰份和機(jī)械雜質(zhì)含量。3)改用相對減壓渣油來垢,影響傳熱說,性質(zhì)較好的燃料油,例如催化回?zé)捰蜐{。3除灰方法(3)減少爐膛內(nèi)過?？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(qiáng)度的聲波,送入運(yùn)行中的爐體內(nèi)可能積灰結(jié)渣的空間區(qū)域,通過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(xiàn)阻止粉塵粒子在熱交換表面或粒子之間的結(jié)合,使之始終處于(徐乃欣碳鋼大氣腐蝕時(shí)表面結(jié)露行為的某些影響因素[門腐蝕與防護(hù)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基本采用清灰[2]錢家麟.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(jī)理主要有以下幾方面:清灰劑被吹入(3梁超.化工設(shè)備與防腐蝕.吹灰技術(shù)在管道加熱爐中的應(yīng)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(fù)合物,其熔點(diǎn)高,在自然常態(tài)下無腐蝕性;且在爐膛內(nèi)以小顆粒形狀存(本文文獻(xiàn)格式:胡偉.煉廠加熱爐爐管積灰研究J].廣東化在,不會粘結(jié)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)噪聲小合學(xué)生的操作。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的整體布局刷涂的油漆,符合大眾(6)電力系統(tǒng)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(yàn)室完美地融合在一起。不僅裝置美觀,免了出現(xiàn)兩臺裝置同時(shí)無法運(yùn)行的情況發(fā)生而且整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置顏色相互融合,看起來爽心悅目(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3結(jié)論大方,且與整個(gè)實(shí)驗(yàn)室形成完美的整體。通過與原裝置的對比及本屆學(xué)習(xí)化工原理及食工原理的(8)此次改造的花費(fèi)相較于購買新的實(shí)驗(yàn)設(shè)備節(jié)約資金人620余名學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果,得出以下結(jié)論:民幣約95萬元,大大節(jié)約學(xué)校經(jīng)費(fèi)。(1)原有實(shí)驗(yàn)裝置的水箱、支架依然可以使用,直接報(bào)廢(9)按期圓滿完成了改造任務(wù),改造后的實(shí)驗(yàn)裝置能夠較浪費(fèi)材料,經(jīng)過改造加工,使廢物得到重新利用。好地應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)(2)改造后的裝置測量的范圍更廣,測數(shù)據(jù)不僅可以進(jìn)行橫向?qū)Ρ?而且可以進(jìn)行縱向?qū)Ρ?。使用的測量方法涵蓋了化參考文獻(xiàn)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(yàn)上冊)[M]北京:高等教育出版社,200:3839明材料,方便學(xué)生直觀的觀察元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu),加深實(shí)物認(rèn)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(dá)到高度集成,不僅節(jié)約壓版社,205:5458差計(jì)的數(shù)量和占用空間,而且操作方便,數(shù)值穩(wěn)定。即使出現(xiàn)B3蔡中國煤化工表的選用CM北京:化個(gè)壓差計(jì)玻璃管破壞,仍能保證實(shí)驗(yàn)的無縫銜接進(jìn)行CNMHG(4)改造后的實(shí)驗(yàn)裝置管路安置合理,測壓管線排布清晰方便學(xué)生檢查測量,操作直觀。(本文文獻(xiàn)格式:董華東,許培援,劉亞莉,阻力實(shí)驗(yàn)裝(5離心泵在安裝時(shí)運(yùn)用減震措施,使得設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn),置的改造J廣東化工,2009,36(5):175-176)