Разработка и исследование кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки водных сож на операциях механической обработки

• Автор: Кондратьева, Надежда Николаевна
• Шифр специальности: 05.02.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Список основных аббревиатур и обозначений
Введение
Глава 1. Методы и средства очистки СОЖ на операциях механической обработки. Цель и задачи исследований
1Л. Технико-экономическая эффективность методов и средств очистки СОЖ на операциях механической обработки
1.2. Технологические, схемотехнические и конструктивные решения систем и средств очистки СОЖ от ферромагнитных примесей
1.3. Особенности моделирования, исследования и проектирования систем очистки СОЖ
1.4. Выводы. Цель и задачи исследований
Глава 2. Математическое моделирование и численные исследования эффективности кассетных патронных магнитных сепараторов при очистке водных СОЖ
2.1. Математическое моделирование кассетных патронных магнитных сепараторов
2.2. Численные исследования наследования характеристик дисперсности механических примесей при очистке водных СОЖ в кассетных патронных магнитных сепараторах
2.3. Влияние условий выполнения операций механической обработки на эффективность кассетных патронных магнитных сепараторов
2.4. Численные исследования длительности непрерывной очистки СОЖ в кассетных патронных магнитных сепараторах
2.5. Выводы
Глава 3. Натурные экспериментальные исследования эффективности кассетных патронных магнитных сепараторов при очистке водных СОЖ
3.1. Методика экспериментальных исследований эффективности очистки СОЖ в кассетных патронных магнитных сепараторах
3.2. Результаты экспериментальных исследований эффективности очистки СОЖ
от магнитных примесей в кассетных патронных магнитных сепараторах
3.3. Методика натурных экспериментальных исследований технологической эффективности кассетных патронных магнитных сепараторов при очистке СОЖ на операциях круглого наружного шлифования
3.4. Технологическая эффективность кассетных патронных магнитных сепараторов при круглом наружном шлифовании

3.5. Выводы
Глава 4. Расчет, оптимизация и проектирование многорядных кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки водных СОЖ
4.1. Методики расчета и проектирования одно- и многорядных кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки водных СОЖ
4.2. Оптимизация одно- и многорядных кассетных патронных магнитных сепараторов
4.3. Влияние условий выполнения операций механической обработки на технико-экономическую эффективность кассетных патронных магнитных сепараторов
4.4. Проектирование кассетных патронных магнитных сепараторов для обеспечения операций механической обработки
4.5. Выводы
Глава 5. Опытно-промышленные испытания и внедрение многорядных кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки водных СОЖ на операциях механической обработки
5.1. Опытно-промышленные испытания и внедрение в производство кассетных патронных магнитных сепараторов
5.2. Методика и расчет технико-экономической эффективности кассетных патронных магнитных сепараторов для очистки СОЖ на операциях механической обработки
5.3. Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

Список основных аббревиатур и обозначений
КПМС - кассетный патронный магнитный сепаратор;
ОПМС - оптимизированный патронный магнитный сепаратор;
ПМС - патронный магнитный сепаратор;
ПФМС - платформенный магнитный сепаратор;
СОЖ - смазочно-охлаждающая жидкость;
СП - система применения;
ТГО - тонкослойный гравитационный очиститель;
ЦМС - цепной магнитный (патронный) сепаратор;
ШК - шлифовальный круг;
ЭМС - электромагнитный сепаратор;
Е — нормативный коэффициент капитальных вложений;
3 — приведенные затраты на очистку 1 м3 СОЖ, тыс. руб./м ;

К - удельные капитальные затраты на очистку 1 м СОЖ, тыс. руб./м ;
Кд — удельные капитальные вложения при внедрении очистителя на единицу

производительности, тыс. руб./(м /ч);
Квор(, К'дор - оптимальные удельные капитальные вложения при внедрении очистителя на единицу производительности, м3/ч, без учета коэффициента интенсификации и с его учетом соответственно, тыс. руб./(м3/ч);
Мос - масса осадка, формирующегося за единицу времени в КПМС, кг/с;
Фд - действительный годовой фонд времени, ч;
А - расстояние между патронами в ряду в КПМС, м;
Аг - коэффициент пропорциональности, А-м/Па;
В - магнитная индукция на поверхности патрона в КПМС, Тл;
Вс - ширина системы, м;
С — концентрация механических примесей в СОЖ, мг/дм3;
Сд - граничная концентрация механических примесей при аддитивном осаж-дении частиц, мг/дм ;
Си, С0 - концентрация механических примесей соответственно в исходной и очищенной СОЖ, мг/дм ;
Сш, С0(- - концентрация механических примесей г'-й фракции соответственно в исходной и очищенной СОЖ, мг/дм ;
Сэм — концентрация эмульсола, %;
Сф; - относительное содержание магнитной фракции в оседающей гидратированной частице; уел. ед.;

Реализация на третьем этапе системного анализа позволяет оптимизировать сепараторы и синтезировать те решения, которые обладают наибольшей эффективностью для заданных условий.
Наиболее полно многосторонний системный анализ был проведен при разработке тонкослойных гравитационных очистителей [8-9, 17, 41, 47].
Системный анализ позволяет создавать трехмерные математические модели для оценки взаимосвязи Кд, (7, в [41]. Создание такой математической модели (удельные капитальные вложения на единицу производительности Кд - производительность очистки Q — качество очистки е) позволяет определить, исходя из заданных (9 и £, удельные капитальные затраты и стоимость очистителя, оценить их полезность в широком диапазоне (рис. 1.21).

Рис. 1.21. Поверхность Кг- ()-£, [41]:

Поскольку процессы очистки СОЖ от механических примесей в ТГО и КПМС описываются многопараметрическими моделями с учетом вероятностных (стохастических) аспектов, то целесообразно использовать для их исследования методы системного анализа. Необходимо также разработать математические модели эффективности очистки водных СОЖ в кассетных патронных магнитных сепараторах с учетом особенностей очистки СОЖ в магнитных полях.
В связи с этим решали задачу разработки математических моделей стоимости кассетного патронного магнитного сепаратора, с помощью которых проще проводить расчет экономических эффектов для широкой области значений производительности 0 и степени очистки е. В качестве таких моделей можно использовать системы уравнений оценки составляющих стоимости патронных магнитных сепараторов (соответствующие данные содержатся в сметах проектной подготовки производства). Решение этой задачи приведено в главе 4 в виде математической модели оценки взаимосвязи Кд — 0-е.
Для разработки комплекса математических моделей очистки выработали следующий комплекс действий.
На первом этапе исследований, на основе рассмотрения процесса очистки СОЖ от ферромагнитных частиц в магнитном поле, разработали детерминированную модель, оценивающую степень очистки СОЖ в однорядном КПМС [19].
На втором этапе, путем учета содержания механических примесей в СОЖ и их дисперсного состава, а также наличия гидратной оболочки [41] на поверхности частиц, детерминированную модель преобразовали в детерми-