Ім'я файлу: ДИПЛОМНАЯ_РАБОТА_ТОПЛИВНІЫЕ_БРИКЕТЫ (2).doc
Розширення: doc
Розмір: 2916кб.
Дата: 14.11.2022
скачати
Розширення: doc
Розмір: 2916кб.
Дата: 14.11.2022
скачати
3. РЕЗУЛЬТАТИ ЛАБОРАТОРНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Як за вихідні варіанти виробництво брикетів було взято два типи зв’язуючого, а саме крохмаль і відпрацьована, соняшникова олія. При виготовленні за раніше вказаною методикою було виявлено непридатність використання відпрацьованої олія в ролі зв’язуючого.
Основна проблема полягає в умовах зберігання даних брикетів, а саме умови по температурі навколишнього середовища. Так як в’язкість олії різко змінюється при підвищенні температури, в ході сушіння брикети, що сприяє їх руйнуванню. Також важливим моментом у виробництві паливних брикетів з використанням рослинної олії є тиск, який повинен складати понад 50 МПа.
На рис. 3.1 представлено зовнішній вигляд паливних брикетів, отриманих при тиску 5 МПа з використанням у якості зв’язуючого – відпрацьованої соняшникової олії.
 |  |  |
| а) | б) | в) |
Рис. 3.1. Брикети з використанням олії: а) 3см3 олії та 9г листя; б) 5см3 олії та 9г листя; в) 7 см3 олії та 9г листя
При зберіганні даних зразків в приміщенні з кімнатною температурою брикет ставав з часом все м'якше, і при дотику до нього, він починає руйнуватися.
Зовсім інша картина спостерігається при використанні крохмалю (див. рис. 3.2): при пресуванні під тиском 5 МПа виходить основна волога, а після висушування він стає більш міцнішим, у порівнянні з брикетом з використанням відпрацьованої соняшникової олії.
 |  |  |  |
| а) | б) | в) | д) |
Рис. 3.2. Брикети з використанням крохмалю: а) 0,5 г крохмалю та 5 г листя;
б) 1,0 г крохмалю та 5 г листя; в) 1,25 г крохмалю та 5 г листя;
д) 1,5 г крохмалю та 5 г листя
Зважаючи на це, нами було вирішено, шляхом виготовлення різних проб, підібрати оптимальне співвідношення маси крохмалю до маси листя при виробництві брикету.
Проведені дослідження показали, що за зовнішнім виглядом стає ясно, що використання пропорції, де маса крохмалю, по відношенню до маси листя, менше 10 % мас. - недоцільна. Брикети вийдуть крихкими, і при тривалому зберіганні починають повільно обсипатися.
У разі підвищення кількості крохмалю понад 10 % мас. брикет стає більш купчастим на вигляд (див. рис. 3.2), та має правильну геометричну форму, у порівнянні з брикетами, що містять менше крохмалю.
А ось ситуація з підвищенням кількості крохмалю від 1 г на 5 г листя, до 1,25 г на 5 г листя, судячи за зовнішнім виглядом, сприяє поліпшенню властивостей брикету. Навіть при виготовленні, після процесу пресування, ще вологою, таблетки вона вже вказувала своїм зовнішнім виглядом на те, що при просушуванні буде на порядок міцніше і краще виглядати, ніж варіанти, створені раніше з меншою кількістю крохмалю.
Брикет після просушування ставали більш густими, мали більшу масу. При стисканні їх у руці не давали єдиної ознаки крихкості зразка, крихта листя не відшаровувалася від брикету.
Наступне підвищення кількості крохмалю не дало такий виразний результат як попередній варіант. При підвищенні з 1,25 г на 5 г листя до 1,5 г на 5г листя, на вигляд (див. рис. 3.2 д), міцність була достатньою, що б витримувати різного типу навантаження, але, чисто зовні, брикет виглядав порядком гірше, ніж попередній варіант.
Зовнішня характеристика показала, що найоптимальнішим співвідношенням маси крохмалю до маси листя є межи від 25% до 75% відповідно.
Далі, у лабораторних умовах, було проведено ряд фізико-хімічних досліджень отриманих зразків паливних брикетів. Під час дослідження було визначено їх густину, міцність на стискання та теплоту згоряння (див. рис. 3.3-3.5) за методиками, що наведені у РОЗДІЛІ 2.
Рис 3.3. Графік залежності ρ брикету від m крохмалю
Для збереження єдності вимірювання значень показників якості паливних брикетів маса листя у кожному брикеті складала 5 г, а самі брикети виготовлялися при тиску 5 МПа.
За графіком залежності густини паливного брикету від маси крохмалю в брикеті можна помітити наступну залежність, при невеликих концентраціях крохмалю існування брикету і збереження форми його неможливо так, як настільки невелика кількість крохмалю просто не здатне утримати собою такий обсяг листя, внаслідок, чого брикет сиплеться і падає густина зразка.
При подальших збільшеннях маси крохмалю у паливному брикеті спостерігається тенденція к зростанню густини брикету, а так само виявляється видимий екстремум залежності ρ=f(m), який відповідає точці, 1,25 г. Саме при цьому вмісту у паливному брикеті крохмалю, він має максимальне значення густини, а так само має кращий вигляд, в порівнянні з іншими зразками.
При наступному збільшенні концентрації крохмалю в брикеті, величина його густини починає знижуватися, що пояснюється наявністю великої кількості клейстеру в суміші, що своєю присутністю займає більший об’єм та перешкоджає більш повному пресуванню брикету.
Далі розглянемо таку характеристику, як міцність на стискання, що є однією з найважливіших експлуатаційних характеристик паливних брикетів, яка характеризує їх придатність до зберігання та транспортування (див. рис. 3.4). Даний показник схожий з попереднім, але має ряд своїх особливостей.
Аналізуючи залежність, наведену на рис. 3.4, зазначимо, що найміцнішим брикетом є брикет, створений з 1,25 г крохмалю або з процентним його вмістом 25 % від маси листя. Тобто, як і випадку з густиною, це значення є екстремумом - максимумом функції Р=f(m).
Рис 3.4. Графік залежності Р брикету від m крохмалю
Рис 3.5. Графік залежності Q брикету від m крохмалю
Аналізуючи залежність, наведену на рис. 3.5 зазначимо, що зі збільшенням маси крохмалю у паливному брикеті відбувається збільшення теплоти згоряння.
При створенні брикету з невеликої кількості крохмалю він починає сипатися і адекватну оцінку його нижчої теплоти згоряння зробити вельми проблематично. Виходить на те, що в методиці згорає не вся маса листя, яка пішла на виготовлення брикету, а та частина, яку утримав крохмаль. Схожа картина відбувається і при подальшому підвищенні концентрації крохмалю, так як брикет стає не таким міцним і купчастим, як попередні, і результат може давати деяку похибку через зменшеної маси листя.
Нижча теплота згоряння крохмалю більше, ніж у листя, тому додавання крохмалю в брикет, в цьому плані, тільки підвищує показник, але в рамках показника міцності і густини є екстремум, на якому доцільно зупинитися. А саме, кількість крохмалю в брикеті повинна дорівнювати 1,25 г на 5 г листя, що відповідає 25% від маси листя.
Воду можна не враховувати в даному відношенні, так як вона практично не витрачається, за рахунок повторного використання в наступному циклі виробництва брикетів. Але варто відзначити, що, по масі, води береться в три рази більше, ніж крохмалю. При такому співвідношенні досягається максимальний рівень створення клейстеру з крохмалю і більш повне змочування всієї листя, що, в свою чергу, сприяє більш сприятливому проходженню процесу пресування.
Досліджуючи умови зберігання отриманих паливних брикетів, нами були проведені дослідження, які включали у себе:
1) Визначення впливу температури на паливний брикет.
2) Визначення впливу перепаду температур на паливний брикет.
3) Визначення впливу вологості навколишнього середовища на паливний брикет.
Проведені дослідження показали, що нагрівання паливного брикету до температури 100 °С, впродовж 6 годин, не впливає на його зовнішній вигляд і властивості.
Дослідження стійкості, отриманих паливних брикетів до різких перепадів температур показало, що після 3-го циклу нагрівання до 100 °С з подальшим охолодженням до -10°С впливає на зовнішній вигляд брикету (порушується його геометрична форма), а після 4-5 циклу «нагрівання-охолодження» починається його руйнація. Тим самим, вказуючи на те, що при зберіганні отриманих паливних брикетів треба не допускати значних (більше ніж на 25-30 °С) перепадів температур.
Дослідження впливу вологості навколишнього середовища на паливний брикет здійснювалося за зміною геометричних розмірів паливного брикету, після перебування у середовище з відносною вологістю не нижче 95% в продовж 6 годин.
Проведені дослідження показали, що за 6 годин перебування паливного брикету у вологому середовище його висота (Н, мм) збільшилися на 35%, а діаметр (D, мм) збільшився на 20%.
Отримані результати, підкреслюють необхідність зберігання паливних брикетів у сухих приміщеннях, які добре провітрюються.
1 2 3 4 5 6