МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ДОНЕЦКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ
АМВРОСИЕВСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ ТЕХНИКУМ
МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА
открытого внеаудиторного мероприятия
ЭКОНОМИЯ ТЕПЛОТЫ НА ЗАВОДАХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
по дисциплине Теплотехническое оборудование предприятий
специальность: 5.06010107 «Производство строительных деталей и конструкций»
г. Амвросиевка - 2015 год
Методическая разработка открытого внеаудиторного мероприятия по дисциплине Теплотехническое оборудование предприятий
Подготовила: Нусенкис Т.И.– преподаватель Амвросиевского индустриального техникума – 2015.
Изложена методика проведения внеаудиторного мероприятия учебного характера с использованием мультимедийного сопровождения и интерактивных форм обучения.
Для преподавателей, классных руководителей, председателей профессиональных цикловых комиссий высших учебных заведений 1-2 уровней аккредитации.
Рецензенты: Талалаева Т.В. – заведующая отделением, преподаватель спецдисциплин высшей категории
Рассмотрено и одобрено на заседании цикловой комиссии профессиональных технологических дисциплин (протокол № ____ от __________2015 г.).
РЕЦЕНЗИЯ
на методическую разработку открытого внеаудиторного мероприятия по теме: «Экономия теплоты на заводах железобетонных изделий», подготовленную преподавателем спецдисциплин Нусенкис Т.И.
Представленная на рецензию методическая разработка состоит из предисловия, плана, структуры, хода внеаудиторного мероприятия и приложений.
Данная разработка помогает лучшему усвоению учебного материала, отвечает возрастным особенностям и интересам студентов, уровню их подготовки. Материал мероприятия излагается доступно, последовательно, логично и полностью освещает его в соответствии с темой и учебной программой.
Во время проведения мероприятия активизировалась работа студентов по изучению учебного материала, использовались интерактивные способы обучения, упор делался на индивидуальное обучение.
Форма методической разработки интересна по содержанию. Проведение подобных мероприятий позволяет разнообразить контроль знаний по изучаемой дисциплине.
Воспитательная цель методической разработки: воспитывать активность, инициативность, - достигнута.
Методическая разработка рекомендуется для использования в работе преподавателей, классных руководителей, председателей профессиональных цикловых комиссий.
Рецензент Талалаева Т.В. – заведующая отделением,
преподаватель спецдисциплин
Амвросиевского индустриального техникума
ПРЕДИСЛОВИЕ
Целью данной методической разработки является усовершенствование опыта проведения внеаудиторных мероприятий. На современном этапе перед профессиональным образованием стоит много заданий, по главное – воспитывать достойных граждан, всесторонне развитых личностей с широким кругозором, высоким уровнем интеллекта, высококвалифицированных специалистов, способных воплощать новейшие технологии в производство. Поэтому необходимо развивать умение заниматься исследовательской работой и содействовать активизации познавательной деятельности во внеаудиторное время.
Внеаудиторная работа является важнейшей формой учебно–воспитательного процесса. Она расширяет и углубляет знания, полученные на занятии, дает возможность проявить творческую инициативу. Внеаудиторная работа облегчает индивидуальный подход к студенту, создает благоприятные условия для максимального раскрытия и реализации индивидуальных способностей студентов, их талантов.
Внеаудиторная работа – важная составная часть учебно–воспитательного процесса. Глубина и доступность данного материала, логичность и последовательность содержания мероприятия дают возможность создать условия для продуктивной творческой деятельности студентов.
В данной методической разработке большое внимание уделяется привитию интереса и любви к выбранной профессии.
С О Д Е Р Ж А Н И Е
1 Предисловие
2 План мероприятия
3 Структура внеаудиторного мероприятия
4 Ход мероприятия
5 Приложения
ПЛАН
проведения открытого внеаудиторного мероприятия
по дисциплине «Теплотехническое оборудование предприятий»
Дата проведения: 7.04.2015 г. Группа ВД-21
Тема: Экономия теплоты на заводах железобетонных изделий
Цель мероприятия:
методическая: усовершенствовать методику проведения внеаудиторного мероприятия с использованием мультимедийного сопровождения и интерактивных форм обучения
дидактическая: закрепить знания, навыки и умения, полученные при изучении дисциплины; содействовать формированию творческих индивидуальностей; развивать ассоциативное и творческое мишление
воспитательная: воспитывать активность, инициативность; содействать развитию творческих способностей
Вид мероприятия: внеаудиторное мероприятие
Тип мероприятия: познавательно – развлекательная программа
Форма и методы проведения: внеаудиторное мероприятие учебно-культурного характера с использованием мультимедийного сопровождения
Методическое обеспечение мероприятия: методическая разработка, електронная поддержка мероприятия, мультимедийное сопровождение
Технические средства обучения: компьютер, телевизор
СТРУКТУРА ВНЕАУДИТОРНОГО МЕРОПРИЯТИЯ
Вступительная часть
Презентация «Гармония»
Вступительное слово преподавателя
Основная часть
Презентация «Альтернативное топливо»
Сообщения «специалистов»
Ответы на вопросы «журналистов»
Видеоролик «Экология без отходов»
3 Заключительное слово преподавателя
ХОД МЕРОПРИЯТИЯ
1 Вступительная часть
Презентация «Гармония»
Просмотр презентации «Гармония»
1.2 Вступительное слово преподавателя
Наша Земля прекрасна, все еще прекрасна, несмотря на все изменения и разрушения, которые человек уже оставил на ней. Очень хотелось бы, чтобы и через сотни тысяч лет наши далекие потомки, не рассматривая старые фотографии, а просто выйдя в поле, или в лес, или на берег реки могли сказать также. А для этого уже сейчас нам с вами нужно учиться бережно, рационально относиться к природе, ее ресурсам, в том числе, и к энергоресурсам. Этому и посвящена наша сегодняшняя пресс-конференция.
Тема пресс-конференции: «Экономия теплоты на заводах железобетонных изделий», а эпиграфом пусть послужат слова Бенджамина Франклина: «Остерегайтесь и мелких напрасных расходов, ибо маленькая течь может потопить большой корабль».
Данная тема актуальна еще и потому, что эпоха изобилия и дешевизны энергии кончилась, ушла навсегда. Сегодня за энергию нужно платить и платить много. Поэтому и сейчас и в ближайшем будущем гораздо выгоднее направить усилия на ее экономию, дать энергии вторую жизнь.
В быту человек, чтобы приобрести какую-либо дорогую вещь, экономит, сокращает расходы на что-нибудь другое, менее нужное для него. Поэтому для многих людей понятие «энергосбережение» ассоциируется с определенными ограничениями. Однако в различных отраслях промышленности, в том числе и в производстве железобетона, просто так отказаться от части энергии, ничего для этого не предприняв, нельзя. Начнет давать сбой теснейшим образом связанная цепочка технологических процессов производства продукции. Такое самоограничение ничего, кроме вреда, не принесет. Сбережение энергии полезно только в том случае, если оно будет тщательно продумано и подготовлено. Каким образом? Давайте обсудим это.
На нашей пресс-конференции присутствуют «специалисты» в данной области, которые помогут ответить на этот вопрос (приглашаю «специалистов» занять место в президиуме). В зале присутствуют также представители различных периодических изданий, таких как журналы «Строительные материалы», «Цемент», «Экономист», «Строитель», газеты «Луч-информ», «Цементник» и др., для которых обсуждение данной темы будет интересно.
2 Основная часть
2.1 Презентация «Альтернативные виды топлива»
Преподаватель:
При производстве железобетонных изделий расходуется значительное количество теплоты, причем это теплота, полученная в результате сжигания различных видов природного топлива. А ведь для их получения понадобились сотни миллионов лет, то есть запасы такого топлива: угля, нефти, газа практически невосполнимы. По прогнозам ученых запасов природного топлива, по крайней мере, разведанных, хватит максимум на 130 лет. Поэтому сейчас усилия многих исследователей направлены на использование нетрадиционных источников теплоты. О некоторых таких разработках нам расскажет наш «специалист» в этой области Кубрак Татьяна.
Презентацию «Альтернативные виды топлива» комментирует Кубрак Татьяна.
2.2 Сообщения «специалистов»
Преподаватель:
А теперь наши «специалисты» расскажут о новейших разработках в области экономии теплоты и топлива при тепловлажностной обработке железобетонных изделий.
1-й докладчик:
Продуктивность производства сборного железобетона неразрывно связана с сокращением длительности тепловой обработки. Однако простое ее ускорение приводит лишь к увеличению расхода цемента, поэтому интенсификация обработки должна быть связана с комплексом мер, включающих применение новых видов обработки и новых теплоносителей.
Одним из основных факторов экономии тепловой энергии является уменьшение ее потерь в окружающую среду. Так, причина малого теплового КПД пропарочных камер заключаются, в основном, в теплотехнических свойствах конструкций ограждений. Поэтому для устранения непроизводительных потерь энергии необходимо повысить тепловое сопротивление ограждений пропарочных камер и снизить их тепловую емкость, что возможно путем защиты ограждений камер различными теплоизоляционными материалами или заменой тяжелого бетона материалами с лучшими теплозащитными характеристиками.
В настоящее время рекомендуются следующие варианты ограждающих конструкций камер паропрогрева:
из высокопрочного керамзитобетона марки М200, обладающего в 1,5 раз меньшей, чем из тяжелого бетона, теплоемкостью, и в 3-4 раза меньшей теплопроводностью;
из тяжелого бетона с внутренним теплоизоляционным слоем, защищенным от увлажнения (листовой сталью, паростойкими покрытиями);
составная стенка с экранной изоляцией, имеющая наружное бетонное ограждение, внутренний асбоцементный лист и воздушную полость между ними;
несущая стенка из бетона или металла, наружные и внутренние ограждающие асбоцементные листы и воздушные полости между ними, разделенные по толщине на несколько воздушных прослоек.
Материалы, применяемые для теплоизоляции ограждающих конструкций пропарочных камер, должны отвечать следующим требованиям: обладать заданными механическими и теплофизическими свойствами, не разрушаться под действием температуры и возможного увлажнения в процессе эксплуатации; иметь срок службы не ниже нормативного срока эксплуатации камеры.
Для теплоизоляции могут быть применены следующие материалы: плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем и плиты из пенопласта; термостойкие заливочные пенопласты; пеностекло.
Для создания экранной изоляции кроме бетона применяют несколько стеклопластиковых листов, создающих замкнутые воздушные прослойки. С внутренней стороны стеклопластик закрыт асбоцементными листами, предохраняющими воздушные прослойки от проникновения в них пара. Внутренние поверхности бетонного ограждения и асбоцементных листов покрыты фольгоизолом или алюминиевой фольгой, которые отражают тепловые лучи.
2-й докладчик:
При использовании ямных пропарочных камер большую роль играет изоляция крышки. Крышки камер паропрогрева должны иметь металлический каркас и теплоизоляционный слой, защищенный с обеих сторон металлическими листами толщиной 3 – 4 мм. Крышка должна выдерживать статические и динамические (при транспортировке) нагрузки и иметь надежный гидравлический затвор. Гидравлический затвор выполняют из швеллера с высотой полки 100 – 150 мм; с целью увеличения сопротивления гидрозатвора опорную часть крышки изготовляют в виде двойного ребра. Необходимо следить за тем, чтобы швеллер был заполнен водой.
Не допускается деформация крышки, так как в этом случае герметичность затвора нарушается, пар выходит в помещение цеха, что вызывает не только потери теплоты, но и ухудшение условий труда, коррозию металлических деталей, ускоренный износ контрольно- измерительных приборов.
3-й докладчик:
Одним из способов повышения эффективности установок для тепловлажностной обработки изделий является повышение интенсивности и равномерности теплообмена в установках за счет создания циркуляции теплоносителя, разрушение воздушной и конденсатной пленки, препятствующей поступлению новых количеств теплоносителя к поверхности изделия. Эффективна схема организации циркуляции среды за счет энергии скоростной струи пара, выходящей из цилиндрических или расширяющихся сопл. Контур циркуляции организуется в объеме установки при соответствующей расстановке сопл и направлении оси струи пара. В камерах глубиной свыше 3,5 м сопла нижнего и верхнего коллекторов расположены во взаимно противоположных направлениях, создавая замкнутый контур циркуляции; струи пара не должны быть направлены на поверхность изделия.
Разработана система циркуляции, имеющая внутренний и внешний контур с применением внешнего эжектора. Циркуляция создается за счет выхода паровоздушной смеси из сопл и забора ее в перфорированные трубы. В эжекторе смесь обогащается и подогревается свежим паром и вновь поступает в установку. Для создания заданной влажности с целью повышения качества изделий в камере могут быть установлены форсунки для распыления воды. Для создания циркуляции пара в установке возможна его подача через насосы-кондиционеры. Состоящие из диффузора и конфузора, эти устройства создают разрежение на входе в смеситель за счет энергии струи пара, с помощью отражателя направляемой вниз. В таких установках можно использовать высокотемпературный перегретый пар, не монтируя специальные охладительные установки.
Описанные выше системы подачи пара в тепловые установки, несмотря на кажущуюся усложненность, просты в изготовлении и эксплуатации, эффективны, позволяют на треть сократить длительность тепловой обработки и наполовину – удельные расходы тепловой энергии, а также повысить оборачиваемость тепловой установки до 2 оборотов в сутки.
4-й докладчик:
Одним из возможных приемов экономии тепловой энергии является создание технологии ускоренного твердения железобетонных изделий в полигонных условиях с использованием солнечной энергии. Сущность предложенной гелиотермообработки заключается в том, что прогреваемое в форме изделие выполняет функции гелиоприемника. При этом твердеющий бетон является поглощающим и аккумулирующим элементом, металлическая форма – корпусом, а гелиокрышка – светопрозрачным покрытием гелиоформы. Одним из наиболее простых и эффективных является способ тепловой обработки изделий в гелиоформах со светопрозрачным теплоизолирующим покрытием. Этот способ наиболее эффективен при изготовлении бетонных и железобетонных изделий сплошного сечения толщиной 100 – 400 мм из тяжелого бетона класса В15 и выше.
На гелиотермообработку сборного железобетона с применением светопрозрачных покрытий следует переходить при наступлении жаркой солнечной погоды и температуре воздуха не ниже +25°С. Применяя составы, повышающие степень поглощения бетоном солнечной радиации, гелиотермообработку изделий можно осуществлять при солнечной погоде и температуре воздуха не ниже +20°С. Используя быстротвердеющие цементы, соответствующие химические добавки, предварительно разогретую бетонную смесь (в том числе и за счет применения воды затворения, подогретой солнечной радиацией) и другие технологические мероприятия, позволяющие интенсифицировать твердение бетона в гелиоформах, переход на гелиотермообработку изделий можно производить в солнечную погоду при температуре воздуха не ниже +15°С.
При отсутствии солнечной погоды в летнее время можно использовать дублирующий источник энергии (пар, электроэнергию).
2.3 Ответы на вопросы «журналистов»
Преподаватель:
Наши «специалисты» в своих сообщениях ознакомили нас с основными направлениями повышения эффективности работы различных установок для тепловлажностной обработки изделий и готовы ответить на вопросы «журналистов».
Вопросы журналистов:
Журнал «Строительные материалы»
Влияет ли режим работы установок на расход теплоты?
Влияет. В настоящее время более экономичными являются непрерывно работающие пропарочные камеры, так как в этом случае не затрачивается теплота на нагревание самой конструкции камеры, уменьшается расход теплоты на нагревание изделий.
Журнал «Экономист»
2. Как влияет на работу пропарочных установок автоматизация процессов?
Использование автоматического регулирования процесса тепловлажностной обработки дает до 25% экономии теплоты. Поэтому сейчас установки полностью автоматизированы, оборудованы системами контроля и регулирования, устанавливающими оптимальные режимы работы оборудования при различных изменениях в условиях производства.
Газета «Цементник»
3. Как влияет на режим пропарки вид цемента, используемого для производства железобетонных изделий?
Температура изотермической выдержки зависит от вида используемого цемента. При использовании портландцемента температура в пропарочной камере может составлять 60-85°С; при использовании шлакопортландцемента, пуццоланового портландцемента тепловая обработка эффективна при 95-115°С; для цементов, содержащих тонкомолотые кремнеземистые компоненты (например кварцевый песок), обработку ведут при повышенных давлениях и температурах 170-220°С. Понятно, что чем выше температура, тем больше расходуется теплоты на пропарку изделий.
Журнал «Цемент»
4. Влияет ли на расход теплоты в пропарочных камерах марка цемента?
Чем выше марка цемента, тем меньше требуется времени на тепловлажностную обработку и тем меньше расходуется теплоносителя, а, следовательно, и теплоты.
Журнал «Наука и жизнь»
5. Как можно определить эффективность использования тепловой изоляции в пропарочных установках?
Эффект от использования тепловой изоляции можно рассчитать. Рассмотрим конкретный пример. Определим потери теплоты корпусом автоклава, покрытого тепловой изоляцией, например шлаковой ватой, и без изоляции.
Выполняется расчет с использованием компьютерной программы.
Данные: Sб = 305 м2 (Д=3,6 м; L=27 м), tсрг =200°С, tокрвоз= 40°С, α1 = 40 Вт/ (м2 *°С), α2 = 15 Вт/ (м2 *°С), λ1= 58,2 Вт/ (м *°С), λ2 = 0,065 Вт/ (м *°С), δ1= 0,014 м, δ2 = 0,04 м.
Результат: Если тепловая изоляция не используется, потери теплоты через корпус автоклава составляют 1911493 кДж/час , при использовании тепловой изоляции из шлаковой ваты потери теплоты составляют 248384 кДж/час.
Газета «Луч-информ»
6. Какие теплоносители используются для тепловлажностной обработки железобетонных изделий?
Для тепловлажностной обработки железобетонных изделий кроме пара можно использовать нагретый воздух, дымовые газы, электроэнергию, в кассетных установках – горячую воду, минеральное масло.
Журнал «Строитель»
7. Как влияет выбор теплоносителя на расход теплоты?
Используя в кассетных установках минеральное масло с температурой 150°С можно уменьшить расход теплоты в 2,5 – 3 раза, обогрев дымовыми газами уменьшает расход теплоты и топлива в 4 – 6 раз; при применении электрообогрева время тепловлажностной обработки уменьшается на 15 - 20 %. Применение электроэнергии, кроме того, позволяет обеспечить эффективное и гибкое регулирование процессов, чистоту рабочего пространства, высокий уровень автоматизации.
Желательно использовать первичные источники теплоты, то есть топливо, так как многочисленные преобразования (например, топливо – дымовые газы – пар - конденсат) в тепловых установках, каждая из которых имеет невысокий КПД, приводит к низкому общему КПД агрегата.
Газета «Аргументы и факты»
8. Для чего применяется вентиляция камер, тепловых отсеков кассет?
Воздух, находящийся в камерах перед началом тепловлажностной обработки, уменьшает теплоотдачу от пара к изделиям. Поэтому, на первой стадии обработки его вытесняют из камеры паром. Вентиляция камер повышает коэффициент теплоотдачи в 2-3 раза. Аналогично поступают и с кассетными установками.
Газета «Вести»
9. Какие мероприятия предусматривается для повышения экономичности работы автоклавов?
Автоклавы должны герметично закрываться и иметь надежные уплотнения, чтобы пар не выбивал в помещение цеха. Корпус автоклава изолируют. По окончании работы автоклава пар из него перепускают в другой автоклав, который только включается в работу, это дает экономию теплоты до 15-20%.
2.4 Видеоролик «Экология без отходов»
Преподаватель:
А теперь вернемся к началу пресс-конференции. Так можно ли защитить Землю, наш общий дом, от нас самих? Многие ученые работают над этой проблемой и их разработки позволяют смотреть в будущее с оптимизмом. Предлагаю посмотреть видеоролик, в котором показан не просто один из способов уничтожения бытового мусора, но и получения при этом альтернативной энергии, которую можно затем использовать на различные цели, в том числе и на тепловлажностную обработку железобетонных изделий.
Просмотр видеоролика «Экология без отходов»
3 Заключительное слово преподавателя
Преподаватель:
На этом мы заканчиваем пресс-конференцию на тему «Экономия теплоты на заводах железобетонных изделий». Я надеюсь, что те вопросы, которые были рассмотрены в ходе пресс-конференции, позволят вам более глубоко и осознанно изучать различные установки для тепловлажностной обработки железобетонных изделий, и процессы, происходящие в этих установках. А на ІІІ курсе успешно выполнить курсовой проект по дисциплине «Теплотехническое оборудование предприятий», в котором большое внимание уделяется экономии тепловой энергии при производстве железобетонных изделий.
Благодарю за сотрудничество.
П Р И Л О Ж Е Н И Я
