Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym

___________________________________________________________________________ „Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

Tobiasz Budzyński Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym 827[01].Z1.01 Poradnik dla ucznia

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy Radom 2007

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego” 1

Recenzenci: mgr inż. Małgorzata Pucek dr inż. Kazimierz Witosław Opracowanie redakcyjne: mgr Tobiasz Budzyński Konsultacja: mgr Radosław Kacperczyk Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 827[01].Z1.01 „Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym”, zawartego w programie nauczania dla zawodu operator maszyn i urządzeń przemysłu spożywczego. Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2007


SPIS TREŚCI 1. Wprowadzenie 3 2. Wymagania wstępne 5 3. Cele kształcenia 6 4. Materiał nauczania 7

4.1. System zapewnienia higieny produkcji żywności HACCP. Przesyłanie i wytwarzanie energii cieplnej 7 4.1.1. Materiał nauczania 7 4.1.2. Pytania sprawdzające 12 4.1.3. Ćwiczenia 13 4.1.4. Sprawdzian postępów 14

4.2. Silniki spalinowe, pompy – właściwości, charakterystyka 15 4.2.1. Materiał nauczania 15 4.2.2. Pytania sprawdzające 35 4.2.3. Ćwiczenia 35 4.2.4. Sprawdzian postępów 38

4.3. Urządzenia kotłowe, sprężarki, wentylatory – właściwości, charakterystyka 39 4.3.1. Materiał nauczania 39 4.3.2. Pytania sprawdzające 48 4.3.3. Ćwiczenia 49 4.3.4. Sprawdzian postępów 50

5. Sprawdzian osiągnięć 51 6. Literatura 57


1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy z zakresu obsługiwania maszyn i urządzeń ogólnego zastosowania w przetwórstwie spożywczym.

W poradniku zamieszczono: – wymagania wstępne wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane, abyś bez

problemów mógł korzystać z poradnika, – cele kształcenia wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem, – materiał nauczania wiadomości teoretyczne niezbędne do opanowania treści jednostki

modułowej, – zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści, – ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne, – sprawdzian postępów, – sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie

materiału całej jednostki modułowej, – literaturę uzupełniającą.


–

Schemat układu jednostek modułowych

827[01].Z1 Eksploatacja maszyn i urządzeń stosowanych

w przetwórstwie spożywczym

827[01].Z1.01 Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym

827[01].Z1.02 Użytkowanie instalacji

technicznych

827[01].Z1.03 Obsługiwanie urządzeń chłodniczych i aparatury kontrolno-pomiarowej

827[01].Z1.04 Stosowanie środków

transportu w przemyśle spożywczym


2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: – przestrzegać przepisów bhp, ochrony przeciwpożarowej oraz ochrony środowiska, – posługiwać się instrukcjami i dokumentacją techniczną, – posługiwać się podstawowymi jednostkami miar i wag, – posługiwać się podstawowymi pojęciami i wielkościami fizycznymi, – korzystać z różnych źródeł informacji, – obsługiwać komputer, – współpracować w grupie.


3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu jednostki modułowej powinieneś umieć: – sklasyfikować maszyny i urządzenia ogólnego stosowania, – wyjaśnić działanie maszyn sprężających: wentylatory, dmuchawy, sprężarki, – określić zasadę działania wentylatorów, – wyjaśnić różnice występujące w budowie pomp wirowych i tłokowych, – wyjaśnić zasady działania silników spalinowych, – rozróżnić rodzaje urządzeń kotłowych i ich armaturę, – określić sposoby przesyłania energii cieplnej i ich zastosowania, – wskazać niebezpieczeństwa związane z działaniem i obsługą parowych instalacji

energetycznych, – zastosować zasady tworzenia i funkcjonowania zakładowego systemu zapewnienia higieny

produkcji (HACCP), – zastosować sprzęt do utrzymania czystości maszyn i urządzeń produkcyjnych, – zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas obsługi maszyn i urządzeń

ogólnego zastosowania. .


4. MATERIAŁ NAUCZANIA 4.1. System zapewnienia higieny produkcji żywności HACCP.

Przesyłanie i wytwarzanie energii cieplnej 4.1.1. Materiał nauczania

W rozdziale pierwszym poradnika zostaną omówione zagadnienia związane z przepisami BHP stosowanymi podczas obsługi maszyn i urządzeń. W kolejnej części tego rozdziału zostanie przedstawiony system zapewnienia higieny produkcji HACCP. Następnie zostaną opisane podstawowe zagadnienia związane z energią cieplną. Ostatnim poruszanym zagadnieniem są maszyny i urządzenia służące do utrzymania porządku sprzętu wykorzystywanego do produkcji w przetwórstwie spożywczym.

Przepisy BHP dotyczące obsługi maszyn i urządzeń związane są w znacznej mierze z ochroną przed działaniem elektryczności statycznej. Elektryczność statyczna powstaje wówczas, gdy na przedmiotach odizolowanych od ziemi gromadzą się różnoimienne ładunki elektrostatyczne. Pojawia się ona w obiektach przemysłowych zarówno podczas przesypywania ciał sypkich, przelewaniu cieczy jak i przepływie gazów przez rurociągi. Zbliżenie do siebie przedmiotów naładowanych ładunkami różnoimiennymi może spowodować wyładowanie iskrowe. Wyładowaniom tym często towarzyszy człowiek, jednak elektryczność statyczna raczej nie zagraża jego życiu. W pomieszczeniach gdzie występuje zagrożenie pożarowe wyładowanie iskrowe może spowodować zapalenie się lub wybuch nagromadzonych substancji palnych, co niesie za sobą nie tylko straty materialne, ale może też być zagrożeniem dla życia i zdrowia ludzi przebywających w pobliżu. Jednym ze sposobów przeciwdziałania elektryczności statycznej jest uziemienie przedmiotów metalowych. Polega to na połączeniu części gromadzących ładunki elektryczne z metalowym prętem umieszczonym bezpośrednio w ziemi. Przedmioty niemetalowe można chronić przed nagromadzeniem ładunków poprzez nawilżanie powietrza w pomieszczeniach. Cienka warstwa wody osiadająca na ściankach tych przedmiotów powoduje odprowadzenie ładunków do ziemi lub innych przedmiotów o przeciwnym ładunku elektrycznym. Zasady prawidłowej eksploatacji i bezpiecznej obsługi maszyn elektrycznych. Wszystkie urządzenia elektryczne posiadają instrukcję obsługi, zatem powinny być zgodnie z nią eksploatowane i konserwowane. Najczęściej spotykanymi nieprawidłowościami pracy maszyny mogą być drgania i stuki wynikające np. z uszkodzenia elementów maszyny. Może to powodowaćnadmierne grzanie się elementów maszyny a w konsekwencji ich trwałe uszkodzenie. Kolejną oznaką awarii może być wystąpienie iskrzenia spowodowane uszkodzeniem instalacji elektrycznej lub zużyciem elementów ślizgowych czy komutatora oraz szczotek. Największe zagrożenie stwarza brak osłon części wirujących lub pozostających pod napięciem. Może to powodować zagrożenie dla zdrowia człowieka, jak również uszkodzenie maszyny.

Podczas pracy z maszynami i urządzeniami elektrycznymi należy bezwzględnie przestrzegać zarówno ogólnych zasad BHP jak i zasad bezpiecznej pracy z maszynami. Do takich podstawowych zasad BHP można zaliczyć: – nie zbliżać się i nie dotykać urządzeń bez konieczności posługiwania się nimi, – remonty i konserwacje mogą wykonywać jedynie osoby posiadające odpowiednie

kwalifikacje, – przed włączeniem maszyny bądź urządzenia należy wykonać oględziny stanu technicznego

maszyny, – przed wymianą żarówek i bezpieczników wyłączyć obwód, – w celu podłączenia lub odłączenia wtyczki chwytać ją za obudowę, – nie dotykać części urządzeń mokrymi rękami,


– nie dotykać jednocześnie urządzeń i uziemionych metalowych przedmiotów, – po zauważeniu nieprawidłowości w pracy urządzeń należy odłączyć zasilanie.

System zapewnienia higieny żywności produkcji HACCP skrót ten pochodzi od pierwszych liter angielskiej nazwy Hazard Analysis and Critical Control Point. W języku polskim oznacza on Analiza Zagrożeń i Krytyczny Punkt Kontroli. System ten powstał w celu zapewnienia bezpieczeństwa żywności w trakcie całego procesu produkcyjnego a także podczas jej składowania. Jego głównym zadaniem jest zapewnienie produktom spożywczym higienicznej czystości. Jest on wykorzystywany w firmach zajmujących się produkcją oraz handlem artykułami spożywczymi.

W przypadku tego systemu, główny nacisk związany z nadzorem nad żywnością kładzie się na przyczynach zagrożeń bezpośrednio w miejscu ich powstawania. W wyniku takiego podejścia, zagrożenie zdrowotne żywności, które może być związane ze stosowanymi surowcami, dodatkami i materiałami pomocniczymi, personelem, maszynami i urządzeniami, a także procesem technologicznym jest eliminowane przed wyprodukowaniem gotowego wyrobu. Jest to najefektywniejszy sposób zapewnienia oraz gwarantowania bezpieczeństwa żywności. System HACCP jest uznany przez wszystkie organizacje, zajmujące się bezpieczeństwem żywności.

W przypadku chęci wdrożenia przez przedsiębiorstwo systemu HACCP, warunkiem wstępnym jest opracowanie pięciu programów dotyczących następujących zagadnień: – badania wody, – mycia i dezynfekcji, – usuwania odpadów i ścieków, – kontroli szkodników, – kontroli kwalifikacji zdrowotnych pracowników.

System HACCP opiera się na kilku podstawowych zasadach. Zostały one przedstawione na rysunku 1.

Rys. 1. Zasady systemu HACCP [opracowanie własne]

Zasady występujące w systemie HACCP

– Zasada 1 Analiza zagrożeń oraz środków im zapobiegających. Ma ona na celu identyfikację wszystkich szkodliwych czynników biologicznych, chemicznych i fizycznych, które mogą wystąpić na wszystkich etapach procesu produkcyjnego poczynając od surowców

Zasada 6. Procedury weryfikacji

Zasada 5. Działania

korygujące

Zasada 4. Ustalenie i

wprowadzenie systemu

monitorowania CCP

Zasada 3. Ustalenie

parametrów i limitów

krytycznych

Zasada 2. Określenie

krytycznych punktów kontroli

Zasada 1. Analiza zagrożeń oraz środków im zapobiegających

Zasada 7. Dokumentacja i

dokumentowanie systemu HACCP

Zasady systemu

HACCP


i materiałów pomocniczych, a kończąc na dystrybucji produktów. Ma ona również na celu oszacowanie ryzyka wystąpienia danego czynnika, jak też określenie środków zapobiegawczych, które można zastosować w przypadku wystąpienia zagrożenia w celu jego eliminacji bądź minimalizacji skutków jego wystąpienia,

– Zasada 2. Określenie krytycznych punktów kontroli. W ramach przeprowadzonej analizy zagrożeń i określeniu środków zapobiegawczych ustalane są najważniejsze punkty, elementy lub etapy, w których środki zaradcze nie są skuteczne. Są one określane mianem Krytycznych Punktów Kontrolnych (CCP). Punkty te muszą być poddawane szczególnej kontroli ze względu na możliwość wystąpienia w tych miejscach nadmiernego ryzyka powodującego nieakceptowalną jakość zdrowotną żywności,

– Zasada 3. Ustalenie parametrów i limitów krytycznych. Najważniejszym zadaniem, które obejmuje tą zasadę jest ustalenie Krytycznego Punktu Kontrolnego, w takim momencie procesu produkcyjnego, któremu będą mogły być przypisane odpowiednie parametry procesu, które będą sprawdzane w określonych warunkach. Tolerancję odchyleń należy dobrać w taki sposób, by nie miały one znaczenia na zachowanie bezpieczeństwa zdrowia.

– Zasada 4. Ustalenie i wprowadzenie systemu monitorowania CCP. System monitorowania Krytycznych Punktów Kontrolnych to procedura mająca na celu określenie jak często i przez kogo będą sprawdzane pomiary dla punktów krytycznych. Zawiera ona również informacje o sposobie prowadzenia zapisów z przeprowadzonych kontroli oraz w jaki sposób i przez kogo będzie to nadzorowane,

– Zasada 5. Działania korygujące. Ma ona na celu ustalenie działań koniecznych do wykonania w przypadku przekroczenia lub niedopełnienia zadanych parametrów w Krytycznym Punkcie Kontroli. Działania wykonywane w ramach tej zasady powinny określać co w takim przypadku zrobić z produktem, linią produkcyjną oraz zawierać instrukcje w jaki sposób doprowadzić naruszone parametry do wymaganego poziomu,

– Zasada 6. Procedury weryfikacji. Przedsiębiorstwo w związku z tą zasadą ma obowiązek określić procedury kontroli wewnętrznej, mające na celu sprawdzenie czy wdrożony system HACCP działa w sposób prawidłowy, zgodnie z przyjętymi założeniami. Celem tej kontroli jest również ustalenie poprawności wyznaczenia Krytycznych Punktów Kontroli i parametrów ich monitorowania,

– Zasada 7. Dokumentacja i dokumentowanie systemu HACCP. Zasada ta zawiera zapis o konieczności stworzenia, prowadzenia, przechowywania i archiwizowania dokumentacji systemu. Prowadzona dokumentacja świadczy o rzeczywistym funkcjonowaniu systemu HACCP w przedsiębiorstwie. Pozwala ona również na jego kontrolę osobom z zewnątrz danego zakładu - inspekcjom lub kontrahentom.

Do najważniejszych korzyści, jakie przedsiębiorstwo uzyskuje w ramach wdrożenia systemu

HACCP można zaliczyć: – pozwala on zapobiegać występowaniu zagrożeń w łańcuchu żywnościowym, – pozwala uzyskać miejsca potencjalnych zagrożeń podczas procesu produkcji wraz z ich oceną

i oszacowaniem ryzyka, – pozwala na szybkie ustalenie i wyeliminowanie przyczyny wystąpienia epidemii

żywnościowej (zatrucia), – pozwala na ustalenie zakresu odpowiedzialności poszczególnych pracowników zajmujących

się nadzorowaniem krytycznych punktów kontroli, – pozwala na uzyskanie sprawniejszej organizacji pracy, prowadzi do obniżenia kosztów

produkcji poprzez podwyższenie jakości i cen produktów.


Energia cieplna Zjawisko wymiany ciepła zawsze zachodzi między dwoma sąsiadującymi ciałami, jeżeli mają

one różną temperaturę i trwa ona do momentu jej wyrównania. W dalszej części rozdziału zostaną szerzej przedstawione następujące zagadnienia związane z energią cieplną: – przypadki wymiany ciepła, – przewodzenie ciepła, – unoszenie ciepła, – przejmowanie ciepła, – przenikanie ciepła, – promieniowanie cieplne, – wymienniki ciepła, – regenerator.

Wymiana ciepła zachodzi w trzech przypadkach: w obszarze ciała jednorodnego, pomiędzy ciałami stykającymi się bezpośrednio ze sobą, między dwoma ciałami oddalonymi od siebie. Przypadki te zostały przedstawione na rysunku 2.

Rys. 2. Przypadki wymiany ciepła [opracowanie własne]

W obszarze jednorodnego ciała stałego wymiana ciepła odbywa się na zasadzie

przewodzenia. W jednorodnych ciałach ciekłych lub gazowych jest ona bardziej złożona, ponieważ odbywa się na zasadzie przewodzenia lub unoszenia. W cieczach oraz gazach, ze względu na duże odległości między cząsteczkami, przewodzenie ciepła zachodzi mniej intensywnie niż w ciałach stałych. Unoszenie ciepła zachodzące w płynach zależy głównie od tego czy następuje samoistnie wywołane jedynie ruchem cząsteczek, czy też jest wymuszone czynnikami zewnętrznymi.

Wymiana ciepła między ciałami stałymi to proces przewodzenia, natomiast między płynem a ciałem stałym nazywana jest przejmowaniem ciepła. Wymiana ciepła między dwoma płynami oddzielonymi od siebie ciałem stałym składa się z kilku procesów i zwana jest przenikaniem. Podobny proces zachodzący pomiędzy dwoma ciałami stałymi oddalonymi od siebie, przedzielonymi próżnią nazywamy promieniowaniem.

Wymiana ciepła zachodzi jako proces ustalony wówczas, gdy zarówno ilość przenoszonego ciepła jest stała, a temperatura układów nie ulega zmianie. Podczas gdy wielkości te zmieniają się zachodzi proces wymiany nie ustalonej.

Przewodzenie ciepła polega na przekazywaniu energii kinetycznej pomiędzy cząsteczkami jednego ciała. Największą przewodnością charakteryzują się metale, zaś najmniejszą gazy. Zależy ona od temperatury, ponieważ wraz ze wzrostem temperatury przewodność gazów rośnie a cieczy maleje. Przewodność metali natomiast jest stała. Podczas przewodzenia ciepła przez płaską ściankę natężenie strumienia ciepła stanowi stosunek przewodności materiału ścianki i różnicy temperatur panujących po obu jej stronach do jej grubości.

Unoszenie ciepła ma miejsce tylko w ciałach ciekłych lub gazowych, ponieważ ma to ścisły związek z ruchem ich cząsteczek. W ciałach płynnych cząsteczki mają swobodę ruchu, więc

Przypadki wymiany ciepła

W obszarze ciała jednorodnego

Pomiędzy ciałami bezpośrednio

stykającymi się ze sobą

Pomiędzy dwoma ciałami oddalonymi

od siebie


stykają się z innymi cząsteczkami i wymieniają z nimi ciepło. Unoszenie ciepła może występować zarówno w przestrzeni ograniczonej jak i nieograniczonej. Szybkość wymiany ciepła jest zależna od różnicy temperatur oraz szybkości poruszania się cząsteczek. Ruch cząsteczek może wynikać ze zmiany gęstości płynu spowodowanej zmianą temperatury, lub też może być spowodowany urządzeniem zewnętrznym.

Przejmowanie ciepła jest zjawiskiem zachodzącym pomiędzy płynem a ścianką ciała stałego. Jeśli wzdłuż ścianki przemieszcza się płyn o temperaturze różnej od temperatury ścianki, to między nimi zachodzi przejmowanie ciepła.

Przenikanie ciepła zachodzi wówczas, gdy wymiana następuje między dwoma płynami oddzielonymi ścianką ciała stałego. Zachodzą tu łącznie trzy zjawiska: przejmowania ciepła z płynu pierwszego, przewodzenie ciepła przez ściankę i przejmowanie ciepła przez płyn drugi.

Promieniowanie cieplne zachodzi pomiędzy ciałami oddalonymi od siebie, pod warunkiem jednak, iż środowisko rozdzielające jest przenikalne. Zjawisko to polega na wymianie ciepła za pośrednictwem fal elektromagnetycznych, które padając na inne ciało mogą zostać pochłonięte, odbite lub przepuszczone. W ciałach stałych i cieczach ciepło przekazywane jest za pośrednictwem fal o wszystkich długościach, podczas gdy w gazach w procesie tym biorą udział określone fale. Moc promieniowania, czyli ilość wypromieniowanego ciepła zależy od właściwości fizycznych danego ciała oraz od rodzaju jego powierzchni i temperatury. Znacząca wymiana energii na zasadzie promieniowania odgrywa rolę jedynie w wysokiej temperaturze.

Wymienniki ciepła są urządzeniami służącymi do wymiany ciepła między dwoma czynnikami płynnymi, które zazwyczaj są od siebie oddzielone metalową ścianką wymiennika. Wymienniki występują jako pośrednie i bezpośrednie. W wymiennikach bezpośrednich czynnik o wyższej temperaturze miesza się bezpośrednio z czynnikiem o temperaturze niższej przekazując w ten sposób ciepło. W wymiennikach pośrednich czynniki nie stykają się ze sobą. Wymienniki powierzchniowe możemy rozróżnić w zależności od kierunku przepływu obu czynników na współprądowe i przeciwprądowe oraz krzyżowe. Na rysunku 3 przedstawiono dwa rodzaje wymienników ciepła.

Rys. 3. Wymienniki ciepła: a) współprądowy, b) przeciwprądowy [1, s. 180]

Na rysunku oznaczono: X – czynnik ogrzewający, Y – czynnik ogrzewany, T – temperatura, q – natężenie strumienia cieplnego, A1-2 – pole powierzchni ścianki dzielącej.


Regenerator jest to komora wypełniona elementami wykonanymi z materiałów ogniotrwałych w taki sposób by umożliwić kolejno przepływ gazów gorących i zimnych. Przepływając przez regenerator czynnik cieplejszy oddaje energię elementom znajdującym się w komorze, a przepływający kolejno czynnik chłodny przejmuje nagromadzone w niej ciepło.

Urządzenia do czyszczenia i utrzymania czystości maszyn i urządzeń zapewnienie czystości maszynom i urządzeniom wykorzystywanym w produkcji mogą służyć dwa systemy: – zewnętrzny, – wewnętrzny.

Do systemu wewnętrznego zalicza się wszystkie elementy, zespoły czy instalacje danej maszyny, lub zespołu maszyn, mające na celu zapewnienie czystości bieżącej maszyn. W tym przypadku, czyszczenie jest jednym z elementów procesu produkcyjnego, procesu, który może być kontynuowany dopiero po wykonaniu działania związanego z czyszczeniem danej maszyny, jego elementu bądź linii produkcyjnej.

Do systemu zewnętrznego zalicza się wszelkie maszyny bądź urządzenia zewnętrzne, nie związane bezpośrednio z urządzeniami realizującymi proces produkcyjny. W obecnym czasie na rynku dostępnych jest wiele urządzeń, które mogą zostać wykorzystane w celu zapewnienia czystości maszynom wykorzystywanym w produkcji. Wybór ich uzależniony jest od zadań, jakie są przed nimi postawione, od warunków działania, wymaganej wydajności, a także od ceny. W przypadku dokonywania wyborów z dość szerokiej oferty rynkowej, należy wziąć pod uwagę nie tylko cenę samego urządzenia, ale także koszty, jakie są związane z jego eksploatacją. Można do nich zaliczyć koszty związane z przeglądami technicznymi maszyn (w przypadku, jeśli wymaga ich producent), koszty części zamiennych, ich dostępności oraz rozmieszczenie punktów serwisowych oraz ich niezawodność potwierdzona testami, certyfikatami. Należy również wziąć pod uwagę długość trwania gwarancji udzielanej przez producenta.

Na częstotliwość wykonywania działań zapewniających utrzymanie czystości ma wpływ wiele czynników. Można do nich zaliczyć między innymi: specyfikę prowadzonej działalności, rodzaj produkcji, rodzaj zastosowanych środków produkcji, zanieczyszczenie środowiska, częstotliwość wykonywania prac porządkowych w hali produkcyjnej, jak też warunki klimatyczne. 4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie są podstawowe zasady BHP obowiązujące w trakcie obsługi maszyn i urządzeń? 2. Jakie zadania są stawiane przed systemem HACCP? 3. Jakie są warunki wstępne wdrożenia systemu HACCP w przedsiębiorstwie? 4. Jakie są zasady systemu HACCP? 5. Jakie są korzyści wynikające z wdrożenia systemu HACCP? 6. Jakie są przypadki wymiany ciepła? 7. Co to jest przewodzenie cieplne? 8. Co to jest unoszenie ciepła? 9. Co to jest przejmowanie ciepła? 10. Co to jest przenikanie ciepła? 11. Co to jest promieniowanie cieplne? 12. Jaka jest zasada działania wymienników ciepła? 13. Jakie są systemy wykorzystywane podczas utrzymywania czystości maszyn i urządzeń? 14. Co to jest system wewnętrzny?


4.1.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Dobierz maszyny i urządzenia zapewniające utrzymanie czystości na hali produkcyjnej przedsiębiorstwa zajmującego się produkcją makaronów, na każdym z etapów jego wytwarzania. Etapy występujące w trakcie jego produkcji to: − przygotowanie surowców – obejmuje między innymi operacje: przygotowania mieszanek

mąki, przesiewanie, podgrzewanie wody, przygotowanie masy jajowej, − wytworzenie ciasta makaronowego, − formowanie, − suszenie makaronu.

Sposób wykonania ćwiczenia Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) dobrać maszyny i urządzenia zapewniające utrzymanie czystości na hali produkcyjnej

przedsiębiorstwa zajmującego się produkcją makaronów, 5) uzasadnić konieczność i potrzebę zastosowania wybranych urządzeń, 6) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy:

– papier formatu A4, – przybory do pisania, linijka, ołówek, – stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Przedstaw w postaci tabeli zasady, jakie występują w systemie HACCP. Na podstawie tych zasad, opracuj system zapewnienia higieny produkcji żywności dla dowolnego przedsiębiorstwa zajmującego się przetwórstwem spożywczym.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) przedstawić zasady jakie występują w systemie HACCP, 5) opracować system zapewnienia higieny produkcji żywności dla dowolnego przedsiębiorstwa

zajmującego się przetwórstwem spożywczym, 6) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 7) zaprezentować pracę na forum grupy.


– papier formatu A4, – przybory do pisania, linijka, ołówek, – stanowisko z dostępem do Internetu.


4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz: Tak

Nie

1) określić podstawowe zasady BHP obowiązujące w trakcie obsługi maszyn i urządzeń?

2) określić zadania stawiane przed systemem HACCP? 3) określić warunki wstępne wdrożenia systemu HACCP

w przedsiębiorstwie?

4) wyjaśnić zasady obowiązujące w systemie HACCP? 5) określić korzyści jakie uzyskuje przedsiębiorstwo z wdrożenia

systemu HACCP?

6) wymienić przypadki wymiany ciepła? 7) wyjaśnić przypadki wymiany ciepła? 8) zdefiniować podstawowe pojęcia związane z energią cieplną np.:

przewodzenie cieplne, przejmowanie ciepła, przenikanie ciepła?

9) wyjaśnić zasadę działania wymienników ciepła? 10) określić urządzenia związane z utrzymaniem czystości maszyn

i urządzeń produkcyjnych?

11) wyjaśnić rolę jaką pełni system zewnętrzny?


4.2. Silniki spalinowe, pompy – właściwości, charakterystyka 4.2.1. Materiał nauczania

W poniższym rozdziale zostaną przedstawione podstawowe właściwości związane z silnikami spalinowymi, ich podział oraz charakterystyka. W następnej części rozdziału omówione zostaną pompy.

Silniki cieplne są maszynami przetwarzającymi energię cieplną na mechaniczną. Na rysunku 4 przedstawiono klasyfikację silników cieplnych.

Rys. 4. Podział silników cieplnych [1, s. 228]

Do silników o spalaniu zewnętrznym zaliczamy tłokowe silniki parowe oraz turbiny parowe.

Spalanie paliwa odbywa się poza silnikiem, wynikiem czego jest wytworzenie w kotłach parowych pary wodnej będącej czynnikiem roboczym.

Silniki o spalaniu wewnętrznym zwane silnikami spalinowymi uzyskują energię mechaniczną w wyniku spalania paliwa wewnątrz silnika. Silniki spalinowe dzielimy na: tłokowe, turbinowe i odrzutowe.

Silniki spalinowe tłokowe przetwarzają energię cieplną otrzymaną podczas procesu spalania paliwa na energię mechaniczną. Przemiana ta zachodzi w przestrzeni roboczej silnika. W silniku tłokowym znajduje się przynajmniej jeden tłok ograniczający przestrzeń roboczą. Tłok może wykonywać ruch postępowo-zwrotny lub obrotowy i ma za zadanie przenoszenie sił. Nacisk na tłok realizowany jest poprzez siły powstałe podczas spalania paliwa. Poruszający się tłok za pośrednictwem połączonego z nim mechanizmu korbowego przekazuje energię do wału korbowego powodując jego obrót.

Silniki spalinowe turbinowe posiadają przynajmniej jeden wirnik, który jest napędzany za pomocą strumienia gazu posiadającego dużą prędkość i energię kinetyczną. Moc użyteczna silnika, podobnie jak w silnikach tłokowych przenoszona jest z turbiny na wał główny silnika. Ponieważ strumień gazu napędzający turbinę ma dużą prędkość dodatkowo zachodzi tu zjawisko siły ciągu, która może być również wykorzystana do napędu np. samolotu.

Silniki spalinowe odrzutowe wykorzystują wyłącznie siłę ciągu nie pobierając mocy użytecznej z wału silnika. Silniki odrzutowe można ogólnie podzielić na przelotowe i rakietowe. Silnik przelotowy pobiera niezbędny w procesie spalania tlen z przepływającego w czasie pracy przez niego powietrza. Silnik rakietowy, z uwagi na brak przepływu powietrza, pobiera niezbędny tlen z dołączonego zbiornika.


Rodzaje tłokowych silników spalinowych – tłokowe silniki spalinowe możemy podzielić ze względu na sposób zapłonu mieszanki palnej w cylindrach na silniki o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Na rysunku 5 przedstawiono klasyfikację tłokowych silników spalinowych.

Rys. 5. Podział tłokowych silników spalinowych [1, s. 230]

Na rysunku oznaczono: ZI – zapłon iskrowy, ZS – zapłon samoczynny.

W silnikach z zapłonem iskrowym mieszanka paliwa i powietrza zapalana jest za pomocą iskry elektrycznej wytwarzanej pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej. Mieszanka paliwa i powietrza wytwarzana jest w gaźniku, a w przypadku zasilania silnika gazem mieszanka gazu z powietrzem tworzona jest w mieszalniku. W silnikach iskrowych zasilanych za pomocą wtrysku mieszanka palna tworzy się podczas wtrysku paliwa do cylindra.

W silnikach z zapłonem samoczynnym zapłon paliwa następuje na skutek zetknięcia ze sprężonym powietrzem o wysokiej temperaturze. Cykl pracy silnika może być realizowany w zależności od jego budowy podczas jednego lub dwóch obrotów wału korbowego. Podczas jednego pełnego obrotu wału korbowego silnika, tłok wykonuje dwa suwy pomiędzy zwrotnymi punktami położenia. Dlatego też ze względu na zasadę ich pracy możemy podzielić je na dwui czterosuwowe. Silniki mogą być zasilane paliwem stałym, ciekłym i gazowym. Silniki zasilane gazem mają zapłon iskrowy, a mieszanka paliwa i powietrza wytwarzana jest w mieszalniku znajdującym się poza cylindrem. Zależnie od sposobu napełniania cylindra oraz efektowi zwiększonej mocy możemy rozróżnić silniki doładowane i niedoładowane.

Zasada działania silnika czterosuwowego w silniku tego typu, na jeden cykl pracy silnika czterosuwowego składają się cztery suwy tłoka, są to: – suw ssania, – suw sprężania, – suw pracy – suw wylotu.

Na każdy suw przypada ½ pełnego obrotu wału korbowego, co stanowi, iż na jeden cykl pracy przypadają dwa pełne obroty wału. W silnikach z zapłonem iskrowym i samoczynnym cykl pracy jest taki sam. Różnice wynikają ze sposobu tworzenia mieszanki palnej oraz sposobu jej


zapłonu. W silnikach gaźnikowych mieszanka tworzy się w gaźniku, stąd zasysana jest do cylindra, gdzie następuje zapłon. W silnikach z zapłonem samoczynnym mieszanka tworzy się dopiero w cylindrze, po czym następuje jej samozapłon.

Silnik czterosuwowy z zapłonem iskrowym gaźnikowy w silnikach tego typu, w czasie suwu dolotu ssania, tłok wykonuje ruch od górnego martwego punktu GMP do dolnego martwego punktu DMP. W tym czasie następuje otwarcie zaworu dolotowego, przez który do cylindra zostaje zassana mieszanka paliwa i powietrza uprzednio wytworzona w gaźniku. W tym czasie zawór wylotowy pozostaje zamknięty.

W drugiej kolejności następuje suw sprężania nagromadzonej w cylindrze mieszanki. Oba zawory pozostają zamknięte, a sprężona mieszanka ulega zapaleniu za pomocą iskry elektrycznej wytworzonej przez świecę zapłonową. Podczas spalania mieszanki następuje wzrost ciśnienia i temperatury powstałych gazów spalinowych, które rozprężając się wykonują pracę przesuwając tłok w kierunku DMP. Przez cały ten czas zawory pozostają zamknięte, a przesuwający się tłok obraca za pomocą korbowody wał silnika.

Ostatnim etapem cyklu jest suw wylotu, podczas którego zostaje otwarty zawór wylotowy, a tłok przemieszczający się w kierunku GMP wypycha spaliny z cylindra. Po zakończeniu suwu wylotu znów następuje suw dolotu i tym samym cykl pracy się powtarza.

Czterosuwowy silnik z zapłonem samoczynnym wysokoprężny w silnikach tego typu cykl pracy silnika czterosuwowego z zapłonem samoczynnym jest bardzo podobny do cyklu pracy silnika z zapłonem iskrowym. Zasadnicza różnica polega na tym, że w cylindrze zamiast mieszanki palnej sprężane jest powietrze, do którego w ostatniej fazie następuje wtrysk paliwa. Wtryśnięte paliwo wraz ze sprężonym gorącym powietrzem tworzy mieszankę, która pod wpływem panującej temperatury zapala się, co powoduje wzrost ciśnienia i w efekcie prowadzi do wykonania suwu pracy tłoka. Podczas suwu pracy tłok przekazuje energię do wału korbowego, a podczas suwu wylotu powstałe spaliny zostają usunięte z cylindra. Na rysunku 6 przedstawiono schemat działania silnika czterosuwowego.

Rys. 6. Schemat działania silnika czterosuwowego: a) suw dolotu, b) suw sprężania, c) suw pracy,

d) suw wylotu [1, s. 234]


Na rysunku oznaczono: GMP – górne martwe położenie tłoka, DMP – dolne martwe położenie tłoka, Vk – objętość komory sprężania, Vs – objętość skokowa cylindra, S – skok tłoka

Zasada działania silnika dwusuwowego w silnikach tego typu pełny cykl pracy silnika dwusuwowego odbywa się podczas jednego obrotu wału korbowego. Silniki dwusuwowe ze względu na brak zaworów sterujących wykonują tylko suw pracy i suw sprężania. Funkcję sterującą pełni tu sam tłok odsłaniając i zasłaniając otwory znajdujące się w ściankach cylindra. Napełnianie cylindra mieszanką palną oraz usuwanie spalin odbywają się jednocześnie. Wstępne sprężanie mieszanki palnej odbywa się w komorze korbowej silnika lub w specjalnej dmuchawie w przypadku wdmuchiwania powietrza. W przypadku sprężania mieszanki w komorze korbowej silnika musi być ona szczelnie zamknięta. Tuż przed zakończeniem suwu pracy górna krawędź tłoka odsłania okno wylotowe, co powoduje odprowadzenie nagromadzonych spalin. Chwilę później następuje odsłonięcie okna dolotowego, przez które do cylindra doprowadzana jest uprzednio sprężona mieszanka palna lub powietrze. Podczas ruchu tłoka w kierunku GMP następuje zasłonięcie okien dolotowych i wylotowych, po czym rozpoczyna się właściwe sprężanie czynnika palnego. Po osiągnięciu przez tłok GMP następuje zapłon sprężonej mieszanki za pomocą iskry elektrycznej lub też wtrysk paliwa i samozapłon mieszanki. Spalaniu towarzyszy wzrost ciśnienia i temperatury, co powoduje suw pracy kończący cykl pracy silnika. Na rysunku 7 przedstawiono schemat działania silników dwusuwowych.

Rys. 7. Schematy działania silników dwusuwowych: a) ładowanego dmuchawą, b) ze wstępnym

sprężaniem w komorze korbowej. [1, s. 236] Na rysunku oznaczono: 1 – okno wylotowe, 2 – okno wlotowe, 3 – okno kanału przelotnego. Parametry pracy silników spalinowych

Charakterystycznymi parametrami pracy silnika spalinowego są: – średnie ciśnienie indykowane i użyteczne, – moc indykowana i użyteczna, – prędkość obrotowa, – moment obrotowy, – sprawność teoretyczna, – sprawność cieplna,


– sprawność indykowana, – sprawność mechaniczna i ogólna, – jednostkowe i godzinowe zużycie paliwa.

Dodatkowo do oceny silników stosuje się wskaźniki szybkobieżności, mocy, ciężaru i ekonomiczności pracy.

W następnej części rozdziału zostanie przedstawiona charakterystyka, klasyfikacja oraz zastosowanie pomp.

Pompy są urządzeniami wykorzystywanymi zarówno do przenoszenia cieczy z poziomu niższego na wyższy, a także z obszarów o niższym ciśnieniu do obszarów o ciśnieniu wyższym. Jest to bierna maszyna hydrauliczna stanowiąca pod względem energetycznym odwrotność silników wodnych. Pobiera energię mechaniczną ze źródła zewnętrznego i przenosi ją na ciecz przez nią przepływającą. Istnieje również grupa urządzeń wodnych zwanych odwracalnymi, które mogą zarówno być wykorzystywane jako pompy lub silniki.

Ze względu na sposób przekazywania cieczy pompy możemy podzielić według ich rodzajów i zastosowań. Jednym z nich to pompy wyporowe, działające na zasadzie przetłaczania cieczy z przestrzeni ssawnej pompy do tłocznej. Następuje to za pomocą tłoka, nurnika, wirnika itd. stanowiącego element roboczy wykonujący ruch obrotowy, postępowo-zwrotny lub złożony, co powoduje, że przetłaczanie cieczy następuje w sposób przerywany. Ze względu na ruch wykonywany przez element roboczy pompy można podzielić na pompy wyporowe: o ruchu postępowo zwrotnym elementu roboczego tłoka, nurnika lub przepony; o ruchu obrotowo-zwrotnym tłoka skrzydełkowego; pompy rotacyjne o ruchu obrotowym tłoka, koła zębatego lub wirnika; o ruchu obiegowym oraz oscylacyjno-obrotowym elementu roboczego. Na rysunku 8 przedstawiono klasyfikacje pomp wyporowych uzależnionych od rodzaju ruchu elementu roboczego pompy.

Rys. 8. Klasyfikacja pomp wyporowych w zależności od ruchu elementu roboczego [opracowanie własne]

Pompy wyporowe o ruchu postępowo-zwrotnym organu roboczego są to pompy tłokowe

konstruowane jako jedno lub wielocylindrowe o jedno lub dwustronnym działaniu.

O ruchu

oscylacyjno-obrotowym organu

roboczego

O ruchu

obiegowym organu roboczego

O ruchu

obrotowym organu roboczego – tłok,

koło zębate, wirnik śrubowy

O ruchu obrotowo zwrotnym organu roboczego – tłok

skrzydełkowy

O ruchu postępowo-

zwrotnym organu roboczego – tłok,

nurnik lub przepona

Klasyfikacja pomp

wyporowych w zależności od ruchu elementu

roboczego


Pompa tłokowa jednostronnego działania składa się głównie z kadłuba zawierającego komorę zaworową wraz z zaworem ssawnym i tłocznym oraz tłok, zazwyczaj napędzany przez mechanizm korbowy. Dodatkowo w skład całej instalacji wchodzi rurociąg ssawny wraz ze smokiem, a także rurociąg tłoczny odprowadzający pompowaną substancję. Na rysunku 9 przedstawiono schemat pompy tłokowej jednostronnego działania.

Rys. 9. Schemat pompy tłokowej jednostronnego działania [1, s. 58]

Na rysunku oznaczono: 1 – tłok (nurnik), 2 – komora zaworowa, 3 – zawór ssawny, 4 – rurociąg ssawny, 5 – zawór tłoczny, 6 – rurociąg tłoczny, n – ruch kukorbowy, t – ruch odkorbowy nurnika.

Podczas gdy tłok przesuwa się w kierunku korbowym następuje zwiększenie przestrzeni komory ssawnej, co powoduje zwiększenie podciśnienia skutkujące otwarciem zaworów ssawnych i zassaniem cieczy do kadłuba pompy. Gdy tłok zmienia kierunek ruchu na odkorbowy, wtedy zawór ssawny zostaje zamknięty a nagromadzona ciecz wypychana jest poprzez zawór tłoczny do rurociągu tłocznego. Z uwagi na fakt, iż podczas jednego ruchu tłoka pompa tłokowa zasysa określoną ilość płynu, dlatego też mają one szerokie zastosowanie jako pompy dozujące i służą m.in. do dozowania ściśle określonych dawek cieczy. Na rysunku 10 przedstawiono przykładową dozującą pompę nurnikową jednostronnego działania.


Rys. 10. Pompa dozująca nurnikowa jednostronnego działania: a) przekrój pompy, b) przekrój zaworów [1, s. 58] Na rysunku oznaczono: 1 – nurnik, 2 – zawór ssawny, 3 – zawór tłoczny.

W pompach tłokowych dwustronnego działania zarówno zawory ssawne jak i tłoczne znajdują się po obu stronach tłoka. Na rysunku 11 przedstawiono pompę tłokową dwustronnego działania.

Rys. 11. Pompa tłokowa dwustronnego działania [1, s. 59]

Na rysunku oznaczono: 1 – tłok, 2 – zawory ssawne, 3 – zawory tłoczne.

W pompach tych obie strony tłoka pracują jednakowo. Podczas zasysania po jednej stronie tłoka, po drugiej następuje proces tłoczenia cieczy zassanej uprzednio. Przy zmianie kierunku ruchu tłoka funkcje te zmieniają się.

Z uwagi na fakt istnienia różnych nacisków po obu stronach tłoka, co prowadzi do nierównomiernej pracy pompy i zróżnicowanych wydatków energii, w celu zapobiegania tym uniedogodnieniom do jednego wału korbowego sprzęga się dwie pompy o wykorbieniach przesuniętych względem siebie o kąt 90°.

Kolejnym rodzajem pomp dwustronnego działania są pompy tłokowe różnicowe posiadające tłok o zróżnicowanej średnicy. Pompa tego rodzaju została przedstawiona na rysunku 12.


Rys. 12 Schemat pompy tłokowej różnicowej [1, s. 60]

Na rysunku oznaczono: 1 – nurnik, 2 – komora zaworowa, 3 – zawór ssawny, 4 – rurociąg ssawny, 5 – zawór tłoczący, 6 – rurociąg tłoczący, 7 – powietrznik ssawny, 8 – powietrznik tłoczący, n – ruch nurnika kukorbowy, t – ruch nurnika odkorbowy.

Podczas ruchu tłoka jedna strona zasysa określoną część płynu, a jednocześnie druga wytłacza go nieco mniej proporcjonalnie do powierzchni czynnej tłoka. Jeden pełny cykl pracy pompy realizuje jeden suw ssania i dwa suwy tłoczenia, gdzie jeden odbywa się równocześnie z suwem ssania.

Pompy tłokowe zawierają w komorze tłocznej i ssawnej powietrzniki. Są to niewielkie poduszki powietrzne, które mają za zadanie wyrównywanie natężenia przepływu cieczy. Ułatwiają one również rozruch pompy i wyrównują jej pracę.

Pompy wielotłokowe składają się z większej ilości – kilku lub kilkunastu tłoków. Pompy wielotłokowe promieniowe zawierają od 2 do 13 cylindrów, przykład takiej pompy

przedstawiono na rysunku 13.


Rys. 13. Pompa wielotłoczkowa promieniowa [1, s. 61]

Na rysunku oznaczono: 1 – kadłub, 2 – czop wału z kanałami ssawnymi i tłocznymi, 3 – rama uchylna, 4 – wirnik (blok cylindrowy), 5 – tłoczki, 6 – wewnętrzny pierścień łożyska, 7 – otwór ssawny, 8 – otwór tłoczny.

Zorientowane są prostopadle do osi obrotu w ustawieniu promieniowym. W zależności od wydajności pompy mogą występować promieniowe układy cylindrów ustawione w kilku płaszczyznach. Cylindry z tłoczkami znajdują się w wirniku obracającym się w cylindrycznej obudowie. Pompowanie cieczy następuje na skutek ruchu postępowo-zwrotnego jaki wykonuje wirnik osadzony mimośrodowo na osi.

Wielotłoczkowe pompy osiowe posiadają w zależności od ich budowy wychylny blok cylindrowy lub wychylną tarczę oporową. W pompach z wychylnym blokiem wielkość skoku tłoka pompy zależy od kąta pomiędzy osią bloku i osią wałka napędowego. Blok może być napędzany przez przegub lub za pomocą tłoczysk połączonych z tarczą wałka napędowego. W pompach z nieruchomym blokiem wychylna wirująca tarcza oporowa napędzana wałem napędowym powoduje ruch tłoczków. W podobny sposób pracują pompy z niewirującą tarczą, gdzie ruch obrotowy wykonuje blok cylindrowy napędzany wałkiem napędowym.Wielotłoczkowe pompy osiowe posiadają od 5 do 18 cylindrów w układzie osiowym. W niektórych pompach regulacja wydajności jest realizowana poprzez zmianę kąta wychylenia tarczy oporowej. Równomierność wydajności pompy jest zależna od ilości cylindrów.

Na rysunku 14 przedstawiono przykładowe schematy działania osiowych pomp wielotłoczkowych.


Rys. 14. Schematy działania wielotłoczkowych pomp osiowych: a) z wychylnym, wirującym blokiem

cylindrowym, b) z wychylną, wirującą tarczą oporową, c) z wychylną, niewirującą tarczą oporową. [1, s. 62]

Na rysunku oznaczono: 1 – wałek napędowy, 2 – blok cylindrowy, 3 – tłoczek, 4 – tłoczysko, 5 – przegub uniwersalny, 6 – tarcza oporowa, 7 – wychylna tarcza oporowa wirująca, 8 – wychylna tarcza oporowa niewirująca, 9 – zawory zwrotne.

W pompach przeponowych głównym elementem roboczym jest membrana wykonana ze skóry lub gumy. Ruch przepony zapewnia układ dźwigni lub inny czynnik pośredni. Napęd pośredni może być realizowany za pomocą nurnika pracującego w cieczy, co powoduje zmiany nacisku cieczy na przeponę. Może być ona również uruchamiana powietrzem pod zmiennym ciśnieniem. Na rysunku 15 przedstawiono pompę przeponową napędzaną silnikiem elektrycznym za pomocą przekładni zębatej.

Rys. 15. Pompa przeponowa z napędem elektrycznym [1, s. 63]

Na rysunku oznaczono: 1 – silnik elektryczny, 2 – przekładnia zębata, 3 – mimośród, 4 – przepona.


Pompy te mogą występować jako jedno lub wieloprzeponowe. Mają one zastosowanie do pompowania cieczy zanieczyszczonych.

W pompach tłokowych bezkorbowych napęd realizowany jest przez silniki pneumatyczne lub parowe. Tłoki obu maszyn znajdują się na jednym tłoczysku. Zbudowane są jako jedno lub dwucylindrowe obustronnego działania. Ich zaletą jest prosta budowa jednak posiadają stosunkowo małą sprawność. Znalazły one zastosowanie w przemyśle naftowym oraz do tłoczenia wody. Na rysunku 16 przedstawiono schemat bezkorbowej pompy tłokowej o napędzie parowym.

Rys. 16. Schemat bezkorbowej pompy tłokowej z napędem parowym. [1, s. 65]

Na rysunku oznaczono: 1 – tłok maszyny parowej, 2 – tłoczysko, 3 – tłok pompy.

Pompy wyporowe o ruchu obrotowo-zwrotnym organu roboczego z tej grupy pomp stosuje się jedynie pompy skrzydełkowe podwójnego i poczwórnego działania. Zasada ich pracy polega na wahadłowym ruchu tłoka, co powoduje zamiennie zwiększanie lub zmniejszanie objętości komory, a co za tym idzie zasysanie lub tłoczenie zassanej cieczy z komory roboczej do przewodu tłocznego. Na rysunku 17 przedstawiono schemat pompy skrzydełkowej podwójnego działania.

Rys. 17. Schemat pompy skrzydełkowej podwójnego działania [1, s. 67] Na rysunku oznaczono: 1 – tłok skrzydełkowy, 2 – obudowa, 3 – dźwignia, 4 – przegroda, 5 – komora ssawna, 6 i 7 – komory robocze, 8 i 9 – zawory, 10 – komora tłoczna, 11 – przewód tłoczny.


Pompy wyporowe rotacyjne działają w oparciu o ruch obrotowy organu roboczego. Tłok lub wirnik oddziela obszar ssawny od obszaru tłocznego, co eliminuje potrzebę stosowania zaworów sterujących. Element roboczy podczas obrotu powiększa przestrzeń ssawną jednocześnie zmniejszając przestrzeń tłoczną, co powoduje zasysanie i przetłaczanie cieczy. Charakteryzują się one równomierną pracą, prostą konstrukcją, mniejszymi gabarytami oraz możliwością sprzęgania z szybkobieżnymi silnikami. W pompach łopatkowych organem roboczym jest wirnik posiadający wysuwne łopatki. Na rysunku 18 przedstawiono schemat pompy łopatkowej.

Rys. 18. Schemat pompy łopatkowej [1, s. 67]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik, 2 – łopatki, 3 – kadłub, 4 – wał wirnika, 5 – przestrzenie międzyłopatkowe.

Wirnik posiada przesuwne łopatki, które dociskane są do gładzi wnętrza kadłuba na skutek działania siły odśrodkowej lub sprężyn. Wysunięte łopatki tworzą przestrzenie o zmiennej objętości, co powoduje zjawisko zasysania lub tłoczenia. Łopatki usytuowane są pod kątem, co zapobiega ich zakleszczaniu się i poprawia ich przyleganie do cylindra. Wirnik obciążony jest siłami spowodowanymi różnicą ciśnienia, co niweluje się budując je w układzie dwustronnym. Na rysunku 19 przedstawiono schemat pompy łopatkowej dwustronnego działania.

Rys. 19. Schemat pompy łopatkowej dwustronnego działania [1, s. 67]

Na rysunku oznaczono: 1 i 2 – otwory ssawne, 3 i 4 – otwory tłoczne.


Ze względu na budowę mają one zastosowanie jedynie do cieczy czystych samosmarujących. Mimo ich niezbyt dużej wydajności znalazły one zastosowanie np. w podnośnikach hydraulicznych.

Pompy zębate mają elementy robocze w postaci kół zębatych. Obracając się w kadłubie z możliwie małym luzem, oddzielają obszar ssawny od tłocznego. Zęby spełniają zadanie tłoków a ciecz przetłaczana jest we wrębach międzyzębowych. Występują one jako nisko średnio i wysokociśnieniowe. Można rozróżnić dwa rodzaje pomp tego typu, są to: − pompy zębate o zazębieniu zewnętrznym; przykładową pompę tego typu przedstawiono na

rysunku 20. − pompy zębate o zazębieniu wewnętrznym; przykładową pompę tego typu przedstawiono na

rysunku 21. Mają one zastosowanie do tłoczenia cieczy czystych samosmarujących.

Rys. 20. Schemat pompy zębatej o zazębieniu zewnętrznym [1, s. 68]

Na rysunku oznaczono: 1 – koło zębate napędzające, 2 – koło zębate napędzane, 3 – obszar ssawny, 4 – obszar tłoczny.

Rys. 21. Schematy pomp zębatych o zazębieniu wewnętrznym: a) pompa z przegrodą

oddzielającą, b) pompa rotorowa [1, s. 69] Na rysunku oznaczono: 1 – koło zębate napędzające, 2 – koło zębate (wieniec zębaty) napędzane, 3 – obszar ssawny, 4 – obszar tłoczny, 5 – przegroda oddzielająca.

Pompy krzywkowe stosowane są do tłoczenia cieczy i gazów. Ich zaletą jest możliwość tłoczenia cieczy bardzo gęstych oraz posiadających zanieczyszczenia jednak posiadają one niewielką sprawność ze względu na występujące nieszczelności. Na rysunku 22 przedstawiono przykładowe pompy krzywkowe typu Roots.


Rys. 22. Pompa krzywkowa typu Roots: a) z wirnikami dwutłokowymi, b) z wirnikami trójtłokowymi[1, s. 69]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik czynny pompy, 2 – wirnik bierny, 3 – kadłub pompy.

W pompach śrubowych organem roboczym są wirniki w kształcie śruby, o specjalnym zarysie. W zależności od budowy może ich być od jednego do pięciu. W pompie z jednym wirnikiem ma on postać śruby jednozwojnej, która podczas obiegowego ruchu w tulei posiadającej dwuzwojny gwint wewnętrzny o skoku dwukrotnie większym od gwintu śruby tworzy przestrzenie robocze, co umożliwia przemieszczanie cieczy z obszaru ssawnego do tłocznego pompy. W celu uzyskania odpowiedniej szczelności pomiędzy wirnikiem a tuleją jest ona wykonana ze sprężystego materiału np. gumy. Kierunek przepływu tłoczonej cieczy jest zależny od kierunku obrotów wirnika.

W pompach z kilkoma wirnikami są one zazębione wzajemnie, co powoduje zwiększenie wydajności pracy pompy. Na rysunku 23 przedstawiono przykładową pompę śrubową dwuwirnikową.

Rys. 23. Pompa śrubowa dwuwirnikowa [1, s. 70]

Na rysunku oznaczono: 1 – śruba bierna, 2 – śruba czynna, 3 – obszar tłoczny, 4 – zawór bezpieczeństwa, 5 – obszar ssawny.

Pompy śrubowe mają zastosowanie do przetłaczania cieczy zarówno czystych jak i zanieczyszczonych.

Inną grupę pomp wyporowych stanowią pompy ślimakowe, działające na zasadzie ślimaka i ślimacznicy. Tłoczona ciecz przekazywana jest we wrębach przekładni. Mają one zastosowanie do przetłaczania gęstych cieczy samosmarujących np. smary.


Pompy wyporowe o obiegowym ruchu organu roboczego to np. pompa puszkowa posiadająca elastyczny tłok napędzany mimośrodem, który wykonując ruch obiegowy w kadłubie powodując przetłaczanie cieczy. Na rysunku 24 przedstawiono schemat pompy puszkowej.

Rys 24. Pompa puszkowa [1, s. 71]

Na rysunku oznaczono: 1 – kadłub, 2 – tłok, 3 – mimośród, 4 – przegroda.

Pompa wyporowa przewodowa składa się z elastycznego przewodu, przez który przetłaczana jest ciecz. Ruch cieczy zapewnia wirnik zakończony rolką przetaczaną po przewodzie i jednocześnie dociskaną do ścianki kadłuba, co powoduje swoiste wyciskanie cieczy w kierunku tłocznym. Na rysunku 25 przedstawiono schematy pomp wyporowych przewodowych.

Rys. 25. Schematy pomp wyporowych przewodowych: a) z wirnikiem

jednoramiennym, b) z wirnikiem trójramiennym. [1, s. 72] Na rysunku oznaczono: 1 – elastyczny przewód, 2 – rolka.

Kolejnym rodzajem są pompy wirowe, w których element roboczy stanowi wirnik obracający się z dużą prędkością. Posiada on łopatki powodujące przepływ cieczy poprzez przeniesienie na nią energii pobranej z silnika. Dzięki swojej budowie pompy wirowe zapewniają ciągłe przemieszczanie cieczy.

Pompy wirowe możemy podzielić ze względu na sposób przekazywania energii na pompy wirowe krętne oraz krążeniowe. Na rysunku 26 przedstawiono klasyfikację pomp wirowych uwzględniając sposób przekazywania energii.


Rys. 26. Klasyfikacja pomp wirowych ze względu na sposób przekazywania energii

[opracowanie własne]

W pompach wirowych krętnych, obracający się wirnik powoduje przepływ cieczy. Ponieważ budowa wirników jest zróżnicowana zasadnym jest rozróżnienie tych pomp w zależności od kierunku przepływu cieczy.

Na tej podstawie rozróżniamy pompy wirowe odśrodkowe, w których wypływ cieczy z wirnika odbywa się promieniowo pod wpływem siły odśrodkowej oddziałującej na ciecz. Narzuca to kolejny podział na pompy odśrodkowe o przepływie wymuszonym oraz o przepływie swobodnym.

Pompy helikoidalne, w których przepływ cieczy przez wirnik następuje ukośnie. Posiadają one bezłopatkową kierownicę oraz cylindryczny lub spiralny kanał zbiorczy.

Pompy diagonalne posiadają wirnik złożony z kilku łopatek, a przepływ cieczy odbywa się promieniowo przez wirnik poczym zmienia kierunek na osiowy.

Osiowy przepływ posiadają również pompy śmigłowe, w których łopatki wirnika mogą być zarówno stałe jak i ruchome, a kierownica może być zarówno zlokalizowana przed jak i za wirnikiem.

Pompy odwracalne są maszynami wodnymi wirowymi. Wspomniane we wstępie pompy odwracalne mogą również pełnić rolę turbiny wodnej (silnika).

Pompy wirowe krętne

W pompach odśrodkowych jedno- lub wielostopniowych zwiększenie wydajności można osiągnąć stosując wirniki dwustrumieniowe. Aby zwiększyć jednocześnie wydajność i wysokość podnoszenia możemy zastosować pompy wielostopniowe o szeregowo-równoległym układzie wirników, w których grupy wirników o układzie szeregowym łączy się w sposób równoległy. Na

Klasyfikacja pomp wirowych ze względu na sposób przekazywania energii

Pompy wirowe krętne

Pompy wirowe krążeniowe

odśrodkowe

śmigłowe

diagonalne

helikoidalne

odwracalne

z kanałami bocznymi

z pierścieniem wodnym

peryferalne


rysunku 27 przedstawiono schemat pompy odśrodkowej jednostopniowej z wirnikiem jednostrumieniowym.

Rys. 27. Schemat pompy odśrodkowej jednostopniowej z wirnikiem jednostrumieniowym [1, s. 75]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik, 2 – kanał zbiorczy spiralny, 3 – przewód ssawny, 4 – przewód tłoczny.

Pompy odśrodkowe samozasysające posiadają obudowę o specjalnym kształcie z podwójnym kanałem zbiorczym, co po uruchomieniu pompy powoduje wysysanie znajdującego się w niej powietrza i zasysanie oraz tłoczenie cieczy. Sprawność tych pomp jest mniejsza niż zwykłych pomp odśrodkowych, ale nadają się one do przetłaczania zarówno wody czystej jak i zawiesin.

Pompy helikoidalne w pompach tego typu przepływ cieczy odbywa się w kierunku osiowo-promieniowym. Na rysunku 28 przedstawiono schemat pompy helikoidalnej.

Rys. 28. Schemat pompy helikoidalnej [1, s. 76]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik, 2 – łopatki wirnika, 3 – spiralny kanał zbiorczy, 4 – kadłub.


Pompa taka posiada inny kształt wirnika niż pompa odśrodkowa. Wirnik zbudowany jest w kształcie stożka z odpowiednio ukształtowanymi łopatkami. Pompy takie buduje się jako pionowe lub poziome jednostopniowe. Mają one stosunkowo dużą wydajność.

Pompy diagonalne w pompach tego typu ciecz przepływa w kierunku osiowo-promieniowo-osiowym. Na rysunku 29 przedstawiono schemat pompy diagonalnej.

Rys. 29. Schemat pompy diagonalnej [1, s. 76]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik, 2 – łopatki wirnika, 3 – łopatki kierownicy, 4 – kadłub.

W pompach tego typu wirnik ma kształt zbliżony do wirnika pompy helikoidalnej. Różni się ona tym, że posiada kierownicę z łopatkami prostującymi kierunek cieczy wypływającej z wirnika. W kierownicy następuje zamiana prędkości cieczy na ciśnienie. Pompy te mają zastosowanie np. w głębokich studniach.

Pompy śmigłowe budowane w układach pionowym i poziomym ze względu na niewielką wysokość podnoszenia stosuje się np. w ujęciach wody rzecznej, a także w stosuje się je w układach zamkniętych centralnego ogrzewania. Przepływ wody w pompie ma kierunek osiowy. Kierownica umieszczona za wirnikiem wspomaga zamianę energii przepływającej cieczy na ciśnienie. Na rysunku 30 przedstawiono schemat oraz przekrój pompy śmigłowej.

Rys. 30. Pompa śmigłowa a) schemat, b) przekrój [1, s. 77]

Na rysunku oznaczono: 1 – kadłub, 2 – łopatki kierownicy, 3 – łopatki wirnika, 4 – wirnik.


Pompy odwracalne tzw. pompoturbiny w zależności od potrzeb mogą pracować zamiennie jako pompy lub jako turbiny. Proces ten może być realizowany dzięki współpracy pompy z maszyną elektryczną pracującą jako silnik lub prądnica. Występują one jako pompoturbiny promieniowe dośrodkowe lub odśrodkowe; diagonalne jedno- lub dwustopniowe oraz helikoidalne. Najbardziej rozpowszechniona jest pompoturbina Deriaza posiadająca regulowane łopatki wirnika i kierownicy. Na rysunku 31 przedstawiono schemat pompoturbiny Deriaza.

Rys. 31. Schemat pompoturbiny Deriaza [1, s. 78]

Na rysunku oznaczono: 1 – łopatki wirnika (regulowane), 2 – łopatki kierownicy (nastawne), 3 – piasta wirnika, P – przepływ pompowy, T – przepływ turbinowy. Pompy wirowe krążeniowe

Pompy tego typu stanowią nieliczną grupę pomp wirowych. Ich główna zaletą jest zdolność samozasysania. Pompy z bocznymi kanałami pierścieniowymi posiadają kanały w bocznych ścianach kadłuba, których głębokość jest zmienna. Podczas obrotu przestrzenie międzyłopatkowe zmniejszają się na skutek zmniejszenia kanału w ścianie kadłuba, co powoduje wzrost ciśnienia cieczy i przetłoczenie jej do otworu tłocznego. W miejscu gdzie kanał ma większą głębokość następuje zasysanie cieczy do przestrzeni międzyłopatkowej. Wadą tego rodzaju pomp jest brak zdolności samozasysania, a ich zastosowanie ogranicza się do pompowania wody czystej. Na rysunku 32 przedstawiono pompę krążeniową z kanałami bocznymi.

Rys. 32. Pompa krążeniowa z bocznymi kanałami [1, s. 79]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik, 2 – otwór ssawny, 3 – otwór tłoczny, 4 i 5 – kanały boczne, 6 – komora ssawna, 7 – króciec tłoczny,


8 – miejsce zanikania (spłycania) kanału tłocznego, 9 – miejsce pogłębiania się kanału bocznego.

Pompy peryferalne pracują okresowo. Pierwszy okres zasysania polega na oddzieleniu zasysanej cieczy od powietrza. Powietrze odprowadzane jest do wylotu pompy natomiast ciecz spływa do zbiornika w obszarze tłocznym i wraca między łopatki wirnika aż do momentu całkowitego usunięcia powietrza z układu ssawnego. Po usunięciu powietrza następuje drugi okres pracy pompy tłoczenie. Na rysunku 33 przedstawiono schemat pompy peryferalnej.

Rys. 33. Pompa peryferalna [1, s. 80]

Na rysunku oznaczono: 1 – wirnik, 2 – kanał obwodowy, 3 – próg oddzielający obszar ssawny od tłoczonego, 4 – zbiornik na króćcu tłoczonym, 5 – oddzielacz powietrza, 6 – rurki odprowadzające powietrze.

Pompy z wirującym pierścieniem wodnym pracują na zasadzie obracającego się mimośrodowo wirnika. Między wirującymi łopatkami a pierścieniem wodnym powstają przestrzenie, w których zmieniająca się okresowo objętość powoduje zasysanie lub wytłaczanie cieczy. Otwory ssawne i tłoczne znajdują się w bocznych ścianach obudowy. Pompy tego typu najczęściej stosuje się jako pompy próżniowe lub dmuchawy powietrza. Na rysunku 34 przedstawiono schemat działania jednokomorowej pompy samozasysającej z pierścieniem wodnym.

Rys. 34. Schemat działania jednokomorowej pompy samozasysającej z pierścieniem wodnym [1, s. 81]


Na rysunku oznaczono: 1 – kadłub, 2 – wirnik, 3 – otwór ssawny, 4 – otwór tłoczny, 5 – pierścień wodny, a – zanurzenie łopatek w pierścieniu wodnym.

Zastosowanie pomp mają one liczne i wszechstronne zastosowanie również w życiu codziennym każdego człowieka. Jednym z powszechniejszych jest pompowanie wody zarówno w małych gospodarstwach jak i wodociągach, kanalizacji, ciepłownictwie, rolnictwie itp. Stosuje się je również w przemyśle i budownictwie np. do transportu betonu. Ogólnie można powiedzieć, że pompy służą do transportu nie tylko cieczy, ale również gazów a nawet ciał stałych lub mieszanin. Za ich pośrednictwem transportuje się zarówno piasek z wodą, soki jak i substancje żrące pod odpowiednim ciśnieniem. 4.2.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jakie są rodzaje silników cieplnych? 2. Jakie są właściwości silników tłokowych? 3. Jakie są rodzaje spalinowych silników tłokowych? 4. Jaka jest zasada działania silników z zapłonem iskrowym? 5. Jaka jest zasada działania silników z zapłonem samoczynnym? 6. Jakie są cztery suwy tłoka silnika czterosuwowego? 7. Jaka jest zasada działania silnika czterosuwowego? 8. Jaka jest zasada działania silnika dwusuwowego? 9. Jakie są parametry pracy silników spalinowych? 10. Co to są pompy? 11. Jaka jest klasyfikacja pomp wyporowych w zależności od ruchu elementu roboczego? 12. Jakie są rodzaje pomp wyporowych ze względu na sposób przekazywania energii? 13. Co to są pompy diagonalne? 14. Jakie jest zastosowanie pomp? 15. Co to są pompy wyporowe? 16. Jaka jest budowa pompy tłokowej jednostronnego działania? 17. Jaka jest zasada działania pomp tłokowych? 18. Co to są pompy wielotłokowe? 19. Jaka jest budowa pompy wielotłoczkowej promieniowej? 20. Jaka jest zasada działania pomp przeponowych? 21. Jaka jest budowa pompy skrzydełkowej podwójnego działania? 22. Jakie są zadania pomp krzywkowych? 23. Jaka jest zasada działania pomp peryferalnej? 4.2.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Przedstaw w postaci tabeli charakterystykę porównawczą silników z zapłonem iskrowym i zapłonem samoczynnym. Podaj przykłady maszyn, urządzeń, pojazdów, w których znalazły zastosowanie powyższe rodzaje silników.



1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) przedstawić w postaci tabeli charakterystykę porównawczą silników z zapłonem iskrowym

i zapłonem samoczynnym, 5) scharakteryzować przykłady zastosowania tych silników w pojazdach, maszynach,

urządzeniach, 6) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Przedstaw parametry pracy silników spalinowych. Podaj ich definicje, oraz określ znaczenie każdego z nich.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) przedstawić parametry pracy silników spalinowych oraz podać ich definicje, 5) określić znaczenie każdego z parametrów, 6) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 7) zaprezentować pracę na forum grupy.


− papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu. Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy budowy pomp wirowych krętnych. W postaci tabeli przedstaw podobieństwa oraz różnice występujące pomiędzy poszczególnymi rodzajami. Określ zastosowanie każdego z rodzajów pomp.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania,


4) przeanalizować budowę pomp wirowych krętnych. Wyniki przedstawić w tabeli określając różnice oraz podobieństwa występujące pomiędzy nimi,

5) scharakteryzować przykłady zastosowania poszczególnych rodzajów pomp wirowych krętych,

6) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu. Ćwiczenie 4

Dokonaj analizy budowy pomp wirowych krążeniowych. W postaci tabeli przedstaw podobieństwa oraz różnice występujące pomiędzy poszczególnymi rodzajami. Określ zastosowanie każdego z rodzajów pomp.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) przeanalizować budowę pomp wirowych krążeniowych. Wyniki przedstawić w tabeli

określając różnice oraz podobieństwa występujące pomiędzy nimi, 5) scharakteryzować przykłady zastosowania poszczególnych rodzajów pomp wirowych

krętych, 6) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 7) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu.


4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz: Tak

Nie

1) określić rodzaje silników cieplnych? 2) określić właściwości silników tłokowych? 3) określić rodzaje spalinowych silników tłokowych? 4) rozróżnić zasadę działania silników zapłonem iskrowym

i z zapłonem samoczynnym?

5) wymienić cztery suwy tłoka silnika czterosuwowego? 6) określić zasadę działania silnika dwusuwowego? 7) określić zasadę działania silnika czterosuwowego? 8) wymienić parametry pracy silników spalinowych? 9) określić zadania pomp? 10) rozróżnić rodzaje pomp? 11) wymienić rodzaje pomp wyporowych ze względu na sposób

przekazywania energii?

12) określić rodzaje pomp wyporowych w zależności od ruchu elementu roboczego?

13) określić budowę pompy tłokowej jednostronnego działania? 14) określić zasadę działania pomp tłokowych? 15) określić zadania pomp wielotłokowych? 16) określić budowę pompy skrzydełkowej podwójnego działania? 17) określić zadania pomp krzywkowych?


4.3. Urządzenia kotłowe, sprężarki, wentylatory – właściwości, charakterystyka

4.3.1. Materiał nauczania

W rozdziale trzecim zostaną kolejno przedstawione charakterystyki oraz klasyfikacje maszyn i urządzeń wykorzystywanych w przetwórstwie spożywczym. Są to: urządzenia kotłowe, sprężarki oraz wentylatory.

Kotły parowe są to naczynia ciśnieniowe wytwarzające parę wodną o ciśnieniu wyższym od atmosferycznego. Para ta jest przeznaczona do napędu urządzeń turbin parowych lub jako czynnik grzewczy w instalacjach na zewnątrz kotła. Para wytwarzana jest pod wpływem ciepła otrzymywanego ze spalania paliwa w palenisku. Gorące spaliny przepływają wzdłuż powierzchni grzejnej kotła, gdzie oddając ciepło ogrzewają wodę, powodując wytworzenie pary nasyconej. Para nasycona jest następnie przegrzewana w celu otrzymania pary nienasyconej o wyższej temperaturze. Kotły parowe stosowane są przeważnie do wytwarzania pary przegrzanej charakteryzującej się wyższą temperaturą dochodzącą do 650°C i ciśnieniem osiągającym 35MPa.

Kocioł składa się z wielu zespołów a jego budowę przedstawiono na rysunku 35.

Rys. 35. Kocioł płomienicowy dawnej konstrukcji [1, s. 185]

Na rysunku oznaczono: I – pierwszy przelot spalin, II – drugi przelot spalin, III – trzeci przelot spalin, 1 – walczak, 2 – płomienica, 3 – ruszt, 4 – komora paleniskowa, 5 – obmurowanie, 6 – kanał spalin, 7 – zasuwa kominowa, 8 – zawór odcinający, 9 – zawór bezpieczeństwa.

Głównym elementem kotła jest walczak wypełniony wodą. Wewnątrz umieszczona jest płomienica wykonana z blachy falistej. Palenisko składa się z rusztu i komory paleniskowej skąd wypływające gorące spaliny przechodzą przez płomienice, a następnie omywają zewnętrzną powierzchnię walczaka ogrzewając je, a następnie uchodzą do komina. W niewielkich kotłach stosuje się ruszt mechaniczny. Kotły wielkie ze względu na potrzebę dostarczania większych ilości paliwa zaopatrzone są w paleniska pyłowe zasilane mieszaniną zmielonego węgla


z powietrzem, wdmuchiwaną do komory paleniskowej przez palniki. Do takich kotłów zalicza się kocioł opromieniowany. Na rysunku 36 przedstawiono kocioł opromieniowany wodnorurkowy z paleniskiem pyłowym.

Rys. 36. Kocioł opromieniowany wodnorurkowy z paleniskiem pyłowym [1, s. 187]

Na rysunku oznaczono: 1 – palniki, 2 – komora paleniskowa, 3 – ekrany, 4 – komory zbiorcze, 5 – walczak, 6 – rury odpadowe, 7 – przegrzewacz, 8 – komory przegrzewacza, 9 – wężownice przegrzewacza, 10 – podgrzewacz wody, 11 – podgrzewacz powietrza, 12 – wentylator, 13 – kanał spalin, 14 – urządzenie odpylające, 15 – wentylator sztucznego ciągu.

Ogrzewana woda znajduje się w rurach umieszczonych nad paleniskiem. Płomień i spaliny

ogrzewają wodę na zasadzie promieniowania. Ogrzana woda zawierająca pęcherzyki pary przemieszcza się ku górze, gdzie para jest uwalniana i odprowadzana. Po odparowaniu pozostała


woda odprowadzana jest rurami opadowymi do komory zbiorczej. Dzięki różnicy w gęstości ogrzewanej wody krążenie w układzie następuje samoczynnie. Wytworzona w ten sposób para nasycona przepływa do podgrzewacza gdzie spaliny przegrzewają parę.

Kotły możemy dzielić ze względu na różne kryteria. Poniżej na rysunkach zostaną przedstawione podstawowe kwalifikacje kotłów.

Na rysunku 37 przedstawiono podział kotłów ze względu na stronę (wewnętrzną lub zewnętrzną) powierzchni parownika omywanej przez spaliny.

Rys. 37. Podział kotłów ze względu na powierzchnie omywaną przez spaliny [opracowanie własne]

Rozróżniamy kotły:

− płomieniówkowe spaliny płyną wewnątrz rur otoczonych wodą, − opłomykowe spaliny omywają z zewnątrz rury wypełnione wodą.

Na rysunku 38 przedstawiono podział kotłów w zależności od sposobu wymiany ciepła z parownikiem.

Rys. 38. Podział kotłów ze względu na sposób wymiany ciepła z parownikiem [opracowanie własne]


− konwekcyjne parownik przejmuje ciepło na drodze konwekcji, − opromieniowane ciepło przejmuje powierzchnia ekranów opromieniowanych, − opromieniowano-konwekcyjne gdzie oprócz ekranów występuje pęczek konwekcyjny

parownika. Na rysunku 39 przedstawiono podział kotłów ze względu na rodzaj obiegu wody.

Rys. 39. Podział kotłów ze względu na rodzaj obiegu wody [opracowanie własne]


− z obiegiem naturalnym – w kotłach tego typu ruch występuje wskutek różnicy gęstości mieszaniny parowo-wodnej i wody,

− z obiegiem wspomaganym – w kotłach tego typu przepływ wody w rurach opadowych wspomagany jest przez pompę,

Podział kotłów ze względu na sposób wymiany ciepła z parownikiem

konwekcyjne opromieniowano-konwekcyjne

opromieniowane

Podział kotłów ze względu na powierzchnię omywaną przez spaliny

płomieniówkowe opłomkowe

Podział kotłów ze względu na rodzaj obiegu wody

z obiegiem naruralnym

z obiegiem wspomaganym

z obiegiem wymuszonym

kotły przepływowe


− z obiegiem wymuszonym – w kotłach tego typu przepływ zostaje wymuszony przez pompę obiegową,

− kotły przepływowe, nie zawierające walczaka, w których woda przetłaczana jest przez układ jednorazowo. Można spotkać również kotły, których nazwy pochodzą bezpośrednio od ich cech

konstrukcyjnych. Do współczesnych rozwiązań należy m.in. kocioł opromieniowano-konwekcyjny, zwany

zblokowanym. Został on przedstawiony na rysunku 40.

Rys. 40. Kocioł wodnorurkowy opromieniowano-konwekcyjny o konstrukcji zblokowanej

z paleniskiem gazowym [1, s. 197] Na rysunku oznaczono: 1 – walczak, 2 – dolna komora zbiorcza, 3 – szczelna ściana – ekran, 4 – palnik gazowy, 5 – pulpit sterowniczy.

Posiada on zwartą budowę ze szczelnymi ścianami. Zasilanie takiego kotła może odbywać się za pomocą rusztu mechanicznego jak również gazem lub olejem. Kotły wodnorurkowe wymagają zasilania wodą dobrej jakości, co niesie za sobą konieczność zamontowania instalacji do przygotowania wody.

Duże zastosowanie mają również kotły z wymuszonym obiegiem wody gdzie wodę z walczaka pobiera pompa i przetłacza ją przez układ wężownic parownika. Oddzielenie wody od pary następuje w walczaku. Kocioł tego typu został przedstawiony na rysunku 41.

Rys. 41. Schemat kotła typu La Monta [1, s. 198]


Na rysunku oznaczono: 1 – walczak, 2 – pompa przewałowa, 3 – rura parownika, 4 – przegrzewacz pary, 5 – podgrzewacz wody.

Para odprowadzana jest do przegrzania, a woda zostaje uzupełniona i ponownie trafia do obiegu.

Zupełnie innym rozwiązaniem jest kocioł fluidalny. Fluidyzacja jest to proces zawieszenia rozdrobnionego ciała stałego w płynącym ku górze strumieniu gazu. Proces ten posiada pewne właściwości cieczy i charakteryzuje się korzystnymi warunkami spalania paliw stałych. Schemat kotła fluidalnego przedstawiono na rysunku 42.

Rys. 42. Schemat kotła fluidalnego [1, s. 200]

Na rysunku oznaczono: 1 – podajnik węgla, 2 – rozdzielacz powietrza, 3 – odprowadzenie popiołu, 4 – poziom warstwy fluidalnej, 5 – wymiennik zanurzony w złożu, 6 – wymiennik konwekcyjny, 7 – walczak.

Złoże fluidalne umożliwia zmniejszenie powierzchni ogrzewalnych, a co za tym idzie

gabarytów kotła, poprzez niezwykle intensywną wymianę ciepła. Podstawową ich zaletą jest możliwość spalania paliw niskokalorycznych, zasiarczonych o dużej zawartości popiołu. Dają one możliwość wiązania siarki bezpośrednio w złożu.

Sprężarki są to maszyny robocze pobierające energię, a więc wyposażone w silnik, służący do sprężania oraz przetłaczania gazów. Ze względu na konstrukcję sprężarki mogą pracować zarówno samodzielnie, jak też mogą stanowić element bardziej złożonych urządzeń jak np. chłodziarki.

Sprężarki charakteryzują następujące wielkości: − wytwarzane ciśnienie, − wydajność, − sprawność,


− natężenie hałasu, − cechy konstrukcyjne i eksploatacyjne.

Maszyny sprężające możemy podzielić według przyrostu wytwarzanego ciśnienia na: sprężarki, dmuchawy, wentylatory oraz pompy próżniowe.

Ze względu na zasadę działania rozróżniamy sprężarki objętościowe oraz przepływowe. Na rysunku 43 przedstawiono bardziej szczegółową klasyfikację sprężarek.

Rys. 43. Klasyfikacja sprężarek według zasady działania [1, s. 291]

Sprężarki objętościowe zostaną przedstawione na przykładzie najszerzej stosowanych

sprężarek: tłokowych i rotacyjnych. Sprężarki objętościowe działają pulsacyjnie. Wzrost ciśnienia otrzymywany jest poprzez

zmniejszenie objętości czynnika roboczego. Sprężarki przepływowe działają w sposób ciągły, a czynnik roboczy jest sprężany pod

wpływem ruchu obrotowego wirnika łopatkowego. W celu otrzymania dużych ilości sprężonego pod wysokim ciśnieniem gazu stosuje się

szeregowe układy sprężarek obu typów. Sprężarki tłokowe sprężają czynnik roboczy za pomocą tłoka wykonującego w cylindrze ruch

postępowo-zwrotny. Ruch tłoka wywoływany jest przez silnik napędzający za pośrednictwem mechanizmu korbowego. Na rysunku 44 przedstawiono schemat sprężarki tłokowej.

Rys. 44. Schemat sprężarki tłokowej [1, s. 293]

W głowicy cylindra znajdują się zawory sterujące, otwierające się pod wpływem różnicy

ciśnień ssania i sprężania. Suw ssania oraz suw sprężania wykonywany jest przez tłok podczas jednego pełnego cyklu pracy sprężarki. Podczas ssania tłok przemieszcza się w kierunku dolnym,


powodując zwiększenie objętości cylindra i otwarcie zaworu ssawnego, a tym samym napełnienie przestrzeni cylindra czynnikiem roboczym. Podczas suwu sprężania oba zawory pozostają zamknięte do momentu osiągnięcia przez czynnik odpowiedniego ciśnienia. Następnie pod naporem czynnika zostaje otwarty zawór tłoczny, przez który sprężony czynnik roboczy wydostaje się z cylindra.

Z uwagi na fakt, iż proces roboczy sprężarki tłokowej jest skomplikowany, dlatego do rozważań wstępnych należy przyjąć uproszczony cykl pracy sprężarki teoretycznej. Załóżmy, że tłok przemieszcza się z na tyle małą prędkością, iż można pominąć występujące siły tarcia. W górnym punkcie tłok dochodzi szczelnie do głowicy, nie pozostawiając tym samym resztek gazu w cylindrze. Otwarcie i zamknięcie zaworów następuje w ściśle określonym czasie, co zapobiega stratom ciśnienia w czasie wymiany czynnika.

Sprężarki tłokowe wielostopniowe, ze względu na potrzebę obniżenia temperatury końcowej oraz zmniejszenie pracy czynnika, instaluje się w chłodnice pomiędzy poszczególnymi stopniami sprężarki. Mają one za zadanie chłodzenie czynnika do temperatury początkowej. Schemat sprężarki tłokowej z zastosowaniem międzystopniowego chłodzenia czynnika przedstawiono na rysunku 45.

Rys. 45. Schemat sprężarki tłokowej o dwóch stopniach sprężania [1, s. 295]

Gaz o określonej temperaturze zostaje sprężony w cylindrze I stopnia. Podczas tego procesu

temperatura wzrasta. Następnie jest on ochładzany w chłodnicy do temperatury początkowej i ponownie sprężany w cylindrze II stopnia do osiągnięcia ciśnienia końcowego.

Sprężarki wielostopniowe są urządzeniami złożonymi i droższymi od jednostopniowych, jednak charakteryzują się one mniejszym zużyciem pracy oraz możliwością uzyskania sprężonego gazu o znacznym ciśnieniu.

Sprężarki rotacyjne posiadają element roboczy wykonujący ruch rotacyjny. Może nim być wirnik, wirujący tłok lub śruba. Obracający się element roboczy, przylegając do obudowy, tworzy z nią szereg komór o zmiennej objętości. Po stronie ssawnej są one większe, a zmniejszają się w kierunku strony tłocznej. Powoduje to zasysanie, sprężanie i wytłaczanie czynnika o podwyższonym ciśnieniu. W tym przypadku występuje brak elementów wykonujących ruch postępowo-zwrotny oraz brak towarzyszących mu przeciążeń Element roboczy sprężarki rotacyjnej może być napędzany bezpośrednio za pomocą silnika.

Sprężarki rotacyjne mają prostą budowę, stosunkowo niewielkie rozmiary, małą masę własną a ich koszt oraz koszty eksploatacji są niskie. Zasadniczą ich wadą jest niskie ciśnienie tłoczenia. Do najpopularniejszych sprężarek rotacyjnych można zaliczyć: − sprężarki łopatkowe, − sprężarki z wirującym pierścieniem wodnym, − sprężarki z wirującymi tłokami.


Na rysunku 46 przedstawiono schemat przykładowej sprężarki rotacyjnej – z wirującymi tłokami (krzywkowe) typu Roots.

Rys. 46. Schemat sprężarki krzywkowej typu Roots [1, s. 303]

Na rysunku oznaczono: 1 – kadłub, 2 – wirnik.

Sprężarki wirowe występują one jako jedno - i wielostopniowe, gdzie liczbę stopni stanowi liczba wirujących wieńców łopatkowych. Do sprężarek wirowych można zaliczyć: − sprężarki osiowe, − sprężarki promieniowe − sprężarki osiowo-promieniowe.

Na rysunku 47 przedstawiono dwa schematy sprężarek wirowych.

Rys. 47. Schematy sprężarek wirowych: a) osiowej, b) promieniowej [1, s. 304]

Na rysunku oznaczono: 1 – dyfuzor, 2 – wał wirnika, 3 – łopatki wirnika, 4 – nieruchome łopatki kierownicze.

Ze względu na prędkość gazu sprężarki wirowe można sklasyfikować jako naddźwiękowe stosowane w lotnictwie oraz poddźwiękowe o szerokim powszechnym zastosowaniu.

Zaletą sprężarek wirowych jest ich wydajność, czyli duża ilość sprężanego gazu w jednostce czasu, natomiast do głównych wad można zaliczyć niski przyrost uzyskiwanego ciśnienia.

Wentylatory i dmuchawy są maszynami roboczymi, służącymi do przetłaczania dużych ilości czynników gazowych wytwarzając przy tym bardzo małe nadciśnienie.

W zależności od wytwarzanego nadciśnienia, podział wentylatorów został przedstawiony na rysunku 48.


Rys 48. Podział wentylatorów ze względu na wytwarzane nadciśnienie [opracowanie własne autora]

Ponieważ wentylatory i dmuchawy charakteryzują się małą zdolnością wytwarzania ciśnienia,

w celu osiągnięcia wyższych parametrów buduje się je jako wielostopniowe. Wentylatory wielostopniowe posiadają wirniki oraz kierownice oddzielne dla każdego stopnia a wlot i dyfuzor stanowią części wspólne. Najprostszym typem wentylatora osiowego jest wentylator śmigłowy. Może on być wyposażony w jedno lub więcej śmigieł pracujących współbieżnie lub przeciwbieżnie i napędzanych oddzielnymi silnikami. Nadciśnienia wywołane przez każdy z wirników sumują się, co powoduje większe spiętrzenie. Większa liczba przeciwbieżnych śmigieł eliminuje potrzebę stosowania kierownicy.

Z uwagi na sposób wykorzystania wentylatorów można spotkać również wentylatory wytwarzające podciśnienie tzw. ssawne. Na rysunku 49 przedstawiono podział wentylatorów w zależności od kierunku przepływu czynnika.

Rys. 49. Podział wentylatorów w zależności od kierunku przepływu czynnika [opracowanie własne autora]

Wentylatory: osiowe i promieniowye Wentylatory osiowe działają na takiej samej zasadzie jak osiowa sprężarka wirowa. Składają

się one z wlotu, wirnika posiadającego łopatki napędzanego za pomocą silnika elektrycznego, kierownicy oraz dyfuzora. Ruch wirnika wywołuje różnicę ciśnienia pomiędzy powierzchniami łopatek, co powoduje przepływ gazu. Wentylatory mogą posiadać kierownicę usytuowaną przed wirnikiem lub też za wirnikiem. Usytuowanie za wirnikiem pozwala znacznie ograniczyć głośność pracy maszyny. Na rysunku 50 przedstawiono schemat wentylatora osiowego jednostopniowego (typu Mustang) z regulacją za pomocą nastawnych łopatek wirnika.

Rys. 50. Schemat wentylatora osiowego jednostopniowego (typu Mustang) z regulacją za pomocą

nastawnych łopatek wirnika [1, s. 308]

Podział wentylatorów w zależności od kierunku przepływu czynnika

osiowe promieniowe diagonalne

Podział wentylatorów ze względu na wytwarzane nadciśnienie

niskoprężne do 1kPa

średnioprężne 1 – 3kPa

wysokoprężne 3 – 15kPa


Na rysunku oznaczono: 1 – kadłub, 2 – wirnik, 3 – piasta wirnika, 4 – kierownica, 5 – dyfuzor.

Wentylatory promieniowe podobne są one w swej budowie do pompy odśrodkowej.

Głównymi elementami składowymi są: wirnik i spiralna obudowa. Konstrukcja wirnika może być jedno- lub dwustrumieniowa, co wymaga jednak oddzielnych otworów wlotowych. Zasysanie gazu odbywa się w kierunku osiowym. Zmiana kierunku na odśrodkowy następuje w wirniku, gdzie również gaz uzyskuje większą prędkość, wyższe ciśnienie oraz energię kinetyczną. Na rysunku 51 przedstawiono przykładowy schemat wentylatora promieniowego.

Rys. 51. Schemat wentylatora promieniowego [1, s. 309]

Na rysunku oznaczono: 1 – wlot, 2 – wirnik promieniowy, 3 – obudowa spiralna, 4 – rama montażowa, 5 – silnik napędowy (elektryczny).

Spiralna obudowa ma za zadanie zbierać wypływający z wirnika czynnik i odprowadzać go do otworu wylotowego. W otworze wylotowym energia kinetyczna gazu zamieniana jest na ciśnienie. Wentylatory tego typu, głównie znalazły zastosowanie w wentylacji. 4.3.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń. 1. Jaka jest zasada działania kotłów parowych? 2. Jakie jest zastosowanie kotłów parowych? 3. Jaka jest budowa kotła płomienicowego? 4. Jaki jest główny element kotła? 5. Jaka jest budowa kotła opromieniowanego wodnorurkowego z paleniskiem pyłowym? 6. Jakie są rodzaje kotłów w zależności od sposobu wymiany ciepła z parownikiem? 7. Jaka jest zasada działania kotła fluidalnego? 8. Jaka jest zasada działania sprężarek? 9. Jakie wielkości charakteryzują sprężarki? 10. Jakie są rodzaje sprężarek? 11. Jaka jest zasada działania sprężarek tłokowych? 12. Jakie sprężarki można zaliczyć do sprężarek rotacyjnych?


13. Jakie sprężarki można zaliczyć do sprężarek wirowych? 14. Jakie elementy wchodzą w skład sprężarek wirowych? 15. Jaka jest zasada działania wentylatorów? 16. Jakie wentylatory zaliczamy do średnioprężnych? 17. Jaka jest zasada działania wentylatorów osiowych? 18. Jaka jest budowa wentylatorów promieniowych? 19. Jaka jest zasada działania wentylatorów promieniowych? 4.3.3. Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Dokonaj analizy budowy i właściwości kotła fluidalnego. Przedstaw zasadę działania takiego kotła. Określ cechy charakterystyczne tych urządzeń oraz dokonaj oceny ich przydatności w małych i średnich przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) dokonać analizy budowy i właściwości kotła fluidalnego, 5) opisać zasadę działania kotła fluidalnego. Przedstawić w tabeli cechy charakterystyczne tych

urządzeń, 6) określić ich przydatność w przemyśle spożywczym na przykładzie ich stosowania w małych

i średnich przedsiębiorstwach, 7) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 8) zaprezentować pracę na forum grupy.


− papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu.

Ćwiczenie 2

Dokonaj analizy budowy i właściwości sprężarek tłokowych. Przedstaw zasadę działania tego typu urządzeń. Określ cechy charakterystyczne tych urządzeń oraz dokonaj oceny ich przydatności w małych i średnich przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) dokonać analizy budowy i właściwości sprężarek tłokowych, 5) opisać zasadę działania sprężarek tłokowych. Przedstawić w tabeli cechy charakterystyczne

tych urządzeń, 6) określić ich przydatność w przemyśle spożywczym na przykładzie ich stosowania w małych

i średnich przedsiębiorstwach,


7) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 8) zaprezentować pracę na forum grupy.


− papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu. Ćwiczenie 3

Dokonaj analizy budowy i właściwości wentylatorów osiowych. Przedstaw zasadę działania tego typu urządzeń. Określ cechy charakterystyczne tych urządzeń oraz dokonaj oceny ich przydatności w małych i średnich przedsiębiorstwach przetwórstwa spożywczego.


1) zgromadzić materiały i narzędzia do wykonania ćwiczenia, 2) zorganizować stanowisko pracy zgodnie z zasadami bhp i ergonomii pracy, 3) zaplanować tok postępowania, 4) dokonać analizy budowy i właściwości wentylatorów osiowych, 5) opisać zasadę działania wentylatorów osiowych. Przedstawić w tabeli cechy

charakterystyczne tych urządzeń, 6) określić ich przydatność w przemyśle spożywczym na przykładzie ich stosowania w małych

i średnich przedsiębiorstwach, 7) przeprowadzić analizę ćwiczenia, 8) zaprezentować pracę na forum grupy.

Wyposażenie stanowiska pracy: − papier formatu A4, − przybory do pisania, linijka, ołówek, − stanowisko z dostępem do Internetu. 4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie 1) określić zasadę działania kotłów parowych? 2) określić zastosowanie kotłów parowych? 3) określić budowę kotła płomienicowego? 4) wymienić rodzaje kotłów w zależności od sposobu wymiany ciepła

z parownikiem?

5) określić zasadę działania kotła fluidalnego? 6) rozróżnić rodzaje kotłów? 7) określić zasadę działania sprężarek? 8) rozróżnić rodzaje sprężarek? 9) określić rodzaje sprężarek rotacyjnych? 10) określić rodzaje sprężarek wirowych? 11) określić wielkości charakteryzujące sprężarki? 12) określić zasadę działania wentylatorów? 13) rozróżnić rodzaje wentylatorów? 14) określić budowę wentylatorów promieniowych? 15) określić zasadę działania wentylatorów osiowych?


5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1. Przeczytaj uważnie instrukcję. 2. Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi. 3. Zapoznaj się z zestawem zadań testowych. 4. Test zawiera 20 zadań. Do każdego zadania dołączone są 4 możliwości odpowiedzi. Tylko

jedna jest prawidłowa. 5. Udzielaj odpowiedzi na załączonej karcie odpowiedzi, stawiając w odpowiedniej rubryce

znak X. W przypadku pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową.

6. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania. 7. Jeśli udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność, wtedy odłóż jego rozwiązanie na

później i wróć do niego, gdy zostanie Ci wolny czas. 8. Na rozwiązanie testu masz 40 minut.

Powodzenia!


ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH 1. Ustalenie działań koniecznych do wykonania w przypadku przekroczenia lub niedopełnienia

zadanych parametrów w krytycznym punkcie kontroli systemu HACCP to cel zasady a) analiza zagrożeń oraz środków im zapobiegających. b) ustalenie parametrów i limitów krytycznych. c) ustalenie i wprowadzenie systemu monitorowania CCP. d) działania korygujące.

2. Zjawisko zachodzące pomiędzy płynem a ścianką ciała stałego, w przypadku jeśli wzdłuż

ścianki przemieszcza się płyn o temperaturze różnej od temperatury ścianki, to między nimi zachodzi a) przewodzenie ciepła. b) unoszenie ciepła. c) przenikanie ciepła. d) przejmowanie ciepła.

3. Pochłaniacz pyłu, będący niezależnym urządzeniem, wykorzystywany do utrzymania

czystości maszyn i urządzeń należy do systemu a) wewnętrznego. b) zewnętrznego. c) wewnętrznego i zewnętrznego. d) żadnego z powyższych.

4. Turbiny parowe należą do a) tłokowych silników parowych. b) silników o spalaniu zewnętrznym. c) silników o spalaniu wewnętrznym. d) silników spalinowych turbinowych.

5. Silniki wykorzystujące wyłącznie siłę ciągu, nie pobierając mocy użytecznej z wału silnika to

a) silniki spalinowe tłokowe. b) silniki odrzutowe. c) silniki spalinowe turbinowe. d) tłokowe silniki parowe.

6. Tłokowe silniki spalinowe-gaźnikowe i wtryskowe zaliczamy do silników

a) obrotowych o zapłonie samoczynnym. b) obrotowych o zapłonie iskrowym. c) suwowych o zapłonie samoczynnym. d) suwowych o zapłonie iskrowym.

7. W silnikach dwusuwowych występują dwa suwy pracy. Są to

a) suw pracy i suw wylotu. b) suw sprężania i suw wylotu. c) suw pracy i suw sprężania. d) suw ssania i suw wylotu.


8. Pompy działające na zasadzie przetłaczania cieczy z przestrzeni ssawnej pompy do tłocznej to pompy a) wirowe. b) wyporowe. c) krętne. d) diagonalne.

9. Pompy, w których przepływ cieczy przez wirnik następuje ukośnie oraz wyposażone są one w

bezłopatkową kierownicę oraz cylindryczny lub spiralny kanał zbiorczy to pompy a) odśrodkowe. b) helikoidalne. c) diagonalne. d) śmigłowe.

10. Pompy wirowe krążeniowe to

a) pompy odwracalne, peryferalne, z kanałami bocznymi. b) z pierścieniem wodnym, diagonalne, z kanałami bocznymi. c) z pierścieniem wodnym, peryferalne, odśrodkowe. d) z pierścieniem wodnym, peryferalne, z kanałami bocznymi.

11. Na rysunku przedstawiono pompę tłokową dwustronnego działania. Oznaczenia 1, 2, 3 oznaczają odpowiednio na rysunku

a) tłok, zawory tłoczne, zawory ssawne. b) zawór ssawny, tłoki, zawory tłoczne. c) tłok, zawory ssawne, zawory tłoczne. d) zawór ssawny, zawory tłoczne, tłoki.

12. Wielotłoczkową pompę osiową z wychylną, wirującą tarczą oporową przedstawiono na

rysunku

a) c. b) b. c) a. d) na żadnym z nich.


13. Poniższy rysunek przedstawia pompę

a) śmigłową. b) odśrodkową. c) helikoidalną. d) diagonalną.

14. Kotły, w których spaliny omywają z zewnątrz rury wypełnione wodą to kotły

a) płomieniówkowe. b) opłomykowe. c) konwekcyjne. d) z obiegiem naturalnym.

15. Rysunek przedstawia schemat budowy kotła fluidalnego. Oznaczenia 1, 2, 3 oznaczają kolejno

a) 1 – rozdzielacz powietrza, 2 poziom warstwy fluidalnej, 3 wymiennik zanurzony w złożu. b) 1 – podajnik węgla, 2 rozdzielacz powietrza, 3 odprowadzenie popiołu. c) 1 – podajnik węgla, 2 wymiennik konwekcyjny, 3 wymiennik zanurzony w złożu. d) 1 – rozdzielacz powietrza I, 2 rozdzielacz powietrza II, 3 wymiennik zanurzony w złożu.

16. Sprężarki diagonalne zaliczamy do sprężarek

a) wyporowych. b) rotacyjnych. c) przepływowych. d) osiowych.

17. Poniższy rysunek przedstawia sprężarkę sprężarek

a) tłokową. b) rotacyjną, krzywkową. c) wirową, osiową. d) wirową, promieniową.


18. Poniższy rysunek przedstawia sprężarkę wirową, osiową. Oznaczenia 1, 2, 3, 4 kolejno oznaczają

a) 1 – wał wirnika, 2 dyfuzor, 3 łopatki wirnika, 4 łopatki kierownicze. b) 1 – dyfuzor, 2 wał wirnika, 3 łopatki wirnika, 4 łopatki kierownicze. c) 1 – dyfuzor, 2 wał wirnika, 3 łopatki kierownicze, 4 łopatki wirnika. d) 1 – obudowa, 2 wał wirnika, 3 łopatki kierownicze, 4 łopatki wirnika.

19. Nadciśnienie od 3 do 15kPa osiągane jest przez wentylatory a) niskoprężne. b) średnioprężne. c) wysokoprężne. d) ultraprężne.

20. Poniższy rysunek przedstawia wentylator osiowy jednostopniowy. Oznaczenia 1, 2, 3, 4, 5

kolejno oznaczają

a) 1 – kadłub, 2 wirnik, 3 piasta wirnika, 4 kierownica, 5 dyfuzor. b) 1 – kadłub, 2 piasta wirnika, 3 wirnik, 4 dyfuzor, 5 kierownica. c) 1 – obudowa, 2 piasta wirnika, 3 wirnik, 4 kierownica, 5 dyfuzor. d) 1 – dyfuzor, 2 wirnik, 3 piasta wirnika, 4 kierownica, 5 - kadłub.


KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko............................................................................... Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym Zakreśl poprawną odpowiedź.

Nr zadania Odpowiedź Punkty

1 a b c d 2 a b c d 3 a b c d 4 a b c d 5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8 a b c d 9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14 a b c d 15 a b c d 16 a b c d 17 a b c d 18 a b c d 19 a b c d 20 a b c d

Razem:


6. LITERATURA 1. Kijowski J., Miller A., Pawlicki K., Szolc T.: Maszynoznawstwo, WSiP. Warszawa 1993 2. Jabłoński W., Płoszajski G.: Elektrotechnika z automatyka. WSiP, Warszawa 1996 3. Zając P., Kołodziejczyk L. M.: Silniki spalinowe. WSiP, Warszawa 2001

Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym

Education

Transcript of Obsługiwanie maszyn i urządzeń stosowanych w przetwórstwie spożywczym