РОЗДІЛ 2
ВИБІР НАПРЯМКУ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
2.1. Вибір напрямку досліджень
Проведений аналіз літературних джерел з виготовлення спирту та використання води в технології виготовлення спирту показує, що найчастіше використовується вода із підземних джерел. За статистичними даними вода багатьох підземних джерел України має підвищений вміст заліза з концентрацією заліза до 5 мг/л та достатньо великою карбонатною жорсткістю. Для отримання високоякісного спирту в сучасних умовах необхідно використовувати воду в основному питної якості, але вода повинна мати концентрацію заліза до 0,1мг/л. Велика концентрація заліза, як і підвищена жорсткість, в охолоджуючій воді також сприяє утворенню щільних відкладень на охолоджувальних поверхнях. В умовах насиченості технологічного майданчика спиртових заводів різним обладнанням стає питання у виборі технологічної схеми знезалізнення води і, в тому числі, типів фільтрів та виду фільтруючої засипки, місця розташування знезалізнюючих установок. В таких умовах слід:
* дослідити систему водопідготовки заводів по виготовленню спирту на прикладі Шпанівського заводу;
* провести аналіз існуючих схем знезалізнення води і вибрати найбільш оптимальну;
* провести дослідження структурних та технологічних показників засипок, які можливо використовувати в фільтрах знезалізнення води;
* обґрунтувати та дослідити гідроавтоматичні установки знезалізнення води;
* дослідити і обґрунтувати способи стабілізаційної обробки води;
* розробити комп'ютерні програми для розрахунку фільтрів для знезалізнення води, анімаційні та імітаційні моделі фільтрів.
2.2. Проведення експериментальних досліджень
Експериментальні дослідження є одним із основних засобів отримання нових наукових знань. В їх основі лежить експеримент, що являє собою науково-поставлений дослід або спостереження явища в умовах, які точно враховані і які дозволяють слідкувати за його ходом, керувати їм, відтворювати його кожен раз при повторі цих умов.
Методика експериментального дослідження це система прийомів або способів для послідовного, найбільш ефективного здійснення експеримен-тального дослідження, і, в загальному випадку, включає в себе: ціль та задачі експерименту; вибір варіруючих факторів; обґрунтування засобів та необхідної кількості вимірювань; опис проведення експерименту; обґрунтування способів обробки та аналізу результатів експерименту, достатньо повно наведена в [73,74].
Визначення цілі та задачі експерименту - один з найбільш важливих етапів. Для їх визначення слід зібрати інформацію про відповідне явище, висловити гіпотезу, провести теоретичні дослідження, в тому числі, на процес випадання карбонату кальцію при обробці води триполіфосфатом натрію, натрій - катіонування, магнітної обробки води, впливу іонів заліза на цей процес, видалення іонів заліза із води.
Чітко обґрунтовані задачі - це великий вклад в їх вирішення. Кількість задач не повинна бути досить великою. Вибір варіруючих факторів - це встановлення основних та другорядних характеристик, що впливають на процес, який досліджується. Правильний вибір основних та другорядних факторів відіграє важливу роль в ефективності експерименту, оскільки експеримент і зводиться до знаходження залежностей між цими факторами. Тому нами вибрані такі основні фактори при фільтруванні, як швидкість фільтрування, інтенсивність промивки, параметри і типи фільтруючих засипок, параметри і розміри промивного сифона і гідрозатвора, а при боротьбі із випаданням карбонату кальцію - карбонатна жорсткість води, індекс стабільності та швидкість випадання карбонату кальцію.
Обґрунтування засобів вимірювань - це вибір необхідних для спостережень
та вимірювань приладів, обладнання, машин, апаратів тощо. Звичайно, що в першу чергу використовують стандартні, а в окремих випадках виникає потреба у створенні унікальних приладів, апаратів, дослідних установок, стендів, машин для розробки теми. Нами розроблені пристрої для отримання модельного розчина з певною концентрацією заліза. Дуже відповідальною частиною являється встановлення точності вимірювань та похибок.
В методиці досконало проектують процес проведення експерименту. На початку складають послідовність проведення операцій вимірювань та спостережень. Потім досконало описують кожну операцію окремо з врахуванням вибраних засобів для проведення експерименту. Важливу увагу приділяють методам контролю якості операцій, що забезпечуються при мінімальній (раніше встановленій) кількості вимірювань високу надійність та задану точність. Розроблені форми журналів для запису результатів спостережень та вимірювань - окремі з них наведені в додатках.
Важливим розділом методики являється вибір методів обробки та аналізу експериментальних даних. Обробка даних зводиться до систематизації усіх цифрових даних, класифікації, аналізу. Результати експериментів зведені у сприятливі форми запису - таблиці, графіки, формули.
2.3. Збір інформації
Збір інформації починається з об'єкта - в даному випадку із знаходження загальної інформації про спиртові заводи, технологію виготовлення спирту, технологічних схем підготовки води, використання цих технологій на даному підприємстві. Починається ця робота з вивчення літературних джерел, сайтів в Інтернеті і закінчується вивченням технологічної документації та реально існуючих споруд. Після цього проводиться аналіз, встановлюються слабкі місця в технології, проводяться дослідження. Звичайно, в дослідженнях по водопостачанню слід визначати витрати води, втрати напору, швидкості потоку в спорудах та в трубопроводах, проводити фізико - хімічні аналізи. Для цього слід зібрати інформацію про стандартні методики, а при їх відсутності розробити свої власні методики. З попереднього розгляду технологічної схеми водопостачання потрібно буде, в першу чергу, визначати концентрацію заліза у воді та жорсткість води.
2.4. Експериментальні установки
Для вирішення задачі моделюва