Использование вакуум–насосов в промышленных установках

Использование вакуум–насосов в промышленных установках определяет их производительность, связанную с числом всасывающих аппаратов:

, (2.23)

где n – число всасывающих аппаратов в установке; q – расход воздуха одним всасывающим аппаратом (q≈1,8 м/ч); k=2 – 3 – коэффициент, учитывающий неполную герметизацию системы.

Расчетная мощность привода вакуум–насоса

Расчетная мощность привода вакуум–насоса определяется по формуле:

, (2.23)

где Н – вакуум, развиваемый насосом, Па; η_п – к.п.д. передачи; η_н=0,2 – 0,25 – к.п.д. вакуум–насоса.

Величина давления вакуума, соответствующая нормальной работе установки, равна Н=400 мм.рт.ст.

Мощность привода электролебедки

Предварительную оценку мощности привода электролебедки дают по условию:

, (2.24)

где К_з=1,1 – 1,3 – коэффициент запаса; P₁ и Р₂ – мощности, необходимые для начала и в конце хода.

Изменение величины мощности в процессе движения груза связано с тем, что трос лебедки, наматываясь на барабан в несколько рядов, меняет радиус намотки. При этом линейная скорость движения троса является величиной переменной при относительно мало меняющейся угловой частоте вращения барабана:

, (2.24)

где ω_б – угловая частота вращения барабана, с^–1; R – радиус намотки троса на барабан, м.

Мощность в начале движения груза:

, (2.25)

где V_нач = ω_бR_нач, м/с; η_л – к.п.д. лебедки с передачей.

Сопротивление от волочения троса о почву:

, (2.26)

где К_т – коэффициент, учитывающий условия работы (для равнины – К_т =1, для горной местности К_т = 3); т_т – Удельная масса троса (т_т = 3 кг/м); l – длина той части троса, которая движется по земле (составляет 80% длины гона); f=0,35 – коэффициент трения троса о почву.

Мощность в конце движения груза равна:

, (2.27)

где V_кон = ω_бR_кон, м/с; η_л – к.п.д. лебедки с передачей.

Тяговое сопротивление в начале движения в начале F_п.нач и в конце движения F_п.кон груза определяется по формуле

, (2.28)

где f=0,2 – 0,4 – коэффициент трения; т_п – масса груза, кг; k = 4 – 8,5 Н/см² – удельное сопротивление материала; а – глубина вспашки, см; b – ширина захвата плуга, см; ε = 0,1 – 0,3 – коэффициент, учитывающий влияние скоростей.

Лебедки должны перемещаться вдоль участка и иметь необходимую мощность привода:

, (2.29)

где т_л – масса лебедки, кг; V_л – скорость передвижения лебедки, м/с; η_п^-1 – к.п.д. передачи.

Нагрузочные диаграммы представляют собой зависимости момента сопротивления на валу электродвигателя или рабочей машины, мощности или тока электродвигателя от времени, т.е. М_с(t), Р(t), I(t). Нагрузочные диаграммы могут быть получены экспериментально или рассчитаны аналитически.

Нагрузочные диаграммы Р(t) для режимов работы электродвигателя S1, S2, S3, S4, S5, показаны на рисунке.2.3, где а) – режим работы S1; б) – режим работы S2; в) – режим работы S3, г) – режим работы S4, д)– режим работы S5. t_p – продолжительность работы электродвигателей; T_н – постоянная времени нагрева электродвигателя.

Рис. 2.7. Нагрузочные диаграммы электродвигателей с режимами работы

Метод обработки нагрузочных диаграмм зависит от характера кривых Р(t), I(t), Mc(t). Кривая Р(t) изображенная на рисунке 2.7 аппроксимируется отрезками прямых. Аппроксимирующая прямая проводится таким образом, чтобы площадь под кривой мощности и под аппроксимирующей прямой были одинаковыми. При этом максимальная разность между ординатами кривой мощности и аппроксимирующей прямой не должна превышать половины среднего значения ординат прямой.

Рис. 2.8. Фактическая и аппроксимирующая ступенчатая нагрузочные диаграммы электродвигателя

Эквивалентная мощность Рэ, кВт определяется по нагрузочной диаграмме по формуле:

, (2.30)

где Т – период действия нагрузки; Р(t) – зависимость мощности от времени за расчётный период Т.

В конкретном случае (см. рисунок 2.7) эквивалентная мощность определяется по формуле:

, (2.31)

При случайном характере нагрузки нагрузочная диаграмма обрабатывается методами теории вероятности. На диаграмме определяется приближенное значение частоты, с которой изменяется нагрузка и период изменения нагрузки Тп в секундах.

Длительность участка диаграммы, подлежащего обработке принимается равной:

. (2.32)

Интервал выборки:

. (2.33)

Для определения расчётных данных минимальный объем выборки определяется по формуле:

. (2.34)

Основными характеристиками нагрузочных диаграмм (формулы приведены для зависимости Р(t) являются:

– математическое ожидание:

, (2.35)

где Р_i – текущее значение мощности, кВт;

– среднеквадратическое отклонение:

. (2.36)

Зная эти характеристики, определяют эквивалентную мощность, ток или момент по формуле:

. (2.37)

Мощность для привода рабочей машины Р, кВт определяется с учетом КПД электродвигателя, η_д, т.е. по формуле:

. (2.38)

Пример 2.4. Построения нагрузочной диаграммы электродвигателя.

Построить нагрузочную диаграмму электродвигателя для привода скребкового транспортера, подающего продукцию в измельчитель (см. пример 2.1).

Длина транспортера 15 м, угол наклона транспортера 200, высота скребка 0,05 м, ширина скребка 0,4 м. Частота вращения приводного вала транспортера 20 об/мин, скорость движения цепи 0,3 м/с. Объем бункера мобильного транспортера 2 м³. Интервал времени между загрузками кормораздатчика 20 мин.

Решение.

Подача скребкового транспортера Q, т/ч, определяется по формуле:

(2.39)

где Н – высота скребка, м; В – ширина скребка, м;  – скорость движения цепи, м/с;  – плотность груза, т/м³;  – коэффициент заполнения,  = 0,6 – 0,8; с – коэффициент, учитывающий степень заполнения скребков от угла наклона транспортера, при =200, с = 0,85

т/ч.

Мощность Р_м, кВт, потребная для привода скребкового транспортера определяется по формуле:

(2.40)

где L – горизонтальная составляющая пути перемещения груза, м;

f – коэффициент сопротивления движению, f = 4,2; h – высота подъема груза, м; _Т – КПД транспортера.

Горизонтальная составляющая пути перемещения L, м, равна:

, (2.41)

где L_Т – длина транспортера, м.

Высота подъема груза:

м, (2.42)

кВт

С учетом КПД передачи от электродвигателя к транспортеру мощность на валу электродвигателя Р, кВт, равна:

, (2.43)

где ₁, ₂ – КПД зубчатой передачи; ₃ – КПД клиноременной передачи.

, кВт

Время загрузки мобильного кормораздатчика t, мин

, (2.44)

где _изм – плотность измельченных корнеплодов, т/м³.

мин.

Нагрузочная диаграмма электродвигателя показана на рисунке:

Рис. 2.9. Нагрузочная диаграмма электродвигателя