1.3 Выбор электроприводов к принятым машинам

Для определения мощности привода тросошайбового транспортера первоначально определим его подачу Q, т/ч по формуле [4]

, (1)

где D – внутренний диаметр трубопровода, м;

d – диаметр троса, м;

v – скорость транспортирования продукта, м/с;

к₁ – коэффициент заполнения желоба;

к₂ – коэффициент, учитывающий уплотнение груза;

ρ – плотность транспортируемого материала, т/м³.

т/ч

Определим мощность электродвигателя тросошайбового транспортера Р, кВт по формуле

, (2)

где Q – подача транспортера, т/ч;

η_п – КПД передачи;

L – горизонтальная составляющая пути перемещения груза, м;

f – коэффициент сопротивления движению;

h – вертикальная составляющая пути перемещения груза, м;

η_п – КПД транспортера.

кВт

По справочнику выбираем асинхронный электродвигатель АИР80А4У3 со следующими паспортными данными Р_н = 1,1 кВт, n_ном = 1350 об/мин, U_ном = 380/220 В, = 75%, cosφ = 0,81, К_i = 7, µ_пуск = 1,7, µ_к = 2,4, µ_м = 1,6.

Определим номинальный момент двигателя М_н, Н∙м

, (3)

Н∙м

Определим статистический момент по формуле [15]

, (4)

где Р_Р – расчетная мощность установки, кВт.

Н∙м

Определим перегрузочный момент по формуле

, (5)

где µ_к – кратность максимального момента.

Н∙м

Определим пусковой момент при снижении напряжения на 10%

, (6)

где µ_м – кратность минимального момента;

u – отклонение напряжения при пуске.

Н∙м

Проверим выбранный двигатель на пусковую способность по условию

М_н ≥ М_пуск , (7)

М_н = 7,76 Н∙м ≥ М_пуск = 6,33 Н∙м

Условие выполняется, значит, выбранный электродвигатель обеспечит пуск при полной нагрузке при снижении напряжения на 10%.

Проверим выбранный двигатель, на перегрузочную способность по условию

М_н ≥ М_пер , (8)

М_н = 7,76 Н∙м ≥ М_пер = 3,42 Н∙м

Условие выполняется, значит, двигатель не перегрузится, преодолевая пик нагрузки.

1.4 Расчет вентиляции помещения

Для примера рассчитаем отопление и вентиляцию в птичнике на 10 тысяч голов со средней живой массой 1 кг. Здание кирпичное, объем помещения для животных – 1944 м³, толщина стен 525 мм, окна и ворота двойные, нормируемая температура 16 °С, расчетная температура наружного воздуха – 25 °С.

Определим необходимый воздухообмен по углекислоте L_в, м³/ч [4]

L_в = ΣN_i∙m_i∙g /(x_д – х_н), (9)

где N_i – число животных i-го вида_, гол;

m_i - количество углекислоты, выделяемое одним животным, л/ч;

g – средняя масса птицы, кг;

х_д – допустимая норма концентрации углекислоты, л/м³;

х_н – содержание углекислоты в наружном воздухе, л/м³.

L_в = 10000∙1∙1,7/(1,8 – 0,3) = 11333,3 м³/ч

Определим влаговыделения в помещение W, г/ч

W = ψ_c∙ΣW_i∙N_i , (10)

где ψ_c – коэффициент, учитывающий испарение влаги с мокрых поверхностей помещения;

W_i – выделение влаги одним животным, г/ч.

W = 1,1∙7,8∙10000 = 85800 г/ч

Влагосодержание внутреннего и наружного воздуха определим по i-d диаграмме – d_в = 8 г/кг сухого воздуха, d_н = 0,5 г/кг сухого воздуха.

Определим воздухообмен, необходимый для растворения водяных паров

L_в = W/(d_в – d_н)∙ρ, (11)

где ρ – плотность воздуха, кг/м³.

L_в = 85800/(8 – 0,5)∙1,214 = 9423,4 м³/ч

Воздухообмен принимаем по углекислоте, то есть L_в = 11333,3 м³/ч.

Определим кратность воздухообмена К по формуле

, (12)

где V – объем помещения для животных, м³.

Определим скорость воздуха в вытяжной шахте ω, м/с

, (13)

где h_ш – высота вытяжной шахты, м;

t_в – расчетная температура внутри помещения, °С;

t_н – расчетная температура наружного воздуха, °С.

м/с

Определим общую площадь сечения всех шахт F, м²

, (14)

м²

Определим число вытяжных шахт по формуле

, (15)

где f – площадь одной шахты, м².

Принимаем 12 шахт сечением 400х400 мм.

Определим общее количество теплоты, выделяемое животными Р_п, кВт по формуле [4]

Р_п = 1,2∙Σр_i∙N_i∙10^-3, (16)

где р_i – теплота, выделяемая животным соответствующего вида, Вт

Р_п = 1,2∙11∙10000∙10^-3 = 132 кВт

Площадь перекрытия S_пер, м²

S_пер = а∙b = 54∙12 = 648 м², (17)

Площадь стен S_стен, м²

S_пер = 2а∙h + 2b∙h = 396 м², (18)

Площадь ворот и окон в расчетах принимаем равными 5% от площади стен S_в = S_ок = 19,8 м².

Определим потери теплоты через ограждения Р_о, кВт

Р_о = Σк_i∙S_i∙(t_в – t_н)∙10^-3, (19)

где к_i – коэффициент теплопередачи ограждения, Вт/м²∙°С.

Р_о = (1,17∙648 + 1,24∙396 + 2,68∙19,8 + 2,33∙19,8)∙(15 + 25)∙10^-3 = 52,3 кВт

Теплота, уносимая с вентилируемым воздухом Р_в, кВт

Р_в = с∙ρ∙V∙(t_в – t_н)∙K∙10^-3, (20)

где с – удельная теплоемкость воздуха, Вт∙ч/кг∙°С.

Р_в = 0,28∙1,214∙1944∙(16 + 25)∙5,82∙10^-3 = 157,68 кВт

Определим расчетную теплоотдачу калорифера

Р_р = Р_о + Р_в – Р_п , (21)

Р_р = 52,3 + 157,68 – 132 = 77,98 кВт

Определим расчетное живое сечение калорифера

, (22)

где (V_ρ)_p – расчетная массовая скорость воздуха, кг/м²∙с.

м²

По справочнику выбираем два водяных калорифера КСн2-4 с производительностью по воздуху L = 5000 м³/ч и производительностью по теплу Р = 46,3 кВт, с площадью фронтального сечения 0,36 м².

Приточный воздухопровод принимаем длиной 50 м с сечением 400х400 мм. Определим эквивалентный диаметр воздухопровода

, (23)

м

Определим потери напора в трубопроводе Н_т, Па по формуле

, (24)

где λ – коэффициент трения воздуха в трубопроводе;

l – длина трубопровода, м;

ω_п.в. – скорость движения приточного воздуха, м/с.

Па

Определим сумму коэффициентов местных сопротивлений Σβ отдельных участков приточной системы. Жалюзийная решетка на входе β = 0,5; 4 колена воздухопровода под углом 90⁰ при R/d = 2 - β = 0,15∙4 = 0,6; 25 отводов от воздуховода β = 0,2∙25 = 5. Тогда сумма коэффициентов местных сопротивлений Σβ = 0,5 + 0,6 + 6 = 6,1.

Определим местные сопротивления

, (25)

Па

Общий напор вентилятора определим по формуле

Н_в = Н_т + h_мс, (26)

Н_в = 218,52 + 533,2 = 751,72 Па

В расчетах примем, что требуемый воздухообмен будут обеспечивать два приточных вентилятора. Производительность вентилятора определим по формуле

L = 1,1∙L_в , (27)

L = 1,1∙5666,7 = 6233,4 м³/ч

По номограмме для данной производительности и напора находим, что наиболее приемлем центробежный вентилятор Ц4-70 №6, у которого А = 6600, η_в = 0,8. Частота вращения вентилятора n, мин^-1

, (28)

мин^-1

Определим мощность двигателя Р_расч, кВт

, (29)

кВт

Номинальную мощность электродвигателя подбираем по условию

Р_н ≥ 1,2∙Р_расч , (30)

Р_н = 2,2 кВт ≥ 1,2∙Р_расч = 1,2∙1,76 = 2,11 кВт

К установке принимаем асинхронный электродвигатель серии АИР90L4У3 мощностью Р_н = 2,2 кВт, частотой вращения n = 1395 мин^-1.

Для удаления воздуха используем вытяжные вентиляторы ВО-06-300 №3 ^1/4 с максимальной подачей L = 2300 м³/ч.

Полный перечень технологического и энергетического оборудования, установленных на объекте проектирования с указанием выбранных приводов к рабочим машинам, приведем в таблице 1.