Лабораторна робота №5

“Дослідження впливу змінної продуктивності на режими роботи вентиляторної установки”

Мета роботи: Математичне моделювання режимів роботи вентиляторної установки і визначення добових витрат енергії при регулюванні засувкою та частотою обертання двигуна.

Програма роботи

1. Скласти структурну схему системи.

2. Визначити параметри схеми.

3. Здійснити моделювання режимів роботи вентиляторної установки при добовому графіку повітропостачання.

4. Побудувати залежності частоти обертання двигуна, напору і продуктивності та потужності за добовий цикл роботи.

5. Визначити добові витрати енергії при регулюванні засувкою та частотою обертання двигуна.

Вихідні дані

Номінальна потужність двигуна – Р_н=125 кВт.

Номінальна швидкість двигуна – n_н=980 об/хв.

Приведений к.к.д вентиляторної установки – h=0,63.

Приведений момент інерції вентиляторної установки – J=12 кгс×м².

Номінальна продуктивність вентилятора – Q_н=60000 м³/год.

Номінальний напір – Н_н=475 кгс/м².

Жорсткість механічної характеристики АД – b= .

Приведена стала часу двигуна – Т_а= с.

Приведена стала часу вентилятора –Т_н=0,11 с.

Діаграма повітропостачання наведена на рис.5.1.

Прийняти:

1. Математичну модель АД прийняти лінеаризованою:

2. вентилятор може бути описаний аперіодичною ланкою першого порядку.

3. Інерційністю засувки знехтувати.

4. Для скорочення часу розрахунку при моделюванні циклу повітропостачання прийняти тривалість 1 години за 1 с.

5. Характеристики вентиляторної установки наведені на рис.5.2.

6. Структурна схема вентиляторної установки наведена на рис.5.3.

7. Схема набору математичної моделі наведена на рис.5.4.

Рисунок 5.1 – Діаграма повітропостачання

Рисунок 5.2 – Характеристики вентиляторної установки

Залежність напору вентилятора від продуктивності

Н_н=Н₀-R_н ,

де Н_н, Н₀ – номінальний та напір при нульовій продуктивності, кгс/м²;

R_н – номінальний опір вентилятора;

Q_н – номінальна продуктивність вентилятора, м³/с.

Характеристика мережі

Н=R_м ,

де

R_м – номінальний опір мережі.

Потужність вентилятора

,кВт

де Н – напір вентилятора, Па, 1мм вод.ст.=1 кгс/м²=9,81 Па;

Q – продуктивність вентилятора, м³/с;

g =9,81 м/с²;

h_нас – ККД вентилятора.

Залежність продуктивності від швидкості обертання робочого колеса

,

де Н₀ – напір при нульовій продуктивності;

– відносна швидкість обертання робочого колеса.

Номінальний опір вентилятора визначається при номінальних тиску та продуктивності за виразом

.

Опір мережі при Q_x i H_x визначається

.

Номінальний момент двигуна

де .

Критичне ковзання двигуна

де l – перевантажувальна здатність (2,1...2,3)

При регулюванні продуктивності вентилятора засувкою в блоці SB1 задається напір Н_ст=0, а в блоці SB2 номінальний опір вентилятора та опори мережі для точок Q₁=30000, Q₂=50000 м³/год., в блоці SB3 – частота обертання двигуна f=50 Гц.

В блоці SB4 задається добуток h_мех×h_дв відповідно режиму роботи установки.

При регулюванні продуктивності обертанням робочого колеса в блоці SB1 задається R_H та опір мережі в точці Q_Н. В блоці SB3 задається частота обертання двигуна, яка визначається за виразом

.

Для будь-якої точки зв’язок напору та продуктивності має вигляд

.