Материалы всероссийской научно-технической конференции Автоматизир

График изменения величины абсолютной погрешности прира­ щения температуры AQ с течением времени t представлен на рис. 3.

°С

Анализ результатов, приведенных на рис. 1, показал, что кривые практически совпадают, сохраняя при этом общую тенденцию роста величины сопротивления с течением времени. Изменение величины сопротивления в пределах от 1,8 до 2,1 Ом происходит практически по линейному закону, что соответствует физическим процессам нагрева.

Исследование графика, представленного на рис. 2, дает возмож­ ность утверждать, что форма кривых соответствует начальной части графика экспоненциальной функции.

Анализ графика, представленного на рис. 3, показал, что кривая погрешности имеет знакопеременный характер при максимальных от­ клонениях порядка 2-3 °С, что дает возможность сделать вывод о том, что величина абсолютной погрешности изменения температуры неве­ лика, а максимальное значение отклонения температуры составляет 9,91 % от величины нагрева обмотки, равной в эксперименте 37 °С.

Выводы:

-проведенные исследования позволили получить зависимость изменения температуры обмоток двигателя при постоянстве дейст­ вующих значений напряжения;

-сравнение величин, полученных экспериментальным и анали­ тическим путем, показало, что максимальное отклонение расчетной величины усредненной температуры обмоток не превышает 10 %;

-описанный метод может быть использован для наблюдения за температурным состоянием обмоток двигателя без отключения дви­ гателя от источника питания, т.е. в рабочем режиме;

-определение сопротивления необходимо при использовании частотного регулирования без датчиков.

Библиографический список

1.Мартко Е.О. Модели надежности и технического состояния изоляции электродвигателей, используемые для прогнозирования выхода их из строя // Ползуновский вестник. - 2013. - № 4-2.

2.Справочник по электротехническим материалам / под ред. Ю.В. Корицкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. - Л.: Энергоатомиздат, 1988.

3.Ключников А.Т. Тарировка уравнений асинхронных машин при моделировании в относительных единицах // Электротехника. - 2012.-№ 3 .

РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РЕЖИМА ЭМАЛИРОВАНИЯ

ИТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОИЗВОДСТВА ПРОВОДА ПЭВТЛ-1-155

Студент гр. КТЭИ-10 М.А. Митрофанов

Научный руководитель - доцент Т.В. Костыгова Пермский национальный исследовательский политехнический университет

Конструкция провода ПЭВТЛ-1-155 представляет собой медную жилу, на которую нанесен слой эмалевой изоляции на основе полиуре­ танов. Данные провода относятся к температурному индексу 155 °С.

Был произведен расчет технологических режимов для трех мар- ко-размеров: 0,15; 0,30; 0,71 мм.

Технологическая цепочка процесса эмалирования провода ПЭВТЛ-1-155 представлена на рис. 1.

Рис. 1. Блок-схема процесса эмалирования провода ПЭВТЛ-1-155

Для изготовления данной марки провода было произведено тех­ нико-экономическое сравнение оборудования и выбраны наиболее современные и производительные эмаль-агрегаты, в которых процесс эмалирования совмещен с волочением и отжигом проволоки.

Технико-экономическое сравнение агрегатов приведено в табл. 1.

После сравнения характеристик оборудований были выбраны эмаль-агрегаты 2ХСН80; 2ХСН160; Delta H4-SB.

Для выполнения годовой производственной программы, равной 3600 т провода, необходимо 12 единиц оборудования. Результаты расчета количества оборудования приведены в табл. 2.

Также был произведен расчет: количества внутрицеховой и от­ правной тары; необходимого количества и стоимости материалов и полуфабрикатов; мощности трансформаторного отделения; необхо­ димого количества транспортных средств; потребных площадей для производственных и вспомогательных целей.

Эмаль печи современных эмаль-агрегатов содержат две зоны: первая зона - для удаления паров растворителя, вторая зона - пленкообразования.

Расчет технологических режимов эмалирования провода сводит­ ся к расчету процесса нанесения изоляционного покрытия на провод, температуры эмалированной проволоки Гпр, средней степени пленкообразования Лср, средней степени деструкции Вср, степени завершен­ ности реакции пленкообразования Ак, концентрации растворителя С.

Результаты расчета для диаметра 0,71 мм представлены на рис. 2, 3 и приведены в табл. 3.

Рис. 2. Распределение температуры провода для 1-го и последнего проходов и термопары по длине печи эмаль-агрегата Delta Н4 SB

Рис. 3. Зависимость Лер, Лк, ЯсрОт Уэч

Таблица 3

Результаты расчета Аср, Ак, Всрв зависимости от V3M

Изоляция считается качественной, если

А* -0,75; А ^0,5; Я , <0,15.

Рассчитанные экономические показатели цеха по производству провода ПЭВТЛ-1-155 приведены ниже.

Экономические показатели инвестиционного проекта

Финансовый профиль проекта представлен на рис. 4.

-1 оооооо----------------------------------- -

—С дисконтом - - Без дисконта

Рис. 4. Финансовый профиль проекта

Библиографический список

1. Пешков И.Б. Обмоточные провода: учеб, пособие для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 352 с.

2. Технология производства проводов: метод, указания к лаборат. работам / сост. Т.В. Костыгова. - Пермь: Изд-во Перм. гос. техн. ун-та, 2010. - 69 с.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА

ПЛАВЛЕНИЯ ПОЛИМЕРА

Студент гр. КТЭИ-10 А.А. Петренко

Научный руководитель - канд. техн. наук, доцент А.В. Казаков Пермский национальный исследовательский политехнический университет

При моделировании технологических процессов изначально тре­ буется получить данные о свойствах материалов экспериментальным путем, а затем, основываясь на полученных результатах, проводить численные исследования. Следует отметить, что на сегодняшний день в открытой литературе опубликован целый ряд работ по иссле­ дованию теплофизических свойств полимеров [1-3]. Однако недоста­ точно полно представлены практические рекомендации, позволяю­ щие перейти от натурного эксперимента к моделированию реальных технологических процессов.

Таким образом, представляет научный интерес и является весьма актуальной разработка универсального подхода по совмещению экс­ перимента и численного исследования.

Научной новизной работы является описание практических ре­ комендаций, которые позволят, используя современное оборудование и математическое моделирование, спрогнозировать скрытые особен­ ности поведения материала в реальных технологических процессах.

Практическая значимость. Использование предложенных прак­ тических рекомендаций позволит сократить временные и материаль­ ные затраты на производстве при изучении технологических процес­ сов, связанных с переработкой полимеров.

Цель работы - разработать подход, который позволит использо­ вать данные натурных экспериментов при математическом модели­ ровании технологических процессов.

Задачи исследования:

-разработать математическую модель процесса плавления полимера;

-провести численные исследования;

-осуществить сравнительный анализ результатов, полученных экспериментальным и численным методами.

где С(7) - удельная теплоемкость материала, Дж/(кг°С) (является функцией от температуры); р - плотность материала, кг/м3; X - теп­ лопроводность материала, Вт/(м°С).

Уравнение (2) необходимо дополнить условиями однозначности. Начальные условия. Температура во всем объеме материала в на­

чальный момент времени t = 0 равна Г0, °С:

условия 1-го рода, задается значение функции T{r, z, t) на границах для каждого момента времени:

где h - высота исследуемой модели; г0 - радиус модели, м; F =fit) - функция по времени, м;

где АТ - скорость нагрева, °С/с.

Таким образом, уравнение (2), замкнутое условиями однознач­ ности (3)-(7), является математической моделью процесса плавления.

Численная реализация. Сравнение с экспериментальными данными. После моделирования процесса плавления, проходящего в дифференциально-сканирующем калориметре, были получены сле­ дующие результаты, которые представлены ниже. При численной реализации в пакете ANSYS температурная зависимость теплоемко­ сти, скрытая теплота плавления и температурный диапазон плавления материала взяты из экспериментальных данных. Для удельной тепло­ емкости из всего распределения выбраны опорные точки, отобра­ жающие изменение состояния материала. Плотность и теплопровод­ ность взяты из справочника [5].

На рисунке просматривается появление областей расплава в объеме материала. Это говорит о начале плавления. Согласно эксперименту этому моменту должна соответствовать температура, равная 121,44 °С.