- •Решение задачи: Учитывая, что момент двигателя прямо пропорционален квадрату подведенного напряжения, пусковой момент будет равен:
- •Решение задачи: Для того, чтобы двигатель не “опрокинулся” должно выполняться условие:
- •Решение задачи: Для отключения двигателя при коротком замыкании выбираем автоматический выключатель серии ва51г–25 из условия
- •Решение задачи: 1. Напряжение испытания межвитковой изоляции равно
Решение задачи: 1. Напряжение испытания межвитковой изоляции равно
. Время испытаний равно tИСП = 3 мин.
2. Напряжение испытания электрической прочности равно
Время испытаний равно tИСП=1 мин.
№ : Определить среднегеометрическое расстояние Dср между проводами с тремя линиями при их горизонтальном расположении на расстоянии 4 м и определить погонные параметры для провода марки АС 120/19.
Решение: Dср = 1,26 4 = 5,04 м.
По таблице выбираем искомые параметры
RO = 0,270 Ом/км; ХО = 0,423 Ом/км; bО = 2,69 10-6 См/км.
№ : Определить зависимость активного сопротивления Rtо от температуры сталеалюминиевого провода АС 95/16, равной t = 32оС. Температурный коэффициент электрического сопротивления для сталеалюминиевого провода α = 0,00403 Ом/град.
Решение: Нормативное значение активного сопротивления при температуре проводника 20оС R20о = ρ / F = 30/ 95 = 0,31 Ом/км;
ρ – удельное активное сопротивление материала провода, Ом мм2/км;
F – сечение фазного провода (жилы), мм2.
R32о = R20о [1 + α(t - 20оС)] =0,31 [ 1 + 0,00403 (32 – 20оС)] = 0,325 Ом/км.
№ : ВЛЭП с фазными проводами АС 600/72.
Определить погонные параметры фазы, расщеплённой на два провода АС 300/48; диаметр провода после расщепления 2rпр = 24,2 мм.
Решение: Активное погонное сопротивление провода
Rо = 1,05 ρ / 2F = 1,05 30/ 2 300 = 0,052 Ом/км;
Индуктивное погонное сопротивление фазы Хо = 0,144 lg (Dср/rэкв) + 0,016 / n , Ом/км.
Эквивалентный радиус проводаrэкв = =√ 12,1 400= 69,6 мм.
а – расстояние между расщеплёнными проводами, а = 400 мм.
Хо = 0,144 lg (8,82 103 /69,6) + 0,016/2 = 0,311 Ом/км.
№ : Трёхфазный двухобмоточный трансформатор типа ТМ на 10 кВ имеет паспортные данные Sном=100 кВ А, Uвн =10 кВ, Uнн = 0,4 кВ, ∆Рк=1,97 кВт, ∆Рх=0,36 кВт, uк =4,5%, Iх=2,6%.
Составить упрощённую схему замещения трансформатора без учёта поперечной ветви в виде продольной ветви и определить параметры схемы замещения. Определить коэффициент трансформации кт .
Решение: Упрощённая схема замещения
U1 Rт jХт кт U2
Активное сопротивление трансформатора, приведённое к напряжению высшей обмотки
R = ∆Рк U2 н 10-3 / S2 ном = 1,97 102 103 / 1002 = 19,7 Ом
Полное сопротивление Z = uк U2н 103 / 100 Sном = 4,5 102 103 / 100 100 = 45,0 Ом.
Реактивное сопротивление Х = √ Z2 + R2 = √452 +19,72 = 40,5 Ом.
Коэффициент трансформации (идеального трансформатора). кт = Uвн / Uнн = 10/0,4 = 25.
№ : Кабельная линия напряжением 10 кВ протяжённостью 0,8 км, выполненная кабелем ААБ-3х120, питает предприятие мощностью нагрузки 1500 кВт, а коэффициент мощности соsφ = 0,9.
Определить потери мощности в линии и напряжение в конце линии, если в начале линии U1 = 10,3 кВ. Из параметров схемы замещения следует учитывать только активное и реактивное сопротивления, удельные значения которых равны: Rо = 0,258 Ом/км; Хо = 0,081 Ом/км;
Решение:
RЛ = Rо 0,8 = 0,258х0,8 = 0,206 Ом. ХЛ = 0,081 0,8 = 0,065 Ом.
Вставив в формулу в качестве напряжения номинальное значение найдём потери мощности
∆Р = Р2 RЛ / (Uн2 соs2 φ) = 15002 0,206 103 / (102 0,92) = 5,7 кВт.
∆Q = Р2 ХЛ / (Uн2 соs2 φ) = 15002 0,065 10 -3 / (102 0,92) = 1,8 квар.
Напряжение в конце линии определяется через потерю напряжения, используя также допущение расчёта распределительных сетей о равенстве мощностей в начале и конце линии
U2 = U1 – [(Р RЛ + Q ХЛ) / Uн] =
= 10,3 - [(1500 0,206 + 726,5 0,065)/10] = 10,264 кВ.
Здесь Q = Р tgφ = 1500 0,484 = 726,5 квар.
№: Определить ток плавкой вставки предохранителей для защиты от коротких замыканий электродвигателя токарного станка: Рн = 7,5 кВт; Uн = 380 В; cos = 0,8; η = 87%; kпуск = 7. Коэффициент кратковременной тепловой перегрузки α = 2,5 – для легких условий.
Решение: Определим номинальную силу тока эд:
Iн = =16,4 А;
Рассчитывается пусковой ток электродвигателя:
В соответствии с условиями выбора плавких предохранителей определяются номинальные токи плавких вставок: Iвс = 16,4 А; Iвс = А;
Из двух полученных значений выбираем большее.
№ : По экономической плотности тока выберите площадь сечения жил кабеля 10 кВ с бумажной изоляцией и алюминиевыми жилами для питания деревообрабатывающего комбината с максимальной токовой нагрузкой 103,2 А. Принять экономическую плотность тока j = 1,6.
Решение: Вычисляем экономически целесообразную площадь сечения: F=I/j = 103,2/1,6=64,5 мм2 Принимаем ближайшую стандартную площадь сечения 70 мм2.
№: Определить установившееся превышение температуры электродвигателя, работающего в номинальном режиме. Мощность электродвигателя -5,5 кВт, номинальный КПД=0,89, теплоотдача 7,5 Вт/оС.
Решение задачи: Превышение температуры электродвигателя: , оС.
где Q – количество теплоты, выделяемое в двигателе в единицу времени, Дж/сек;
А теплоотдача, Дж/сек∙оС.
Мощность, затрачиваемая на потери, выделяющиеся в виде тепла:
Вт=605 Дж/сек.
Превышение температуры: оС.
№ : Рассчитайте термический КПД цикла Ренкина и количество теплоты, необходимое для получения 1 кг водяного пара с параметрами 6,5 МПа и 530°С, если на АЭС используется замкнутый цикл без регенерации, а давление в конденсаторе составляет 3 кПа, относительный внутренний КПД паровой турбины 0,8.Не решена
№ : В котельной установке с естественной тягой при расходе дымовых газов Q=1800кг/ч вакуум у основания дымовой трубы (обусловленный сопротивлением газового тракта) должен быть рв = 200Па.
Определить, какую высоту Н должна иметь труба, создающая такой вакуум, если ее диаметр d = 1 м.
Средняя плотность дымовых газов ρ1=0,6кг/м3 и окружающего атмосферного воздуха ρ2 = 1,2 кг/м3. Коэффициент сопротивления трения в трубе принять λ = 0,03.
Решение.
Найти: H? ν1 = ν2 ; Q = 1800 / 0,6 = 3000 м3/ч ; Z1 = 0 ; Ратм = 101000 Па ; Z2 = H По уравнению Бернули: ; ; , |
Подставляем значения и получаем:
Отсюда ответ: Н = 42 м.
№: Рассчитайте параметры характерных точек цикла идеального дизельного бескомпрессорного двигателя и его КПД, если рабочее тело – воздух, параметры точки 1 – НФУ, степень сжатия ε = 14, степень повышения давления = 1,5, степень предварительного расширения = 1,3.
Решение. При T = 273 К Точка а: м3/кг Точка с:
Точка z':
|
|
|
Точка Z:
|
При T = 298 К
Точка а: м3/кг |
Точка с:
|
Точка z':
|
Точка Z:
|
№ : Через поперечное сечение трубопровода площадью со за 1 с проходит воздух объемом W= 10м3 при температуре Т= 300К и давлении р = 4,5×105 Па. R0=287,14Дж/(кг×К). Чему равен массовый расход воздуха? Решение.
№ : Квадратное отверстие размером В×В=1×1мв вертикальной стенке резервуара закрыто плоским поворотным щитом, который прижимается к стенке под действием груза массой m расположенном на плече r = 1,5 м. Найти минимальную массу груза т, достаточную для удержания воды в резервуаре на уровне Н = 2м, если расстояние от верхней кромки отверстия до оси вращения щита h=0,3м.
Решение
Ответ: 850 кг |
№ : Определить коэффициенты расхода, скорости, сжатия и сопротивления при истечении воды в атмосферу через отверстие диаметром d = 10мм под напором Н = 1 м, если расход Q = 0,294 л/с, а координаты центра одного из сечений струи х = 3миу = 1,2м.
Решение. Найти: ε-? μ - ? ξ - ? φ - ?
т.к.
ОТВЕТ: ε- μ - ξ - φ -
№: Определить число Рейнольдса и режим движения воды в водопроводной трубе диаметром d= 300 мм при расходе Q = 0,136 м3/с и температуре воды 10°С. Коэффициент кинематической вязкости ν = 1,306×10-6 м2/с.
Решение. Найти: Re -?
ОТВЕТ: число Рейнольдса = 44152, т.к. 44152 > 2320 => режим движения жидкости турбулентный.
№ : Определить объемную производительность поршневого компрессора на выходе приведенной к физическим условиям на входе. Зная что: объем воздуха замеренный на выходе из компрессора составляет 6590 л/мин; давление воздуха соответственно на входе в компрессор и на его выходе равно 1 и 34 бар.; температура воздуха на входе (20˚С) в компрессор и на его выходе (165˚С).
Решение V = Qc∙(Pc / Pвс)∙(Твс / Тс)=290 л/мин
где V - объемная производительность компрессора на выходе приведенная к физическим условиям на входе в л/мин; Qc – объем воздуха замеренный на выходе (6590 л/мин) из компрессора в л/мин; Рвс и Рс – давление воздуха соответственно на входе (1 бар.) в компрессор и на его выходе (34 бар.) в барах; Твс и ТС - температура воздуха соответственно на входе (20˚С)в компрессор и на его выходе (165˚С) пересчитанная в град. Кельвина. Ответ: 290 л/мин
№ : Определить количество теплоты, превращенную в эффективную работу двигателя. Зная что: часовой расход топлива составляет 22,42 кг/ч.; низшая теплотворная способность топлива 44060 кДж/кг.; эффективный к.п.д. 26%.
Решение: Общее количество подведенной теплоты в единицу времени в кДж/с
Количество теплоты, превращенное в эффективную работу двигателя в кДж/с:
Ответ: 71,34 кДж/с.
№ : Температура воздуха в аудитории ºС, а снаружи ºС. Стена здания выполнена из красного кирпича, мм. Найдите тепловой поток через стену аудитории (стена без окон) площадью м2, если известно, что Вт/(м2·К), а Вт/(м2·К). Чему равны температуры на внутренней и наружной поверхностях стены?
Решение: Плотность теплового потока:
Q = q * F = 810 Вт
;
№: Найдите плотность потока солнечного излучения вблизи Земли за пределами атмосферы. Известно, что излучение поверхности Солнца близко к излучению абсолютно черного тела при К, расстояние от Земли до Солнца км, а диаметр солнца км.
Решение. Dсолнца = 1.391 * 106 км Поток энергии излучаемый солнцем:
Q = G0*T4*π*D2 = 5,67*10-8*60004*3,14*(1,391*109)2 = 4,46*1026 Вт
Т.к. поток солнечной энергии равномерно распространяется п поверхности сферы, r, то исходная величина: Ec = Q/4*π*l2 = 4,46*1026/4*3,14*(49,5*109)2 = 1,59*103 Вт/м2
№ : Тонкая пластина из нержавеющей стали обогревается электрическим током так, что Вт/м2. Пластина продольно обдувается воздухом ( м/с; ºС). Найдите температуру пластины на расстоянии м от передней кромки.
Решение. Задаёмся средней температурой t пограничного слоя:
; находим из таблиц ; λ = 0,0259 Вт/м*К Рр = 0,7;
;
№ : Чему равна степень черноты серого тела и значение при температуре К, если кВт/м2, кВт/м2? Решение.
№ : По медной шине прямоугольного сечения мм пропускается ток ( А). Шина находится в воздухе с температурой ºС. Коэффициент теплоотдачи Вт/(м2·К). Для меди Ом·м. Найдите максимальную и минимальную температуры шины. Решение.
№ : На рисунке 1 показана схема пирометра – прибора для измерения высоких температур.
Нить лампы пирометра нагревается до такой температуры, при которой ее яркость совпадает с яркостью данного тела.Степень черноты тела при мкм . Чему равна температура тела, если по шкале прибора, отградуированной по излучению абсолютно черного источника, К?
Рисунок 1 – Схема оптического пирометра 1 – объект измерения; 2 – объектив; 3 – корпус прибора; 4 – пирометрическая лампа; 5 – окуляр; 6 – наблюдатель; 7 – красный светофильтр; 8 – поглощающее стекло; 9 – реостат; 10 – источник питания; 11 – измерительный прибор. На рисунке 1 показана схема пирометра – прибора Решение. |
№ : В трубе диаметром мм в условиях вынужденного движения кипит вода при МПа. Массовый расход смеси кг/с. При каком паросодержании возникнет кризис теплообмена второго рода? Решение.