3.3 Предварительный выбор двигателя по мощности
На основании известной для насоса подачи (производительности) или суммарного напора определяется мощность на валу приводного двигателя, в соответствие с которой может быть осуществлен выбор мощности приводного двигателя. Для центробежного насоса, например, формула определения мощности на валу выводится из выражения энергии, сообщаемой движущейся воде в единицу времени. Пусть:- сечение водопровода, м2;- масса воды за секунду, кг/с;- скорость движения воды, м/с;- плотность воды, м3;
,
- к. п. д. насоса и используемой передачи.
Известно, что:
.
Тогда выражение для энергии движущейся воды примет вид:
.
Откуда мощность на валу приводного двигателя:
.
(3.9)
В (3.9) можно выделить группы величин, соответствующих подаче м3/с, и напору насоса, Па:
=F·v,
.
Из приведенных выражений видно, что:
,
.
Здесь с, с1, с2 - постоянные величины.
С некоторым приближением для центробежных насосов можно принять, что между мощностью на валу и скоростью существует зависимость, описанная вышеприведенными формулами.
Отметим, что вследствие наличия статического напора и конструктивных особенностей центробежных насосов, показатель степени в правой части (3.9) может отличаться.
Таким образом получим:
,
.
Основной характеристикой насосов, вентиляторов и компрессоров является зависимость развиваемого напора H от подачи этого механизма Q. Указанные зависимости представляются обычно в виде графиков Q (H) для различных скоростей механизма.
Выбираем
насос Grundfos NB 50-200/210, с диаметром рабочего
колеса 200 мм и следующими параметрами:
напор -
;
производительность -
,
КПД -
.
Зададимся коэффициент запасом по
мощности: kЗАП=1,11
Мощность двигателя необходимая для нормальной работы турбомеханизма определяется:
.
Расчетная мощность электродвигателя с учетом запаса на пусковой момент определяется формулой:
Коэффициент запаса мощности на пусковой момент для различных мощностей электродвигателей приводится в нижеследующей таблице:
Таблица 3.5 - Коэффициент запаса мощности на пусковой момент.
|
Мощность Pэд, кВт |
К зап. мощн. |
|
до 0,5 |
1,5 - 2,0 |
|
от 0,5-1,0 |
1,4 |
|
1,0-2,0 |
1,3 |
|
2,0-5,0 |
1,2 |
|
Свыше 5,0 |
1,15 |
3.4 Выбор номинальной скорости и типоразмера двигателя
Двигатель выбираем исходя из условия:
.
Насосы Grundfos NB 50-200/210 поставляются со стандартными электродвигателями соответствующими стандартам IEC и DIN. На выбор предлагается комплектация электродвигателями "Standart” (энергоэффективность EFF2) и "Premium" (энергоэффективность EFF1) со скоростью вращения 2900 об/мин.
Исходя вышеуказанного к насосу Grundfos NB 50-200/210 выбираем электродвигатель серии "Standart” типа MMG 160L-Е мощностью 18,5 кВт. Т.к. технические параметры и параметры схемы замещения данного двигателя в каталогах не приводятся, то расчет будем вести по параметрам аналогичного двигателя серии 4А (4А160М2).
Технические параметры выбранного двигателя приведены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 - Технические параметры двигателя.
Мощность,
кВт Скольжение, % КПД, % Cos φ 
Jд,
|
кг∙м2 |
|
|
|
| ||||||||
|
18,5 |
2,3 |
88,5 |
0,92 |
2,2 |
1,4 |
12,5 |
7,5 |
0,053 | ||||
Таблица 1.2 - Параметры схемы замещения двигателя.
|
х*m |
R1* |
х*1 |
R2* |
х¢*2 |
|
4,5 |
0,049 |
0,092 |
0,022 |
0,12 |
Построим механическую характеристику двигателя.
Номинальный ток статора:
Полное фазное сопротивление:
Найдём абсолютные параметры двигателя:
Естественная механическая характеристика при s< sK выражается уточнённой формулой Клосса:
При s > sK используем формулу Чекунова:
где:
,
Изменяя значение S от 0 до SК для уточненной формулы Клосса и от SК до 1 для формулы Чеканова при помощи программы Mathcad строим график зависимости М = f (ω) (рис. 1.3).
Рисунок 3.8 - Естественная механическая характеристика двигателя.