2 Расчет мощности привода сепаратора

Мощность электродвигателя привода сепаратора рассчитывают по величине пусковой мощности и времени разгона барабана. Время разгона для сепараторов производительностью 1000…2000 л/ч составляет t = 60…180 с. Разгон производится с помощью муфты пробуксовки, встроенной в приводной механизм.

Рассчитывают пусковую мощность N_a сепаратора, кВт, по формуле [1]:

(13.1)

где N_В – мощность на преодоление трения барабана о воздух, кВт;

η – КПД механизма сепаратора, равный η =0,89…0,85;

N_разг. – средняя мощность, необходимая для сообщения барабану кинетической энергии во время разгона, кВт, определяемая как

(13.2)

где J – момент инерции барабана сепаратора, кг·м²;

ω – углоная скорость барабана, рад/с;

t – время разгона барабана, равное 60…180 с.

Для вычисления момента инерции барабана вначале экспериментально определяют периодкрутильных колебаний барабана на двухниточном подвесе расстоянием между нитями подвеса 2а (рисунок 13.4) и длиной нитиl, м. Закрепленный на подвесе барабан поворачивают вокруг оси на 180° и отпускают. Далее с помощью секундомера определяют продолжительность , с, нескольких (р) полных колебаний барабана и период одного полного колебания, равный

. (13.3)

Момент инерции барабана вычисляют по формуле

, (13.4)

где m – масса барабана, кг;

g – ускорение свободного падения;

a – половина расстояния между нитями подвеса, м;

R – радиус барабана, м.

Зная величину момента инерции , студенты определяют по формуле (13.2) мощностьнеобходимую для разгона барабана сепаратора до номинальной частоты вращения. Следующим этапом расчета пусковой мощности является подсчет мощностина преодоление трения барабана о воздух по формуле:

, (13.5)

где = 0,03 – постоянный коэффициент;

= 1,2 кг/м³ – плотность воздуха при Т = 293 К;

–окружная скорость барабана, м²;

F – площадь боковой поверхности барабана, м².

Для определения F производят замеры барабана, как указано на рисунке 13.5, и величину F вычисляют по формуле:

. (13.6)

Мощность , кВт, требуемую для работы сепаратора на холостом ходу, определяют по формуле

. (13.7)

Рисунок 13.4 – Схема двухниточного подвеса барабана

Далее рассчитывают мощность рабочего хода сепаратора , кВт, по формуле:

. (13.8)

Здесь – мощность, кВт, потребная на преодоление гидравлических сопротивлений в барабане и сообщение кинетической энергии выбрасываемой жидкости, определяется по формуле:

. (13.9)

где – коэффициент, учитывающий направление струи, равный 1,1;

–действительная производительность сепаратора, измеренная в опыте, кг/ч;

–частота вращения барабана, с^-1;

–расстояние от оси вращения до центра выходного отверстия, м.

Рисунок 13.5 – Основные размеры барабана сепаратора