Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Тема: Дослідження роботи вентиляційних і компресорних установок



Інструкція для виконання лабораторної роботи № 9

 

1 Мета:

1.1Визначення швидкості руху повітря у вентиляційних отворах місцевих відсмоктувачів, а також у вентиляційних каналах, оцінка їх роботи.

1.2. Визначення об’єму повітря, що усувається, кратності повітрообміну в приміщеннях, теплової продуктивності калориферів і ступеня нагрівання повітря ними, ефективність фільтрів, кількості обертів вентилятора й електродвигуна, потужності електродвигуна.

1.3. Експериментально дослідити процеси, що здійснюються при стиснені повітря в одноступеневому поршневому компресорі.

 

2 Матеріально-технічне та навчально-методичне забезпечення:

2.1. Ватметр, манометр, термопара, мілівольтметр, секундомір.

3 Теоретичні відомості :

3.1. До числа механізмів, найбільш розповсюджених на промислових підприємствах, електричних станціях, шахтах, гідротехнічних спорудах, у комунальному господарстві міст, належать компресори, помпи і вентилятори, котрі споживають близько 20 % вироблюваної електроенергії. Особливе місце вони займають в зв'язку з будівництвом і експлуатацією газо- і нафтопроводів, з експлуатацією зрошувальних систем, оскільки перепомповування великої кількості нафти, газу і води вимагає застосування компресорів і помп великої подачі, а отже, і великої встановленої потужності приводних електродвигунів від одиниць до десятків тисяч кіловат, наприклад, для турбокомпресорів - до 18 000 кВт, помп - до 73 000 кВт і вентиляторів - до 5 000 кВт.

Вентилятори призначені для вентиляції виробничих приміщень, відсмоктування газів, подачі повітря або газу в камери електропечей, до котелень і інших установок. Вентилятори створюють перепад тиску (0,01 - 0,1)105 Па.

За конструкцією вентилятори поділяються на відцентрові й осьові. Вони випускаються в декількох виконаннях у залежності від напрямку виходу повітря (вверх, вниз, горизонтально і т. д.) і напрямку обертання.

 

Рисунок 1. Схеми вентиляторів: а - відцентрові; б – осьові




Робоче колесо відцентрового вентилятора (рис. 1,а) обертається в кожусі 2. Повітря засмоктується через бічний отвір 4 і викидається через вихідний розтруб 3.

Осьовий вентилятор (рис. 1,6) має робоче колесо з декількома лопатями 7, подібними за формою до лопатей повітряного чи гребного гвинта. Колесо обертається електродвигуном 2, укріпленим усередині корпуса З, і таким чином створюється тяга (потік) повітря через розтруб вентилятора.

Найбільше поширення на промислових підприємствах одержали відцентрові вентилятори. Вони мають залежність статичної потужності на валу від швидкості (Р2=cw3), тобто вентиляторну характеристику. Момент на валу вентилятора змінюється пропорційно до квадрату швидкості, а продуктивність вентилятора пропорційна до кутової швидкості в першому степені.

Для привода вентилятора використовують асинхронні коротко замкнуті двигуни напругою 380 В при потужності до 200 кВт, асинхронні з фазним ротором — потужністю до 350 кВт. При більшій потужності — переважно синхронні двигуни напругою 6 кВ, використовуючи їх одночасно для компенсації реактивної потужності підприємства. При наявності труднощів прямого пуску синхронного двигуна від мережі (прямий пуск рекомендують при потужності на один полюс 250–300 кВт) використовують в якості розгінного асинхронний двигун з фазним ротором меншої потужності ніж синхронний. Приймаючи до уваги, що при пуску вентилятора розганяють значні махові маси, щоб виключити вплив на роботу інших споживачів шахти доцільно забезпечити плавний пуск при струмі (1,5 … 2) Iн; тому при необхідній потужності вентиляторної установки 2000 кВт і більше рекомендують приймати асинхронний двигун з фазним ротором, що дає можливість також, при необхідності, регулювання роботи вентилятора.



За режимом роботи вентилятори відносяться до приладів с тривалим режимом роботи з постійним навантаженням. Вони характеризуються невеликим пусковим моментом, який складає до 25% номінального. Більшість вентиляторних установок не потребують регулювання швидкості, тому для приводів вентиляторів використовують трьохфазні двигуни з фазним ротором. При потужності більше 100 кВт, використовують синхронні двигуни.

Іноді, якщо необхідно регулювання швидкості для зміни їх продуктивності, використовуються асинхронні двигуни з фазним ротором або асинхронні двигуни з коротко замкнутим ротором і дроселями в колі обмотки статора. Також, для зміни швидкості, використовують муфти ковзання, які встановлюють між двигунами і вентиляторами.

Для забезпечення номінальної потужності вентилятора, двигун має бути вибраний потрібної потужності.

3.2. Дослідження роботи компресора.

Лабораторна установка (рис.1) включає одноступінчатий поршневий повітряний компресор 1, електродвигун змінного струму 2 і необхідне допоміжне і вимірювальне устаткування. Всмоктуване повітря стискується до тиску, рівного тиску повітря в ресівері 6 (при цьому тиску відкривається кульковий клапан в нагнітаючому каналі 9), і починається механічний процес виштовхування повітря в ресівер.

 

 

Рис.1. Схема лабораторної установки: 1 - компресор; 2 - електродвигун;

3 - газовий лічильник; 4 - манометр; 5 - мілівольтметр; 6 - ресивер; 7 - вентиль; 8 - канал всмоктуючий; 9 - канал нагнетання



 

Тиск Р2 повітря в ресівері заміряють манометром 4 і регулює вентилем 7. Температуру стислого повітря Т2 вимірюють термопарою за допомогою мілівольтметра 5. Переведення в градуси Цельсія здійснюється за допомогою довідкової таблиці термопари, з врахуванням кімнатної температури. Повітря, що поступає в компресор, проходить через газовий лічильник 3. Вимірюючи час проходження певного об'єму повітря, визначають секундну об'ємну витрату повітря Gu.

Робочий цикл будь-якого ідеального одноступінчатого компресора (рис.2), здійснюваний з 1 кг робочого тіла, можна представити таким, що складається з трьох послідовних процесів.

Рис. 2. Робочий процес ідеального одноступінчатого компресора:

а - 1 - всмоктування; 1 - 2 - стискування в компресорі; 2 - b - нагнітання

Перший - оборотний (без тертя і інших диссипативних ефектів) механічний процес всмоктування газу в компресор. Для поршневого компресора це відповідає ходу поршня від верхнього мертвого положення (ВМП) до нижнього (НМП) при відкритому всмоктуючому клапані. Зміни термодинамічних параметрів газу при цьому не відбувається, але його кількість збільшується. У координатах P - він умовно зображається штриховою лінією а - 1.

Другий - оборотний термодинамічний процес 1 - 2 стискування робочого тіла в компресорі з показником політропи n, визначуваним при виконанні лабораторної роботи. Поршень рухається у напрямку до ВМП, обидва клапани закрито, маса робочого тіла залишається незмінною. Стискування закінчується при досягненні в циліндрі тиску Р2, рівного тиску споживача. Робота в цьому процесі є негативною, оскільки здійснюється над газом за рахунок зовнішнього приводу.

Третій - оборотний механічний процес 2 - b нагнітання газу в ресівер компресора. У цьому процесі параметри газу залишаються незмінними і рівними P2, V2, і T2 . Маса газу убуває від 1 кг в стані 2 до 0 кг в стані b (досягши поршня ВМП). Робота нагнітання виходить негативною, оскільки направлена на подолання опору сил тиску в ресівері компресора.

Потужність ідеального компресора

де - масова витрата повітря.

Потужність реальної компресорної установки визначити через споживану електричну потужність і ККД електродвигуна

 

Для лабораторної установки ККД електродвигуна прийняти рівним 95%. Досконалість компресорної установки, тобто міра наближення реальної установки до ідеальної, оцінити відносним ККД .

4 Хід роботи:

4.1. Для визначення потужності електродвигуна вентилятора використовується формула:

(2.1)

де:

Q — продуктивність вентилятора; Н— напір (тиск);

hв =0,7 — К.К.Д. вентилятора;

hп =0,98 — К.К.Д. передавального приводу;

k =1,1 - 1,5.

 

Приклад розрахунку:

=18221,57»18,2 кВт

По результатам розрахунку вибираємо двигун за умовами що:

, 18,5³18,2

, 1465³1400

З довідника вибираємо двигун 4А160М4, який підходить по параметрам.

Таблиця 2.1 — Параметри електродвигуна 4А160М4

Тип Номінальна потужність, кВт nном, об/хв h, % cosj Iп/Iном Мmax/Mном, (l) Jp кг/м2
4А160М4 18,5 88,5 0,88 7,8 2,3 0,128

 

5 Висновки:

6 Контрольні питання:

6.1. Як поділяються вентилятори за конструкцією?

6.2. Які вентилятори найбільш поширені на підприємствах, чому?

6.3. Який режим роботи вентиляторів?

6.4. Яки двигуни використовують для приводу вентиляторів, чому?

6.5. Що використовують для регулювання швидкості двигунів?

6.6. Як визначається потужність двигуна вентилятора?

6.7. Дайте характеристику особливостей роботи компресора, показник політропи стискування якого дорівнює 0,9 (чи і 1,8).

6.8. Як змінитися питома технічна робота компресора, якщо стискування повітря виконувати двоступінчато з повним проміжним охолоджуванням до початкової температури при однакових значеннях показника політропи стискування і міри підвищення тиску в кожному рівні компресора.

 

Література

 

1. Мазепа С.С., Марущак Я.Ю., Куцик А.С.. Електрообладнання промислових підприємств. Львів: “Магнолія плюс”, 2006.

2. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф.. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1992.


Просмотров 487

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!