Расчёт мощности электроприводов основных производственных машин и механизмов, страница 4

η_Н  – КПД насоса (от 0,4 до 0,85 в зависимости от режима
              использования насоса  и  его  типа);

          η_П – КПД передачи (приложение Е).

          Полный напор жидкости H складывается из высоты всасывания h_В,  высоты нагнетания h_Н, высоты h_П, соответствующей потерям напора в  системе: H = h_В + h_Н + h_П .

          Смысл составляющих  h_В и  h_Н ясен из рисунка 8.1.

          Потери напора в системе

                              h_П = (v²/2g) ·  (λ₁ · (l/d) +λ ₂ + λ ₃ ) ,                                  (8.26)

где     v – скорость жидкости в нагнетающем трубопроводе, м/с;

          d - диаметр трубы, м;

          l – длина трубопровода, м;

          v²/2g – скоростной напор на выходе трубопровода, м;

λ₁ – коэффициент сопротивления, зависящий от скорости движения

       жидкости, м/с.

          Для  воды:

          v        0,05         0,1       0,2          0,3         0,5      1,0       2,0          3,0      6,0

          λ ₁        0,057      0,044    0,036       0,032     0,028  0,024   0,021   0,02    0,018

          λ ₂ – коэффициент сопротивления в коленах, зависящий от диаметра          трубы d и радиуса закругления колена r.

          Для  воды:

          d / r    0,1           0,2         0,3          0,4                    0,5       0,6        0,8         1,0

          λ ₂        0,13         0,14       0,16        0,21         0,29     0,44    0,98       1,98

          λ₃ -  коэффициент сопротивления: для  клапанов λ₃ = 0,49; для         задвижек  λ ₃ = 0,63.

          Скорость жидкости при известном диаметре d трубопровода

                              v = 4·Q / (π · d ²) ,                                                              (8.27)

          При решении вопроса о регулировании подачи насоса путём  изменения частоты вращения обычно пользуются совмещёнными H – Q  характеристиками насоса и магистрали, на которую работает насос.  Характеристики позволяют определить конкретные значения расхода (подачи) Q при заданном значении напора Ни  различной частоте вращения n (рисунок 8.2).

                                        

                                                   h_Н

              насос

                                                 h_В        

                                                                                                   h_В – высота  всасывания;

                                                                                                   h_Н – высота  нагнетания.

                    Рисунок 8.1 – Составляющие величины полного напора

         

			1	А	5
		2	Б
	В
	4		3

                                           0    0,2    0,4    0,6   0,8    1,0   1,2

                                                           Q/Q_ном                 

                    Рисунок 8.2 - Совмещённые  H - Q  характеристики  насоса  и

                                           трубопровода

          На графике приведены  зависимости H – Q насоса в виде кривых 1 – 4 для различной частоты вращения и характеристика трубопровода 5. Пересечение характеристик  определяет точки рабочего режима (А, Б, В).

          Вентиляторы на химических и деревообрабатывающих предприятиях имеют главным образом санитарно-техническое назначение. Вентиляторы, используемые для воздухообмена в помещениях, как правило, низкого (до 1000 Н/м²) и среднего (до 3000 Н/м²) давления. Вентиляторы высокого давления (до 10000 – 15000 Н/м²) применяются значительно реже. Мощные  вентиляторы применяются в градирнях систем оборотного водоснабжения.

          Мощность на валу вентилятора (кВт) определяется по формуле

                              P = (Q ∙ H ∙ k₃) / 1000 · (η_В ∙ η_П  ) ,                                    (8.28)

где     Q – подача  вентилятора, м³/с;

          H – полный  напор (депрессия), Н / м²;

          η_П – КПД механической передачи (численные значения η_П  приведены в
                  приложении  Е);

          k_З – коэффициент запаса:  k_З = от 1,1 до 1,2 (для двигателей 1 – 2 кВт –
                  принимается большее значение, для двигателей свыше 5 кВт –
                  меньшее значение)

          КПД вентилятора (η_В) выбирается по его характеристикам в  зависимости от подачи (рисунок 8.3) в пределах от 20 до 50 % для малых и от 40 до 75 % для крупных вентиляторов. Если напор выражен в  миллиметрах  ртутного столба, произведение QHk₃  делят на 0,102. При отсутствии более точных данных КПД вентилятора можно принять для центробежных вентиляторов от 0,4 до 0,7; для осевых – от 0,5 до 0,85.

          Характеристика вентилятора рассматривается совместно с  характеристикой сети. На рисунке 8.3 характеристика вентиляционной сети  - А, характеристика вентилятора - В.Точка их пересечения определяет  рабочий режим установки, который должен соответствовать получению  заданных значений Qи Hпри высоком η_В.

          Регулирование подачи вентиляторов чаще всего осуществляется с  помощью шиберов, хотя более экономичным, как и для насосов, является  регулирование путём изменения частоты вращения: при этом практически  сохраняется неизменным КПД вентилятора. Регулирование частоты  вращения вентиляторов осуществляется в диапазоне 1 : 2 теми же  техническими средствами, что и приводы насосов. При отсутствии такого  регулирования целесообразен привод крупных вентиляторов от  синхронных  двигателей с регулированием реактивной мощности путём изменения  режима возбуждения.

          На деревообрабатывающих и химических предприятиях применяют вентиляторы низкого и среднего давления малой и средней производительности, у которых установлены асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.