Проектирование технологического процесса ремонта турбокомпрессора. Расчет привода стенда для испытания турбокомпрессора, страница 12

Участок	Расход воздуха, L, м3/ч	Длина участка, L, м	Диаметр воздуховода, D, мм	Скорость воздуха, V, м/с	Уровень потери давления, Ro, Па/м	Потери давления по длине, RoL, Па	Динамическое давление Нэ, Па	∑ ξ	Потери давления в местах сопротивления, Z, Па	Общие потери давления на участке Rol+Z	Величина общих потерь в сети Не, Па
1	1865	13	250	10	3,06	55,8	60	1,9	114	153,8	483,1
2	1865	12,5	250	15	6,9	86,25	135	1,8	243	329,3	483,1

Коэффициенты местных сопротивлений на отдельных участках сети определяем с учетом их конструктивных особенностей по [20].

Участок 1. Вход в панель, три колена по 90°R/d = 1, два колена по 90° R/d = 2, вход в вентилятор.

∑ ξ = 0,5 + 0,3 + 0,3 + 0,3 + 0,15 + 0,15 + 0,2 = 1,9.

Участок 2. На выходе из системы вытяжная шахта.

∑ ξ = 1,8.

Величина общих потерь давления на  преодоление сопротивлений, возникающих в сети воздуховода составляет 483,1 Па. Полученная величина полного сопротивления сети является исходной для заключительного этапа расчета системы вентиляции – подбора вентилятора.

Вентилятор должен развивать напор, способный преодолевать сопротивление сети Н_с при перемещении расчетного количества воздуха, и обеспечить необходимую скорость движения воздуха в воздуховоде.

Н_в = Н_с + Н_д,                                       (5.8)

где Н_д –   динамическое давление (скоростной напор) на конечном участке воздуховода.

Н_в = 483,1 + 135 = 618,1 Па.

Подача вентилятора с учетом потерь и подсосов воздуха в воздуховодах

L = К L_р,                                              (5.9)

где   К    –    коэффициент потерь для стальных воздуховодов согласно [18]

                    при длине до 50 м  К =1,1;

L_р   –     расчетное количество воздуха, проходящего в сети, м³/ч.

L =1,1 ^. 1865 = 2052 м³/ч.

По давлению Н_в и требуемой подаче L подбираем вентилятор, определяем частоту вращения рабочего колеса, а также КПД вентилятора.

Выбираем вентилятор В-Ц4-70 № 5, с колесом 0,95 D_ном; ŋ_в = 0,6.

Техническая характеристика вентилятора

Подача воздуха, м³/ч – 1600 – 3250

Давление, Па – 700

Частота вращения рабочего колеса, об/мин – 1420

Установочная мощность, кВт – 0,8

При подборе электродвигателя вентилятора для перемещения чистого или малозапыленного воздуха его потребную мощность на валу определяем по формуле:

N = LН_в К_пн/ 3600 ^. 10³ η_в η_n,                                 (5.10)

где  η_n –   коэффициент полезного действия передачи. При непосредственной установке рабочего колеса на валу электродвигателя; η_n = 1,0.

N = 2052 ^. 618 ^. 1,2/3600 ^. 10^{3 .} 0,6 ^. 1 = 0,59 кВт.

Установочная мощность электродвигателя

N_уст =  К_з N,                                         (5.11)

где К_з – коэффициент запаса мощности. В соответствии с [18] принимаем

К_з = 1,2.

N_уст = 1,2 ^.  0,59 = 0,7 кВт.

К установке принимаем электродвигатель 4А80В4УЗ ГОСТ 19523 – 74 с частотой вращения 1500 об/мин.

6 ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ РАЗДЕЛ

6.1 Анализ выхода из строя турбокомпрессоров по материалам депо  практики

Анализ выхода из строя турбокомпрессоров за период четырех лет с 2000 года по 2004 год (графическая часть проекта, лист 8) показывает, что наибольшее количество заходов тепловозов 2ТЭ10У на неплановые ремонты по причине недоброкачественной работы турбокомпрессоров приходится на 2005 год.

Из анализа причин неплановых ремонтов турбокомпрессоров следует, что наибольшее количество выходов из строя, причем с увеличением срока эксплуатации тепловозов, происходит по причине излома корпусов турбины и компрессора. Это приводит  к большим затратам на восстановление турбокомпрессора.