Построение характеристик насоса для скоростей, отличных от номинальной и характеристики магистрали

Министерство образования и науки Российской Федерации

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего образования

«Самарский государственный технический университет»

в г. Сызрани

 

 

Кафедра «Электромеханика и

промышленная автоматика»

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

 

Расчет характеристик центробежного насоса для двух способов регулирования производительности.

Вариант 2

 

Исполнитель: студент гр. ЭАБЗ-301(т)

______ Баракин В.С.

Руководитель КР: доцент

______ Шумилов Е.А.

 

^{_____________________________}

(оценка работы)

 

^{_____________________________}

(дата)

 

Г

Содержание.

1. Введение 3

2. Построение характеристик насоса для скоростей, отличных от номинальной и характеристики магистрали. 6

3. Расчет и выбор электродвигателя и преобразователя частоты. 8

4. Расчет и построение механической характеристики насоса. 10

5. Расчет потерь 13

6. Расчет потребляемой из сети мощности. 14

7. Заключение. 17

8. Список использованной литературы. 18

Введение

 

Современное промышленное и сельскохозяйственное производство, транспорт, коммунальное хозяйство, сферы жизнеобеспечения и быта связанны с использованием разнообразных технологических процессов, большинство из которых основано на применении рабочих машин и механизмов, разнообразие и число которых огромно. Там, где применяются технологические машины – используется электропривод. Практически все процессы, связанные с движением с использованием механической энергии, осуществляются электроприводам. Исключение составляют лишь некоторые транспортные и сельскохозяйственные машины (автомобили, тракторы и др.), но и в этой области перспективы использования электропривода стали вполне реальны.

Электропривод – главный потребитель электрической энергии. В развитых странах на долю электропривода приходится свыше 60% всей вырабатываемой электроэнергии.

Электроприводы различны по своим техническим характеристикам: по мощности, скорости вращения, конструктивному исполнению и другим. Мощность электроприводов прокатных станов, компрессоров газоперекачивающих станций и ряда других уникальных машин доходит до нескольких тысяч киловатт. Мощность электроприводов, используемых в различных приборах и устройствах автоматики, составляет несколько ватт. Диапазон мощности электроприводов очень широк. Также велик диапазон электроприводов по скорости вращения.

Большинство производственных рабочих машин и механизмов приводится в движение электрическими двигателями. Двигатель вместе с механическими устройствами (редукторы, трансмиссии, кривошипно-шатунные механизмы и др.), служащими для передачи движения рабочему органу машины, а также с устройствами управления и контроля образует электромеханическую систему, которая является энергетической, кинематической и кибернетической (в смысле управления) основой функционирования рабочих машин.

В более сложных технологических машинных комплексах (прокатные станы, экскаваторы, обрабатывающие центры и другие), где имеется несколько рабочих органов или технологически сопряженных рабочих машин, используется несколько электромеханических систем (электроприводов), которые в сочетании с электрическими системами распределения электроэнергии и общей системой управления образуют электромеханический комплекс.

Большие скорости обработки, высокая и стабильная точность выполнения технологических операций потребовали создания высокодинамичных электроприводов с автоматическим управлением. Стремление снизить материальные и энергетические затраты на выполнение технологических процессов обусловило необходимость технологической и энергетической оптимизации процессов; эта задача также легла на электропривод. На этапе технического развития машинного производства, достигнутого к концу XX века, электромеханические комплексы и системы стали определять технологические возможности и технический уровень рабочих машин, механизмов и технологических установок.

Создание современных электроприводов базируется на использовании новейших достижений силовой электротехники, механики, автоматики, микроэлектроники и компьютерной техники. Это быстро развивающиеся области науки, что определяет высокую динамичность развития электромеханических систем.

В последние годы с появлением доступных технических средств для регулирования скорости асинхронных двигателей для привода насосов в системах тепло- и водоснабжения стали применятся регулируемые электроприводы.

Электропривод насоса выполняет две функции: преобразует электрическую энергию в механическую, необходимую для подачи воды потребителю, и управляет работой установки таким образом, чтобы поддерживать требуемую величину напора и расхода воды.

Автоматизированный электропривод получил в последние десятилетия интенсивное ускоренное развитие. Это определяется, в первую очередь, общим прогрессом машиностроения, направленным на интенсификацию производственных процессов, их автоматизацию, повышение точностных характеристик и других технических требований, связанных с обеспечением стабильности качества производимой продукции.

Вторым обстоятельством, обусловившим развитие электропривода, явилось распространение его применения не только на промышленное производство, но и на другие сферы, определяющие жизнедеятельность человека: сельское хозяйство, транспорт, медицину, электробытовые установки и др.

Третья причина связана с наметившимся переходом от экстенсивного развития производства электрической энергии к более эффективному ее использованию. Повышение эффективности электромеханического использования электроэнергии всецело зависит от совершенствования электропривода.

 

Построение характеристик насоса для скоростей, отличных от номинальной и характеристики магистрали.

Исходные данные:

(η* 0,04%)

1. Графики зависимостей

2. Номинальная скорость насоса nн, 2900 0б/мин

3. Плотность перекачиваемой жидкости p, 1000 кг/м³

4. Температура рабочей среды 20 С

5.Статический напор Н, 5м

 

Производительность и напор находятся по формулам:

 

, . (2.1)

 

Номинальные значения производительности и напора соответствуют значениям на характеристике насоса для номинальной скорости.

Рассчитаем характеристику насоса для различных скоростей по формулам 2.1, используя график зависимости . Результаты занесем в таблицу 2.1.

Таблица 2.1.

Точка
	Q,м3/ч
Н, м		18,8	18,2		14,7
	Q,м3/ч
Н, м	17,82	15,228	14,742	13,77	11,907	8,91
	Q,м3/ч
Н, м	14,08	12,032	11,648	10,88	9,408	7,04
	Q,м3/ч
Н, м	10,78	9,212	8,918	8,33	7,203	5,39

 

Далее рассчитаем характеристику магистрали по двум точкам.

Известно, что:

(2.2)

Определим . Из формулы (2.2) имеем:

,

По заданию известен статический напор , а значения и можно взять для любой точки данной графической зависимости

 

Таким образом, получим зависимость для магистрали.

 

Используя формулу эту зависимость рассчитаем несколько точек магистрали. Результаты занесем в таблицу 2.2.

Таблица 2.2.

Q,м3/ч
Н, м		5,60625	7,425	10,45625	14,7	20,15625

 

По точкам из таблиц 2.1 и 2.2 построим семейство характеристик насоса для скоростей от ω_Н до 0,7 ω_Н (шаг 0,1) и характеристику магистрали.