Расчет параметров пятипериодной тахограммы

Принимаем пятипериодную диаграмму скорости, ускорение а1=1 м/с2, замедление а3=0,75м/с2,скорость U'=U''=1,1м/с.

Максимальная скорость подъема (м/с)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.24)

где ам определяется по формуле:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.25)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м/с2

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.26)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Но=557 м

ам=0,43 м/с2

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Ускорение и замедление в разгрузочных кривых и продолжительность движения:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.27)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.28)

Продолжительность и путь движения скипа с ускорением а1 :

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.29)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Продолжительность и путь движения скипа с ускорением а3:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.30)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Путь и продолжительность равномерного движения:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.31)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.32)

Продолжительность движения подъемных сосудов:

TP = t'+ t1 + t2 + t3 + t'' (1.33)

TP = 4+8,9+42,07+11,87+4=70,8 с

Фактический коэффициент резерва производительности установки :

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru т/ч. (1.34)

Динамика подъемной системы

Принимаем уравновешивающий канат при однократном подъеме при глубоких более 500 м при отношении

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.35)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Принимаем редуктор Ц0-18 с передаточным числом i=11,5

Динамика подъемной установки.

3.1 Масса всех движущихся частей подъемной системы, приведенная к окружности навивки каната:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru , кг (1.36)

где Qп – грузоподъемность скипа, кг;

Qс – масса скипа с подвесным устройством, кг;

Lпкр – длина подъемного каната, м;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - приведенная масса направляющего шкива, кг;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - приведенная масса барабана, кг;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - приведенная масса редуктора, кг;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - приведенная масса роторов, кг;

Длина подъемного каната:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru , м (1.37)

где Н- высота подъема скипа, м;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - высота копра, м;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - диаметр барабана подъемной машины;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - длина струн канатов, м;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кг

Приведенная масса направляющего шкива:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru , кг (1.38)

где Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - маховый момент направляющего шкива;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кг

Приведенная масса барабана:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru , кг (1.39)

где Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - маховый момент барабана;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кг

Приведенная масса редуктора:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru , кг (1.40)

где Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - маховый момент редуктора;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кг

Приведенная масса роторов:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru , кг (1.41)

где Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru - маховый момент ротора;

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кг

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кг

Расчет диаграммы усилий и мощности.

Движущее усилие:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.42)

откуда Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Аналогично находим:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Эквивалентная мощность двигателя

Эквивалентное усилие:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.43)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.44)

Что недопустимо в асинхронном двигателе Кпод. Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru 1,8 в связи с этим принимаем:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Н (1.45)

3.Эквивалентная мощность подъемного двигателя.

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт (1.46)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.47)

N1=0

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.48)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расход энергии

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.49)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт (1.50)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.51)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.52)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru % (1.53)

2.Расчет водоотливных установок

Исходные данные для расчета:

притоки – нормальный Qн=210м3/ч и нормальный Qм=270м3/ч;

Н=500м;

нормальная вода;

срок – 9 лет;

Максимальный приток – 8 недель

1. Минимальная подача насоса

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.54)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

2. Ориентировочный напор насоса

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.55)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

3. Приняв ориентировочную высоту всасывания 3 метра и превышения расположения труб над уровнем устья ствола шахты 1 метр, определяем геометрический напор насоса

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.56)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Выбираем насос ЦНС 300-120:600

Оптимальная подача 300 м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Число ступеней насоса: 2-10

Напор одного рабочего колеса- 60кН,м

К.П.Д. - 0.71

Синхронная частота вращения двигателем-1500 об/мин

Необходимое число последовательно соеденённых рабочих колёс:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.57)

Принимаем z=10.

Оптимальный напор насоса

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.58)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Окончательно принемаем насос ЦНС 300-600

7. Напор насоса при нулевой подаче

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.59)

8. Проверяем выбранный насос на наличие рабочего режима и устойчивость, т.е. на соблюдение условий Нг<0,95Н0; так как 504≤636, рабочий режим будет устойчивым.

Расчёт трубопровода

Предусматриваем оборудование водоотливной установки двумя напорными трубопроводами, закольцованными в насосной камере в коллектор. Длину подводящего трубопровода примем равной 13 м l Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru = l Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru =13 м. В его арматуру входят приёмная сетка с клапаном и 3 колена.

Приняв длины участков в камере l Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru = 30 м, в трубном ходке l Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru = 35 м и превышение трубного ходка над уровнем околоствольного двора 7 метров определяем длину напорного трубопровода:

L Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru =500+30+35-7=558 м.

Находим оптимальный диаметр для труб

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.60)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru =0,198 м

Принимаем трубы с диаметром 219 мм.

Требуемая толщина стенки (мм):

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.61)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Принимаем для напорного трубопровода трубы с внутренним диаметром 201 мм.

Для обеспечения большей надёжности всасывания наружный диаметр подводящего трубопровода должен быть на 25-50 мм больше чем у напорного, трубы для него принимаем с внешним диаметром 273 мм, а внутренний диаметр подающего равным 259 мм, так как толщина стенок 9 мм. Диаметр подающего трубопровода принимаем равным диаметру второго напорного трубопровода, т.е Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru мм.

Вычисляем скорость воды в подводящем трубопроводе:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.62)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м/с

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.63)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м/с

Вычисляем коэффициент гидравлического трения в подводящем трубопроводе и на участке Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru :

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.64)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.65)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Суммарные коэффициенты местных сопротивлений:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.66)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.67)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.68)

Потери напора в подводящем трубопроводе и на участках Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru и Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru :

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.69)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.70)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.71)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м

Суммарные потери в трубопроводе:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м (1.72)

Напор насоса

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м (1.73)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м (1.74)

Следовательно H=504+0.00048888 Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.75)

Из полученного уравнения построим таблицу значений H по фиксированным значениям Q. Значения Q принимаем исходя из рабочей характеристики выбранного насоса.

Q,м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru
H, м

По графику находим рабочую точку насоса из пересечения характеристик. Получаем Q= 323 м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru /ч, Н= 578 м, Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru = 0,7.

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.76)

Проверка вакууметрической высоты всасывания

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru м (1.77)

Вычисляем мощность двигателя:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.78)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Исходя из полученного значения мощности выбираем двигатель:

Характеристика:

Номинальная мощность 800кВт

Частота 1500 об/мин

КПД,% 0,95

cos Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru =0.9

Находим коэффициент запаса мощности

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.79)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Число часов работы в сутки при откачивании нормального притока

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.80)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru ч

А при максимальном притоке воды:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.81)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru ч

Годовой расход электроэнергии:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.82)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru А (1.83)

Стоимость энергии:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru тг (1.84)

Годовой приток воды:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.85)

Удельный расход энергии на 1 м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru откачиваемой воды:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.86)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru ч/м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Полезный расход электроэнергии на 1 м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru откачиваемой воды:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.87)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru кВт Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru ч/м Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

Вычисляем КПД водоотливной установки:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.88)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru

С другой стороны КПД будет являться:

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru (1.89)

Расчет параметров пятипериодной тахограммы - student2.ru =0,56 (1.90)

Список литературы

1. Хаджиков Р.Н., Бутаков С.А. Горная механика. М. Недра, 1988.

2. Песвианидзе А.В. Расчет шахтных подъемных установок. М. Недра, 1986.

3. Попов В.М. Водоотливные установки. М. Недра, 1990.

4. Хаджиков Р.Н. Сборник задач и примеров по горной механике. М. Недра, 1988.

5. Алексеев В.В. Рудничные насосные, вентиляторные и пневматические установки. М. Недра, 1983.

Наши рекомендации