Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Октября 2013 в 08:42, контрольная работа
Местные сопротивления: всасывающий клапан (В.К.) - 0,8; задвижка (3) - 0,26; обратный клапан (О.К.) - 10; тройник (Т) - 1,5; колено сварное (К) - 0,6;
Рис.1 Схема трубопроводов к расчету насосной установки:I-всасывающий участок трубопровода;II- участок трубопровода с арматурой в насосной камере;III–участок трубопровода в наклонном ходке, стволе шахты и на поверхности;1-клапан приемный;2-сетка;3-колено сварное составное; 4-переходник;5-задвижка;6-обратный клапан;7-тройник;
Вычисляются коэффициенты потерь (Р) и доставки воздуха (δ):
Р = [1 / 3kbdТР(Zm / ℓ) √Rm + 1]2 = [1 / 3·0,002·0,5 (490 / 10) (469) 1/2+ 1] 2=
= (0,35 + 1) 2= 1,352 = 1,82
δ = 1/Р = 1 / 1,82 = 0,54
где kb = 0,002 – коэффициент качества сборки трубопровода.
Определяется подача вентиляторной установки на полную длину
трубопровода по уравнению:
QВ = PQЗ = 1,82·2,48 = 4,51 м3/с = 271 м3/мин
Рассчитывается максимальная депрессия (Па) для полной расчетной длины
трубопровода по выражению, если выработка небольшой длины:
hMAX = RmQВ2 = 469·4,512 = 9540 Па
Для довольно протяженной выработки необходимо максимальную
депрессию рассчитывать по уравнению:
hMAX = РRmQз2 = 1,82·469·2,482 = 5250 Па
По индивидуальным характеристикам вентиляторов местного
проветривания выбирается вентилятор, который при высоких значениях к.п.д. обеспечивает подачу расчетного количества воздуха с учетом его утечек.
Останавливаемся на вентиляторе ВМ-8М. На индивидуальной характеристике вентилятора ВМ-8М из точки, соответствующей его подаче QВ, м3/с, восстанавливается перпендикуляр до пересечения с кривой. Точка пересечения соответствует депрессии вентилятора ВМ-8М, hВ1 = 4,9 кПа.
Погребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчитывается по уравнению:
nВ = hMAX/hВ1 = 9540 / 4900 = 1,9 = 2
где, hВ1 = 4900 Па - депрессия одного вентилятора.
Принимаем n вентиляторов типа ВМ – 8М в каскаде, работающих последовательно.
Длина трубопровода, при которой к сети подключается очередной вентилятор, определяется графоаналитическим способом. В осях координат h и Q строятся суммарные характеристики вентиляторов при их последовательной работе на
сеть (I, II) и характеристики трубопроводов. Количество воздуха, поступающего на начало каждого трубопровода при индивидуальной и совместной работе вентилятора на сеть, определяется абсциссой точки пересечения трубопровода с соответствующими характеристиками вентиляторов. Количество воздуха (м3/мин), поступающее к концу 1-го трубопровода, определяется по формуле:
Qki = QH/Pi
где QH - количество воздуха, поступающее к началу трубопровода, м3/с .
Данные расчетов сведены в табл. 2.
Таблица 2
№ |
Длина трубопровода, м Zm |
Подача венти-лятора в нача-ле трубопро-вода, м3/мин QH |
Коэф. утечек Р |
Расход воздуха на конце трубопровода, м3/мин Qкi | ||
QI |
QII |
QI |
QII | |||
|
1 |
100 |
410 |
545 |
1,05 |
390 |
519 |
2 |
200 |
315 |
405 |
1,17 |
269 |
346 |
3 |
300 |
265 |
375 |
1,34 |
198 |
280 |
4 |
400 |
205 |
345 |
1,55 |
132 |
223 |
5 |
500 |
- |
315 |
1,82 |
- |
173 |
Затем по расчетным данным строятся графики зависимостей QK = f (Zm)
(где Zm - длина трубопровода) для вентиляторов (одного, двух и т. д.), по
которым находится предельная длина трубопровода для данного числа
работающих вентиляторов. Точки пересечения прямой Q с кривыми Qki
соответствуют значениям длины трубопровода, при которых необходимо
устанавливать последующие вентиляторы. Второй вентилятор необходимо
устанавливать при прохождении горной выработки длиной Z1 = 375 м.
Zm = Lm = Lвыр –ℓ = 500 – 10 = 490 м.
Rm = 6,45aZm/dТР5 = 6,45·0.0046·490 / 0,55 = 15,53 / 0,031 = 469 H c/м8
Р = [1 / 3kbdТР(Zm / ℓ) √Rm + 1]2 = [1 / 3·0,002·0,5 (490 / 10) (469) 1/2+ 1] 2=
= (0,35 + 1) 2= 1,352 = 1,82
L5 = (200 / 60) 2·469 = 5211 м
L5 = (400 / 60) 2·469 = 20844 м
L5 = (600 / 60) 2·469 = 46900 м
L5 = (800 / 60) 2·469 = 83378 м
Zm = Lm = Lвыр –ℓ = 400 – 10 = 390 м.
Rm = 6,45aZm/dТР5 = 6,45·0.0046·390 / 0,55 = 11,57 / 0,031 = 373 H c/м8
Р = [1 / 3kbdТР(Zm / ℓ) √Rm + 1]2 = [1 / 3·0,002·0,5 (390 / 10) (373) 1/2+ 1] 2=
= (0,24 + 1) 2= 1,242 = 1,55
L4 = (200 / 60) 2·373 = 4144 м
L4 = (400 / 60) 2·373 = 16578 м
L4 = (600 / 60) 2·373 = 37300 м
L4 = (800 / 60) 2·373 = 66311 м
Zm = Lm = Lвыр –ℓ = 300 – 10 = 290 м.
Rm = 6,45aZm/dТР5 = 6,45·0.0046·290 / 0,55 = 8,6 / 0,031 = 278 H c/м8
Р = [1 / 3kbdТР(Zm / ℓ) √Rm + 1]2 = [1 / 3·0,002·0,5 (290 / 10) (278) 1/2+ 1] 2=
= (0,15 + 1) 2= 1,152 = 1,34
L3 = (200 / 60) 2·278 = 3089 м
L3 = (400 / 60) 2·278 = 12355 м
L3 = (600 / 60) 2·278 = 27800 м
L3 = (800 / 60) 2·278 = 49422 м
Zm = Lm = Lвыр –ℓ = 200 – 10 = 190 м.
Rm = 6,45aZm/dТР5 = 6,45·0.0046·190 / 0,55 = 5,6 / 0,031 = 182 H c/м8
Р = [1 / 3kbdТР(Zm / ℓ) √Rm + 1]2 = [1 / 3·0,002·0,5 (190 / 10) (182) 1/2+ 1] 2=
= (0,08 + 1) 2 = 1,082 = 1,17
L2 = (200 / 60) 2·182 = 2022 м
L2 = (400 / 60) 2·182 = 8089 м
L2= (600 / 60) 2·182 = 18200 м
L2 = (800 / 60) 2·182 = 32355 м
Zm = Lm = Lвыр –ℓ = 100 – 10 = 90 м.
Rm = 6,45aZm/dТР5 = 6,45·0.0046·90 / 0,55 = 2,67 / 0,031 = 86 H c/м
Р = [1 / 3kbdТР(Zm / ℓ) √Rm + 1]2 = [1 / 3·0,002·0,5 (90 / 10) (86) 1/2+ 1] 2=
= (0,02 + 1) 2= 1,022 = 1,05
L1 = (200 / 60) 2·86 = 955 м
L1 = (400 / 60) 2·86 = 3822 м
L1 = (600 / 60) 2·86 = 8600 м
L1 = (800 / 60) 2·86 = 15289 м
Определение энергетических затрат.
Мощность
затрачиваемая двигателями
формуле:
Nmax = Qв hmax / 1000 ηcж ηm = 4,51·9540 / 1000·0,65·10 = 43025,4 / 6500 = 6,61 кВт
где, Qв = 6,39 – максимальная подача внтиляторов;
ηcж = 0,65 – статический к.п.д. вентиляторов;
ηm = 10 – к.п.д передачи (непосредственное соединение вала с приводом)
Расход электроэнергии за весь период проходки горной выработки:
Е =(Nmax + n1Nmin /2ηоηс)(Z - ℓ / Lмес)·n·t =(6,61+2·38/2·0,92·0,95)·(500 – 10 /110)·24·18 =
= (82,61 / 1,748)(490 / 110)·432 = 47,25·4,45·432 = 90926,1 кВт / ч
где, Nmin - минимальная мощность двигателя вентилятора;
ηо = к.п.д. электродвигателя;
ηс = к.п.д. электросети;
n = количество рабочих дней в месяце;
t = время работы вентиляторов в сутки;
n1 = количество вентиляторов;
Глубина горной выработки, с которой осуществляется проветривания,
ℓ = 10 м, в начале вентилятор работает на открытый трубопровод, поэтому
Nmin = 38 кВт при угле установки входного направляющего аппарата θ = 30˚.
Определяется удельной расход электроэнергии на 1 м проходки горной
выработки:
е = Е / Lвыр = 90926,1 / 500 = 181,85 кВт ч / м
Рис. 4. Аэродинамические характеристики вентилятора ВМ-8М
Расчет пневматической установки горноразведочных работ
Исходные данные:
Длина трубопроводов: АВ = 0,55 км;
ВС = 1,55 км;
СЕ = 0,7 км;
СД = 1,35 км;
ВF = 0,75 км;
FK = 1,60 км;
FJ = 1,50 км;
В пункте К работают 3 пневмоударника типа НКР – 100; в пункте J – 5
телескопных перфоратора типа ПТ – 36; в пункте Е – 2 перфоратора типа
ПР – 24; в пункте Д – 4 погрузочная машина типа ППН – 1С.
Характеристики потребляемой пневмоэнергии
-погрузочная машина ППН – 1С (Рср = 0,6 МПа, q = 11 м3/мин);
-телесколический перфоратор ПТ – 36 (Рср = 0,6 МПа, q = 4,5 м3/мин);
-рудной перфоратор ПР – 24 (Рср = 0,6 МПа, q = 3,5 м3/мин);
-погружной пневмоударник НКР – 100 (Рср = 0,6 МПа, q = 4,3 м3/мин);
Определяем объемные расходы воздуха на концевых участках
трубопровода по формуле:
Q = kУqiniknk0
где, Ky = 1,15 ÷1,2 – коэффициент утечек воздуха в распределительной сети;
qi – номинальный паспортный расход воздуха потребителем I, м^3/мин.;
ni – число потребителей в группе;
Kn = 1,1 ÷ 1,15 – коэффициент увеличения расхода воздуха вследствие
износа потребителя;
Ко = 0,85 ÷ 1,15 – коэффициент одновременности (при n = 1 - 10,
Ко = 1,0 ÷ 0,85; при n = 11 – 30 Ко = 0,85 ÷ 0,75);
QД= 1,2·11·4·1,1·0,85 = 49,3 = 49 м3/мин
QЕ = 1,2·3,5·2·1,1·0,85 = 7,85 = 8 м3/мин
QК= 1,2·4,3·3·1,1·0,85 = 14,47 = 14 м3/мин
Для расчета пневматической сети выбираем самый удаленный и нагруженный участок, для нашего примера этим участком является пункт Д, где
абсолютное давление воздуха принимается не ниже 0,6 МПа.
Определяем объемный расход воздуха по участкам ЕС, ДС, по формуле:
QДС = QД + ∆QДС / 2 = QД + (kPСРlДС) / 2 = 49 + (6·0,6·1,35) / 2 = 51 м3/мин
QЕС = QE + (kPСРlEC)/2 = 8 + (6·0,6·0,7) / 2 = 9 м3/мин
QKF = QK + (kPСРlKF)/2 = 14 + (6·0,6·1,3) /2 = 17 м3/мин
QFJ = QF + (kPСРlFJ)/2 = 15 + (6·0,6·1,5) / 2 = 28 м3/мин
Определяем диаметр трубопровода на участке ДС; среднюю
температуру сжатого воздуха принимаем 288 К и среднее давление - равным
давлению в пункте потребления Д:
dДС = (0,85÷1,1) (QДСТ / PСР)1/2 = (0,85 ÷ 1,1) (51·288/0,6) 1/2=
= (0,85 ÷ 1,1) 156 = (133 ÷ 172)
принимаем dдс = 0,171 мм
Определяем массовый расход воздуха G (кг/мин), коэффициент
сопротивления λ, эквивалентные длины местных сопротивлений и расчетную
длину участка:
GДС = QДСρ = QДСР0 / RT0 = 51·101500 / 287·288 = 5176500 / 82656 =
= 63 кг/мин