Цель работ: Научится рассчитывать производительность вентиляторной установки типа ВОД.
Расчётные данные:
Рассчитать вентиляторную установку типа ВОД для шахт второй категории: Q = 120 м3/с;Н max= 240 даПа;Н min = 100 даПа;Т = 20 лет.
Расчёт:
1. Выбор наивыгоднейшей установки: на графике ищем допустимую вентиляторную установку:
По аэродинамической характеристика ВОД-30 определяем: к.п.д. и мощность двигателя.
Для установки ВОД – 30: hmax = 0,8; hmin = 0,65;hср = 0,725;
N = 240 кВт;
2. Определяем средний расход вентиляторной установки ВОД – 30.
Wг = ((Q(H max+Н min/2))/(1000*hср*hд*h с*h р))*h ч*h д = (3.1)
Wг = ((120(1000+2400/2))/(1000*0,725*0,9*0,95*0,85))*24*365 =
= 3391652 кВт*ч.
3. Стоимость эл. эн. в среднем за год:
С э = Wг*Âа+Nу*Âу; (3.2)
С э = 3391652*0,0068+352*12,8 = 27569 руб.
4. Характеристика вентиляторной сети:
4.1 Постоянной сети при минимальном давлении:
R1 = Н min/Q2; (3.3)
R1 = 1000/1202 = 0,069;
4.2 Постоянной сети при максимальном давлении:
R2 = Н max/Q2; (3.4)
R2 = 2400/1202 = 0,167;
5. Уравнения характеристики при минимальных и максимальных давлениях:
В полученное в подставляем выражение значение Q от 0 до 1,25 требуемой производительности и получаем соответствующие значения:
Рабочие режимы: через точку заданных режимов проводим прямую линию и находим режим “С” (Q с = 120 м3/с; Н с = 150 Па)
6. Строем дополнительную характеристику сети через точку «С» и получаем:
Rс = Н с/Qс2; (3.5)
Rс = 1550/1202 = 0,108;
| Показатели | 0,25Q | 0,5Q | 0,75Q | Q | 1,25Q |
| Q м3/с | 75 | 150 | 225 | 300 | 375 |
| Ну.ст. min, Па | 82 | 326 | 734 | 1300 | 2040 |
| Ну.ст.max, Па | 156 | 625 | 1407 | 2500 | 3910 |
7. На первой ступени установки лопастей a1 = 250; при этом будет обеспечен режим d: Qd = 129 м3/с; Нd = 1175 Па. При перемещения режима в точку «С» происходит переход на вторую ступень регулирования установкой лопастей на угол a2 = 300. Начальный режим на этой ступени (точке «Е»): Qе = 135 м3/с;
Не = 2000 Па. Окончание работы этой ступени – режим f: Qf = 127 м3/с;
Hf= 2275 Па.
7.1 Продолжительность работы вентеиляторной установки на первой ступени:
Т1 = Т*((Нc– Qc)/(Нf – Нa)); (3.6)
Т1 = 20*((1550-1000)/(2275-1000)) = 8,6 лет;
7.2 Продолжительность работы вентеиляторной установки на второй ступени:
Т2 = Т*((Нf– Нc)/(Нf – Нa)); (3.7)
Т2 = 20*((2275-1550)/(2275-1000)) = 11,4 лет;
8. Резерв производительности: определяется режимами К:
Qк = 193 м3/с; Н к = 2575 Па; и n: Q n = 150 м3/с;Н n = 3200 Па;
8.1 При характеристике сети 1.
DQ1% = ((Qк – Qa)/Qa)*100%; (3.8)
DQ1l% = ((193-120)/120)*100% = 61%
8.2 При характеристике сети 2.
DQ2% = ((Qn – Qa)/Qa)*100%; (3.9)
DQ2% = ((150-120)/120)*100% = 25%
8.3 При характеристике сети 3 (средние).
Qср = ((Q1 + Q2)/2)*100%; (3.10)
Qср = ((61+25)/2)*100% = 43%
9. Реверсирования вентиляторной установки обеспечивается изменением направления вращения ротора с одновременным поворотом лопастей промежуточного, направляющего и спрямляющего аппарата.
10. Находим мощность двигателя:
Nmin = (Qс*Нс)/(100*hс); (3.11)
10.1 Nmin= (120*1550)/(1000*0,75) = 248 кВт. – СДН-16-41-16; N=315 кВт.
10.2 Nmax=(150*320)/(1000*0,765)=627,5 кВт. –СНД-16-41-16; N=300 кВт.
11. Определяем коэффициент запаса мощности:
11.1 Кд = N/Nmin; Кд = N/Nmax; (3.12)
Кд.min = 315/248 = 1.27;
Кд.max = 800/627,5 = 1,27;
12. Средне годовой расход энерги.
12.1 На первой ступени:
Qср.1 = (129+120)/2 = 124,5 м3/с; (3.13)
hср.1 = (0,675+0,75)/2 = 0,713; (3.14)
Н ср.1 = (1175+1550)/2 = 1365 Па. (3.15)
Wг 1= (124,5*1362,5*24*365)/(1000*0,713*0,9*0,95*0,85) =
= 2867711 кВт*ч (3.16)
12.2 На второй ступени:
Qср.2 = (135+127)/2 = 131 м3/с; (3.13)
hср.2 = (0,765+0,79)/2 = 0,778; (3.14)
Н ср.2 = (2275+2000)/2 = 2137,5 Па. (3.15)
Wг 2= (131*2137*24*365)/(1000*0,778*0,9*0,95*0,85) =
= 4338273 кВт*ч (3.16)
13. дистанционное управление и контроль осуществляется с помощью аппаратуры УКАВ.
14. Калориферная установка:
mn = Q*q; (3.17)
mn = 1,29*120 = 154,8 кг/с;
m = (mn*(tn-tн))/(tс+tн); (3.18)
m = (154,8(70+25))/(2+25) = 544,7 кг/с;
Qк.т = 3600*mср(tст+tн); (3.19)
Qк.т = 3600*1,012*27*544,7 = 53580178,1
D к = (1,1*Qк.т)/(св*(tпар+tср)); (3.20)
D к = (1,1*53580178,1)/(4,19*(147,9-11,5)) = 103125 кг/с;