ВИСНОВОК 1 страница

Технологічні комплекси, обладнані насосними та вентиляторними установками з трубопровідною мережею, на яку вони працюють, являють собою складні енергоємні технічні системи у більшості випадків з груповим характером навантаження, найчастіше нерегульованим асинхронним чи синхронним електроприводом, змінними у часі параметрами споживача, енерговитратними методами регулювання режимів роботи турбомашин та ін.

Насосні установки досить часто працюють у режимах наближених до аварійних через раптове зниження продуктивності, різке закриття (відкриття) дросельної засувки у споживача і на виході аґреґата, підвищення пульсацій тиску, раптове відключення електроенергії привода турбомеханізму. При цьому в гідросистемі відбувається збільшення номінальних параметрів, що спричиняє розриви трубопроводу, зриви запірно-регулювальної арматури, вихід з ладу насосного обладнання, зниження його ККД та ін. Існуючі засоби захисту (засувки, клапани, вантузи) мають ряд недоліків: час спрацьовування пристроїв захисту більший за час наростання нестаціонарного процесу; їх спрацьовування відбувається вже за фактом аварійного режиму; пружини в гідроклапанах згодом слабшають, і як наслідок, клапан реагує на інші, відмінні від номінальних, значення і т.д.

Наведений у посібнику математичний опис характеристик турбомеханізмів при зміні частоти обертання робочого колеса дає можливість визначити основні технологічні параметри установки і, насамперед, крайню нижню границю діапазону регулювання швидкості аґреґата з метою обґрунтування вибору раціональної схеми електропривода насосів, вентиляторів, повітродувок та ін.

Запропоновано альтернативний метод підвищення енергоефективності насосів та вентиляторів шляхом зниження втрат напору в мережі впливом на тиск та подачу комунікаційній мережі за допомогою систем активного регулювання продуктивності, де регулювальним пристроєм є турбіна з електромеханічним перетворювачем, що дозволяє здійснювати регулювання вихідних параметрів технологічної установки у необхідних межах та одночасно реалізувати рекуперацію енергії до енергомережі.

Розроблені комп'ютеризовані електромеханічні комплекси дозволяють виконати дослідження статичних та динамічних режимів роботи насосів та вентиляторів у системі регульованого та нерегульованого електропривода, аналіз їх енергетичних характеристик при змінних параметрах трубопровідної системи та різних методах регулювання продуктивності, сформулювати практичні рекомендації щодо вибору доцільних систем регулювання для реально діючих технологічних комплексів.

Додаток А

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРЕМЕНЧУЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ МИХАЙЛА ОСТРОГРАДСЬКОГО

ІНСТИТУТ ЕЛЕКТРОМЕХАНІКИ, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ І СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ

Кафедра Систем автоматичного УПРАВЛІННЯ та

електроприводА

Курс «АВТОМАТИЗОВАНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД ТИПОВИХ ПРОМИСЛОВИХ МЕХАНІЗМІВ»

Звіт з лабораторної роботи №

Тема ____________________________________

Виконав:

студент групи ____________

_________________________

Перевірив:

викладач

_________________________

Кременчук 2013

Додаток Б

Таблиця Б.1 – Технічні показники та характеристики турбомеханізмів

Термін	Визначення	Одиниці вимірювання
Об'ємна подача (подача насоса)	Відношення об'єму рідкого середовища, що подається, до часу	м^3/с, м^3/год, л/с
Масова подача	Відношення маси рідкого середовища, що подається, до часу	кг/с, кг/год
Ідеальна подача насоса	Сума подачі та об'ємних втрат насоса	м^3/с, м^3/год, л/с
Робочий об'єм насоса	Різниця найбільшого і найменшого значень замкнутого об'єму за оборот або подвійний хід робочого органа насоса	м^3
Тиск на вході насоса	Тиск рідкого середовища на вході до насоса	Па, атм., Н·м^2, кгс·м^2, м^-1·кг·с^-2, мм вод. ст., мм рт. ст. 1 Па=1 Н/м^2; 1 атм=101,325 кПа; 1 кгс·м^2=9,80665 Па; 1 мм вод. ст.=9,80665 Па; 1 мм рт. ст.=133,332 Па.
Тиск на виході з насоса	Тиск рідкого середовища на виході з насоса	Па, атм., Н·м^2, кгс·м^2, м^-1·кг·с^-2, мм вод. ст., мм рт. ст.
Напір насоса	Величина, що визначається залежністю: , де р – тиск насоса, Па; ρ – щільність рідкого середовища, кг/м^3; g – прискорення вільного падіння, м/с^2	М
Кавітаційний запас	Величина, що визначається залежністю: , де рн – тиск на вході до насоса, Па; ρ – густина рідкого середовища, кг/м^3; ωн – швидкість рідкого середовища на вході до насоса, м/с; рп – тиск пари рідкого середовища, Па	М
Допустимий кавітаційний запас	Кавітаційний запас, що забезпечує роботу насоса без зміни основних технічних показників	м
Індикаторна діаграма насоса	Графічна залежність зміни тиску від часу або переміщення робочого органа в замкнутому об'ємі, що змінно сполучається із входом і виходом насоса	-
Потужність насосного аґреґата	Потужність, споживана насосним аґреґатом або насосом, до конструкції якого входять вузли двигуна	Вт, Дж·с, м2·кг·с-3, кгс·м/с. 1 кгс·м/с = 9.81 Вт

Продовження табл. Б.1

Термін	Визначення	Одиниці вимірювання
Вакуумметрична висота всмоктування	Величина, що визначається залежністю: , де р0 – тиск навколишнього середовища, Па; рн – тиск на вході до насоса, Па; ρ – щільність рідкого середовища, кг/м^3; ωн – швидкість рідкого середовища на вході до насоса, м/с; g – прискорення вільного падіння	м
Корисна потужність насоса	Потужність, що передається насосом рідкому середовищу та визначається залежністю: Nк=Qp=QмLп, де Q – подача насоса, м^3/с; р – тиск насоса, Па; Qм – масова подача насоса, кг/с; Lп – корисна питома робота насоса, Дж/кг	Вт, Дж·с, м^2·кг·с^-3, кгс·м/с. 1 кгс·м/с=9.81 Вт
ККД насосного аґреґата	Відношення корисної потужності насоса до потужності насосного аґреґата	%
Гідравлічний ККД насоса	Відношення корисної потужності насоса до суми корисної потужності та потужності, затраченої на подолання гідравлічних опорів у насосі	%
Об'ємний ККД насоса	Відношення корисної потужності насоса до суми корисної потужності та потужності, втраченої з витоками	%
Механічний ККД насоса	Величина, що виражає відносну частку механічних втрат у насосі	%
Характеристика насоса	Графічна залежність основних технічних показників від тиску для об'ємних насосів і від подачі для динамічних насосів при постійних значеннях частоти обертання, в'язкості та щільності рідкого середовища на вході до насоса	-
Робоча частина характеристики насоса	Зона характеристики насоса, у межах якої рекомендується його експлуатація	-
Реґулювальна характеристика насоса	Графічна залежність подачі від частоти обертання (циклів) або довжини ходу робочого органа при постійних значеннях в'язкості, щільності рідкого середовища на вході до насоса і тиску на вході та виході насоса	-
Номінальний режим	Режим роботи насоса, що забезпечує задані технічні показники	-
Оптимальний режим насоса	Режим роботи насоса при найбільшому значенні ККД	-

Додаток В

Приклад обробки даних у пакеті MathCad

Додаток Г

Таблиця Г.1 – Словник англомовних термінів

№	English	Русский	Українська
	Adjustable speed drive (ASD) or variable-speed drive (VSD) describes equipment used to control the speed of machinery	Агрегат (привод) с регулируемой скоростью вращения описывает оборудование, которое используется для контроля скорости машины	Агрегат (привод) з регульованою швидкістю обертання описує обладнання, яке використовується для контролю швидкості машин
	Axial flow pump is a common type of pump that essentially consists of a propeller in a pipe, that can be driven directly by a sealed motor in the pipe or mounted to the pipe from the outside or by a right-angle drive shaft that pierces the pipe	Осевой насос Общий тип насосов, которые состоят с рабочего колеса в трубе, которое может управляться непосредственно от закрепленного в трубопроводе или прикрепленного снаружи двигателя, или с помощью направленного под прямым углом вала привода, который пронзает трубу	Осьовий насос загальний тип насосів, які складаються з робочого колеса в трубі, що може направлено рухатися за допомогою закріпленого в трубопроводі або прикріпленого ззовні над трубопроводом двигуна чи за допомогою направленого під прямим кутом вала привода, який пронизує трубу
	Back pressure refers to the resistance to a moving fluid by obstructions or tight bends in the confinement vessel along which it is moving, such as piping or air vents, against its direction of flow	Противодавление объясняется сопротивлением при движении жидкости через препятствия или сильные изгибы в ограниченном сосуде, вдоль которого она перемещается, такие как трубопровод или вентиляционное отверстие, противоположное направлению потока	Протитиск пояснюється опором при русі рідини через перешкоди або сильні вигини в обмеженому сосуді, вздовж якого вона рухається, такі як трубопровід або вентиляційні отвори, протилежні напрямку потоку
	Bypass a pipe or channel used to conduct gas or liquid around another pipe or a fixture	Байпас трубопровод или канал, который используется для направления газа или жидкости через другую трубу или арматуру	Байпас трубопровід або канал, який використовується для направлення газу або рідини через іншу трубу чи арматуру

Продовження табл. Г.1

	Cavity any empty or hollow space within the body	Полость какое-либо пустое или незаполненное пространство в теле	Порожнина будь-який порожній або незаповнений простір у тілі
	Cavitation the formation of vapor bubbles of a flowing liquid in a region where the pressure of the liquid falls below its vapor pressure	Кавитация образование пузырей пара в текущей жидкости на участке, где давление жидкости падает ниже давления пара	Кавітація утворення бульбашок пари в рідині, що тече, на ділянці, де тиск рідини падає нижче тиску пари
	Centrifugal pump a rotodynamic pump that uses a rotating impeller to increase the pressure of a fluid	Центробежный насос Динамический насос, использующий вращение лопастей рабочего колеса для создания давления жидкости	Відцентровий насос динамічний насос, який використовує обертання лопатей робочого колеса для створення тиску в рідині
	Check valve, clack valve, non-return valve or one-way valve is a mechanical device, a valve, which normally allows fluid (liquid or gas) to flow through it in only one direction	Обратный клапан механическое устройство, задвижка, которая обычно позволяет протекание потока (или газа) через нее только в одном направлении	Зворотний клапан механічний пристрій, засувка, що зазвичай дозволяє протікати рідині (або газу) через неї тільки в одному напрямку
	Constant Speed Drive CSD consists essentially of a hydraulic transmission with mechanical controls governing the output rotation speed	Агрегат (привод) с нерегулируемой скоростью вращения состоит в основном с гидравлической трансмиссии с механическим управлением для регулирования выходной скорости вращения	Агрегат (привод) з нерегульованою швидкістю обертання складається в основному з гідравлічної трансмісії з механічним керуванням для регулювання вихідної швидкості обертання
	Container used to contain, store, and transport solid, liquid and gas	Емкость используется для содержания, хранения и транспортировки твердых тел, жидкостей и газов	Ємність використовується для тримання, зберігання і транспортування твердих тіл, рідин і газів

Продовження табл. Г.1

	Control unit in general is a central part of the machinery that controls its operation, provided that a piece of machinery is complex and organized enough to contain any such unit	Устройство управления в основном является центральной частью механизма, которая контролирует его работу, при условии, что эта часть – комплекс, достаточно организованный для включения какого-либо такого блока	Пристрій керування в основному є центральною частиною механізму, яка контролює його роботу, за умови, що ця частина є комплексом і достатньо організована для вмикання будь-якого такого блока
	Control Valve valve used to control conditions such as flow, pressure, temperature, and liquid level by fully or partially opening or closing in response to signals received from controllers that compare a "setpoint" to a "process variable"	Регулирующий клапан Клапан, использующийся для контроля таких параметров, как расход, давление, температура, уровень жидкости, полным или частичным закрытием или открытием, как отклик на сигнал, полученный от контроллеров, которые сравнивают «установленное значение» с «переменной процесса»	Регулювальний клапан, арматура клапан, який використовується для контролю таких параметрів, як витрата, тиск, температура і рівень рідини, повним або частковим закриттям чи відкриттям, відгуком на сигнали, отримані від контролерів, які порівнюють «встановлене значення» зі «змінною процесу»
	Dashpot a type of hydraulic or mechanical damper Dashpot is a mechanical device, a damper which resists motion via viscous friction	Гаситель удара, амортизатор тип гидравлического или механического гасителя Гаситель удара механическое устройство, гаситель, препятствующий движению с помощью вязкого трения	Гасник удару, амортизатор тип гідравлічного або механічного гасника Гасник удару механічний пристрій гасник, який перешкоджає руху за допомогою в’язкого тертя
	Discharge pipe a pipe through which fluids can be discharged; a discharge pipe with a valve and spout at which water may be drawn from the mains of waterworks	Напорный патрубок, напорный трубопровод труба, через которую жидкость может быть спущена, выпускная труба с клапаном, из которого вода может быть всосана с водохозяйственной сети	Напірний патрубок, напірний трубопровід труба, через яку рідина може бути спущена; випускна труба з клапаном і носиком, з якого вода може бути взята з водогосподарської мережі

Продовження табл. Г.1

	Dynamic pressure is equal to the difference between the stagnation pressure and the static pressure	Динамический напор равен разнице между напором в критической точке и статическим напором	Динамічний напір дорівнює різниці між напором у критичній точці і статичним напором
	Electricity consumption is the consumption of energy in the form of electricity	Потребление электроэнергии потребление энергии в форме электричества	Споживання електроенергії споживання енергії у формі електрики
	Electro-mechanical convertor apparatus for conversion of electrical energy to mechanical energy and back	Электромеханический преобразователь устройство для преобразования электрической энергии в механическую и наоборот	Електромеханічний перетворювач пристрій для перетворення електричної енергії на механічну і навпаки
	Elevation head the energy per unit mass possessed by a fluid as a result of its height above some reference level	Геодезический напор энергия на единицу массы, которой обладает жидкость вследствие ее подъема относительно заданного уровня	Геодезичний напір енергія на одиницю маси, у має рідина як результат її підйому відносно якогось заданого рівня
	Emergency a situation that poses an immediate risk to health, life, property or environment	Аварийная ситуация ситуация, которая ставит под угрозу здоровье, жизнь, имущество или оборудование	Аварійна ситуація ситуація, яка загрожує здоров’ю, життю, майну або обладнанню
	Fitting а device for connecting hose or pipe to hydraulic components	Патрубок устройство для соединения шланга или трубопровода с другими гидравлическими компонентами	Патрубок пристрій для з’єднання шлангу чи трубопроводу з гідравлічними компонентами
	Flowchart is a type of diagram that represents an algorithm or process, showing the steps as boxes of various kinds, and their order by connecting these with arrows	Технологическая схема тип диаграммы, которая представляет алгоритм или процесс, приведенный пошагово в рамках различных форм, и порядок их связи между собой и с окружающей средой	Технологічна схема тип діаграми, яка представляє алгоритм або процес, наведений покроково в рамках різних форм, і порядок їх зв’язків між собою та з навколишнім середовищем

Продовження табл. Г.1

	Flow sensor is a device for sensing the rate of fluid flow	Датчик расхода устройство для контроля расхода потока жидкости	Датчик витрати пристрій для контролювання витрати потоку рідини
	Form losses is a term referring to resistance that occur at a pipe entrance, elbow, orifice, valve, etc.	Местные сопротивления термин относящийся к сопротивлению, которое образовывается на входе трубы, локте, отверстии, клапане и т. д.	Місцеві опори термін що стосується до опору, який утворюється на вході труби, лікті, отворі, клапані та ін.
	Frequency converter an electronic device that converts alternating current (AC) of one frequency to alternating current of another frequency	Преобразователь частоты электронное устройство, которое преобразовывает переменный ток одной частоты в переменный ток другой частоты	Перетворювач частоти електронний пристрій, який перетворює змінний струм однієї частоти на змінний струм іншої частоти
	Gate valve is a device that regulates the flow of a fluid by opening, closing, or partially obstructing various passageways. Gate valves use a metal disc the same diameter as the pipe which is screwed into place perpendicularly to the flow, cutting it off	Задвижка устройство для регулирования потока жидкости открытием, закрытием или частичным перекрытием прохода. В задвижке используется металлический диск такого же диаметра, как трубопровод, который прикреплен винтом перпендикулярно протекающему через него потоку	Засувка пристрій для регулювання потоку рідин відкриттям, закриттям чи частковим перекриттям проходу. У засувці використовується металевий диск такого самого діаметра, як трубопровід, який закріплений гвинтом перпендикулярно до потоку, що протікає через нього
	Guide vane direct the air or water the compressor or pump at the correct angle	Направляющий аппарат направляет воздух или воду к компрессору или насосу с помощью изменения угла	Напрямний апарат направляє повітря або воду до компресора або насоса за допомогою зміни кута
	Head loss is a measure of the reduction in the total head (sum of elevation head and velocity head) of the fluid as it moves through a fluid system	Потери напора мера уменьшения полного напора (сумма геодезического и скоростного напора) жидкости, которая движется через систему	Втрати напору міра зменшення повного напору (сума геодезичного напору і швидкісного напору) рідини, яка рухається через рідинну систему

Продовження табл. Г.1

	Hydropnuematic tank tank that use water and air under pressure for set to deliver water in a preset pressure range, monitor a pump from turning on too often, like a power surge protector	Гидропневматический бак Бак, использующий воду и воздух под давлением для доставки воды заданного давления; нужен для мониторинга очень частых включений насоса в качестве гасителя гидроудара	Гідропневматичний бак бак, що використовує воду і повітря під тиском для доставки води заданого тиску, потрібний для моніторингу дуже частих вмикань насоса як гасник гідроудару
	Hydrotransport system The system of machines, equipment and pipes used for hydrotransport of fluids and bulk materials	Гидротранспортная система система машин, оборудования и труб, которые используются для гидротранспорта жидкостей и сыпучих материалов	Гідротранспортна система система машин, обладнання та труб, які використовуються для гідротранспорту рідин і сипких матеріалів
	Impeller is a rotary pump member using centrifugal force to discharge a fluid into outlet passages	Рабочее колесо насоса вращательная часть насоса, которая использует центробежную силу для пропускания жидкости в проход	Робоче колесо насоса обертальна частина насоса, яка використовує відцентрову силу для випуску рідини в прохід
	Impulse turbines change the velocity of a water jet. The jet pushes on the turbine's curved blades which changes the direction of the flow In an impulse turbine the runner operates in air, and is turned by one or multiple jets of water which make contract with the blade	Активная турбина изменяет скорость струи воды. Струя толкает лопасти турбины, которые меняют направление потока. В активных турбинах лопасти работают в воздухе, вращаясь с помощью одной или нескольких струй воды, которые контактируют с лопастью	Активна турбіна змінює швидкість струменю води. Струмінь штовхає лопаті турбіни, які змінюють напрямок потоку. В активних турбінах лопаті працюють в повітрі, обертаючись за допомогою одного або декількох струменів води, які контактують з лопаттю
	Inductor motor an alternating current machine in which the speed on load and the frequency of the system to which it is connected are not in a constant ratio	Асинхронный двигатель машина переменного тока, в которой частота вращения магнитного поля и скорость вращения ротора не находятся в постоянном соотношении	Асинхронний двигун машина змінного струму, у якій частота обертання магнітного поля і швидкість обертання ротора не знаходяться в постійному співвідношенні

Продовження табл. Г.1

	Inertia of fluid in pipeline Any tendency of the fluid adjacent to the obstacle's surface to slow down and reverse its direction of flowis resisted byinertia of fluid.	Инерция воды в трубопроводе любая тенденция жидкости, соприкасающейся с поверхностью преграды, которая замедляет и изменяет направление движения потока, противостоит инерции жидкости	Інерція води в трубопроводі будь-яка тенденція рідини, що стикається з поверхнею перешкоди, яка сповільнює і змінює напрямок руху потоку, протидіє інерції рідини
	Leak is a hole or other opening, usually unintended and therefore undesired, in a container or fluid-containing system, such as a tank or a ship's hull, through which the contents of the container can escape or outside matter can enter the container	Течь дыра или другое отверстие, обычно непреднамеренное и вследствие этого нежелательное, в контейнере или другой системе водохранилища, такой как бак или корпус корабля, через которое содержимое контейнера может вытекать, или вещество снаружи может попасть в контейнер	Виток діра або інший отвір, зазвичай ненавмисний і внаслідок цього небажаний, у контейнері або іншій системі водосховища, такій як бак чи корпус корабля, через який вміст контейнера може витікати, або речовина ззовні може потрапити в контейнер
	Loss of energy Movement of fluids through a conduit causes a loss of energy. The amount of energy applied by the pump and recorded as engine pressure will not be the amount of energy reaching the nozzle. There will be energy losses due to many factors	Потери энергии движение жидкости через канал приводит к потерям энергии. Количество энергии, которая подается к насосу и регистрируется как давление двигателя, не будет количеством энергии, которая достигает сопла. Это будут потери энергии, обусловленные многими факторами	Втрати енергії Рух рідини через канал призводить до втрати енергії. Кількість енергії, яка подається до насоса і реєструється як тиск двигуна не буде кількістю енергії, яка досягає сопла. Це будуть втрати енергії, зумовлені багатьма чинниками
	Major losses energy loss per length of pipe	Потери по длине потери, энергии на единицу длины трубопровода	Втрати по довжині втрати енергії на одиницю довжини трубопроводу
	Minor losses losses associated with bends, fittings, valves	Местные потери потери, связанные с изгибами, арматурой, задвижками	Місцеві втрати напору втрати, пов’язані звигинами, арматурою, засувками

Продовження табл. Г.1

	Multi-stage centrifugal pump has two or more identical impellers mounted on same shaft or different shafts.	Многоступенчатый центробежный насос имеет два или больше рабочих колеса, установленных на одном или на разных валах	Багатоступеневий відцентровий насос має два або більше однакових робочих колеса, встановлених на одному або різних валах
	Parameters range For a given impeller diameter, the operating rangeof a pump can be established by setting a limit on the minimum acceptable efficiency, and selling upper and lower limits on the allowable speed changes.	Диапазон регулирования параметров для заданного диаметра рабочего колеса рабочий диапазон насоса может быть установлен в пределах минимально допустимого кпд, и ограничен верхним и нижним пределом допустимого изменения скорости	Діапазон регулювання параметрів для заданого діаметра робочого колеса, робочий діапазон насосу може бути встановлений в межах мінімально допустимого ККД, і обмежений верхньою і нижчою межами допустимої зміни швидкості.
	Power conditioning system Power conditioner is a device intended to improve the quality of the power that is delivered to electrical load equipment	Система регулирования мощности Стабилизатор напряжения устройство, предназначенное для улучшения качества напряжения, которое подводится к электрическому оборудованию	Система регулювання потужності Стабілізатор напруги пристрій, який призначений для покращення якості напруги, що підводиться до електричного обладнання
	Рower supply is a device that supplies electrical energy to one or more electric loads	Источник питания устройство, которое питает электрической энергией одну или несколько электрических нагрузок	Джерело живлення пристрій, який живить електричною енергією одне або декілька електричних навантажень
	Pressure pulsations Pulsation a periodically recurring phenomenon that alternately increases and decreases some quantity	Пульсации давления периодически повторяемое явление, которое по очереди увеличивает и уменьшает некоторую величину	Пульсації тиску періодично повторюване явище, яке по черзі збільшує і зменшує деяку величину

Дата добавления: 2014-11-29