Avtoargon.ru

АвтоАргон
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ЛЕКЦИИ_ЭиР / Лекция 13 (2

ЛЕКЦИИ_ЭиР / Лекция 13 (2.4)

РАСЧЕТ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОРМОУБОРОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ.

Использование мощности двигателя в агрегате. Об использовании мощности двигателя судят по коэффициенту полезного действия трактора (агрегата) ηтр и по степени использования номинальной мощности (загрузки) двигателя

Коэффициент полезного действия трактора определяют как отношение полезно используемой мощности к затраченной. Из баланса мощности [выражение (1.23а)] видно, что при работе трактора полезной (используемой на работу машин) яв­ляется мощность Nт + Nвом, а затрачиваемой — мощность Ne. Следовательно,

Так как Nе=NeТ + NeВ0М, NT/Nет=ηT (тяговый к.п.д. трактора), Nвом/NeВОМ=ηвом (к.п.д. ВОМ) и NeB0м/Ne=Эвом (степень использования мощности двигателя на привод машин — ВОМ), получим после некоторых преобразований следующее выражение:

Частные случаи: а) при работе тягового агрегата NВом = 0, NeT=Ne ,тогда

б) при работе приводного (без тяги) агрегата NT = О и nт = 0; Neвом= Эвом=1, тогда

Условный коэффициент полезного действия трактора. Иногда в расчетах используют так называемый Условный К. п. Д. трактора nтру, представляющий собой отношение полезно используемой мощности к возможной (номинальной) т. е.

Так как , получим

Для тягового агрегата

Где

Для приводного агрегата

Коэффициент полезного действия агрегата. Кроме к.п.д. трактора, следует рассматривать и к.п.д. агрегата nа, понимая его как отношение полезно используемой рабочей машиной (орудием) мощности NM.О к мощности, затраченной двигателем:

к.п.д. рабочей машины (орудия).

Однако не установилось единого мнения, что следует отнести к полезно используемой машиной мощности, поэтому на практи­ке коэффициентом полезного действия агрегата пользуются очень редко.

Расчет производительности агрегата по тяговой мощности трактора и эффективной мощности двигателя. Учитывая приве­денные выше выражения для тягового агрегата:

В случае расчет тягово-приводного агрегата и Приведенных выражениях учитывают не всю мощность двигателя Nен, а лишь идущую на тягу Neнт=Neн -Neвом.

Если принять, что мощность трактора N и время смены Nсм используются полностью, то производительность агрегата которую называют теоретической по мощности трактора (или иначе его работоспособностью), определяют так:

Эта величина несколько отличается (обычно в сторону больших значений) от теоретической производительности агрегата WТ, так как ka не учитывает целостности всех машин (или рабочих органов), принимаемых при комплектовании агрегата, и ступенчатости скоростей трактора.

Степень использования работоспособности агрегата. Степень использования (реализации) теоретических возможностей (рабо­тоспособности) агрегата можно характеризовать следующими тремя показателями:

степенью использования теоретической производительности агрегата:

степенью использования теоретической производительности по мощности трактора:

степенью использования теоретической производительности по мощности двигателя

Эти коэффициенты иногда называют коэффициентами эксплуатации (агрегата, трактора и двигателя).

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ КОМПЛЕКСОВ МАШИН

Производительность вспомогательных и транспортных машин. В составе комплексов различают вспомогательные машины, имеющие и не имеющие «жесткой» связи с основной машиной. В первом случае производительность вспомогательной машины WB рассчитывают, исходя из производительности основной машины Wo и необходимого (применяемого) количества nв вспомогательных машин,

Во втором случае (при отсутствии «жесткой» связи с каж­дой основной машиной) Wв определяют по соотношению числа основных no и вспомогательных nв машин

Ч тобы найти оптимальное количество основных и вспомога­тельных агрегатов, выраженное целым числом, подсчитывают коэффициент характеризующий простои вспомогательных агрегатов, и сравнивают его с нормативным значением kB .

Производительность транспортных средств Wтран (га/ч) определяют по формуле:

где QH — номинальная грузоподъемность транспортного средства, т; kгр коэффициент использования номинальной грузоподъемности; nг — число ездок с грузом; g — урожайность, расход семян, удобрений и т. д., т/га; lг — среднее расстояние транспортирования груза, км; v — среднетехническая скорость транспортной машины, км/ч; tпр — продолжительность погрузочно-разгрузочных работ, ч; t’техн — продолжительность устранения технологических отказов, ч.

В тонно-километрах за 1 ч технологического времени произ­водительность транспортного средства WTк рассчитывают по выражению :

где Qi и lГ — масса (т.) перевезенного груза и среднее расстояние (км) каждой ездки.

Соответственно за 1 ч сменного времени:

Производительность многомашинного агрегата (группы машин) в значительной мере зависит от надежности входящих в его состав машин.

Е сли в порядке первого приближения принять, что время внецикловых простоев по техническим причинам и технологическим отказам Т’техн+ Тпр.н) всего агрегата пропорционально количеству n машин в агрегате или группе и среднему времени этих простоев одной машины tПР, то продолжительность основной работы Тр агрегата или группы, состоящих из n одинаковых машин, определяют следующим образом:

где Tи.з.д — подготовительно-заключительное и дополнительное время, связанное с обслуживанием агрегата.

Производительность агрегата (группы машин) Wa за время смены в зависимости от производительности входящей в агре- машины за 1 ч чистого времени находят следующим об­разом:

Решая на экстремум, установим оптимальное число машин в агрегате n0пт, обеспечивающее максимальную его производительность,

Отношение Тсм/tпр характеризует в определенной мере эксплуатационную надежность (безотказность) машины, и чем она выше, тем при прочих равных условиях в агрегате можно применять большее число машин.

Если в многомашинном агрегате применяют количество машин, отличающееся от nОПТ (даже при большем числе машин), производительность агрегата понижается.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Коэффициент использования производственной мощности

Около 70% всей вырабатываемой в нашей стране электрической энергии потребляется приемниками промышленных предприятий. Приемниками электрической энергии называются аппараты, агрегаты, механизмы, предназначенные для преобразования электрической энергии в другой вид энергии. Мощность, которую получает нагрузка, является продуктом напряжения и электрического тока, скорректированного на коэффициент использования производственной мощности. Последний, так или иначе, связан с количеством фаз.

Читать еще:  Гетц шуршит где двигатель на холодную

Формула расчета коэффициента мощности

Для информации. Электрическая система переменного тока имеет характеристическое линейное или фазное напряжение. В служебных помещениях напряжение фазы составляет 220 В. В заводских цехах линейное напряжение (например, для запуска двигателя насоса) обычно составляет 460 В. Какая-то производственная мощность является «однофазной», какая-то – «трехфазной».

В настоящее время электроснабжение промышленных предприятий ведется на переменном трехфазном напряжении. Линейное и фазное напряжения обычно отличаются друг от друга в любом случае.

Производственная мощность

Центральная аксиома теории цепей заключается в том, что мощность пропорциональна произведению напряжения и тока. Чем больше ток нагрузки, тем большую электрическую мощность она получает. В случае насоса, чем больше тока он потребляет, тем больше жидкости может перекачивать, тем самым повышаются технические показатели, в том числе и производственная мощность.

Проблема, однако, возникает из-за того, что потребителям электроэнергия передается переменным, а не постоянным током. Это приносит некоторые важные преимущества нескольким видам электрических машин, но и имеет некоторые недостатки.

Один из недостатков заключается в том, что ток должен оставаться в фазе с напряжением. Если он отстает от фазы, то мощность для нагрузки будет меньше, чем это следовало бы. Теоретически ток может чередоваться с фазой с аналогичной неэффективностью, но отстающий случай более типичен, поэтому чаще рассматривается случай отставания.

В системе переменного напряжения ток следует также волнообразно, как изменяется напряжение в течение определенного периода времени. Но если ток не достигнет своего пика одномоментно с напряжением, то мощность будет обеспечена в меньшей степени, чем это следовало бы. На картинке для примера показан график тока (красная синусоида) и напряжения (синяя синусоида) для индуктивной нагрузки.

Ток опережает напряжение

Действительно, если ток отстает от напряжения на четверть цикла (всего лишь 1/240 секунды), он не дает никакой реальной мощности вообще. Потребуется довольно интенсивный обзор тригонометрии, чтобы объяснить этот вопрос в тонкой аналитической детализации, но в целом его не так сложно понять, исходя из формул связи и соотношений физических величин.

Взаимосвязь параметров цепи

Мощность, которая фактически потребляется в цепи, называется активной или реальной. Она обозначается P. Ваттметры указывают на активную мощность схемы. Ток в фазе с напряжением создает истинную (активную) мощность. Следовательно, формула для вычисления выглядит так:

Активная мощность производит тепло в нагревателях, крутящий момент в двигателях, свет в лампах и выражается в ваттах или киловаттах. Реактивная составляющая тока (т. е. I*sin φ) при умножении на напряжение цепи приводит к реактивной мощности, которая обозначается Q. Следовательно, данная физическая величина равна:

и выражается она в VAR (реактивных вольт-амперах) или KVAR (реактивных киловольт-амперах). Реактивная мощность не делает никакой полезной работы в цепи: она подается источником в течение первого полупериода и возвращается к источнику в течение следующего полупериода. Именно этот параметр определяет cos φ.

Произведение среднеквадратических значений тока и напряжения называется полной мощностью S, которая измеряется в VA (вольт-амперах) или KVA (кило-вольтамперах) и вычисляется по формуле:

Что такое cos φ

Коэффициент использования мощности

Данный параметр цепи переменного тока определяется всего лишь как косинус углового смещения между напряжением и током. А именно:

  1. В случае чистой резистивной цепи переменный ток находится в фазе с приложенным напряжением, т.е. φ = 0. Поэтому cos φ чистого резистивного контура равен 1;
  2. В случае чистой емкостной или чистой индуктивной схемы ток 90o не в фазе с напряжением цепи, т.е. φ = 90o. Следовательно, cos φ схемы равен нулю.

В случае индуктивных нагрузок (таких, как двигатели, трансформаторы …, все, что имеет обмотки) ток будет отставать от приложенного напряжения. Для емкостных нагрузок (конденсаторов) ток будет опережать приложенное напряжение.

Важно! Коэффициент мощности схемы RLC находится между 0 и 1 и никогда не может быть больше единицы. Практически cos φ всегда проявляется, потому что большая часть используемых нагрузок имеет индуктивный характер. В цепях переменного напряжения энергосистемы cos φ играет довольно значимую роль.

Поскольку мощность цепи определяется соотношением:

P = U* I *cos φ или I = P / (U*cos φ),

то при фиксированной мощности при постоянном напряжении ток увеличивается с уменьшением cos φ.

Важно! Cos φ является важным фактором для выработки электроэнергии, распределения и передачи. Это доля максимально возможной мощности, которую обеспечивает ток из-за задержки напряжения.

Проблемы низкого cos φ

Параметр cos φ очень важен для каждой энергосистемы или компании, поскольку он помогает поддерживать индуктивную нагрузку. При cos φ, меньшим единицы, увеличивается «недостающая» мощность, известная как реактивная. Последняя необходима для обеспечения поля намагничивания, требуемого для двигателей и других индуктивных нагрузок, выполняющих свои функции.

Плохой cos φ обычно является результатом значительной разности фаз между напряжением и током на клеммах нагрузки, или это может быть связано с высоким содержанием гармоник или искаженной формой тока.

Коэффициент мощности:

  • 100% является идеальным и имеет место, когда ток не отстаёт от напряжения;
  • 90% обычно считается приемлемым;
  • 80% применяется в зависимости от приложения;
  • менее 80% обычно накладывает затруднения.
Читать еще:  Что то свистит в двигателе шевроле ланос

Cos φ равен 80%, это означает, что 80% мощности действительно доставлено. Что происходит с другими 20%? Остальные 20% не теряются, остаются в системе. Это небольшая величина, но может повредить подшипникам электродвигателя и генератора. Если нужен cos φ =100%, то для исправления коэффициента набирают 125% требуемого тока, чтобы восполнить разницу.

Можно отметить основные недостатки низкого cos φ в цепи переменного напряжения:

  • проводники должны выдерживать больше тока при одинаковой мощности, поэтому они требуют большей площади поперечного сечения;
  • проводники должны выдерживать больше тока для той же мощности, что увеличивает потери и приводит к низкой эффективности системы;
  • падение напряжения увеличивается, что приводит к плохой регулировке системы.

Проблема с низким cos φ заключается в том, что это заставляет нагрузку натягивать дополнительный ток. Последний требует более тяжелых проводов, которые дорого стоят. Полная мощность увеличивается, это означает, что энергоснабжающая компания должна предоставить больше мощности. Поэтому энергоснабжающая компания выставляет дополнительный счет промышленным потребителям с плохим cos φ.

Кабельная линия с плохим cos φ имеет плохое влияние на проводники, которые становятся горячими, а тепловыделение высоким. Это заставляет энергоснабжающую компанию производить больше электроэнергии, чтобы компенсировать спрос потребителей. Себестоимость электроэнергии будет возрастать, стоимость оборудования также будет увеличиваться. Если есть возможность увеличить cos φ, тогда только можно избежать штрафа и всех этих проблем.

Важно! Некорректированный коэффициент мощности приводит к потерям энергосистемы в системе распределения. По мере увеличения потерь можно столкнуться с падением напряжения. Чрезмерное падение напряжения может вызвать перегрев и преждевременный отказ двигателей или другого индуктивного оборудования. Таким образом, путем повышения cos φ минимизируются падения напряжения. Это позволяет двигателям работать более эффективно, с небольшим увеличением мощности и пускового момента.

Решение проблемы низкого cos φ

Понимание коэффициента мощности очень простое, если осознать природу индуктивности и конденсатора. Коэффициент мощности наблюдается только в индуктивных или емкостных схемах. Что касается производства, то для него обычно корректируется cos φ добавлением конденсаторов.

В интересах уменьшения потерь в распределительной системе добавляется коррекция коэффициента мощности для нейтрализации части тока намагничивания двигателя. Как правило, скорректированный коэффициент мощности будет 0,92-0,95.

Для информации. Для индуктивной нагрузки требуется магнитное поле для работы, и при создании такого магнитного поля ток будет несинфазным с напряжением. Коррекция коэффициента мощности – это процесс компенсации запаздывающего тока путем создания ведущего тока подключением конденсаторов к источнику питания.

Электрооборудование и машины, подключенные к энергосистеме, такие как трансформаторы, переключающие механизмы, генераторы переменного тока, обычно имеют более низкие значения cos φ. Для повышения данного показателя цепи переменного тока конденсатор подключается параллельно цепи. В случае цепи постоянного тока cos φ равен нулю, так как индуктивная и емкостная реактивность равны нулю из-за нулевой частоты.

Предпочтительно использовать коммутируемый конденсаторный блок в системе. Таким образом, коммутируемый конденсаторный блок обычно устанавливается в первичной сети силовой подстанции, что также помогает улучшить мощность всей системы. Банк конденсаторов может автоматически включаться и выключаться в зависимости от состояния различных системных параметров.

Когда коэффициент мощности системы находится ниже заданного значения, банк автоматически включается для улучшения коэффициента мощности. Функция конденсаторной батареи заключается в том, чтобы компенсировать или нейтрализовать реактивную мощность системы.

Коэффициент использования установленной мощности – важнейшая характеристика эффективности работы предприятий электроэнергетики. Любая система с cos φ, близким к 1, считается хорошей или превосходной системой, тогда как любая система с cos φ, близким к 0 (например, 0,2, 0,3, 0,4, 0,5, 0,6), считается плохой системой, за что организация должна заплатить что-то в качестве штрафа в пользу энергоснабжающей компании, потому что это накладывает серьезные издержки на сторону подачи питания.

Зависимость КПД от cos φ

Видео

Оценка реальной требуемой максимальной мощности (кВА)

На практике, отдельные нагрузки не обязательно работают на полной мощности или одновременно. Коэффициенты ku и ks позволяют определить потребности в максимальной и полной мощности, которые реально требуются для определения параметров электроустановки.

Коэффициент максимального использования (ku)
При нормальных рабочих условиях, потребление мощности отдельным потребителем нагрузки иногда меньше, чем номинальная мощность, указанная для данного прибора, и это часто встречаемое явление оправдывает применение коэффициента использования (ku) при оценке реальной потребляемой мощности.
Этот коэффициент должен применяться для каждого отдельного потребителя нагрузки, в особенности для электродвигателей, которые редко работают на полной нагрузке.
В промышленных электроустановках этот фактор можно в среднем принять равным 0,75 для электродвигателей.
Для нагрузки, состоящей из ламп накаливания, этот коэффициент всегда равен 1.
Для цепей с розетками для подключения приборов, значение этих коэффициентов полностью зависит от типов приборов, которые питаются от данной сети.
Коэффициент одновременности (ks)
В реальной практике, потребители нагрузки, установленные в цепи одной электроустановки, никогда не работают одновременно, то есть, всегда присутствует некоторая степень неодновременности, и этот факт учитывается при оценке требуемой мощности, путем использования коэффициента одновременности (ks).
Коэффициент ks применяется к каждой группе нагрузок (например, к группе, питаемой от распределительного щита и нижележащих щитков). Расчет этих коэффициентов является обязанностью проектировщика, так как это требует подробного знания установки и условий эксплуатации отдельных цепей. По этим причинам, невозможно привести точные значения, рекомендуемые для общего применения.

Читать еще:  Высокие обороты двигателя на холостом ходу шевроле круз

Коэффициент одновременности жилого здания
Некоторые типовые значения для этого случая даны в Таб .1, и применимы для бытовых потребителей, питаемых от сети 230/400В (3 фазы, 4
провода). Для потребителей, использующих обогревательные приборы для обогрева помещений, рекомендуется коэффициент 0,8, независимо от числа пользователей.

Число нижележащих потребителейКоэффициент одновременности (ks)
2 — 41
5 — 90.78
10 -140.63
15 -190.53
20 — 240.49
25 — 290.46
30 — 340.44
35 — 390.42
40 — 490.41
50 и более0.40
Таб. 1, Коэффициенты одновременности в жилом многоквартирном доме.

Пример (см. Рис. 1):
Имеется 5-этажный жилой дом с 25 потребителями, каждый из которых имеет 6 кВА установленной мощности.
Общая установленная мощность для здания: 36 + 24 + 30 + 36 + 24 = 150 кВА
Полная мощность, требуемая для здания: 150 × 0.46 = 69 кВА
Из Таб. 1 возможно определить величину токов в различных секциях главного фидера, питающего все этажи. Для вертикально идущих кабелей, при подаче питания снизу, поперечное сечение проводников можно постепенно уменьшать по направлению к более верхним этажам.
Такие изменения в сечении проводов обычно происходят через 3 этажа.
Например, ток, подаваемый в вертикальный кабель питания на уровне земли, равен:

ток, поступающий на третий этаж, равен:

Коэффициент одновременности для распределительных щитов
В Таб. 1 показаны гипотетические значения ks для распределительных щитов, питающих ряд цепей, где отсутствует индикация того, как между ними распределяется общая нагрузка.
Если цепи в основном используются для целей освещения, разумно принять значение коэффициента ks близким к единице.

Число цепейКоэффициент одновременности (ks)
Сборки, протестированные полностью 2 и 30.9
4 и 50.8
6 – 90.7
10 и более0.6
Сборки, протестированные выборочно, в каждом выбранном случае.1.0
Таб. 2, Коэффициент одновременности для распределительных щитов (IEC 60439)

Коэффициент одновременности в зависимости от функции цепи.
Коэффициенты ks, которые можно использовать для цепей, питающих часто встречающиеся нагрузки, даны в Таб. 3.

Коэффициент использования оборудования – формулы для расчета

Коэффициент использования оборудования на производстве – параметр экономического анализа деятельности организации, характеризующий оценку его загруженности.

Коэффициент использования оборудования входит в основную часть системы характеристик использования производственных фондов.

Как рассчитать коэффициент?

Составим пошаговую инструкцию расчёта коэффициента использования оборудования:

  1. Для анализа эффективности необходимо выбрать основное производство и параметры оценки. Например, если речь идет об расчете коэффициента использования рабочих станков, то параметрами оценки могут быть: время их работы, объем изготавливаемой продукции; говоря об использовании автомобилей – количество тонно-километров перевезенного груза.
  2. Далее следует определить плановые показатели рабочего времени оборудования за конкретный (анализируемый) период.
    Рассчитать его можно исходя из режима работы сотрудников, производственного календаря, наличия графиков сменности. Например, плановая загрузка оборудования, работающего ежедневно в две смены за месяц составит 720 часов (30 дней * 24 часа).
  3. Следующим пунктом будет определение фактического времени работы оборудования. Рассчитать его можно исходя из данных, отраженных в табелях учета рабочего времени сотрудников, работающих за этим станком.

Собрав все данные, можно приступать к расчету коэффициента использования оборудования, используя формулу:

КИ = (Фр/С)/Фп, в которой:

Фр – фактическое время работы всех станков предприятия, выраженное в часах;

С – общее количество станков на предприятии, в штуках;

Фп – плановый расчет рабочего времени, в часах.

Рассмотрим пример с конкретными данными: Фр=7 000; С=10; Фп=720. Таким образом, на этом предприятии коэффициент использования оборудования составит 0,97 (7 000/10/720), то есть оборудование было использовано на 97 %, а 3 % — его простой.

Таким же образом рассчитывается коэффициент использования основного средства за любой период, или группы основных средств.

Анализ показателей нагрузки оборудования

Выделяют коэффициент интенсивного использования оборудования и экстенсивной нагрузки.

Показатель интенсивной нагрузки оборудования связан с технологическим процессом и характером производства. Рассчитывается как отношение фактической производительности к нормативной. Нормативная мощность соответствует данным, указанным в техническом паспорте.

Если этот коэффициент меньше единицы, это значит, что оборудование загружено недостаточно; если рассчитанное значение больше единицы – то оборудование работает с перегрузкой.

Однако, если этот факт не влияет негативно на качество производимой продукции и не создает аварийных ситуаций для самого оборудования, то эксплуатация в таких условиях абсолютно допустима.

Показатель экстенсивной нагрузки оборудования — это отношение реального (фактического) времени работы оборудования к режимному времени его работы.

Стоит отметить, что рассчитать этот коэффициент достаточно сложно, так как определить время реальной работы оборудования возможно только, взяв данные из журнала учета рабочего времени персонала. Но, то, что работал сотрудник, не гарантирует работу в это время оборудования.

Коэффициент не отразит уровень загрузки оборудования или качество производимой продукции, — он показывает только сам факт его работы.

Для полного и качественного анализа работы оборудования на предприятии необходимо рассматривать комплекс показателей неотрывно друг от друга.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector