Обоснование и выбор автоматизированного электропривода узла выделения ортоксилола

Для построения напорной характеристики насоса Н-8 получим уравнение

(6)

где А, B и С – постоянные коэффициенты, которые зависят от типа насоса.

При n = n_ном = 2928 об/мин из (6) получим уравнение

(7)

Выполним аппроксимацию рабочего участка напорной характеристики по трём точкам. Получим систему уравнений

Решив систему, получим , , .

Уравнение (7) примет вид

(8)

Проведем проверку уравнения при и

Уравнение верно, следовательно, коэффициенты найдены правильно.

На рисунке 2 изображена напорная характеристика центробежного насоса Н-8 и отмечено 5 точек рабочего режима: G_н, 0,9· G_н, 0,8· G_н, 0,7· G_н, 0,6· G_н.

Статический напор

Таблица 6 – Технические данные выбранных электродвигателей

Позиция	Тип двигателя	Рном, кВт	U, B	n1, об/мин	sном, %	η, %	cosφ				Момент инерции, кг·м2	Масса, кг
Н-8, Н-8 а	АИМ160S2				2,6	89,5	0,88	6,5	2,1	2,4	0,044	–
Н-16, Н-16 а	АИМ80В2	2,2					0,91		2,3	2,5	0,00234	–
Н-17, Н-17 а	АИМР200М2					92,5	0,9	6,9	2,4	2,8	0,17
Н-19, Н-19 а	АИМ80A2	1,5					0,90		2,3	2,5	0,00171	–
Н-20, Н-20 а	АИМ160S2				2,6	89,5	0,88	6,5	2,1	2,4	0,044	–
Н-21, Н-21 а	АИМ71В2	1,1					0,87	5,3	2,6	2,7	0,0011	–
Н-22	АИМ160М2	18,5			2,6	90,5	0,88		2,5	2,8	0,051	–
Н-23, Н-23 а	АИМ160М2	18,5			2,6	90,5	0,88		2,5	2,8	0,051	–
ВХК-1/1,2	ВАСО2-55-24У1				1,6		0,66		0,8	2,4	–	–
ВХК-2	ВАСО2-55-24У1				1,6		0,66		0,8	2,4	–	–
ВХ-1	ВАСО37-14У1			428,7	1,7	90,5	0,8	5,5		2,3	11,3	–

Рисунок 2 – Напорная характеристика центробежного насоса Н-8

Таблица 7 – Расчетные данные

G, м3/ч	R, Па/м6·ч2
0,175	0,243	0,338	0,475	0,685
H, м вод. ст.
	30,7	30,97	31,35	31,90	32,74
	32,8	33,89	35,41	37,61	40,96
	36,3	38,76	42,17	47,11	54,66
	41,2	45,57	51,64	60,42	73,84
	47,5	54,33	63,81	77,53	98,5
	55,2	65,04	78,69	98,44	128,64
	64,3	77,69	96,27	123,16	164,26
	74,8	92,29	116,56	151,68
	86,7	108,84	139,55
		127,33

Для каждой выбранной точки определяем гидравлическое сопротивление R из уравнения

(9)

Найдем значения напора для разных значений гидравлического сопротивления и производительности. Данные расчетов заносим в таблицу 7.

Определяем расчёт мощности для каждой точки на графике по формуле 1.

Находим разность мощностей

(10)

где P_1n – мощность в точке А_1n, кВт;

P_n1 – мощность в точке А_n1, кВт.

Определяем относительное изменение мощности

(11)

где P_1н – мощность, потребляемая из сети в номинальном режиме, кВт.

Рисунок 3 – Напорные характеристики

По значениям таблицы 7 построен график, изображенный на рисунке 3.

Точки A_1n (A₁₁, А₁₂, А₁₃, А₁₄, А₁₅) – точки на напорной характеристике центробежного насоса при различных значениях производительности.

Точки А_n1 (А₁₁, А₂₁, А₃₁, А₄₁, А₅₁) – точки на характеристике насоса при номинальном значении гидравлического сопротивления при различных значениях производительности.

Рассчитываем мощность, потребляемую из сети в номинальном режиме

(12)

где P_н – номинальная мощность двигателя, кВт;

η_дв – коэффициент полезного действия двигателя.

Подставив числовые значения в формулу (12), получим

Расчетные данные занесем в таблицу 8.

Расчёты показывают, что при уменьшении производительности насоса на 90 %, 80 %, 70 % и 60 % потери мощности в регулируемом электроприводе так же уменьшаются на 9,4 %, 15,7 %, 19,4 % и 20,7 % соответственно.

Таблица 8 – Расчетные данные