Электропривод вентиляционной установки 2 (стр. 1 из 7)
Оглавление
Выбор рационального привода . 5
Технологическая характеристика . 5
Расчет требуемой подачи и давления вентилятора . 6
Выбор вентилятора и подогрев пола
Внутренний диаметр выходного патрубка (типоразмер) 9
Кинематическая характеристика . 11
Механическая характеристика . 12
Инерционная характеристика . 13
Аппаратура управления и защиты .. 15
Автоматизация вентиляционных установок . 15
Защита линии от токов короткого замыкания и перегрузки . 16
Выбор рационального привода
Основная задача проектирование рационального электропривода состоит в том, чтобы наиболее правильно сочетать свойства всех его элементов со свойствами рабочей машины и технологического процесса, выполняемого машинным устройством.
Свойства технологического процесса и рабочей машины, значение которых необходимо для проектирования электропривода, описываются приводными характеристиками машин: технологической, кинематической, энергетической, механической, нагрузочной, инерционной.
Технологическая характеристика
Цель вентиляционной установки ¾ поддержание параметров микроклимата на уровне зоотехнических и санитарно-гигиенических норм. Под микроклиматом в птицеводческом помещении понимается совокупность физических и химических факторов сформировавшейся внутри них воздушной среды. К важнейшим параметрам относятся: температура и относительная влажность воздуха, скорость его движения, его состав, наличие взвешенных частиц. В процессе жизнедеятельности птицы в воздушную среду выделяются избытки тепла, влаги, углекислого газа и других соединений, но в меньших количествах. Эти избытки смешиваясь с воздухом образуют нежелательные или даже вредные концентрации соответствующих веществ. Одновременно с этим вентиляционная установка за счет разности парциальных давлений внутри и снаружи воздуховодов создает вынужденное движение воздуха, в результате которого происходит удаление загрязненного воздуха, одновременно с этим из-за создавшегося разряжения происходит подсос воздуха из существующих не плотностей и специальных вентиляционных просветов. Загрязненный воздух перемещается внутри специальных конструкций ¾ воздуховодов. Таким образом происходит процесс воздухообмена, кратность которого зависит от того на сколько те или иные параметры воздуха в данный момент отличается от заданных нормами. Разность парциальных давлений создается механическим способом ¾ осевым вентилятором (ВО), приводимым во вращение электродвигателем. Электродвигатель защитного обдуваемого исполнения непосредственно соединенный с валом осевого вентилятора. Для изменения кратности воздухообмена необходимо менять скорость вращения вентилятора а, следовательно, и электродвигателя. Изменять скорость вращения можно следующими способами: 1) применение многоскоростного электродвигателя ¾ не рационально т.к. требуется изменять скорость в широких пределах (1:5 по заданию), а это в свою очередь ведет увеличению стоимости двигателя, его габаритов, веса, усложнению монтажа и т.д.; 2) применение двигателя с фазным ротором ¾ тоже; 3) использование разнообразных частотных преобразователей ¾ перспективно, но в настоящий момент очень дорого; 4) изменять напряжение питания двигателя, что воплотить можно как с использованием автотрансформаторов (дорого), так и с помощью тиристорных регуляторов напряжения, ¾ на мой взгляд, оптимальный вариант. Мощность электродвигателя, тип вентилятора, сечение воздуховодов будут определены дальнейшими расчетами.
Рис. №1. Технологическая характеристика
1 ― вентилятор типа ОВ; 2 ― удаляемый воздух; 3 ― направление движения удаляемого воздуха внутри вытяжных каналов; 4 ― вытяжные каналы.
Расчет требуемой подачи и давления вентилятора при подогреве пола.
Тип и количество вентиляторов определяется исходя из необходимой суммарной производительности вентиляционной установки. За расчетную производительность системы вентиляции принимается максимально возможный необходимый расход воздуха по условиям удаления влаги, тепла, углекислоты.
Вентиляционная норма (м 3/ч):
L н = L ж / ( l д – l в),
где L ж ― количество вредных примесей, выделяемых животными м 3/ч (л/ч, г/ч) [Приложение №1]; l д ― допустимое по нормам количество вредных примесей, отн. ед. (л/м 3) [Приложение №2]; l в ― количество вредных примесей в наружном воздухе, отн. ед. (л/м 3)[задание].
По выделению углекислого газа:
L ж = 0,86 л/ч; l д = 2,5 л/м 3(0,25%); l в = 0,3 л/м 3(0,03%); тогда L н = 0,86 / (2,5 – 0,3) = 0, 39 м 3/ч.
По выделению влаги:
L ж = 0,92 г/ч; l д = 75 % (12г/м 3)*; l в = 70 % (10,2г/м 3)*; тогда L н = 0,92 / (12 – 10,2) = 0,51 м 3/ч.
* ― по диаграмме i – d (энтальпия ― влагосодержание) [ Приложение №3 ]
По избытку теплоты в помещении:
,где Q ― количество теплоты выделяемое одной птицей в единицу времени кДж/ч [Приложение №1]; с ― теплоемкость воздуха кДж/(м 3× ° С);
― разность температур воздуха снаружи и внутри помещения ° C (К); k ― коэффициент запаса, учитывающий тепловыделение экскрементов, освещения и другого технологического оборудования.Q = 0,0216 кДж/ч; k = 1,3; с = 1,282 кДж/(м 3× ° C );
= 20 – 21,1 =1,1 ° C тогда 
= 0,02 м 3/ч.Дальнейшие расчеты будем вести по наибольшей полученной норме, т.е. по избытку выделяемой влаги в помещении L ж = 0, 51 м 3/ч.
Подачу вентилятора L определим по вентиляционной норме L н = 0,51 и числу животных k г = 5000 шт. в помещении (м 3\ч):
L = 5000 × 0,51 = 2550 м 3/ч.
Для определения потребной мощности электродвигателя, приводящего в движение вентилятор помимо объемной подачи воздуха необходимо знать требуемое давление воздуха, при котором будет осуществляться его подача (вытяжка). Требуемое давление (Па), в свою очередь, определяется:
Р ТР = 1,05 × (Р Л + Р М + Р Min + Р ВАК),
где 1,05 ― запас на случаи возможного подсоса воздуха из технологических не плотностей в размере 5%; Р Л ― линейные потери в трубопроводе, Па; Р М ― местные потери в трубопроводе, Па; Р Min ― минимально необходимое давление воздуха для поддержания заданной скорости движения (200 Па); Р ВАК ― возможное вакуумметрическое давление внутри животноводческого помещения, Па.
Наметим в качестве материала воздуховода листовую сталь (жесть) как наиболее пластичный и недорогой материал. С учетом этого линейные потери в трубопроводе, Па:
Р Л = 64,8 ×
× L В,где
― скорость движения воздуха в трубопроводе, м/с [Приложение №4], 
― плотность воздуха при температуре Т (минимальная температура внутри помещения, фактически ― рекомендуемая для данного вида животного), кг/м 3; 
― диаметр трубопровода, или, в случае прямоугольного его сечения ― 
Э эквивалентный диаметр, мм; L В ― длина воздуховода, мм.Выбор скорости воздуха внутри воздуховодов обусловлен следующими факторами:
- Высшая скорость движения воздуха соответствует меньшему сечению воздуховодов и как следствие меньшему занимаемому ими объему, меньшей металлоемкости, весу, более простому их креплению и монтажу и в конечном итоге меньшим затратам;
- Высшей скорости движения соответствует высший уровень создаваемого системой вентиляции шума, что неблагоприятно сказывается как на обслуживающем персонале, так и на животных;
- Высокая скорость движения воздуха требует применения эффективных рассредоточивающих воздушный поток насадок, для того чтобы избежать появления высоких ламинарных скоростей внутри помещения (сквозняков), которые в свою очередь вызывают появление разнообразных простудных заболеваний у животных, нередки случаи обезвоживания организма лиц обслуживающего персонала. Рекомендуемая скорость движения воздуха внутри птицеводческих помещений составляет 0,1-1,2 м/с;