Puterea pentru actionarea masinilor de lucru

Puterea pentru actionarea masinilor de lucru

Consideratiile prezente se refera la puterea de lucru stationara, care determina necesarul de energie si influenteaza dimensionarea masinii de actionare. Deoarece nu se iau in considerare pierderile de energie din procesele tranzitorii nu se poate face verificarea masinii electrice la incalzire.

1. Instalatii de ridicat pentru macarale si ascensoare

Instalatiile de ridicat se utilizeaza pentru ridicarea si coborarea persoanelor si materialelor. Pentru macarale sunt standardizate fortele de ridicare si vitezele. Pentru ascensoare greutatea cabinei goale si aproximativ 50% din sarcina utila sunt echilibrate de o contragreutate. Puterea de actionare se determina cu relatia:

(1.95)

Q_t = Q₀ + Q_u - Q_c

in care:

Q₀ = masa cabinei goale

Q_u = sarcina utila

Q_c = contragreutatea

v = viteza pe verticala

Q_t = sarcina totala

h = randamentul; h

Aplicatia A1.14. Pentru un ascensor de 10 persoane se dau: Q_u = 750 kg; Q₀ = 300 kg; v = 2 m/s; h_T h=0,9. Se cer: masa contragreutatii si puterea de actionare.

Rezolvare:

Q_c = Q₀ + Q_u 0,5 = 300 + 0,5 750 = 675 kg

Q_t = Q₀ + Q_u - Q_c = 300 + 750 - 675 = 375 kg

F_t = Q_t g = 375 9,81 = 3678,75 N

2. Instalatii si mijloace de transport

Pentru de terminarea puterii de actionare pentru vehicule cu viteza mai mica de 60 km/h se tine cont de sarcina transportata. Puterea de tractiune (pe orizontala) se determina cu apasarea normala (sarcina pe verticala) prin considerarea rezistentelor specifice de transport.

(1.96)

in care:

F_R = forta de tractiune;

F_k = greutatea sarcinii de transport;

w_T = rezistenta specifica de transport;

w_i = rezistenta specifica de urcare (in panta) = I ‰ = inclinarea pantei; h = randamentul;

v = viteza de deplasare

Aplicatia A1.15. Un pod rulant de 8 t are masa podului de 2 t si masa pisicii de 3 t si trebuie sa realizeze vitezele: viteza de ridicare: v_H = 30 m/min, viteza pisicii ( caruciorului) v_c = 30 m/min si viteza podului pe sine: v_P = 50 m/min. Se considera randamentele: h_H h_C h_P = 0,7. Sa se determine puterile motoarelor de actionare pentru cele trei deplasari.

Rezolvare

Observatie: Puterea cea mai mare este necesara pentru deplasarea sarcinii pe verticala.

Aplicatia A1.16. Vagonul motor al unui tramvai are masa de 18 10³ kg si sarcina maxima de 150 persoane, iar remorca goala are masa de 15.10³ kg si sarcina maxima de 170 persoane. Sa se determine puterea de actionare la v_max = 45 km/h pe un drum cu inclinarea I = 5 ‰ . Rezistenta specifica de rulare pe sine profilate este: w_T = 10 10^-3, iar randamentul h

Rezolvare:

Q_t = 18 10³ + 150 .75 + 15.10³ + 170 75 = 57 10³ kg

F_R = Q_t g (w_T + w_i ) = 57 10^-3 (10 + 5) 10^-3 9,81 = 8387,55 N

La pornire forta necesara este mai mare. Daca se impune o acceleratie de:

a = 0,5 m/s² , se obtine forta:

F_P= Q_t a = 57 10 ³ 0,5 = 28,5 10³ N

La vehiculele la care pornirea se bazeaza pe aderenta la sine, conditia ca sa nu alunece este:

F_fr > F_R + F_P

In calculul fortei de frecare se iau in considerare numai rotile motoare cu fortele normale de apasare ale fiecareia.

F_fr = m N_R F_NR

Tabelul 1.3. Valorile coeficientului de frecare

In cazul vagonului motor de tramvai tractiunea se realizeaza cu patru roti motoare, iar in masa totala intra vagonul gol si 150 de persoane.

Conditia de aderenta este indeplinita:

86,082 10³ > 8,387 10³ + 28,5 10³ = 36,887 N

Aceasta trebuie indeplinita si atunci cand vagonul motor gol tracteaza o remorca plina.

3. Pompe si ventilatoare

Legile staticii si dinamicii curgerii fluidelor determina puterea masinilor electrice de actionare a masinilor de circulatie ale fluidelor.

(1.96)

cu: Q [m³/s] = debitul de fluid

p [N/m²] = presiunea totala

Pentru pompe:

(1.97)

in care inaltimea de pompare este inaltimea de aspiratie plus inaltimea de refulare: H [m] = H_A + H_R

v [m/s] = viteza de curgere

r [kg/m³] = densitatea

l = rezistenta specifica a conductei la curgere (depinde de coeficientul Reynolds si de rugozitate)

Tabelul Valorile densitatii unor fluide

Pentru ventilatoare:

(1.98)

l, d = lungimea, respectiv diametrul conducteil;

Dp = caderea de presiune in drosale;

h = randamentul (dat in tabelul posterior)

Tabelul 1.6 Randamentul ML

Aplicatia A1.17. O pompa da un debit de apa Q = 0,5 m³/s la inaltimea de H = 30 m pe o conducta cu diametrul d = 0,4 m si lungimea l = 5000 m. Randamentul este de h = 0,85. Care este puterea masinii electrice pentru actionarea pompei?

Rezolvare

Viteza medie a fluidului este: ,

cu sectiunea conductei: :

Din memoratorul inginerului mecanic se extrag coeficientul Reynolds si rezistenta specifica a conductei.

v 4 m/s si d = 0,4 m rezulta R_e = 1,16 10⁶

In cazul conductei netede rezulta l

Presiunea de pompare corespunde unei inaltimi de pompare:

Puterea de actionare este:

P_A P_R

Aplicatia A1.18. O hala trebuie ventilata cu un debit de: Q = 7 m³/s. Dimensiunile conductei sunt: d = 1,0 m, l = 50 m. Pe conducta este montat un cot care produce o cadere de presiune de: Dp = 25 N/m². Cat trebuie sa fie puterea de actionare a ventilatorului daca h

Rezolvare:

Sectiunea conductei este:

Viteza medie a conductei este:

Daca se cunosc viteza (v) si diametrul conductei (D) se poate determina rezistenta specifica a conductei (memoratorul inginerului mecanic) l

Presiunea totala este: