0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Эквивалентная мощность двигателя что это

Эквивалентная доза

Эквивалентная доза
РазмерностьL 2 T −2
Единицы измерения
СИзиверт
Другие единицыбэр

Эквивале́нтная до́за ( E , HT,R ) характеризует биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением.

Эквивалентная доза равна поглощённой дозе в ткани или органе, умноженной на взвешивающий коэффициент [Комм. 1] данного вида излучения (WR) , отражающий способность излучения повреждать ткани организма:

H T , R = W R D R , =D_>,> где H T , R > — эквивалентная доза, W R > — взвешивающий коэффициент излучения. D R > — поглощённая доза.

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения.

H T , R = ∑ R W R D R . =sum _^<>D_>.>

Взвешивающий коэффициент гамма-излучения для биологической ткани по определению принимается равным единице, поэтому эквивалентная доза при облучении гамма-излучением численно равна поглощённой дозе. Взвешивающий коэффициент рентгеновского излучения, бета-частиц и мюонов также принимается равным единице. Согласно рекомендациям МКРЗ, взвешивающий коэффициент протонов и заряженных пионов равен 2, а альфа-частиц, осколков деления и тяжёлых ионов — 20. Взвешивающий коэффициент для нейтронов задан непрерывным спектром и определяется в зависимости от их кинетической энергии En :

  • для En W R = 2 , 5 + 18 , 2 ⋅ exp ⁡ ( − ln 2 ⁡ E n 6 ) , =2<,>5+18<,>2cdot exp left(-E_><6>>right),>
  • для En от 1 до 50 МэВ: W R = 5 , 0 + 17 , 0 ⋅ exp ⁡ ( − ln 2 ⁡ ( 2 E n ) 6 ) , =5<,>0+17<,>0cdot exp left(-(2E_)><6>>right),>
  • для En > 50 МэВ: W R = 2 , 5 + 3 , 25 ⋅ exp ⁡ ( − ln 2 ⁡ ( 0 , 04 ⋅ E n ) 6 ) =2<,>5+3<,>25cdot exp left(-(0<,>04cdot E_)><6>>right)>

(в этих формулах En выражена в МэВ) [2] . Для низкоэнергетичных нейтронов ( En менее 10 кэВ ) WR равен 2,5. Максимальный взвешивающий фактор 20,7 достигается для энергии нейтронов 1 МэВ .

В Международной системе единиц (СИ) эквивалентная доза измеряется (также как и поглощённая доза) в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), то есть эквивалентная и поглощённая дозы имеют одинаковую размерность. Однако единица измерения эквивалентной дозы имеет специальное название — зиверт (Зв, Sv), отличающееся от единицы измерения поглощённой дозы, имеющей название грей [3] [4] .

Используется также внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр (аббревиатура от «биологический эквивалент рентгена», англ. rem (roentgen equivalent man). 1 бэр = 0,01 Зв .

Скорость накопления эквивалентной дозы называется мощностью эквивалентной дозы и измеряется в Зв/с (а также в Зв/час, Зв/год и т. д.). Например, среднемировая мощность эффективной дозы, накапливаемая при облучении от естественных источников на душу населения, равна 2,4 мЗв/год [5] [6] .

Эквивалентная доза не учитывает различную биологическую чувствительность органов и тканей к облучению. Дополнительный учёт этого фактора приводит к более сложной концепции эффективной дозы.

Расчетная работа

Московский Государственный Агроинженерный Университет

Им. В. П. Горячкина

кафедра : «Автоматизированный электропривод в с.х»

Расчетная работа

Выполнила: Петрова Е.А.

факультет ТС в АПК 44 группы

Проверил: Сергованцев А.В.

Для системы трехфазный асинхронный двигатель – рабочая машина (двигатель питается от сети напряжением 380В)

1. По данным нагрузочной диаграммы, используя метод эквивалентных величин, определить необходимую мощность приводного электродвигателя по нагреву. Выбрать по каталогу в качестве приводного электродвигателя четырехполюсный асинхронный двигатель общего назначения серии 4А или двигатель с.-х. назначения.

2. Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя ω=f1(Mдв), определить мощность, потребляемую из сети в номинальном режиме, номинальный и пусковой ток электродвигателя.

3. Рассчитать и построить на том же графике механическую характеристику рабочей машины ω=f2(Mс), приведенную к угловой скорости вращения вала электродвигателя.

Р1, кВтР2, кВтР3, кВтР4, кВтt1, минt2, минt3, минt4, минηперNрмн, об/минМрмн, Н*мJрм, кг*м 2α
0,60,90,01

Эквивалентная по нагреву мощность нагрузки на валу электродвигателя

рассчитывается по выражению:

кВт,

где Рi — мощность на валу электродвигателя в i-й период работы;

ti — продолжительность i-го периода работы, мин;

n – количество периодов нагрузки.

Мощность электродвигателя при его полном охлаждении во время паузы в работе выбирают по каталогу исходя из условия:

,

где Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

рм – коэффициент механической нагрузки.

Коэффициент механической перегрузки рм определяется через коэф. тепловой перегрузки двигателя рт:

;

; .

tр – полная продолжительность работы электродвигателя с переменной нагрузкой, мин;

Тн – постоянная времени нагрева электродвигателя, мин;

Постоянную нагрева Тн принять для ориентировочного выбора мощности электродвигателя по (2), где Тн=20мин.

Анализируя вышенаписанные формулы можно установить, что при tp>90 мин рт ≈1, а следовательно, и рм≈1.

Каталожные параметры двигателя свести в таблицу 1.

Каталожные параметры электродвигателя

Тип электродвигателяРн , кВтIн , АМм *Мп *Мк *соsφηн , %Jдв, кв*м 2In*nн, об/мин
4А132М4УЗ1.72,33,00,8787.50.0047.5

Мм * — кратность минимального вращающего момента электродвигателя по отнашению к номинальному моменту;

Мп * — кратность пускового вращающего момента электродвигателя по отнашению к номинальному моменту;

Мк * — кратность макмимального вращающего момента электродвигателя по отнашению к номинальному моменту;

— номинальное скольжение электродвигателя, соответствующее номинальному вращающему моменту;

— синхронная частота вращения электродвигателя (магнитного поля статора);

— число пар полюсов электродвигателя (ближайшее меньшее целое число);

f = 50Гц – частота тока в электрической сети;

In* — кратность пускового тока

=11*22=242А

где In* — кратность пускового тока.

Механическую характеристику асинхронного электродвигателя ω=f1(Mдв) строят на основании расчета его вращающих моментов для угловых скоростей, соответствующих скольжениям:

Вращающим пусковой момент электродвигателя при S=1 (ω=0) следует определить используя кратность пускового момента М * п, а минимального при S =0,8 – используя кратность минимального момента М * м по выражению:

=71,98*2,3=165,35 Н*м

=71,98*1.7= 122,4 Н*м

=11000/152,81=71,98 Н*м — номинальный вращающий момент электродвигателя;

=3.14*1460=152.81 рад/с — номинальная угловая скорость электродвигателя, (nн – номинальная частота вращения, об/мин)

Остальные вращающие моменты электродвигателя для скольжения от 0 до 0,4 рассчитываются на основании упрощенной формулы Клосса:

Н*м

где =71,98*3,0=215,94 Н*м — максимальный вращающий момент электродвигателя;

— критическое скольжение электродвигателя, соответсвующее максимальному вращающему моменту.

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Данные расчета механической характеристики ω=f1(Mдв) свести в таблицу 2. Переход от скольжения к угловой скорости произвести по формуле:

где 1/с — синхронная угловая скорость вращения вала электродвигателя.

=152,43*(1-0.1)=137,2 об/с

=152,43*(1-0.174)=125,9 об/с

=152,43*(1-0.4)=91,5 об/с

=152,43*(1-0.8)= 30,49 об/с

Данные к построению механической характеристики асинхронного двигателя

SSн=0,030,1Sк=0,1740,40,81,0
ω , 1/сω= 152,43ωн=152,81ωк=137,2ωк=125,991,5ωм=30,49
М, Н*мМ=72,34Мк=248,2Мк=215,94157,9Мм=88,5Мп=73,52

При построении механических характеристик ω=f1(Mдв) значения ω располагают по оси ординат (функция), а значения М – по оси абсцисс (аргумент).

Интерполируя механическую характеристику двигателя в ее пусковой части, следует учесть, что при скольжении S>Sк формула Клосса занижает действительные вращающие моменты. В частности для S=0,4 вращающий момент вычисленный по ней будет несколько занижен.

Для приведения моментов вращения рабочей машины к валу электродвигателя, необходимо использовать следующее соотношение:

,

где =1460/2700= 0,54 — передаточное отношение передачи от электродвигателя к рабочей машине.

Мc – приведенный момент сопротивления, Н*м

С учетом этого выражения приведенный момент статического сопротивления на валу электродвигателя запишется:

Давая ω значения от 0 до ω=ω рассчитывают зависимость ω=f2(Mс). Принять Мрм0 равным 0,2Мрмн, где Мрм0 – момент сопротивления рабочей машины при угловой скорости, равной 0; Мрм0=6,4, следовательно Мрмн=32.

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

Н*м

На основании этих расчетных данных строится кривая ω=f2(Mс) на том же графике, что и механическая характеристика электродвигателя ω=f1(Mдв). Данные расчета механической характеристики ω=f2(Mс) свести в таблицу 3.

Данные к построению механической характеристики рабочей машины относительно вала электродвигателя

Расчёт и выбор электродвигателя производственного механизма методом эквивалентных величин

Страницы работы

Содержание работы

5 Расчёт и выбор электродвигателя производственного

механизма методом эквивалентных величин

Для выбора мощности двигателя по данному методу необходимо иметь график нагрузки, заданный в виде зависимости момента от времени М = ƒ(t), мощности от времени Р =ƒ ( t ) или тока от времени I = ƒ (t).

Имея график зависимости выходной величины электропривода, поступают следующим образом: график разбивается на участки времени t1, t2 и т. д., на которых выходная величина неизменна или изменяется незначительно. В тех случаях, когда выходная величина изменяется интенсивно с целью уменьшения числа временных участков и упрощения расчёта электропривода на данном участке определяется некоторое среднее (эквивалентное) значение выходной величины на данном участке (рисунок 5.1).

Рисунок 5.1 – Пример правильной разбивки графика Р =ƒ ( t ) на

временные участки при интенсивном изменении

Правильно разбитым графиком на временные участки считается такой вариант разбивки, когда площадь участка (участков) нагрузочной диаграммы, лежащего выше среднего значения выходной величины на данном временном промежутке, равна площади участка (участков), лежащего ниже среднего значения выходной величины на данном временном промежутке.

5.1 Расчёт мощности электродвигателя при его работе в режиме S1

5.1.1 Определение мощности электродвигателя методом

эквивалентного тока

После разбивки нагрузочной диаграммы на временные участки определяются численные значения токов на данных участках и определяется эквивалентное значение тока по формуле

IЭКВ = , (5.1)

где I1 – среднее значение тока на первом временном участке, А;

I2 – среднее значение тока на втором временном участке, А;

In – среднее значение тока на n-ом временном участке, А;

t1 — продолжительность времени работы на первом временном участке

при среднем значении тока, равном I1, мин;

t2 – продолжительность времени работы на втором временном участке

при среднем значении тока, равном I2, мин;

tn – продолжительность времени работы на n-ом временном участке

при среднем значении тока, равном In, мин.

По численному значению IЭКВ в каталоге или справочнике выбирают электродвигатель, исходя из условия IН ≥ IЭКВ, где IН – номинальный ток электродвигателя, указанный в каталоге или справочнике.

При выборе типа (модификации, исполнения, степени защиты и т. д.) электродвигателя следует учитывать режим работы, условия эксплуатации, категорию помещения.

В том случае, если в каталоге приведена мощность электродвигателя, а не значение тока, то мощность следует определять по формуле

где UH – значение номинального напряжения питания электродвигателя, В;

IЭКВ – значение эквивалентного тока, А;

ηН – номинальное значение коэффициента полезного действия электро-
двигателя;

cos φ – номинальное значение коэффициента мощности электродви-
гателя.

Мощность, определённая по формуле (5.2), имеет размерность в киловаттах. Численные значения ηН и cosφ для асинхронных трёхфазных электродвигателей с короткозамкнутым ротором для различных типов и модификаций электродвигателей находятся в диапазоне от 0,6 до 0,9.

5.1.2 Определение мощности электродвигателя методом

эквивалентной мощности

В тех случаях, когда нагрузочная диаграмма электропривода представлена зависимостью Р = ƒ ( t ) расчёт эквивалентной мощности производится по формуле

РЭКВ = , (5.3)

где Р1 – среднее значение мощности на первом временном участке, кВт;

Р2 – среднее значение мощности на втором временном участке, кВт;

Рn – среднее значение мощности на n-ом временном участке, кВт;

t1 — продолжительность времени работы на первом временном участке

при среднем значении мощности, равном I1, мин;

t2 – продолжительность времени работы на втором временном участке

при среднем значении мощности, равном I2, мин;

tn – продолжительность времени работы на n-ом временном участке

при среднем значении мощности, равном In, мин.

По численному значению РЭКВ в каталоге или справочнике выбирают электродвигатель, исходя из условия РН ≥ РЭКВ, где РН – номинальная мощность электродвигателя, указанная в каталоге или справочнике.

При выборе типа (модификации, исполнения, степени защиты и т. д.) электродвигателя следует учитывать режим работы, условия эксплуатации, категорию помещения.

5.1.3 Определение мощности электродвигателя методом

эквивалентного момента

В тех случаях, когда нагрузочная диаграмма электропривода представлена зависимостью М = ƒ ( t ) расчёт эквивалентного момента производится по формуле

МЭКВ = , (5.4)

где М1 – среднее значение момента на первом временном участке, Н·м;

М2 – среднее значение момента на втором временном участке, Н·м;

Мn – среднее значение момента на n-ом временном участке, Н·м;

t1 — продолжительность времени работы на первом временном участке

при среднем значении момента, равном I1, мин;

t2 – продолжительность времени работы на втором временном участке

при среднем значении момента, равном I2, мин;

tn – продолжительность времени работы на n-ом временном участке

при среднем значении момента, равном In, мин.

Что такое лошадиная сила

Чему равна 1 лошадиная сила? Если взять любую энциклопедию и посмотреть в ней, что такое лошадиная сила, то мы прочитаем, что это внесистемная единица измерения мощности, которая в России не используется. Хотя на любом сайте дилерских автосалонов мощность двигателя указывается именно в лошадиных силах.

Что же это за единица, чему она равна?

Говоря о лошадиных силах двигателя, большинство из нас представляет простую картину: если взять табун из 80-ти лошадей и автомобиль с мощностью двигателя 80 л.с., то силы их окажутся равными и никто не сможет перетянуть канат.

Если попытаться воссоздать такую ситуацию в реальной жизни, то победит все же табун лошадей, поскольку для того, чтобы двигатель смог развить такую мощность, ему нужно раскрутить коленчатый вал до определенного количества оборотов в минуту. Лошади же рвануться с места и потащат автомобиль за собой, сломав ему таким образом коробку передач.

К тому же нужно понимать, что лошадиная сила — это стандартная единица мощности, тогда как каждая лошадь — индивидуальна и некоторые особи могут быть намного сильнее других.

В оборот лошадиные силы были введены еще в 1789 году. Известный изобретатель Джеймс Уатт хотел продемонстрировать, насколько выгоднее использовать паровые машины, а не лошадей для выполнения работы. Он просто взял и посчитал, сколько энергии тратит лошадь, чтобы с помощью простейшего подъемного механизма — колеса с закрепленными на нем веревками — вытаскивать из шахты бочки с углем или выкачивать воду с помощью насоса.

Оказалось, что одна лошадь может вытаскивать груз весом 75 килограмм со скоростью 1 м/с. Если перевести эту мощность в ватты, то получится, что 1 л.с. составляет 735 ватт. Мощность же современных автомобилей измеряют в киловаттах, соответственно 1 л.с. = 0,74 кВт.

Чтобы убедить владельцев шахты перейти с лошадиной тяги на паровую, Уатт предложил простой способ: измерить, какую работу смогут за день проделать лошади, а потом подключить паровой двигатель и посчитать, скольких лошадей он сможет заменить. Понятно, что паровой двигатель оказался более выгодным, потому что смог заменить определенное количество лошадей. Владельцы шахты поняли, что им дешевле содержать машину, чем целую конюшню со всеми вытекающими последствиями: сено, овес, навоз и так далее.

Стоит также сказать, что Уатт неправильно рассчитал силу одной лошадки. Поднимать вес 75 кг со скоростью 1 м/с способны только очень крепкие животные, кроме того долго работать в таких условиях они не смогут. Хотя есть свидетельства того, что кратковременно одна лошадь может развивать мощность до 9 кВт ( 9/0,74 кВт = 12,16 л.с.).

Виды лошадиных сил

  • Метрическая лошадиная сила равна подъёму 75 кг в секунду на 1 метр. Применяется в Европе
  • Механическая лошадиная сила равна 745.7. очень редко используется как единица измерения в англоязычных странах
  • Электрическая лошадиная сила равна 746 Вт., иногда обозначается табличках электродвигателей.
  • Котловая лошадиная сила равна 1000 кгс·м/с. или 9,8 кВт или 33 475 Btu/час. (единица измерений используется в США)
  • Гидравлическая лошадиная сила равна 745.7 Вт.

Как определяется мощность двигателя

На сегодняшний момент самый простой способ замерить реальную мощность двигателя — с помощью диностенда. Автомобиль загоняют на стенд, надежно его укрепляют, затем водитель разгоняет двигатель до максимальных оборотов и на табло отображается реальная мощность в л.с. Допустимая погрешность — +/- 0,1 л.с. Как свидетельствует практика, часто оказывается, что паспортная мощность не соответствует реальной, а это может говорить о наличии самых различных неисправностей — от некачественного топлива, до падения компрессии в цилиндрах.

Стоит сказать, что в силу того, что лошадиная сила — единица несистемная, в разных странах ее рассчитывают по-разному. В США и Англии, например, одна л.с. составляет 745 Ватт, а не 735 как в России.

Как бы там ни было, но все уже привыкли именно к этой единице измерения, поскольку она удобная и простая. Кроме того л.с. используется при расчете стоимости ОСАГО и КАСКО.

Согласитесь, если вы читаете в характеристиках автомобиля — мощность двигателя 150 л.с. — вам легче сориентироваться, на что он способен. А запись типа 110,33 кВт мало, что скажет. Хотя перевести киловатты в л.с. достаточно просто: 110,33 кВт делим на 0,74 кВт, получаем искомые 150 л.с.

Хотелось бы также напомнить, что само по себе понятие «мощность двигателя» не очень показательное, нужно еще учитывать и другие параметры: максимальный крутящий момент, обороты в минуту, вес автомобиля. Известно, что дизельные двигатели являются низкооборотистыми и максимальная мощность достигается на 1500-2500 об/мин, тогда как бензиновые разгоняются дольше, но на длинных дистанциях показывают лучшие результаты.

голоса
Рейтинг статьи
Читать еще:  Nissan note троит двигатель
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector