Файл: Курсовой проект (направление подготовки 21. 05. 04 Горное дело специализация Горные машины и оборудование).docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 28.04.2024
Просмотров: 30
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
З = (7,8/t)[(AS2L2)]1/3 = (7,8/30)[(3,4*7,523002)]1/3 = 144,63 м3/мин = 2,41 м3/сек
Таким образом, для расчета принимаем максимальное количество воздуха.
Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчета, чтобы скорость воздуха по трубопроводу не превышала υ = 20 м/с
dТР = (4QЗ/πυ)1/2 = (4*3/π * 20)1/2 = 0,43713 м берем 0,6 т.к в ходе решения пришлось увеличить диаметр трубопровода из-за высокого показателя депрессии.
Проверка на допустимую скорость движения вентиляционной струи по выработке:
υВОЗД = QЗ/S > 0,4 м/с
Расстояние от конца трубопровода до забоя должно быть не более
0,4< 4√S, м
Для проветривания необходимо применять брезентовые трубы с длиной звена
lT = 10
Коэффициент аэродинамического сопротивления
а = 0,0046 H c2/м4
Определяется аэродинамическое сопротивление трубопровода по заданному типу труб, их диаметру, длине звеньев, качеству и сборке и полной расчетной длине тру-бопровода Lm = L – l, м.
Lm = 300 – 10 = 290 м.
Rm = 6,45aLm/dТР5= (6,45*0,0046*290)/0,65 = 110,65 H c/м8
Вычисляются коэффициенты потерь (Р) и доставки воздуха (δ)
Р = [1/3kbdТР(Lm/lT)√R + 1]2 = [1/3*0,002*0,6*(290/10)√110,65 + 1]2
Р = 1,26
δ = 1/Р = 1/ 1,26 = 0,79
где kb = 0,002 – коэффициент качества сборки трубопровода.
Определяется подача вентиляторной установки на полную длину трубопровода по уравнению
QВ = PQЗ, м3/с = 1,26*3 = 3,78 м3/с
Рассчитывается максимальная депрессия (Па) для полной расчетной длины тру-бопровода по выражению, если выработка небольшой длины
hMAX = RmQВ2 = 110,65 * 3,782 = 1581,01 Па
Рисунок №2. Графическая характеристика работы
вентилятора ВМ-5М на сеть.
Вывод: необходимая производительность вентилятора ВМ-5М достигается при угле установки лопаток -0’ (град), при этом КПД составляет hв = 0,7 фактическая депрессия 1600 Па.
Потребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчи-тывается по уравнению
nВ = hMAX/hВ1=1581,01/1600
n=0,98
Принимаем n = 1 вентилятор типа ВМ-5М.
Вычерчивается схема сети с указанием числа и типа потребителей сжатого возду-ха во всех пунктах и длины отдельных участков, рис.6 .
Определяют период наибольшей нагрузки пневмосети и расход воздуха на всех ее участках.
Исходные данные:
Длина трубопроводов: АВ = 0,80 км; ВС=1,30 км;СЕ = 0,95 км;CD = 1,1; ВF = 1,00 км; FК = 1,85 км; FJ = 1,75 км.
В пункте К работают 2 пневмоударника типа НКР-100; в пункте J - 5 телеско-пных перфоратора типа ПТ-36; в пункте Е - 4 перфоратора типа ПР-24; в пункте D - 5 погрузочных машин типа ППН-1С.
Рис.6. Схема пневмосети и приемников пневматической энергии
Ф – приемный фильтр; КС – компрессорная станция; МВ – масловодоотделитель; В – воздухосборник; K, J, E, В – пункты потребления пневматической энергии; B, F, С – узлы сети; А – пункт подключения компрессорной станции.
Коэффициент одновременности k0 = 0,85 т.к кол-во потребителей составляет 16 единиц.
Коэффициент утечек kУ = 1,15
Коэффициент увеличения расхода воздуха в следствие износа потребителей:
kп = 1,15
Характеристики потребляемой пневмоэнергии:
Абсолютное давление воздуха на удаленном участке, МПа Рср = 0,6
k = 6
Средняя температура сжатого воздуха, К Т0 = 288 Т = Т0 = 288 К
Принимаем по ГОСТ d CD = 0,194 м
Атмосферное давление, кг/см2 Р0 = 101500
Аэродинамическое сопротивление трубопровода, кг*см2/м4 R = 287
Диаметр трубы на участке CE принимаем равным диаметру на участке CD
d CE = d CD = 0,194 м
10.1 ∆QCD = Q CD – Q D = 63,81 - 61,83 = 1,98
10.2 ∆QCE = Q CE – Q E = 17,45 - 15,74 = 1,68
10.3 QC = QE +Q D + 15,74+61,83+ = 79,4
11.2 QBC = QC + = 79,4 + = 80,24
12. Диаметр трубопровода на участке BC, м
Принимаем по ГОСТ dBC = 0,194 м
13. Давление в точке B, Па
13.1 λ BC = = 0,03434
13.2 GBC = 98,53
13.3 lp.BC = 1,1 * l BC * 1000 = 1,1 * 1,3 * 1000 = 1430 м
13.4 PB =
14.1 PJ = 0,6 * 10 6
15.1 l BJ = l BF + l FJ = 1+ 1,75 = 2,75 км
15.2 δ = 0,16145 МПа/км
16. Потеря давления на участке BF, МПа
16.1 ∆PBF = δ * l BF = 0,16145 *1 = 0,16145 МПа
17. Давление в точке F, МПа
17.1 P F = 0,16145 = 0,8826 МПа
18. Объемный расход воздуха на участке BF, м3/мин
18.1 ∆QFK = Q FK – Q K = 12,99- 9,66 = 3,33
18.2 ∆QFJ = Q FJ – Q J = 28,44 – 25,29 = 3,15
18.3 QBF = QK +Q J + 9,66+25,29+ = 38,19
19. Диаметр труб на участке BF, мм
19.1 РСР = 1022025,44
19.2 dBF = 59,48 мм
Принимаем по ГОСТ dBF= 0,06 м
20. Диаметр труб на участке FJ, мм
20.1 РСР = 1000000,7413
20.2 ∆PFJ = δ * l FJ = 0,16145 *1,75 = 0,2825 МПа
20.3 dFJ = 52,68 мм
Принимаем по ГОСТ dFJ= 0,054 м
ТСР = 293
∆QAB = 3,79503
QAB = QBF + QCD+ 38,19+63,81+
103,897
d AB = 1,1 * =1,1* = 0,1919 м
Принимаем по ГОСТ dAB= 0,194 м
23.1 λ AB = = 0,03434
23.2 GAB = 125,4
23.3 lp.AB = 1,1 * l AB * 1000 = 1,1 * 0,8 * 1000 = 880 м
23.4 PA =
n = 1,28 – 1,32 – показатель политропы сжатия, зависит от интенсивности отвода тепла в процессе сжатия.
n = 1,32
l ПОЛ = *( ( – 1) = *( ( – 1) = 309660
NB = 744,74 кВт
Где ηПОЛ = 0,8 – к.п.д. политропный; ηМ = 0,9 – механический к.п.д
где ηП = 1,0 – к.п.д.; ηД = 0,92 – к.п.д. двигателя.
NC = кВт
Резерв компрессоров принимают из расчета на один – два работающих один резервный; на три – пять работающих – два резервных; на 6 – 12 работающих – три резервных.
Таким образом, принимаем 3 компрессора марки компрессор ВП-100/8, мощностью 530 кВт один из которых резервный.
Удельный расход электроэнергии на выработку 1 м3 воздуха, кВт*ч/м3
e = = 0,129 кВт*ч/м3
E =
4,48*106 кВт*ч/год
где b – 305 число рабочих дней в году; t – время работы компрессорной станции в сутки, ч; k
3 – 0,8 – средний коэффициент загрузки компрессорной станции;
NXX = 84 кВт – мощность холостого хода компрессора; kОХ = 0,02-0,05 – коэффициент, учитывающий расход энергии на подачу охлаждающей воды; kВСП = 0,03 – коэффициент, учитывающий расход энергии на вспомогательные нужды; NB – мощность на валу двигателя, кВт.
ПК-210504.22.130.07.
Таким образом, для расчета принимаем максимальное количество воздуха.
Диаметр вентиляционных труб выбирается из расчета, чтобы скорость воздуха по трубопроводу не превышала υ = 20 м/с
dТР = (4QЗ/πυ)1/2 = (4*3/π * 20)1/2 = 0,43713 м берем 0,6 т.к в ходе решения пришлось увеличить диаметр трубопровода из-за высокого показателя депрессии.
Проверка на допустимую скорость движения вентиляционной струи по выработке:
υВОЗД = QЗ/S > 0,4 м/с
Расстояние от конца трубопровода до забоя должно быть не более
0,4< 4√S, м
Для проветривания необходимо применять брезентовые трубы с длиной звена
lT = 10
Коэффициент аэродинамического сопротивления
а = 0,0046 H c2/м4
Определяется аэродинамическое сопротивление трубопровода по заданному типу труб, их диаметру, длине звеньев, качеству и сборке и полной расчетной длине тру-бопровода Lm = L – l, м.
Lm = 300 – 10 = 290 м.
Rm = 6,45aLm/dТР5= (6,45*0,0046*290)/0,65 = 110,65 H c/м8
Вычисляются коэффициенты потерь (Р) и доставки воздуха (δ)
Р = [1/3kbdТР(Lm/lT)√R + 1]2 = [1/3*0,002*0,6*(290/10)√110,65 + 1]2
Р = 1,26
δ = 1/Р = 1/ 1,26 = 0,79
где kb = 0,002 – коэффициент качества сборки трубопровода.
Определяется подача вентиляторной установки на полную длину трубопровода по уравнению
QВ = PQЗ, м3/с = 1,26*3 = 3,78 м3/с
Рассчитывается максимальная депрессия (Па) для полной расчетной длины тру-бопровода по выражению, если выработка небольшой длины
hMAX = RmQВ2 = 110,65 * 3,782 = 1581,01 Па
Рисунок №2. Графическая характеристика работы
вентилятора ВМ-5М на сеть.
Вывод: необходимая производительность вентилятора ВМ-5М достигается при угле установки лопаток -0’ (град), при этом КПД составляет hв = 0,7 фактическая депрессия 1600 Па.
Потребное количество вентиляторов для проветривания всей выработки рассчи-тывается по уравнению
nВ = hMAX/hВ1=1581,01/1600
n=0,98
Принимаем n = 1 вентилятор типа ВМ-5М.
Расчет пневматической установки горноразведочных работ
Вычерчивается схема сети с указанием числа и типа потребителей сжатого возду-ха во всех пунктах и длины отдельных участков, рис.6 .
Определяют период наибольшей нагрузки пневмосети и расход воздуха на всех ее участках.
Исходные данные:
Длина трубопроводов: АВ = 0,80 км; ВС=1,30 км;СЕ = 0,95 км;CD = 1,1; ВF = 1,00 км; FК = 1,85 км; FJ = 1,75 км.
В пункте К работают 2 пневмоударника типа НКР-100; в пункте J - 5 телеско-пных перфоратора типа ПТ-36; в пункте Е - 4 перфоратора типа ПР-24; в пункте D - 5 погрузочных машин типа ППН-1С.
Рис.6. Схема пневмосети и приемников пневматической энергии
Ф – приемный фильтр; КС – компрессорная станция; МВ – масловодоотделитель; В – воздухосборник; K, J, E, В – пункты потребления пневматической энергии; B, F, С – узлы сети; А – пункт подключения компрессорной станции.
Коэффициент одновременности k0 = 0,85 т.к кол-во потребителей составляет 16 единиц.
Коэффициент утечек kУ = 1,15
Коэффициент увеличения расхода воздуха в следствие износа потребителей:
kп = 1,15
Характеристики потребляемой пневмоэнергии:
-
погрузочная машина ППН-1С (Рn = 0,6 МПа, q = 11 м3/мин); -
телескопный перфоратор ПТ-36 (Рn = 0,6 МПа, q = 4,5 м3/мин); -
ручной перфоратор ПР-24 (Рn =0,6 МПа, q = 3,5 м3/мин); -
погружной пневмоударник НКР-100 (Рn =0,6 МПа, q = 4,3 м3/мин).
Абсолютное давление воздуха на удаленном участке, МПа Рср = 0,6
k = 6
-
Определяем объемные расходы на концевых участках трубопровода по формуле, м3/мин:-
QK = ky*qНКР*nK*k0*kп = 1,15 * 4,3 * 2 * 0,85 * 1,15 = 9,66 -
QD = ky*qППН*nD*k0*kп = 1,15 * 11 *5 * 0,85 * 1,15 = 61,83 -
QJ = ky*qПТ*nJ*k0*kп = 1,15 * 4,5 * 5 * 0,85 * 1,15 = 25,29 -
QE = ky*qПР*nE*k0*kп = 1,15 * 3,5 * 4 * 0,85 * 1,15 = 15,74
-
-
Определяем объемный расход воздуха по участкам, м3/мин:-
QCD = QD + =61,83 + = 63,81 -
QCE = QE + = 15,74 + = 17,45 -
QFK = QK + = 9,66 + = 12,99 -
QFJ = QJ + = 25,29+ = 28,44 -
-
-
Определяем диаметр трубопровода на участке CD, мм
Средняя температура сжатого воздуха, К Т0 = 288 Т = Т0 = 288 К
-
d CD = 1,1 * = 1,1 * = 192,511 мм
Принимаем по ГОСТ d CD = 0,194 м
-
Определяем массовый расход воздуха по участкам, кг/мин
Атмосферное давление, кг/см2 Р0 = 101500
Аэродинамическое сопротивление трубопровода, кг*см2/м4 R = 287
-
GCD = 78,36 -
GCE = 21,42 -
GFK = 15,95 -
GFJ = 34,92
-
Коэффициент сопротивления трубопровода.-
λCD =
-
-
Расчетная длина участка, м-
lp.CD = 1,1 * l CD * 1000 = 1,1 * 1,1 * 1000 = 1210 м
-
-
Абсолютное давление в точке С, Па-
PD = P CP * 106 = 6 * 105 -
PC = =
-
-
Потери давления на участке CD, МПа-
∆PCD = = 0,19 МПа
-
Диаметр трубы на участке CE принимаем равным диаметру на участке CD
d CE = d CD = 0,194 м
-
Давление в точке Е, Па-
λCE = = -
lp.CE = 1,1 * l CE * 1000 = 1,1 * 0,95 * 1000 = 1045 м -
PE =
-
-
Общий расход воздуха через узловой пункт С, м3/мин
10.1 ∆QCD = Q CD – Q D = 63,81 - 61,83 = 1,98
10.2 ∆QCE = Q CE – Q E = 17,45 - 15,74 = 1,68
10.3 QC = QE +Q D + 15,74+61,83+ = 79,4
-
Общий расход воздуха через участок BC, м3/мин
11.2 QBC = QC + = 79,4 + = 80,24
12. Диаметр трубопровода на участке BC, м
-
∆PBC = PC = -
dBC=1,1 * = 1,1 * = 0,18806 м
Принимаем по ГОСТ dBC = 0,194 м
13. Давление в точке B, Па
13.1 λ BC = = 0,03434
13.2 GBC = 98,53
13.3 lp.BC = 1,1 * l BC * 1000 = 1,1 * 1,3 * 1000 = 1430 м
13.4 PB =
-
Потеря давления на участке BJ, МПа
14.1 PJ = 0,6 * 10 6
-
∆PBJ = = 0,444 МПа
-
Удельная потеря давления на этих участках, МПа/км
15.1 l BJ = l BF + l FJ = 1+ 1,75 = 2,75 км
15.2 δ = 0,16145 МПа/км
16. Потеря давления на участке BF, МПа
16.1 ∆PBF = δ * l BF = 0,16145 *1 = 0,16145 МПа
17. Давление в точке F, МПа
17.1 P F = 0,16145 = 0,8826 МПа
18. Объемный расход воздуха на участке BF, м3/мин
18.1 ∆QFK = Q FK – Q K = 12,99- 9,66 = 3,33
18.2 ∆QFJ = Q FJ – Q J = 28,44 – 25,29 = 3,15
18.3 QBF = QK +Q J + 9,66+25,29+ = 38,19
19. Диаметр труб на участке BF, мм
19.1 РСР = 1022025,44
19.2 dBF = 59,48 мм
Принимаем по ГОСТ dBF= 0,06 м
20. Диаметр труб на участке FJ, мм
20.1 РСР = 1000000,7413
20.2 ∆PFJ = δ * l FJ = 0,16145 *1,75 = 0,2825 МПа
20.3 dFJ = 52,68 мм
Принимаем по ГОСТ dFJ= 0,054 м
-
На участке KF принимаем диаметр трубы того же размера, что для участка d KF = d FJ = 0,054 м
-
Диаметр трубопровода на участке АB
ТСР = 293
∆QAB = 3,79503
QAB = QBF + QCD+ 38,19+63,81+
103,897
d AB = 1,1 * =1,1* = 0,1919 м
Принимаем по ГОСТ dAB= 0,194 м
-
Давление в точке A, Па
23.1 λ AB = = 0,03434
23.2 GAB = 125,4
23.3 lp.AB = 1,1 * l AB * 1000 = 1,1 * 0,8 * 1000 = 880 м
23.4 PA =
-
Удельная энергоемкость сжатия, кДж/м3
n = 1,28 – 1,32 – показатель политропы сжатия, зависит от интенсивности отвода тепла в процессе сжатия.
n = 1,32
l ПОЛ = *( ( – 1) = *( ( – 1) = 309660
-
Мощность на валу компрессора, кВт
NB = 744,74 кВт
Где ηПОЛ = 0,8 – к.п.д. политропный; ηМ = 0,9 – механический к.п.д
-
Мощность, потребляемая из сети, кВт
где ηП = 1,0 – к.п.д.; ηД = 0,92 – к.п.д. двигателя.
NC = кВт
Резерв компрессоров принимают из расчета на один – два работающих один резервный; на три – пять работающих – два резервных; на 6 – 12 работающих – три резервных.
Таким образом, принимаем 3 компрессора марки компрессор ВП-100/8, мощностью 530 кВт один из которых резервный.
Удельный расход электроэнергии на выработку 1 м3 воздуха, кВт*ч/м3
e = = 0,129 кВт*ч/м3
-
Годовой расход электроэнергии приводами компрессорной станции, кВт*ч/год
E =
4,48*106 кВт*ч/год
где b – 305 число рабочих дней в году; t – время работы компрессорной станции в сутки, ч; k
3 – 0,8 – средний коэффициент загрузки компрессорной станции;
NXX = 84 кВт – мощность холостого хода компрессора; kОХ = 0,02-0,05 – коэффициент, учитывающий расход энергии на подачу охлаждающей воды; kВСП = 0,03 – коэффициент, учитывающий расход энергии на вспомогательные нужды; NB – мощность на валу двигателя, кВт.
Список литературы:
-
Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стационарные машины и установки. – М.: МГГУ, 2004. – 328 с. -
Алексеев В.В. Стационарные машины. М., Недра, 1989. 484с. -
Алексеев В.В., Брюховецкий О.С. Горная механика. М., Недра, 1995, 413с. -
Алексеев В.В., Шевырев Ю.В., Акимов В.Д. Основы автоматики и автоматизация горных и геологоразведочных работ. М, Недра, 1998, 454 с. -
Борохович А.И., Гусев В.В. Стационарные машины и установки на открытых горных разработках. М., Недра, 1969. -
Гланц А.А., Алексеев В.В. Справочник механика геологоразведочных работ. М., Недра, 1987. -
Гейер В.Г., Тимошенко Г.М. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки. М., Недра, 1987.
ПК-210504.22.130.07.