Ключников В.В. Проектирование систем управления технологическими процессами и аппаратами пищевых производств

Подождите немного. Документ загружается.

101

Таблица 5.3.4 – Селективные автоматы переменного тока серии А3700С

с полупроводниковыми расцепителями на напряжение 380 В

Марка

НОМ

базо-

вый, А

Калибруемые значения

номинального рабочего

тока полупроводнико-

вого расцепителя, А

Уставка электро-

магнитного расце-

пителя, А

Предельная

коммутационная

способность, кА

32 20;25;32;40 1600 18

63 40;50;63;80 1600 36

А3714Б

125 80;100;125;160 1600 75

А3724Б 200 160;200;250 2500 80

А3734С 200 160;200;250 - 50

А3734С 320 250;320;400 - 50

А3734Б 320 250;320;400 4000 100

А3744Б 500 400;500;630 6300 100

А3744С 320 250;320;400 - 60

А3744С 500 400;500;630 - 60

Таблица 5.3.5 – Автоматы серии АЕ20 на напряжение 380 В

Марка

Номинальный

ток выключа-

теля, А

Номинальный ток

расцепителя, А

Предельно от-

ключаемый ток

КЗ, кА (дейст-

вующее значе-

ние при 380 В)

Вид

расцепителя

0,3;0,6;0,8;1,0 4,0 К

1,25;1,6 0,7 Эм

16 2,0;2,5;3,15;4,5;6,3 1,0 К

16 8;10;12,5;16 2,0 К или Эм

25 0,6;0,8;1;1,25;1,5 5,0 К

АЕ2020

2;2,5;3,15;4,5;6,3;

8;10;12,5

1,5 К

0,6;08;1;1,25;1,6;

2;2,5;3,15;4

0,8 Эм

25 5;6,3;8;10;12,5 1,5 Эм

16;20;25 4,5 Эм

АЕ2030

16;20;25 3,0 К

63 10;12,5 2,0 К или Эм

63 16;20;25 3,0 К или Эм

АЕ2040

63 31,5;40;50;63 6,0 К или Эм

100 16;20;25 3,0 К или Эм

100 31,5;40 6,0 К или Эм

АЕ2050

100 50;63;80;100 9,0 К или Эм

Примечания. 1. Уставка тока срабатывания электромагнитного расцепителя (ток от-

сечки) равна 12 I

. 2. Вид расцепителя: К – комбинированный; Эм – электромагнитный.

102

Таблица 5.3.6 – Номинальные токи и отключающая способность предохранителей ПН2

, А

Марка

предохранителя плавкой вставки

откл

при U=380 В, кА

ПН2-100 100 30;40;50;60;80;100 100

ПН2-250 250 80;100;120;150;200;250

100

ПН2-400 400 200;250;300;350;400 40

ПН2-600 600 300;400;500;600 25

Таблица 5.3.7 – Магнитные пускатели

Показатели ПМЕ ПАЕ ПМА ПМЛ ПТ;ПТК

Номинальное на-

пряжение, В

36…500 380…500 380…660 380…660 380

Мощность вклю-

чаемого потреби-

теля, кВт, при

=380 В

1,1…10 17…75 11…75 4…110 50

Ток включаемого

потребителя, А,

при U

=380 В

3…25 40…146 25…160 10…200 100

Исполнение:

открытое + + + + +

защищенное + + + + +

брызгонепроцаемое

+ - - - +

Тепловое реле

ТРН-10;

ТРН-25

ТРН-40;

ТРП

ТРН-25;

ТРН-40

РТЛ -

Реверсивное

исполнение

+ + + + +

Примечание. “+” – могут выпускать в открытом, защищенном или брызгозащищён-

ном исполнении; “-“ – в донном исполнении не выпускается.

Структура условного обозначения пускателя ПМЛ-Х

– величина пускателя по току (1-10 А; 2-25 А; 3-40 А; 4-63 А; 5-80 А; 6-125 А;

7-200 А);

– исполнение по назначению и наличию теплового реле (1 – нереверсивный без те-

плового реле; 2 – нереверсивный с тепловым реле; 5 – реверсивный без теплового реле; 6 –

реверсивный с тепловым реле; 7 – пускатель звезда-треугольник);

– исполнение по степени защиты и наличию кнопок (1 – IP54 без кнопок; 2 – IP54 с

кнопками “Пуск” и “Стоп”; 3- IP54 с кнопками “Пуск” и “Стоп” с сигнальной лампой).

5.3.4 Пример решения и варианты заданий

Задание. Рассчитать сечение кабеля с резиновой изоляцией и медными жилами дли-

ной 10 м для питания ленточной нории с производительностью 100 кг/с. Высота нории со-

ставляет 15 м. Провод принять один трехжильный, проложенный в трубе с шестью провода-

ми.

1. Для определения сечения кабеля необходимо рассчитать мощность двигателя по

формуле 6 таблицы 5.1.2.

кВтP 23,5

975,0

151000034,0

⋅

;

103

2. Расчетной мощности подбирается стандартный двигатель с мощностью 5,5 кВт. Его

характеристики приведены в таблице 5.3.8.

Таблица 5.3.8 – Характеристики двигателя

Электродвигатель

Наименование

тип I

cosφ мощность, кВт КПД, %

Нория ленточная RA132S4 11 0,85 5,5 85

Определяется расчетный ток по формуле (

5.3.1

)

1,7

3803975,085,085,0

10005,56,0

⋅⋅⋅⋅

⋅

А.

4. Сечение кабеля определяется из таблицы (5.3.1):

Для ленточной нории выбираем сечение жилы – 2,5 мм

Расчет кабеля на потерю напряжения по формулам (5.3.3), (5.3.4), (5.3.5):

07,0

5,2

0175,0

=⋅=R

Ом,

715,0

85,0380

100007,06,05,5

⋅

=∆U

В,

%188,0100

380

715,0

% =⋅=∆U

5. Ток уставки теплового расцепителя определяется по формуле (5.3.7):

2,13112,1 =⋅=

тр

I А

6. Ток срабатывания электромагнитного

расцепителя определяется по формуле (5.3.8):

4,922,137 =⋅=

эмр

I А

7. По номинальному значению тока уставки теплового расцепителя и электромагнит-

ного расцепителя выбирается автомат АП50 с номинальным током расцепителя 16А, с пре-

делом регулирования от 10 до 16А и током КЗ до 2000А. С применением только теплового

расцепителя с током КЗ, равным 600А.

Магнитный пускатель выбирается из таблицы 5.3.7 ПМЕ с управляемым двигателем

мощностью от 1,1 до 10 кВт.

8. Ток плавкой вставки для двигателя с короткозамкнутым ротором определяется по

формуле (5.3.14).

8,30

5,2

пл

I А.

104

Задание. Рассчитать сечение, выбрать кабель и пускорегулирующую аппаратуру.

Таблица 5.3.8 – Варианты заданий

Варианты

заданий

Параметры электродвигателя Длина

кабеля, м

Материал

жил кабеля

Условия прокладки

кабеля

Изолирующий

материал

1 P

=1,1 кВт; η=77 %; соsφ=0,86; I

=2А; I

=5,2. 20 медь Открытая прокладка резина

2 P

=1,5 кВт; η=79 %; соsφ=0,87; I

=3А; I

=6,5. 50 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

3 P

=2,2 кВт; η=82 %; соsφ=0,87; I

=4А; I

=6,5. 100 медь Открытая прокладка резина

4 P

=3 кВт; η=83 %; соsφ=0,86; I

=6А; I

=7. 35 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

5 P

=4 кВт; η=84 %; соsφ=0,87; I

=9А; I

=6,8. 21,7 медь Открытая прокладка резина

6 P

=5,5 кВт; η=89 %; соsφ=0,89; I

=11А; I

=6,5. 75 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

7 P

=7,5 кВт; η=89 %; соsφ=0,89; I

=15А; I

=7. 66,6 медь Открытая прокладка резина

8 P

=11 кВт; η=87,5 %; соsφ=0,89; I

=22А; I

=6,8. 29,9 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

=15 кВт; η=90 %; соsφ=0,86; I

=29А; I

=7,5. 38 медь Открытая прокладка резина

10 P

=30 кВт; η=91 %; соsφ=0,86; I

=59А; I

=7,7. 10 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

Параметры технологического оборудования

11 Нория: Q=6000 кг/ч; h=15м. 38 медь Открытая прокладка резина

12 Нория: Q=8000 кг/ч; h=24м. 60 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

Центробежный вентилятор: Q=2,5 м

/с; H=0,1МПа; η

=68

70 медь Открытая прокладка резина

Центробежный насос: Q=0,4 м

/с; H=1МПа; η

=75

%;λ=1200кг/м

16 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

Горизонтальный ленточный транспортер: Q=500 кг/ч;

=25м.

25 медь Открытая прокладка резина

16 Винтовой конвейер: Q=0,5 м

/с; L

=5м; h=1м. 34 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

Молотковая дробилка: D=1,5м; L

=2м; n=3000 об/мин;

γ=1,3кг/м

61 медь Открытая прокладка резина

Наклонный ленточный конвейер: L

=35м; h=0,5м;

=30м; ν=0,5м/с; Q=156 т/ч

62 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

19 Скребковый транспортер: Q=0,3 м

/с; L

=10м. 42 медь Открытая прокладка резина

20 Винтовой конвейер: Q=0,1 м

/с; L

=16м; 44 алюминий Прокладка в траншее

полихлорвинил

104

105

5.4 Расчет осветительной сети

Нормы освещенности при проектировании устанавливаются по отраслевым норма-

тивным документам, а при их отсутствии в соответствии с требованиями СНиП.

Для зерноперерабатывающих предприятий эти нормы приведены в таблице (5.4.1):

Таблица 5.4.1 – Нормы освещенности

Освещенность, лк, при лампах Помещение Разряд зрительной

работы

накаливания газоразрядных

Элеваторы

Этажи головок норий, сепараторов VIIIа 30 75

Весовой этаж VI 50 100

Остальные этажи рабочего здания,

над- и подсилосный этажи, приемные

устройства, галереи, сушилка

VIIIб 20 50

Цех отходов VIIIб 20 50

Мукомольные и крупяные заводы

Выбойное отделение VI 50 100

Помещение фасовочных автоматов

в мелкую тару

Vа 150 200

Остальные помещения размольных,

шелушильных и зерноочистительных

отделений

VI 100 150

Помещения для починки мешков Vб 100 150

Склады готовой продукции VIIIб 20 50

Комбикормовые заводы

Этажи головок весов многокомпо-

нентных дозаторов

Vа 100 200

Остальные этажи производственных

корпусов

VIIIа 30 75

Склады сырья и готовой продукции VIIIб 20 50

Авто- и железнодорожные весы Vа 100 200

Механизированные склады зерна VIIIв 20 -

В соответствии с требованиями СНиП производится выбор осветительных приборов

(ламп), рассчитывается их количество и потребляемая мощность.

В практике расчетов осветительной сети используют два метода: метод коэффициента

использования светового потока и упрощенный метод удельной мощности.

5.4.1 Расчет освещения по методу коэффициента

использования светового потока

Данный метод устанавливает связь между световым потоком источников света и

средней освещенностью горизонтальной поверхности. Он пригоден для расчета общего рав-

номерного освещения светильниками прямого света, когда можно приближенно учесть гра-

ницу между средним и минимальным значением освещенности.

Задачей расчета является определение мощности и количество ламп, необходимых

для создания заданной освещенности.

Сущность расчета освещения по методу коэффициента использования светового по-

тока заключается в следующем. Допустим, для освещения помещения площадью S при за-

данной средней освещенности Е

ср.

необходимо установить N ламп. Суммарный световой по-

ток F

∑

, необходимый для этих целей, с учетом коэффициента запаса К, равен

∑

КЕ

ср.

S, (5.4.1)

где К – коэффициент запаса, учитывающий потери светового потока от запыления (принима-

ется равным 1,2…1,5)

106

Поскольку в помещении устанавливается N ламп и каждая из них создает световой

поток F, то общий поток всех ламп может быть определен из формулы

∑

NF. (5.4.2)

Однако не весь световой поток, рассчитанный по формуле (5.4.2), оказывается полез-

ным, вследствие того, что часть его теряется в светильниках, на стенах и на потолке помеще-

ния.

Использование светового потока может быть оценено коэффициентом использования

, под которым понимается отношение полезного светового потока к полному световому

потоку. С учетом чего суммарный полезный световой поток ламп может быть определен по

формуле

F FN

⋅

∑

. (5.4.3)

Приравнивая суммарный полезный поток (5.4.1) к световому потоку, необходимому

для создания заданной освещенности (5.4.3), получим выражение для светового потока од-

ной лампы:

KES

= . (5.4.4)

При расчете освещение обычно нормируется не по средней, а по минимальной осве-

щенности в наиболее темной точке.

Разница между минимальной Е

min

и средней Е

ср

освещенностью характеризуется ко-

эффициентом минимальной освещенности, который определяется как отношение

Z=Е

ср

/Е

min

. (5.4.5)

При расчетах можно принимать значение коэффициента Z=1,15.

С учетом (5.4.4) выражение для светового потока одной лампы (5.4.3) равно

SKZE

min

= . (5.4.6)

После определения необходимого для заданных условий светового потока каждой

лампы подбирают наиболее подходящую стандартную лампу.

Входящее в выражение (5.4.6) значение коэффициента минимальной освещенности

при расчетах может быть определено в зависимости от расстояния между лампами L и высо-

те подвеса светильников над рабочей поверхностью H

. В таблице 5.4.2 представлены значе-

ния этого коэффициента для наиболее употребительных типов светильников.

Расчет освещения по методу коэффициента использования светового потока связан с

необходимостью определения самого коэффициента использования.

Коэффициент использования

зависит не только от характера светораспределения

светильника и его КПД, но также и от площади освещаемого помещения, его высоты над ра-

бочей поверхностью и отражательной способностью стен и потолка.

Влияние геометрических размеров помещения на коэффициент использования учиты-

вается показателем, который называется индексом или показателем помещения. Показатель

помещения определяется в зависимости от площади помещения и его полупериметра по

формуле:

)( baH

, (5.4.7)

где S – площадь помещения, м

;

а – длина помещения, м;

b – ширина помещения, м;

– высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Коэффициент использования в значительной мере зависит от отражательной способ-

ности стен и потолков освещаемого помещения, которая, в свою очередь, зависит от цвета

окраски поверхностей.

107

Таблица 5.4.2 – Значение коэффициентов минимальной освещенности

Значение коэффициента Z Тип светильника

Обеспечивающее

наибольшую

равномерность

Для экономически

обоснованного

размещения

светильников

Отношения L/H

, обес-

печивающее

наибольшую

равномерность

«Глубокоизлучатель»

зеркальный

0,8 0,75 0,8

«Глубокоизлучатель»

эмалированный

0,9 0,83 1,5

«Универсаль» без затенителя 0,85 0,18 1,5

Водопыленепроницаемый

светильник

0,85 0,83 1,65

«Шар молочного стекла» 0,87 0,85 2,1

«Люцетта» цельного стекла 0,83 0,83 1,4

В таблице 5.4.3 даны коэффициенты отражения стен и потолков в процентах (

% и

ст

%) в зависимости от цвета окраски. При отсутствии данных об окраске помещения обыч-

но принимают для потолка

=50 %, для стен

ст

=30 %.

В таблице 5.4.4 приведены коэффициенты использования светового потока для ряда

светильников в зависимости от индекса помещения.

Таблица 5.4.3 – Коэффициенты отражения стен и потолков

Коэффициент отражения Характер окраски стен

(потолков) помещения

Стен

ст

, %

Потолков

, %

Темная 30 30

Светлая 50 50

Очень светлая 70 70

Таблица 5.4.4 – Коэффициент использования светлого потолка

для наиболее распростра-

ненных типов светильников

Индекс

помещения

«Универсаль»

Промышлен-

ный уплот-

ненный без

отражателя

«Люцетта»

ОДР

Зеркальная

лампа глубо-

кого свето-

распределения

0,5 0,22 0,12 0,22 0,24 0,36

0,6 0,26 0,15 0,29 0,27 0,43

0,7 0,32 0,18 0,34 0,30 0,46

0,8 0,36 0,20 0,38 0,33 0,50

0,9 0,40 0,22 0,41 0,36 0,53

1,0 0,42 0,24 0,44 0,38 0,55

1,1 0,44 0,25 0,46 0,41 0,57

1,25 0,46 0,28 0,49 0,44 0,60

1,5 0,49 0,31 0,52 0,47 0,64

1,75 0,52 0,34 0,54 0,50 0,67

2,0 0,54 0,36 0,56 0,52 0,69

2,25 0,55 0,38 0,58 0,54 0,71

2,5 0,57 0,39 0,60 0,55 0,73

3,0 0,59 0,42 0,62 0,58 0,75

3,5 0,61 0,44 0,64 0,59 0,77

4,0 0,62 0,46 0,66 0,61 0,79

5,0 0,64 0,48 0,68 0,62 0,81

108

Пример. Необходимо рассчитать число светильников и потребляемую мощность ос-

ветительной сетью при минимальной освещенности Е

min

=50 лк производственного помеще-

ния, имеющая длину a=50м, ширину b=15м и высоту Н=6м. Стены помещения имеют жел-

тую окраску, а потолок – светлую окраску. Высота рабочей поверхности от пола помещения

=1,2м.

Для освещения принят светильник «Универсаль», номинальное напряжение ламп

ном

=220 В.

Расчет.

1. Высота от потолка до рабочей поверхности

=Н-h

=6,0-1,2=4,8 м.

2. Высота от центра источника света до потолка – h

/Н

=0,25; откуда h

=0.25Н

= 2,18,425,0

⋅

м.

3. Высота светильника над рабочей поверхностью:

=Н

-h

=4,8-1,2=3,6 м.

4. Определяем расстояние между лампами. Размещаем светильник по вершине квад-

рата. Для данного помещения b>1,2Н

, поэтому принимаем многорядное освещение.

В соответствии с таблицей 5.4.4 для светильника «Универсаль» наивыгоднейшее от-

ношение L/Н

=1,8. Отсюда расстояние между светильниками:

L=1,8Н

= 48,66,38,1

⋅

м.

5. Число светильников составит:

По длине: n

= 8

48,6

По ширине: n

= 3

48,6

6. Общее число светильников: N=n

= 2438

⋅

7. Показатель (индекс) помещения:

2,3=

)15+50(6.3

1550

)b+a(Hp

=β .

В соответствии с таблицей 5.4.3 при заданной окраске стен и потолка принимаем:

ст

=30 % и

=50 %

В соответствии с расчетными значениями

ст

для светильника «Универсаль»

без затенителя выбираем коэффициент использования

=0,575.

Коэффициент запаса для помещений с малым выделением пыли принимаем равным

К=1,3.

По таблице 5.4.2 коэффициент минимальной освещенности при обеспечении наи-

большей равномерности освещения принимаем равным: Z=1,15.

Расчетный световой поток одной лампы накаливания

40584

24575.0

7505015,13.1min

⋅

SKZE

лм.

Суммарная мощность всех ламп осветительной установки:

P 720030024

⋅

∑

NPл Вт.

Рассчитать число светильников и потребляемой мощности осветительной сети при за-

данных параметрах помещений.

109

Таблица 5.4.5 – Варианты заданий

№

а-

Помещение

min

лк

Н,

Стены

Потолок

ном

Тип

светильника

1 Подсилосный

этаж

50 50 15 6 желтые Светлая

окраска

1,2 220 «Универсаль»

2 Этаж головок

норий

30 60 20 5 белые темная 1,3 220 «Люцетта»

3 Цех отходов 20 40 30 4 белые Очень

светлая

окраска

1,4 220 «Универсаль»

4 Выбойное

отделение

60 30 15 6 желтые Очень

светлая

окраска

1,5 220 Промышленный

уплотненный без

отражателя

5 Помещения для

починки мешков

70 10 5 3 белые Светлая

окраска

1,2 220 «Люцетта»

6 Склады сырья и

готовой продук-

ции

100 25 10 5 белые Светлая

окраска

1,1 220 ОДР

7 Механизирован-

ные склады зерна

50 47 30 6 желтые Очень

светлая

окраска

1,5 220 «Универсаль»

8 Надсилосные

этажи

20 35 20 5 белые Светлая

окраска

1,6 220 Промышленный

уплотненный без

отражателя

9 Приемные

устройства

30 42 26 4 белые Очень

светлая

окраска

1,8 220 «Люцетта»

10 Помещения

размольных

отделений

40 30 15 3 желтые Очень

светлая

окраска

1,6 220 «Универсаль»

11 Помещения

зерноочиститель-

ных помещений

60 20 10 6 Темная

окраска

темная 1,2 220 Промышленный

уплотненный без

отражателя

12 Помещения

шелушильных

отделений

50 41 20 3 Очень

светлая

Светлая

окраска

1,6 220 «Универсаль»

13 Этаж приемных

устройств

50 52 20 5 желтые Очень

светлая

окраска

1,3 220 «Люцетта»

14 Этаж сепараторов 30 63 30 4 темная Очень

светлая

окраска

1,5 220 «Люцетта»

15 Весовой этаж 40 49 15 6 Очень

светлая

темная 1,4 220 «Универсаль»

16 Склады сырья

и готовой

продукции

50 37 10 3 желтые Светлая

окраска

1,2 220 ОДР

17 Приемные

устройства

30 54 30 2 Темная

окраска

темная 1,2 220 «Люцетта»

18 Помещения для

починки мешков

20 69 35 5 Темная

окраска

темная 1,1 220 «Универсаль»

19 Подсилосный

этаж

10 34 10 5 желтые Светлая

окраска

1,6 220 Зеркальная

лампа глубокого

светораспреде-

ления

20 Механизирован-

ные склады зерна

50 64 35 6 Очень

светлая

окраска

темная 1,2 220 «Универсаль»

110

5.4.2 Расчет освещения по методу удельной мощности

Расчет освещения по методу удельной мощности в настоящее время широко исполь-

зуется при проектировании равномерного освещения для производственных и вспомогатель-

ных помещений. Этот метод не отличается высокой точностью, однако для приближенных

расчетов он вполне приемлем.

Под удельной мощностью понимается отношение суммарной мощности всех ламп ос-

ветительной установки к площади освещаемого помещения. В соответствии с этим опреде-

лением выражение для удельной мощности Р

уд

может быть представлено в следующем виде

уд

⋅

(5.4.8)

где Р

– номинальная мощность одной лампы осветительного устройства, Вт;

N – суммарное число ламп осветительной установки;

S – площадь подлежащего освещению помещения, м

Удельная мощность в общем случае зависит от многих факторов. Однако можно по-

лучить конкретные значения удельной мощности в зависимости от освещенности, типа све-

тильника, высоты и площади помещения. Значения удельной мощности в осветительной се-

ти общего равномерного освещения представлены в таблице 5.4.2

При расчете освещения методом удельной мощности приходится задаваться либо ко-

личеством ламп, либо мощностью одной лампы. Если известна или задана мощность одной

лампы, то в соответствии с формулой (5.4.1) удельной мощности. Количество ламп опреде-

ляется как отношение произведения удельной мощности осветительной сети Р

ос

, соответст-

вующей заданным условиям, и площади помещения к мощности одной лампы.

ос

⋅

(5.4.2)

Таблица 5.4.6 – Значения удельной мощности Р

ос

(Вт/м

) в осветительной сети

общего равномерного освещения

Тип светильника Высота

подвеса

Освещенность

Е, лк

Площадь

S, м

10…25

Площадь

S, м

25…50

Площадь

S, м

50…100

Площадь

S, м

свыше 100

«Универсаль»

без рассеивателя

3…4

10,3

13,6

4,6

7,7

3,6

5,9

3,2

5,2

«Глубокоизлучатель»

эмалированный

4…6

7,4

5,1

8,7

3,5

8,7

2,6

4,7

6,6

«Универсаль»

с рассеивателем

2…3

6,6

5,1

4,4

7,5

9,4

6,8

9,5

«Люцетта»

цельного стекла

3…4

7,7

5,9

9,8

4,3

7,2

9,9

3,9

6,3

8,5

«Фарфоровый»

без отражателя

3…4

7,8

5,7

4,5

8,4