Кумыкова Т.М. Водоотливные, вентиляторные и пневматические установки
Подождите немного. Документ загружается.
Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Д.Серикбаева
Т.М. Кумыкова
ВОДООТЛИВНЫЕ, ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ
УСТАНОВКИ
`Рабочая программа, методические указания к изучению дисциплины
и задания к контрольной и курсовой работам для студентов
специальности 140240 - Горные машины и оборудование
заочной формы обучения
Усть-Каменогорск
2004
УДК 622.671.1+621.51+621.63+621.65/(075.8)
Кумыкова Т.М. Водоотливные, вентиляторные и пневматические
установки: Рабочая программа, методические указания к изучению
дисциплины и задания к контрольной и курсовой работам для студентов
специальности 140240 - Горные машины и оборудование заочной формы
обучения / ВКГТУ. – Усть-Каменогорск, 2004. - 56 с.
Рабочая программа и методические указания содержат теоретический
материал, необходимый для изучения курса «Водоотливные, вентиляторные и
пневматические установки», варианты заданий, контрольные вопросы и
правила оформления контрольной работы, варианты заданий для выполнения
курсовой работы, определяют объем, содержание, ориентируют в
правильности выбора методов расчета стационарного шахтного
оборудования. Дан перечень основных литературных источников для
изучения курса, выполнения контрольной работы. Предназначены для
студентов заочного обучения по специальности 140240 – Горные машины и
оборудование.
Утверждены методическим Советом механико-технологического института
Протокол № 4 от 09.02.2004 г.
© Восточно-Казахстанский
государственный
технический университет
им.Д.Серикбаева, 2004
Министерство образования и науки Республики Казахстан
ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им.Д.Серикбаева
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной и
методической работе
____________ Н.Н. Линок
________________ 2004
ВОДООТЛИВНЫЕ, ВЕНТИЛЯТОРНЫЕ И ПНЕВМАТИЧЕСКИЕ
УСТАНОВКИ
Рабочая программа, методические указания к изучению дисциплины
и задания к контрольной и курсовой работам для студентов
специальности 140240 - Горные машины и оборудование
заочной формы обучения
Усть-Каменогорск
2004
Рабочая программа и методические указания разработаны на кафедре
«Строительные, дорожные и подъемно-транспортные машины» на основании
Типовой учебной программы, утвержденной приказом Министерства
образования и науки Республики Казахстан от 04.08.2003 г. №528,
разработанной в соответствии с государственным общеобязательным
стандартом образования ГОСО РК 3.07.283 – 2002,утвержденным приказом
Министерства образования и науки РК №460 от 10 июня 2002 г. по
специальности 140240 –«Горные машины и оборудование» заочной формы
обучения.
Обсуждены на заседании кафедры «Строительные, дорожные и подъемно-
транспортные машины»
Зав.кафедрой Г.А. Гурьянов
Протокол № 6 от 24.02.2004 г.
Одобрены методическим Советом механико-технологического института
Председатель В.И. Зайцев
Протокол № ____ от ____________
Разработал Т.М. Кумыкова
Нормоконтролер Е.В. Петрова
С О Д Е Р Ж А Н И Е
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1 Рабочая программа и методические указания . . . . . . . . . . . . . . 6
1.1 Общая теория турбомашин . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2 Шахтные вентиляторные установки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
1.3 Шахтные водоотливные установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
1.4 Рудничные пневматические установки . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2 Контрольная работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1 Оформление контрольной работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2 Задание и методические указания к контрольной работе . . . . . . . 15
3 Курсовоя работа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.1 Задание на курсовую работу . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.2 Объем курсовой работы . . . . . . . . . . . . . . 27
4 Методика проектирования главных водоотливных установок . . . . 29
4.1 Общие положения . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.2 Расчет и выбор насосов . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.3 Расчет водоотливного трубопровода . . . . . . . . . . 31
4.4 Определение рабочих параметров насосной установки . . . . . . 33
4.5 Расчет и выбор электродвигателя насоса. Расчет энергии и
вместимости водосборника . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5 Методика проектирования главных вентиляторных установок . . . 37
5.1 Общие положения . . . . . . . . . . . . . . 37
5.2 Выбор наивыгоднейшей установки . . . . . . . . . . . 37
5.3 Расчет характеристики внешней сети . . . . . . . . . . 39
5.4 Определение рабочих режимов вентиляторной установки . . 39
5.5. Определение резерва производительности вентилятора . . . 40
5.6 Определение мощности и выбор электродвигателя для каждой
ступени регулирования. Среднегодовой расход электроэнергии . . . 40
5.7 Расчет калориферной установки . . . . . . . . . . . . 41
6 Методика проектирования стационарных компрессорных установок 43
6.1 Общие положения 43
6.2 Определение производительности компрессорной станции 43
6.3 Выбор типа и числа компрессоров 46
6.4 Определение давления сжатого воздуха у компрессорной станции 46
6.5 Расчет воздухопроводной сети 46
6.6 Технико-экономические показатели 50
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Приложение А Справочное 53
Приложение Б Варианты заданий к курсовой работе . . . . 54
Приложение В Схема воздухопровода к расчету пневматической
установки 56
ВВЕДЕНИЕ
В курсе изучаются машины и установки для проветривания горных и
геологоразведочных предприятий, откачки воды и глинистого раствора,
гидросмеси, производства и транспортирования сжатого воздуха и
кондиционирования рудничной атмосферы. Машины и установки,
используемые для этих производственных процессов, устанавливаются
обычно на одном месте на весь срок службы, поэтому они называются
стационарными. Исключение составляют передвижные компрессоры, насосы
и вентиляторы местного проветривания для проведения горно-разведочных
выработок и передвижные кондиционеры.
Важнейшими механическими установками, входящими в общий
комплекс механизации горного предприятия, являются стационарные
установки: вентиляционные, водоотливные, и пневматические. Они играют
важную роль в увеличении производственных мощностей и повышении
технико-экономических показателей горных предприятий. От их работы
существенно зависят безопасность и условия труда горняков.
В результате изучения дисциплины, выполнения контрольной,
практических и лабораторных работ и курсовой работы студент должен
усвоить теоретические основы предмета, теорию рудничных турбомашин,
принципы действия поршневых и турбомашин, методы определения
характеристик турбомашин и внешней сети, изучить вопросы регулирования
поршневых и роторных машин, проектирования основных элементов
водоотливных, вентиляторных и пневматических установок.
Студенты самостоятельно выполняют одну контрольную работу, а
также практические и лабораторные работы, которые выполняются во время
сессии в университете. Письменный отчет о выполнении практических и
лабораторных работ предъявляется для защиты преподавателю.
Курсовая работа является заключительным этапом изучения курса
«Водоотливные, вентиляторные и пневматические установки», где
выявляется умение студентов применять теоретические знания для решения
практических задач.
Целью курсовой работы является выбор технических средств и
параметров стационарных установок для их безаварийной и экономичной
работы.
1 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
1.1 Общая теория турбомашин
1.1.1 Программные требования
Общие сведения о гидравлических машинах для перемещения
жидкости, энергия текучего. Устройство, принцип действия турбомашин и
поршневых машин, их классификация. Основные параметры машин для
транспортирования текучего.
Струйная теория рабочего процесса в турбомашинах. Вихревая теория
рабочего процесса в турбомашинах. Энергия, передаваемая текучему в случае
бесконечно большого числа лопаток. Теоретические напорные
характеристики турбомашин. Потери в турбомашинах. Действительные
индивидуальные характеристики турбомашин.
Понятие о типе (серии) подобных турбомашин. Условия и уравнения
подобия потоков в турбомашинах. Коэффициенты быстроходности. Пересчет
параметров и характеристик подобных турбомашин. Типовые и
универсальные характеристики.
Характеристика внешней сети турбоустановки. Эквивалентное
отверстие внешней сети турбоустановки. Рабочие режимы рудничных
турбомашин и условия их устойчивой работы. Совместная работа
турбомашин на внешнюю сеть, область использования. Метод суммарных
напорных характеристик.
1.1.2 Методические указания
Работа турбомашин (вентиляторы, насосы, компрессоры) на горных
предприятиях осуществляется за счет преобразования энергии текучего (под
текучем понимается как капельная, так и газообразная жидкость), получаемой
от двигателя. При изучении данного раздела необходимо изучить принцип
действия и основные элементы и параметры турбомашин, их теоретические и
действительные индивидуальные характеристики. Знать, каким требованиям
должны удовлетворять подводящие и отводящие устройства и их влияние на
характеристики турбомашин. Изучить кинематику потока в турбомашинах,
подобие турбомашин и условия пропорциональности. Гидравлическая
машина соединена с внешней сетью: насосы и компрессоры – с системой
трубопроводов, вентилятор – с системой горных выработок. Необходимо
изучить, что понимается под характеристикой внешней сети, как влияет
естественная тяга воздуха на работу вентилятора и для чего введено понятие
«эквивалентного отверстия».
Литература: /1, с.5-25; 2, с.10-65; 3, с.8-30; 4, 8-47; 6, с. 7-63;/.
Контрольные вопросы:
1) Дайте основные понятия о рудничных турбомашинах, их элементах и
принципе действия. Приведите классификации турбомашин по назначению и
по конструкции рабочих колес и характеру движения текучего.
2) Приведите схему и опишите устройство и принцип действия
центробежной турбомашины. В каком элементе центробежной турбомашины
поток текучего получает приращение энергии? Для чего применяют рабочие
колеса с двусторонним всасыванием текучего?
3) Приведите схему и опишите устройство и принцип действия осевой
турбомашины. В каком направлении движется воздух в осевых вентиляторах?
Какие функции выполняют диффузор и спрямляющий аппарат?
4).По какому принципу работают объемные машины и на какие типы их
делят? Приведите схему и опишите устройство и принцип действия поршней
машины. Недостатки таких машин.
5) К какому типу по принципу вытеснения жидкости относятся
ротационные машины? Приведите схему и опишите работу ротационно-
пластинчатой машины. Назовите достоинства и недостатки.
6) Какими параметрами характеризуется работа рудничной
турбомашины? Приведите формулы для их определения. Поясните термины
«компрессия» и «депрессия».
7) Приведите основное уравнение центробежного колеса турбомашины
(уравнение Эйлера) Запишите его применительно к осевым турбомашинам,
для которых на любом радиусе окружные скорости на входе и выходе
одинаковы. Почему нецелесообразно использовать уравнение Эйлера для
практических расчетов?
8) Опишите основы вихревой теории турбомашин. Приведите
уравнение теоретического напора, выраженного через циркуляцию
абсолютной скорости потока.
9) Опишите устройства для подвода и отвода жидкости от рабочего
колеса и их влияние на характеристики турбомашины. Приведите их
схематичное изображение.
10) Охарактеризуйте теоретические и действительные индивидуальные
характеристики турбомашин. Типовые и универсальные характеристики
турбомашин.?
11) Какие турбомашины называются подобными? Охарактеризуйте
геометрическое, кинематическое и динамическое (силовое) подобие. Между
какими параметрами устанавливают зависимость уравнения подобия?
12) Опишите понятие «внешняя сеть» турбомашин. Что понимают под
характеристикой внешней сети? Приведите вывод уравнения внешней
характеристики водоотливного трубопровода и постройте эту
характеристику.
13) Напишите уравнение характеристики вентиляционной сети без
учета естественной тяги воздуха. Как влияет естественная тяга на
характеристику вентиляционной сети в зимнее и летнее время? Как
определить естественную тягу по формуле и опытным путем? Приведите
уравнение действительной характеристики сети с учетом естественной тяги и
постройте графики действительных характеристик с учетом подсосов и
естественной тяги.
14) Как определяются эксплуатационные рабочие режимы
турбомашин? В каком случае турбомашина не будет иметь рабочего режима?
15) Дайте характеристику устойчивому режиму работы турбомашины и
явлению помпажа. Что понимают под рабочими участками характеристик?
16) В каких случаях прибегают к совместной работе нескольких
турбомашин на одну общую сеть? Когда применяется последовательная, а
когда параллельная их работа?
17) Опишите метод суммарных напорных характеристик при
совместной работе двух турбомашин на общую внешнюю сеть при их
расположении рядом и на расстоянии друг от друга.
1.2 Шахтные вентиляторные установки
1.2.1 Программные требования
Назначение, классификация установок и предъявляемые к ним
требования. Вентилятор и вентиляторная установка.
Основные конструктивные элементы осевых и центробежных
вентиляторов главного проветривания. Особенности теории работы осевых
вентиляторов. Аэродинамические схемы и характеристики вентиляторов.
Область промышленного использования.
Вентиляционные сети. Эквивалентное отверстие сети. Режим работы
вентилятора на вентиляционную сеть. Законы эксплуатации вентиляторных
установок. Компоновочные схемы.
Регулирование рабочего режима вентилятора. Глубина регулирования
по производительности и давлению. Реверсирование воздушной струи.
Вентиляторы для местного проветривания. Вентиляционные трубы, их
выбор, монтаж и эксплуатация.
Борьба с шумом при работе вентиляторов. Калориферные установки и
установки для кондиционирования воздуха.
Электропривод и автоматизация вентиляторных установок.
Проектирование вентиляторных при переменном эквивалентном
отверстии шахты по индивидуальным характеристикам, из условий
экономичности работы на весь срок эксплуатации установки.
Технико-экономические показатели работы вентиляторных установок.
1.2.2 Методические указания
При рассмотрении данного раздела необходимо изучить способы
вентиляции рудников, знать, что такое эквивалентное отверстие рудника и
естественная тяга воздуха, ознакомиться с совместной работой вентиляторов