Главная » Просмотр файлов » 2 Пояснительная записка. docx

2 Пояснительная записка. docx (1222839), страница 5

Файл №1222839 2 Пояснительная записка. docx (Модернизация системы приготовления сжатого воздуха на тепловозе ТЭМ-7) 5 страница2 Пояснительная записка. docx (1222839) страница 52020-10-05СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 5)

Рассмотрение различных способов подготовки сжатого воздуха показывает, что только с помощью адсорбентов может быть получена та степень осушки, которая исключает образование конденсата и обеспечивает надежную работу пневмосистем как при положительных, так и при отрицательных температурах атмосферного воздуха. Адсорбционные установки сравнительно просты по конструкции и в изготовлении и легки в обслуживании.

3 СОСТОЯНИЕ ВОЗДУШНОЙ СМЕСИ В ПНЕВМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ ЛОКОМОТИВА

Для определения причин, возможных мест замерзания влаги и разработки устройств, исключающих это явление, необходимо знать температурный режим пневматической сети, границы зон конденсации водяных паров и характер распределения конденсата по длине трубопроводов при различных погодно-темперагурных условиях окружающей среды.

3.1 Температурный режим пневматических магистралей

При расчёте распределения температур по длине магистрали обычно используется формула В. Г. Шухова [11], учитывающая стационарный теплообмен между теплоносителем и окружающей средой

, (3.1)

где t0 , tвх – соответственно температура атмосферного и сжатого воздуха на входе в трубопровод;

kкоэффициент теплопередачи от сжатого воздуха к окружающей среде;

l, d - длина и внутренний диаметр трубопровода;

Cp , G - теплоемкость и массовый расход сжатого воздуха.

По данному выражению определяется температура ядра потока. Однако более низкую температуру имеет внутренняя поверхность трубопровода, на которой и начинается конденсация водяных паров при соприкосновении с ней воздуха. Эту температуру и следует принимать за исходную при определении изменения термодинамического состояния паровоздушной смеси по длине трубопровода.

Экспериментальные исследования характера распределения температур внутренней поверхности трубы по длине магистрали для пневматической сети тепловоза ТЭМ-7

. (3.2)

Коэффициент χ зависит от характеристики пневматической сети и условий охлаждения трубопровода. Для участка магистрали от компрессора до промежуточного холодильника (змеевика) коэффициент χ равен 0,0924, для промежуточного холодильника 0,0478, для главных резервуаров 0,04. Полученное уравнение с учетом значений коэффициента χ позволяет аналитически определить температуры внутренней поверхности трубы по длине магистрали при любых температурах атмосферного воздуха. На рисунке 3.1 построены такие зависимости в диапазоне температур от плюс 50 °С до минус 50 °С для пневмомагистрали с компрессором типа ПК-5,25/9-1450 и ВУ 3,5/9-1450, работающих в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения (ПВ), равной 50 %.

Рисунок 3.1 Температурный режим (ТЭМ-7): 1- пневматической магистрали; 2 - зоны начала конденсации влаги в сжатом воздухе при ПВ=50%

Из графика следует, что перегревы внутренней поверхности трубы, например, на выходе из компрессора в момент остановки 117 °С. После главных резервуаров работы пневмосети перегревы практически равны 7 °С. Таким образом, хотя на участке магистрали, включая главные резервуары, поверхность трубы, а с ней и сжатый воздух охлаждается на 97110 °С, но температуры окружающей среды не достигает. Дальнейшее охлаждение и уравнивание с температурой атмосферного воздуха осуществляется в тормозной магистрали и во вспомогательных цепях тепловоза ТЭМ-7.

3.2 Фазовое состояние влаги в пневмомагистралях локомотивов

При известном распределении температур по длине магистрали представляется возможным определить места конденсации влаги, а так же ее агрегатное состояние. Температура t0, относительная влажность φ0, давление ρ0 атмосферного воздуха, а также давление сжатого воздуха однозначно определяют абсолютное содержание в нем влаги. Для данного значения t0 по таблицам состояния водяного пара находим температуру, при которой воздух насыщается водяными парами. Эту температуру отмечаем на рисунке 3.1 на кривой tмаг =f(l), соответствующей принятому значению t0. Например, при t0=0 °C, φ=100 % и давлении сжатого воздуха в момент остановки компрессора, равном 1,0 МПа в м3 сжатого воздуха содержится 49 г влаги. Этим количеством влаги воздух насыщается при температуре 39 °С, которую имеет магистраль на расстоянии 9,5 м от компрессора. Указанным способом на рисунке 3.1 построены серии кривых lp=f(t0, tмаг), ограничивающих зоны начала конденсации водяных паров в пневмомагистрали при различных величинах φ0 и t0. Анализ графика показывает, что с повышением температуры атмосферного воздуха начало зон конденсации влаги в магистрали сдвигается ближе к компрессору и при t0=50 °С находится от него на расстоянии 67 м. С понижением температуры до 0 °С конденсация влаги начинается на длине трубопровода 9-11 м, при минус 50 °С - на расстоянии 17-18 м от компрессора.

Устройства для подготовки сжатого воздуха - адсорбционные установки должны устанавливаться перед началом зоны конденсации водяных паров.

Из диаграммы вытекает важное обстоятельство: в магистрали возможна конденсация водяных паров, минуя жидкую фазу. Например, для φ0 = 90% это будет происходить при температурах атмосферного воздуха ниже минус 25-27 °С, для φ0=70 % при значениях ниже минус 21-23 °С и т. д. В этом случае практически исключается механическое отделение влаги.

3.3 Виды адсорбционных установок

Сжатый воздух от компрессора 4 (рисунок 3.2) через обратный клапан 5 и маслоотделитель 6 направляется через теплообменник 2 и распределительный клапан 9, управляемый кулачковым переключателем управления 1, и далее в адсорбер, например, 12. В адсорбере воздух осушается в слое адсорбента и через обратный клапан 15 и пылеотделитель 17 поступает в главные резервуары локомотива. Одновременно через дроссель 14 и открытый во время работы компрессора электропневматический клапан 16 часть сухого воздуха с давлением, близким к атмосферному, проходит через адсорбер 13, регенерирует адсорбент и через атмосферный тракт распределительного клапана отводится, в атмосферу. Переключение адсорберов 12 и 13 с режима осушки воздуха на режим регенерации адсорбента производится через каждые шесть циклов включения компрессора. Для исключения резкого сброса давления из установки в момент переключения адсорберов во время последней стоянки компрессора перед переключением адсорберов кулачковый переключатель управления 1 открывает клапан 16 и один из адсорберов разряжается через другой в атмосферу. Режим работы адсорбционной установки контролируется манометрами 10 и 11.

Рисунок 3.2 Адсорбционная шестицикловая установка: 1 – переключатель управления; 2 – теплообменник; 3,5,7, 8, 15 – обратный клапан; 4 – компрессор; 6 – маслоотделитель; 9 – распределительный клапан; 10, 11 – манометры; 12, 13 – адсорбер; 14 – дроссель; 16 – электропневматический клапан 17 пылеотделитель

При нажатии кнопки 4 (рисунок 3.3) запускается компрессор 5 и сжатый воздух через распределительный клапан 6, адсорбер 9 и обратный клапан 13 поступает в магистраль 11 и далее к потребителю. Одновременно включается клапан 10 и через дроссель 12 сухой воздух поступает в адсорбер 8, регенерирует в нём адсорбент и отводится через распределительный клапан в атмосферу. Питание получает также вентиль 16 клапана 15, который сообщает резервуар 19 с магистралью 11, обеспечивая его зарядку через дроссель 17. При достижении в магистрали 11 давления сжатого воздуха, равного верхней уставке реле давления 2, размыкаются его контакты 1, компрессор останавливается, обесточивается вентиль клапана 10, прекращается поступление воздуха в адсорбер 8 и его регенерация, закрывается также клапан 15. Величина достигнутого давления в резервуаре 19 сохраняется на всё время стоянки компрессора, так как клапан 14 закрыт.

Рисунок 3.3 Адсорбционная установка с симметрией циклов: 1,21, 22. 23 – контакты; 2 – реле давления; 3, 10, 16 – вентиль; 4 – кнопка; 5 – компрессор; 7 – привод; 8, 9 – адсорбер; 6, 11, 13, 14, 15 – клапан; 12, 17 – дроссель; 18 – катушка; 19 –резервуар; 20 автомат

При снижении в магистрали 11 давления сжатого воздуха (рисунок 3.3) до нижней уставки реле давления 2 его контакты 1 замыкаются, включается компрессор, продолжается осушение воздуха в адсорбере 9 и регенерация в адсорбере 8, продолжается зарядка резервуара 19 автомата 20. Давление в резервуаре растёт при всех последующих пусках компрессора, пока не достигнет величины верхней уставки автомата 20.

После этого автомат срабатывает, его контакты 22 замыкаются, получает питание вентиля 3, воздух поступает в привод 7 клапана 6 и переключает его. Адсорбер 8 начинает работать на потребителя, а в адсорбере 9 начинается регенерация адсорбента. Одновременно замыкаются контакты 21, открывается клапан 14 и сообщается с атмосферой резервуар 19. Контакты 23 размыкаются, закрывается клапан 15. При последующих включениях компрессора уровень разрядки резервуара 19 сохраняется, а так как клапан 14 на время работы компрессора закрывается, снижение давления в резервуаре до величины нижней уставки автомата 20 приведёт к переключению контактов и изменению режимов работы адсорбера на противоположные, чем завершится цикл работы установки.

В рассмотренной установке исключены потери сжатого воздуха на регенерацию адсорбента при неработающем на потребителя соседнем адсорбере, чем повышаются её экономические показатели. В установке обеспечивается цикличность переключения адсорберов по фактическому времени работы адсорбера и компрессора, что способствует симметрии рабочих циклов обоих адсорберов.

Другим примером локомотивной двухадсорберной установки является установка представленная на рисунке 3.4. Её особенность в использовании для регенерации адсорбента воздуха, находящегося в теплообменнике. Предварительная разрядка теплообменника перед началом процесса осушки в адсорбере снижает нагрузки на адсорбент, что увеличивает надежность и долговечность установки.

Воздух из теплообменника 28 поступает в адсорбер 34, осушается в нём и через дроссель 26, клапан регенерации 22 направляется в адсорбер 19, регенерирует в нём адсорбент и через клапан продувки 16 отводится в атмосферу.

Рисунок 3.4 Адсорбционная установка с регенерацией адсорбента воздухом из змеевика: катушка 1, 13, 33, 35; 28 теплообменник; 2, 3, 4, 5, 6, 9, 14, 15, 39, 40 контакты; 8 реле; 16, 18, 22, 23, 28, 36 клапан; 19, 34 адсорбер; 26 дроссель; 24 – главный резервуар; 32 компрессор

При падении в пневмосети давления до нижней уставки реле дав­ления замыкаются его контакты 40, получает питание катушка 1 контактора, запускается компрессор. Размыкаются контакты 14, выключая клапан регенерации 22, замыкаются контакты 39. Через замкнутые контакты 4 и 6 получает питание катушка промежуточного реле 8, замыкаются его контакты 5 и размыкаются контакты 2 и 3. Обесточивается катушка 13 реле времени и катушка вентиля 15 клапана продувки 16, который закрывается. Замыкаются контакты реле времени 9, получают питание катушки вентилей 35 и 33, открывается клапан продувки 36, закрывается отсечной клапан 28, а открывается отсечной клапан 18. Теперь сжатый воздух поступает на осушку в адсорбер 19 и далее через обратный клапан 23 в главные резервуары 24 и к потребителю.

Рисунок 3.5 Адсорбционная установка с регенерацией золотниковым переключателем работы адсорбера: 1 – контакт; 2 – кнопка; 3 – электродвигатель; 4 –теплообменник; 5 – компрессор; 6, 11 – патрубок; 7 – золотник; 8, 15 – клапан; 9, 11, 20, 22 – канал; 10 – ось патрубка; 12 – адсорбер; 13 –клапан; 14 – дроссель; 16 – адсорбер; 17 – поршень; 18 – командный пункт; 19 – вентиль; 23 – реле давления

При достижении в магистрали давления верхней уставки реле давления оно срабатывает, размыкаются его контакты 40, теряет питание катушка 1 контактора, компрессор останавливается. Замыкаются контакты 14, включается клапан регенерации 22, размыкаются контакты 39, теряет питание катушка промежуточного реле 8, замыкаются его кон такты 2 и 3. Катушка вентиля 35 по-прежнему находится под напряжением и клапан продувки 36 открыт. Сжатый воздух из теплообменника осушается в адсорбере 19, через клапан регенерации 22 поступает в адсорбер 34, регенерирует в нём адсорбент и по клапану продувки 36 сбрасывается в атмосферу. В дальнейшем цикл работы установки повторяется.

Двухадсорберная установка (рисунок 3.5) имеет простую схему управления. Для этого переключательный клапан снабжён золотником, установленным между возвратной пружиной и штоком пневмопривода, а адсорберы размещены в общем резервуаре, разделенном перегородкой, при этом калиброванное отверстие выполнено в разделительной перегородке. Магистраль продувки сообщена с атмосферой клапанами, выполненными в золотнике и штоке привода.

Под действием сжатого воздуха поршень 17 смещает золотник 7 влево до совмещения вертикальной оси канала 9 с осью патрубка 10 адсорбера 12. Поступление сжатого воздуха в этот адсорбер прекращается, а по патрубку 11 через адсорбер 16 и обратный клапан 15 сухой сжатый воздух поступает в магистраль локомотива. Регенерация адсорбента в неработающем адсорбере 12 осуществляется отбором воздуха через дроссель 14. По истечении заданного числа пусков компрессора происходит переключение адсорберов на противоположные режимы и работа установки продолжается по описанной схеме.

Характеристики

Список файлов ВКР

Модернизация системы приготовления сжатого воздуха на тепловозе ТЭМ-7
Рисунок1 Расчетные параметры компрессорных установок тепловоза ТЭМ-7.vsd
Рисунок2 Размещение компрессоров ВУ 3,5.vsd
Рисунок3 Размещение компрессора ПК 5,25.vsd
Рисунок4 Агрегат компрессорный винтовой АКВ 4,5.vsd
Рисунок5 Принципиальные схемы агрегата компрессорного винтового, система подготовки приготовления воздуха.vsd
Рисунок6 Температурный режим пневматической магистрали (ТЭМ-7)и зоны начала конденсации влаги в сжатом воздухе.vsd
Рисунок7 Анализ зарубежных адсорбционных установок.vsd
Рисунок8 Система подготовки сжатого воздуха СПВ 3,5 (двухадсорбная,безнагревная,вертикальная).vsd
Рисунок9 Модернизированная установка (модуль) ТЭМ-7 АКВ 4,0.vsd
Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6358
Авторов
на СтудИзбе
311
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее