Đang tải... (xem toàn văn)
[r]
(1)NG D NG MATLAB MÔ PH NG
Ứ Ụ Ỏ QUÁ TRÌNH BI N THIÊN SU T TIÊUẾ Ấ
TH ĐI N NĂNG CHO M T S THI T B CHÍNH TRONG M H M LỊỤ Ệ Ộ Ố Ế Ị Ỏ Ầ
ThS. Vũ Th Namế
Ks. Tr n Trung Hi uầ ế
Ks. Ph m Thanh Liêmạ
Viên Khoa hoc Công nghê MoVinacomiṇ ̣ ̣ ̉ Công tác v n t i trong đi u ki n khai thác xu ng sâu ngày càng ph c t p.ậ ả ề ệ ố ứ ạ Đi n năng cho khâu v n t i ngày càng chi m t l cao. Xác đ nh m c tiêu th đi nệ ậ ả ế ỷ ệ ị ứ ụ ệ năng h p lý cho các thi t b v n t i là v n đ c p thi t đ ph c v công tác: l p kợ ế ị ậ ả ấ ề ấ ế ể ụ ụ ậ ế ho ch s n xu t hàng năm và dài h n, giám sát và phân ph i đi n năng, làm công cạ ả ấ ạ ố ệ ụ qu n lý vi c s d ng đi n và làm căn c cho quy ho ch đi n, gi i bài toán cânả ệ ử ụ ệ ứ ạ ệ ả b ng năng lằ ượng.
Trong th c t s n xu t vi cự ế ả ấ ệ xác đ nh su t tiêu th đi n năng c a thi t b làị ấ ụ ệ ủ ế ị c c k khó khăn, ngày nay v i cơng c ph n m m mơ ph ng Matlap ta có th tìmự ỳ ớ ụ ầ ề ỏ ể hi u bi n thiên su t tiêu th đi n năng tể ế ấ ụ ệ ương ng v i m t s đi u ki n th c t ứ ớ ộ ố ề ệ ự ế 1. T NG QUAN V SU T TIÊU TH ĐI N NĂNGỔ Ề Ấ Ụ Ệ Đ I V I THI T B Đ NỐ Ớ Ế Ị Ơ
LẺ
1.1. Xác đ nh thành ph n tiêu th đi n năng c a t ng thi t bị ầ ụ ệ ủ ừ ế ị
Su t ấ tiêu th đi n năng (STTĐN) là giá tr v m c tiêu hao đi n năng đ s nụ ệ ị ề ứ ệ ể ả xu t m t đ n v s n ph m. ấ ộ ị ả ẩ Su t tiêu th đi n năng c a thi t b trong m t chu trìnhấ ụ ệ ủ ế ị ộ s n xu t đả ấ ượ ạc t o nên t ba y u t :ừ ế ố
Tiêu hao đi n năng cho quá trình quá đệ ộ c a thi t b :ủ ế ị
+ Đ ng c 1 chi uộ ề : kh i đ ng khơngở ộ t i ho c có t i, hãm đ ng năng có t i.ả ặ ả ộ ả
+ Đ ng c không đ ng b : kh i đ ngộ ộ ộ có t i hãm ngả ược ho c hãm đ ng năng.ặ ộ Tiêu hao đi n năng trong quá trình bi nệ ế đ i ổ Thành ph n này t l thu n v i s nầ ỷ ệ ậ ả lượng và có quan h v i các y u t :ệ ế ố
+ Đ c tính k thu t c a thi t b ặ ỹ ậ ủ ế ị + Đ c đi m c a cơng ngh ặ ể ủ ệ + Tính ch t ngun v t li u.ấ ậ ệ
P
t
X Y Z
Bi u đ ể ồ1 chu trình s n xu tả ấ
Hình 1. Bi u đ chu trình s n xu tể ồ ả ấ X: Quá trình quá độ
(2)Z: Q trình v n hành khơng t iậ ả T n th t đi n năng khi v n hành không t i: Thành ph n này không ph thu c vàoổ ấ ệ ậ ả ầ ụ ộ s lố ượng s n ph m mà nó ch ph thu c vào hai y u t :ả ẩ ỉ ụ ộ ế ố
+ Công su t không t i: T n th t đi n năng này t l thu n v i công su t khôngấ ả ổ ấ ệ ỷ ệ ậ ấ t i.ả
+ Th i gian ch y máy.ờ
1.2 Phương pháp mơ hình hóa đ i tố ượng đ xác đ nh STTĐN.ể ị
Qua phân tích trên ta th y trong m t chu chình s n xu t các y u t nh hấ ộ ả ấ ế ố ả ưởng đ n STTĐN luôn luôn bi n đ i theo các đi u ki n th c t : năng su t, th i gian,ế ế ổ ề ệ ự ế ấ cung đ v n chuy n, góc cơng tác .v.v. Do đó vi c tính tốn STTĐN trong th c t làộ ậ ể ệ ự ế khó khăn
Ngày nay cùng v i s phát tri n c a khoa h c k thu t, vi c mơ hình hóa cácớ ự ể ủ ọ ỹ ậ ệ đ i tố ượng bi n đ i có th d dàng th c hi n đế ổ ể ễ ự ệ ược trên ph n m m, trong đó cácầ ề y u t bi n đ i đế ố ế ổ ược th hi n qua các hàm tốn h c. Phể ệ ọ ương pháp này được ti nế hành qua các bước nh hình 2.ư
Mơ hình hóa đ i ố
t ng ượ b ng các ằ hàm tốn
h cọ
Các b c ti n hành mô ph ng đ i t ngướ ế ỏ ố ượ
Nh p mơ ậ hình vào Simulink
Nh p ậ thông s ố
y u t ế ố bi n đ i ế theo th c ự
tế
Ki m traể , in k t ế
quả Th ng kê y u t ố ế ố
th c tự ế
Hình 2. Các bước ti n hành mơ ph ng đ i tế ỏ ố ượng
2. NG D NG SIMULINK MATLAB MÔ PH NG BI N THIÊN SU T TIÊUỨ Ụ Ỏ Ế Ấ TH ĐI N NĂNG C A M T S THI T B CHÍNH.Ụ Ệ Ủ Ộ Ố Ế Ị
(3)2.1. Phương pháp tính tốn STTĐN đ i v i các thi t bố ớ ế ị
2.1.1. Xác đ nh STTĐN cho máng càoị
* Cơng su t u c u trung bình th c t c a máng cào:ấ ầ ự ế ủ ;
, 102
kW F
v
P mc (21)
Trong đó:
v T c đ xích máng cào, m/s;ố ộ
mc
F L c kéo c a máng cào, kG.ự ủ
* STTĐ máng cào, v i ch đ t i , góc d c, chi u dài xác l p:ớ ế ộ ả ố ề ậ
t kWh Q
p D
m dc mc
mc . , / (22)
Trong đó:
P Cơng su t yêu c u trung bình th c t c a máng cào, kW;ấ ầ ự ế ủ
mc
Q Năng su t th c t c a máng cào, t/h;ấ ự ế ủ
đc Hi u su t đ ng c ;ệ ấ ộ đc 0,90;
m Hi u su t m ng đi n c p cho máng cào l y ệ ấ ệ ấ ấ mc 0,95
2.1.2. Xác đ nh STTĐN cho băng t iị ả
* Công su t yêu c u c a băng t iấ ầ ủ ả kW F v
P ,
102
(23)
Trong đó:
v T c đ dây băng m/s;ố ộ
0
F L c kéo c a băng chuy n, kG;ự ủ ề * Su t tiêu th đi n năng c a băng t iấ ụ ệ ủ ả
t kWh Q
P D
m đc bt
bt . . , / (24)
Trong đó:
P Cơng su t u c u trung bình th c t c a băng t i;ấ ầ ự ế ủ ả Qbt Năng su t th c t c a băng t i;ấ ự ế ủ ả
đc Hi u su t đ ng c ;ệ ấ ộ m Hi u su t m ng đi n .ệ ấ ệ
2.2 Xây d ng mơ hình.ự
(4)Đ xây d ng mơ hình tính tốn b ng SIMULINK, trể ự ằ ước h t ph i xây d ngế ả ự được các hàm tốn h c mơ t q trình tính tốn STTĐN.ọ ả
* Năng su t đ nh m c c a băng chuy n:ấ ị ứ ủ ề
; / ,
.k B2vd t h
k
Qbc tc gd (25)
ktc H s này đệ ố ược tính v i góc t ch y (42ớ ự ả o) c a thanủ
221 ) 42 ( 576tg
ktc (26)
kgd H s tính đ n nhệ ố ế ả
hưởng gi m năng su t do gócả ấ d c;ố
B Chi u r ng dây băng,ề ộ m;
v T c đ dây băng, m/s;ố ộ d Tr ng lọ ượng th tíchể c a than v n t i băng,ủ ậ ả t/m3
;
Hình 3. S đ kh i tính tốn năng su t c a băng chuy nơ ồ ố ấ ủ ề
* T i tr ng than trên m t mét dài băng:ả ọ ộ
m kG v Q
g bc , /
,
3 (27)
bc
Q Năng su t th c t c a băng chuy n, t/h;ấ ự ế ủ ề v t c đ băng t i, m/s;ố ộ ả
* Tr ng lọ ượng 1m dài c a dây băngủ :
Tr ng lọ ượng này ta có th tính b ng cơng th c sau ho c có th dùng đo đ mể ằ ứ ặ ể ế th c t đ xác đ nh tr ng lự ế ể ị ọ ượng 1m dây băng
m kG d
d i B
g0 1,1 .(1,25 ' ''), / (28)
'
d Chi u d y m t dề ầ ặ ướ ỏ ọi v b c, mm;
''
d Chi u d y m t trên v b c, mm;ề ầ ặ ỏ ọ i S l p;ố ớ
(5)m kG L G
p p p
g , /
m kG L
G g
x x
x , /
(29)
Gp, Gx Tr ng lọ ượng ph nầ
quay c a các con lăn nhánh cóủ t i và nhánh khơng t i;ả ả
Lp, Lx Kho ng cách gi aả ữ
các lăn nhánh có t i vàả nhánh khơng t i;ả
Hình 4. S đ kh i tính tốnơ ồ ố t i tr ng than trênả ọ
m t mét dài băngộ
* S c c n thành ph n 12 c a nhánh không t i:ứ ả ầ ủ ả
; , sin cos
)
( 0 0.
2
1 g g L g L kG
F x (210)
2
F S c c n thành ph n nhánh không t i;ứ ả ầ ả L Chi u dài băng t i, m;ề ả
Góc d c đ t băng t i;ố ặ ả
H s s c c n truy n đ ng, tra b ng 2.ệ ố ứ ả ề ộ ả 8;
* S c c n thành ph n 34 c a nhánh có t i:ứ ả ầ ủ ả
kG L
g g L
g g g
F3 4 ( 0 p) .cos ( 0) .sin , (211)
* Các ng su t c a dây băng:ứ ấ ủ kG F S
S2 1 1 2, (212)
kG S
S3 1,05 2, (213)
kG F S
S4 3 4, (214)
kG e
S
S4 1 , (215)
dt
k H s tính đ n d tr l c ma sát, l y ệ ố ế ự ữ ự ấ kdt = 1,2 1,25 e C s logarit t nhiên e = 2,71;ơ ố ự
h s ma sát c a dây băng tang;ệ ố ủ
(6)Đ xác đ nh STTĐN băng t i trong đi u ki n c th nêu b ng 9 l y ể ị ả ề ệ ụ ể ả ấ kdt =
1,2, = 0,3, = 2100 ta có :
3
e (216)
Gi i h phả ệ ương trình:
4 1
3
) (
05 ,
S S
F F
S S
(217)
* Xác đ nh l c kéo c a băng chuy n:ị ự ủ ề kG
S S
F ,
05 ,
1
0 (218)
* Công su t yêu c u c a băng chuy n:ấ ầ ủ ề kW
F v
P ,
102
0 (219)
v T c đ dây băng m/s;ố ộ
F L c kéo c a băng chuy n, kG;ự ủ ề
Hình 5. S đ kh i tính tốn cơng su t th c tơ ồ ố ấ ự ế
2.3. ng d ng mô ph ng theo đi u ki n th c t Ứ ụ ỏ ề ệ ự ế
T mơ hình xây d ng k t h p v i các s li u trên th c t ta ti n hành môừ ự ế ợ ố ệ ự ế ế phịng đ i v i băng chuy n, máng cào có các thơng s sau.ố ề ố
B ng 1. Thông s k thu t máng càoả ố ỹ ậ
TT Chi ti t / Thông sế ố Đ n vơ ị Giá trị
1 Năng su tấ t n/hấ 80
2 Đ u máyầ Kích c
ỡ mm 530x1705x1755
H p gi m t cộ ả ố T s truy nỷ ố ề 24
Đ ng cộ kW 15
(7)4 Thanh g tạ
Kích cỡ mm 30x50x250
Tr ng lọ ượng riêng kg/m3 7790
Bước thanh g tạ mm 800
Tr ng lọ ượng theo mét dài kg/m 45
5 Xích t iả
S lố ượng S iợ
Kho ng cách gi a 2 dây xíchả ữ mm 310
Lo i xíchạ mm 14x50
L c kéo an tồnự kg
Tr ng lọ ượng 1 m t xíchắ kg 0,3
Bước m t xíchắ mm 50
S m t xích trên 1m dàiố ắ 55,55
B ng 2. Thơng s k thu t băng t iả ố ỹ ậ ả
TT Thông số Giá trị
1 Công su t đ ng cấ ộ 2x55kW
2 Năng su t đ nh m cấ ị ứ 150t/h
3 Chi u r ng băngề ộ 1m
4 Chi u dài băng t iề ả 250m
5 T c đ băngố ộ 2,04m/s
6 Tr ng lọ ượng 3 con lăn nhánh có t iả 46kg
7 Kho ng cách gi a các con lăn nhánh có t iả ữ ả 0,9m
8 Tr ng lọ ượng 1 con lăn nhánh không t iả 42
9 Kho ng cách gi a các con lăn nhánh không t iả ữ ả 2,7m
10 Góc đ t băngặ 0o
a) K t qu mô ph ng su t tiêu th khi s n lế ả ỏ ấ ụ ả ượng băng chuy n và máng cào thay đ iề ổ theo th c t (chi u dài v n t i 180m và góc d c khơng đ i, năng su t c a máng càoự ế ề ậ ả ố ổ ấ ủ b ng 80/150 năng su t băng chuy n)ằ ấ ể