Akademia Górniczo-Hutnicza
Im. Stanisława Staszica w Krakowie
Maszyny i Urz
ą
dzenia Technologiczne
Ć
wiczenie nr 6
Temat: Wyznaczenie sprawno
ś
ci energetycznej maszyn
miel
ą
cych
IMIR
Rok IIIA, Grupa Tb
Rok akadem: 2010/11
Akademia Górniczo-Hutnicza
Im. Stanisława Staszica w Krakowie
Maszyny i Urz
ą
dzenia Technologiczne
Ć
wiczenie nr 6
Temat: Wyznaczenie sprawno
ś
ci energetycznej maszyn
miel
ą
cych
IMIR
Rok IIIA, Grupa Tb
Rok akadem: 2010/11
1.Cel ćwiczenia
-poznanie metod wyznaczania sprawności energetycznej maszyn mielących na przykładzie
wybranego surowca w młynie rolkowym.
-zapoznanie się z torem pomiarowym odpowiadającym współczesnej cyfrowej technologii
pomiaru i rejestracji mierzonych parametrów w tym mocy czynnej, rzeczywistej,
współczynnika mocy
2. Schemat stanowiska pomiarowego
Młyn rolkowy służy do mielenie materiałów sypkich, takich jak np. piasek kwarcowy.
Zastosowanie rolek, które podczas pracy dociskane są do bieżni siłą odśrodkową pozwala na
sprawniejsze mielenie materiału. Młyny takie mają dużo większą sprawność i wydajność niż
młyny z luźnymi mielnikami.
Mielenie materiału zasypanego do komory młyna następuje poprzez rozgniatanie
symetrycznie rozmieszczonymi rolkami, osiągając określone rozdrobnienie. Urządzenie
wprowadzane jest w ruch obrotowy, przez reduktor napędzany silnikiem prądu zmiennego.
Rolki wraz z komorą kręcą się lecz w przeciwnych kierunkach. Na rolki działa duża siła
odśrodkowa (wywoływana dużą prędkością obrotową wirnika), przez co wkład jest
rozgniatany. Jednoczesny ruch obrotowy komory pozwala na mieszanie się ziaren zmielonych
z nie zmielonymi, w ten sposób cała masa rozgniatana jest równomiernie.
3.Wyniki pomiarów:
Czas
[s]
Moc P
[W]
Moc P-609
[W]
0
1100
491
2
1050
441
4
1040
431
6
935
326
8
929
320
10
802
193
12
830
221
14
733
124
16
751
142
18
764
155
20
732
123
22
678
69
24
676
67
26
725
116
28
648
39
30
660
51
32
707
98
34
725
116
36
675
66
38
700
91
40
688
79
42
710
101
44
689
80
46
686
77
48
734
125
50
726
117
52
668
59
54
690
81
56
691
82
58
655
46
60
651
42
62
687
78
64
640
31
66
686
77
68
648
39
70
658
49
72
610
1
74
660
51
76
668
59
78
617
8
80
618
9
82
628
19
84
662
53
86
633
24
4.Wyznaczenie współczynników równania ekspotencjalnego.
Zależność mocy od czasu mielenia przedstawiona będzie za pomocą krzywej o równaniu:
·
·
Parametry krzywej wyznaczono dokonując aproksymacji zbioru punktów wyznaczonych
przez dane pomiarowe funkcją wykładniczą. Program Excel dysponuje tylko aproksymacją za
pomocą funkcji wykładniczej w postaci
·
·
, w związku z czym dane musiały
zostać pomniejszone o wartość stałą równą najmniejszej wartości mocy pomniejszonej o 1
(610 – 1 = 609 [W] ). Jest to stała C:
609[W]
Na podstawie otrzymanej krzywej wyznaczono wartości A i β:
A=296,49
β=0,0326
296,49 ·
,·
Dodając do otrzymanego równania wartość stałej otrzymano funkcyjną zależność mocy
od czasu dla procesu mielenia:
296,49 ·
,·
609
Zależność sprawności procesu mielenia w funkcji czasu wyznaczono ze wzoru:
Wartość stała C jest przybliżoną mocą potrzebną na pokonanie oporów własnych młyna,
niespożytkowaną w samym procesie mielenia.
Moc w czasie
y = 296,49e
-0,0326x
R
2
= 0,5699
0
100
200
300
400
500
600
0
20
40
60
80
100
Czas t[s]
M
o
c
P
[W
]
moc
296,49 ·
,·
609 609
296,49 ·
,·
609
296,49 ·
,·
296,49 ·
,·
609
5.Wyniki obliczeń
czas t
[s]
moc P [W]
sprawno
ść
[%]
0
905,49
0,327436
2
886,77557
0,313242
4
869,2424
0,29939
6
852,81591
0,285895
8
837,42627
0,272772
10
823,00802
0,260032
12
809,49985
0,247684
14
796,84431
0,235735
16
784,98759
0,224192
18
773,87927
0,213056
20
763,4721
0,202328
22
753,72183
0,19201
24
744,587
0,182097
26
736,02876
0,172587
28
728,01071
0,163474
30
720,49876
0,154752
32
713,46097
0,146414
34
706,8674
0,138452
36
700,69002
0,130857
38
694,90255
0,123618
40
689,48039
0,116726
42
684,40047
0,11017
44
679,6412
0,103939
46
675,18233
0,098021
48
671,0049
0,092406
50
667,09116
0,087081
52
663,42445
0,082036
54
659,98918
0,077258
56
656,77075
0,072736
58
653,75546
0,068459
60
650,9305
0,064416
62
648,28385
0,060597
64
645,80426
0,05699
66
643,48117
0,053585
68
641,30472
0,050373
70
639,26565
0,047344
72
637,35529
0,044489
74
635,5655
0,041798
76
633,88869
0,039264
78
632,31772
0,036877
80
630,84591
0,03463
82
629,46699
0,032515
84
628,17512
0,030525
86
626,96479
0,028654
6.Wykresy
Moc teoretyczna
0
200
400
600
800
1000
1200
0
8
16
24
32
40
48
56
64
72
80
Czas t[s]]
M
o
c
P
[W
]
teoretyczna krzywa mocy
moc strat
moc zmierzona
Sprawno
ść
chwilowa teoretyczna
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0
6
12
18
24
30
36
42
48
54
60
66
72
78
84
Czas t[s]
S
p
ra
w
n
o
ś
ć
[%
]
Sprawno
ść
chwilowa
`
7. Obliczenie sprawności dla przedziału czasu t=6-24[s]
(
) (
)
(
)
(
) (
)
(
) (
)
(
)
(
) (
)
232
,
0
89
,
14281
89
,
3319
3825
89
,
10456
10962
3825
89
,
10456
3654
7479
14616
11
,
4159
10962
3654
7479
14616
11
,
4159
6
609
49
,
296
0326
.
0
1
24
609
49
,
296
0326
.
0
1
)
6
24
(
609
6
609
49
,
296
0326
.
0
1
24
609
49
,
296
0326
.
0
1
0326
.
0
)
(
609
0326
.
0
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
6
0326
.
0
24
0326
.
0
6
0326
.
0
24
0326
.
0
1
2
1
2
1
2
1
2
609
49
,
296
0326
.
0
1
609
49
,
296
0326
.
0
1
1
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
=
=
−
−
−
−
−
=
+
−
−
+
−
−
+
−
−
+
−
=
⋅
+
⋅
⋅
−
−
⋅
+
⋅
⋅
−
−
−
⋅
+
⋅
⋅
−
−
⋅
+
⋅
⋅
−
=
⋅
−
−
−
⋅
−
=
⋅
−
−
−
⋅
−
=
+
⋅
−
⋅
−
+
⋅
=
−
⋅
−
=
⋅
−
⋅
−
⋅
−
⋅
−
⋅
−
−
⋅
+
⋅
⋅
−
⋅
+
⋅
⋅
−
⋅
+
⋅
⋅
−
⋅
+
⋅
⋅
−
∫
∫
∫
∫
e
e
e
e
t
t
t
t
t
b
t
t
C
t
b
dt
C
eC
A
t
t
C
dt
C
e
A
dt
t
P
t
t
C
dt
t
P
t
e
t
e
t
C
e
A
b
t
C
e
A
b
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
t
b
t
t
t
t
t
t
η
8.Wnioski
Analizując otrzymane wyniki pomiarów i obliczeń możemy zauważyć że w
początkowym okresie mielenia sprawność osiąga wartość maksymalną poczym opada
asymptotycznie do 0. Moc pobierana przez młyn również zmniejsza swą wartość (dąży do
wartości 609 W). Możemy więc stwierdzić że moc ta nie jest wykorzystywana do mielenia
lecz jedynie do podtrzymania ruchu młyna. Najkorzystniejsza jest więc praca w pierwszych
sekundach po uruchomieniu.