Лако-красочные материалы — производство

7 Ввиду того, что в период пуска необходимо преодолеть добавоч­ные силы инерции жидкости и вращающихся механических частей аппарата для перемешивания, мощность мешалки через короткий промежуток времени может превысить постоянную мощ­ность, рассчитываемую по уравнению (IV-30) для уста­новившегося числа оборотов. В связи с этим возникает воп­рос, нужно ли соответству­ющим образом увеличить ~ мощность электродвигателя. На данную проблему в науч­ной литературе имеются про­тиворечивые взгляды. Касат­кин [53], а также Кнойле и Отмер [55] считают, что следует предусмотреть соот­ветствующий резерв мощ­ности двигателя. По мнению же Керестеша [54 ], такая до­бавка мощности не требуется, поскольку современные электродвигатели легко выдерживают крат­ковременные перегрузки, вызываемые пуском мешалки. Ситуация при пуске мешалок даже более благоприятна, чем при пуске боль­шинства других промышленных установок, например станков, подъемных устройств и т. д. В этом нетрудно убедиться, приняв во внимание график вращательного момента мешалки в период пуска (рис. IV-27, Ms = 0 при п = 0).

Следует особо отметить, что перегрузка двигателя повышенным пусковым моментом не оказывает влияния на максимальное потреб­ление мощности двигателем из электрической сети, а также не влияет на величину силы тока, проходящего через обмотку двигателя. Для двигателя, запускаемого при перегрузке (в дозволенных пре­делах), и двигателя, запускаемого без перегрузки, сила тока оди­накова. Но перегрузка двигателя увеличивает его время пуска. Так как в период пуска сила тока, проходящего через обмотку дви­гателя, во много раз превышает номинальное значение, то это вызы­вает сильный нагрев обмотки, и поэтому необходимо, чтобы время пуска было как можно более коротким.

Время пуска для конкретного аппарата с мешалкой можно вы­числить, приняв за основу механическую характеристику (график крутящих моментов) двигателя и мешалки. На рис. IV-27 предста­влен такой график для компактного асинхронного двигателя, рабо­тающего совместно с мешалкой, мощность которой равна номи­нальной мощности двигателя, т. е. крутящий момент ее при номинальном числе оборотов п0 равен М0 (рис. IV-27, точка 1).

График крутящего момента мешалки Ms был построен на осно­вании уравнений (IV-32) и (IV-33). Таким образом, он относится к установившимся условиям работы мешалки dnjdx = 0.

В любой момент времени т периода пуска разность крутящих моментов двигателя М и мешалки Ms дает возможность получить угловое ускорение мешалки, т. е. уравновесить динамический мо­мент Md, обусловленный динамическими силами системы:

M-Ma = Mdi + Md2 = Md (IV-91)

Где Mdl и Md2 — моменты, обусловленные динамическими силами жидкости и вращающимися частями аппарата (вместе с ротором двигателя).

Подставив в уравнение (IV-91) вместо Mdx и Md2 известные зависимости, получаем:

М-М.-Мг^ + Ы^ (IV-92)

Где 1г — момент инерции вращающихся механических частей ап­парата, кг-м2;72 — момент инерции массы жидкости, протекающей через мешалку, кг-м2; dnjdx — ускорение вращения.

Из уравнения (IV-92) после разделения переменных рассчиты­вается время пуска, необходимое для достижения определенного числа оборотов п:

П

П=О

Крутящие моменты М и Ms являются функциями числа оборо­тов п и могут быть определены из механических характеристик дви­гателя и мешалки. Моменты инерции и /2 нужно находить экс­периментально, причем 1Х будет постоянной величиной, характер­
ной для данной системы мешалка—Двигатель, а /2 — дополнитель­ной функцией числа оборотов для данной системы мешалка—жид­кость. Учитывая это, диапазон уравнения (IV-93) следует находить графически. Такие вычисления дают т оо при п = п0, т. е. когда М = Ms, поэтому расчеты проводились, например, до п = 0,95тг0- Сократить время пуска можно, подобрав двигатель большей мощ­ности (по отношению к мощности, потребляемой мешалкой) — рис. IV-28. Если мешалка I выбрана правильно, то мешалка II (меньшей мощности) скорее достигнет числа оборотов Ns из-за боль­шей разности моментов (.М — Ms), мешалка III — через более продолжительное время, а мешалка IV, учи­тывая перегрузку двига­теля, вообще не достигнет такого числа оборотов. Ке — рестеш [54], например, экс­периментально определил значения времени пуска для конкретной системы: тх = = 0,7 с, тп = 0,47 с, тш = = 1,1 с и xIV = 6 с. Следует отметить, что уменьшение времени пуска в результате повышения мощности дви­гателя экономически невы­годно. Если же время пуска превышает допусти­мую для данного двигателя величину т, то нужно применить соответствующий пускатель и ли сменить тип двигателя. Подробные данные на эту тему можно, найти в литературе [31].