Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia było poznanie metody wyznaczania sprawności energetycznej maszyny
mielącej na przykładzie mielenia piasku kwarcowego w młynie rolkowym, oraz
zapoznanie się z torem pomiarowym odpowiadającym współczesnej cyfrowej
technologii pomiaru i rejestracji mierzonych parametrów w tym mocy czynnej,
rzeczywistej oraz współczynnika mocy.
Schemat badanego młyna:
Urządzenie wprawiane jest w ruch poprzez silnik prądu zmiennego. Rolki pod wpływem
siły odśrodkowej zgniatają mielony materiał. Rolki kręcą się wraz z wirnikiem oraz
wokół własnej osi. Bęben wykonuje obroty w kierunku przeciwnym do obrotów
wirnika. Ruch obrotowy powoduje mieszanie się ziaren zmielonych z nie zmielonymi.
Dane pomiarowe:
Czas t
[s]
Pobierana przez młyn
moc P [W]
Wartość mocy po odjęciu stałej
973 W P' [W]
Sprawność %
0
2900
1927
66
2
2650
1677
63
4
2350
1377
59
6
2150
1177
55
8
1980
1007
51
10
1890
917
49
12
1750
777
44
14
1570
597
38
16
1380
407
29
18
1190
217
18
20
1240
267
22
22
1130
157
14
24
1140
167
15
26
1130
157
14
28
1030
57
6
30
1140
167
15
32
1040
67
6
34
1090
117
11
36
1130
157
14
38
988
15
2
40
1060
87
8
42
1050
77
7
44
974
1
0
46
1040
67
6
50
1100
127
12
52
993
20
2
Analiza wyników badań:
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 (974 – 1 = 973 [W] ). Jest to stała C:
973 [W]
Na podstawie otrzymanej krzywej wyznaczono wartości A i β:
1746
0,09
Dodając do otrzymanego równania wartość stałej otrzymano funkcyjną zależność mocy
od czasu dla procesu mielenia:
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.
Dodatkowo wyznaczono sprawność w okresie od 30 do 50s:
Wyznaczono również sprawność chwilową dla t = 40 s
Wykresy:
Wykres punktów pomiarowych pomniejszonych o 973 wraz z wyznaczoną na ich bazie
linią trendu.
Wyznaczona funkcja zależności pobieranej mocy od czasu mielenia na tle punktów
pomiarowych.
y = 1746,2e
-0,09x
R² = 0,6933
0
500
1000
1500
2000
2500
0
10
20
30
40
50
60
M
o
c
Pp
-C
[W]
t[s]
wartości pomniejszone o
973
Wykł. (wartości
pomniejszone o 973)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0
20
40
60
P
p
[W]
t[s]
973
Serie1
Wielob. (Serie1)
Zależność sprawności procesu mielenia od czasu
Wnioski:
Wykres sprawności jasno pokazuje, że sprawność energetyczna maszyny jest najwyższa na
początku procesu mielenia a następnie maleje osiągając w końcu wartości rzędu kilku procent.
Na wykresie mocy widać, że spada także pobierana przez maszynę moc. Może to oznaczać, że po
pewnym czasie mielenie już nie występuje natomiast moc pobierana przez młyn przeznaczona
jest już tylko na pokonanie oporów ruchu młyna. Należy więc dla każdego procesu mielenia oraz
dla każdego młyna optymalizować czas przeróbki, aby zmielić jak największą ilość materiały
przy możliwie największej sprawności mielenia.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0
10
20
30
40
50
60
ƞ
[%
]
t[s]
AKADEMIA GÓRNICZO – HUTNICZA
im. Stanisława Staszica w Krakowie
Maszyny i Urządzenia Technologiczne – Sprawozdanie z Laboratorium
Temat: Wyznaczenie sprawności energetycznej maszyn mielących
wydział: IMIR
rok i grupa: Rok B gr. P2
rok akademicki: 2012/2013
Nazwisko i imię:
Dybisiak Mariusz, Dyczkowski Krystian, Filip Tomasz, Jarecki Wojciech,
Jarosiński Karol, Kaproń Damian, Karpiński Marcin, Grabowski Damian,
Kasprzyk Michał, Kędziora Wiktor, Kocoń Marcin, Koprowki Krzysztof,
Krygowski Marcin, Kurant Michał, Ladowski Łukasz.