<<
>>

Влияние основных факторов на показатели работы насоса

В ходе реализации и обработки результатов экспериментов получены уравнения регрессии Gyr) = f (Ризб; hrt; ha),которые показывают изменение времени выгрузки порции материала (цемента) 50 кг и секундной производительности в зависимости от основных факторов.

Уравнение регрессии времени разгрузки τrпорции материала в кодированном виде имеет вид

Анализируя уравнения регрессии (4.7), а также используя формулы (4.3-4.4), определим значимость факторов (рисунок 4.2):

- избыточное давление Ризб= 42%;

- высота расположения разгрузочной трубы от днища камеры hrt = 47%;

- высота расположения аэрационного устройства от днища камеры ha =11%.

Наибольшее влияние на величину времени разгрузки оказывает фактор (высота расположения разгрузочной трубы от днища камеры hrt = 47%), а наименьшее значение фактор x3(высота расположения аэрационного устройства от днища камеры ha =10%), которое почти в 5 раз меньше. Влияние фактора x1(избыточное давление Ризб= 42%) примерно равно влиянию фактора x2, и примерно в 4 раза больше влияния фактора x3. Отрицательный знак при факторе x1показывает, что с его увеличением значение времени разгрузки уменьшается. Положительный знак при коэффициентах факторов x2и x3показывает на то, что при их повышении время разгрузки увеличивается. Значение коэффициента при члене уравнения совместного влияния x1x2указывает на то, что было полностью охвачено факторное пространство данных членов.

Рисунок 4.2. Значимость основных факторов при времени разгрузки

Уравнение регрессии в декодированном виде имеет вид

Используя аналитический пакет Maple 13, были построены трехмерные фигуры, показывающие зависимость времени разгрузки от изменения основных факторов (таблица 4.1) при фиксированных значениях времени τr = 6, 12, 18 с (для наглядности) (рисунок 4.3). При необходимости можно построить указанные фигуры для любого значения не только времени, но и других функциях отклика (при наличии соответствующего уравнения

регрессии). Таким образом, можно

определить геометрические и

технологические параметры насоса, т.е. при каких значениях основных факторов получим то или иное значение времени разгрузки, производительности, расхода воздуха (в нашем случае).

3

Рисунок 4.3. Графические структуры, отображающие фиксированные величины времени разгрузки в зависимости от основных факторов:

1 - τr = 6 с; 2 - τr = 12 с; 3 - τr = 18 с

На рисунке 4.4 отображена поверхность, на которой любая точка показывает, при каких значениях факторов можно получить минимальное время разгрузки τr= 6 с, а именно при сочетании значений избыточного давления, высот расположения разгрузочной трубы от днища камеры и аэрационного устройства в интервалах 1,2-1,5 атм., 34-59 мм и 40-59 мм соответственно.

Геометрические параметры регулируются конструктивно,

т.к. это заложено при конструировании и изготовлении лабораторной установки, а избыточное давление влияет на расход воздуха, а следовательно на энергозатраты процесса транспортирования, то можно предположить, что целесообразно использовать значения факторов в точке А (рисунок 4.4), выбирая минимальное значение давления: Ризб= 1,2 атм., hrt ≈ 55 мм, ha ≈ 55 мм, но не факт, что при названных параметрах получим максимальную производительность. Анализируя результаты экспериментов (таблица 4.1,

строка 10) при Ризб= 1,5 атм., hrt ≈ 55 мм, ha ≈ 55 мм время разгрузки τr = 6 с производительность равна Gy = 8,3 кг/с, но непонятно какая

производительность при давлении Ризб= 1,2 атм. Поэтому необходимо рассмотреть влияние основных факторов на секундную производительность, как одного из основных технико-экономических показателей работы любого устройства.

Рисунок 4.4. Графические структуры, отображающие минимальную фиксированную величину времени разгрузки τr = 6 с от основных факторов:

а) 3х мерное изображение, б) проекция на ось x1,в) проекция на ось х2, г) проекция на ось х3

Уравнение регрессии секундной производительности Gy в

кодированном виде имеет вид

Анализируя уравнения регрессии (4.9), а также используя формулы (4.5-4.6) определим значимость факторов (рисунок 4.5). Наибольшее влияние на величину производительности оказывает фактор x1(избыточное давление Ризб= 54% ), а знак «+» показывает на то, что при его увеличении увеличивается функция отклика. Отрицательный знак при коэффициентах факторов x2и x3показывает на то, что при их повышении производительность уменьшится. Значимость факторов x2и x3равны 31% и 15%, что меньше влияния фактора x1в 1,7 и 3,6 раз соответственно.

Рисунок 4.5. Значимость основных факторов для секундной производительности:

Так как значимость фактора х3 относительно мала, то для упрощения анализа влияния факторов на производительность принимаем значение

высоты расположения аэрационного устройства от днища камеры равным ha =55 мм значению основного (нулевого) уровня варьирования.

Уравнение регрессии в декодированном виде имеет вид

Используя аналитический пакет Maple 13, были построены трехмерные фигуры, показывающие зависимость производительности от изменения основных факторов (таблица 4.1) при фиксированных значениях

На рисунке 4.7 отображена поверхность, на которой любая точка показывает, при каких значениях факторов можно получить максимальную секундную производительность Gy = 8,3 кг/с, а именно при сочетании значений избыточного давления, высот расположения разгрузочной трубы от днища камеры и аэрационного устройства в интервалах 1,36-1,5 атм., 28-55 мм и 40-58 мм соответственно.

Геометрические параметры регулируются

конструктивно, т.к. это заложено при конструировании и изготовлении лабораторной установки, а избыточное давление влияет на расход воздуха, а следовательно на энергозатраты процесса транспортирования, то можно предположить, целесообразно использовать значения факторов в точке Б (рисунок 4.7), выбирая минимальное значение давления: Ризб= 1,36 атм., hrt ≈ 45 мм, ha ≈ 50 мм.

Поверхность, отражающая максимальное значение производительности носит возрастающе-убывающий характер. Убывание функции происходит из-за влияния эффекта взаимодействия парных членов x1x2и x1x3(рисунок 4.8), коэффициенты, которых отрицательны и доля влияния величины коэффициента х1(58%) (как наиболее значимого) на 32% больше суммарного влияния долей х2(18%) и х3(8%), а коэффициент совместное влияние эффекта взаимодействия парного члена x2x3положителен и оказывает 16% влияния.

Рисунок 4.7. Графические структуры, отображающие максимальную фиксированную величину производительности Gy = 8,3 кг/с от основных факторов:

а) 3х мерное изображение, б) проекция на ось x1,в) проекция на ось х2, г) проекция на ось х3

х3

Рисунок 4.8. Значимость влияния эффектов взаимодействия каждого из парных членов для секундной производительности:

Рассмотрим зависимость производительности от изменения избыточного давления и высоты расположения разгрузочной трубы от днища камеры на всем диапазоне их варьирования при фиксированных значениях высоты расположения аэрационного устройства ha=40, 46, 55, 64, 70 мм (рисунок 4.9). Анализ графиков показал, что они носят возрастающе- убывающий характер.

Наибольшую производительность для каждого haполучим:

- при ha = 40 мм и давлении Ризб=1,25-1,5 атм., Gy=5,8-8 кг/с при hrt = 34 мм; Gy=6-7,5 кг/с при hrt = 55 мм (рисунок 4.9, а);

- при ha = 46 мм и давлении Ризб=1,25-1,5 атм., Gy=6,5-8,6 кг/с при hrt = 34 мм; Gy=7-8,3 кг/с при hrt = 55 мм (рисунок 4.9, б);

- при ha = 55 мм и давлении Ризб=1,25-1,5 атм., Gy=6,6-8,1 кг/с при hrt = 34 мм; Gy=7,2-8 кг/с при hrt = 55 мм (рисунок 4.9, в);

- при ha = 64 мм и давлении Ризб=1,25-1,5 атм., Gy=5-6,1 кг/с при hrt = 34 мм; Gy=5,8-6,1 кг/с при hrt = 55 мм (рисунок 4.9, г);

- при ha = 70 мм и давлении Ризб=1,25-1,5 атм., Gy=3,1-3,7 кг/с при hrt = 34 мм; Gy=3,9 кг/с при hrt = 55 мм (рисунок 4.9, д); при давлении Р=1,36 атм.^^Д кг/с.

Таким образом, наибольшую производительность получаем при интервале варьирования давления Ризб=1,25-1,5 атм. и следующих конструктивных параметрах: при высоте аэрационного устройства от днища камеры ha = 46 мм и ha = 55 мм, при высоте расположения разгрузочной трубы от днища камеры hrt = 34 мм - Gy=6,5-8,6 кг/с и Gy=6,6-8,1 кг/с; при hrt = 55 мм - Gy=7-8,3 кг/с и Gy=7,2-8 кг/с (рисунок 4.9, б, в), соответственно. То есть в большей мере зависит от высоты расположения разгрузочной трубы hrt,но при этом аэрационное устройсво расположено выше разгрузочной трубы на 12 мм и 15 мм, соответственно.

Анализ графиков (рисунок 4.10) зависимости производительности от изменения избыточного давления и высоты расположения аэрационного устройства при варьировании высоты разгрузочной трубы от днища камеры hrt=20, 34, 55, 76, 90 мм показал, что они не линейны и носят возрастающий характер. Наибольшую производительность для каждого hrtполучим (таблица 4.3):

- при hrt = 20 мм и давлении Ризб=0,8-1,5 атм., Gy=5,3-6,7 кг/с при ha = 46 мм; Gy=5,1-6,2 кг/с при ha = 55 мм; Gy=4,6-6,2 кг/с при ha = 40 мм (рисунок 4.9, а);

- при hrt = 34 мм и давлении Ризб=0,8-1,5 атм., Gy=7,2-8,4 кг/с при ha = 46 мм; Gy=7,2-8,0 кг/с при ha = 55 мм; Gy=5,4-6,0 кг/с при ha = 40 мм (рисунок 4.9, б);

- при hrt = 55 мм и давлении Ризб=0,8-1,5 атм., Gy=7,4-8,1 кг/с при ha = 46 мм; Gy=7,5-7,9 кг/с при ha = 55 мм; Gy=6,5-7,4 кг/с при ha = 40 мм (рисунок 4.9, в);

- при hrt = 76 мм и давлении Ризб=0,8-1,5 атм., Gy=4,4-4,7 кг/с при ha = 46 мм; Gy=4,7 кг/с при ha = 55 мм; Gy=3,3-38 кг/с при ha = 40 мм (рисунок 4.9, г);

- при hrt = 90 мм и давлении Ризб=0,8-1,5 атм., Gy=0,5 кг/с при; Gy=0,9- 0,7 кг/с при ha = 55 мм (рисунок 4.9, д).

116

Таблица 4.3.

Наибольшая производительность от изменения избыточного давления (Ризб =0,8-1,5 атм.), высоты расположения аэрационного устройства (ha= 40-55 мм) и высоты разгрузочной трубы (hrt= 20-55 мм)

hrt ha Gyдля Ризб min0,8 атм. Gyдля Ризб max 1,5 атм.
34 40 5,4 6,0
46 7,2 8,4
55 7,2 8,0
55 40 6,5 7,4
46 7,4 8,1
55 7,5 7,9

Анализ результатов, сведенных в таблицу 4.3, показал, что при высоте разгрузочной трубы от днища камеры hrt = 20-34 мм, и для значений высоты аэрационного устройства от днища камеры ha = 40 мм и ha = 46-55 мм при минимальном Ризб=0,8 атм. производительность равна Gy=5,4 кг/с и Gy=7,2 кг/с, соответственно. Также при максимальном значении Ризб=1,5 атм. производительность максимальна Gy=8,4 кг/с при hrt=34мм, ha=46мм, а при hrt=55мм, ha=55мм, Ризб=0,8 атм. (таблица 4.3) Gy=7,5 кг/с. Здесь нужно отметить, что при увеличении давления почти в 2 раза производительность увеличится примерно в 1,2 раза и 1,1 раз, соответственно.

4.2.2

<< | >>
Источник: Гавриленко Андрей Владимирович. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МУЛЬТИСОПЛОВОГО АЭРАЦИОННОГО УСТРОЙСТВА В ПНЕВМОКАМЕРНОМ НАСОСЕ. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Белгород - 2017. 2017

Еще по теме Влияние основных факторов на показатели работы насоса:

  1. 1.3.2 Характеристика технологических процессов концентрирования компонентов молочной сыворотки  
  2. 5.1. Научная и экономическая целесообразность
  3. 7.1 Солнце
  4. ПРИНЦИПЫ И МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ показателей при проектировании
  5. К правовому государству и гражданскому обществу
  6. ОТРЯД HAEMOSPORIDIA
  7. Качественные изменения клеток крови.
  8. БЕЛЬГИЯ (Королевство Бельгия)
  9. Составляющие экономической эффективности использования систем и установок энергетики возобновляемых источников энерги
  10. ОГЛАВЛЕНИЕ
  11. План проведения экспериментов