Motor de meseta
Hora de modificación: 18/07/2016 10:40:21 Clics: 169.
La altitud tiene efectos adversos sobre el aumento de temperatura del motor, la corona del motor (motor de alto voltaje) y la conmutación del motor de CC. Cabe destacar los siguientes tres aspectos:
? (1) Cuanto mayor sea la altitud, mayor será el aumento de temperatura del motor y menor será la potencia de salida. Pero cuando la temperatura disminuye con el aumento de la altitud lo suficiente como para compensar la influencia de la altitud en el aumento de temperatura, la potencia de salida nominal del motor puede permanecer sin cambios;
(2) Cuando se utilizan motores de alto voltaje en mesetas, se deben tomar medidas contra la inhalación;
(3)? La altitud no favorece la conmutación del motor de CC, por lo que se debe prestar atención a la selección de los materiales de las escobillas de carbón.
Los motores Plateau se utilizan en altitudes superiores a los 1.000 metros. De acuerdo con el estándar de la industria nacional: JB/T7573-94 "Condiciones técnicas generales para productos eléctricos en entornos de meseta", los motores de meseta se dividen en varios niveles: no más de 2000 m, 3000 m, 4000 m y 5000 m respectivamente. ?
Las principales características de la zona de la meseta son:?
1. La presión del aire o la densidad del aire es pequeña. ?
2. La temperatura es baja y la temperatura cambia mucho. ?
3. La humedad absoluta del aire es muy pequeña. ?
3. Alta radiación solar. ?
5. Menos precipitaciones. ?
Cada año hay muchos días de viento. ?
7. La temperatura del suelo es baja y el período de congelación es largo. ?
Debido a las razones anteriores, se producirán los siguientes efectos adversos en el funcionamiento del motor, por lo que se deben tomar las medidas correspondientes durante el diseño y la fabricación:
1. Disminución de la resistencia del aislamiento: por cada 1000 m adicionales, la resistencia del aislamiento cae entre un 8 y un 15 %. ?
2. El voltaje de ruptura del hueco eléctrico disminuye, por lo que el hueco eléctrico debe aumentarse según la altitud. ?
3. A medida que disminuye el voltaje de arranque de la corona, se deben reforzar las medidas anti-corona. ?
4. El efecto de enfriamiento del medio aéreo disminuye, la capacidad de disipación de calor disminuye y el aumento de temperatura aumenta. Por cada 1000M adicionales, el aumento de temperatura aumentará entre 3 y 10, por lo que se debe revisar el límite de aumento de temperatura.
El contenido de oxígeno del aire a 5.000 metros de altitud es sólo el 53% del que hay al nivel del mar. ? 2.2?Temperatura?
? La temperatura del aire se mide a una altura de 1,5 m sobre el suelo. La característica más importante de la troposfera es que la temperatura disminuye al aumentar la altitud. En la atmósfera libre, cuando la altitud media aumenta 100 metros, la temperatura disminuye 0,65°C. De hecho, la tasa de disminución de la altura troposférica es diferente. ?
2.2.1 La temperatura máxima en zonas de gran altitud está dentro de los 2000 metros, generalmente entre 30 ℃ y 40 ℃. El valor más bajo de la temperatura máxima se produce en la meseta Qinghai-Tíbet, la mayoría de las cuales están dentro de los 30 ℃ o incluso menos de 20 ℃. ? 2.2.2 La temperatura media diaria máxima es el valor más alto de la temperatura media diaria registrada en cada año, tomando el promedio plurianual. ?
? La temperatura máxima diaria promedio aumentó unos 100 m y la temperatura bajó 0,5 ℃. ?
? Las temperaturas máximas medias diarias entre 1 km y 5 km son 30 ℃, 25 ℃, 20 ℃, 15 ℃ y 10 ℃ respectivamente. ? 2.2.3 La temperatura media anual más baja se produce en el noroeste de la meseta tibetana, que tiene el terreno más alto. Las temperaturas promedio anuales dentro de 1 km ~ 5 km son 20 ℃, 15 ℃, 10 ℃, 5 ℃ y 0 ℃ respectivamente. A medida que aumenta la altitud, la temperatura media anual disminuye. ?
2.2.4 El rango diurno de temperatura máxima está relacionado con la latitud, la nubosidad, la distribución terrestre y oceánica, la topografía, las características de la superficie, la altitud y la estación. Según las estadísticas, el cambio promedio diario de la temperatura máxima anual es generalmente entre 20 ℃ y 30 ℃. ?
2.2.5? La temperatura mínima depende principalmente de la latitud y la altitud. Para áreas en la misma latitud, la temperatura mínima es relativamente baja en lugares con altitudes más altas. Por ejemplo, Yanchi está a 1349 m, con una temperatura mínima de -28,5 ℃, mientras que Daqaidan en la misma latitud está a una altitud de 3174 m, con. una temperatura mínima de -33,6 ℃. ? 2.3 ¿Cuál es la intensidad máxima de la radiación solar directa?
? La razón fundamental de los diferentes climas en la tierra es la radiación solar. La intensidad de la radiación solar determina la latitud geográfica.
Pero a medida que aumenta la altitud, la densidad de la luz solar que pasa a través de la atmósfera, la densidad del aire, el vapor de agua y los sólidos en suspensión disminuyen en consecuencia. Cuanto mayor es la transmitancia solar, más fuerte es la radiación que llega al suelo. Debido a la gran diferencia de temperatura entre verano e invierno, la temperatura en verano es más alta. Por tanto, el dato de radiación solar es la intensidad máxima de radiación solar directa de junio a agosto en verano. ?
? La intensidad máxima de la radiación solar directa de 1 km a 5 km es 101, 1064, 1118, 11765438 respectivamente. De los datos anteriores se puede ver que a medida que aumenta la altitud, aumenta la intensidad de la radiación solar directa. Cuando la altitud aumenta en 1000 m, la intensidad de la radiación solar directa aumenta en aproximadamente 54 W/m2. ? 2.4? ¿Tierra congelada? El permafrost en mi país se distribuye principalmente en las montañas del Gran Khingan, las zonas montañosas occidentales y la meseta Qinghai-Tíbet. El terreno de la región de permafrost del noreste está formado principalmente por colinas y montañas. Aunque la altitud no es elevada, debido a la gran latitud y a la influencia del aire siberiano a alta presión, esta es la zona natural más fría de China. Aunque algunas partes de la región de permafrost del oeste tienen latitudes más bajas, pertenecen a la zona de la meseta alpina, con terrenos más elevados y un clima alpino en el interior. Sus características comunes son las bajas temperaturas medias anuales y los largos períodos de congelación. El espesor del permafrost en la meseta Qinghai-Tíbet oscila generalmente entre 25 y 120 m, e incluso alcanza los 175 m. ?
¿2.5? La arena y el polvo en la meseta noroeste de Loess y la meseta Qinghai-Tíbet también son bastante graves. ?
? El número de días de tormenta de arena en la región noroeste (la visibilidad es de sólo 10 km) oscila entre 24 y 68 días. ? Los días de fuertes lluvias (visibilidad de sólo 1 km) duran de 10 días a 22 días. El tamaño del polvo está estrechamente relacionado con la velocidad del viento. A medida que aumenta la velocidad del viento, el diámetro de las partículas de polvo aumenta. ?
¿2.6? La meseta Qinghai-Tíbet está rodeada de montañas, protegida por la meseta del Pamir, el Karakoram, las montañas Kunlun, el Himalaya y las montañas Tanggula. Es difícil que el clima del Océano Ártico, el Océano Pacífico y el Océano Índico tenga un impacto significativo en el clima dentro de la meseta, por lo que el clima aquí es seco y frío, y las precipitaciones son escasas, especialmente en la meseta tibetana del norte. La nevada máxima anual allí es de menos de 10 centímetros. Las nevadas más intensas en China se producen en Xinjiang y el noreste de China. Las montañas Altai, las montañas Tianshan, el Himalaya, las montañas Qilian y las montañas del suroeste de Hengduan son las montañas cubiertas de nieve en mi país. La distribución de la nieve en la mayoría de las áreas muestra un patrón obvio de espesamiento a medida que aumenta la altitud. ?
3? ¿Cuál es el impacto del entorno de meseta en los productos mecánicos y eléctricos?
3.1?¿El impacto de la baja presión del aire?
3.1.1? En los motores de combustión interna la combustión se deteriora, la potencia cae significativamente y el consumo de combustible aumenta. ?
? El volumen de trabajo de un motor de combustión interna es fijo. Debido a que la densidad del aire cambia con la altitud, la cantidad de aire que ingresa a los cilindros del motor también cambia. Para los motores diésel de aspiración natural, si la cantidad de suministro de aceite de la bomba de aceite permanece sin cambios, el combustible que ingresa al cilindro no se puede quemar por completo, lo que hará que el humo de escape se vuelva más espeso, la temperatura del escape aumente y las piezas de la cámara de combustión se vuelvan más espesas. sobrecalentamiento, lo que resulta en una disminución de la potencia y el deterioro de los indicadores económicos. Según las pruebas de campo, por cada 1.000 m de aumento de altitud, la potencia del motor de combustión interna disminuye una media del 9 al 13% y el consumo de combustible aumenta aproximadamente un 6%. ?
? Hay 420 maquinaria de construcción y maquinaria de transporte en el sitio de la central hidroeléctrica de Longyangxia, a una altitud de 2.700 metros. La pérdida de potencia llega a 37. Los cargadores domésticos solo se pueden utilizar en obras de construcción con una altitud de 2800 mm y no se pueden utilizar en obras de construcción con una altitud de 3300 m. Cuando un cargador ZL30 producido por cierta fábrica estaba operando en el sitio a una altitud de 3.000 metros, la capacidad de elevación del cucharón se redujo en un 50%. Una locomotora CX-80 producida por una determinada fábrica. ¿Se pueden arrastrar tres vagones de 50 toneladas en Xining, pero sólo se pueden arrastrar dos vagones en la montaña Xiti a una altitud de 3173 m?
3.1.2 ¿Se está deteriorando el estado de funcionamiento del sistema de refrigeración del motor de combustión interna?
? A medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica disminuye y el punto de ebullición del agua de refrigeración también disminuye. Los puntos de ebullición del agua a diferentes altitudes se muestran en la Tabla 2. ?
¿Tabla 2? ¿Cuál es el punto de ebullición del agua a diferentes altitudes? ¿Altitud (metros)?
0?1000?2000?3000?4000?
¿El punto de ebullición del agua de refrigeración (℃)? 100?96.6?93.3?90.0?86.9?
Por cada 1.000 metros sobre el nivel del mar, el punto de ebullición del agua desciende unos 3,3°C. Según los conductores que trabajan en zonas altiplanicies, el agua de refrigeración de los motores de combustión interna, especialmente los motores diésel, a menudo "hierve".
La solución es detener la refrigeración o cerrar el agua caliente y agregar agua fría. Lo primero está retrasado y lo segundo es contradictorio porque las zonas de la meseta tienen escasez de agua y tienen agua de mala calidad. Debido a la reducción de la densidad del aire en la meseta, aunque el caudal volumétrico del ventilador de refrigeración permanece sin cambios, el caudal de peso se reduce considerablemente. Por cada 1000 metros sobre el nivel del mar, el volumen de aire en peso disminuye en 8. De hecho, se reducen el efecto de enfriamiento del ventilador y el efecto de enfriamiento del tanque de agua de enfriamiento. Pero los motores de combustión interna arden mal a gran altura. Cuando aumenta la temperatura del escape, aumenta la carga de calor sobre las piezas. Si la disipación de calor no es buena, no funcionará correctamente, especialmente la refrigeración del motor. Su potencia máxima está limitada por la carga térmica. Cuando la intensidad de enfriamiento es insuficiente, la temperatura de escape aumenta bruscamente. La carga de calor es demasiado alta. Incluso puede haber tracción del cilindro. ?
? Los dos puntos anteriores tienen problemas para grúas, camiones grúa, maquinaria de construcción, camiones, maquinaria de pilotaje y otros productos mecánicos propulsados por motores diésel y motores de combustión interna. ? 3.1.3 ¿Aumenta la temperatura de escape del compresor de aire?
? A medida que aumenta la altitud, la presión atmosférica disminuye, lo que provoca que disminuya el desplazamiento de peso. El valor es que por cada aumento de altitud, el desplazamiento promedio disminuye de 11 a 12, y el desplazamiento volumétrico también disminuye a medida que aumenta la altitud. El descenso medio es de 2 a 3 por cada 1000m de elevación. Por lo tanto, a medida que aumenta la altitud, aumenta la temperatura de descarga del compresor. ? 3.1.4 ¿Afecta el poder de corte de los aparatos eléctricos de baja tensión?
? A medida que aumenta la altitud, la densidad del aire disminuye y se debilita la capacidad del aire para disipar el calor. Cuando el contacto corta la corriente, la fuerza de recuperación del medio disminuye, lo que dificulta la extinción del arco y provoca fácilmente su reencendido, prolongando así el tiempo de formación del arco y acortando la vida útil del contacto. ?
? ¿El aire en la meseta es escaso, la capacidad de disipación de calor se debilita y el tiempo de acción del relé térmico se acorta? 3.1.5 ¿Ha disminuido el voltaje de arranque en corona del motor de alto voltaje?
? Debido a que el aire de la meseta es delgado, la distancia entre las moléculas aumenta y el camino libre de los iones aumenta, por lo que el voltaje inicial de la corona disminuye. Por ejemplo, en el grupo electrógeno 5# (25.000 kW, 6,3 kV) de la central eléctrica de Qiaotou a gran altitud, se empezaron a escuchar sonidos de descarga cuando el voltaje aumentó a 1,7 kV. ¿Qué pasa con el voltaje que aumenta a 2,5 kV? Cuando empiezo a ver chispas de corona, cuando el voltaje sube a 3,6 kV, veo una corona severa. ¿Con tensión nominal de 6,3 kV? La corona es grave y huele a ozono. ?
? Además, la baja presión del aire reducirá la resistencia del aislamiento externo de la porcelana de alto voltaje; afectará la vida útil de la batería y afectará la conmutación y el desgaste de las escobillas del motor de CC; ? 3.2 ¿Cómo afecta la baja temperatura al funcionamiento de los productos electromecánicos? 3.2.1 ¿Es difícil arrancar en frío un motor de combustión interna?
? La baja temperatura es una característica del clima de meseta. A medida que aumenta la altitud, la temperatura disminuye linealmente y la temperatura más baja en la meseta Qinghai-Tíbet es generalmente inferior a -30°C. El problema del arranque a baja temperatura de los motores de combustión interna es básicamente similar al de las zonas frías de las llanuras. Sin embargo, la falta de oxígeno y la baja presión del aire en las zonas de las mesetas hacen que el rendimiento de encendido y arranque de los motores de combustión interna sea peor que en las zonas de las llanuras. ?
3.2.2? ¿Afecta el rendimiento de la batería?
? Debido a la baja temperatura, la viscosidad del electrolito de ácido sulfúrico aumenta y el material activo negativo se pasiva prematuramente, lo que afecta la velocidad de difusión del electrolito en la placa, por lo que la reacción electroquímica básica de la batería de plomo-ácido solo puede ocurrir. en la placa sin electrolito La superficie está incompleta. Por lo tanto, la capacidad y el rendimiento de descarga inicial de las baterías de plomo-ácido disminuyen a medida que disminuye la temperatura. ? 3.2.3? ¿Afecta el rendimiento de arranque del motor?
? La baja temperatura es beneficiosa para la disipación de calor del motor, pero tiene cierto impacto en el arranque de motores pequeños. Debido a la baja temperatura, la consistencia de la grasa aumenta o se congela, lo que resulta en un aumento del par de resistencia estática y dificultad en el arranque. La grasa se congela a bajas temperaturas y pierde su capacidad de lubricación. Durante el arranque roza el rodamiento y emite un silbido que acelera el desgaste del rodamiento. ?
3.2.4 ¿Impacto en el rendimiento del instrumento?
? Debido a las bajas temperaturas y las grandes diferencias de temperatura entre el día y la noche, las características de los componentes lineales de los instrumentos cambian linealmente. Los instrumentos de prueba (incluidos manómetros, manómetros, medidores de flujo, etc.) generalmente tienen baja precisión, mala repetibilidad y cero grave. deriva del punto. ? 3.2.5? Refleja que el pegamento aislante asfáltico se agrieta a bajas temperaturas, la humedad afecta el rendimiento del aislamiento, las propiedades mecánicas del material aislante se reducen y se vuelve obviamente duro y quebradizo. Las fundas de cables de caucho natural a base de caucho y caucho de estireno-butadieno son propensas a romperse y pelarse a -30°C. ?
? También se debe tener cuidado con la elección del aceite de motor.
El índice de viscosidad de los aceites hidráulicos de bajo punto de fluidez existentes sigue siendo bajo. Aunque su punto de fluidez es inferior a -40°C, como medio para transmitir torque en un sistema hidráulico, no tiene buena fluidez por encima de diez grados por encima del punto de fluidez y no puede cumplir con los requisitos para trabajar en áreas de baja temperatura. Las pruebas a baja temperatura de sellos de caucho muestran que a medida que la temperatura disminuye, su dureza, resistencia a la rotura y alargamiento muestran una tendencia a la baja en diversos grados. ?
3.3 ¿Cuál es el impacto de la radiación solar en los productos electromecánicos de meseta? 3.3.1 ¿Afectan las propiedades mecánicas de los plásticos?
? El daño de la luz solar a la materia orgánica no sólo está relacionado con la energía de los enlaces químicos, sino también con la densidad de los enlaces moleculares. Los enlaces moleculares de los plásticos termoestables tienen una estructura de red y una densidad relativamente alta. Por lo tanto, la pirólisis fotoquímica tiene un impacto pequeño en sus propiedades mecánicas, pero tiene un impacto mayor en las propiedades mecánicas de los plásticos termoplásticos. ?
3.3.2 ¿Impacto en el recubrimiento de pintura?
? Las fuertes grietas causadas por la luz solar y las grandes diferencias de temperatura en las zonas de meseta acelerarán el envejecimiento y el agrietamiento de las capas de pintura. Según el análisis, el fotoenvejecimiento de las pinturas es envejecimiento fotooxidativo, y su velocidad no sólo está relacionada con la intensidad de la radiación y la cantidad total de luz solar, sino también con la humedad, el oxígeno, la temperatura y la humedad de la atmósfera. Aunque la intensidad y la cantidad total de radiación solar en el área de la meseta es relativamente grande, el clima es seco, el aire es escaso y la temperatura es baja. La humedad, el contenido de oxígeno y la temperatura en la atmósfera no son tan altos como en. Los trópicos húmedos, por lo tanto, el impacto del clima de meseta en la pintura y los revestimientos no es tan fuerte como en los trópicos húmedos. ? 3.3.3 ¿Impacto en el funcionamiento del motor?
? Los motores utilizados al aire libre en áreas de meseta deben exceder el límite de aumento de temperatura debido al calor generado durante el funcionamiento y la luz solar directa. Sin embargo, según la encuesta, el fenómeno de sobrecalentamiento de los motores no es obvio debido a la baja temperatura durante todo el año. El área de la meseta, que tiene un impacto negativo en la temperatura, tiene un cierto efecto compensador, por lo que no es un gran problema. ? 3.4 ¿Cuál es el impacto del suelo congelado en los productos mecánicos y eléctricos? 3.4.1 ¿Impacto en martinetes y perforadoras?
? Al hincar pilotes en áreas de permafrost de meseta, debido al suelo duro y congelado, generalmente es difícil hincar pilotes prefabricados directamente en el suelo congelado sin perforar agujeros primero. ?
? Por ejemplo, durante la construcción en suelo congelado a una altitud de 4.470 metros a lo largo del río Qingshui en Qinghai, hubo una capa de suelo congelado que se estaba derritiendo en el área, lo que provocó un colapso severo del agujero durante la perforación. La temporada de construcción es a finales de julio, con altas temperaturas y suelo congelado, y la temperatura del suelo es de -0,5 ℃ ~ -1 ℃. Cuando el colapso del hoyo es grave, una gran cantidad de lodo superficial entrará en el hoyo y derretirá el suelo congelado en la pared del hoyo y el suelo congelado en el fondo del hoyo. Además, debido al suelo duro y congelado, las láminas de carburo y los bordes de perforación del tubo de perforación se desgastan mucho más. Además, también ha aumentado el consumo de energía de la plataforma de perforación. ? 3.4.2 ¿Impacto en los cables de comunicación?
? El levantamiento, agrietamiento y deshielo del suelo causado por las heladas tiene un gran impacto en la flexión y estiramiento de los cables enterrados, lo que puede provocar la rotura de los cables de plomo. ?
? Según las encuestas, la temperatura más baja en suelos congelados generalmente no es inferior a -16°C. Por lo tanto, al tender cables, llene 300×300 mm de medio de arena salada alrededor de los cables. Por un lado, los cables se pueden mantener sin congelar. Por otro lado, en el caso de que la escarcha se acumule y se agriete, la capa congelada puede desplazarse relativamente, reduciendo así la tensión en el cable. ? 3.5 ¿Cuál es el impacto del polvo en el funcionamiento de los productos mecánicos?
? La meseta de Loess y la meseta de Qinghai-Tíbet tienen cantidades relativamente grandes de viento y arena. La zona de la meseta es seca y sin lluvia, con poca vegetación. Junto con los fuertes vientos, el daño de la arena y el polvo a los motores de combustión interna (incluidas las máquinas que funcionan con diésel, martinetes, camiones, cargadores, etc.) es evidente. ).?
? Los usuarios informaron que el filtro de aire se obstruía rápidamente cuando se usaba en áreas de meseta y que el polvo se filtraba hacia el cilindro, acelerando el desgaste de las piezas móviles del motor. El filtro de papel ciclónico se mantiene cada 50 horas según el manual de instrucciones, pero en el sitio de construcción de Longyangxia acumuló polvo en 1 a 2 horas. Para limpiar el filtro de aire, golpee el filtro de papel dos veces durante un turno. ?
? El polvo tiene distintos grados de impacto en los cojinetes del motor, contactos eléctricos de bajo voltaje, interruptores, etc. , omitido aquí. ?
4?
? Las zonas de gran altitud de China son enormes. Debido a diversas limitaciones, el desarrollo de la industria y la agricultura fue relativamente lento. En la actualidad, el transporte por automóvil sigue siendo el principal medio de transporte y la pérdida de potencia de los motores diésel y de combustión interna utilizados en las zonas de la meseta es bastante grave. Por tanto, es de gran importancia estudiar la tecnología de recuperación de energía de productos mecánicos.
El Tíbet tiene una gran importancia estratégica y tiene importantes recursos minerales. Establecer el sistema de transporte ferroviario tibetano lo antes posible es de gran importancia para mejorar la vida del pueblo tibetano. Afortunadamente, el país ha decidido ampliar el ferrocarril desde Golmud, Qinghai, hasta Lhasa, Tíbet, y planea abrir el ferrocarril Yunnan-Tíbet en Yunnan. Es posible que en un futuro próximo las zonas de meseta se desarrollen más rápidamente. ?
? Cuando la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) desarrolló las normas pertinentes, había pocas zonas de gran altitud en Europa. Sus estándares solo consideran áreas por debajo de 3000 mm. En la actualidad, según las condiciones nacionales, se han formulado condiciones ambientales estables para los productos de la industria de maquinaria y requisitos técnicos ambientales para los productos de la industria de maquinaria. Dos estándares para el entorno de meseta. Proporciona una base para el diseño y producción de productos electromecánicos adecuados para zonas de gran altitud. Esto es de gran valor para mejorar la confiabilidad de los productos mecánicos y eléctricos y tiene importancia práctica para el desarrollo de la economía nacional. ?
Sobre el autor: Liu Kuifang (1938-), hombre, de Dabu, Guangdong, ingeniero senior. ? Autor: (Instituto de Investigación de Equipos Eléctricos de Guangzhou,? ¿Guangzhou? 510302)?
Referencias:?
[1]?Condiciones ambientales de productos eléctricos en zonas de gran altitud. ¿Instituto de Investigación de Aparatos Eléctricos de Kunming? [2]? Informe de estudio sobre adaptabilidad ambiental de productos de la industria mecánica. Instituto de Investigación de Aparatos Eléctricos de Guangzhou, etc. 1992.
Los motores Plateau funcionan a grandes altitudes debido a la baja presión del aire y las malas condiciones de disipación de calor. Y la eficiencia operativa se reducirá. Entonces, ¿es lo mismo? Los motores que funcionan a diferentes altitudes tienen diferentes cargas electromagnéticas nominales y diseños de disipación de calor. No es un motor de gran altitud, por lo que es mejor utilizarlo con carga reducida. De lo contrario, la vida útil y el rendimiento del motor se verán afectados, pudiendo incluso quemarse en un corto periodo de tiempo.