平衡处理

2024-10-22

平衡处理（共9篇）

平衡处理篇1

以静电平衡状态下的导体为命题点的试题经常在高考中出现, 该类考题涉及电势的高低、电场叠加、电场线等问题, 始终是考生应考的难点.许多学生反映, 即使将静电平衡状态下导体的特点背得滚瓜烂熟, 但在解决具体问题时, 往往仍是力不从心, 无从下手, 不能灵活应用.其实, 在静电平衡问题上用“远近观”及“整体观”的观点来解决这类问题, 不仅易于掌握, 而且简单快捷.

“远近观”是指处于静电平衡状态下的导体, 离场电荷较近和较远的两端将感应出等量的异种电荷, 而导体的中间部分因感应电荷极少, 可认为无感应电荷产生, 如图1所示.

“整体观”是指当把两个或多个原来彼此绝缘的导体接触或用导线连接时, 就可把它们看作是一个大导体, 再用“远近观”判断它们的带电情况, 如图2所示有些问题中所提到的“用手触摸某导体”其实就是导体通过人体与大地构成一个大导体.

例1如图3所示, 将带电体A放在不带电但紧紧靠在一起的B、C的附近, 先将B、C分开后移走A, 再移走A后分开B、C, 问两种情况下导体B、C的带电情况?

分析解答:处于静电平衡状态下的B、C是一个整体, 其两端将出现等量异种电荷, 相对于A来说, 近端B的电荷与A异号, 远端B的电荷与A同号, 所以整个导体不显电性.在A的电场作用下, 若先分开B、C后移走A, 则B、C中的等量异种电荷无法中和, 故显电性, B带负电, C带正电.若先将A移走, 则B、C中的等量异种电荷中和, 自由电子重新分布, B、C整体不带电, 分开后自然也不带电.

例2如图4所示, 不带电的导体B在靠近带正电的导体A后, P端及Q端分别感应出负电荷和正电荷.此时若用导线将Q端接地, 然后断开, 再取走A, 则导体B将带何电荷?

分析解答:用导线将Q接地后, 导体B与地球构成一个大导体, 距A较近的为P端, 仍带感应负电荷, 距A较远处, 不再是Q端, 而是地球, 带感应正电荷而Q端成为大导体的中间部分将不会有感应电荷.所以, 导体B将带负电荷.

例3如图5所示, 空腔导体A不带电, 金属B置于A内, 并通过导线和开关连接.S断开时, B带负电.若将B与A的内壁接触, 则接触后B的带电情况如何?此后若把B恢复到原位置, 再将开关S闭合, B的带电情况又如何?

分析解答:B与A接触构成一个整体, 而孤立带电导体处于静电平衡状态时, 其内部不会有静电荷, 故B的负电荷将全部移到A的外表面.B复位后再将开关S闭合, 则B通过导线与地球构成一个大导体, 且该大导体处于A电荷所产生的电场中.当达到静电平衡时, 离A的较远处, 即地球的一端将感应负电荷, 离A较近处, B将感应正电荷, 故B带正电荷.

例4如图6所示, B是带有绝缘支架的空腔带电金属球壳, A是验电器, A、B相距较远, 导线C的一端接验电器的金属球, 下列现象正确的是 ()

A.将C的另一端与B的外壳接触, 验电器的金箔张开

B.将C的另一端与B的内表面接触, 验电器的金箔张开

C.将C的另一端与B的外壳接触, 验电器的金箔不张开

D.将C的另一端与B的内表面接触, 验电器的金箔不张开

分析解答:假设B带正电, 则正电荷分布在球壳B的外表面上, 不管C接B的外壳还是内表面, 验电器的金属球导电杆和金箔通过导线C与B就构成一个整体, 由于验电器在B的外部, 也就成了这个整体的外表面的一部分, 因此, 验电器的金箔就带上了正电荷.假设B带负电, 同理可证, 验电器的金箔带负电荷, 因此, 正确选项为A、B.

平衡处理篇2

生态滤池污水处理过程中氮形态变化及平衡研究

污水经生态滤池(MEEF)处理后,出水中化学耗氧量(COD)、生物需氧量(BODs)、总氮(TN)和总磷(TP)的.质量浓度降低,氮的形态构成与进水有较大差异.水力负荷分别为1.0 m3・m-2・d-1和2.0 m3・m-2・d-1时,进水中NH4+-N的平均质量浓度分别为45.8和35.7 mg・L-1,出水中分别降为10.3和20.0 mg・L-1;进水中NO3--N的平均质量浓度分别为0.24和0.2 mg・L-1,出水中分别增加到30.4和4.1 mg・L-1.进水中硝态氮占总氮的0.3%,在两种水力负荷下出水中硝态氮占出水总氮的比例分别增加到52.7%和12.8%,说明水力负荷降低有利于硝化作用进行.还对氮的质量平衡进行了估计,并讨论了MEEF的工作原理.

作者：韩润平邹卫华石杰杨健陆雍森刘宏民 Han Runping Zou Weihua Shi Jie Yang Jian Lu Yongsen Liu Hongmin 作者单位：韩润平,邹卫华,石杰,刘宏民,Han Runping,Zou Weihua,Shi Jie,Liu Hongmin(郑州大学化学系,郑州,450001)

杨健,陆雍森,Yang Jian,Lu Yongsen(同济大学环境科学与工程学院,上海,200092)

刊名：郑州大学学报（理学版） ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF ZHENGZHOU UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE EDITION) 年，卷(期)：2005 37(4) 分类号：X703 关键词：生态滤池蚯蚓氮形态氮质量平衡

平衡处理篇3

典型题型一：物体受三个力的作用处于平衡状态，其中有两个力相应垂直。这类问题的主要处理方法是力的合成与分解。即应用“物体在三个力的作用下处于平衡状态，其中任意两个力的合力和第三个力等大反向”这个结论，然后通过各力所形成的矢量三角形就可以求解，这是合成方法；或者把某个力沿另外两个力的反方向分解，分解出来的两个分立和其他两个力等大反向，利用二力平衡知识求解，这是分解的方法。

图1【例1】（2009年浙江省物理题）如图1所示，质量为m的等边三棱柱静止在水平放置的斜面上。已知三棱柱与斜面之间的动摩擦因数为μ，斜面的倾角为30°，则斜面对三棱柱的支持力与摩擦力的大小分别为（）。

A.32mg和12mg

B.12mg和32mg

C.12mg和12μmg

D.32mg和32μmg

图2解析：物体受力如图2所示，物体受三个力的作用处于平衡状态，其中支持力FN和静摩擦力f两个力相互垂直，利用合成或分解的方法就可以很容易解决。由FN=mgcos30°=32mg，f=mgsin30°=12mg。故选A。

典型题型二：物体受三个力的作用处于平衡状态，三力中不存在垂直关系，但受力方向已知（即角度已知）。此类问题的主要处理方法是正交分解。

【例2】如图3所示，物体在AO、BO绳共同拉力作用下处于静止状态，AO绳与水平方向的夹角为45°，BO绳与水平方向夹角是60°，求两根绳上的拉力。

解析：分析小球受力如图6所示，小球受重力G、斜面的支持力F2和挡板的支持力F1，在三个力的作用下处于平衡状态，这三个力可构成力的矢量三角形，挡板绕O点缓慢移动，可视为动态平衡。因挡板对小球的支持力F1的方向与水平方向之间的夹角由90°缓慢变小，重力的大小和方向都不变，斜面的支持力F2的方向也不变，由矢量三角形知斜面的支持力F2必将变小，而挡板的支持力F1将先变小后变大。

以上是三力平衡问题的三类典型题型，经过教学实践笔者发现按题型归类讲解效果很好，学生分析问题、解决问题的能力也迅速得到了提升。

（责任编辑黄春香）endprint

在高考物理中，三力平衡问题是重点考查的一个考点，而且很多以选择题的形式出现。由于三力平衡问题题型多、方法灵活，对力学知识要求比较高，学生学习起来比较困难。经过实践摸索，笔者总结出一些典型题型以及相应的处理方法与大家分享。

A.32mg和12mg

B.12mg和32mg

C.12mg和12μmg

D.32mg和32μmg

典型题型二：物体受三个力的作用处于平衡状态，三力中不存在垂直关系，但受力方向已知（即角度已知）。此类问题的主要处理方法是正交分解。

【例2】如图3所示，物体在AO、BO绳共同拉力作用下处于静止状态，AO绳与水平方向的夹角为45°，BO绳与水平方向夹角是60°，求两根绳上的拉力。

以上是三力平衡问题的三类典型题型，经过教学实践笔者发现按题型归类讲解效果很好，学生分析问题、解决问题的能力也迅速得到了提升。

（责任编辑黄春香）endprint

A.32mg和12mg

B.12mg和32mg

C.12mg和12μmg

D.32mg和32μmg

典型题型二：物体受三个力的作用处于平衡状态，三力中不存在垂直关系，但受力方向已知（即角度已知）。此类问题的主要处理方法是正交分解。

【例2】如图3所示，物体在AO、BO绳共同拉力作用下处于静止状态，AO绳与水平方向的夹角为45°，BO绳与水平方向夹角是60°，求两根绳上的拉力。

以上是三力平衡问题的三类典型题型，经过教学实践笔者发现按题型归类讲解效果很好，学生分析问题、解决问题的能力也迅速得到了提升。

变压器直流电阻不平衡故障处理篇4

2011年10月21日, 高压试验班在对110 k V河西变电站#1主变进行预防性试验时测得高压绕组直流电阻1~17档全部不平衡, 而且没有规律;在改变试验接线方式和精细打磨高压引线桩头, 又更换了试验设备, 再重复试验了几次, 测得结果与初次试验基本相同, 测出高压绕组直流电阻最高不平衡率为5.9%, 最低的为3.19%, 都超过了DL/T596-1996《电力设备预防性试验规程》规定的2.0%的要求, 变压器高压侧存在直流电阻不平衡故障。具体数据如表1所示。

2 故障部位判断

根据《电力设备预防性试验规程》的规定, 在做变压器试验时应测量变压器的直流电阻, 其目的是: (1) 检查绕组焊接质量; (2) 检查分接开关各个位置接触是否良好; (3) 检查绕组或引出线有无折断处; (4) 检查并联支路的正确性, 是否存在由几条并联导线绕成的绕组发生一处或几处断线的情况; (5) 检查层、匝间有无短路的现象。因此, 本测试项目对发现上述缺陷具有重要意义。

变压器直流电阻不平衡一般有三种故障可能: (1) 绕组故障。如绕组匝间短路、断股、焊接不良或者脱落等。 (2) 有载调压开关接触故障。有载调压开关连接点多, 触头有两个部分, 特别是切换开关触头, 开断运行时的负荷电流, 如果接触不良或者电弧烧蚀, 都容易引起直流电阻不平衡。 (3) 引线部分故障。引线部分故障主要是绕组和调压开关连接引线和调压开关至套管端部引线焊接不良、虚焊等故障。

对于#2主变高压绕组直流电阻严重不平衡而且是每个档位均不平衡的情况, 为了确定故障点的位置, 我们又做了以下工作:进行了变比试验, 试验数据合格, 排除了变压器内部有匝间或层间短路故障。取变压器油样进行色谱分析, 色谱试验数据合格, 也排除了变压器内部绕组部分故障的可能;将测试数据与历年常规性试验测试结果对比分析, 三相不平衡率增长很快, 而且是无规律地增长, 如果是某一引线部分存在故障, 那么故障可能出现在某一相, 引线三相同时出现故障的几率较小, 引线故障导致直流电阻不平衡应该是有规律的, 即在每一档位同时偏大或偏小, 但不是毫无规律。由此排除了引线部分故障。

在排除了上述两种情况后, 故障可能在调压开关部分, 特别是切换开关, 本主变采用的是辽阳易发式电气设备有限公司生产的型号为UCGRN380/300/C有载调压开关。考虑到夏季用户负荷增长迅速, 变压器有载调压开关切换频繁, 切换开关可能存在拉弧或烧伤情况, 容易导致以上直流电阻不平衡且无规律的故障, 因此, 认为故障点在有载调压开关的切换开关部分, 于是决定对#1主变有载调压开关切换开关部分进行检修。

3 检修经过

有载调压开关直流电阻不合格故障处理分析:

(1) 直流电阻值超差不大, 并且三相都如此。这个情况可能是由于油膜或氧化膜造成的 (CV型有载开关较多) 。因此试验前, 有载开关应先操作10个循环, 以解决有载开关氧化膜问题;如果是油膜问题, 开关必须吊芯打磨主动触头。

(2) 主变个别档位直流电阻不合格。因故障点没有公用位置, 一般可以判断开关的个别静触头部位有问题。如主变导线与开关静触头未连好;或开关个别静触头不好, 动静触头接触有问题。

(3) 直流电阻一相不合格, 或组合式有载开关某一相双数或单数不合格。要具体分析导电回路上的公用连接点, 找到故障点加以排除。但是必须先从简单部分开始检查。先检查引线在主变引出套管接头处有无松动或异常。再检查开关本身接触情况 (如主动触头本身阻值大, 输出触头未固定好, 动静触头接触不好等) , 主变排油或吊罩处理是迫不得已之举。

(4) 直流电阻不合格时, 必须排除人为因素和仪器因素。如主变直流电阻试验时, 主变二次侧不能接地;直流电阻测试仪器可能有故障, 引起直流电阻不合格等等。

经以上故障处理分析, 决定对#1主变有载调压开关进行吊芯检查。2011年10月21日, 在经过准备后, 将开关油抽出, 记好标记后将开关盖打开, 将#1主变有载调压开关的切换开关吊出进行外观检查, 发现触头上有明显拉弧、烧伤痕迹, 于是对有载调压开关的切换开关触头进行打磨和紧固螺栓后再测量高压绕组直流电阻, 1~17档直流电阻平衡, 因此确认有载调压开关的切换开关部位存在故障。于是将开关进行了切换, 使用细砂纸轻轻将所有档位触头打磨光滑, 并使用合格的变压器油反复冲洗干净, 进行复装;再测量直流电阻, 测试结果合格, 测试数据如表2所示。

4 事故原因及分析

此变压器是1999年5月1日安装投运, 至今已连续运行10多年, 但随着近些年用户负荷的不断增加, 且在一段时间内接近满负荷运行;开关切换次数增加又停不了电, 因而从来未进行吊芯检修, 此次吊芯后发现有载调压开关的触头有明显的放电痕迹并及时进行了处理, 从而避免了走弯路, 为设备的正常、安全、经济、可靠运行提供了保障。

5 类似问题处理措施

如果发现变压器直流电阻不平衡, 应该尽快根据测量数据和其他相应的试验判断出故障点, 并且及时消除故障;避免故障进一步扩大, 造成不必要的损失;采用色谱试验分析与直流电阻综合判断, 是检测运行变压器绕组直流电阻不平衡率超标的有效方法, 可在实践中采用;同时要保证预防性试验的准确性、可靠性, 试验结果和周期严格按《电力设备预防性试验规程》执行, 在预防性试验和交接试验发现问题时, 应仔细分析、逐步判断, 避免盲目下结论。同时对有载调压开关和变压器本体应严格按《检修规程》规定进行常规检查和大修, 将事故隐患消除在萌芽状态。精心准备, 认真安装, 细致检修, 加强设备的运行管理是减少和消除直流电阻不平衡率超标的主要措施, 应当引起有关方面重视。

参考文献

平衡处理篇5

2007年12月7日6点5分, 义煤集团水泥公司专用110kV变电站 (渑池电业局管理的徐庄110kV变电站) 监控系统发现10kV系统母线有小电流接地信号, 相电压严重不平衡, 立即把水泥公司徐处线电源拉掉 (变电所供引出四个回路, 分别是:徐处线, 徐窑线、徐水线和许传线) , 让水泥公司查找小电流接地信号原因。水泥公司组织人员检查徐处线, 未发现任何故障, 于10点45分恢复送电, 小电流接地信号消失, 所有设备运转正常。12月8日8点上述故障重又出现。水泥公司通过分段送电的办法把故障回路确定在从水泥公司徐传线转运站引出的矿山回路电源线上。该回路为电缆供电, 全长4.2km, 电缆型号为3×YJV-8.7/10kV-1×185的电缆。因无试验设备, 先后请5个单位10余位专业人员来共同研究处理该问题。

2具体处理情况和检查结果

(1) 在转运站送空电缆 (不带负荷) 出现线电压平衡 (10.4kV) , 相电压不平衡 (相差最大800V) 。

(2) 电缆全长直流耐压试验合格 (电压37kV, 泄露电流不超过10μA) 。

(3) 抽出高压永磁断路器, 对断路器打耐压试验, 符合要求。

(4) 更换电缆进线柜, 送电后故障依旧。

(5) 有时送电后, 线电压平衡, 相电压平衡。

(6) 调整相序 (A、C相) , 送电后相电压有变化 (调整前A相低, 调整后A、B相低)

(7) 测试电缆屏蔽层, 段与段连接良好, 端部接地良好。

(8) 检查电压互感器与消谐柜, 未发现问题。 (9) 拆除过电压保护器, 问题仍然存在。

(10) 将三根电缆分别锯成五段, 截断长度分别为2100m、750m、500m、650m、100m。分段测试, 结果如下:

a电缆各段分段试验检查未发现问题 (用2500V, 10000MΩ绝缘测试仪测试) 。

b转运站电气室不送矿山回路, 其他配电柜正常线电压为10.4kV, 相电压为:A相5930V, B相6040V, C相59800V。

送第一段2100m时, 线电压不变, 相电压显示如下:A相6090V, B相6270V, C相6160V。

三相电流分别为A相1.1A, B相1.2A, C相1.1A。

送第一、二、三段3350m时, 线电压不变, 相电压显示如下:A相6140V, B相6330V, C相6200V。

电流A相1.5A, B相1.6A, C相1.6A。

送第一、二、三、四段长度达4100m时, 线电压不变, 相电压显示如下:A相5590V, B相6260V, C相6110V。

送第一、二、三、四、五段长度达4200m时, 线电压不变, 相电压显示如下:A相5730V, B相6280V, C相6000V。

电流A相2.2A, B相2.3A, C相2.3A (全部是只送电缆, 负荷侧线拆掉的情况下) 。

c试送电带负荷运转, 各设备运转正常, 三相电流平衡, 线电压平衡, 相电压不平衡 (最高相差1200V, 各设备无过负荷、过流现象) 。

(11) 采取电缆换相操作, 结果如下:

a未调整时仪表显示电压

A:5300 B:6000 C:6370

b调整A、C两相

仪表显示为:

A:5200 B:6180 C:6230

对应调整前电缆对应相:

C B A

c调整B、C两相

仪表显示为:

A:5620 B:6160 C:5810

对应调整前电缆对应相:

B C A

经过以上测试和试验, 并咨询有关专家, 大家认为从目前情况看, 基本可排除电缆和配电设备元器件存在问题的可能, 影响测量结果的原因应是感应电容, 包括对地电容和相间电容, 又因为三相电缆均敷设在电缆桥架内, 且桥架全程接地较好, 因而对地电容电容影响也可排除, 惟一影响三相电压的应是相间电容的电容效应, 原因如下: (1) 从转运站至矿山的4km单芯电缆是平行铺设, 且距离较长, 相间距离时近时远, 存在较大相间电容。 (2) 近一段时间以来, 天气不断变化, 不是下雨, 就是下雪, 造成电缆间介质的变化, 引起电容的变化, 因而对电缆电压的影响也不一样。经研究决定:将4km长三根单芯电缆组成紧贴的正三角形排列, 并且每隔1m用12号铁丝扎牢。为避免铁丝损伤电缆绝缘, 要求在铁丝与电缆间要垫上胶皮。我厂利用白天时间, 从2007年12月18日至22日, 对4km长电缆分段按要求进行了处理。送电后设备运转正常, 线电压平衡, 相电压最大相差50V以下, 电流平衡。

3运行状况

自2007年12月处理完毕投入运转后, 经过2008年1月长时间风雪天和春夏阴雨天考验, 三相电压不平衡现象再没出现, 供电系统及厂内生产设备运行正常。

参考文献

[1]余德文, 毛大澎, 卢兴远.河南省用电单位电气装置安装验收规程[S].

一种微处理器控制自动平衡吊具篇6

在航空航天、精密机械等重要领域,随着关键部件质量要求的提高,对起重吊装和装配操作提出了很高的要求。自动平衡吊具是一种由微处理器控制的全自动吊具,它可以在起吊过程中快速的自动调平,使被吊物的质心在吊具本身得到调整,从而使整个起吊过程中被吊物始终保持在水平状态;也可以使被吊物在起吊过程中快速地调姿,使被吊物保持一个任意的预先设定的姿态。满足上述领域中对起重吊装的高要求,是实现安全、高效、自动吊装装配作业的重要技术手段。

1 吊具机械结构及原理简述

为进行快速的装配体设计,吊具机械结构使用Solid Works进行装配体建模,各部分的配置及结构如图1所示。

吊具本身由机架(兼做y向导轨)、y向电机、y向丝杠、中间滑板组件(含x向导轨)、x向电机、x向丝杠、吊耳组件(4个)、手轮(4个)、吊环组件、吊索等部分组成。

倾斜传感器安装在机架上,传感器的工作方向分别与吊具的x、y方向平行,系统上电后,系统控制器读取倾斜传感器测出的机架倾斜数据(传感器的俯仰角和横滚角的数据分别代表吊具在x、y向的机架倾斜状况),当测出的数据需要吊索沿x方向移动时,系统控制器根据吊索的当前位置和需要的位移量,计算出对应的速度和方向的控制信号,x向电机驱动电路根据系统控制器输出的控制信号,以合适的电机轴旋转方向和转速启动x向电机运转,电机旋转x向丝杠带动吊环组件完成指定幅度的移动;当需要吊索沿y方向移动时,y向电机驱动电路根据系统控制器输出的控制信号以合适的电机轴旋转方向和合适的转速启动y向电机,电机旋转y向丝杠带动中间滑板组件完成指定幅度的移动。

在吊具运行状态下,x、y向的控制过程是同时且连续进行的,直至吊具调平。

转动手轮,可以带动小丝杠调节滑块在x轴方向上的位置,以适应不同大小的被吊件。

2 控制系统概述

系统结构如图2所示,这里把整个系统按照检测、控制、通信、执行的顺序划分成四大块,各部分的工作如下:

检测部分:主要包括倾角和接近传感器等硬件。其中前者用于获得吊具的俯仰角和横滚角并传送给SP2539的子串口,为下位机判断电机转动方向,计算移动行程提供依据。后者分为软件停机传感器组和机械断电传感器组,采用双重制动策略,保障吊具在使用过程中平稳调平和安全使用。

控制部分:单片机嵌入式系统是控制机构的核心部件,首先接收检测部分的输出值,包括吊具的实时姿态、软件停机传感器组状态,同时调用子程序,处理输入信号并给出动作信号给1、2号变频器,使x,y向电机遵循指令进行动作。最后,单片机还需要和上位机设备进行交流,方便操作人员随时掌握系统的状态。

通信部分:这部分解决单片机分别与检测机构、上位机以及执行机构的信息传输。具体的讲,主要是指单片机与倾角和接近传感器、上位机调平控制指令、1、2号变频器输出频率、角度显示以及SP2539串口扩展系统之间的信息传输。

执行部分:接收单片机的输出信号,并按照上位机自动、手动调平指令调节1、2号变频器输出,从而驱动x、y向电机转动方向,促使主吊点偏移完成调平工作。无线组件将上位机和下位机无缝连接,使得上位机的控制和数据获取更加实时。

3 吊具结构及承重系统设计

3.1 吊环

考虑吊具自身重量,并考虑起吊过程的冲击加速度,根据GB825-88,选择螺钉GB 825 M36,垂直悬吊2.3 t。

3.2 框架

为了足够的安全裕度,涵盖考虑最不利情形:一端固支的水平矩形等截面悬臂梁,自由端受重力10 000/2=5000 N;自重加其它零件重量4 000 N偏于安全地视为作用于悬臂梁悬出端。矩形高为100 mm,宽为68 mm;

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M=(5000+2000)×0.5=3 500 000 N·mm.

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因此,各种低碳钢均满足要求。

3.3 电机

选用YVP100L2-4变频电机,最高转速5 000 rpm,多级可调。额定功率3 kW,额定扭矩19 Nm。不使用减速机,螺距为3 mm,当电机转速为960 rpm时,每秒钟吊环移动48 mm。这个速度可以看做吊具工作时的最高速度。

电机功率=吊具上升速度×(重力加速度+上升加速度)×(被吊质量+设备质量)/ 机械效率=0.05×(9.8+0.1)×(1 000+400)/0.22=3 kW

上述式子是关于吊具彻底歪斜这种最不利情况的,裕度过大。电机功率选国标系列值3 kW。

3.4 螺纹传动机构

螺牙强度能承受(1 000+400)×9.8N的轴向力(吊具彻底歪斜,这是最不利的情况)

选用梯形螺纹。因为矩形螺纹运动精度高,成本高。

根据耐磨性初选中径,梯形螺纹:

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其中,=18 MPa,Ψ=H/d=2.5,Q=14 000 N,

得到d2=11.5 mm。为了更好的刚度,选d=32 mm,螺距t=3 mm。

螺母螺纹牙强度应满足:

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,undefined

b .

其中,undefined,螺母=30 MPa,螺杆

undefinedMPa,(分别以青铜和45钢为例),而算式左侧分别为2.7 MPa和8.5 MPa,合格。

螺杆由于受拉扭组合,校核其强度

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其中,以最不利的情况,摩擦系数undefined算结果为44 MPa;合格。

另外,单头小螺距,自锁性满足:

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传动效率:

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压杆稳定

注意两端支撑情况,首先计算柔度系数,

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其中,μ=1(两端铰支),undefinedmm。选用螺纹Tr32X6,d3=25,计算结果λs=160,临界压力可用欧拉公式计算:

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稳定性安全系数:

满足要求。另外,由于施加轴向力的结构不允许径向位移,所以实际的稳定性安全系数还会高很多;其次,使用中也没有整个吊具倾斜90度的情况。

4小结

本文对吊具的机械结构的设计进行了介绍,并说明了系统工作原理。对吊具结构及承重设计、动力系统设计给出了详细计算过程。本设计已经获得了国家专利的授权。

摘要：自动平衡吊具是一种由微处理器控制的全自动吊具,它可以在起吊过程中快速地自动调平,使被吊物的质心在吊具本身得到调整,从而使整个起吊过程中,被吊物始终保持在水平状态;也可以使被吊物在起吊过程中快速地调姿,使被吊物保持一个任意的预先设定的姿态。基于此,设计了吊具的控制系统,对吊具承重系统和动力系统进行了仔细的计算,并以吊具极限姿态为最不利情形,选型在精度、稳定性和可靠性等指标均预留了充足的安全裕度。

关键词：吊具,平衡,调平,SP2539

参考文献

[1]北京诺鼎工业设备有限责任公司.吊索具行业市场前景分析[OL].http://www.nodding.com.cn/suoju/.

[2]徐涛,罗武胜,吕海宝,等.地下定向钻进姿态测量系统的设计[J].中国惯性技术学报,2004,12(2):5-8.

天然气处理厂水平衡测试方法探讨篇7

1 天然气处理厂水平衡测试范围

GB/T12452—2008《企业水平衡测试通则》是建立在通用原则的基础上对企业水平衡测试进行了规定, 但针对具体的测试对象, 在实际操作中仍需要根据实际生产情况具体分析, 确定其测试范围及计算指标, 才能指导测试工作顺利开展、测试数据科学合理。

天然气处理厂生产用水消耗的重点单元主要有全厂新鲜水用水管网系统、锅炉系统, 以及循环水系统。其中, 全厂新鲜水用水管网系统是提供各生产单元、公用和辅助生产单元以及生活用水的管网系统;锅炉系统产生工艺用蒸汽, 因而需要消耗大量新鲜水, 同时锅炉系统与全厂蒸汽凝结水回用系统有着不可分割的关系, 从考虑系统测试工作的具体实施, 以及数据分析出发, 应将全厂蒸汽凝结水回用系统纳入锅炉系统进行统一考虑;循环水系统提供装置热量交换, 以满足工艺生产要求。目前, 西南油气田公司天然气处理厂均采用半敞开式循环水系统, 由于受蒸发损失和飞溅损失的影响, 以及满足循环水系统运行中对循环水浓缩倍数的要求, 需要消耗大量新鲜水对循环水系统进行补充。同时, 按照GB/T12452—2009《企业水平衡测试通则》以及GB/T7119—2006《节水型企业评价导则》要求, 应对天然气处理厂的废水回用率、污水达标排放率进行分析, 因此, 虽然污水处理单元新鲜水消耗量较低, 但也应纳入重点耗水单元进行测试。

根据以上分析, 天然气处理厂水平衡测试应包括全厂新鲜水用水管网系统、锅炉系统 (包括蒸汽凝结水回收系统部分) 、循环水系统和污水处理系统, 对这四个部分进行水平衡测试和分析, 即可较为全面地反映天然气处理厂的用水现状。

2 天然气处理厂水平衡测试方法及指标计算

水平衡测试计算指标应依据GB/T12452—2009《企业水平衡测试通则》以及GB/T7119—2006《节水型企业评价导则》相关要求, 结合天然气处理厂实际生产情况进行分析和选择。

2.1 新鲜水管网系统

2.1.1 测试边界、测试项目, 以及测量参数的分析和确定

针对天然气处理厂新鲜水管网系统的实际情况, 以及考虑用水计量器具配置现状, 对新鲜水管网主要考查其主管网系统的水量漏损情况以及处理单位天然气的新鲜水取水量。因此, 新鲜水管网系统的测试边界设定为从天然气处理厂新鲜水系统总进水口到各新鲜水使用单元。涉及的测量参数包括全厂新鲜水用量、各单元新鲜水用量和天然气处理量。

2.1.2 水平衡指标的计算分析

按照天然气处理厂新鲜水管网取水和各单元用水的相互关系, 全厂新鲜水用量应等于各单元用水消耗与系统漏损之和。

处理厂新鲜水管网系统水平衡方程为

式中:VXSGW, XS为全厂新鲜水用量;VXSGW, YSi为第i个单元新鲜水用量;VXSGW, LS为新鲜水管网系统综合漏失水量。

则新鲜水管网综合漏损率的计算如下:

处理104m3天然气取新鲜水量的计算如下:

式中:HCL, XS为处理104m3天然气取新鲜水量;VCL为天然气处理量。

2.2 循环冷却水系统

2.2.1 测试边界、测试项目, 以及测量参数的分析和确定

目前, 分公司天然气处理厂循环冷却水系统均采用半敞开式系统, 从用水管理的角度出发, 对该系统主要考查其管网系统的水量漏损情况以及循环冷却水系统冷却水循环率。循环冷却水系统冷却水循环率是反应循环水单元用水效率的指标, 循环率越高, 其系统用水效率越高。因此, 循环冷却水系统测试边界设定为从循环冷却水系统的各进水管线入口至该系统出口。涉及的测量参数包括循环水系统新鲜水补充水量、冷却水循环量、消耗量和排水量。循环水系统的消耗量是半敞开式循环水系统在运行中其循环水与空气的热交换过程中产生的蒸发和飞溅损失。

2.2.2 水平衡指标的计算分析

根据半敞开式循环水系统新鲜水补充水量、循环量、消耗量、排水量间的相互关系, 进入循环水系统的新鲜水补水量与循环冷却水量之和应等于出系统的循环水量、消耗量、排水量以及系统综合漏失水量之和。

循环冷却水系统水平衡方程为

式中:VCYJ为进循环水装置冷却水循环量;VXLJ, BC为循环冷却水系统补充水量;VCYC为出循环水装置冷却水循环量;VXLC, WP为排水量;VXLC, XH为循环冷却水系统消耗水量;VXLC, LS为循环冷却水系统综合漏失水量。

其中, 循环冷却水系统消耗水量在没有测试条件的情况下可参考GB/T12452—2009《企业水平衡测试通则》附录A计算取得。

循环冷却水系统冷却水循环率的计算如下:

2.3 锅炉系统 (包括蒸汽凝结水回收系统)

2.3.1 测试边界、测试项目, 以及测量参数的分析和确定

对天然气处理厂锅炉系统而言, 主要考查其管网系统的水量漏损情况, 以及蒸汽凝结水的回用量。蒸汽凝结水的回用量可以反映天然气净化水的用水效率, 回用量越高, 其水利用效率越高。因此, 锅炉系统的测试边界设定为从蒸汽发生及凝结水回收系统的各进水管线入口至该系统排水管线的出口。涉及的测量参数包括冷却水循环系统新鲜水补充水量、冷却水循环量和排水量, 还包括软化水输入量、冷凝水回收量、蒸汽生产量和排污量。

2.3.2 水平衡指标的计算分析

根据锅炉系统软化水输入量、冷凝水回收量、蒸汽生产量和排污量间的相互关系, 进入锅炉系统的软化水输入量与返回系统的蒸汽凝水量之和应等于系统产生的蒸汽量、排污量以及系统综合漏失水量之和。

锅炉系统水平衡方程为

式中:VZNJ, LN为冷凝水回收量;VZNJ, RH为软化水输入量;DZNC, ZQ为蒸汽生产量;VZNC, WP为排污量;VZNC, LS为蒸汽发生及凝结水回收系统综合漏失水量。

蒸汽冷凝水回用率计算如下:

2.4 污水处理系统

2.4.1 测试边界、测试项目, 以及测量参数的分析和确定

按照GB/T12452—2009《企业水平衡测试通则》以及GB/T7119—2006《节水型企业评价导则》要求, 应对废水回用率、达标排放率进行核查。因此, 污水处理系统其测试边界设定为从处理厂污水处理单元的各进水管线入口至输出管线的出口。涉及的测量参数包括新鲜水用量、污水输入量、处理污水外排量、处理污水回用量和达到排放标准的排水量。

2.4.2 水平衡指标的计算分析

根据污水单元新鲜水用量、污水输入量、处理污水外排量和处理污水回用量间的相互关系, 可以得出水平衡方程。

污水处理系统水平衡方程为

式中:VWCJ, XS为新鲜水用量;VWCJ, WS为污水输入量;VWCC, WP为处理污水外排量;VWCC, HY为处理污水回用量;VWCC, DB为达到排放标准的排水量;VWCC, LS为污水处理系统综合漏失水量。

污水处理系统达标排放率计算如下:

污水回用率计算如下:

2.5 天然气处理厂其他水平衡指标计算

按照GB/T12452—2009《企业水平衡测试通则》以及GB/T7119—2006《节水型企业评价导则》要求, 还应对天然气处理厂水重复利用率进行计算:

3 结论和建议

1) 天然气处理厂水平衡测试范围包括全厂新鲜水用水管网系统、锅炉系统 (包括蒸汽凝结水回收系统) 、循环水系统和污水处理系统, 对这四部分进行水平衡测试和分析即可较为全面地反映天然气处理厂的用水现状。

2) 天然气处理厂水平衡测试的计算指标主要包括新鲜水管网综合漏损率、处理104m3天然气取新鲜水量、重复利用率、蒸汽冷凝水回用率、循环冷却水单元冷却水循环率、标排放率和污水回用率。

3) 依据GB/T12452—2009《企业水平衡测试通则》以及GB/T7119—2006《节水型企业评价导则》要求, 结合天然气处理厂实际生产情况, 建立天然气处理厂水平衡测试的企业标准, 可以更加规范、科学地指导天然气处理厂水平衡测试工作的开展。

参考文献

[1]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会.GB/T 12452—2008企业水平衡测试通则[S].北京:中国标准出版社, 2008.

传动轴不平衡摆振的分析与处理篇8

发动机前置、后轮驱动的汽车, 多选用带十字轴万向节的传动轴, 作为变速器与驱动桥之间的动力传递装置。由于传动轴细而长, 在自身重量的作用下, 传动轴的质量轴线相对于旋转轴线有一个偏移量fa (即初挠度) , 如图1所示。当传动轴以角速度ω旋转时, 在其质量轴线上必然会产生一个离心力F, 在F的作用下, 传动轴会产生一个附加挠度fb, 从而使质量轴线与旋转轴线的偏移量增大。虽然重力的大小和方向是不变的, 但是离心力的大小和方向是变化的, 故使传动轴摆振的力 (即重力与离心力的向量和) 呈周期性变化, 从而使传动轴的挠度也随着变化。也就是说, 传动轴的旋转伴随着强迫振动 (也称弯曲振动) , 这种振动的频率正比于传动轴的转速。当传动轴的转速接近万向传动装置的固有频率时, 就会出现共振现象, 其振动幅度 (挠度) 急剧增加。

从图中可以得出离心力F为:

因为F被与挠度成正比的材料的弹性力P (根据材料力学分析) 所平衡。

式中:

E—传动轴材料的抗拉弹性模数;

I—轴剖面对其对称轴线的转动惯量;

C—与受载特性及支撑有关的系数;

L—传动轴的长度。

所以:m· (fa+fb) ·ω2=c·fb·E·I/L3

整理后得:

从 (1) 式可以看出, 角速度ω和初挠度fa的增加, 将使离心力F增大。从 (3) 式可以看出, 初挠度fa的增加也使附加挠度fb增大, 当 (3) 中的 (c·E·I-m·ω2·L3) 趋于零时, 附加挠度fb趋于无穷大, 将使传动轴折断。在使用中万向传动装置的松动、传动轴的弯曲等, 都会使初挠度增加, 造成传动轴摆振发响。

传动轴的摆振, 不仅使汽车的万向传动装置机件的磨损速度加快, 配合间隙加大, 传动效率降低, 产生异常响声, 而且同时也加剧了变速器、驱动桥内部机件的磨损或损坏, 在行车中, 甚至发生因传动轴突然折断, 造成翻车的恶性事故。

造成传动轴不平衡摆振的具体原因有:

1.传动轴弯曲、凹陷或两端平衡片丢失;

2.十字轴轴向窜动。十字轴旋转时会在轴承中产生摆动, 传动轴两端万向节叉上的附加弯矩和传动轴的离心力, 造成了十字轴端面承受压力, 在使用中十字轴端面会不断磨损, 造成十字轴的轴向窜动增大;

3.十字轴轴承盖板下的平衡片数量或位置在装配后发生了变化;伸缩节磨损严重等;

4.中间支架偏移或固定螺栓松动;

5.安装传动轴滑动叉时, 两端的万向节叉不在同一平面内, 破坏了十字轴万向节等速传动的条件;

6.后钢板弹簧的规格和数量以及发动机支架垫块的厚度发生了较大的变化, 使双万向节两端连接的两轴与传动轴夹角不相等, 造成传动轴不能实现等速传动。

对传动轴不平衡摆振的一般诊断方法是:将汽车后桥架起, 挂上直接档, 加速旋转, 在汽车的一侧, 观察传动轴的摆振情况, 尤其在高速突然收油门时摆振特别明显。

平衡处理篇9

1 正常运行情况下蒸汽平衡情况

净化厂每系列联合装置有2个汽驱透平装置 (12个系列共24个汽驱透平, 平均单台耗中压蒸汽量约为20t/h) 。公用工程部分:锅炉A、B、C三台, 单台设计值负荷为75t/h, 两台高压锅炉给水泵单台18t/h, 两台减温减压器单台最大负荷120t/h。空分空压站三台空压机:单台耗30t/h蒸汽;循环水场:7台循环水泵, 单台16t/h;

六套十二列装置, 按照一套备用, 五套运行的方针, 总处理量可以达到2800万方/天。该运行模式下能够满足运行装置20台汽驱运行;空分空压三台汽驱运行;循环水场3台汽驱泵运行;动力站可以一台锅炉在32t/h的工况下运行、2台高压锅炉给水泵运行、减温减压器 (中压蒸汽变低压蒸汽的控制装置, 一旦中压蒸汽压力高或者低压蒸汽管网压力温度达不到设定要求可以通过投用减温减压进行调整) 不投用。可以确保中压蒸汽3.45Mpa, 低压蒸汽0.45Mpa。

2 批处处理期间的蒸汽平衡情况

普光气田上游集输系统每月都要进行一次为期15天左右的批处理作业, 期间原料气的供给受到很大影响, 严重时调产幅度达800万方, 造成装置余热回收产生蒸汽大幅度减少, 全厂蒸汽管网波动, 蒸汽平衡受到严峻考验。而且随着运行时间的延伸, 上游批处理作业周期及原料气波动幅度均逐步增大, 对净化厂的蒸汽平衡影响逐渐变大。

为在每月上游进行批处理时, 将原料气波动对全厂蒸汽平衡的影响降至了最低, 最大限度的保证了各装置的平稳运行。同时也可以在原料气量突发异常波动的工况下, 实现快速、高效的应急平衡全厂蒸汽, 最大限度地保证净化厂的安全、平稳生产。

(1) 在原料气量波动范围在300万方/天以内的情况下 (总气量降至2500万方/天) , 可安排4列装置用于调峰, 调峰装置运行负荷为50-100%, 其余装置在负荷95%左右的情况下平稳运行。因为总气量的降低, 会导致装置负荷的下降装置产中压蒸汽能力下降, 一般情况下100万方/天的原料气会产生15-20t/h的中压蒸汽波动, 因此在动力站要启运一台锅炉以确保中压蒸汽管网的平衡。

(2) 在原料气量波动范围在300-600万方/天的情况下, 可安排6列装置用于调峰, 调峰装置运行负荷为50-100%, 其余装置在负荷95%左右的情况下平稳运行。同时, 安排运行两台锅炉运行, 投用减温减压器。

(3) 在原料气量波动范围在600万方/天以上的情况下, 则需要所有装置共同调整, 但其中6列装置调整幅度大一些, 其余装置根据实际情况小幅。动力站锅炉三台全部运行, 投用减温减压器。

(4) 在异常突发情况下气量突然下降迅速, 如动力站运行锅炉满负荷运行 (实际锅炉在65t/h产蒸汽能力) 不能确保中压蒸汽管网压力的情况下, 可以采取如下方案:

(1) 动力站未运行锅炉进行点炉, 并汽;

(2) 停运空分空压站、循环水场汽驱可以减少中压蒸汽的用量。同时, 也要观察低压蒸汽压力波动情况 (汽驱装置停运中压蒸汽消耗减少, 低压蒸汽也会相应降低)

(4) 短时间内气量仍未提高, 中低压蒸汽压力仍达不到需求的情况下, 可以紧急停止联合装置一列或者两列的脱硫装置的再生低压蒸汽量, 满足管网中低压蒸汽平衡。

3 优化思路和核心技术

3.1 优化思路

净化厂通过收集每次原料气波动的各种蒸汽数据, 找出原料气量, 装置运行列数、负荷, 所产蒸汽之间的规律, 再根据上游每次批处理时的实时工况, 提前安排部署蒸汽供给, 精心调整原料气波动时的蒸汽平衡, 合理调配各装置负荷, 降低上游原料气调产时对各装置工艺参数的影响。

3.2 核心技术

为了降低上游原料气波动时对净化厂整体蒸汽平衡的影响, 净化厂根据各列装置的实际运行工况, 专门制定了调峰操作运行方案, 合理地根据生产工况选出一些的装置调峰运行, 调峰装置在机动负荷下运行, 其余装置平稳运行, 这样就可以保证平稳运行装置蒸汽不波动, 从而尽可能降低了全厂蒸汽整体出现波动。

4 结束语