Контрольная по инженерным сетям 2021. Контрольная работа по дисциплине Инженерные сети и оборудование территорий, зданий и стройплощадок

• Название: Контрольная работа по дисциплине Инженерные сети и оборудование территорий, зданий и стройплощадок
• Дата: 20.12.2021
• Размер: 327.36 Kb.
• Имя файла: Контрольная по инженерным сетям 2021.docx
• Тип: Контрольная работа; #310491

ГБОУ СПО «Санкт-Петербургский архитектурно-строительный колледж».

Специальность 270 802 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Инженерные сети и оборудование территорий, зданий и стройплощадок»

Выполнил: студент группы 302-Сз-18 Яшумов М.Ю.

(шифр 86)

2020

Содержание

Задание № 1. Задача 2

Задание №2. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора, его параметры (коэффициент трансформации ЭДС обмоток, уравнение ЭДС) и схема. 4

Задание № 3. Основные режимы работы электродвигателей, характеристики режимов. Стандартные режимы ПВ. 7

Задание № 4. Задача 10

Задание № 5. Задача. 11

Cписок использованной литературы: 15

Задание № 1. Задача

Определить расчетные расходы горячей воды (суточный q^с_u.d, м³/сут; средний часовой q^с_т, м³/ч; максимальный расчетный секундный расход q^с, л/с; максимальный часовой расход q^с_hr, м³/ч) на вводе в здание и потери напора при следующих данных.

Жилой дом с централизованным водоснабжением

U=90 квартир

N = 350 приборов

L=20 м

Руководствуясь приложением 3 СНиП 2.04.01-85*, определяем нормы водопотребления.

Максимальный расчетный секундный расход холодной воды на вводе в здание, л/с, определяем по формуле (2) СНиП 2.04.01-85*.

Суточный расход холодной воды, м³/сут, определяем по формулам:

q^с_u.d = 1,1 = 1,1 = 13,0 (м³/сут)

где 1,1 – коэффициент, учитывающий расход на полив;

q^с_u – норма расхода холодной воды потребителем в сутки наибольшего водопотребления, л/сут, принимаемая по обязательному приложению 3 СНиП 2.04.01-85*, как разность норм расхода общей и горячей воды, т.е. (q^tot_u – q^h_u = 230 – 100 =
= 130 л/сут);

U - количество однотипных водопотребителей, чел.;

1000 – перевод литров в м³;

средний часовой расход холодной воды за сутки максимального водопотребления, м³/ч, определяют по формуле (9) СНиП

q_T^c =

q^с_u.d - расход воды за сутки максимального водопотребления, м³/сут., определенный по формуле (1);

Т – расчетное время водопотребления, ч.

q_T^c = = 0,80 (м³/ч)

Максимальный расчетный секундный расход холодной воды на вводе в здание, л/с, определяют по формуле (2) СНиП,

^с = 5 * q^с₀ * α^с = 5 * 0,14 * 0,803 = 0,56 л/с

где q^с₀ – секундный расход холодной воды, л/с, санитарно-техническим прибором, применяемым согласно обязательному приложению 3 СниП;

α^с – коэффициент, определяемый по приложению 4 табл. 1/2 СНиП, в зависимости от общего числа санитарно-технических приборов N, установленных в здании и вероятности одновременности их действия Р^с.

Вероятность одновременности действия санитарно-технических приборов Р^с определяют по формуле (3) СНиП

Р^с = = = 0,002

где – норма расхода холодной воды потребителем в час наибольшего водопотребления, л/с, согласно обязательному приложению 3 СниП, как разность = 12,5-7,9 = 4,6 л/ч;

N – количество санитарно-технических приборов, установленных в здании, согласно заданию;

3600 – перевод часов в сек.;

Примечание:

Значение α^с принимается по табл. 2 приложения 4 СНиП, если Р^с ≤ 0,1 и любом числе N, а также при Р^с > 0,1 и числе N > 200, в зависимости от произведения Р^с * N.

Максимальный часовой расход холодной воды, м³/ч, определяют по формуле (8) СНиП

= 0,005 * * α^с_hr= 0,005 * 60 * 2,760= 0,82 м³/ч,

где – часовой расход холодной воды прибором, л/ч, принимаемый согласно приложению 3 СНиП;

α^с_hr– коэффициент, определяемый согласно приложению 4 СНиП в зависимости от общего числасанитарно-технических приборов N и вероятности их использования в течение часа P^c_hr (аналогично коэффициенту α^с);

Вероятность использования приборов в течение часа максимального потребленияP^c_hr определяется по формуле

P^c_hr = = =0,016

где P^c – вероятность, определенная по формуле (4);

q^c_0hr – часовой расход холодной воды, л/ч, санитарно-техническим прибором, принимаемый согласно обязательному приложению 3 СНиП.

Диаметр трубопровода ввода (40 мм) определяют по величине расчетного секундного расхода , определенного по формуле, используя таблицы для гидравлического расчета приложения учебника П.П. Пальгунов, В.Н. Исаев «Санитарно-техническое устройство зданий», учитывая, что скорость движения воды в системе внутреннего водопровода не должна превышать 3 м/с. Одновременно с диаметром определяют значение удельных потерь давления i.

Потеря напора на вводе определяют по формуле (12) СНиП

H = i * L* (1 + k_i), где

i — уклон трубопровода 0,002 п. 9.11 СНиП.

k_i — коэффициент, учитывающий потери напора в местных сопротивлениях (0,3)

L — длина участка трубопровода (22 м).

H = 0,002 * 20 * (1+0,3) = 0,052 (м).

Задание №2. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора, его параметры (коэффициент трансформации ЭДС обмоток, уравнение ЭДС) и схема.

Однофазный трансформатор – статическое устройство, имеющее две обмотки связанные индуктивно на магнитопроводе, предназначенное для преобразования одной величины напряжение и тока в другое в одной фазе.

Любой однофазный трансформатор может работать только в цепях переменного тока. За счёт него полученное электрическое напряжение изменяется в нужную величину. Ток, полученный таким способом, повышается, в результате того, что мощность отдаётся в действительности без потерь. С этого и следует вывод, что основное использование такого прибора – вывести необходимое для решения задачи напряжение, после чего можно применять в определённых целях.

Вникнуть в работу прибора поможет детальный разбор конструкции трансформатора. Состоит он из следующих основных частей:

• 
  Сердечник, состоящий из материалов с ферромагнитными свойствами;
  
• 
  Две катушки, вторая находится на отдельном каркасе;
  
• 
  Защитный чехол (имеется не у всех моделей).
  

Принцип работы

Однофазный трансформатор работает на определённом законе, ввиду которого идущее в витке переменное электромагнитное поле наводит электродвижущую силу в расположенном рядом проводнике. Действие названо законом электромагнитной индукции, которое было открыто Майклом Фарадеем в 1831 году. В результате обоснования закона учёный создал общую теорию, используемую в работе огромного числа современных электрических приборов.

При подключении первичной обмотки к источнику переменного тока в витках этой обмотки протекает переменный ток I1, который создает в сердечнике (магнитопроводе) переменный магнитный поток. Замыкаясь в сердечнике, этот поток сцепляется с первичной и вторичной обмотками и индуцирует в них ЭДС, пропорциональные числу витков W.



В первичной обмотке ЭДС самоиндукции:


во вторичной обмотке ЭДС взаимоиндукции:


Коэффициент трансформации

Трансформаторы бывают повышающие и понижающие, что бы это определить нужно узнать коэффициент трансформации, с его помощью можно узнать какой трансформатор. Если коэффициент меньше 1, то трансформатор повышающий (также это можно определить по значениям если во вторичной обмотке больше чем в первичной то такой повышающий) и наоборот если К>1, то понижающий (если в первичной обмотке меньше витков чем во вторичной).

К = U1/U2= N1/N2 ≈ I2/I1

Формула по вычислению коэффициента трансформации

• 
  U1 и U2 — напряжение в первичной и вторичной обмотки,
  
• 
  N1 и N2 — количество витков в первичной и вторичной обмотке,
  
• 
  I1 и I2 — ток в первичной и вторичной обмотки.
  

Задание № 3. Основные режимы работы электродвигателей, характеристики режимов. Стандартные режимы ПВ.

Различают следующие режимы работы двигателей под нагрузкой в зависимости от ее длительности: продолжительный, кратковременный и повторно-кратковременный.

При продолжительном режиме двигатель работает без перерыва, причем рабочий период настолько велик, что нагрев двигателя достигает установившейся температуры.

Продолжительная нагрузка может быть постоянной или изменяющейся. В первом случае температура не изменяется, во втором — изменяется вместе с изменением нагрузки. С малоизменяющейся нагрузкой в этом режиме работают двигатели конвейеров, лесопильных рам и др., с переменной продолжительной нагрузкой работают двигатели различных металлообрабатывающих и деревообрабатывающих станков.

При кратковременном режиме двигатель не успевает нагреться до установившейся температуры, а в течение паузы охлаждается до температуры окружающей среды. Продолжительность кратковременной работы ГОСТ на электрические машины устанавливает равной 10, 30, 60 и 90 мин.

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы — охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме двигатель действует с непрерывно чередующимися периодами работы под нагрузкой и вхолостую, или паузами.

При повторно-кратковременном режиме двигатель за период работы не успевает нагреться до установившейся температуры, а за время паузы — охладиться до температуры окружающей среды. В этом режиме двигатель действует с непрерывно чередующимися периодами работы под нагрузкой и вхолостую, или паузами.

Режимы работы электродвигателей по ГОСТ

Действующим ГОСТ предусматриваются 8 номинальных режимов, которые в соответствии с международной классификацией имеют условные обозначения S1 - S8.

Продолжительный режим работы S1 - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

Кратковременный режим работы S2 — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.
Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

Повторно-кратковременный режим работы S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах: ПВ = (tр / (tр + tп)) х 100%

Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60 %, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

Режимы S1 - S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными электромашиностроительными заводами в каталоги и паспорт машины.

Номинальные режимы S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

Повторно-кратковременный режим работы с влиянием пусковых процессов S4 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Повторно-кратковременный режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Перемежающийся режим работы S6 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с постоянной нагрузкой и время работы на холостом ходу, причем длительность этих периодов такова, что температура машины не достигает установившегося значения.

Перемежающийся режим с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим с периодически изменяющейся частотой вращения S8 — последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.

Учет режима работы имеет большое значение при подборе двигателя. Мощности двигателей, указанные в каталогах, приведены для режима S1 и нормальных условий работы, кроме двигателей с повышенным скольжением.

Если двигатель работает в режиме S2 или S3, он нагревается меньше, чем в режиме S1, и поэтому он допускает большую мощность на валу.

При работе в режиме S2 допустимая мощность может быть повышена на 50 % при длительности нагружения 10 мин, на 25 % — при длительности нагружения 30 мин, на 10% — при длительности нагружения 90 мин.

Для режима S3 рекомендуются двигатели с повышенным скольжением.

Задание № 4. Задача

Для освещения новогодней ёлки использовано 15 лампочек (Uл = 12 В, r = 10 Ом) для работы в сети напряжением U = 220 В. Рассчитать величину дополнительного сопротивления, которое необходимо включить в цепь ламп.

Решение

1. 
   Определим рабочий ток для лампочки:
   

I_раб = 12/10 = 1.2А.

2. 
   Чтобы в сети 220 В получить такой ток, нужно нагрузить ее сопротивлением равным
   

R_ном = 220/1,2 = 183.33 Ом.

3. 
   15 лампочек имеют сопротивление
   

R_общ = 15*10=150 Ом.

4. 
   Сопротивление добавочного резистора
   

R_рез =183-150=33 Ом.

Задание № 5. Задача.

От трансформаторной подстанции ТП получает питание по магистральной сети распределительный пункт РП, к которому присоединены электродвигатели различных механизмов. Каждый двигатель получает питание от РП по отдельной линии. В таблице 10 заданы мощности установленных электродвигателей, длины магистральной линии lм и ответвлений l₁, l₂. Номинальное напряжение сети 380 В.

Определить:

1. 
   Расчетные активную Рр, реактивную Qр и полную Sр мощности на шинах РП методом коэффициента спроса.
   
2. 
   Расчетный ток Iр в магистральной линии и номинальные токи двигателей.
   
3. 
   Выбрать марки проводов или кабелей и способы их прокладки для магистрали и ответвлений.
   
4. 
   Сечение магистральной линии и ответвлений по расчетному току, пользуясь таблицами допустимых токовых нагрузок, и проверить их по потере напряжения.
   
5. 
   Определить потерю напряжения в линии, отходящей от РП, питающей наиболее мощный и удаленный электродвигатель, после чего вычислить суммарную потерю напряжения в магистральной линии и ответвлениях и сравнить ей с допустимой величиной.
   
6. 
   Выбрать плавкие предохранители для магистрали и ответвлений.
   

Номер варианта	Паспортная мощность, кВт	Количество	cos φ	Kс	КПД, %
6	15 75 45 4 11	2 2 2 2 2	0,88 0,89 0,9 0,89 0,9	0,8 1 0,7 1 0,85	88,5 93 92 84 87,5

Решение.

1. По табл.10 определяем мощности электродвигателей

2. По табл.10 находим Kс и cos φ

3. Определяем расчетные активную, реактивную и полную мощности на РП методом коэффициента спроса:

Pp = ∑ Pном Кс = 2*15*0,8 +2*75*1+ 2*45*0.7+2*4*1+2*11*0.85 = 264 кВт

Qp = ∑ Pp cos φ = 2*15*0,88 +2*75*0,89+ 2*45*0.9+2*4*0.89+2*11*0.9 = 268 квар

Sр = = = 376 кВА

4. Сила тока в магистральном кабеле:

Iр = Sр / ( ) = 376/ (1.73*0,38) = 572 А

Здесь Uном =380 В = 0,38 кВ

5. По таблице выбираем кабеля ПвВГнг 4х400, проложенные в воздухе, сечением Sм = 400 мм² с допускаемым током 661 А.

5.1 Выбранное сечение проверяем по потере напряжения, пользуясь формулой
ΔUм = РpLм1000/(   SмUном) = (264*20*1000/(32*400*380) = 1,08 В.

5.2 Определение сечений ответвлений по расчетному току:

Для двигателя 15 кВт. I = P*1000/ ( 1.73 *U*КПД* cos φ)= 15*1000/(1.73*380*0.88*.885) =29,3 А

Принимаем кабель марки АПРТО , 6 мм2 с допускаемым током 30 А.

Для двигателя 75 кВт. I = P*1000/ ( 1.73 *U*КПД* cos φ)= 75*1000/(1.73*380*0.89*.93) = 137.8 А. Принимаем кабель марки АПРТО , 95 мм2 с допускаемым током 200 А.
Для двигателя 45 кВт. I = P*1000/ ( 1.73 *U*КПД* cos φ)= 45*1000/(1.73*380*0.9*.92) = 82.6 А. Принимаем кабель марки АПРТО , 50 мм2 с допускаемым током 50 А.
Для двигателя 11 кВт. I = P*1000/ ( 1.73 *U*КПД* cos φ)= 11*1000/(1.73*380*0.89*.84) = 22,4 А. Принимаем кабель марки АПРТО , 6 мм2 с допускаемым током 30 А.
Для двигателя 4 кВт. I = P*1000/ ( 1.73 *U*КПД* cos φ)= 4*1000/(1.73*380*0.875*.9) = 7,7 А. Принимаем кабель марки АПРТО , 1,5 мм2 с допускаемым током 12 А.

6. Определим потерю напряжения в линии, отходящей от РП, питающей наиболее мощный и удаленный электродвигатель, мощностью 75 кВт, L= 15 м.

ΔU₆₀ = Рp*L₆₀*1000/(   S₆₀Uном) = (75*15*1000)/(32*100.4*380) = 0.92 В , где

S₆₀ = = 100.4 кВА

Суммарная потеря напряжения от подстанции до двигателя:

ΔU = ΔUм + ΔU2=1,08+0.92=2 В, в линиях напряжением до 1000 В допускаемая потеря напряжения равна 19 В. Так как 2 В < 19 В, то сеть проходит по потери напряжения.

7. 
   Выбрать плавкие предохранители для магистрали и ответвлений.
   

Принимаем двигатели с легким пуском.

Для магистрали

I_пуск= I_ном*k= 572*2,5 = 1430 А

k= кратость пускового тока (2,5).

Принимаем плавкую вставку 700А, предохранитель ППН-41-X0-00 1600/1500А, Iном = 1500А.

Для двигателя 75 кВт

I_пуск= I_ном*k= 137.8 *2,5 = 344.5 А

Принимаем плавкую вставку 400А, предохранитель ПН-2, Iном = 400А.

Для двигателя 45 кВт

I_пуск= I_ном*k= 82.6 *2,5 = 206,5 А

Принимаем плавкую вставку 250А, предохранитель ПН-2, Iном = 300А.

Для двигателя 15 кВт

I_пуск= I_ном*k= 29,3*2,5 = 73,2 А

Принимаем плавкую вставку 80А, предохранитель ПН-2, Iном = 80А.

Для двигателя 11 кВт

I_пуск= I_ном*k= 22,4*2,5 = 56 А

Принимаем плавкую вставку 60А, предохранитель ПН-2, Iном = 60 А.

Для двигателя 4 кВт

I_пуск= I_ном*k= 7,7*2,5 = 19,25 А

Принимаем плавкую вставку 25А, предохранитель НПН-2, Iном = 25А.

Cписок использованной литературы:

1. 
   Инженерные сети. Оборудование зданий и сооружений: учеб. пособие / под общ. ред. Ю. П. Сонина. - М.: Высшая школа. 2001.-271 с.
   
2. 
   Федоров Н.Ф. Городские подземные сети и коллекторы. – М.: Стройиздат, 2002.- 304с.
   
3. 
   ГН 1.2.1323-03. Гигиенические нормативы "Гигиенические нормативы содержания пестицидов в объектах окружающей среды"
   
4. 
   СанПиН 2.1.7.1038-01. Гигиенические требования к устройству и содержанию полигонов для твердых бытовых отходов
   
5. 
   СанПиН 2.1.7.1322-03. Гигиенические требования к размещению и обезвреживанию отходов производства и потребления
   
6. 
   СНиП 23-01-99* «Строительная климатология».
   
7. 
   СНиП 23-02-2003 «Тепловая защита зданий»
   
8. 
   СНиП 2.04.02-84. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1985.
   
9. 
   СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения. – М.: Стройиздат, 1986.
   
10. 
    
    

Интернет-источники:

1. 
   https://lektsii.org
   
2. 
   https://www.abok.ru
   
3. 
   https://medlec.org