Бытовые машины для обработки белья

курсовая работа

7. Расчет мощности привода активатора стиральной машины

В общем случае диск активатора с ребрами при перелопачивании стирального раствора с бельем выполняют работу, связанную со следующими основными факторами: преодоление сопротивления сил инерции перемещаемых масс жидкости и обрабатываемого белья; преодоление сил трения перемещаемых масс жидкости и обраба-тываемого белья. Определение сопротивлений в процессе стирки, т.е. при перелопачивании белья, необходимо вести в два этапа: определение сопротивлений с учетом перемещения массы стирального раствора; определение сопротивлений с учетом перемещения масс белья.

Определим зависимости сопротивлений при движении лопасти в жидкой среде и расход мощности на создание кинетической энергии перемещаемой жидкости без учета масс белья.

Рассмотрим простейшее движение лопасти - поступательное, при котором все точки ее поверхности имеют одинаковую скорость движения л (рис 12а).

Сила сопротивления среды (сила действующая на лопасть диска активатора) Р:

, (30)

где kр. ж - коэффициент, учитывающий массу реальной жидкости, обладающей вязкостью, в результате которой увеличивается объем перемещаемой жидкости;

ж - плотность жидкости; Sл - площадь лопасти;

= - коэффициент лобового сопротивления среды (определяется опытным путем). Мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления среды

N = Sл л3. (31)

Это уравнение относится к движению лопасти в неподвижной жидкости. Если же жидкость сама по себе находится в движении, то сила сопротивления среды

P= Sл (л+0) 2, (32)

где 0 - скорость движения жидкости (знак "плюс" - при противотоке, знак "минус" - при прямотоке). При движении наклонно поставленной лопасти в неподвижной жидкости (рис.12б) сопротивление среды будет:

P= SлY л2 = (h sin+cos) bл2, (33)

где - площадь проекции лопасти на вертикальную плоскость; - толщина лопасти; b - ширина лопасти.

а) б)

Рис.12. Схемы рабочих лопастей с поступательным движением:

а) прямо установленная лопасть; б) наклонно установленная лопасть

Рассмотрим вращательное движение лопасти, при котором ее окружная скорость изменяется по линейному закону (рис.13).

Сила сопротивления среды (сила, действующая на лопасть диска активатора длиной R) Р:

. (34)

Следовательно, при вращательном движении сопротивление среды в три раза меньше, чем при поступательном.

Мощность, затрачиваемая при этом на преодоление сопротивления среды:

. (35)

а) б)

Рис.13. Схемы рабочих лопастей с вращательным движением:

а) лопасть, примыкающая к оси вращения;

б) лопасть, отстоящая от оси вращения

Следовательно, при вращательном движении мощность, затрачиваемая на преодоление сопротивления среды, в четыре раза меньше, чем при поступательном. При вращательном движении лопасти длиной R, отстоящей от оси вращения на расстоянии R1 (рис.13б) сила сопротивления среды Р:

. (36)

Уравнение мощности такой лопасти:

. (37)

При поступательном движении лопасти в жидкости мощность, расходуемая на преодоление сопротивления трению одной боковой поверхности лопасти, определяется следующим уравнением:

N=Fтрl =тр Sтр l3. (38)

где тр - коэффициент сопротивления трению (определяется опытным путем); Sтр - площадь трения; l = l - линейная скорость лопасти диска; - угловая скорость вращения диска активатора с лопастью.

При вращательном движении лопасти сопротивление трения будет иметь место на двух боковых горизонтальных поверхностях и на одной вертикальной (торцовой) плоскости. Мощность, затрачиваемая на преодоление полного сопротивления трению N:

. (39)

При вращательном движении вертикальной плоскости лопасти длиной R-R1, шириной lо и высотой h мощность, затрачиваемая на преодоление полного сопротивления трению четырех боковых поверхностей (двух горизонтальных и двух вертикальных), выражается уравнением:

. (40)

Таким образом, задаваясь конструктивными и режимными параметрами активатора, определяют сопротивление и мощность, затрачиваемую на вращение диска активатора. Анализируя полученные данные, производят выбор исходных параметров и мощности привода активатора, обеспечивающих рациональное соотношение между ними.

Делись добром ;)