Испытательная установка для исследования процессов резки горных пород.
Станок HXS 1000-50 был разработан и изготовлен компанией ASW GmbH специально для Фрайбергской академии. С помощью данного станка выполняются исследования влияния отдельных параметров (скорости и глубины резания, угла поворота и др.) на процесс резки различных горных пород. Конечной целью исследований является оптимизация производственных процессов: минимизация удельного расхода энергии, повышение производительности оборудования, прогнозирование и снижение износа оборудования, уменьшения шума и выбросов пыли. Конструкция станка включает 3-D зонд, лазер, держатель, к которому можно подсоединить различные режущие инструменты, и подвижный рабочий стол, на который устанавливается образец горной породы. Станок имитирует процесс резки горной породы, для его работы необходимо задать координаты x, y, z образца породы (z-координата соответствует глубине резки) и скорость резки. Для обработки данных используется специальное программное обеспечение DEWESoft.
Рис. 8.1. Режущий инструмент станка Рис. 8.2. Образец горной породы
Испытательное устройство для горизонтального направленного бурения.
Данное оборудование используется для исследования водоотвода в рыхлой горной породе посредством горизонтального направленного бурения (ГНБ). Модель водоносного пласта строится из натурального материла в специальной полости размером 5,60 х 5,60 м х 2,40 м. Стенки емкости сделаны из геотекстиля. С помощью установки воссоздаются горнотехнические ситуации, связанные с водоносными горизонтами. Наблюдения за водой в пласте проводятся с помощью датчиков.
|
|
|
Рис.8.3. Емкость для испытания водоносного пласта.
Лаборатория воды.
В данной лаборатории выполняются исследования жидких и твердых образцов горных пород. Для этого используется такое оборудование, как центрифуги для разделения пород различных фаз, мельница для измельчения твердых пород, аппаратура для измерения
влажности пород и ситового анализа, СВЧ-прибор MP-AES для мультиэлементного анализа водных проб и др. В распоряжении лаборатории также имеется оборудование для отбора проб в полевых условиях (например, различные насосы и ковши для сбора грунтовых и поверхностных вод) и проведения натурных исследований (фотометр, приборы для измерения электропроводности, уровня pH и Eh и др.).
Рис. 8.4. Лаборатория воды. Рис. 8.5. Прибор MP-AES.
Институт обогатительных машин
Рис.5 Корпуса института обогащения
В институте читаются лекции по следующим предметам:
1. аппараты для обогащения полезных ископаемых;
2. международный опыт проектирования фабрик;
|
|
|
3. экологические аспекты обогащения;
4. аппараты и фабрики в экологическом аспекте;
5. аппараты для очистки окружающей среды;
6. содержание и техническое обслуживание;
7. материаловедение;
8. аппараты для стеклянной и керамической промышленности;
9. обогатительные фабрики.
Институт сотрудничает с различными предприятиями (на рисунке ниже представлены некоторые из них).
Исследования в институте ведутся по следующим направлениям:
- дезинтеграция
- классификация и грохочение
- агломерация
- перемешивание
- аппараты для обогащения полезных ископаемых
В лаборатории дезинтеграции изучают дробилки и мельницы, проводят компьютерные исследования на моделях.
| 
|
| Рис. 6 Конусная дробилка. Вычисление напряжения с эмиссионной микроскопией | Рис. 7 Шаровая мельница. Мультипликация движения частицы различного размера |
В лаборатории классификации и грохочения изучают модели аппаратов, влияние изменения технологических параметров на процессы и с помощью компьютерных программ изучают особенности процессов.
| 
|
| Рис.8 Модель грохота. | Рис.9 Просевающие поверхности. |
| 
|
| Рис.10 Изучение влияния центробежной силы на разделение частиц | Рис.11 Компьютерная модель винтового сепаратора |
В лаборатории аппаратов для обогащения полезных ископаемых наибольший интерес представляет устройство, реализующее способ электродинамической сепарации импульсным бегущим магнитным полем.
|
|
|
Для макета сепаратора разработаны методики экспериментов по определению рабочих характеристик сепаратора и методики по определению извлечения электропроводящих частиц из массопотоков.
По результатам экспериментов по извлечению электропроводящих частиц из массопотоков построены сепарационные характеристики макета сепаратора с импульсным бегущим магнитным полем и установлен характер их изменения в зависимости от изменения параметров магнитного поля в рабочей зоне макета
В институте механических технологий и обогатительной техники ведутся работы по ниже перечисленным тематикам:
- разработка процессов массопереноса для производства органозолей;
- распределение потоков масс в ультразвуковом реакторе;
- изучение параметров фильтрации в зависимости от природы жидкой фазы суспензии;
- разработка и оптимизация процессов электросепарации, а так же разработка технологических схем для синтеза и переработки полимерных наноразмерных композитов;
|
|
|
- процесс производства сверхпарамагнитных функциональных полимерных соединений.
Заключение
В ходе стажировки успешно выполнил поставленные задачи. Посетил кафедры академии и промышленные объекты.
Рис.1 Карьер бурого угля
Выступление на 66 международной конференции по металлургии и горному делу подтверждено дипломом (приложение 2).
Рис.2 Доклад на конференции
Правительство германии в области энергетики проводит политику отказа от атомной энергии и уменьшения выбросов углекислого газа в атмосферу. Это вызвано заботой об экологии, так как аварии на АЭС имеют катастрофические последствия, а выбросы углекислого газа, согласно общеевропейскому проекту должны быть снижены в разы к 2050 году. Для этого активно поощряется развитие нетрадиционной энергетики – ветрогенераторов и солнечных батарей. Несмотря на большие плюсы в области экологии и быстрое развитие в последние годы такие технологии пока не избавились от известных недостатков. Малые генерируемые мощности,долгий срок окупаемости и отсутствие возможности обеспечить высокую надежность электроснабжения не дают возможности полностью отказаться от традиционной энергетики. Для востока страны, где активно ведется добыча бурого угля, угольные электростанции – дешевое и эффективное решение. Такие станции вводятся в эксплуатацию как альтернатива атомным, даже не смотря на большие объемы выбросов углекислого газа, и в ближайшем будущем именно они должны стать одним из основных источников тепла и электроэнергии в стране.
Рис.3 Ветрогенераторы
Приложение 1
analysis of vector of instantaneous reactive power in case of three phase balanced grid
Bardanov A.I.
National mineral-resoursesUniversity, Russia
Abstract
In this paper an analysis of vector of instantaneous reactive power is presented. Methodology and theories are particularly descripted. Research findings and simulation results are presented and discussed.
Keywords
Instantaneous power theory, high harmonics, active filter.
Introduction
To transfer of electrical energy from power plant to nonlinear load efficiently electrical engineers must solving two main issues. On the one hand, power losses reducing are required. Necessary condition to obtain this is equality of power factor to one. In three phase circuit it is possible if voltage and current are sinusoidal, balanced and haven't phase shift. On the other hand, power quality requirement must be implemented. This two aims are closely connected.
Effective way to compensation high harmonics and reactive power is active filter. Its efficiency greatly depends from its control algorithm.Now, the most popular control device is microcontroller. Microcontrollers of high bit-timing frequency are expensive, so that control algorithm must be simple but accurate.
For today, instantaneous power theory often used to control active filters which are connected to three phase circuit.Cause is that the theory based on time domain and it demands only current values of currents and voltages of three phase circuit.
Methodology
Under this theory [1,2] the phase voltages and currents combine into the rotating vectors of voltage and current accordingly:
,, (1)
where: 
– instantaneous phase voltages; 
– basis vectors of the a,b,c frame of reference.
, (2)
where: 
– instantaneous phase currents.
Significant feature of this approach to three phase power system description is that the inner product of the vectors of currents and voltages is sum of instantaneous powers of system phases:
, (3)
where: 
– angle between voltage and current vectors.
Cross product of the vectors of voltages and currents of three phase circuit is vector of instantaneous reactive power:
. (4)
Instantaneous power theory closely connected with Freeze power theory [3], which divides current onto two components in time domain. The first one is active current, which is proportional to active power and hasn't phase shift with voltage. The second one is reactive current, which doesn't make useful work, however it increases power loss. Instantaneous power theory divides the currents vector onto the vector of active current and vector reactive current. Vector of active current is directed the same as voltages vector and proportional to active power of three phase system. An angle between vector of active current and vector of reactive current is 
:
, (5)
where: 
– vector of active current; 
– vector of reactive current.
So that the main aim of active filter is reactive current compensation.To calculate the vector of reactive current the vector of instantaneous reactive power is used.
Simulation
Let's considerfew examples of vector of instantaneous reactive power calculation.
In case of balanced active load system (fig.1) the currents vector is directed the same as the voltages vector. Angle between these vectors is zero. Due to this fact the vector of instantaneous reactive power is zero. There is no reactive power in this case.
|
|
Fig.1: Currents, voltages and instantaneous reactive power vectors locus in case of balanced active linear load
In case of balanced reactive load (fig.2) system the currents vector and the voltages vector are orthogonal. Angle between these vectors is ninety degrees. The vector of instantaneous reactive power doesn't change his magnitude and direction in time. So the inner product of these vectors is zero at each time moment. There is no active power in electrical system.
|
|
|
Fig.2: Currents, voltages and instantaneous reactive power vectors locus in case of balanced reactive linear load
In case of nonlinear load (fig.3) system the currents vector magnitude and direction relatively the voltages vector permanently changes, so angle between these vectors changes too. The vector of instantaneous reactive power exists and changes his magnitude and direction in time.
|
|
|
Fig.3: Currents, voltages and instantaneous reactive power vectors locus in case of nonlinear load
Conclusions
Instantaneous power theory uses instantaneous active and reactive power, but not divides instantaneous reactive power on components. However it can be produced either by reactive elements or by nonlinear loads.Though, as it shown in paper above, there is difference between these two cases.In case of reactive load the vector of instantaneous reactive power doesn't change in time, also in case of nonlinear load the vector of instantaneous reactive power changes in time significantly. The active filter can be connected to any point of power grid, to compensate only distortion, if this feature will be taken into account.As well it can be cause of reducing of electrical energy consumption by active filter.
Literature
| [1] | AkagiH., KanazawaY., NabaeA.: “Instantaneous reactive power compensator’s comprising switching device without energy storage components”, IEEE Trans. Ind. Applications,vol. .IA-20, pp. 625-630, May/June 1984 |
| [2] | AkagiH., Kim H. “The Instantaneous Power Theory on the Rotating p-q-r Reference Frames” IEEE International Conference on Power Electronics and Drive Systems, PEDS’99,Hong Kong, July 1999 |
| [3] | Frize S.: “Active and Apparent power in non-sinusoidal systems”. PrzegladElectrot., no 7, p.p. 193-203, 1931 |
Приложение 2
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 229; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!