Калашников, Алексей Александрович. Снижение энергопотребления стиральных машин барабанного типа при обеспечении рационального перемещения обрабатываемых изделий в процессе стирки

brief description

Калашников, Алексей Александрович. Снижение энергопотребления стиральных машин барабанного типа при обеспечении рационального перемещения обрабатываемых изделий в процессе стирки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.02.13 / Калашников Алексей Александрович; [Место защиты: Юж.-Рос. гос. ун-т экономики и сервиса].- Шахты, 2010.- 178 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/1033

ЮЖНО-РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА
На правах рукописи
04201i 00929 Калашников Алексей Александрович
СНИЖЕНИЕ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЯ СТИРАЛЬНЫХ МАШИН БАРАБАННОГО ТИПА ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМЫХ ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССЕ
СТИРКИ
Специальность 05.02.13-«Машины, агрегаты и процессы (коммунальное
хозяйство и сфера услуг)»
/
/
X
. ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
• . Научный руководитель:
к.т.н., доцент АЛЕХИН С.Н.
Шахты -2010
Содержание
Введение 5
ГЛАВА 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 11
1.1 Энергетические характеристики стиральных машин 11
1.2 Конструктивные и режимные особенности эксплуатации современных стиральных машин барабанного типа 17
1.3 Анализ теоретических и экспериментальных исследований энергетических характеристик стиральных машин при стирке 27
1.4 Пути и технические решения, направленные на снижение энергопотребление стиральных машин 38
1.5 Цель, задачи и программа исследования 46
ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ И МОДЕЛИРОВАНИЕ . ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА СТИРКИ 48
2.1 Параметры стирального барабана, определяющие характер перемещения текстильных изделий при стирке 48
2.2 Энергетические характеристики процесса падения изделий при
их обработке в стиральных барабанах 51
2.3 Энергетические характеристики процесса вращения барабана
при стирке текстильных изделий 54
2.4 Определение эксцентриситета центра масс изделий при стирке... 57
2.5 Теоретические предпосылки анализа- формообразования изделий
во вращающемся барабане при стирке 61
2.6 Энергетические • характеристики процесса установившегося
вращения барабана в условиях образования одного кома изделий 63
2.7 Энергетические характеристики процесса установившегося
вращения барабана в условиях образования двух комов изделий 66
2.8 Энергетические характеристики процесса установившегося
вращения барабана в условиях образования трех комов изделий 74
2.9 Энергетические характеристики процесса установившегося '
вращения барабана при перемещении изделий в виде сплошного потока 83
2.10 Энергетические характеристики процесса разгона барабана 87
2.11 Суммарный расход энергии в процессе стирке 101
Выводы по 2-й главе. ЮЗ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ. ХАРАКТЕРИСТИК . ПРОЦЕССА ВРАЩЕНИЯ БАРАБАНА ПРИ СТИРКЕ................... 105.
3.1 Исследование' процесса формообразования! изделий в барабане при стирк. ....... 105
3.2 Измерительная аппаратура- для; проведения- экспериментальных исследований: энергетических характеристик процесса вращения барабана при стирке. 109
3.3 Условия и программа проведения экспериментальных исследований энергетических характеристик стиральных машин . 115
3.4 Экспериментальное определение энергетических характеристик на:
преодоление,вредных сил сопротивления при: вращении барабана. 117
3:5 Определение длительности периода разгона барабана при стирке 119
3.6: Результаты экспериментальных исследований энергетических
характеристик стиральных машин при стирке....... 121
3.7 Установление зависимости отстирываемости изделий от параметров
режима стирки. ; 123
Выводы по З-й главе^ 126
ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОЦЕССА ВРАЩЕНИЯ БАРАБАНА ПРИ • СТИРКЕ 128
4.1. Установление зависимости отстирываемости от энергии падения изделий при различных значениях параметров барабана. : 128
4.2. Исследование .потребляемой; мощности на процесс установившегося вращения барабана при стирке. .135
4.3 Исследование энергопотребления в процессе установившегося вращения барабана при стирке с учетом отстирываемости изделий 140
4.4 Разработка и исследование способа управления режимом вращения
стирального барабана. ' : 144
Выводы по 4-й главе. 151
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ 154
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 156
ПРИЛОЖЕНИЯ ! 166

bibliography

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1) Анализ исследований в области проектирования, эксплуатации и сервиса стиральных машин барабанного типа позволил установить, что в на¬стоящее время отсутствуют научно обоснованные представления о взаимо¬связи энергозатрат и качества обработки изделий при стирке с учетом влия¬ния конструктивных и режимных параметров стиральных машин, характера и условий перемещения обрабатываемых изделий в барабане. •
2) На основании анализа конструктивных и режимных параметров, проведенных теоретических и экспериментальных исследований стиральных машин установлено влияние массы, характера и условий перемещения изде¬лий на процесс их формообразования. Разработаны схемы перемещения из¬делий, получены циклограммы для различных схем формообразования.
3) Установлены зависимости энергозатрат от массы обрабатываемых изделий при различных схемах формообразования, которые имеют локаль¬ный минимум, обусловленный изменением условий формообразования, и ло¬кальный максимум при коэффициенте загрузки к3, равном 0,8.. .0,85.
4) Показано, что в частных случаях при реализации процесса обработ¬ки изделий в виде отдельных самостоятельных комов, образующихся незави¬симо от их массы, функция энергозатрат имеет локальный минимум, обу¬словленный характером и условиями деремещения изделий. При этом, расчет энергозатрат должен производится с введением поправочного коэффициента.
5) Установлено влияние на энергозатраты при стирке числа подъемов изделий ппод и коэффициента загрузки к3. Разработан алгоритм нахождения числа подъемов изделий в процессе стирки, а также показано, что с целью оценки энергозатрат при стирке коэффициент загрузки барабана 1с3 должен определяться как отношение между высотой сегмента изделий и диаметром барабана. •
6) Предложена методика определения эксцентриситета центра масс из-делий, основанная на общепринятом допущении о форме расположения из¬делий при стирке в виде сегмента. .
7) Установлено, что при значениях коэффициента загрузки к3 более 0,85 определяющее влияние на изменение величин энергозатрат процесса пе¬ремещения изделий в барабане оказывает эксцентриситет их центра масс, значения которого при этом стремятся к нулю. При этом, для обеспечения требуемого качества стирки с минимальными энергозатратами установлены рациональные значения коэффициента загрузки к3, равные 0,90...0,95.
8) Разработан способ снижения энергозатрат посредством управления режимом вращения барабана, основанный на сокращении времени работы при максимальных нагрузках и сохранении качества стирки. Использование данного способа позволяет снизить удельные энергозатраты для бытовых стиральных машин барабанного типа на 12... 15%.
Результаты исследования рекомендуются для использования в про-ектно-конструкторских организациях, на предприятиях по изготовлению, эксплуатации и сервисному обслуживанию стиральных машин, а также в учебном процессе при подготовке высококвалифицированных специалистов в области проектирования и сервиса бытовых машин и приборов.