Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство освіти і науки України

Чернігівський національний технологічний університет

Кафедра теоретичної і прикладної механіки

Розрахунок гнучких елементів повітряних ліній електропередач

Розрахунково-графічна робота

з тeхнічної механіки

Варіант №45

Перевірив доц. Кайдаш М.Д.

Виконав

студент групи ЗЕМ - 121 Яковенко М.Г.

Чернігів 2014

Вихідні дані для розрахунку

Варіант№45

Таблиця 1

Фізичні параметри	Матеріал несучого проводу	Al	Алюміній
	Зовнішній діаметр проводу	d	15 мм
	Модуль Юнга матеріалу проводу	Е	0,7*105 Па
	Температурний коефіцієнт лінійного розширення	б	23*10-6 1/град.
	Допустиме напруження для алюмінію	[у]	50 МПа
	Площа перерізу несучого проводу	Ап	150 мм2
	Вага одного метру проводу	qп	4,1 Н/м
	Питома вага ожеледі	гл	9000 Н/м3
Геометричні параметри	Відстань між опорами	l	160 м
	Різниця рівнів точок підвішування	h	4м
	Мінімальна відстань від нижньої точки проводу до землі	h3	8м
Умови експлуатації	Питома вага ожеледі	гл	9000 Н/м3
	Максимальна температура	Тмах	350С
	Мінімальна температура	Тміп	-35 0С
	Швидкість вітру	v	13 м/с
	Товщина шару ожеледі	д	10 мм
	Температура монтажу (підвішування)	Т0	220С
	Температура ожеледі	Тл	-5 0С
	Температура	Т1	-10
	Температура	Т2	0
	Температура	Т3	10



Рисунок 1 - Геометричні параметри монтажу провода

монтаж провід натяжіння

ОСНОВНІ РОЗРАХУНКОВІ ФОРМУЛИ:

1. Кут провисання проводу в ( рисунок.1):

.

2. Зовнішній діаметр проводу з ожеледдю ( рисунок 2):

(мм),

де d - зовнішній діаметр проводу, мм; д - товщина налипанняожеледі, мм ( рисунок 2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2 - Переріз проводу з ожеледдю: 1 - несучий провод; 2 - навивка з алюмінієвих дротів; 3 - шар ожеледі

3. Площа перерізу шару ожеледі:

(мм2),

де d - зовнішній діаметр проводу, мм; D - зовнішній діаметр проводу з ожеледдю, мм.

4. Розподілене навантаження від вітру:

(Н/м),

де v - швидкість вітру (м/с), D - зовнішній діаметр проводу з ожеледдю, мм.

5. Максимальне розподілене навантаження:

(Н/м),

де qп- вага одного метру проводу, Н/м;

qл- розподілене навантаження від ожеледі,Н/м; ; гл= 9000 Н/м3;

qв- розподілене навантаження від вітру,Н/м.

6. Максимальне питоме навантаження:

(Н/м3),

де qмах - максимальне розподілене навантаження, Н/м;

Ап - площа перерізу несучого проводу, мм2.

7. Питоме навантаження від ваги проводу:

(Н/м3),

де qп- вага одного метру проводу,Н/м.

8. Довжина критичного прогону:

(м),

де Тл- температура ожеледі, Тmіn- мінімальна температура експлуатації, б - температурний коефіцієнт лінійного розширення матеріалу несучого проводу.

9. Максимальне натяжіння проводу при [у]:

(Н).

10. Координати нижньої точки провисання проводу при максимальному на-тяжінні( при абоТл):

(м); (м),

де Нмах- максимальне натяжіння проводу при [у]; l -довжина прогону; h - різниця рівнів точок підвішування.

q* = qмах для l ? lкр; q* = qп для l <lкр..

11.Напруження у0, що вникають в проводі при Т0 - температурі підвішування:

де Е - модуль Юнга, г- питоме навантаження, б - температурний коефіцієнт лінійного розширення, Т0 - температура підвішування;

гm = гмах, Tm = Tл при l? lкр,

гm = гп , Tm = Tmin при l<lкр.

12.Натяжіння в проводі при температурі підвішування T0 :

(Н).

13.Координати нижньої точки проводу при T=T0:

(м) ; (м).

14.Довжина підвішеного проводу S в прогоні l при Т=Т0,м:

15. Довжина проводу L, що необхідна для підвішування в прогоні l, м:

(м),

де Е - модуль Юнга, б - температурний коефіцієнт лінійного розширення, Т0 - температура підвішування, l - довжина прогону, h - різниця висот між опорами, Н(T = T0)- натяжіння проводу при T=Т0.

16. Напруження, що виникають в проводі при Тmax:

де Е - модуль Юнга, гп - питоме навантаження проводу, б - температурний коефіцієнт лінійного розширення, Т0 - температура підвішування, Тmах- максимальна температура.

17.Натяжіння, що виникає в проводі при T=Тmах:

18. Координати нижньої точки проводу при T=Тmах:

(м) .

19. Довжина підвішеного проводу при T=Тmах:

(м).

20. Мінімальна висота опор :

- лівої опори:

(м),

де ymax - максимальне провисання проводу; hз- мінімально допустима відстань від проводу до землі;

- правої опори:

Розрахунок гнучких елементiв повiтряних лiнiй електропередач

Вихiднi данi:

Матерiал несучого проводу: Алюміній

Модуль Юнга матерiалу несучого проводу (МПа)*10^5, E=

0.700

Коeфiцiент температурного рoзширення несучого проводу (1/С)*10^-6, a=

2.30000000000000E+0001

Зовнiшнiй дiаметр проводу (мм), d=

15.000

Допустиме напруження,(МПа),[б]=

5.00000000000000E+0001

Площа перерiзу несучого проводу (мм^2), Aп=

1.50000000000000E+0002

Вага одного метра проводу (Н/м), qп=

4.09999999999854E+0000

Довжина прогону (м), l=

1.60000000000000E+0002

Рiзниця рiвнiв точок пiдвiшування проводу (м), h=

4.00000000000000E+0000

Мiнiмальна вiдстань вiд нижньої точки проводу до землi (м), hз=

8.00000000000000E+0000

Умови експлуатацiї:

Питома вага ожеледi (Н/м^3):

9.00000000000000E+0003

Максимальна температура (С), Tmax=

3.50000000000000E+0001

Мiнiмальна температура (С), Tmin=

-3.50000000000000E+0001

Швидкiстьвiтру (м/с), v=

1.30000000000000E+0001

Товщина шару ожеледi (мм):

2.50000000000000E+0001

Температура пiдвiшування (С), To=

2.20000000000000E+0001

Температура ожеледi (С), Tл=

-5.00000000000000E+0000

Температура T1 (С), T1=

-1.00000000000000E+0001

Температура T2 (С), T2=

0.00000000000000E+0000

Температура T3 (С), T3=

1.00000000000000E+0001

-------- Параметри для розрахунку:

Дiаметр проводу з ожеледдю (мм), D=

6.50000000000000E+0001

Площа перерiзу шару ожеледi (мм^2), Aл=

3.14159265359119E+0003

Розподiлене навантаження від ожеледi (Н/м), qл=

2.82743338823202E+0001

Розподiлене навантаження від вiтру (Н/м), qв=

6.98646000000008E+0000

Максимальне розподiлене навантаження (Н/м), qmax=

3.31196032231092E+0001

Максимальне питоме навантаження (Н/м^3):

2.20797354820728E+0005

Мiнiмальне питоме навантаження (Н/м^3):

2.73333333333135E+0004

----------Розрахунок для h= 4.00 м

Критична довжина прогону (м), lкр=

2.93716038706771E+0001

Максимальне натяжiння проводу (H), Hmax=

7.50000000000000E+0003

Довжина пiдвiшеного проводу (м) при H=Hmax, S=

1.63378100481350E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Н=Нмах (м):

1.62017969548469E+0001

Координата X нижньої точки проводу при H=Hmax (м):

8.56612997063203E+0001

Координата Y нижньої точки проводу при Т=То (м):

1.61988165862567E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=To (м):

8.56624999934575E+0001

Натяжiння проводу при Т=То (Н):

9.28649998932146E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при Т=То(м), S=

1.63376689707628E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=Тмах (м):

1.62971384899283E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=Tmax (м):

8.56231707253028E+0001

Натяжiння проводу при Т=Тмах (H), H=

9.22199998954311E+0002

Довжина проводу, необхiдна для пiдвiшування (м), L=

1.63362534429180E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Tmax (м), S=

1.63423387139570E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T1 (м):

1.59468616812374E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T1 (м):

8.57658536516828E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т1 (H), H=

9.45599998874590E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т1 (м), S=

1.63258495936869E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T2 (м):

1.60261393724068E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T2 (м):

8.57329268225003E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т2 (H), H=

9.40199998892844E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т2 (м), S=

1.63295457505155E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T3 (м):

1.61040974297212E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T3 (м):

8.57009146275232E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т3 (H), H=

9.34949998910539E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т3 (м), S=

1.63332008101977E+0002

Висота лiвої опори при максимальному провисаннi (м):

2.42971384899283E+0001

Висота правої опори при максимальному провисаннi (м):

2.02971384899283E+0001

ТАБЛИЦЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКУ для h= 4.00 м

Натяжіння Н, (Н)	Температура Т, С	Координати, м
		У max	X ext
7500	-35(t0min.)	16,2	85,66
945	-10(доп.точка)	15,9	85,76
-	-5	-	-
940	0(доп.точка)	16,02	85,7
934	10(доп.точка)	16,1	85,7
928	22(t0підвіш.)	16,2	85.66
922	35(t0max.)	16,3	85,77

----------Розрахунок для h= 0.00 м

Критична довжина прогону (м), lкр=

2.93670163494244E+0001

Максимальне натяжiння проводу (H), Hmax=

7.50000000000000E+0003

Довжина пiдвiшеного проводу (м) при H=Hmax, S=

1.63328100481536E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Н=Нмах (м):

1.41310307085223E+0001

Координата X нижньої точки проводу при H=Hmax (м):

8.00000000000000E+0001

Координата Y нижньої точки проводу при Т=То (м):

1.41280353363254E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=To (м):

8.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=То (Н):

9.28649998932146E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при Т=То(м), S=

1.63326689707814E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=Тмах (м):

1.42268488558620E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=Tmax (м):

8.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Тмах (H), H=

9.22199998954311E+0002

Довжина проводу, необхiдна для пiдвiшування (м), L=

1.63312538850587E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Tmax (м), S=

1.63373387139523E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T1 (м):

1.38747885105840E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T1 (м):

8.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т1 (H), H=

9.45599998874590E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т1 (м), S=

1.63208495936822E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T2 (м):

1.39544777871197E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T2 (м):

8.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т2 (H), H=

9.40199998892844E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т2 (м), S=

1.63245457505109E+0002

Координата Y нижньої точки проводу при Т=T3 (м):

1.40328359968844E+0001

Координата X нижньої точки проводу при T=T3 (м):

8.00000000000000E+0001

Натяжiння проводу при Т=Т3 (H), H=

9.34949998910539E+0002

Довжина пiдвiшеного проводу при T=Т3 (м), S=

1.63282008101931E+0002

Висота лiвої опори при максимальному провисаннi (м):

2.22268488558766E+0001

Висота правої опори при максимальному провисаннi (м):

2.22268488558766E+0001

ТАБЛИЦЯ РЕЗУЛЬТАТІВ РОЗРАХУНКУ для h= 0.00 м

НатяжінняН, (Н)	Температура Т, С	Координати, м
		У max	X ext
7500	-35(t0min.)	14.13	80
945	-10(доп.точка)	13.87	80
-	-5	-	-
940	0(доп.точка)	13.95	80
934	10(доп.точка)	14.03	80
928	22(t0підвіш.)	14.12	80
922	35(t0max.)	14.22	80

Графікидля h=4м:

Рисунок 1. Графік залежность натяжiння проводу від температури



Рисунок 2. Графік залежность координати Y нижньої точки проводу від температури

Рисунок 3. Графік залежность координати X нижньої точки проводу від температури

Графікидля h=0м:



Рисунок 4. Графік залежность натяжiння проводу від температури

Рисунок 5. Графік залежность координати Y нижньої точки проводу від температури



Рисунок 6. Графік залежность координати Y нижньої точки проводу від температури

Размещено на Allbest.ru