FBD No8.0/2×55 kW型局部对旋式通风机叶轮的结构分析

为进一步探究局部对旋式通风机叶轮结构的可能优化路径,以FBD No8.0/2×55 k W型对旋通风机为研究对象,通过三维建模和有限元分析方法,对该通风机叶轮进行力学分析与模态分析,根据分析结果确定叶轮结构需要改进的方向,而后采用NACA4415翼型叶片对叶轮结构进行优化,结果显示,优化后的叶轮叶片应力和应变显著降低,且发生共振的风险大大降低,表明本次分析与优化工作具有一定的现实意义。

轴向间距对矿用对旋式通风机性能的影响

基于选取合理轴向间距的需要,通过大涡模拟(LES)对7种不同轴向间距的矿用对旋式主通风机的非定常流场进行数值计算,分析了额定流量下,该风机气动噪声特性、转子安全性和气动性能随轴向间距的变化情况。结果显示:气动噪声特性、转子安全性都随轴向间距增大而提高,但分别在轴向间距达到0.80倍和0.60～0.70倍第一级叶中弦长(b)后,变化趋势放缓,进一步增加轴向间距意义不大;而轴向间距在(0.55～0.60)b时气动性能达到最佳,后级转子的进气角、尾迹与主流的掺混是影响其变化的主要因素。研究结果表明,0.7b左右是该通风机综合性能较好的轴向间距范围。

对旋式通风机压力脉动特性的数值研究

对矿用对旋式通风机内部的三维非定常湍流流动进行了数值模拟,采用FFT方法得到了包括通风机进口、集流器、前级电机、两级叶轮、后级电机、扩散器和通风机出口等在内的共10个监测面上监测点处压力脉动的时域和频域分布。分析结果表明:对旋式通风机两级叶轮及其附近区域是流场中压力脉动较强的区域;前后两级叶轮之间的动-动干涉、两级叶轮与其相邻部件之间的动-静干涉以及流动的周期非定常特性是通风机内部压力脉动产生的主要根源;设计良好的集流器和扩散器可以显著降低通风机进出口处的压力脉动。研究结果可为通风机的噪声预估和控制提供参考。

对旋式通风机叶片安装角的变化对气动性能的影响

通过试验研究阐述了对旋式通风机两级叶轮叶片安装角的变化对气动性能的影响。分析试验表明在风机Ⅰ、Ⅱ级叶轮匹配的条件下，Ⅰ级叶轮叶片安装角起改变风压作用，Ⅱ级叶轮起到改变流量作用。

矿用对旋式通风机的探讨

通过对矿用对旋式通风机的分析试验研究,阐明了带扩散筒-塔和带消声器扩散筒与集流器的对旋效率比JBT型低50%左右。同时阐述"双85"和局部通风避免采用大功率局扇的方法,达到节能减排目的。

对旋式通风机噪声控制措施的探讨

阐述了对旋式通风机噪声产生的机理及其特性,提出了在设计阶段控制空气动力性噪声的措施,以及从传播途径上对机械性噪声进行控制的措施。

对旋式通风机性能试验分析

介绍了对旋式通风机的性能测试方法。并对其在相同流量的条件下,两级叶轮同时工作时的全压与每一级叶轮单独工作时的全压之和进行了分析、比较,从而为安全使用对旋式通风机提供了理论依据。

对旋式通风机两级叶轮最佳流动匹配条件的探讨

对旋风机的气动性能在很大程度上决定于两级叶轮彼此工作的协调与匹配,并且要求工况在一定的变动范围内也不破坏这种关系。从基元级的速度三角形,轴向间隙和经向间隙,叶片数,叶片安装角4个方面探讨了在设计工况下对旋风机两级叶轮达到最佳流动的匹配条件。

矿用对旋式通风机扩散塔气动性能分析与结构改进设计

以矿用对旋式轴流通风机扩散塔为研究对象,应用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对通风机气动性能进行三维流场模拟。通过对仿真结果的压力和流速分析,找出扩散塔结构设计中存在的不足,提出了带导叶的流线型扩散塔结构改进方案,可有效遏制扩散塔出口处回流的形成,改善通风机流道内气流的流动状况,提高对旋轴流式通风机的气动性能,并降低噪声。

对旋式通风机在煤矿的应用

通过试验研究,表明带扩散筒/塔和消声器对旋式风机装置的效率比JBT系列低,指出我国盲目推广对旋式风机的损失,同时介绍"双85"和局部通风应避免采用大功率风机,才能达到节能减排的目的。

高压大功率变频器在对旋式通风机上的应用

阐述了2×1850kW对旋式轴流通风机在潞安集团南丰风井的应用情况和在工程改造中出现的问题,并针对问题提出了具体的解决方案。通过改造可将原通风系统中无法量化的系统参数等问题,通过完备的检测监控手段实时反映出来,在提高系统运行稳定性的同时真正做到故障和隐患的可预见性。

关于矿用对旋式通风机变频调速控制系统的应用分析

在采矿挖掘的过程中,为了避免矿井内部粉尘、毒气过量引发爆炸、中毒等事故,需在矿井内部装置通风机。通风机可以调节矿井内的空气流动速度,进而使新鲜的空气不断进入矿井之中。在实际应用的过程中,需要根据矿井内部情况,对通风机的运作方式进行切换,对风量、风压等进行控制和调节。随着电子技术的发展,自动化控制技术已经应在矿用通风机之中,主要利用PLC、变频、组态等技术来控制通风机的运行,以此来降低传统调控模式造成的耗能量过大的问题.

矿用对旋式轴流通风机扩散器结构多目标优化设计

以矿用对旋式轴流通风机为研究对象,应用粒子群优化算法对其扩散器结构设计参数进行了优化。首先,应用实验设计方法研究了通风机扩散器结构设计参数与通风机全压及效率之间的关系。研究结果表明:随着扩散器芯筒尾部半径R1的增大,通风机全压会先降低而后增高;通风机全压随着扩散器出口截面半径R2的增大而减小,随扩散器长度L1的增大而增大。通风机效率随R1、L1的增大而增大,随R2的增大而减小,且L1对通风机效率的影响最为显著。然后,以通风机全压及效率为优化目标,以扩散器结构设计参数为设计变量,应用粒子群优化算法对其进行多目标优化。

矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数优化设计

以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片为研究对象,应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化设计。首先定义矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数,然后以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片的弯、掠角为设计变量,以通风机全压效率最大化为优化目标,建立前后两级叶片的弯、掠角与通风机全压效率的响应面模型,最后对各参数进行优化设计。结果表明,通风机全压效率提高了1.64%,通风机的气动性能得到进一步改善。

对旋式通风机内部流动数值模拟及分析

以设计的对旋式通风机为模型,利用Fluent软件对风机进行性能仿真,模拟风机在不同流量时的内部流场。通过流道内速度矢量图、背风面压力图和整体流线图分析得出:随着流量的减小,风机内流场逐渐恶化,叶顶泄漏涡流、级间旋涡逐渐增大,影响区域逐渐增大。

基于LabVIEW对旋式通风机性能测试分析系统研究

研究了对旋式通风机各个性能参数的测试方法,阐述了叶轮叶尖气压法测量对旋式通风机两级叶轮转速的原理及操作方法,开发了对旋式通风机性能自动测试分析系统,包括硬件平台及可供用户根据实际需求修改的软件平台。经试验证明,该测试分析系统能够实现对旋式通风机多参数实时采集与处理,快速、准确地进行性能自动测试与分析,自动生成性能测试分析报表。

对旋式通风机叶轮流场仿真与模态分析

将SIMPLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合,完成了煤矿对旋式通风机全流场三维数值计算。流场仿真的求解区域采用非结构化网格进行离散,以进、出口压力为边界条件,采用运动参考系模型实现动-静交界面间的数据传递。采用有限元法完成前级转子的模态分析,提取不同振型下的振动频率。在对旋式通风机内流场仿真的基础上着重分析了叶轮区域速度场的分布规律,在模态分析基础上着重分析了不同振动频率下的振动特性。分析结果对对旋式通风机结构的优化设计及振动噪声控制具有重要参考意义。

对旋式通风机全流道与单流道内部流场的对比分析

分别建立对旋式通风机全流道模型和单流道模型,应用标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,求解三维时均雷诺N-S方程,对对旋式通风机全流道和单流道进行三维定常湍流流场的数值模拟,得到前后级叶片压力面与吸力面、3个轴向位置截面的压力分布图。将二者结果对比分析发现:由于两级叶片的交互作用,从全流道的计算结果可以看出,叶轮流道截面图上的压力并未显示出良好的周向对称性,并且单流道模型的设定只是一种近似,所以若要获得更为全面准确的流场信息,应选用全流道模型进行数值模拟。这也为对旋式通风机计算模型的选取提供参考。

轴向间隙对对旋式通风机性能影响的数值模拟研究

基于叶片数约化方法,建立了矿用对旋式通风机单流道计算模型,并运用CFD方法对其进行三维定常湍流流场的数值模拟。针对4种不同轴向间隙,重点分析了轴向间隙的变化对通风机性能的影响。结果表明,随着轴向间隙的增大,轴向间隙径向截面上的涡量和湍动能逐渐减小,两级动叶轮之间的相互干涉作用逐渐减弱,从而提高了流动的稳定性;但是轴向间隙内的全压损失随着轴向间隙的增大逐渐增高,因此降低了通风机的全压和效率。

对旋式通风机叶片及周围气流振动特性的数值研究

建立煤矿局部通风用对旋式通风机叶轮叶片的三维几何模型及计算叶片振动的数学模型,采用有限元仿真方法完成叶轮叶片的振动模态分析,获得不同振型下的振动频率;建立对旋式通风机整机三维几何模型,采用有限体积法完成叶片周围气流压力脉动特性的分析,提取了压力脉动在时域及频域范围内的分布。数值研究方法对对旋式通风机叶片的强度校核及气动噪声控制具有重要参考价值。