發(fā)布時(shí)間：2017-12-03 08:21

  本文關(guān)鍵詞：礦用對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速匹配性能研究

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【摘要】：礦用對(duì)旋風(fēng)機(jī)作為井下局部通風(fēng)機(jī)的主要機(jī)型,承擔(dān)著不斷將相鄰巷道內(nèi)的新鮮空氣引入獨(dú)頭掘進(jìn)工作面,排出巷道中的瓦斯等有毒有害氣體的重任,是礦井通風(fēng)系統(tǒng)的重要組成部分。面對(duì)礦井采掘過(guò)程中不斷增多的獨(dú)頭巷道長(zhǎng)距離通風(fēng)需求,現(xiàn)有的對(duì)旋風(fēng)機(jī)運(yùn)行模式單一,平均運(yùn)行效率低;很難滿足掘進(jìn)過(guò)程中的不斷變化的供風(fēng)需求,影響工作面作業(yè)環(huán)境。因此,基于變頻調(diào)速技術(shù)研究礦用對(duì)旋風(fēng)機(jī)在兩級(jí)葉輪不同轉(zhuǎn)速匹配下的性能表現(xiàn),對(duì)井下局部通風(fēng)機(jī)的安全高效運(yùn)行及工作面環(huán)境的改善具有重要意義。本文對(duì)礦用通風(fēng)機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)、礦井通風(fēng)系統(tǒng)和井下空氣相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,在井巷風(fēng)流能量方程和局部通風(fēng)理論的基礎(chǔ)上,研究對(duì)旋風(fēng)機(jī)在掘進(jìn)工作面局部通風(fēng)的應(yīng)用,并根據(jù)應(yīng)急通風(fēng)需要,提出“柴—電混合動(dòng)力礦用安全節(jié)能局部通風(fēng)機(jī)”的保安通風(fēng)新方案。以高瓦斯礦井中2000m長(zhǎng)距離獨(dú)頭巷道為例,研究其掘進(jìn)全過(guò)程中,巷道深度分別為500m、1000m、1500m、2000m時(shí)的通風(fēng)管網(wǎng)特性曲線,分析發(fā)現(xiàn):巷道深度不同導(dǎo)致通風(fēng)阻力差異較大,當(dāng)巷道深度較小時(shí),管網(wǎng)風(fēng)壓要求低;隨巷道深度增加,風(fēng)壓逐漸升高,當(dāng)巷道深度為2000m時(shí),維持工作面安全風(fēng)量的風(fēng)壓要求達(dá)到8000Pa左右,接近對(duì)旋風(fēng)機(jī)的額定壓力。因此,在長(zhǎng)距離獨(dú)頭巷道掘進(jìn)全過(guò)程中,可以考慮通過(guò)調(diào)整對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速匹配來(lái)實(shí)現(xiàn)工作面的“按需供風(fēng)”。本文分析了對(duì)旋風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)和主要性能參數(shù),對(duì)單個(gè)葉片的受力及級(jí)間氣流速度進(jìn)行分析,研究對(duì)旋風(fēng)機(jī)內(nèi)葉輪與氣流之間相互作用的運(yùn)行特性。以型號(hào)為FBD No8.0的對(duì)旋風(fēng)機(jī)為對(duì)象展開(kāi)工程測(cè)繪,將3D掃描技術(shù)應(yīng)用于構(gòu)型復(fù)雜的葉輪的逆向建模,在Solid Works軟件中完成整機(jī)模型的組建。通過(guò)ICEM CFD的網(wǎng)格劃分和FLUENT的模擬仿真,研究?jī)杉?jí)葉輪在2900-2900、1480-1480、960-960三種不同轉(zhuǎn)速匹配時(shí),對(duì)旋風(fēng)機(jī)在不同工況下流場(chǎng)分布和主要性能參數(shù)的變化趨勢(shì),對(duì)比產(chǎn)品性能參數(shù)和仿真所得結(jié)果,驗(yàn)證對(duì)旋風(fēng)機(jī)的模型建立及數(shù)值模擬過(guò)程設(shè)置的準(zhǔn)確性。依據(jù)GB/T1236-2000的規(guī)定,搭建B型(壓入)風(fēng)管式通風(fēng)機(jī)空氣動(dòng)力性能試驗(yàn)臺(tái),測(cè)試對(duì)旋風(fēng)機(jī)在兩級(jí)葉輪不同轉(zhuǎn)速匹配下的性能曲線,擬合對(duì)旋風(fēng)機(jī)性能曲線和巷道通風(fēng)管網(wǎng)特性曲線,得出以下結(jié)論:1)對(duì)旋風(fēng)機(jī)流量、壓力與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系符合風(fēng)機(jī)相似定律,一、二級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速分別主要影響風(fēng)機(jī)的流量、壓力性能;2)在巷道掘進(jìn)初期(500m以內(nèi)),不宜采用單級(jí)運(yùn)行模式,轉(zhuǎn)速宜為1480-1480;在500~1000m階段,轉(zhuǎn)速宜為2000-2000;在1000m深度以上時(shí),轉(zhuǎn)速宜為2900-2900;當(dāng)掘進(jìn)深度接近2000m時(shí),對(duì)旋風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況臨近喘振,需緊密關(guān)注其運(yùn)行狀態(tài),避免在此工況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行。適時(shí)調(diào)整對(duì)旋風(fēng)機(jī)兩級(jí)葉輪轉(zhuǎn)速匹配能實(shí)現(xiàn)井下長(zhǎng)距離獨(dú)頭巷道工作面的“按需供風(fēng)”。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TD441

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本文編號(hào)：1248031