【摘要】：對(duì)于以壓入式工作的礦用對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī),進(jìn)氣的均勻性和穩(wěn)定性對(duì)葉輪葉片工作的安全性具有十分重要的影響。進(jìn)氣風(fēng)道90°彎管內(nèi)產(chǎn)生的不穩(wěn)定氣流流經(jīng)葉輪時(shí),容易引起葉片疲勞失效、裂紋甚至折斷事故的發(fā)生,對(duì)煤礦的安全生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重威脅。為此,本文針對(duì)FBCDZ-10-No36型礦用對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī),通過(guò)在進(jìn)氣風(fēng)道90°彎管內(nèi)安裝導(dǎo)流片并對(duì)導(dǎo)流片的布置方式進(jìn)行優(yōu)化,以改善進(jìn)氣風(fēng)道以及葉輪入口氣流的均勻性、穩(wěn)定性,進(jìn)而達(dá)到提高通風(fēng)機(jī)運(yùn)行安全性的目的,因而具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。主要研究工作和結(jié)論包括以下幾個(gè)方面。對(duì)通風(fēng)機(jī)第一級(jí)葉輪前的進(jìn)氣風(fēng)道進(jìn)行幾何建模,采用大渦模擬(LES)方法對(duì)進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)安裝導(dǎo)流片前后的流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬和對(duì)比分析。結(jié)果表明:在安裝導(dǎo)流片前,風(fēng)道內(nèi)主流流動(dòng)受到分離流動(dòng)的影響,內(nèi)外側(cè)流場(chǎng)分布極不均勻,內(nèi)側(cè)流速高,外側(cè)流速低,但內(nèi)側(cè)壁面又有明顯的低速區(qū),產(chǎn)生了局部渦流,風(fēng)道內(nèi)還產(chǎn)生復(fù)雜的二次流,其與主流的疊加加劇了風(fēng)道內(nèi)氣流的紊亂,引起葉輪入口處的不穩(wěn)定流動(dòng);在90°彎管內(nèi)安裝1片雙圓弧型導(dǎo)流片后,風(fēng)道內(nèi)的主流均勻性到了明顯改善,二次流強(qiáng)度明顯降低,低速區(qū)也基本消失,葉輪入口截面氣流的紊亂程度明顯降低。為了獲得90°彎管內(nèi)導(dǎo)流片的合理、有效布置方式,以在葉輪入口獲得更加均勻、穩(wěn)定的進(jìn)氣條件,本文通過(guò)數(shù)值模擬分析了導(dǎo)流片的片數(shù)、排列方式、起止位置、圓心角、尾部長(zhǎng)度及安裝角度等參數(shù)對(duì)進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)流場(chǎng)的影響。研究結(jié)果表明:4片導(dǎo)流片沿徑向按照s=1,2,4,7(等差間距)的位置排列,能更好地抑制流動(dòng)分離,使彎管內(nèi)的流場(chǎng)更加均勻;導(dǎo)流片在拐彎段靠近下游排列可使葉輪入口流速更加均勻,風(fēng)道內(nèi)各截面上產(chǎn)生的壓力損失也較小;隨著導(dǎo)流片圓心角的增大,葉輪入口氣流速度趨于穩(wěn)定,將第一片和第四片導(dǎo)流片延長(zhǎng)150mm時(shí),風(fēng)道內(nèi)流場(chǎng)具有更好的穩(wěn)定性,并且消除了導(dǎo)流片延長(zhǎng)帶來(lái)的尾部低速效應(yīng);當(dāng)內(nèi)側(cè)兩片導(dǎo)流片安裝角為5°,外側(cè)兩片為0°時(shí),可以很好地改善內(nèi)外側(cè)氣流的均勻性,使葉輪入口的氣流更加穩(wěn)定。本文的研究成果可為改善通風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)氣條件,進(jìn)而保證通風(fēng)機(jī)安全可靠地運(yùn)行提供理論依據(jù)和工程參考。
【學(xué)位授予單位】：山東科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TD441
【圖文】：

等［７＾］對(duì)消聲器尾部結(jié)構(gòu)以及進(jìn)氣風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定改進(jìn)，流場(chǎng)均勻性得到改逡逑善。經(jīng)分析，第一級(jí)葉輪進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)９０°彎管處產(chǎn)生的紊亂氣流也可能對(duì)葉片逡逑造成損壞。壓入式礦用對(duì)旋主通風(fēng)機(jī)如圖３－１所示。逡逑大氣逡逑＂集流器第“級(jí)第＾級(jí)邐通往風(fēng)逡逑圖３－１壓入式礦用對(duì)旋主通風(fēng)機(jī)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｐｕｓｈ－ｉｎ邋ｔｙｐｅ邋ｍｉｎｉｎｇ邋ｃｏｎｔｒａ－ｒｏｔａｔｉｎｇ邋ｐｒｉｍａｒｙ邋ｆａｎ逡逑３．１進(jìn)氣風(fēng)道幾何模型的建立逡逑本文以礦用壓入式ＦＢＣＤＺ－１０－Ｎ0３６型對(duì)旋主通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)道為研究對(duì)象，逡逑其幾何模型如圖３－２所示，包括進(jìn)氣口、９０°拐彎段、過(guò)渡段、水平風(fēng)道、出口逡逑五部分，拐彎段為內(nèi)外同心圓弧型；進(jìn)氣風(fēng)道中心截面及幾何尺寸如圖３－３所逡逑示，單位為ｍｍ。逡逑胞逡逑圖３－２壓入式通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)道幾何模型逡逑１７逡逑

等［７＾］對(duì)消聲器尾部結(jié)構(gòu)以及進(jìn)氣風(fēng)道結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定改進(jìn)，流場(chǎng)均勻性得到改逡逑善。經(jīng)分析，第一級(jí)葉輪進(jìn)氣風(fēng)道內(nèi)９０°彎管處產(chǎn)生的紊亂氣流也可能對(duì)葉片逡逑造成損壞。壓入式礦用對(duì)旋主通風(fēng)機(jī)如圖３－１所示。逡逑大氣逡逑＂集流器第“級(jí)第＾級(jí)邐通往風(fēng)逡逑圖３－１壓入式礦用對(duì)旋主通風(fēng)機(jī)示意圖逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｏｆ邋ｐｕｓｈ－ｉｎ邋ｔｙｐｅ邋ｍｉｎｉｎｇ邋ｃｏｎｔｒａ－ｒｏｔａｔｉｎｇ邋ｐｒｉｍａｒｙ邋ｆａｎ逡逑３．１進(jìn)氣風(fēng)道幾何模型的建立逡逑本文以礦用壓入式ＦＢＣＤＺ－１０－Ｎ0３６型對(duì)旋主通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)道為研究對(duì)象，逡逑其幾何模型如圖３－２所示，包括進(jìn)氣口、９０°拐彎段、過(guò)渡段、水平風(fēng)道、出口逡逑五部分，拐彎段為內(nèi)外同心圓弧型；進(jìn)氣風(fēng)道中心截面及幾何尺寸如圖３－３所逡逑示，單位為ｍｍ。逡逑胞逡逑圖３－２壓入式通風(fēng)機(jī)進(jìn)氣風(fēng)道幾何模型逡逑１７逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2738654