本文關(guān)鍵詞：掘進(jìn)工作面對旋通風(fēng)機(jī)運(yùn)行特性研究

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【摘要】：我國蘊(yùn)藏著豐富的煤炭資源,是世界上的產(chǎn)煤大國之一,隨著科技的不斷發(fā)展與提高,煤礦開采深度及開采量也逐漸增加,隨之而來的安全問題也越來越多。瓦斯事故作為五大自然災(zāi)害之首,同時(shí)也是掘進(jìn)工作面的主要事故源。瓦斯事故造成了重大人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失,社會負(fù)面影響很大。通風(fēng)機(jī)作為掘進(jìn)工作面的通風(fēng)動力設(shè)備,其安全高效運(yùn)行是礦井工作人員生命安全的重要保障。因此,研究掘進(jìn)工作面通風(fēng)機(jī)的性能,對提高風(fēng)機(jī)可靠性和減少事故發(fā)生具有重要的意義。在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,根據(jù)掘進(jìn)工作面不同需求及現(xiàn)有通風(fēng)機(jī)的使用情況,對局部通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)及類型進(jìn)行了對比分析。在滿足通風(fēng)機(jī)性能與管網(wǎng)系統(tǒng)匹配的情況下,研究了工況調(diào)節(jié)的不同方案。搭建對旋式風(fēng)機(jī)性能測試系統(tǒng),并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與處理,應(yīng)用廣義最小二乘法擬合出通風(fēng)機(jī)的各種性能曲線。以對旋式通風(fēng)機(jī)的基本性能參數(shù)和特性曲線圖為依據(jù),測試對比不同運(yùn)行方案下通風(fēng)機(jī)的性能,得出單雙級葉輪切換運(yùn)行供風(fēng)方案是不可行的,而采用變頻調(diào)速方式可以達(dá)到較為理想的節(jié)能效果的結(jié)論。此外,通過采集對旋式風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的振動與噪聲數(shù)據(jù),分析引起該現(xiàn)象的原因及相關(guān)改善措施。本文以試驗(yàn)用FBD No8.0/2×55kW型對旋式通風(fēng)機(jī)作為研究對象,通過Pro/E三維建模軟件建立了對旋式通風(fēng)機(jī)的集流器、葉輪、擴(kuò)散器、風(fēng)筒等關(guān)鍵零部件的實(shí)體模型及整機(jī)三維模型。結(jié)合有限元方法對對旋式通風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度計(jì)算和模態(tài)仿真研究,分析了通風(fēng)機(jī)葉輪結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其存在的問題。運(yùn)用計(jì)算流體動力學(xué)方法對NACA和LS翼型葉片進(jìn)行氣動性能分析,通過對比不同翼型升阻比和攻角的特性曲線得出NACA翼型更具有優(yōu)越性的結(jié)論。為了探究NACA4415翼型對通風(fēng)機(jī)的影響,利用ABAQUS軟件建立NACA4415翼型葉片模型,并對模型進(jìn)行流固耦合及模態(tài)分析,仿真結(jié)果表明該葉片翼型較LS翼型對對旋式通風(fēng)機(jī)起到了優(yōu)化作用。在此研究基礎(chǔ)上,為提高通風(fēng)機(jī)的節(jié)能效益,改善電動機(jī)的散熱較差、維護(hù)不便等問題,提出了基于NACA翼型葉片的單驅(qū)動對旋通風(fēng)機(jī)傳動原理。總體而言,本文就掘進(jìn)工作面對旋式通風(fēng)機(jī)性能進(jìn)行了較為深入的理論、仿真與試驗(yàn)研究。針對調(diào)節(jié)對旋式通風(fēng)機(jī)性能的不同運(yùn)行方案,進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證,得到了基于本裝置系統(tǒng)的測試數(shù)據(jù)與結(jié)論,為對旋式通風(fēng)機(jī)的進(jìn)一步深入研究提供了理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
【關(guān)鍵詞】：掘進(jìn)工作面 對旋式通風(fēng)機(jī) 性能匹配 計(jì)算流體動力學(xué) 節(jié)能
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD441
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 對旋式通風(fēng)機(jī)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3.1 國外對旋式通風(fēng)機(jī)的研究概況13-14
• 1.3.2 國內(nèi)對旋式通風(fēng)機(jī)的研究概況14-15
• 1.4 課題研究目的及意義15-16
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 第二章 掘進(jìn)工作面通風(fēng)系統(tǒng)的匹配研究18-28
• 2.1 局部通風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)與分類18-21
• 2.1.1 軸流式局部通風(fēng)機(jī)18-20
• 2.1.2 離心式局部通風(fēng)機(jī)20-21
• 2.2 管網(wǎng)特性研究21-22
• 2.3 通風(fēng)機(jī)與管網(wǎng)系統(tǒng)的匹配22-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第三章 掘進(jìn)工作面對旋通風(fēng)機(jī)試驗(yàn)研究28-44
• 3.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c意義28
• 3.2 試驗(yàn)方案的確定與平臺搭建28-34
• 3.2.1 試驗(yàn)裝置的布局28-30
• 3.2.2 儀器的安裝30-34
• 3.3 數(shù)據(jù)的采集與處理34-35
• 3.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析35-43
• 3.4.1 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下對旋風(fēng)機(jī)的測試結(jié)果35-38
• 3.4.2 單雙級葉輪切換運(yùn)行效果38-39
• 3.4.3 變頻調(diào)速運(yùn)行效果39-41
• 3.4.4 噪聲與振動測試結(jié)果41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 對旋通風(fēng)機(jī)實(shí)體建模與仿真研究44-56
• 4.1 對旋式通風(fēng)機(jī)模型的構(gòu)建44-48
• 4.1.1 主要零部件幾何模型的建立44-47
• 4.1.2 整機(jī)模型的構(gòu)建47-48
• 4.2 對旋式通風(fēng)機(jī)葉輪的模態(tài)分析48-54
• 4.3 本章小結(jié)54-56
• 第五章 對旋通風(fēng)機(jī)的特性研究56-76
• 5.1 不同翼型的氣動性能對比56-65
• 5.2 NACA翼型葉片的三維建模與分析65-73
• 5.3 單驅(qū)動對旋通風(fēng)機(jī)傳動原理的設(shè)計(jì)73-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 6.1 結(jié)論76-77
• 6.2 展望77-78
• 參考文獻(xiàn)78-82
• 致謝82-84
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文84

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：610230