XZS型高效無駝峰礦用軸流風機穩(wěn)流器設計

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2O表3階數(shù)1

流()Hz本文方法625.i0

體

機

械

1995年7月

GTMM方法663.168

5結論,

23

15020249.62S0

漏根49.6202

由于頻響函數(shù)法是建立在有阻尼的線性波

4

8.70535

865411

動理論的基礎上，采用該方轉(zhuǎn)計算繁雜管系的故氣柱固有頻率，應面更寬，計算結果較GT—適其MM方法更切合于實際，能戰(zhàn)勝GTMM方法并會漏根的缺點。通過對簡單模型、試驗和實際管路系統(tǒng)的理

5678

l1651.20l174925.1.873479185.75O0

漏根115.736I447l86185.767

910

212O2.502.115404

根208405

論計算和試驗結果對比+明本文所提的方法是證事實上從結點的頻響函數(shù)曲線(4也可確實可行的，且有銀好的工作應用價值圖)并對上述的共振現(xiàn)象進行解釋。意到圖3管系的注一

參

考

文獻

支管345和支管675是對稱的，量的計算、、、、太

1黨錫淇，睬守五.皤謇式壓縮機氣流脈動與管道振動.安變通大學出版社，94西182黃蚰玲.壯寧，謝陳守五.孔板穿亍板氣流脈L沖衰減性能及計算方法的研究.用力學學應報.99()18{3

結果說明，.這種結構采用GMM方法計算x于/T傳遞生大量漏根現(xiàn)象(它非對稱結構也會產(chǎn)生萁漏根，狀況較為繁雜+者擬另文對這一問題但作進行論述)而采用本文方法則可避免這種狀況，的發(fā)生.外計算巾得到的各結點的頻響函數(shù)曲另線對于管路設計能起到更加直觀的定性指導作7}j

3陳守五，幼玲黃199(2;1)

往復式壓縮機一維不穩(wěn)定

氣流方程的數(shù)值解法.XX變通大學學報.

.

XZS型高效無駝峰礦用軸流風機穩(wěn)流器設計。?！?/p>

2.

‘

中國礦業(yè)大學塑堊韭

摘要介紹7XS型軸流風機外錐環(huán)形

穩(wěn)碗裝置的設計及其性能分析。Z

關詞塑墨壘苧塞叁錐形亟鍵亟墊鎏墨量堡環(huán)壘壘山1引言、

查，大量礦井主通風機正是工作在不穩(wěn)定的馬鞍

形區(qū)域而導致破壞了提高軸流風機的運行穩(wěn)為定性，擴大合理工作范宙，各國都在進行改善軸

軸流風機的性能曲線一般都有一馬鞍形區(qū)流風機小流量區(qū)特性方面的研究。英國HOW/域，通風機的運行工況點落入此區(qū)時，發(fā)生DN公司和瑞典FAK當將ELT公司采用加外錐環(huán)形失速和喘振。因此，于軸流風機的使用尋常穩(wěn)流器、國貝利公司采用加柵形穩(wěn)流器等措對法

限制在合理工作區(qū)〞這樣不僅縮小了軸流風機施，好地抑制了小流量區(qū)的旋轉(zhuǎn)失速。我國目，較的使用范圍，且擔憂全的隱患仍舊存在。據(jù)調(diào)前生產(chǎn)和使用的軸流風機均沒有穩(wěn)流抗振的措而●●.

收藕日期：95019~3—27

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第23卷第7期

流

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2l

只有部分經(jīng)過錐環(huán)形空間設計工況，在施，囡可能是：1對穩(wěn)流抗振機理研究不足，作輪，原()勺各國類似裝置都受專利保護，有成熟的設計原通過錐環(huán)形空問雷風量幾乎為零。當風量減小，沒則可以借鑒。從宴驗研究到投入生產(chǎn)需要時間。在葉輪外周出現(xiàn)反向滾動，錐接頭進^環(huán)形空經(jīng)()型通風機系列齊全，于大型=礦，通風問，后由缺環(huán)K流出并在風機入口與主流匯2大對l2l在I然

一機使用壽命內(nèi)煤礦工況的變化范圍基本可以通合，同經(jīng)前導輪進入葉輪。假使風機不帶前導可過合理選型限制在工業(yè)利用區(qū)內(nèi)，穩(wěn)定工作的輪，在環(huán)形空間安裝整流葉柵。非馬鞍形區(qū)域?qū)Υ蟮V通風機運行并未掏l實際的成要挾。

外錐環(huán)形穩(wěn)流器可以完全消除性能曲線的馬鞍形區(qū)域，高效率僅降低1,小風量區(qū)最%在23外錐環(huán)蟛穩(wěn)流囂的設計.

近年來，方煤礦發(fā)展較快，j地方煤礦反而略有提高。地d千井型、量、風工況千差萬別，別要求小型主產(chǎn)通特通風機工作區(qū)域?qū)拸V以增加其覆蓋面和適應性

。比較圖1和囤2中兩種穩(wěn)流裝置的性隧，我

因此，型軸流風機的設汁必需消除其特性曲線們在XZ小S系列礦用軸流風機設計中采用了外錐的馬鞍形區(qū)域以增加運符穩(wěn)定性，獲得盡可環(huán)形穩(wěn)流器。并

能寬廣的舍理工作區(qū)2穩(wěn)流器的設計

l!I【l

轱流風機性能曲線馬鞍形區(qū)域的形成，要主是由干在葉片端部開始發(fā)生的附面層分開所引

起的反向滾動具有很大的旋繞速度使分開區(qū)迅速擴展的結果[。片端部的反向滾動可以有兩1葉]種方法限制它向幽擴展t是把反向滾動引出機一

。rf

/

殼之外；是消除反向滾動的旋繞速度二21消反向滾動旋繞速度的穩(wěn)流裝置.

50年代烏抄科夫提出了一種消除反向滾動旋繞速度的穩(wěn)流裝置，在葉輪入口側(cè)靠機殼處即安裝一小的環(huán)形葉柵，圖1a所示。法國貝利如()風機廠生產(chǎn)的lI206HD￣8-9蟄軸流風機采用了這種裝置，性能曲線說明t葉片安裝角鞏其當3,刊t置能將馬鞍形區(qū)域完全消除掉；當這裝但

3,5時只能將其減弱。22蔣反向滾動引出機殼的外錐環(huán)開穩(wěn)疵.;裝置.

6代伊萬諾夫提出了-io年@簡單_效的外有錐環(huán)形穩(wěn)流裝置。如圖2a所示，工作輪l入()在

圖1柵形穩(wěn)漉器及性能

近幾年國內(nèi)對鏈習穩(wěn)流器的靜流原理和

葉片口刪，導輪2外圍有個錐環(huán)形空間3一頭由設計原則進行了較多的研究有資料說明，前缺環(huán)K和吸風口4相通，一頭甩錐接頭5和的赤遮蓋度是穩(wěn)流箍設計酌關鍵參數(shù)，另來遮蓋工作輪相連。作輪葉片端部入口邊阿圓錐接頭度太小，制失速教果不明顯，工抑性能曲線的馬鞍

內(nèi)凸出_段距離“,機在大風量下運行時，風從形只能嗵弱不能消失1.反之風扭的效率將舍太大吸風口進來的風量絕大部分經(jīng)過前導輪進入工下降

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22

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械3性能分析

195年7月9

為了確保風機的綜合性能，們進行了不同我

I片未遮蓋度和錐角的穩(wěn)流器模型試驗，定了1

r確普通軸流風機錐環(huán)形穩(wěn)流器參數(shù)的最正確設計原則為：,——————=_

XS01Z6No2軸流風機樣機由忻州翹用機械廠翩造，通風機性能試驗臺依照國家風機氣動性能試驗標準GB3—8165設計。2b為其全壓2固(j

穩(wěn)流器外筒直徑缺環(huán)長度葉片未遮蓋度

、1.8QD/075

(m)(m)(m)

穩(wěn)流器內(nèi)筒長度L一(.504)。O3~.5DK一00D~005.6.8DL√D—O050O5.3￣.4一00~002.15.D

性能曲線。該曲線說明：

()1由于錐環(huán)形穩(wěn)流器設計合理，完全抑制了普通軸流風機小流量區(qū)的旋轉(zhuǎn)失速。XS0Z6型軸流風機小流量區(qū)工作乎穩(wěn)無喘振，能曲線性馬鞍形區(qū)域消失。因此，根本上消除了喘振隱從患，有良好的運行穩(wěn)定性和安全性。具

葉片端部入口邊距內(nèi)筒距離()m

錐角

一6~9。O0

按此原則，們設計了XS0],li我Z6No2NolXS51Z5No0三種尺寸的小型軸流風機的穩(wěn)流器，穩(wěn)流器設計參數(shù)列于表l各。

()業(yè)利用區(qū)由普通軸流風機的3.32工22%增加至4,3,51%因此對小型煤礦整個服役年限內(nèi)酒風工況具有更強的適應性。

-

這里我們將工業(yè)利用區(qū)定義為性能曲線上波峰右側(cè)穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)效率大于7%的全部區(qū)O域工業(yè)利用區(qū)占風機供風范圍的比例Q一一0

—=一_式中Q一——工業(yè)利用區(qū)最大風量，/msQ——工業(yè)荊用區(qū)最小風量，/ms?！疩~——風機供風范圍鼓大風量，m/、以ZS0o2201,K5N08三種X61,K6NO826l

類型風機為一進行對比分析，K5例28和2oKr0型風機性能曲線如圈3計算結果列于表2,。

普通軸流風機特性的失速點和失速線尋常限制著'機的性能及使用范圍。Z風]XS系列軸流風機性能曲線馬鞍形區(qū)域的消失，脫了失速點擺和呋速線對風機運行的限制，特別適合地方煤礦井型差異大

、況繁雜的特點，有寬廣的工況工具覆蓋面

()效節(jié)能3高otl,)ns(b)

XZS系列軸流風機最高全

壓敷率為9;%,加穩(wěn)流器既消除了性能曲07增線的馬鞍形、加了風機的運行穩(wěn)定和臺理工作增

圈2外錐環(huán)形穩(wěn)流器

范嚏，叉提高了風機的效率與綜合性能。為了驗證XZS型軸流風機的先進性，們我

表1xzs系羅軸流斑機穩(wěn)流器參數(shù)機號m)D^塒)L“)L)(口療m)D((nm)()(No2121280.50050a]..84.40躺s00.2No1111190.40040023OO6l..84.4855.19No01010604i..7.00005.47300o2.2,￣

通過中國專利索引檢索了l895年至19年中94國專利和計算機聯(lián)網(wǎng)檢索了德溫特世界專利以及國內(nèi)外雜志文獻，認XZ確S系列軸流風機氣動陛能優(yōu)良、工作區(qū)域?qū)拸V、高教節(jié)能、安全可

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第2:3卷第斯7

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振消除馬鞍形提供1功的范例了成表2三種軸流風機工業(yè)利甩區(qū)比較鞏Q~~Q~

()。45

(s(i)ms()()m,)ms(I)%%1806。022.96

26K5No18

40353o25

9783746390877461

5048403663534435

847S655584776857

3.5132.32.2S333.83O.1623.327.632.436321.07

f

5O4540

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35

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SO40

2723

4637

3835

20

28

17

26

3.21

1胡亞非軸流式通風札旋轉(zhuǎn)失速的試驗研究.

流體工程.3(O~1I9I1)819

【(…

口。

2粱锝智.丁桂芬.海.轱流風機空氣分流器吳的試驗和應用.流體工程，0()7119{9.~192胡亞非，胨更林，家澍.用新型專利說明王實書