4.11. Аэродинамические характеристи­ки вентиляторной установки вод-40

Рис. 4.12. Аэродинамические характеристи­ки вентиляторной установки ВОД-50

Регулирование производительности вентиляторов осуществ­ляется изменением угла установки лопаток на рабочем колесе Ө в пределах 15÷45°, а более тонкое регулирование — одновремен­ным поворотом лопаток направляющего аппарата на угол 5-ИО° (иногда до 36°). На рис. 4.13 приведен общий вид вентиля­тора ВОД-30 [141, 142].

Таблица 4.1

Технические характеристики осевых вентиляторов типа вод

Параметры вентиляторов	ВОД-16	ВОД-21	ВОД-30	ВОД-40	ВОД-50
Диаметр рабочего колеса, мм	1600	2100	3000	4000	5000
Частота вращения, об/мин	1000	750	500	375	300
Производительность, м3/с	12÷67	25÷120	50÷230	90÷415	160÷650
Статическое давление, кПа	1,0÷4,3	0,9÷3,2	0,8÷2,9	1,0÷3,35	1,0÷3,35
Максимальный статический КПД	0,79	0,80	0,80	0,81	0,81
Потребляемая мощность, кВт	40÷270	70÷380	120÷670	240÷1310	400÷2060
Маховый момент, кН∙м2	4,2	23,0	128,0	430,0	1310,0
Масса, кг	9920	13230	29725	45200	88040
Срок службы, лет	14	14	14	20	20
Стоимость (в ценах 1985 г.), руб.	9450	11910	31100	43050	83500

Подача и давление воздуходувных машин зависят не только от свойств самих машин, но и от условий работы, определяемых при­соединяемой к ним трубопроводной сетью. Одинаковые расходы воздуха можно получить при малых поперечных сечениях трубопро­водов и больших скоростях или при больших поперечных сечениях и меньших скоростях. В первом случае уменьшаются капитальные затраты, во втором — эксплуатационные расходы. В трубопроводах аспирационных установок во избежание засорения скорость движе­ния воздуха должна быть больше скорости витания перемещающих­ся частиц, и обычно ее принимают в пределах 10÷25 м/с [143].

Рис. 4.13. Вентилятор ВОД-30:

1 и 2 — рабочие колеса соответственно первой и второй ступени; 3 и 4 — соответственно промежуточный направляющий аппарат и ме­ханизм поворота его лопаток; 5 и 6 — соответственно спрямляющий аппарат и механизм поворота его лопаток; 7— передний обтекатель; 8 — главный вал; 9 — двигатель; 10 — диффузор; 11 — тормоз

В табл. 4.2 приведены кинематические параметры воздушных потоков в трубах с внутренним диаметром D = 2÷З м при использо­вании машин ВОД-16 и ВОД-21.

Таблица 4.2

Рекомендуемые кинематические параметры воздушных потоков

Параметры воздушного потока в трубопроводе при использовании осевого вентилятора	Диаметр проходного отверстия, м
	2,0	2,5	3,0
ВОД-06: - длина трубопровода, км - расход воздуха, м3/с - скорость движения воздуха, м/с	≤1,2÷6,5 30÷67 9,5÷21,3	>1,2÷6,5 50÷67 10,2÷13,6	- - -
ВОД-21: - длина трубопровода, км - расход воздуха, м3/с - скорость движения воздуха, м/с	- - -	≤0,8÷5,5 50÷120 10,2÷24,4	>0,8÷5,5 70÷120 9,9÷17,0

Для более производительных вентиляторов ВОД-30, ВОД-40 и ВОД-50 требуются трубопроводы с диаметром проходного отвер­стия D = 3,5÷4 м, 4,5÷5 м и 5,5÷6 м соответственно. Значительные размеры труб затрудняют их изготовление, монтаж и обслужива­ние, поэтому для указанных вентиляторов целесообразна работа на несколько параллельно соединенных трубопроводов с D = 2÷3 м (рис. 4.14).

Рис. 4.14. Проветривание карьера через параллельно соединенные трубопроводы:

1 — вентиляторная станция; 2 — наземные стационарные трубопро­воды; 3 — плавучие гибкие трубопроводы

Для обеспечения плавучести гибкого трубопровода в атмос­фере карьера необходимо правильно обосновать конструктивные параметры надувных баллонов, входящих в его состав. Эти балло­ны представляют собой цилиндрические аэростаты, имеющие ди­аметр основания D_н и длину I_б, с внутренним сквозным цилиндри­ческим отверстием диаметром О. Физические принципы полета аэростата основаны на законе Архимеда и рассмотрены в многочис­ленных работах, посвященных воздухоплаванию [144-149 и др.].

При заполнении аэростатной оболочки газом, плотность кото­рого меньше плотности воздуха, все ее элементы находятся под воздействием сил внутреннего и внешнего давления. Направлен­ная вверх равнодействующая сил аэростатического давления в оболочке называется полной аэростатической подъемной силой Р_А, которую без учета объема материала оболочки, пренебрежимо малого по сравнению с объемом заключенного в ней газа, можно представить выражением

F_A = (ρ_в – ρ_г) ∙ g ∙ V_б, Н, (4.1)

или F_A = f ∙ V_б, кгс, (4.2)

где р_в и р_г — плотность атмосферного воздуха и газа, наполняюще­го аэростат, кг/м³; § — ускорение свободного падения, м/с²; \/₆ — газовый объем аэростатного баллона, м³; f—удельная подъемная сила аэростатного газа, кгс/м³.

В табл. 4.3 - 4.6 приведены характеристики аэростатных газов при различных внешних условиях.

Использование в качестве несущего газа горячего воздуха де­лает необходимой установку на гибком плавучем трубопроводе нагревательных приборов, которые должны иметь значительную мощность с учетом больших потерь тепла через оболочку аэростат­ных баллонов.

Конструкция гибких трубопроводов существенно упрощается и становится более компактной (в 3÷5 раз) при заполнении несу­щих баллонов водородом или гелием.

Таблица 4.3