книги из ГПНТБ / Пак, В. В. Шахтные вентиляционные установки местного проветривания

тора ВЦ-7, для которого задано: (?„ = 7 м3 /сек; Нн — 500 кгс/м2; i]max = п — 3000 об/мин; регулирование с помощью поворотных закрылков лопаток рабочего колеса.

Задаваясь величиной гидравлического к. и. д. вентилятора и ря­ дом допустимых значений D 2, находим безразмерные параметры но­ минального режима работы и некоторые геометрические характери­ стики схемы. Последовательность вычислений понятна из табл. 30*

Т а б ли ца 30

В работе А. Г. Бычкова [91] на основании обработки большого статистического материала найдены границы области, в которой воз­ можно получение к. и. д. вентиляторов т]тах 0,8. Представляющая для дальнейшего анализа наибольший интерес нижняя граница этой области может быть хорошо аппроксимирована формулой

с помощью которой найдены предельные значения этой величины для трех сравниваемых вариантов, приведенных в таблице.

Как видно, вариант с = 0,8 м не может обеспечить требуе­ мого значения максимального к. п. д., поэтому он отклоняется, хотя с точки зрения прочности (меньшая ширина колеса и более длинная лопатка) он наиболее благоприятен. Вариант с D 2 = 0,75 м

181

обеспечивает заданное значение т)тах и удовлетворителен с точки зрения прочности и габаритов. Он имеет значительно меньший угол

местного проветривания работает в широком диапазоне производи­ тельностей, поэтому целесообразно применить лопатки с толстым «носиком», принимаем 8 1л = 0,032.

По формуле (181), полагая i]q = 1; а 0 = 1,3 и предварительно принимая z = б, находим с помощью последовательных прибли­

иокончательно определяем необходимое число лопаток колеса из

условия т = 1

чиваем схему колеса, располагая сечение максимальной толщины

в аэродинамическую схему. Результаты такого анализа окончатель­ ного варианта схемы показаны на рис. 99.

В окончательном варианте схемы колеса получились следующие значения геометрических параметров: D 0 = 0,54; Ъх= 0,212; блтах =

182

Далее с помощью формул (161), (242) и (243) устанавливаем соот­ ветствие полученной аэродинамической схемы заданию, предвари­ тельно приняв

т)г. к = 0,95;

<?н = 4.0,949-0,18-0.213 = 0,146.

Следует заметить, что получившийся некоторый запас по произ­ водительности и давлению даже желателен, чтобы скомпенсировать снижение скорости вращения двигателя и возможное повышение действительных потерь в вентиляторе но сравнению с их расчетными значениями.

С помощью формул (175)—(184) определяем гидравлические по­ тери в колесе, принимая tjq" = 1 ;

183

184

На основании примера из § 1 главы IX для прямоточного кор­ пуса, вентилятора ВЦ-7 имеем следующие соотношения: Л 0 = 0,27;

р0 = 0,075; Ь3 = 0,19; Ь4 = 0,135; RKop = 0,71. Кроме того, прини­

маем Ъ5 = 0,18; Лдп = 0,315 (обозначения см. на рис. 93 и 96). Используя методы работы [44], для известных условий входа

а3 = arctg (с и н ^ Д т .в ^ ) = 37°40' и выхода потока а4 0° был рассчитан спрямляющий аппарат и получены следующие значения

основных его параметров: zp = 26; тр = 2,54; Zp = 0,357.

Аэродинамическая схема вентилятора ВЦ-7 показана на рис. 100. Далее по формуле (222) определяем потери на вход

ДЛкор. вх= 0,5-0,2132 ( 1 _ Ц - ) 2 = 0,000064.

С помощью соотношений (223)—(225) вычисляем величину потерь трения в поворотной части корпуса

185

по формулам (229)—(231), находим потери' давления между сече­ ниями IV —IV и У— У

И, наконец, с помощью выражения (233) определяем величину потерь выхлопа

Айвых = 0,5 [(0,163 - 0,090)2 + (0,090 - 0,072)2] =0,00282.

Таким образом, общие потери давления в прямоточном корпусе и егск гидравлический к. п. д. составляют

2 М кор = 0,00006 + 0,00095 + 0,01072 + 0,00137+

+ 0,00052 + 0,00207 + 0,00282 = 0,01821;

Т86

Гидравлический к. и. д. вентилятора ВЦ-7 и его давление равны соответственно

1 1 г. н = 0,950 + 0,946 — 1 = 0,896; Нп= 0,896 •0,367 = 0,329.

Учитывая, что механизмы поворота закрылков, расположенныена рабочем колесе, обычно приводят к повышению потребляемой номинальной мощности на 4—8 %, и принимая в данном случае­ максимальное значение этой величины, определим максимальный к. п. д. вентилятора ВЦ-7

На рис. 107 показаны аэродинамические характеристики венти­ лятора ВЦ-7, откуда видно, что параметры номинального режима его работы достаточно хорошо соответствуют заданным их значе­ ниям.

Г л а в а XI

ШАХТНЫЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫЕ ВЕНТИЛЯТОРЫ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

§1. Вентиляторы для проходки шахтных стволов

иоколоствольных выработок

Всоответствии с данными табл. 18, для проходки шахтных ство­ лов необходимо два центробежных вентилятора номинальной про­

изводительностью 13 и 26 м3/сек и номинальным давлением до 700 кгс/м2. В отличие от вентиляторов местного проветривания, применяемых в подземных условиях, к этим машинам, устанавли­ ваемым на дневной поверхности, не предъявляются столь жесткиетребования по габаритам и весу. Они имеют вынесенные электро­ двигатели, установленные на одной жесткой раме с вентилятором для удобства быстрого монтажа и демонтажа установки, что и явля­ ется существенным отличием этих машин от вентиляторов главногопроветривания.

При проходке шахтных стволов проходческие вентиляторы рабо­ тают в режиме нагнетания, а при проходке околоствольных вырабо­ ток в момент, когда они образуют вентиляционную систему, вентиля­ торы переходят на режим всасывания. При этом к проходческим вентиляторам предъявляется требование ПБ о необходимости обе­ сценения реверсирования воздушной струи.

В 1962 г. ИГМ ТК им. М. М. Федорова была разработана высоко­ экономичная схема центробежного' вентилятора Ц38-23, являющаяся двусторонней модификацией схемы Ц38-12 (см. рис. 97р по которой в 1965 г. в СКБ Артемовского машиностроительного завода спроек­ тировали проходческий центробежный вентилятор ВЦПД- 8 [92].

187

Вентилятор ВЦПД- 8 предназначен для проветривания забоев шахтных стволов диаметром 5— 8 м и глубиной до 800 м, проходи­ мых с применением буровзрывных работ и проветриваемых в режиме нагнетания или всасывания воздуха по трубопроводам диаметром 700, 800 и 900 мм. Кроме того, вентилятор ВЦПД- 8 можно исполь­ зовать и в других отраслях промышленности.

Вентилятор поставляют со взрывобезопасным электродвигателем МА-36-50/2 мощностью 125 кВт и скоростью вращения ротора п =

Вентилятор состоит из рабочего колеса, имеющего 16 профильных лопаток, спирального корпуса, двух направляющих аппаратов, вала с подшипниками, двух всасывающих коробок, электродвига­ теля и рамы.

Вентилятор плавно регулируется поворотом лопаток осевых направляющих аппаратов и ступенчатым переключением электро­ двигателей. По желанию заказчика вентилятор может быть уком­ плектован реверсивным устройством для реверсирования вентиля­ ционной струи в воздуховоде.

Вентилятор ВЦПД- 8 по основным технико-экономическим пока­ зателям соответствует уровню лучших отечественных и зарубежных образцов: максимальный к. п. д. вентиляторной установки 0,85, средневзвешенный к. п. д. в нормальной области работы 0,763; благоприятные характеристики давления для устойчивой работы, не имеющие впадин и разрывов; форма кривой мощности исключает опасность перегруза электродвигателей при увеличении эквивалент­ ного отверстия сети; относительно низкая удельная металлоемкость (12 кг/кВт); удобство при транспортировании и монтаже (все узлы смонтированы на общей жесткой раме).

Вентилятор ВЦПД- 8 по развиваемым производительности и давле­ нию заменяет два последовательно включенных вентилятора ВЦО-1 и, кроме того, имеет по сравнению с ними на 25% меньший вес, на 1 0 % выше максимальный к. п. д. и меньшие габариты.

188

ОШ

Рис. 103. Общий вид вентилятора ВЦП-16-:

1 — сетка; 2 — направляющий аппарат; з — корпус; 4 — ротор; 5 — корпус ро­ тора; 6 —рама; 7 — корпус муфты; 8 — переходник для трубопровода; 9 — патру­ бок трубопровода

а —нагнетание; б —всасывание