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

В первом приближении примем:

Дифференцируя выражение (283) по Q и приравнивая результат к нулю, найдем значение расхода Qa, при котором достигается мак­

При выводе этого соотношения была использована также про­ дифференцированная по Q формула (271).

Подставляя зависимости (271), (284), (285) в формулу (283), окончательно получим

коэффициенте эжекции п скорости потоков на входе в камеру сме­ шения v1 и и1 практически не изменяются, следовательно, величина в в соответствии с последним соотношением в этом случае также будет постоянной. Тогда из формулы (286) вытекает, что постоянной оказывается и величина максимального к. п. д. эжектора.

Таким образом, при указанных выше условиях максимальный к. п. д. эжектора не зависит от величин q, Q, гк и г0. Покажем, что он является одной лишь функцией давления, развиваемого эжекто­

Учитывая замечание о постоянстве величины е и подставляя най­ денное соотношение для п в формулу (286), легко видеть, что t]max

действительно зависит только от величины Л .

Предлагаемая методика расчета эжектора позволяет решать задачи:

определения значений Q и Н при максимально возможном к. п. д.; построения аэродинамической характеристики эжектора по задан­

ным значениям q и гк;

нахождения геометрических размеров эжектора, обеспечива­ ющего необходимые значения Q и Н при заданном расходе сжатого воздуха q и максимально возможном значении к. п. д.

На конкретном числовом примере проследим последовательность расчета эжектора при решении указанных задач. Пусть известны

212

температура, давление торможения активного и пассивного потоков, а также параметры номинального режима работы эжектора: p v0 =

точное значение между давлениями, для которых построены но­ мограммы, задача решается с помощью интерполирования.

Для построения аэродинамической характеристики, которую будет иметь эжектор с выбранными параметрами (вторая задача), произведем расчет в следующем порядке.

С помощью формул (265), (266), (255), (256*) и (264) последова­

рость смешанного потока в конце камеры смешения определяется из уравнения (261)

95 - 52,4+ 11 •464,3—60 •9,81л (0,092 - 0,008232)

55,7 м/сек,

95+11

213

а из выражений (270) и (269) находим

С помощью формулы (268) находим полное давление газа на выходе из эжектора

р = 10 4 2 9 + (1 -0 ,4 4 ) 0,124-55,72 =10 537 кгс/м2.

Всоответствии с выражением (283) полный адиабатический к. п.д.

вданной точке характеристики

11 -464,32

Аналогичным образом рассчитываются и другие точки характе­ ристики эжектора. Результаты этих расчетов приведены в табл. 31.

При необходимости определения геометрических параметров эжектора (третья задача) для заданного расхода сжатого воздуха поступаем следующим образом. Пользуясь номограммами (см.

рис. 114—117), в точке пересечения кривых равных расходов актив­ ного потока q и заданного давления эжектора Н находим предвари­ тельно значение радиуса камеры смешения г'к. После этого, зада­ ваясь рядом значений гк <+,], рассчитываем и строим характери­ стики, соответствующие выбранным значениям гк, и выбираем наи­ более подходящий вариант.

Определив величину гк, по формулам] (278)—(280) и (282) опре­ деляем расстояние I от сопла до камеры смешения и длину камеры L.

214

РАЗРАБОТКА ЭЖЕКТОРОВ ДЛЯ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ И МЕТАНООТСОСА

Безопасность, высокая надежность, простота конструкции и из­ готовления, удобство в эксплуатации делают эжекторы весьма при­ влекательными для местного проветривания угольных шахт.

В работе проф. И. М. Печука [98] приведены, технические дан­ ные и описана конструкция эжекторов, рекомендуемых для этой цели. Из-за несовершенства конструкции такие эжекторы имели

весьма низкие аэродинамические качества. Так, работая на трубо­ провод диаметром 500 мм, они подавали 100 м3/мин на расстояние до 100 м. Низкая эффективность этих эжекторов не позволила при­ менить их в угольной промышленности. В последнее время иссле­ дованиями ДонУГИ установлено, что при обеспечении требуемых параметров эжекторы можно эффективно использовать для изоли­ рованного отвода метано-воздушной смеси из выработанного про­ странства и проветривания тупиковых выработок наряду с пневма­ тическими вентиляторами местного проветривания. Для этого в Донгипроуглемаше были разработаны и испытаны эжекторные установки для этих целей. На рис. 118 показан общий вид опытного образца эжектора ЭДД-5, который состоит изприемной камеры 1 с размещенной в ней сопловой камерой с соплами камеры смешения 2 и диффузора 3. Диаметр камеры смешения d = = 150 мм, а длина L — 900 мм. Оптимальное расстояние от сопла до камеры смешения I = 120 мм. Эжектор подключается к трубо­ проводу патрубком 4.

Сверхзвуковая струя активного потока подается через кольцевое сопло, образованное двумя концентрично расположенными деталями

215

новных элементов эжектора на его характеристики, удалось построить весьма эффективный эжектор, который по своим аэродинамическим качествам не уступает совре­ менным пневматическим вентиляторам местного проветривания (см.

216

Р А З Д Е Л П Я Т Ы Й

ИСПЫТАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ МЕСТНОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ

Г л а в а XIV

СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ ВЕНТИЛЯТОРОВ

§1. Аэродинамические испытания электрических вентиляторов

Аэродинамические испытания вентиляторов следует проводить в соответствии с ГОСТ 10921—64 «Вентиляторы центробежные (ради­ альные) и осевые. Методы аэродинамических испытаний». Испыта­ ния подразделяются на типовые и контрольные. Типовые испытания проводят при освоении первой опытно-промышленной партии и вне­ сении изменений в конструкцию, материалы или технологический процесс, если эти изменения могут оказать влияние на аэродинами­ ческие характеристики, основные параметры и размеры вентиля­ тора, гарантируемые заводом-изготовителем. Аэродинамические контрольные испытания необходимы для каждого изготовленного на заводе вентилятора.

Вентилятор, допущенный к испытаниям, должен быть полностью готов к работе. Перед испытаниями необходимо проверить соответ­ ствие размеров и форм проточной части вентилятора рабочим черте­ жам, а также качество сборки вентилятора. Способы проверки долж­ ны соответствовать требованиям технических условий на вентилятор.

Приборы, применяемые при испытаниях, должны быть проверены в соответствии с действующими инструкциями Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР.

Все отсчеты по приборам во время испытаний следует произво­ дить одновременно при установившемся режиме работы, а все изме­ ренные величины — заносить в протокол испытаний. Нулевые пока­ зания приборов необходимо фиксировать перед началом и после испытаний.

При типовых испытаниях измеряют величины, определяющие точки аэродинамических характеристик, которые находятся в диа­ пазоне производительности от нулевой до максимальной, ограничи­ вающей рабочую область справа. Рабочая характеристика вентиля­ торов местного проветривания ограничивается к. п. д. вентилятор­ ного агрегата т]а ^ 0,4. Число точек на каждой регулировочной характеристике должно быть не менее 10, а сами точки должны быть равномерно распределены на характеристике, причем одна половина

218

из них должна быть получена при изменении сопротивления стенда вверх, а другая — вниз.

Для каждого измеряемого режима работы следует определять производительность вентилятора Q, полное давление Н, развиваемое вентилятором с учетом трубопровода за вентилятором длиной пять диаметров трубопровода, мощность на валу N, угловую скорость колеса п, полный к. п. д. вентилятора rjBи агрегата т]а.

Рис. 121. Схемы аэродинамического стенда (а) и расходомера (б):

1 — вентилятор; 2 — нагнетательпый тру­ бопровод; з — труба Вентури с трубкой полного давления; 4 — переходный конус; s — трубопровод; 6 — дроссель; 7 — мик­ романометр для замера полного давления; 8 — микроманометр для замера скорост-

ного давления

Контрольные испытания вентиляторов необходимо проводить в соответствии с требованиями утвержденных технических условий на эти вентиляторы.

Аэродинамические испытания проводят при работе вентилятора на нагнетание на аэродинамическом стенде, схема которого показана на рис. 121. Производительность вентилятора определяют с помощью трубы Вентури со встроенным приемником полного давления и рас­

Лв — измеренный перепад между полным и статическим давлением

219

t — температура воздуха, измеренная перед вентилятором, °С; В — барометрическое давление атмосферы, мм рт. ст.; п0 — угловая скорость, принятая при испытаниях за постоянную, об/мин; п — измеренная угловая скорость, об/мин.

Для определения коэффициента ар к основному стенду на входе вентилятора присоединяется патрубок с измерительным кол­ лектором (рис. 122), размеры которого должны соответствовать ГОСТ 10921-64.

Изменяя с помощью дросселя режим работы вентилятора, берут 15—20 точек с равными интервалами по производительности. Одно­ временно при установившемся режиме делают отсчет показаний по

Рпс. 122. Схема стенда для тарпровкп трубы Вентури по коллектору:

провод; 7 — труба Вентури; S — микроманометр для замера расхода в трубе Вентури; 0 — микроманометр для замера полного давления; Ю — трубка полного давления; и — пере­ ходной конус; 12 — нагнетательный трубопровод; 13 — регулируемый дроссель

микроманометрам измерительного коллектора и трубы Вентури и строят графическую зависимость hB = f (hK), где hK— разрежение воздуха в коллекторе, кгс/м2. Эта зависимость представляет собой

Полное давление, развиваемое вентилятором, измеряют прием­ ником полного давления, встроенным в трубу Вентури, и подсчиты­ вают по формуле

(291)

где k — давление, измеренное приемником полного давления, кгс/ма. Потребляемая вентилятором мощность измеряется электрическим

способом и вычисляется по формуле

(292)

220