1.4.2. Шахтный вентилятор
Шахтный вентилятор - стационарное шахтное оборудование, используемое для обеспечения воздухообмена в подземных горных выработках (рисунок 6). К шахтным вентиляторам относятся также вентиляторы для проветривания тоннелей и станций метрополитенов.
Рисунок 6 – Шахтный вентилятор
1– корпус; 2– колесо рабочее; 3– электродвигателью.
Характеристики шахтных вентиляторов:
мощность электродвигателя - до 6000 КВт;
напряжение питания электродвигателя - до 6 КВ;
частота вращения - до 1500 мин-¹ (для главного проветривания -метрополитенов - до 600 мин-¹);
производительность - до 1200 м³/с;
давление - до 9,2 КПа;
уровень шума - до 120 дБ(А) (для главного проветривания метрополитенов - не более 105 дБ(А));
КПД - до 0,88 (для главного проветривания метрополитенов — не менее 0,85).
Применение шахтных вентиляторов: проветривание шахт, а также тоннелей и станций метрополитенов.
Рабочие инструменты шахтных вентиляторов.
Центробежные шахтные вентиляторы:
опор ротора;
ротор;
рабочее колесо;
кожух;
входная коробка;
направляющий аппарат;
привод направляющего аппарата;
электропривод с аппаратурой управления и контроля;
маслостанция.
Осевые шахтные вентиляторы:
приводной электродвигатель;
тормоз;
трансмиссионный вал;
муфта;
опора ротора;
ротор;
направляющий аппарат;
колеса ротора;
спрямляющий аппарат;
корпус;
диффузор.
1.4.3. Аэродинамическая труба
Аэродинамическая труба - это экспериментальная установка, разработанная для изучения эффектов, проявляющихся при обтекании твёрдых тел (самолётов, автомобилей, ракет, мостов, зданиий и др.) потоком, а также для экспериментального изучения аэродинамических явлений (указаны на рисунке 7).
Рисунок 7– Аэродинамическая труба
1 – всасывающий патрубок аэродинамической трубы; 2 – модель здания; 3 – подставка под модель, имитирующая поверхность земли; 4 – выходной патрубок аэродинамической трубы; 5 – рабочая часть трубы; 6 – решетка у выходного патрубка аэродинамической трубы; 7 – поворотные лопатки; 8 – вентилятор с изменяемым углом атаки лопаток; 9 – электродвигатель.
Аэродинамическая труба состоит из одного или нескольких вентиляторов (или других устройств нагнетания воздуха), которые нагнетают воздух в трубу, где находится модель исследуемого тела, тем самым создаётся эффект движения тела в воздухе с большой скоростью (принцип обращения движения).
Аэродинамические трубы классифицируют по диапазону возможных скоростей потока (дозвуковые, трансзвуковые, сверхзвуковые, гиперзвуковые), размеру и типу рабочей части (открытая, закрытая), а также поджатию — соотношению площадей поперечных сечений сопла трубы и форкамеры. Также существуют отдельные группы аэродинамических труб:
высокотемпературные - дополнительно позволяют изучать влияние больших температур и связанных с ними явлений диссоциации и ионизации газов;
высотные - для исследования обтекания моделей разреженным газом (имитация полёта на большой высоте);
аэроакустические - для исследования влияния акустических полей на прочность конструкции, работу приборов и т. п.
Исследование характеристик надводных и подводных частей корпуса судов приходится выполнять с использованием дублированных моделей, что позволяет удовлетворить условию непротекания по поверхности раздела сред. В качестве альтернативы возможно использование специального экрана, имитирующего поверхность воды.
Типовые эксперименты:
Измерение давлений по поверхности тела.
Для исследования необходимо изготовить дренированную модель тела - в поверхности модели выполняются отверстия, которые соединяются шлангами с манометрами .
В гидромеханике доказано, что давление без изменений передается поперек пограничного слоя , что позволяет рассчитать сопротивление давления тела по результатам измерения давлений.
Измерение сил и моментов, действующих на тело
Для исследования необходимо подвесить модель на многокомпонентном динамометре (аэродинамические весы) либо на системе растяжек, позволяющей измерять натяжение каждой растяжки. Пересчет сил и моментов, действующих на тело осуществляется в соответствии с критерием подобия Рейнольдса.
Визуализация течений
Для решения этой задачи используют шерстяные нити (шелковинки), наклеенные на поверхность модели либо закрепленные на проволочной сетке. Возможна постановка эксперимента с подачей цветного дыма в характерные зоны потока, но продолжительность такого эксперимента (в трубах с повторной циркуляцией воздуха), как правило, весьма мала вследствие общего задымления всего аэродинамического тракта.