双速对旋轴流式局部通风机空气动力性能优化设计与实验研究

论文摘要

本文综述了国内外矿用通风机的现状、发展趋势和存在问题,在分析了轴流式通风机和对旋轴流式通风机空气动力性能特征和结构的基础上,提出研发一种安全性好、可靠性高、气动性能可以调节、高效率和低噪声的矿用双转速对旋轴流式局部通风机。根据普通轴流式通风机和对旋轴流式局部通风机空气动力理论基础,在分析了各部分结构对空气动力性能影响的基础上,采用综合分析研究方法,对各部分结构进行了优化设计,联合电动机厂研发成功专用双转速隔爆电动机,通过自己编制的计算软件进行通风机空气动力设计计算。根据设计和分析的结果,制造了试验样机。通过对样机的空气动力实验和工业性试验研究表明,该通风机研发是非常成功的。一台通风机有四种不同的转速配对方式,有四种空气动力性能参数,能满足掘进巷道前中后期对风量和风压的要求,可以实现按需供风。通风机具有高风压、大风量、高效区宽、噪声低和空气动力性能可以调节的优点,能很好地解决煤矿巷道掘进中前、中、后期按需通风的问题,具有广阔的市场前景。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 国外概况
• 1.2 国内概况
• 1.3 本项目的实用性和可行性
• 1.4 研究的内容、目标和拟解决的关键问题
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究目标
• 1.4.3 拟解决的关键问题
• 1.5 本文主要研究内容
• 2 轴流式通风机空气动力理论基础
• 2.1 设计中常用的简化方程
• 2.1.1 连续方程
• 2.1.2 运动方程
• 2.1.3 欧拉方程
• 2.1.4 伯努利方程
• 2.2 影响通风机效率的各种损失分析
• 2.2.1 叶型损失
• 2.2.2 端部损失
• 2.2.3 轮盘摩擦损失
• 2.3 本章小结
• 3 对旋轴流式通风机空气动力设计
• 3.1 对旋轴流式通风机的工作过程
• 3.2 对旋轴流式通风机的基元级
• 3.3 对旋轴流式通风机的设计思路
• 3.4 对旋轴流式通风机效率
• 3.4.1 效率的计算
• 3.4.2 两级叶轮的效率比较
• 3.5 第二级叶轮设计中应采取的特殊措施
• 3.6 对旋轴流式通风机的噪声及其控制
• 3.6.1 噪声产生的机理及其特性
• 3.6.2 噪声控制措施
• 3.7 对旋轴流式通风机的性能调节
• 3.8 本章小结
• 4 双速对旋轴流式局部通风机总体结构设计
• 4.1 通风机主要部件的结构设计
• 4.1.1 集流器与整流罩的设计
• 4.1.2 机壳的设计
• 4.1.3 消声器的设计
• 4.1.4 变极双速三相异步电动机的设计
• 4.2 本章小结
• 5 双速对旋轴流式通风机空气动力优化设计流程
• 5.1 设计参数
• 5.1.1 基本参数选择
• 5.1.2 叶轮气动参数设计计算
• 5.1.3 叶轮的气动优化设计计算流程图
• 5.1.4 叶轮的气动优化设计程序框图
• 5.1.5 气动参数设计计算结果
• 5.1.6 叶片型线的绘制
• 5.2 本章小结
• 6 通风机空气动力性能测试及分析
• 6.1 实验装置
• 6.2 测定参数及计算
• 6.2.1 参数及含义
• 6.2.2 参数测定
• 6.3 测试结果
• 6.4 试验结果分析
• 6.4.1 两级电动机转速相同
• 6.4.2 两级电动机转速不同
• 6.5 井下工业性试验
• 6.6 本章小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录