在礦井開采過程中，隨著并下巷道的掘進(jìn)延伸及采區(qū)工作面數(shù)目的增加，通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)阻力也將不斷增加。并且隨著產(chǎn)量的增加，礦井瓦斯涌出量也隨著增加。為了適應(yīng)這種變化，應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要調(diào)整風(fēng)機(jī)的工況點。

眾所周知離心式通風(fēng)機(jī)常用的調(diào)整工況點的方法有三種：改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速調(diào)整法、前導(dǎo)器調(diào)整法。

閘門節(jié)流法一般在風(fēng)機(jī)投入運(yùn)行后進(jìn)行，并且調(diào)節(jié)的幅度也很小，故效果不明顯，目前在礦井運(yùn)行的4－72系列通風(fēng)機(jī)，大多數(shù)都沒有設(shè)置前導(dǎo)器，故不能用前導(dǎo)器調(diào)整工作點。離心．通風(fēng)機(jī)工作點調(diào)整的主要措施暈改變風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速，在一般教［科書中，僅只籠統(tǒng)介紹離心式風(fēng)機(jī)可采用更換皮帶輪或電動機(jī)5的方法改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速來達(dá)到調(diào)整工作點的目的，很少具體介紹g更換皮帶輪或電動機(jī)的方法和原則。另外礦用電動機(jī)的制造成體較高，價格昂貴，盲目更換會給企業(yè)造成浪費(fèi)或經(jīng)濟(jì)損失。所以，有必要對此加以研討，以充分挖掘設(shè)備潛力、節(jié)約資。下面結(jié)合實例說明改變風(fēng)機(jī)工作點的具體過程和效果。

在改變?nèi)~輪轉(zhuǎn)速的操作之前，需要在理論上進(jìn)行計算。

1.確定新工作點葉輪應(yīng)有的轉(zhuǎn)速

確定新工作點下風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速的方法有兩種·，一是在礦井經(jīng)過網(wǎng)路特性測定之后，可將網(wǎng)路特性曲線繪制在通風(fēng)機(jī)個體特性曲線上，根據(jù)風(fēng)量、風(fēng)壓的要求確定新工作點時的轉(zhuǎn)速。如果工作點位于兩條轉(zhuǎn)速線之間，可用內(nèi)插法確定轉(zhuǎn)速。其二，若沒有條件測定網(wǎng)路特性曲線，可用比例定律估算。

2.更換皮帶輪

確定葉輪轉(zhuǎn)速后，接著應(yīng)考慮更換電動機(jī)皮輪來滿足要求。根據(jù)傳動理論，應(yīng)加大電動機(jī)皮帶輪的直徑，不得減小板動輪的直徑。

3.驗算電機(jī)的功率

在驗算電機(jī)功率時，應(yīng)按正在使用的電機(jī)進(jìn)行，可先不慮備用系數(shù)，當(dāng)驗算結(jié)果顯出電機(jī)稍有過負(fù)荷時，不要盲目技出更換電機(jī)，而應(yīng)對電機(jī)運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時也應(yīng)分析｝算數(shù)據(jù)和實際運(yùn)行數(shù)據(jù)之間的誤差因素，通過綜合分析比較方可確定經(jīng)濟(jì)合理的方案。

實例：鄭州煤炭集團(tuán)公司某礦，由于原煤產(chǎn)量增加，急增加礦井風(fēng)量（該礦井單翼生產(chǎn)，一個風(fēng)并抽出式通風(fēng)）。根瓦斯涌出量，確定礦井風(fēng)量需增加到65m31s，全壓力 1．47hP。該礦通風(fēng)設(shè)備的有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)如下表1。（l）根據(jù)以上條件，用比例定律估算轉(zhuǎn)速

由n1/n2＝Q1/Q2 得n2=n1 Q2/Q1＝627．5 r/min

表 1
風(fēng)機(jī)型號 4-72-11-NO.20B 電機(jī)型號 JS126-8
葉輪轉(zhuǎn)速(r/min) 560 額定電壓(V) 380
實測風(fēng)量(m3/s) 58 額定電流(A) 210
實測全壓(kPa) 1.176 額定功率(kw) 110
帶輪直徑(mm) D2=800 額定轉(zhuǎn)速(r/min) 730

確定轉(zhuǎn)速為 630r/min。

(2）計算加大后主動帶輪的直徑 D=D2n2/n＝690mm

(3)驗算電動機(jī)的功率
根據(jù)調(diào)整后參數(shù)Q=65m3/s，全壓1.47kP。，及通風(fēng)機(jī)效率η＝0．82，傳動效率ηc＝0．95，得電動機(jī)功率：
N＝HQ/(102ηηc）=123kw＞110kw

由此計算數(shù)據(jù)可知電機(jī)已過負(fù)荷，應(yīng)更換電機(jī)。

（4）對通風(fēng)機(jī)實際運(yùn)動情況分析
根據(jù)實測：Q=58m3/s，H＝l·17kPa

(5)計算電機(jī)功率

N理=HQ/(120ηηc)=88kw

風(fēng)機(jī)運(yùn)行時電動機(jī)的電流I＝120A 電壓U＝80v
功率因數(shù) cosφ＝0．9

計算電動機(jī)的功率：Nλ＝ kw
由此，電動機(jī)的輸人功率與計算功率之間存在著誤差，其√3cosφUI=71kw

電動機(jī)的實際輸人功率與計算出的功率的比值為：Nλ/N理=71/88x100%=81%

若按比例考慮，新工作點下電動機(jī)的輸人NλxN理=99．6kw＜110kw，可知采用原電動機(jī)能滿足要求不超負(fù)荷。

5.實際運(yùn)行結(jié)果

綜合上述分析，該礦仍采用原電動機(jī)，只是電機(jī)皮帶輪由原先的 610mm更改為 690mm，更換皮帶輪后風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀況良好。工作點調(diào)整后，通過實測風(fēng)量比原來增加 500m’lmin，全壓增加！ 96Pa滿足了礦井的需要。

劉開鋒 梁亞勛 李景銀/西安交通大學(xué)流體機(jī)械研究所
賈江平/陜西鼓風(fēng)機(jī)(集團(tuán))有限公司

摘要 ：應(yīng)用等減速流型進(jìn)行了 7-40 燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)模型的效率法設(shè)計，并通過與常規(guī)設(shè)計的模型進(jìn)行多次對比試驗研究，得出了應(yīng)用等減速流型進(jìn)行設(shè)計和葉型繪制方法，結(jié)果表明：應(yīng)用等減速流型設(shè)計在提高模型效率方面有明顯的效果。
關(guān)鍵詞：燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī) 等減速流型 葉型 效率
中圖分類號：TH44 　　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
文章編號：1006-8155（2007）03-0007-03
Test Research on Rising the Model Efficiency of sintering Blower Using “Equal Deceleration Fl ow Model”
Abstract ： The designed efficiency method of 7-40 sintering blower model using “Equal deceleration fl ow model” is carried out, and compare the model with conventional designed through test research many times, the method of design and draw profile using “Equal deceleration fl ow model” are obtained. The result shows: using the design of can raise the model efficiency obvious.
Key words: Sintering blower Equal deceleration fl ow model Profile Efficiency

0 引言

　　燒結(jié)風(fēng)機(jī)是工業(yè)重要裝備之一，同時正在向大型化發(fā)展，耗功率相對較高，研制高效的燒結(jié)模型有很重要的意義。筆者采用錐前盤焊接結(jié)構(gòu)葉輪的形式，立足于僅改變?nèi)~片型線的思路，不考慮其它因素對葉輪效率的影響，設(shè)法提高模型效率。采用效率法設(shè)計了數(shù)種單圓弧形葉片，在同一個機(jī)殼里進(jìn)行了多次對比性的試驗研究和結(jié)果分析，選擇其中一個單圓弧葉片，且其效率較高，保持其d1、d2、b2、β1A、β2A、前盤傾角θ不變，應(yīng)用等減速流型進(jìn)行葉型的設(shè)計和試驗研究[1] ，達(dá)到了良好的效果，全壓效率最高達(dá)到了82% 。從而驗證了等減速流型的可靠性。同時筆者也得出了一種等減速葉片的繪制方法。

1 　等減速葉片提出的依據(jù)

　　葉輪內(nèi)的流動損失主要發(fā)生在葉道內(nèi)，而葉道內(nèi)損失的大小主要與葉片進(jìn)口后的平均相對速度的平方成正比，理想氣體在葉片間任一斷面上的相對速度沿流線垂直方向的變化率可表示為

　　

　　由此可知葉道內(nèi)相鄰葉片間相對速度近似于按直線規(guī)律變化。這樣，在使葉輪當(dāng)量擴(kuò)張角θ在最佳 值附近的條件下，使葉輪內(nèi)沿中心流線方向，相對速度W1也按線性規(guī)律變化到W2 ，以減小葉輪流道內(nèi)的損失，進(jìn)而用以提高葉輪的效率。

2 　一種等減速葉片型線的繪制的基本推導(dǎo)和繪制方法

　　用效率法進(jìn)行模型設(shè)計時，在確定了合適的β1A、β2A后，可求出葉輪的進(jìn)出口相對速度W1、W2，這樣為畫等減速葉片型線提供了前提基礎(chǔ)，下面就繪制等減速葉片的相關(guān)公式進(jìn)行推導(dǎo)。由任意半徑處的速度三角形知：

　　

　　利用以上關(guān)系和根據(jù)速度三角形求知的W1、W2即可繪制葉片，見圖2。

3.2　 試驗方法

　　按照GB1236-85《通風(fēng)機(jī)空氣動力性能試驗方法》中進(jìn)氣性能試驗方法，采用進(jìn)口集流器測量流量；采用平衡電機(jī)法測量功率；按照 GB/T2888-1991《風(fēng)機(jī)和羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪聲測量方法》進(jìn)行噪聲性能試驗。
　　采用兩種設(shè)計方法設(shè)計葉輪，相應(yīng)的風(fēng)機(jī)性能試驗結(jié)果無因次性能曲線見圖3。

　　等減速葉片葉輪設(shè)計點試驗數(shù)據(jù)見表2。 為了在提高風(fēng)機(jī)效率的同時進(jìn)而提高壓力， 在第一個葉輪幾何及結(jié)構(gòu)參數(shù)不變的情況下，將葉片設(shè) 計成 等減速葉片，進(jìn)出口角度未變 , 僅改變?nèi)~片型線。經(jīng)過試驗后 結(jié)果表明：在設(shè)計點效率達(dá)到80.8% ，壓力系數(shù)為0.65。風(fēng)機(jī)高效區(qū)偏向大流量 且高效工況范圍較大 ，在大流量區(qū)最高效率達(dá)

4 　結(jié)束語

　　影響模型效率的因素很多，若在其它因素相對較合理的情況下，利用等減速流型進(jìn)行設(shè)計和簡單的葉型繪制方法是一種很好的手段，對提高效率有明顯的效果。但仍有很多問題要改進(jìn)和優(yōu)化設(shè)計，通過提高研發(fā)手段和研發(fā)能力，發(fā)揮CFD計算軟件的作用和優(yōu)點，對比分析試驗積累的寶貴數(shù)據(jù)，從而開發(fā)出更先進(jìn)的燒結(jié)鼓風(fēng)機(jī)模型。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 西安交通大學(xué)風(fēng)機(jī)教研室 . 離心式通風(fēng)機(jī) . 風(fēng)機(jī)大專班試用教材， 1999.12.

通風(fēng)降溫工程
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