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轴流通风机喘振的产生机理
更新时间:2019-05-29 09:28:00 点击次数:1296 次

当系统管网阻力突然增大使得流量和流速减小,或风机动叶开得过大,都会使进入风机叶栅的气流冲角α增大,冲角α超过临界值时,在叶片背面尾端就会出现涡流(脱流)区,冲角超过临界值越多,则失速越严重,在叶片背部形成的涡流区也会迅速扩大,使叶片流道出现阻塞现象,此时流动阻力增加,风机输送的压能则大为降低,发生旋转失速,流动工况大为恶化, 风机出口压力明显下降。此时若管网容量较大,且反应不敏感,管网中的压力不会同时立即下降而维持较高值,这使得管网中压力大于风机出口压力。

压力高的气体有一种回冲趋势,使风机中气体流动恶化,当气流前进的动能不足以克服回冲趋势时,管网中的气流反过来向风机倒流(图3中A→K→D→C)。这种倒流结果使得叶栅前后压力差逐渐消失。此时气流又在叶片的推动下做正向流动,风机又恢复了正常工作,向管网输气(图3中C→D→K)。管网压力升高到一定值后,风机的正常排气又受到阻碍,流量又大大减小,风机又出现失速,出口压力又突然下降,继而又出现倒流。如此不断循环,于是出现了整个风机管网系统的周期性振荡现象, 即形成风机“喘振现象”。

轴流通风机喘振的发生首先是由于工况改变时,叶栅气动参数与几何参数不协调,形成旋转失速。但也并不是所有旋转失速都一定会导致喘振,风机喘振还与管网系统有关。喘振现象的形成包含着两方面的因素:从内部来说,取决于叶栅内出现强烈的突变性旋转失速;从外部条件来说,又与管网容量和阻力特性有关。另外,风机喘振的频率越低,振幅就越大。

总之,失速是引发喘振的前因,但失速不一定会喘振,喘振是失速恶化的宏观表现。

矿井通风选型设计的要求

(1)主要通风系统必须装置两套同等能力的通风机(包括电动机),其中一套工作,一套备用。备用通风机必须能在lOmin内开动。

(2)在一个井筒中应尽量采用单一通风机工作制。如因规格限制,设备供应困难,或在所需风量较大,网路阻力较小的矿井,可考虑两台同等能力的通风机(包括电动机)并联运转,另备用一台相同规格的通风机,但必须校验通风机工作的稳定性,并作出并联运转的特性曲线。

(3)所选通风机应满足第一水平各个时期的负压变化,并适当照顾下一水平的通风要求。当负压变化较大时,可考虑分期选择电动机,但初装电动机的使用年限不宜少于10年。

(4)所选用的通风机在整个服务年限内,不但能供给矿井所需风量,还应使其在较高效率下经济运转,并有一定的余量。轴流式通风机在最大设计负压和风量时,叶片安装角一般至少比允许范围小;离心式通风机的设计转速一般应小于允许最大转速的90%。

(5)通风设备(包括风道、风门)的漏风损失,当风井不作提升用途时,按需风量的10%~15%计算;以箕斗井回风时,按15%~20%计算;以罐笼井回风时,按25%~30%计算。通风设备各部阻力之和一般取100~200Pa。采用无风机式空气加热装置时,应计入该装置的负压损失。轴流式通风机采用消声装置后,应将风阻值增加50~80 Pa。

(6)电动机的备用能力依轴功率的大小而异。当轴功率在150kw以下时,宜采用1.2倍计;当轴功率在150kW以上时,宜采用1.1倍计。在计算电动机容量时,还需计入机械传动效率(2K60型通风机例外),当用联轴器直联时,=0.98,用三角皮带传动时,=0.95。 选型设计必须原始资料矿井沼气等级;矿井年产量;当地全年气候温度概况(是否需要加装空气加热装置);矿井通风系统;矿井通风机工作方式(压入式、抽出式);矿井各通风井初、末期所需风量和风压;矿井供电电压等级及电价;可供选择的机电设备产品样本;预定安装通风机的井口地面情况;矿井其它特殊要求。

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