矿井局部通风机空气动力性能的对比分析

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1、FLUIDMACHINERYVo1．39，No．2，2011文章编号：1005—0329(2011)02—0044—03矿井局部通风机空气动力性能的对比分析潘地林，陈燎原(安徽理工大学，安徽淮南232001)摘要：详细对比分析了矿井局部通风中常用的两级轴流通风机和对旋轴流风机的理论压力参数和动力特性，根据他们各自的优缺点，提出了正确选择使用矿井局部通风设备的基本原则。关键词：轴流式通风机；对旋式通风机；风压特性；叶轮中图分类号：TD441文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2011．02．010Ana

2、lysisofAerodynamicsPerformancesofLocalFansforMiningPANDi—lin，CHENLiao—yuan(AnhuiUniversityofScienceandTechnology，Huainan232001，China)Abstract：Aerodynamicsperformancesofaxialfansandcontrarotatingaxialfanswhichalecommonlyusedformininglocalventilationwereanalyzedandcompared

3、theoreticallyindetail．Accordingtotheirowncharacteristics，theprincipleofchoosingrightfanforminelocalventilationwasputforward．Keywords：axialfan；contrarotatingaxialfan；airpressurecharacteristics；rotor1前言讨正确选择使用矿井局部通风设备的基本原则。矿井局部通风机是煤矿采掘中不可缺少的通2设计工况点理论压力参数风安全设备，其性能特性的优劣直接与煤矿

4、生产安全紧密相关。20世纪80年代以前，我国矿井一级带后导叶的轴流通风机基元级速度三角局部通风主要使用的是JBT系列轴流式局部通风形如图1所示。机。从20世纪80年代中期开始，有关高校、科研单位和通风机制造厂家借鉴国外技术和风机产品相继设计开发了子午加速、斜流式和对旋式等新型矿井局部通风机。子午加速和斜流式通风机尽管压力系数较高，但由于其压力特性曲线相对平缓，不能满足矿井局部通风阻力变化范围大的要求，现在已很少使用。随着煤炭采掘技术进步和大型矿井的不断涌现，近年来对旋式通风机被广泛推广应用于煤矿井下的长距离局部通风。然而，关于对旋式通风

5、机性能优劣的争论，这些年却一直没有停止过¨“。目前，我国矿井局部通风使用最多的是2级带后导叶的普通轴流风机图1一级带后导叶的轴流通风机基元级速度三角形(2K)和对旋式通风机(2R)。本文试图从理论上根据欧拉方程，气流流经动叶所获得的理论对这两种风机的压力特性进行对比分析研究，探全压为：收稿日期：2010—08—092011年第39卷第2期流体机械45流增加能量的功能外，还承担了静导叶回收动能Pl=pu~c=pu(1一％cotfll2)(1)．的功能。气流流经动叶所获得的理论静压为：对旋风机在设计工况点工作时，一般有△c=：zac=AC，

6、故风机的全压升为P1+p2=2pc，P。=(一)=pu~c一÷_p△c2(2)静压升为P+P：=epic，总反作用度也等由图1可知，气流流经动叶轮后，绝对速度矢于1。量C的旋绕动能÷c：，经过静导叶的整流扩从以上分析可以看出，2K轴流风机与2R对旋风机的理论压力特性参数在设计工况点处是没压，又转变成静压能被回收。所以，风机一级的理有差别的。需要指出的是，文献[2，3]在分析风论静压升应该为：机理论静压升时，没有把静导叶回收动压所产生1P=ps1++pAc：=puAc(3)的静压升计算在内，所得出的2R对旋风机的反2K轴流风机的两级叶轮工

7、作方式完全相同，作用度大于2K轴流风机的反作用度的结论是不正确的。实质上就是两个单级风机的串联工作。因此2K风机的理论全压升和理论静压升都是单级风机的2倍，理论反作用度等于力=1。3理论压力特性曲线对旋通风机基元级速度三角形如图2所示。其I级叶轮的工作方式和普通轴流风机相同，气前面讨论了设计工况点处通风机的压力性能参数，下面分析风机偏离设计工况时的压力性能流流经I级动叶所获得的理论全压升为：特性。为了分析对比的方便，可以把式(1)与式Pl=pu3c1=pu。(1一÷col2)(4)(4)写为以下形式：p=p必c=pu"(1一詈c。)(1

8、一警Q)(8)轮式中．c：——气流轴向速度分量，C=C：Q／FQ——风机流量F——叶轮通流断面积由图2可知，因为C2121=ccotal2，且有u=Czco：，因此可以把对旋风机的II级叶轮全压方l【，Il