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    軸流通風機喘振的產生機理
    更新時間:2019-05-29 09:28:00 點擊次數:276 次

    當系統管網阻力突然增大使得流量和流速減小,或風機動葉開得過大,都會使進入風機葉柵的氣流沖角α增大,沖角α超過臨界值時,在葉片背面尾端就會出現渦流(脫流)區,沖角超過臨界值越多,則失速越嚴重,在葉片背部形成的渦流區也會迅速擴大,使葉片流道出現阻塞現象,此時流動阻力增加,風機輸送的壓能則大為降低,發生旋轉失速,流動工況大為惡化, 風機出口壓力明顯下降。此時若管網容量較大,且反應不敏感,管網中的壓力不會同時立即下降而維持較高值,這使得管網中壓力大于風機出口壓力。

    壓力高的氣體有一種回沖趨勢,使風機中氣體流動惡化,當氣流前進的動能不足以克服回沖趨勢時,管網中的氣流反過來向風機倒流(圖3中A→K→D→C)。這種倒流結果使得葉柵前后壓力差逐漸消失。此時氣流又在葉片的推動下做正向流動,風機又恢復了正常工作,向管網輸氣(圖3中C→D→K)。管網壓力升高到一定值后,風機的正常排氣又受到阻礙,流量又大大減小,風機又出現失速,出口壓力又突然下降,繼而又出現倒流。如此不斷循環,于是出現了整個風機管網系統的周期性振蕩現象, 即形成風機“喘振現象”。

    軸流通風機喘振的發生首先是由于工況改變時,葉柵氣動參數與幾何參數不協調,形成旋轉失速。但也并不是所有旋轉失速都一定會導致喘振,風機喘振還與管網系統有關。喘振現象的形成包含著兩方面的因素:從內部來說,取決于葉柵內出現強烈的突變性旋轉失速;從外部條件來說,又與管網容量和阻力特性有關。另外,風機喘振的頻率越低,振幅就越大。

    總之,失速是引發喘振的前因,但失速不一定會喘振,喘振是失速惡化的宏觀表現。

    礦井通風選型設計的要求

    (1)主要通風系統必須裝置兩套同等能力的通風機(包括電動機),其中一套工作,一套備用。備用通風機必須能在lOmin內開動。

    (2)在一個井筒中應盡量采用單一通風機工作制。如因規格限制,設備供應困難,或在所需風量較大,網路阻力較小的礦井,可考慮兩臺同等能力的通風機(包括電動機)并聯運轉,另備用一臺相同規格的通風機,但必須校驗通風機工作的穩定性,并作出并聯運轉的特性曲線。

    (3)所選通風機應滿足第一水平各個時期的負壓變化,并適當照顧下一水平的通風要求。當負壓變化較大時,可考慮分期選擇電動機,但初裝電動機的使用年限不宜少于10年。

    (4)所選用的通風機在整個服務年限內,不但能供給礦井所需風量,還應使其在較高效率下經濟運轉,并有一定的余量。軸流式通風機在最大設計負壓和風量時,葉片安裝角一般至少比允許范圍小;離心式通風機的設計轉速一般應小于允許最大轉速的90%。

    (5)通風設備(包括風道、風門)的漏風損失,當風井不作提升用途時,按需風量的10%~15%計算;以箕斗井回風時,按15%~20%計算;以罐籠井回風時,按25%~30%計算。通風設備各部阻力之和一般取100~200Pa。采用無風機式空氣加熱裝置時,應計入該裝置的負壓損失。軸流式通風機采用消聲裝置后,應將風阻值增加50~80 Pa。

    (6)電動機的備用能力依軸功率的大小而異。當軸功率在150kw以下時,宜采用1.2倍計;當軸功率在150kW以上時,宜采用1.1倍計。在計算電動機容量時,還需計入機械傳動效率(2K60型通風機例外),當用聯軸器直聯時,=0.98,用三角皮帶傳動時,=0.95。 選型設計必須原始資料礦井沼氣等級;礦井年產量;當地全年氣候溫度概況(是否需要加裝空氣加熱裝置);礦井通風系統;礦井通風機工作方式(壓入式、抽出式);礦井各通風井初、末期所需風量和風壓;礦井供電電壓等級及電價;可供選擇的機電設備產品樣本;預定安裝通風機的井口地面情況;礦井其它特殊要求。

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