对旋式通风机叶片及周围气流振动特性的数值研究

建立煤矿局部通风用对旋式通风机叶轮叶片的三维几何模型及计算叶片振动的数学模型,采用有限元仿真方法完成叶轮叶片的振动模态分析,获得不同振型下的振动频率;建立对旋式通风机整机三维几何模型,采用有限体积法完成叶片周围气流压力脉动特性的分析,提取了压力脉动在时域及频域范围内的分布。数值研究方法对对旋式通风机叶片的强度校核及气动噪声控制具有重要参考价值。     

矿用防爆轴流对旋主要通风机叶片ANSYS模态分析及应用

高效节能矿用防爆对旋主要通风机的叶片是主要通风机运行的关键部件,叶片在运行时不断受到气流的作用力,从而使叶片产生振动,当叶片振动的频率与叶片的固有频率接近时,容易产生共振从而导致叶片的断裂。一旦叶片断裂时,对主要通风机的安全运行产生致命的影响,从而导致矿山、化工等企业发生重大事故,将会产生不可估量的损失。基于有限元分析软件ANSYS,对高效节能矿用防爆轴流对旋主要通风机叶片进行模态分析及产生对应的六阶模态频率,对主要通风机叶片的运行频率、固有频率及产生的共振问题进行了原理分析,并且解决了叶片频率共振的问题,从而为主要通风机叶片结构设计提供理论依据,并对主要通风机叶片的安全运行提供保障。     

矿用离心风机改造的探讨和实践

主要针对中小型煤矿的离心式主通风机改造进行了理论探索、方法分析和实际应用。采取调整叶轮叶片数,改变叶片进出口角度,增大叶轮转速等措施,满足矿井由于工作面加深对于通风量的需求,在现场运行中取得了良好的效果。     

轴流式通风机叶片动频的获取方法

在轴流式通风机叶片动频获取的过程中,由于2只叶尖定时传感器采样数据的欠采样和非均匀采样的特性,使得叶片动频的获取不能通过简单的傅里叶变换求得,因此提出通过对采样数据的插零、重采样处理,再利用傅里叶变换的性质得到差频,进而获得叶片动频的方法。为了验证该方法在轴流式通风机叶片测振上应用的可行性,针对某一型号的通风机,用软件模拟了叶片的振动信号,并用该方法对非均匀采样数据进行了处理,2只叶片动频的相对误差分别为0.05%和0.012%,表明该方法对于轴流式通风机叶片测振是可行的。     

矿用FBD局部通风机叶片振动模态分析

针对矿用FBD局部通风机第2级叶轮的气流相对速度比较大,第2级叶片受到剧烈的气动冲击,从而引起通风机振动剧烈、噪声大等问题。在考虑叶片预应力的前提下,利用有限元软件ANSYS对FBD系列某型号风机的第2级叶片动力学模态进行了分析计算,得出了预应力条件下第2级叶片的前6阶模态频率和振型图,对叶片结构进行了动态性能评估,为降低通风机的噪声和振动,保证其强度提供了依据。     

FBD型矿用轴流式通风机叶轮气动噪声的数值分析

对FBD系列,额定功率55k W的矿用轴流式通风机叶轮的气动噪声进行数值分析,采用大涡模拟(LES)和FW-H声学模型进行数值计算,得到FBD型矿用轴流式通风机叶轮旋转区域各噪声计算点的频谱图。通过对比发现通风机一级叶轮的气动噪声主要由因叶片周期转动引起的旋转噪声组成,在二级叶轮处由于紊流絮乱导致涡流噪声明显从而使得二级叶轮的气动噪声主要由旋转噪声和涡流噪声组成。在叶轮旋转区域从叶轮的叶根到叶尖的过程中,气动噪声先增大后减小。对一级叶轮而言,叶片前缘噪声略大于后缘,而二级叶轮叶片的后缘噪声略大于前缘。     

对旋轴流通风机叶片断裂原因及改进方法

对旋轴流通风机叶片断裂现象多发,常常影响通风机的安全运行及工作面的安全生产。分析对旋轴流通风机叶片断裂原因,提出叶轮参数设计的改进方案;改进前后通风机参数对比后,分析了改进后通风机效果,以此为依据,得出参数设计改进方案是否可行的结论。     

离心式通风机叶片气固两相流变工况磨损试验研究

对不同工况下的离心通风机进行了叶片磨损试验,找到变工况下通风机内部流场的流动特性与磨损特性,并以此为依据,找出降低通风机叶片磨损的最优工况。通过选择合适的运行工况,可以降低叶轮磨损,有效提高含尘通风机的使用寿命。     

矿用大型圆弧板叶型对旋式局部通风机的研制

为满足煤矿对大风量、长距离局部通风的需求,研制了FBD-№7.5/2×55（叶轮直径0.75 m ,额定转速2 970 r/min,2级,单级功率55 kW）矿用大型防爆对旋轴流局部通风机,该机的叶片采用圆弧板叶型,用普通热轧钢板模压成形,加工简易,材料成本低,无静电,不老化。研究采用理论分析和试验相结合的方法。通过有限元分析,采用局部加大叶片根部厚度的办法,解决了高速、大机号通风机圆弧板叶片易断裂的问题。经测试,该通风机的风量为15.83~10.66 m 3 /s,全压为 1 331~ 7 454 Pa,全压效率达到82.64%,比A声级噪声13.92 L SA (dB),其气动性能优于行业标准。现场应用表明：该通风机运行安全可靠,功能满足用户需求。     

煤矿轴流通风机叶片断裂的有限元分析

针对煤矿轴流通风机叶片断裂的情况,运用高倍扫描电镜的试验观察方法,进行了叶片断口分析。建立了通风机叶轮叶片的三维模型,采用有限元仿真的方法完成了叶轮的模态分析及应力分析,提取了不同振型下的振动频率。该分析方法为叶片的强度优化设计提供了依据,对振动噪声控制具有重要参考意义。     

动叶安装角对矿用对旋主通风机内部流场及性能的影响

对以压入式工作的FBCDZ-10-No20型矿用对旋主通风机进行三维非定常流场数值模拟,研究叶片安装角的变化对风机内部流场及性能的影响。研究表明:随着叶片安装角的增大,两级叶轮的做功能力逐渐增强,出口气流的旋转运动变得更加强烈,气流进出口的静压差变大;随着安装角的增大,叶片压力面的静压和吸力面的压力梯度都明显增大,且第2级叶轮的变化幅度大于第1级叶轮,与其他2种安装角相比,β=+3°时的叶片表面静压分布呈现出更显著的周向不均匀性;随着叶片安装角的增大,两级叶轮的轴功率均增加,但第2级的增加值高于第1级。     

防爆抽出式对旋轴流局部通风机的设计与研究

在对目前国内外抽出式局部通风机的结构、性能进行分析和比较的基础上,研制了FBDC№9.0/2×30型矿用防爆抽出式对旋轴流局部通风机。该机采用对旋轴流式结构,叶片材质采用低碳钢,具有材料成本低、无静电和不老化等优点。对通风机的运转部件——叶轮的强度和刚度进行了有限元分析与计算。样机试验及现场应用表明,研制的通风机最高静压效率达到70.35%,最高全压效率达到74.23%,比A声级噪声为17.6dB,产品安全可靠、运行平稳,有较好的综合性能。     

巷道局部通风机运行过程中垂直振动分析

针对煤矿掘进巷道中局部通风机运行时垂直振动超限的现状,为解决局部通风机稳定性不足导致掘进工作面安全性降低的问题,运用动力学原理分析风机工作中的运动状态,获得描述风机垂直振速的解析式,重点分析了振速和频率随解析参数的变化规律,结果表明:局部风机的最大垂直振速与叶轮质量和电机轴长度呈正相关、与电机轴直径呈负相关;垂直振动频...     

煤矿通风机金属材料叶片摩擦火花安全性规定和试验北大核心

介绍了煤矿用通风机叶片金属材料的种类,GB 3836—2010、欧洲标准PREN1701:2003(D)等相关标准的安全性规定,对煤矿通风机金属材料叶片摩擦火花安全性的高速冲击摩擦火花和旋转摩擦火花安全性试验进行了分析总结,对煤矿用通风机叶轮的安全使用提出了建议。     

煤矿通风机金属材料叶片摩擦火花安全性规定和试验

介绍了煤矿用通风机叶片金属材料的种类,GB 3836—2010、欧洲标准PREN1701:2003(D)等相关标准的安全性规定,对煤矿通风机金属材料叶片摩擦火花安全性的高速冲击摩擦火花和旋转摩擦火花安全性试验进行了分析总结,对煤矿用通风机叶轮的安全使用提出了建议。     

轴流式通风机叶轮不平衡特征及故障诊断

针对由通风机叶轮不平衡引发通风机运行故障的普遍现象,研究通风机叶轮不平衡产生的机理和特征,通过时域波形和幅值的频谱分析,提出风机叶轮不平衡的故障识别方法,为通风机故障诊断提供可靠的依据。     

主通风机叶片无损检测技术应用分析

叶片是煤矿主通风机的关键部件之一,其质量优劣直接决定着主通风机安全运行的可靠性,而主通风机的安全运行关系到整个矿井能否正常安全生产。介绍了目前常用的主通风机叶片无损检测方法,阐述了各自的检测原理及特点,结合叶片材质和结构型式进行了综合应用分析,总结出铸造叶片和铆焊叶片两类常用叶片在生产工艺过程中的无损检测技术。     

对旋式轴流通风机变角度条件下特性匹配的研究

采用Realizablek-ε湍流模型和压力边界条件对对旋式轴流通风机从集流器到扩散器出口的内部流场进行了数值模拟。通过改变前后级叶轮叶片的安装角,揭示了其安装角变化对流量和压头的影响,使得两级叶轮压升更加合理。为提高对旋风机的运行效率和运行安全性提供了依据。     

对旋式通风机叶片安装角的变化对气动性能的影响

通过试验研究阐述了对旋式通风机两级叶轮叶片安装角的变化对气动性能的影响。分析试验表明在风机Ⅰ、Ⅱ级叶轮匹配的条件下,Ⅰ级叶轮叶片安装角起改变风压作用,Ⅱ级叶轮起到改变流量作用。     

轴流式通风机叶片振动的测量方法

为了在线实时监测轴流式通风机叶片的振动状况,保证通风机运行的安全性和可靠性,在分析旋转机械叶片现有振动测量方法的基础上,结合通风机自身的结构和工作条件,提出了适用于轴流式通风机叶片振动非接触式测量方法。利用LabVIEW编制的软件程序,对通风机进行了仿真试验。试验结果表明,采用该方法对轴流式通风机叶片振动进行监测是可行的。