基于坐标测量的风机叶片三维模型重构

根据矿用轴流通风机叶片表面特征规划测量路径,应用三坐标测量机对其表面进行测量,获取了风机叶片表面点云数据;根据给定误差下的最小二乘非均匀B样条拟合点云数据得到了风机叶片的截面曲线,在截面曲线上通过二次采样完成点云数据精简。最后基于非均匀有理B样条理论,运用MATLAB软件编程,实现了风机叶片的三维模型重构,这为矿用轴流通风机叶片的实物造型和再设计奠定了基础。     

矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数优化设计

以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片为研究对象,应用响应面法(RSM)和三维流场分析对矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数进行优化设计。首先定义矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片弯掠参数,然后以矿用对旋式轴流通风机前后两级叶片的弯、掠角为设计变量,以通风机全压效率最大化为优化目标,建立前后两级叶片的弯、掠角与通风机全压效率的响应面模型,最后对各参数进行优化设计。结果表明,通风机全压效率提高了164%,通风机的气动性能得到进一步改善。     

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。     

对旋式通风机全流道与单流道内部流场的对比分析

分别建立对旋式通风机全流道模型和单流道模型,应用标准κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,求解三维时均雷诺N-S方程,对对旋式通风机全流道和单流道进行三维定常湍流流场的数值模拟,得到前后级叶片压力面与吸力面、3个轴向位置截面的压力分布图。将二者结果对比分析发现:由于两级叶片的交互作用,从全流道的计算结果可以看出,叶轮流道截面图上的压力并未显示出良好的周向对称性,并且单流道模型的设定只是一种近似,所以若要获得更为全面准确的流场信息,应选用全流道模型进行数值模拟。这也为对旋式通风机计算模型的选取提供参考。     

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。     

轴向间隙对对旋式通风机性能影响的数值模拟研究

基于叶片数约化方法,建立了矿用对旋式通风机单流道计算模型,并运用CFD方法对其进行三维定常湍流流场的数值模拟。针对4种不同轴向间隙,重点分析了轴向间隙的变化对通风机性能的影响。结果表明,随着轴向间隙的增大,轴向间隙径向截面上的涡量和湍动能逐渐减小,两级动叶轮之间的相互干涉作用逐渐减弱,从而提高了流动的稳定性;但是轴向间隙内的全压损失随着轴向间隙的增大逐渐增高,因此降低了通风机的全压和效率。     

矿用通风机叶片曲面的计算机辅助造型

详细阐述了B样条曲线理论知识,并以三次非均匀B样条曲线作为截面曲线进行拟合,完成了矿用通风机叶片曲面的设计。叙述了计算机辅助设计造型的开发流程和误差的评估办法,并以实图展现了所设计的通风机叶片曲面。     

矿用轴流通风机设计及性能探讨

应用非均匀有理B样条函数进行了轴流通风机叶片计算机辅助几何设计,分析了某煤矿用防爆轴流通风机叶片设计的基本方法。对矿用轴流通风机BK40-4-No10的叶片进行设计,并建立了相应的通风机模型。对3种不同变环量指数叶片的轴流通风机进行数值模拟,得到了风压、功率和全压效率与质量流量的变化曲线,以及这3个性能参数随不同变环量指数的变化趋势。     

矿用轴流通风机叶片模态分析

以矿用轴流通风机叶片为研究对象,建立了叶片的三维有限元模型。经过模态分析,得出了叶片在静止时以及流场中旋转时的前6阶固有频率和模态振型。结果表明:叶片在流场中旋转时模态频率较静止时有提高,模态振型不变。计算结果为轴流通风机进一步的动力学分析提供了参考。     

主通风机高效低噪叶片设计与试验研究

从主通风机叶片设计入手,采用三元流理论和叶片设计方法进行优化设计,运用三维软件造型功能将叶片的重心线进行调整,得到3种弯掠叶片。再通过模型风机装置进行试验测试,得到3种弯掠叶片在不同安装角下的性能参数,将3种弯掠叶片性能参数进行对比,找出适合现有设计方法、造型手段和加工工艺且噪声和效率最优的叶片形式。     

矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型

矿用通风机叶片曲面的加工精度和造型直接关系到今后通风机的使用效率。文章提出了一种基于三次非均匀B样条的方法来完成矿井通风机叶片类曲面的拟合和模型设计方法。通过三次非均匀B样条曲线控制顶点的正算、反算以及节点矢量的计算,借助计算机辅助设计软件Mastercam生成模型,讨论了该方法在今后的通风机叶片类曲面造型上具有广泛的应用前景。     

基于Geomagic Studio的矿用轴流通风机叶片模型重构

矿用主扇风机是煤矿四大固定机械设备之一,而叶片是风机能够实现气体输送的核心部件。若要对通风机及叶片进行分析研究时需要有相关部件的三维模型,文章以矿用通风机叶片逆向造型为例,介绍了基于Geomagic Studio实现叶片逆向NURBS曲面重构的工作流程,并就重构过程中的点云数据获取、点云处理、多边形处理和曲面处理等关键问题进行了探讨。     

矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型

通风机的使用效率在一定程度上取决于叶片曲面的造型与加工,因此提出了一种矿用通风机叶片类曲面的计算机辅助造型方法,首先利用工业产品描述中广泛采用的三次非均匀B样条来完成通风机叶片曲面各截面线的拟合,主要包括节点矢量的计算、反算控制顶点和用德布尔算法正算曲线上的点三部分,再利用计算机软件完成叶片曲面的造型.     

矿井主通风机关键部件数字化逆向重构研究

针对矿井主通风机关键部件在性能分析中存在结构参数不易获取,叶面曲度难以确定等问题,文章以逆向设计理论为基础,通过对模型重构原理与参数化建模方法的研究,提出一种表面特征点数字化提取与设计的逆向建模方法。首先完成风机叶片表面特征数据的数字化扫描并对数据进行预处理,然后提取特征截面轮廓线,并对其曲率特征点进行分析识别,通过生成截面样条曲线再进行曲面重构,实现矿井主通风机的关键部件逆向数字化重构,为风机关键结构参数无法获取的难题提供了一个有效解决途径。     

轴流通风机的等静压设计原则

轴流式通风机的设计和生产制造大多采用等环量(等全压原则)设计方法。论文针对这种设计方法提出了等静压设计原则,即令叶片从叶根到叶梢各个截面流出端的静压相等,并且各个绝对速度的方向相同、大小相等。通过对比证明,实行等静压设计原则更具有提高效率和降低噪音的优点。     

彭庄煤矿主通风机选型设计

根据彭庄煤矿主通风机的选型设计,对电机的选型、叶片的设计进行优化组合。将原有主通风机更换为FBCDZ N0.28/2×500kW高效节能矿用防爆对旋轴流式主通风机,并配备了自动监控系统,实时监控风机运行状态,提高了彭庄煤矿主通风系统的安全可靠性。     

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。     

弯掠组合正交型通风机在矿井中应用节能研究

简述了弯掠组合正交型叶片通风机的设计理论和技术特点,并以一个大型矿井主通风机为例,通过现场检测、运行数据统计以及借助国际上通用的技术改造节能量验证等方法,分析、讨论了由普通离心通风机更新为弯掠组合正交型叶片通风机的节能效果,并进行了经济评价,对矿井主通风机节能改造和技术更新有一定的参考价值。     

基于CFD的矿用通风机叶片的气动性能及故障诊断研究

为了研究矿用通风机的故障机理,提出了基于CFD的矿用通风机气动性能分析和故障诊断方法。该方法采用RANS方程结合Realizableκ-ε湍流模型,对矿用通风机叶片气动性能进行了分析。通过建立叶片断裂、松动和正常3种状况下的模型,对比分析这3种状况下通风机内部流场的κ-ε湍流特性的差异,并以此差异实现对风机不同故障的识别和诊断。     

动叶可调轴流式通风机出口流场的实验研究

对轴流工通风机在不同安装角时的流场变化地实验研究,得到了通风机的总性能曲线;并用固定在转子前、后测量平面的热线,测量了最高效率点处不同安装角时叶片通道井、出口轴向和切向速度的分布,从而能够清楚地了解到,通风机在安装角度变化时,叶片通道进、出口截面流动结构的变化。