轴向间距对矿用对旋风机旋转失速性能的影响

矿用对旋风机在小流量工况运行时极易出现旋转失速现象，严重影响其运行稳定性。采用SST k-ω湍流模型，对FBCDZ-10-No20型对旋风机在5种轴向间距下全流道内的非定常流动进行数值模拟，研究了轴向间距对矿用对旋风机失速过程的影响，揭示了不同轴向间距时的失速起始与发展机理。结果表明：轴向间距对失速起始扰动的首发位置、表现形式和发展过程都具有显著影响。对于70、100 mm两种轴向间距，失速起始扰动均首发于前级叶顶，随后在两级叶轮之间的动-动干涉作用下，后级叶顶也出现失速起始扰动，但与70 mm的轴向间距相比，当轴向间距为100 mm时，动-动干涉效应相对较弱，使得后级出现失速起始扰动需要更长的时间。对于140、170、225 mm三种轴向间距，失速起始扰动均是首先发生在后级叶根区域，不同的是140 mm间距时，前级叶顶泄漏流不能完全随主流流出通道，而是形成了局部叶顶堵塞区；而对于170、225 mm两种间距，前级叶顶则几乎没有堵塞区，最终仅在后级形成了成熟的失速涡团。随着轴向间距的增大，由前级叶顶泄漏流发生前缘溢流及尾缘反流形成的堵塞区逐渐缩小，而由后级叶根吸力面径向涡流形成的堵塞区...     

叶片分离器改善对旋式轴流通风机小流量特性研究

通过对对旋式轴流通风机小流量特性的分析,并利用实验验证分离器能够控制和改善对旋风机小流量内部流动特性,从而获得叶片分离器设计和使用的一些关键技术。     

基于变分模态分解的掘进机截割减速器振动特性分析

对掘进机不同工况下截割减速器的振动加速度信号进行采集,并对振动加速度信号进行了时域、频域和时频域分析。在进行时频域分析时,采用变分模态分解得到若干个本征模函数,对每个分量信号进行Teager能量算子解调,在时频分析图中分析瞬时频率的变化情况。280Hz和350Hz左右的频率反复出现,与掘进机的工作频率有关。所得结论为研究掘进机的振动特性、优化结构设计、监测实时状态及进行故障诊断等提供了数据支持。     

钻柱振动录井技术的时频分析方法研究

为提取破岩时的有效信号,采用钻柱振动录井技术,通过在钻头后安装三分量加速度传感器采集破岩时的振动信号;分别采用短时傅里叶变换、小波变换、Hilbert-Huang变换等不同的时频分析方法,对数值模拟信号处理分析,以对比各种分析方法在时间分辨率、频率分辨率等方面的优缺点。通过比较不同的时频分析方法特点,采用短时傅里叶变换对贵州某矿的实采数据处理分析,结合时频信号在不同位置的特征来确定钻进过程中岩性变化的位置以及钻机不同工作状态的改变。研究结果表明:破岩较破煤时,200 Hz以下能量比破煤的能量强5倍以上,400 Hz和800 Hz位置能量较破煤时更明显,破岩仍具有很强能量,破煤只能在对应位置看到极少量能量,800 Hz以上破煤就无能量。钻机旋转未破岩在200 Hz和400 Hz都有很少能量,能量值不足破岩和破煤时的1%,钻机在水平进退钻时只存在10 Hz以下原有钻机工作的固有低频。钻柱振动录井技术对岩性划分和钻机工作状态的确定可为实际矿井钻探提供有力技术支撑。     

基于HHT的露天矿爆破振动信号分析

采用经验模态分解(EMD)提取爆破振动信号的固有模态函数(IMF)分量,对主要成分作Hilbert变换,得到各IMF分量的频率特征;对振动信号进行Hilbert变换,得到信号的Hilbert谱和边际能量谱,从频谱能量的角度分析了爆破振动能量在不同频率段的分布特征。结果表明:爆破能量主要集中在100 Hz以内的低频区域,0"20 Hz频带能量分布较均匀,20"45 Hz能量变化较大,45 Hz以后能量很小。研究结果验证了HHT方法在爆破振动信号分析中的高效性和适应性,HHT方法处理非线性、非平稳的爆破振动信号简单有效,具有很好的推广价值。     

用局域波法提取特征向量识别煤岩界面

局域波分解法是基于信号局部特征的信号分析方法,特别适用于分析非线性非平稳信号,可有效地把复杂的振动信号分解成多个振荡模式(内蕴模式分量),进而在时频平面内描述信号的局部特征。尝试用局域波法分析采煤机的截割状态。     

对旋轴流风机旋转失速实验研究

分析了对旋轴流风机旋转失速的产生机理,通过对风机不同工况下进行实验,测试采集振动信号,分析振动信号特征,研究了旋转失速的产生过程,为对旋轴流风机设计提供了参考依据。     

基于HHT法的煤冲击破坏低频电磁信号去噪

针对煤冲击破坏低频磁场信号的高噪声、非线性、非平稳等特征,将HHT时频分析方法引入到低频磁场信号的时频分析中,介绍了HHT时频分析方法及原理,利用该方法对煤冲击破坏低频磁场信号进行去噪分析和时频处理。研究结果表明:EMD分解重构不但可对信号进行去噪处理,还能很好地刻画出低频电磁信号的非线性、非平稳性及脉冲特性;低频磁场信号的频谱图可清晰表示出能量随时间和频率的动态变化,从频谱图中得出,低频磁场信号的优势频率在0~40Hz之间,其持续时间小于2s;与傅里叶变换和小波分析相比,HHT分析方法的时间、频率分辨率较高,有完全的时频局部性,可很好地描述电磁信号的时变特征,是电磁信号时频分析的有效方法。     

矿用对旋风机动动干涉效应对叶片负荷的影响

为了研究矿用对旋风机级间的非定常动动干涉效应及其对两级叶轮叶片气动负荷的影响,对设计工况下对旋风机内部的非定常流动进行了数值模拟。研究表明:两级叶轮之间的动动干涉效应增强了其内部流动的非定常性,且由于对旋风机的两级叶轮具有不同的叶片数,旋转时会引起叶轮之间干涉强度沿周向的差异,从而导致在两级叶轮的周向出现周期性压力分布不均的现象。     

对旋式轴流风机二级区域理论与实验研究

分别运用理论分析、实验、数值模拟等对对旋风机二级区域进行了研究。重点对设计工况和非设计工况风机内部气固耦合流动进行了深入地实验研究,使用动态压力传感器测量了压力脉动,运用信号分析方法对信号做了详细分析,同时结合数值模拟对流场细节进行了讨论。揭示了流场内的压力脉动导致二级叶轮工作环境的恶劣是各种故障产生的根本原因。     

插板式进气畸变对对旋风机内流特性的影响

为了研究插板式进气畸变对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型对包括进气风道在内的矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,详细分析了插板式进气畸变条件下对旋风机的内流特性。结果表明：与均匀进气型式相比,插板式进气畸变恶化了对旋风机上游进气风道内的流场,导致畸变区内叶轮进口相对气流角减小,叶片通道堵塞,严重时风机将发生旋转失速;由插板式进气畸变所诱导的位于通道下方的涡对,使得位于同一畸变区内的两个叶片的静压载荷分布具有明显差异,严重影响叶轮、叶片的工作状态;沿整个叶片高度方向,插板式进气畸变对叶尖区域的影响显著。     

基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱故障振动信号的非平稳特征,提出一种基于Hilbert-Huang变换的齿轮箱故障诊断方法。使用Hilbert变换求重构信号的包络,采用EMD方法将包络信号分解为若干个IMF分量,再对IMF分量进行FFT变换,实现在频域的分析,得到故障特征信号。依据IMF分量的频谱图和时域信号的边际谱图,判别齿轮箱的故障类型。实验证明是一种有效地处理齿轮箱故障诊断方法。     

对旋风机流固耦合信号时频分析

为深入研究对旋风机流固耦合特性,采用时频分析技术对风机的流固耦合信号进行分析。运用Matlab软件编制程序,基于研究结果,得出如下结论:在小波重构信号的基础上,对重构信号进行短时傅里叶变换,结果表明耦合信号在时间分布上呈现脉动性分布,且存在一定的时延性;通过对小波重构信号的CWD分析表明,耦合信号的能量分布具有很好的相互体现性,且在时间分布上的能量分布随着流量的减少而由连续分布趋向于间歇式分布。     

进气型式对压入式矿用对旋主通风机内部流动及性能的影响

为了研究3种进气型式对风机内部瞬态流场的影响,采用SST k-ω湍流模型结合自动近壁面处理方法,对包括进气风道在内的压入式矿用对旋主通风机装置全流道内的三维流动进行数值模拟,并应用FFT技术对风机叶轮内部的瞬态压力变化进行频谱分析,得到叶轮流场内部的压力脉动频谱。分析结果显示,相对于无畸变进气型式,弯管畸变与复杂畸变进气型式严重恶化了对旋风机叶轮上游进气风道内的流场,从而显著降低了风机的性能;而且,第二级叶轮内部流场的压力脉动幅值最大,气流沿周向的流动不均匀性增加。     

对旋式轴流通风机加装叶片分离器后的在线性能测试研究

介绍了叶片分离器的工作原理和关键参数,并对加装了叶片分离器的对旋轴流风机进行了性能测试试验。结果表明,在特定条件下,叶片分离器对消除对旋风机特征曲线的波谷有一定作用,可以改善风机的小流量特性,同时有效地控制了小流量工况下产生的回流,提高了风机运行的可靠性和稳定性。     

煤矿对旋轴流通风机三维全流场数值模拟

针对矿用局扇对旋风机,建立了三维整机全流场几何模型,采用四面体非结构化的网格进行空间离散,完成了整机的数值计算。主要分析了风机内部特定面处的压力场和速度场的分布规律,揭示了轴流风机内部流场的基本特性。研究结果可为风机的优化设计提供借鉴,对提高轴流风机的整机性能具有重大意义。     

对旋轴流式局部通风机叶轮的模态分析

以FBDC№9.0/2×30矿用防爆抽出式对旋轴流局部通风机(叶轮直径0.9 m,2级,单级功率30 kW)为研究对象,按照一定的简化原则,利用有限元分析软件─ANSYS对其叶轮建立了接近实际的三维有限元计算模型,经过模态分析,确定了叶轮的振动特性,得出了叶轮的前6阶固有频率和模态振型,结果表明该叶轮不存在共振现象。样机试验及用户的实际使用证实,叶轮的计算模型正确,分析结果可靠。计算和分析方法为轴流局部通风机叶轮的设计与进一步的动力学分析和研究提供了参考。     

城郊煤矿对旋式主要通风机的变频改造

介绍了城郊煤矿对旋式主要通风机变频改造的原因和方案,比较了国内外变频器在主要通风机应用的现状和技术特点,通过变频改造解决了城郊煤矿通风机效率偏低的问题,分析了主通风机改造后应用的效果。     

喷射-搅拌耦合式浮选装置吸气机理研究

根据喷射吸气和搅拌吸气的特点,设计一种喷射-搅拌耦合式浮选装置。为研究该装置的吸气方式,对其吸气机理进行理论分析,并采用控制循环泵电机输入频率以调节喷射流量及控制液位的方法,分别对浮选装置的耦合吸气量与喷射流量的关系以及搅拌吸气量与叶轮转速的关系进行了试验研究。结果表明:搅拌吸气量随叶轮转速的增大呈二次函数关系增加,耦合吸气量随喷射流量的增加呈近似线性递增;受叶轮旋转和液位的影响,浅液位(hy≤140 mm)时,耦合及搅拌吸气区共同吸气;深液位(hy140 mm)时,搅拌吸气量很小甚至为零,主要为耦合吸气区吸气;低喷射流量(电机频率小于35 Hz)时,耦合吸气量随液位的升高先增大后减小,高喷射流量(电机频率大于30 Hz)时,随液位的升高而增大;而搅拌吸气量随液位的升高均急剧减小。最大频率50 Hz、最深液位230 mm时的最大总吸气量约为4.03 L/min,基本满足浮选吸气要求。吸气机理的研究为该装置的进一步分选研究提供理论参考。     

FD型对旋式局部通风机的改进研究

以FD -2№6.3/60型对旋式局部通风机为例 ,阐述了FD型对旋式局部通风机的改进研究 ,并通过与FD -1型产品的性能比较证明改进研究是成功的。