XZS型高效无驼峰矿用轴流风机稳流器设计

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2O表3阶数1

流()Hz本文方法625.i0

体

机

械

1995年7月

GTMM方法663.168

5结论,

23

15020249.62S0

漏根49.6202

由于频响函数法是建立在有阻尼的线性波

4

8.70535

865411

动理论的基础上，采用该方转计算繁杂管系的故气柱固有频率，应面更宽，计算结果较GT—适其MM方法更切合于实际，能战胜GTMM方法并会漏根的缺点。通过对简单模型、试验和实际管路系统的理

5678

l1651.20l174925.1.873479185.75O0

漏根115.736I447l86185.767

910

212O2.502.115404

根208405

论计算和试验结果对比+明本文所提的方法是证事实上从结点的频响函数曲线(4也可确实可行的，且有银好的工作应用价值图)并对上述的共振现象进行解释。意到图3管系的注一

参

考

文献

支管345和支管675是对称的，量的计算、、、、太

1党锡淇，睬守五.皤謇式压缩机气流脉动与管道振动.安变通大学出版社，94西182黄蚰玲.壮宁，谢陈守五.孔板穿亍板气流脉L冲衰减性能及计算方法的研究.用力学学应报.99()18{3

结果说明，.这种结构采用GMM方法计算x于/T传递生大量漏根现象(它非对称结构也会产生萁漏根，状况较为繁杂+者拟另文对这一问题但作进行论述)而采用本文方法则可避免这种状况，的发生.外计算巾得到的各结点的频响函数曲另线对于管路设计能起到更加直观的定性指导作7}j

3陈守五，幼玲黄199(2;1)

往复式压缩机一维不稳定

气流方程的数值解法.XX变通大学学报.

.

XZS型高效无驼峰矿用轴流风机稳流器设计。。’‘

2.

‘

中国矿业大学塑垩韭

摘要介绍7XS型轴流风机外锥环形

稳碗装置的设计及其性能分析。Z

关词塑墨垒苎塞叁锥形亟键亟垫鎏墨量堡环垒垒山1引言、

查，大量矿井主通风机正是工作在不稳定的马鞍

形区域而导致破坏了提高轴流风机的运行稳为定性，扩大合理工作范宙，各国都在进行改善轴

轴流风机的性能曲线一般都有一马鞍形区流风机小流量区特性方面的研究。英国HOW/域，通风机的运行工况点落入此区时，发生DN公司和瑞典FAK当将ELT公司采用加外锥环形失速和喘振。因此，于轴流风机的使用寻常稳流器、国贝利公司采用加栅形稳流器等措对法

限制在合理工作区〞这样不仅缩小了轴流风机施，好地抑制了小流量区的旋转失速。我国目，较的使用范围，且担忧全的隐患仍旧存在。据调前生产和使用的轴流风机均没有稳流抗振的措而●●.

收藕日期：95019~3—27

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第23卷第7期

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2l

只有部分经过锥环形空间设计工况，在施，囡可能是：1对稳流抗振机理研究不足，作轮，原()勺各国类似装置都受专利保护，有成熟的设计原通过锥环形空问雷风量几乎为零。当风量减小，没则可以借鉴。从宴验研究到投入生产需要时间。在叶轮外周出现反向滚动，锥接头进^环形空经()型通风机系列齐全，于大型=矿，通风问，后由缺环K流出并在风机入口与主流汇2大对l2l在I然

一机使用寿命内煤矿工况的变化范围基本可以通合，同经前导轮进入叶轮。假使风机不带前导可过合理选型限制在工业利用区内，稳定工作的轮，在环形空间安装整流叶栅。非马鞍形区域对大矿通风机运行并未掏l实际的成要挟。

外锥环形稳流器可以完全消除性能曲线的马鞍形区域，高效率仅降低1,小风量区最%在23外锥环蟛稳流嚣的设计.

近年来，方煤矿发展较快，j地方煤矿反而略有提高。地d千井型、量、风工况千差万别，别要求小型主产通特通风机工作区域宽广以增加其覆盖面和适应性

。比较图1和囤2中两种稳流装置的性隧，我

因此，型轴流风机的设汁必需消除其特性曲线们在XZ小S系列矿用轴流风机设计中采用了外锥的马鞍形区域以增加运符稳定性，获得尽可环形稳流器。并

能宽广的舍理工作区2稳流器的设计

l!I【l

轱流风机性能曲线马鞍形区域的形成，要主是由干在叶片端部开始发生的附面层分开所引

起的反向滚动具有很大的旋绕速度使分开区迅速扩展的结果[。片端部的反向滚动可以有两1叶]种方法限制它向幽扩展t是把反向滚动引出机一

。rf

/

壳之外；是消除反向滚动的旋绕速度二21消反向滚动旋绕速度的稳流装置.

50年代乌抄科夫提出了一种消除反向滚动旋绕速度的稳流装置，在叶轮入口侧靠机壳处即安装一小的环形叶栅，图1a所示。法国贝利如()风机厂生产的lI206HD￣8-9蛰轴流风机采用了这种装置，性能曲线说明t叶片安装角巩其当3,刊t置能将马鞍形区域完全消除掉；当这装但

3,5时只能将其减弱。22蒋反向滚动引出机壳的外锥环开稳疵.;装置.

6代伊万诺夫提出了-io年@简单_效的外有锥环形稳流装置。如图2a所示，工作轮l入()在

图1栅形稳漉器及性能

近几年国内对链习稳流器的静流原理和

叶片口删，导轮2外围有个锥环形空间3一头由设计原则进行了较多的研究有资料说明，前缺环K和吸风口4相通，一头甩锥接头5和的赤遮盖度是稳流箍设计酌关键参数，另来遮盖工作轮相连。作轮叶片端部入口边阿圆锥接头度太小，制失速教果不明显，工抑性能曲线的马鞍

内凸出_段距离“,机在大风量下运行时，风从形只能嗵弱不能消失1.反之风扭的效率将舍太大吸风口进来的风量绝大部分经过前导轮进入工下降

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22

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械3性能分析

195年7月9

为了确保风机的综合性能，们进行了不同我

I片未遮盖度和锥角的稳流器模型试验，定了1

r确普通轴流风机锥环形稳流器参数的最正确设计原则为：,——————=_

XS01Z6No2轴流风机样机由忻州翘用机械厂翩造，通风机性能试验台依照国家风机气动性能试验标准GB3—8165设计。2b为其全压2固(j

稳流器外筒直径缺环长度叶片未遮盖度

、1.8QD/075

(m)(m)(m)

稳流器内筒长度L一(.504)。O3~.5DK一00D~005.6.8DL√D—O050O5.3￣.4一00~002.15.D

性能曲线。该曲线说明：

()1由于锥环形稳流器设计合理，完全抑制了普通轴流风机小流量区的旋转失速。XS0Z6型轴流风机小流量区工作乎稳无喘振，能曲线性马鞍形区域消失。因此，根本上消除了喘振隐从患，有良好的运行稳定性和安全性。具

叶片端部入口边距内筒距离()m

锥角

一6~9。O0

按此原则，们设计了XS0],li我Z6No2NolXS51Z5No0三种尺寸的小型轴流风机的稳流器，稳流器设计参数列于表l各。

()业利用区由普通轴流风机的3.32工22%增加至4,3,51%因此对小型煤矿整个服役年限内酒风工况具有更强的适应性。

-

这里我们将工业利用区定义为性能曲线上波峰右侧稳定工作区内效率大于7%的全部区O域工业利用区占风机供风范围的比例Q一一0

—=一_式中Q一——工业利用区最大风量，/msQ——工业荆用区最小风量，/ms。’Q~——风机供风范围鼓大风量，m/、以ZS0o2201,K5N08三种X61,K6NO826l

类型风机为一进行对比分析，K5例28和2oKr0型风机性能曲线如圈3计算结果列于表2,。

普通轴流风机特性的失速点和失速线寻常限制着'机的性能及使用范围。Z风]XS系列轴流风机性能曲线马鞍形区域的消失，脱了失速点摆和呋速线对风机运行的限制，特别适合地方煤矿井型差异大

、况繁杂的特点，有宽广的工况工具覆盖面

()效节能3高otl,)ns(b)

XZS系列轴流风机最高全

压敷率为9;%,加稳流器既消除了性能曲07增线的马鞍形、加了风机的运行稳定和台理工作增

圈2外锥环形稳流器

范嚏，叉提高了风机的效率与综合性能。为了验证XZS型轴流风机的先进性，们我

表1xzs系罗轴流斑机稳流器参数机号m)D^埘)L“)L)(口疗m)D((nm)()(No2121280.50050a]..84.40躺s00.2No1111190.40040023OO6l..84.4855.19No01010604i..7.00005.47300o2.2,￣

通过中国专利索引检索了l895年至19年中94国专利和计算机联网检索了德温特世界专利以及国内外杂志文献，认XZ确S系列轴流风机气动陛能优良、工作区域宽广、高教节能、安全可

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第2:3卷第斯7

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械

振消除马鞍形提供1功的范例了成表2三种轴流风机工业利甩区比较巩Q~~Q~

()。45

(s(i)ms()()m,)ms(I)%%1806。022.96

26K5No18

40353o25

9783746390877461

5048403663534435

847S655584776857

3.5132.32.2S333.83O.1623.327.632.436321.07

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5O4540

20K6No18

35

3025

SO40

2723

4637

3835

20

28

17

26

3.21

1胡亚非轴流式通风札旋转失速的试验研究.

流体工程.3(O~1I9I1)819

【(…

口。

2粱锝智.丁桂芬.海.轱流风机空气分流器吴的试验和应用.流体工程，0()7119{9.~192胡亚非，胨更林，家澍.用新型专利说明王实书