Условия, которые необходимо учитывать при определении параметров работы вентилятора-эжектора Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© A.H. Алыменко, 2003

YAK 621.63

A.H. Алыменко

Y^OB^, Ш^РЬ^ HEOБXOAИМO YЧИТЫВАТЬ ПРИ OПРEAEЛEHИИ ПAРAМETРOB РAБOTЫ BEHTИЛЯTOРA-ЭЖEKTOРA

Исследование режимов работы и моделирование вентиляторов - эжекторов, работающих в шахтных вентиляционных сетях, производилось Гуменюк Т. Е., Медведевым И. И., Мохиревым Н. Н. и др. авторами. В результате их работы были получены выражения, позволяющие рассчитать режим работы вентилятора - эжектора:

1. Гуменюк Т. Е. [1]:

Qo = Qв ^S/(Se (8,2ReS2 +1)

(l)

где О0 - общее количество воздуха, проходящее по горной выработке, м3/с; Ов - расход вентилятора, м3/с; Б, БВ - площадь поперечного сечения горной выработки, в месте расположения вентилятора -эжектора и выходного отверстия вентилятора или присоединенного к нему патрубка, м2; R - аэродинамическое сопротивления вентиляционной сети, кц.

R К = (0,122^)-[( В )-(1^)], (2)

где Rк - критическое аэродинамическое сопротивление, к Ц .

2. Профессор Медведев И. И. [2]:

Оо = 1,41ав^^$В^"(16,3К + (1/82) + (1/82), (3)

3. Профессор Мохирев Н. Н. [3]:

Qc = 3BMQB

e(Sl -Sb)2 -1

±RQH(Sl -Sb)2

(4)

где Он - начальный спутный или встречный поток воздуха, м3/мин; Бв - сечение, занимаемое вентилятором в горной выработке, м2; Б1 - сечение воздуховода в месте установки вентилятора (или сопла эжектора), м2; А = у / 2g - поправочный коэффициент; е - безразмерный запас кинетической энергии струи в месте ее расширения:

0,612

е = •

Rn

+ 0,417

где ^ - начальный радиус струи, м; а' - коэффициент турбулентной структуры струи; 1 - расстояние от среза вентилятора (сопла) до места раскрытия струи, м;

B = -

S2

(Sl -Sb)2(RS2 +Л#п-Л)

- коэффициент гидрав-

где £п

лических потерь.

В последнее время на калийных рудниках стали использоваться вентиляторные эжекторные установки, состоящие из нескольких вентиляторов -

эжекторов, расположенных в одном поперечном сечении одной горной выработки и, работающие параллельно. Мохирев Н.Н. предлагает следующие выражения [4]:

= 0,3941 X

x 3

I Qb

lSk

S-ISE

i=1

e -1

(5)

где Qei - подача i-го вентилятора эжекктирующей установки, м3/с; Sei и Ski - площадь поперечного сечения выходного отверстия i-го вентилятора и его

2

насадка, м ; n - число вентиляторов в эектирующей

установке; <^п = 25,477S3VRT;

1,472R„

е =

ft

с + 0,002885R0

где Ьс - расстояние от оси вентилятора до наиболее удаленной стенки выработки, м.

Выражение (2) позволяет определить критическое сопротивление, при котором эффективно использование вентилятора - эжектора. Преобразуем это выражение, введя коэффициент а:

0,122а

(6)

Rk =

SB (а +1)2

S-Sb

где а = -

Sb

геометрический параметр.

3

2

2

1=1

1=1

По выражению (6) была построена зависимость ^ от а для вентиляторов ВМЭ-6У5, ВМЭ-8 и ВМЭ-12, которые показаны на рисунке. Из рисунка видно, что условие максимизации критического сопротивления соответствует определенному значению геометрического параметра, а именно 1. Вентилятор-эжектор при таком режиме работы может преодолеть наибольшее сопротивление. Кроме этого получается, что чем меньше площадь выходного сечения вентилятора, тем большее значение имеет критическое сопротивление. На практике значение критического сопротивления, которое может быть преодолено вентилятором эжектором зависит от аэродинамических параметров источника тяги - вентилятора, его места и способа расположения в горной выработке.

Выражение (4-5) получены без учета изменения тепловой и потенциальной (разность высот) энергий. А выражения (1-3), кроме этого еще и не учитывают гидравлические потери при смешении воздушных потоков. При определенных условиях работы вентилятора - эжектора выражение (1-5) дают удовлетворительные значения, сопоставляющиеся с практическими замерами. Однако в случае расположения вентилятора

- эжектора в наклонной или вертикальной выработке должно учитываться изменение потенциальной энергии (энергии положения). Кроме этого эжектирующий и эжектируемый потоки воздуха могут иметь разные температуры. Например: один из потоков подогревается или охлаждается. На практике вентилятор - эжектор работает в шахтной вентиляционной сети совмест-

но с другими источниками движения воздуха. Это могут быть как вентиляторы, так и естественная тяга. Поэтому по горной выработке, в которой планируется работа вентилятора-эжектора, может уже и без него осуществляться движение воздуха. Причем направление этого движения может, как совпадать с требуемым, так и быть ему противоположно. Поэтому для более точного расчета параметров работы вентилятора - эжектора необходимо получить выражение, учитывающие все вышеперечисленные условия.

Исследования, проведенные на основании законов сохранения энергии и массы, показали, что основное влияние на коэффициент эжекции оказывает геометрический параметр а. Его увеличение от 0 до 10 - 25 приводит к резкому росту коэффициента эжекции (в несколько раз). Значение а = 10-25 позволяет обеспечить максимальный коэффициент эжекции, а его точное значение зависит от аэродинамической схемы вентиляторной эжекторной установки. Среднее изменение коэффициента эжекции в легко проветриваемой вентиляционной сети под действием:

- аэродинамического сопротивления - 30 %;

- температуры - 18 %;

- разности высотных отметок по длине горной выработке, в которой происходит процесс смешения эжектирующего и эжектируемого потоков воздуха, а также выравнивание поля скоростей суммарной струи воздуха - 10%.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Справочник по рудничной вентиляции // под общ. ред. А. И. Ксе-нофонтовой. - М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по горному делу, 1962.-с. 692.

2. Медведев И. И. проветривание

калийных рудников. - М.: Недра,

1970.-с. 204.

3. Мохирев Н.Н. Исследование работы эжекторных установок в рудничной вентиляционной сети. // Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата техниче-

ских наук. Пермь: Пермский политехнический институт, 1971.-с. 16.

4. Мохирев Н.Н. Проветривание подземных горнодобывающих предприятий. - Пермь: ПГТУ, 2001. -с. 280.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Алыменко Даниил Николаевич - кандидат технических наук, доцент кафедры ТМП Березниковского филиала ПГТУ.

/ ДИССЕРТАЦИИ \

ТЕКУЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ЗАЩИТАХ ДИССЕРТАЦИЙ

ПО ГОРНОМУ ДЕЛУ И СМЕЖНЫМ ВОПРОСАМ

Автор Название работы Специальность Ученая степень

ИОФФЕ Валерий Борисович ИНСТИТУТ ГОРНОГО ДЕЛА им. А.А. СКОЧИНСКОГО Научные основы безопасного производ- 05.26.03 ства и применения эмульсионных 25 00 20 взрывчатых веществ типа «Сибиритов» на горных предприятиях д.т.н.

ГОРНЫЕ МЛШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

Файл:

Каталог:

Шаблон:

1т

Заголовок:

ЭЖЕКТОРА Содержание:

Автор:

Ключевые слова:

Заметки:

Дата создания:

Число сохранений:

Дата сохранения:

Сохранил:

Полное время правки: 77 мин.

Дата печати: 09.11.2008 17:57:00

При последней печати страниц: 3

слов: 986 (прибл.)

знаков: 5 626 (прибл.)

АЛЫМЕН~1

0:\По работе в универе\2003г\Папки 2003\01АВ11~03 С:\и8ег8\Таня\АррБа1а^оаті^\Місго80й\Шаблоньі\Когта1.до УСЛОВИЯ ЭФФЕКТИВНОЙ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯТОРА -

АЬУМЕЖО

11.08.2003 15:06:00 5

29.08.2003 14:14:00 Гитис Л.Х.