Аэродинамические характеристики шахтных вентиляторов

Основными параметрами, характеризующими аэродинамиче­ские качества вентиляторов, являются: производительность Q, статическое давление Р _ст (при работе вентилятора на всасывание) или полное давление Р (при работе вентилятора на нагнетание), мощность вентилятора N и его статический _ст или полный КПД (соответственно при Р _ст или Р_.). Зависимость между указанными выше параметрами данного вентилятора при постоянной частоте вра­щения его ротора (п = const) и определенных углах установки лопаток рабочего колеса, направляющего и спрямляющего аппа­ратов называется индивидуальной аэродинамической характе­ристикой вентилятора.

Обычно эти характеристики получают опытным путем в ре­зультате испытания вентилятора на стенде или непосредственно в шахте и выражают в виде графических зависимостей для вентиляторов главного проветривания (с учетом примы­кающего к вентилятору участка вентиляционного канала и выход­ных элементов вентиляторной установки)

Р _ст = f(Q),N = f(Q), _ст = f(Q),

На рис. 3 приведены индивидуальные аэродинамические характеристики шахтных центробежного и осевого вентиляторов, а также характеристики вентиляционных сетей (кривые А_ш), на которые работают эти вентиляторы. Точка пересечения кривых давления вентилятора и вентиляционной сети (точка М)позволяет определить рабочий режим вентилятора при работе его на данную сеть, т. е. Q, Р _ст, N и _ст(методика нахождения рабочего режима показана на рис. 3 пунктирными линиями со стрелками).

Работа вентилятора на внешнюю сеть должна быть экономич­ной и устойчивой. Принято считать, что работа шахтного венти­лятора главного проветривания является экономичной, если его _ст 0,6;

Рис.3. Индивидуальные характе­ристики шахтных центробежного (а) и осевого (б) вентиляторов

Если на характеристике центробежного вентилятора главного проветривания (рис.3, а)провести горизонтальную линию, со­ответствующую значению _s = 0,6, и из точек ее пересечения с кривой _s = f (Q) восстановить перпендикуляры до пересече­ния с кривой p_sv = f (Q), то на последней можно выделить рабо­чий участок характеристики (см. рис. 3, а), находящийся в интервале подач Q' — Q", на котором все режимы работы венти­лятора являются экономичными.

В осевых вентиляторах главного проветривания, имеющих при больших углах установки лопаток рабочих колес кривые дав­ления с впадинами и даже разрывами, возможны неоднозначные и неустойчивые режимы работы, которые недопустимы для нор­мальной эксплуатации вентилятора и проветривания шахты. Поэтому рабочий участок характеристики этих вентиляторов (рис. 3, б)определяется несколько иначе: правая граница ра­бочего участка — исходя из условий экономичности, а левая граница — исходя из условия обеспечения устойчивой и однозначной работы вентилятора при нормальном проветривании и при реверсировании воздушной струи.

Как осевые, так и центробежные главные и вспомогательные вентиляторы, а также многие вентиляторы местного проветрива­ния имеют поворотные лопатки рабочих колес или направляющих аппаратов, поэтому у каждого из них при одной и той же частоте вращения имеется семейство индивидуальных характеристик, полученных при различных углах установки лопаток рабочего колеса или направляющего аппарата _на. Если на каждой кривой давления этого семейства выделить рабочий участок, а затем соответственные концы этих участков соединить линиями, то получится область (зона) промышленного использования дан­ного вентилятора. Все режимы работы, находящиеся в пределах этой области, являются устойчивыми и экономичными. На графике области промышленного использования шахтного осевого вентилятора обычно приводятся не только кривые давле­ния при разных углах установки лопаток (от _min до _mах), но также и кривые равных КПД — от _s = 0,6 до _{s max}. Наличие таких областей существенно упрощает выбор и расчет вентилято­ров.

Рис. 4. Сводные графики областей промышленного использования центробежных (а, б) и осевых (в) вентиляторов главного проветривания.

в