礦用局扇數(shù)值模擬與氣動(dòng)性能研究.pdf

1、礦井長(zhǎng)距離掘進(jìn)巷道時(shí),礦用局扇是主要的通風(fēng)排塵設(shè)備,往往因出口壓力不足導(dǎo)致通風(fēng)排塵效果不佳,影響井下的安全生產(chǎn)。
　　針對(duì)局扇壓力不足的問題,論文首先通過修改葉片尾部截面形狀來提高其壓力。即應(yīng)用Fluent軟件數(shù)值模擬對(duì)比分析了優(yōu)化前后局扇的壓力和速度等矢量。結(jié)果表明:在不改變局扇外徑、轉(zhuǎn)速情況下,優(yōu)化后局扇性能得到一定改善,出口全壓提高了20.155％,出口靜壓提高了24.321%,出口速度也提高了3.22%,有效地緩解了壓力不

2、足的問題。
　　其次,通過設(shè)置合適的葉片數(shù)提高局扇壓力。分別以優(yōu)化前后的局扇為基礎(chǔ),應(yīng)用Fluent軟件對(duì)比分析了6、8、10、12、14、16、18葉片數(shù)對(duì)局扇性能的影響。結(jié)果表明:局扇出口截面全壓隨葉片數(shù)增加呈現(xiàn)的變化規(guī)律是先變大后減少,氣動(dòng)性能最好的葉片數(shù)是14。
　　為了獲得與局扇葉片數(shù)匹配且使其性能最佳的安裝角,應(yīng)用Fluent軟件對(duì)優(yōu)化后的局扇進(jìn)行了正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究。以局扇葉片數(shù)、安裝角和葉片頂部翼型弦長(zhǎng)與列線(

3、額線)夾角為正交試驗(yàn)的三個(gè)因素,每個(gè)因素取三個(gè)水平,分別為12、14、16;49.5°、51.5°、53.5°;31.1°、32.1°、33.1°,以出口全壓有效功率為性能指標(biāo)。根據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果,修正了局扇葉片結(jié)構(gòu)參數(shù),即將局扇的安裝角和葉片頂部翼型弦長(zhǎng)與列線(額線)之間夾角由原來的50°、32.1°分別修正為51.5°、33.1°。試驗(yàn)結(jié)果表明,三個(gè)試驗(yàn)因素的最佳組合是14、51.5°、33.1°。同時(shí)再一次證明了葉片數(shù)14是可靠的。