高效率FK局扇风机瑞天金属矿山局扇风机低噪音-性能稳定
高效率FK局扇风机瑞天金属矿山局扇风机低噪音-性能稳定局部通风机是目前煤矿井下掘进工作面使用为广泛的一种局部通风机。本文主要针对矿用FBD局部通风机在使用中存在的叶片断裂、振动和噪音等主要问题,对矿用FBD局部通风机虚拟原型进行设计和数值模拟分析,为FBD局部通风机优化设计提供依据。主要完成以下几个方面的研究内容: (1)以矿用FBD局部通风机为研究对象,对FBD局部通风机实际运行状况、存在的问题及国内外的研究现状进行了分析,确定了矿用FBD局部通风机虚拟原型设计及数值模拟分析的和思路;
(2)对矿用FBD局部通风机产品设计的相关资料进行收集和分析,建立FBD局部通风机虚拟原型设计的信息模型,并采用Pro/E进行几何建模和运动分析,为FBD局部通风机设计和动力学分析提供了依据; (3)为了计算FBD局部通风机工作中气流在风机叶片上的冲击载荷大小,采用有限元ANSYS FLOTRAN对气流在风机叶轮间的流动情况进行了数值模拟分析,得出气流在风机叶轮间流动的速度和压力分布,以及二级叶轮叶片上所受到的气动载荷大小,为结构分析提供了准确的数据; (4)针对FBD局部通风机运行中叶片断裂等问题,采用有限元ANSYS对通风机结构进行了静力学分析,了叶片应力和应变分布规律及气动载荷影响,并对现有轮毂结构强度及刚度进行了计算和性分析。
矿局部通风机的噪声控制方法,通过对主动降噪与被动降噪融合.步骤一:被动降噪包括对风机的降噪消声器的长度l,降噪消声材料的厚度D的参数确定;步骤二:主动降噪包括对气流通道宽度a与消声材料厚度D之比γ的参数确定;步骤三:通过主动降噪与被动降噪结合,确定风机的降噪消声器的长度l,降噪材料的厚度D以及气流通道宽度与消声材料厚度之比γ三个参数之间的关系,并以噪声消声量ΔL与气流再生噪声LA表示局部通风机降噪效果,说明该方法的可靠性.步骤四:通过三个参数之间和噪声之间的关系,使用蚁群算法对三个参数进行寻优,以使噪声降到低.本发明实现对煤矿局部通风机优降噪,提高生产安全系数与生产效率.矿用轴流式局部通风机噪声产生的机理,讨论了从局扇噪声源和传播途径上噪声控制的方法,为矿用轴流式局部通风机的降噪研究提供了参考.
局部通风机的振动与噪声是衡量对旋局部通风机性能好坏的重要指标,风机由于长期运行在恶劣环境中,受到潮湿空气及煤尘的侵蚀,同时在非定常气动力的作用下,通常会引起通风机振动加剧.此外,噪声与振动相伴出现,长期处于噪声环境中不止会对人体造成严重伤害,同时会干扰井下工作人员对通风机运行状态的判断.因此结合风机内部流场特性研究风机振动与噪声问题很有必要. 本文以FBD No8.0型对旋局部通风机为研究对象,采用理论分析与实验研究相结合的方法,借助计算流体力学(CFD)软件对通风机流场进行了非定常模拟,并搭建了 B型风机性能试验台对风机流场进行了测试,验证了仿真结果的正确性.分析了引起对旋局部通风机非定常流动的主要原因,研究了不同工况及不同轴向间距下对旋风机两级叶轮的做功能力及干涉情况.发现轴向间距的增大有利于缓解两级叶轮之间的相互作用,使气流得到充分发展,但过大的轴向间距不仅会增加通风机轴向尺寸,也会增大损失,导致效率下降,因此风机设计使应选择合理的轴向间距以保证其性能. 为辨别所研究风机运行过程中噪声是否由于结构共振引起,本文利用Workbench对自由状态及承受不同预应力条件下的两级叶轮模态进行数值模拟,并通过LMS Test Lab测试了两级叶轮自由模态,验证了仿真模型的准确性,获得了自由状态及离心力和气动力作用下的两级叶轮模态。
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