Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Оптимізація параметрів ряду осьових вентиляторів місцевого провітрювання
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Оптимізація параметрів ряду осьових вентиляторів місцевого провітрювання

Анотації 

Кондрахин П. В. Оптимізація параметрів ряду осьових вентиляторів місцевого провітрювання. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.05.06 - “Гірничі машини”. Державний вищий навчальний заклад “Донецький національний технічний університет”, Донецьк, 2008.

   В дисертації вирішена актуальна науково-технічна задача підвищення ефективності провітрювання довгих тупикових виробок осьовими вентиляторами місцевого провітрювання.
   Розроблена математична модель провітрювання тупикової виробки, у якій рівняння аеродинамічної характеристики та характеристики потужності вентилятора представлені у вигляді поліноміальних функцій. На основі запропонованої математичної моделі розроблена методика оцінки ефективності провітрювання, яка забезпечується існуючими вентиляторами.
   Виконана постановка та обґрунтована послідовність рішення задачі оптимізації номінальних і конструктивних параметрів вентиляторів місцевого провітрювання. Розроблено математичну модель системи “вентилятор місцевого провітрювання - вентиляційний трубопровід з довжиною, що дискретно змінюється, - виробка”, яка дозволяє виконувати пошук оптимальних значень номінальної подачі вентилятора при заданій потужності двигуна.
   Обґрунтовано критерії оптимізації втулкового відношення вентилятора місцевого провітрювання - безрозмірна хорда листової лопатки, безрозмірна ширина втулки робочого колеса, площа поверхні листової лопатки, номінальне значення ККД вентилятора, параметр, що визначає характер обтікання кореневого перетину профілю лопатки робочого колеса.
   Встановлена наявність впливу прийнятих параметрів оптимізації на узагальнені показники ефективності провітрювання, номінальний ККД вентилятора та площу поверхні лопаток РК. Залежності функції мети від параметрів, що оптимізуються, мають екстремуми, що свідчить про обґрунтованості постановки задачі оптимізації параметрів ВМП.
   Ключові слова: вентилятор місцевого провітрювання, тупикова виробка, ефективність провітрювання, втулкове відношення, робоче колесо, гнучкий вентиляційний трубопровід, коефіцієнт витоків.

Кондрахин П. В. Оптимизация параметров ряда осевых вентиляторов местного проветривания. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.06 – “Горные машины”. Государственное высшее учебное заведение “Донецкий национальный технический университет”, Донецк, 2008.

   Диссертация посвящена вопросу оптимизации номинальных и конструктивных параметров ряда осевых вентиляторов местного проветривания. В работе дано новое решение актуальной научно-технической задачи оптимизации параметров ряда осевых вентиляторов местного проветривания, которое обеспечивает снижение энергозатрат на проветривание, дополнительного нагрева воздуха в проточной части вентилятора, а также повышение количества воздуха, подаваемого в забой длинных тупиковых выработок глубоких шахт.
   Разработана математическая модель гибкого вентиляционного трубопровода. Обоснован с точки зрения минимума погрешности аппроксимации вид уравнения для аналитического выражения коэффициента утечек. Напорная характеристика трубопровода и уравнение изолиний равного поступления воздуха в забой представлены в виде функции двух переменных – расхода воздуха в начале трубопровода (расхода в забое выработки – для уравнения изолиний равного поступления воздуха в забой) и его дискретно изменяющейся длины.
   На основе статистического анализа параметров выработок, проводимых на шахтах Украины, получены значения максимальных длин выработок оснащенных гибкими вентиляционными трубопроводами. Наибольшее распространение получили трубопроводы диаметром 0,8 и 1 м, 90% выработок, оснащенных данными трубопроводами имеют максимальную длину менее 1000 и 1500 м соответственно.
   Разработана математическая модель проветривания тупиковой выработки, в которой уравнение аэродинамической и мощностной характеристик вентилятора представлены в виде полиномиальных функций. Обоснованы обобщенные за все время проведения выработки критерии эффективности проветривания: суммарные энергозатраты на проветривание, суммарный объем поданного в выработку воздуха, удельные энергозатраты, средневзвешенный за время проведения выработки КПД вентилятора, средняя за время проветривания температура нагрева воздуха в проточной части ВМП.
   На основе предложенной математической модели разработана методика оценки эффективности проветривания, обеспечиваемой существующими вентиляторами. Анализ значений обобщенных критериев показал, что вентиляторы серии ВМЭВО, превосходят по эффективности вентиляторы ВМЭ. Соотношение осредненных значений критериев эффективности для вентиляторов ВМЭВО и ВМЭ следующие - энергозатраты меньше в 1,03-1,3 раза, средневзвешенный КПД больше на 8-17%, средняя температура дополнительного нагрева воздуха в проточной части вентилятора – меньше на 0,5…1,6єС.
   Диапазоны осредненных значений основных показателей эффективности проветривания выработок, которые обеспечиваются существующими ВМП и трубопроводами с dтр=0,8 и 1 м, для представительных условий эксплуатации следующие: энергозатраты на проветривание – 3,5·105…15·105 кВт·ч; суммарный объем воздуха поданного в забой – 1,5·108…4,5·108, средняя температура дополнительного нагрева воздуха в проточной части вентилятора – 1,3…2,5 ˚С. Из приведенных данных следует, что проветривание тупиковых выработок сопровождается значительными энергозатратами и нагревом подаваемого в забой выработки воздуха.
   Выполнена постановка и обоснована последовательность решения задачи оптимизации номинальных и конструктивных параметров вентиляторов местного проветривания. Задача оптимизации является многокритериальной и ее решение предполагает предварительную декомпозицию пространства параметров. Целесообразно решать задачу оптимизации поэтапно с последующим уточнением принятых на первом этапе параметров. На первом этапе выполняется оптимизация номинальных параметров вентиляторов местного проветривания. На втором этапе выполняется оптимизация втулочного отношения, как основного конструктивного параметра вентилятора. На третьем этапе оптимизируется форма характеристики вентилятора с точки зрения повышения эффективности проветривания выработки.
   Разработана математическая модель системы “вентилятор местного проветривания – вентиляционный трубопровод дискретно изменяющейся длины - выработка”, используемая для поиска оптимальных значений номинальной подачи вентилятора при заданной мощности двигателя на первом этапе. Аэродинамическая и мощностная характеристики вентилятора впервые представлены как функции его номинальных параметров.
   Экспериментально подтверждена адекватность математической модели обтекания лопаточных венцов проточной части вентилятора, которая реализована в программном комплексе аэродинамического проектирования, разработанного в ООО Аэровент. Отклонения расчетной аэродинамической характеристики вентилятора ВМЭВО-8 от характеристики полученной экспериментально практически не превышают погрешностей измерений.
   Обоснованы критерии второго этапа – оптимизации втулочного отношения вентилятора местного проветривания – безразмерная хорда листовой лопатки, безразмерная ширина втулки рабочего колеса, площадь поверхности листовой лопатки, номинальное значение КПД вентилятора, параметр, определяющий характер обтекания корневого сечения профиля лопатки рабочего колеса.
   Получены численные значения критериев оптимизации применительно к модернизируемому вентилятору ВМЭВО-7,1 с двигателем мощностью 75 кВт – номинальная подача и давление 12 м3/с и 4125 Па, втулочное отношение 0,676, угол установки лопаток ВНА +15˚ и РК 4˚.Реализация таких параметров при модернизации ВМЭВО-7,1 позволяет увеличить номинальный кпд на 2,3%, снизить температуру дополнительного нагрева воздуха на 8% (по сравнению с ВМЭВО-8) и 27% (ВМЭ2-10), снизить энергопотребление при работе на вентиляционный трубопровод диаметром 1 м на 30% (по сравнению с ВМЭВО-8).
   Ключевые слова: вентилятор местного проветривания, тупиковая выработка, эффективность проветривания, втулочное отношение, рабочее колесо, гибкий вентиляционный трубопровод, коэффициент утечек.

Kondrakhin P. V. Optimization of parameters of axial auxiliary fans series. – the Manuscript.

The dissertation on taking of a scientific degree of a Candidate of Technical Science on a speciality 05.05.06 – “Mining machines”. Donetsk National Technical University, Donetsk, 2008

   In the dissertation the new solving of an actual scientific and technical problem of increase the efficiency of ventilation of long blind mine workings with auxiliary fans is given.
   The mathematical model of a ventilation of a blind working is developed and on its basis the technique of an estimation of efficiency of ventilation provided with existing auxiliary fans is developed.
   Statement is executed and the sequence of the solving of a problem of optimization nominal and constructive parameters of axial auxiliary fans is proved. The mathematical model of system “auxiliary fan – the ventilating duct with discretely changing length – blind mine working” which allows to carry out search of optimum values of nominal flow rate of the fan with determined capacity of the engine is developed.
   Criteria of hub ratio and form of the aerodynamic characteristic of the auxiliary fan optimization are proved. Results of the solving a problem of optimization for modernized fan VMEVO-7,1 with engine in rated power of 75 kWt are received.
   Keywords: auxiliary fan, blind mine working, efficiency of a ventilation, hub ratio, the impeller, flexible air duct, factor of leaks, optimization of parameters.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Оптимізація параметрів ряду осьових вентиляторів місцевого провітрювання

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!