Метод расчета вентиляторной эжекторной установки, работающей в качестве ГВУ Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

------------------------------------- © Д.Н. Алыменко, 2005

УДК 622.4 Д.Н. Алыменко

МЕТОД РАСЧЕТА ВЕНТИЛЯТОРНОЙ ЭЖЕКТОРНОЙ УСТАНОВКИ, РАБОТАЮЩЕЙ В КАЧЕСТВЕ ГВУ

Т/[ сследование режимов работы и разработку методов рас-

-Ж-Я. чета эжекторных установок проводили многие автор. Основополагающими трудами в двигателестроении авиационной промышленности заложены академиком Абрамовичем Г.Н., в гидравлике - профессором Идельчиком И.Е., а в горном деле - профессорами Медведевым И.И., Красноштейном А.Е., Мохиревым Н.Н. Анализ научных работ, позволил выявить, что расчет вентиляторных эжекторных установок (ВЭУ), использующихся на шахтах и рудниках в качестве вспомогательных, позволяет получить результаты, хорошо сопоставляющиеся с практикой. Однако, при расчете шахтных ВЭУ не учитывается ряд факторов [3]:

- разность температур эжектирующего и эжектируемого потоков воздуха;

- изменение высотных отметок по длине горной выработки, в которой происходит процесс эжекции;

- влияние работы других вентиляторов и естественной тяги;

- условия возникновения вторичной эжекции при использовании камеры смешения.

В работе академика Абрамовича Г.Н. [1] при расчете газовых эжекторов учитываются изменения температур и потенциальной энергии положения. Метод основывается на использовании газодинамических функций и итерационного приближения. Однако, в расчете не учитывается аэродинамическое сопротивление, как самой камеры смешения, так и сети, на которую работает эжектор.

Исследования, проведенные нами [4], позволили создать новый подход к расчету ВЭУ, заключающийся в следующем:

- расчет ведется с использованием двух законов: сохранение массы и энергии;

Алгоритм расчета ВЭУ

- с помощью коэффициентов учтено влияние факторов, перечисленных выше;

- на основании полученных закономерностей, описывающих процесс эжекции в ВЭУ, количество итераций сведено до минимума.

В данной работе на рисунке приведен алгоритм расчета ВЭУ, работающей в качестве ГВУ. Этот выбор примера метода расчета сделан из-за того, что расчет ГВУ является более сложным, чем расчет вспмогательной вентиляторной установки эжекторного типа.

Метод расчета ВЭУ, работающей в качестве ГВУ следующий:

1. Исходные данные - требуемая производительность ГВУ Q, статическое давление развиваемое ею Р, аэродинамическое сопро-

тивление вентиляционной сети R, направление движения воздуха по горной выработке, его дебит Qc и скорость V, а также депрессии Н.

2. Выбор источника тяги - вентилятора, формы камеры смешения и составление аэродинамической схемы и расчет геометрических размеров сопла - длина Lc, угол конусности ус, сопротивление сопла RС.

3. Задаемся геометрическим параметром а и в первом приближении коэффициентом эжекции п.

4. Выявление влияния на коэффициент эжекции: разности температур эжектирующего и эжектируемого поток воздуха КТ, потенциальной энергии положения КП, работы других вентиляторов и естественной тяги КV и сопротивления вентиляционной сети КR.

5. Расчет параметров камеры смешения: у цилиндрической части: длина L, диаметр D; парметры конфузора - длина Lк, угол конусности - ук или полутора - диаметр d и диффузора - Lд и уд; ^ -

суммарный коэффициент сопротивлений; аэродинамическое сопротивление ККС.

6. Определение параметров работы вентилятора Р1 и Ql и требуемого коэффициента эжекции птр.

7. Находим и сравниваем фактический коэффицент эжекции пф с требуемым птр. Если Пф > птр, то переходим к этапу 8, а иначе возвращаемся к этапу 4, увеличив а и, уточнив п.

8. Построение аэродинамических характеристик Р = А^), расчет пределов регулирования по производительности и давлению и определение рабочей точки.

Метод расчета ВЭУ, работающей в качестве ГВУ, описанный выше, был использован при проектировании главных вентиляторных установок для нагорных рудников «Многовершинный» (2000 г.) и «Дукат» (2002 г.). Опыт их эксплуатации доказал правильность составления методики [2].

Данная методика, так же была использована при расчете ВЭУ, работающих как вспомогательные, совместно с ГВУ. На рудниках Верхнекамского месторождения калийных солей такие установки получили название передвижные подземные вентиляторные установки. Они работали согласно с ГВУ, усиливая воздушный поток, идущий по выработке. На Старобинском месторождении калийных солей были рассчитаны и успешно эксплуа-

тировались несколько ВЭУ, которые работали в противонапоре с ГВУ [5].

-------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. Ч. 1: Учеб. руководство: Для втузов. - 5-е изд. перераб. и доп. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1991. - С. 600.

2. Алыменко Д.Н. Обеспечение устойчивого и надежного проветривания нагорных рудников (на примере рудника Многовершинный). // Горный информационно-аналитический бюллетень № 7. - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - С. 53-54.

3. Алыменко Д.Н. Условия, которые необходимо учитывать при определении параметров работы вентилятора-эжектора. // Горный информационноаналитический бюллетень № 8, - М.: Изд-во МГГУ, 2003. - С. 42-43.

4. Алыменко Д.Н. Новый подход к расчету вентиляторной эжекторной установки. // Горный информационно-аналитический бюллетень № 2. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - С. 45-47.

5. Алыменко Д.Н. Вспомогательная вентиляторная эжекторная установка, работающая в противонапоре с ГВУ. // Горный информационно-аналитический бюллетень № 9. - М.: Изд-во МГГУ, 2004. - С. 301-305.

— Коротко об авторах ------------------------------------------

Алыменко Д.Н. - кандидат технических наук, Березниковский филиал ПермГТУ.