Принцип действия турбомашин и величины , характеризующие их работу .

Шахтные вентиляторные установки.

Вентиляторные установки главного проветривания.

Подземные выработки должны проветриваться при помощи непрерывно действующих вентиляторов главного проветривания, размещенных на поверхности в соответствии с ПОС.

Воздухозаборы вентиляторных установок должны располагаться на поверхности в зонах, не загрязненных пылью, дымом, вредными газами, и не ближе 25 м от мест хранения и использования горючих и легковоспламеняющихся материалов, а также не ближе 15 м от ствола шахты.

Главная вентиляторная установка должна состоять из одного самостоятельного и резервного вентиляторного агрегата, кроме шахт, опасных по газу, где должно быть два самостоятельных вентиляторных агрегата. Главные вентиляторные установки должны иметь электроснабжение от двух независимых источников.

Применяемые на рудниках вентиляторы по своему назначению можно разделить на вентиляторы главного проветривания; вспомогательные, или участковые; вентиляторы местного проветривания.

Способ проветривания шахт и рудников может быть нагнетательным, всасывающим или комбинированным . Основным узлом в системе проветривания подземных горных выработок шахт и рудников являются вентиляторные установки главного проветривания (ВУГП), расположенные, как правило, на дневной поверхности вблизи вентиляционного ствола, с которым соединяются подводящими вентиляционными каналами.

Подземные выработки должны проветриваться при помощи непрерывно действующих ВУГП, к которым предъявляется ряд требований по составу, месту расположения, приборам контроля подачи и давления, реверсированию вентиляционной струи с определенным расходом, мерам, исключающим поступление в них опасных газов.

В качестве ВУГП используются вентиляторные установки (ВУ) как с центробежными вентиляторами, так и с осевыми, применение которых определяется созданием необходимого давления для преодоления сопротивления вентиляционной сети и обеспечения расчетной производительности.

Компоновка узлов и устройств ПВВУГП выполняется применительно к конкретным горно-геологическим условиям и условиям конкретной вентиляционной сети и могут быть следующие:

1. Для общешахтной вентиляционной сети, либо сетей крыла шахтного поля, либо одного горизонта: из двух вентиляторов - рабочего и резервного; с возможностью запуска одновременно двух вентиляторов в аварийных режимах; с подачей не менее 60 % воздуха в реверсивном режиме; с обводным каналом для реверсирования воздушной струи; с камерой для осаждения пыли и повышения статического давления в вентиляционной сети; с камерой вентиляторов в разрыве вентиляционных выработок; с камерой вентиляторов, расположенной в наиболее приемлемом месте и подключенной к вентиляционной сети посредством соединяющих выработок.
2. Для сети, состоящей из рабочей зоны (панели, блока, лавы и т.п.) и работающих совместно с другими ВУ: устанавливается в воздухоподводящих или вентиляционных выработках; работает с эжектирующим эффектом; работает через перемычку; работает без перемычки.

Компоновки узлов и устройств ПВВУГП выполняются с учетом особенностей горно-геологических условий и вентиляционной сети. Как отмечалось выше, компоновка ПВВУГП может быть: а) для общешахтной вентиляционной сети; крыла шахтного поля; одного горизонта; б) для рабочей зоны (панели, блока, лавы и т.п.).
Каждая из этих компоновок может иметь значительное количество вариантов, причем в каждом конкретном случае должен решаться вопрос о применении той или иной компоновки, а затем и варианта.

Скорость воздушной струи в канале вентиляторов не должна превышать 15 м/с; канал должен иметь возможно меньшую длину и плавное сопряжение со стволом и вентилятором; стенки его должны быть гладкими (шероховатость не более 3 мм), повороты плавными; резких сужений и расширения канала не должно быть.

Потери в главном вентиляторе можно разделить на механические и аэродинамические. Первый вид потерь не превышает 1—2% от общей мощности, расходуемой вентилятором. Второй вид потерь вызван нарушением аэродинамических качеств (или свойств) отдельных элементов вентилятора, а также неравномерностью структуры воздушного потока

ВОД-21М

1 - электродвигатель; 2 - тормоз; 3 - вал трансмиссионный; 4 - кок; 5 - коллектор; 6 - ротор; 7 - корпус с направляющим и спрямляющим аппаратами; 8 - диффузор

Принцип действия турбомашин и величины , характеризующие их работу .

По принципу действия различают: турбомашины, объемные машины, струйные аппараты и эрлифты.

Самое большое применение получили лопастные турбомашины, которые имеют меньшие габариты и высокие технико-экономические показатели.

Центробежные турбомашины составляют значительную часть насосных, вентиляторных и компрессорных машин, используемых на предприятиях горной промышленности. Центробежные турбомашины могут быть как одно-, так и многоступенчатыми. Центробежная турбомашина (рис. 1) состоит из рабочего колеса 2 с лопатками 3, закрепленными на валу 5, подводящего устройства /, спирального улиткообразного отводящего устройства 4 и диффузора 6.

В шахтной практике для проветривания выработок, водоотлива и получения сжатого воздуха используются турбомашины — машины с лопастными рабочими колесами. Рабочей средой в этих машинах является жидкость, под которой в дальнейшем понимаются и жидкие и газообразные вещества. По конструкции и характеру движения жидкости относительно оси вращения рабочего колеса различают центробежные и осевые турбомашины.

Центробежная одноступенчатая турбомашина (рис. 2) состоит из рабочего колеса 1 с лопастями 2 и обтекателем 8, вала 4, под

шипников 5, спирального отвода 6, входного патрубка 7, напорного патрубка 8 и диффузора 9, который применяется только для вентиляторов,

При вращении рабочего колеса в направлении, показанном стрелкой, жидкость, находящаяся в межлопастных каналах, под действием лопастей приходит в движение. Перемещаясь вдоль лопастей от входа в колесо к выходу из него, поток жидкости получает приращение полной энергии — суммы потенциальной и кинетической энергии (статического и скоростного напора) и затем поступает в спиральный отвод. В постепенно расширяющемся спиральном отводе кинетическая энергия потока частично преобразовывается в потенциальную — в статический напор (давление), который еще больше возрастает в диффузоре. Поток жидкости поступает в рабочее колесо непрерывно, так как в центре колеса при работе турбомашины непрерывно создается разрежение.

Обтекатель необходим для безударного подвода жидкости к лопастям.

Описанная турбомашина имеет одно рабочее колесо с односторонним входом жидкости (рис. 2, а). Для увеличения подачи (производительности) применяются рабочие колеса с двусторонним входом жидкости (рис. 2, б).

Применяются также многоступенчатые (многоколесные) турбомашины с несколькими рабочими колесами, закрепленными на одном валу. Для увеличения подачи (производительности) используются турбомашины с параллельным соединением колес, при котором жидкость всасывается в каждое колесо, а затем через диффузор подается в общий трубопровод. Для увеличения напора (давления) служат турбомашины с последовательным соединением нескольких колес, при котором жидкость последовательно проходит через все рабочие колеса 1 (рис. 3) и расположенные между ними невращающиеся лопаточные отводы 2, где скоростной напор частично преобразовывается в статический.

Осевая турбомашина (рис. 4) состоит из рабочего колеса в виде втулки 1 с лопастями 2, вала 3, корпуса 4 с коллектором 5, переднего обтекателя (кока) 6, спрямляющего аппарата 7, диф- фузора 8 и подшипников. Лопасти относительно втулки закреплены под некоторым углом. При вращении рабочего колеса в направлении, показанном стрелкой, благодаря воздействию лопастей на жидкость происходит приращение давления, необходимое для движения жидкости. У входа в колесо возникает разрежение; а за колесом — давление. За рабочим колесом устанавливается спрямляющий аппарат для выравнивания в осевом направлении потока, выходящего из колеса закрученным. Назначение диффузора в осевой турбомашине то же, что и в центробежной.

Описанная осевая турбомашина одноступенчатая, т. е. одноколесная. Однако, как и центробежная, она может быть и многоступенчатой, с. последовательным соединением колес. Между рабочими колесами устанавливается неподвижный лопаточный направляющий аппарат, а за последним колесом — такой же конструкции спрямляющий аппарат.

В центробежной турбомашине жидкость входит в колесо вдоль оси, выходит в плоскости вращения колеса, а в осевой — движется только вдоль оси вращения колеса.

Увеличение давления жидкости, необходимое для ее движения в присоединенном к турбомашине напорном трубопроводе, происходит благодаря гидродинамическим силам, возникающим от динамического воздействия лопастей вращающегося колеса на поток жидкости.

Лопасть рабочего колеса имеет крыловидный профиль, слегка изогнуρρтое обтекаемое тело с закругленной, набегающей на поток кромкой и заостренной задней кромкой. Рабочее колесо представляет собой решетку из таких совместно работающих профилей.

Работу турбомашины характеризуют:

П о д а ч а (производительность) Q — количество транспортируемой турбомашиной, жидкости в единицу времени. Измеряется в объемных единицах (м³/с, м³/мин, м³/ч) или в еди- ницах массы. Применительно к насосам принят термин подача, к вентиляторам — производительность.

Н а п о р (д а в л е н и е) Н, создаваемый турбомашиной и представляющий собой приращение полной удельной (на 1 кг) энергии, полученной жидкостью в турбомашине. Напор измеряется в метрах столба жидкости, давление — в Паскалях (1 Па = 1 Н/м²).

Давление (Па), создаваемое турбомашиной,

где ρ — плотность перекачиваемой среды, кг/м³, g = 9,81 м/с²— ускорение свободного падения.

Применительно к насосам принят термин напор с обозначением Н, а к вентиляторам и центробежным компрессорам — давление, обозначаемое соответственно Н и р.

Различают избыточное давление, т. е. избыток измеряемого манометром давления над барометрическим давлением внешней среды, и абсолютное давление, равное сумме барометрического и измеренного манометром избыточного давления.

М о щ н о с т ьизмеряется в ваттах (1 Вт = 1 Дж/с). Различают п о л е з н у ю м о щ н о с т ь N_п — приращение в турбомашине энергии потока в единицу времени и мощность турбомашины (на валу турбомашины) N — энергию, полученную турбомашиной от двигателя в единицу времени.

К. п. д. η турбомашины — отношение полезной мощности, сообщаемой потоку жидкости, к мощности турбомашины.,

Ч а с т о т а в р а щ е н и я п рабочего колеса турбомашины, число оборотов в минуту.

Дата добавления: 2021-06-02; просмотров: 131; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!