SJ10000风机出口气流强烈脉动现象初探

通过对SJ10000风机运行工况进行监测,对管网系统进行校验,以此为依据对风机出口强烈脉动现象进行了分析。采取降低管道阻力或提高风机静压力等措施来消除风机出口气流强烈脉动。     

系列消声器的应用

近年来,国内外的风机品种已发展到1,500余种,而且朝着高转速、大功率的方向发展。但是,风机在运转中产生强烈噪声,危害职工健康,迫切需要解决。 我们在研制单台风机进口或出口消声器的基础上,与北京市消声器厂共同努力,又对风机配套消声器系列化、标准化、通用化进行了研究。在研制中,首先对冶金、化工等不同类型厂矿使用的通风机、鼓风机、压缩机作了全面系统调查,分析了每个系列、型号的频谱特性,提出了消声器新的评价方法、设计程序以及提高消声器效率的具体途径。针对十几种系列风机,研制了8个系列、70余种消声器,已由北京市消声器厂生…     

基于文丘里效应的排烟风机出口优化设计

为改善某型排烟风机性能,本文基于文丘里效应对其出口进行了优化设计。分析确定了影响文丘里出口性能的主要因素。通过正交设计对不同因素配置的方案进行了仿真实验,利用综合评分法和极差分析法确定了各因素的主次顺序,获得了最优组合,即渐缩比为0.5、渐缩角为0.96rad、位置参数b为0.6、位置参数c为0.5,喉管长径比为1.3。对最优组合进行了实验验证,结果表明:选取最优的文丘里出口设计方案,可以使排烟风机总排烟量提升35.4%,出口烟气流动不稳定性也得到了改善。证明利用文丘里效应进行风机出口优化设计的方案是有效的。     

综掘面风幕集尘除尘系统的参数优化与数值模拟

针对目前井下综掘面粉尘治理难的问题,研制了一种新型风幕集尘除尘系统。其中风幕风机的风速、除尘风筒的结构尺寸及出口压力是影响整个系统集尘除尘效果的决定性因素。为使风幕集尘除尘系统的防治粉尘效果达到最优,通过计算流体力学FLUENT软件,分析风幕风机风速、除尘风筒直径及出口压力改变的条件下风机的表面空气流线以及粉尘颗粒轨迹。得到风机风速、除尘风筒的直径及出口压力对整个系统集尘除尘效果影响的规律。结果表明:单方面增加风幕风机的风速或出口压力时,系统的集尘除尘效果在一定范围内可以变好,但是超过一定范围之后,风速的增加或者出口压力的增大反而使系统集尘除尘效果变差;在其他条件不变的情况下,除尘风筒直径越大系统集尘除尘效果越好。     

大功率风机流率现场标定的试验研究

为了对烟气控制进行研究,中国科学技术大学大空间火灾实验厅安装了三台大功率固定转速风机和一台变频调速风机,但风机的实际流率和变速风机流率与频率的关系没有通过系统地测定。该研究采用三种实验方案测量了定速风机的排烟速率以及变速风机排烟速率与频率的关系,得到定速风机的排烟速率为13．5m^3/s,比风机出厂流率稍小;变速风机流率与频率之间关系为：Q＝0．18＋0．268f。     

不同结构主扇扩散器局部阻力研究

在大主扇通风系统中多采用低压大流量风机,在风机出风段多安装扩散器,主要作用是降低出口动压提高风机静压而达到回收出风口断面动能的效果。重点分析风流在流经不同结构扩散器时的流场以及出口的动能损失,叙述了紊流过程中产生阻力的原因,实验测定风流在扩散器后的静压和出口断面的速度。通过数值模拟和实验证明:流线型扩散器局部阻力较小,且具有较高的动能回收率和扩散器效率。结果表明此内容研究对研究扩散器的最优设计参数和通风节能具有一定的指导作用。     

高海拔环境下离心风机性能数值模拟研究*

为研究高海拔环境下离心风机的运行性能规律,采用计算流体力学（CFD）方法对海拔高度分别为0,1 000,2 000,3 000,4 000和5 000 m条件下的离心风机流场及性能进行三维数值模拟。研究结果表明:相同工况风量条件下,风机内部流场形态不受海拔高度影响,但随着海拔的升高,内流场各处压力绝对值均减小,风机叶片载荷减小,风机蜗壳出口压力及轴功率均大致呈线性趋势降低,海拔每升高1 000 m,风机输出全压及静压分别降低9.3%及9.1%左右,轴功率降低9.0%左右。离心风机效率受海拔高度影响较小,模拟结果表明,各工况条件下,海拔每升高1 000 m,风机全压及静压效率分别平均降低0.21%和0.29%左右。研究为保证高海拔地区离心风机的高效运转及风机选型提供理论参考。     

局部通风机实际特性的近似处理方法及应用研究

针对目前局部风机特性曲线很难得到或应用而导致局部通风研究受限问题,提出一种根据局部风机风量及风压范围近似求解风机特性曲线的方法。该方法采用一次线性插值函数代替风机特性曲线函数,结合风阻特性曲线得到风机工况。基于该方法可进行局部风机选型或预测既定型号风机工况点及风筒出口风量,同时可确定长距离掘进通风中钻孔通风有效风量与钻孔长度、直径的关系,也可确定风库中转位置与风筒长度的关系。应用分析结果表明:用一次函数代替稳定区域风机特性曲线函数不仅简单方便,结果较精确,且方法可靠、实用性高。     

射流风机用于地下车库类建筑防排烟的可行性探讨

根据地下车库类扁平空间的火灾特点,提出此类场合内的合适的消防设计理念和利用射流风机的诱导作用来实现辅助排烟的设想.并结合双层流体稳定性判据,提出了射流风机的布置方案和出口流速的临界值,以克服射流风机干扰烟气层的弊端,最后在一假定地下空间建筑内进行了应用.     

射流风机用于地下车库类建筑防排烟的可行性探讨

根据地下车库类扁平空间的火灾特点，提出此类场合内的合适的消防设计理念和利用射流风机的诱导作用来实现辅助排烟的设想。并结合双层流体稳定性判据，提出了射流风机的布置方案和出口流速的临界值，以克服射流风机干扰烟气层的弊端，最后在一假定地下空间建筑内进行了应用。     

高海拔矿井风机气动噪声数值模拟及实验研究

为研究高海拔矿井风机气动噪声规律,建立小型轴流风机三维物理模型,利用CFD软件对环境气压分别为1,0.9,0.8,0.7,0.6及0.5 atm时的风机模型进行定常模拟、非定常模拟及噪声计算,并通过自主设计的压变实验装置对上述不同环境气压条件下风机转数分别为500,1 000,1 500和2 000 rpm时的风机噪声进行测试,分析风机叶片附近监测点噪声频谱曲线及压变环境风机噪声实验数据,结果表明:风机转数和环境气压是影响风机气动噪声的2个重要因素;环境气压P一定时,风机转数n越大,各频率下的风机气动噪声声压级SPL越大,且风机噪声总声压级Lp和平均声压级Lavg均随风机转数n的增大呈对数函数增加;风机转数n不变时,随着海拔高度的升高,环境气压P降低,各频段下风机气动噪声声压级SPL均将减小,且风机噪声总声压级Lp和平均声压级Lavg随环境气压值P的降低呈线性函数减小,环境气压每降低0.1 atm,二者分别降低1.47和1.29 dB。     

岩鹰山隧道内天然气管道泄漏规律及通风方案研究

采用经典流体力学理论,以及计算流体力学（CFD）等方法相结合,对中缅油气 管线上具有代表性的岩鹰山隧道进行研究。用Fluent软件对岩鹰山隧道天然气管道泄漏 进行仿真模拟,利用Fluent模拟结果与泄漏源计算结果相结合,经过理论分析与数据拟 合,提出泄漏天然气充满隧道的时间计算模型,通过不同边界条件下隧道内天然气泄漏 扩散规律的模拟结果对时间模型进行验算并修正。利用计算流体力学（CFD）方法,研 究岩鹰山隧道在发生天然气泄漏事故后,单风机通风方案的效率,得出隧道通风优化方 案,方案内容包括最佳送风方式、布设水平位置、布设高度、布设间距。根据通风方案 计算结果对风机型号选取、以及隧道洞门设计提出了建议。     

矿井系统下行风流火灾实验与TF1M3D平台仿真研究

为直观反映矿井下行风流火灾时期风流紊乱现象,深入研究风流紊乱、火灾烟流扩散规律,搭建管道实验平台进行矿井下行风流火灾实验,应用TF1M3D软件对真实矿井火灾进行模拟仿真。结果表明:矿井发生下行风流火灾时,在火区热阻力和火风压作用下,主干风路风流发生衰减甚至逆流现象,主干风路风量达到极值的时间滞后于火源强度达到最大值的时间;模拟结果显示223上山风流随通风机能力增强,发生风流紊乱现象更明显;在火灾主干风路风流未发生逆退的情况下,223上山和-380副巷仍会发生风流逆转现象;通风机能力越强,主干风路风流克服火源作用、保持原状态的能力越强。     

多分支管道油气爆炸特性大涡模拟

为了研究油库常见的分支结构空间内发生油气爆炸时火焰和压力的传播特性,建立了基于WALE湍流模型及Zimont预混火焰模型的油气爆炸模型;模拟了6种不同分支管道结构空间内汽油/空气混合物爆炸发生发展过程;研究了分支管道数量及相对设置位置对爆炸超压的影响规律,以及分支管道对火焰传播形态和速度的影响规律;模拟结果与前人相关实验规律进行对比。研究结果表明:分支管道对汽油/空气混合气预混爆炸具有明显的强化激励作用;火焰锋面传播经过分支管道时,经历规则—褶皱—规则的变化过程;主管道内火焰传播速度,在分支管道对流场的突扩作用和湍流作用的共同影响下呈震荡变化的规律。     

变频调风时通风系统风量可靠性评价数学模型

以合格的风量范围为视角对风机变频调风时通风系统风量的可靠性进行理论研究,基于大数定律,充分考虑风量波动性的同时,可将概率向频数比率转化,以此对变频调风的分支风量可靠度进行定义。推导了对自然风压考虑与否的两种常态频率风量与所需频率风量的转换公式,基于此,通过测量常态频率的风量,预测所需频率风量的可靠度,进而在风机调频前对未知可靠度进行预判。以分支数为行、测量次数为列,推导并构建通风系统的风量可靠度矩阵和可靠值矩阵,前者强调超限次数,后者强调超限额,从理论上分析了其与风机频率的关系,并基于转换公式预测所需频率可靠度/值矩阵。     

通风机站风流间相互影响阻力特性研究*

为研究双风机并联机站进口、出口风流相互影响的机站局部阻力特性,构建机站通风局部阻力计算的数学模型,同时运用相似原理建立双风机并联通风机站实验模型,并佐以数值模拟对比验证,分析计算不同风机间距的无量纲数A、不同扩散器结构参数条件下的综合影响系数Kc。结果表明:A与Kc具有二次函数关系,且存在较优的A,使得Kc值最小;Kc值随着L/Df增加而线性减小。研究结果有利于Kc的选取,为高效率通风机站结构设计提供技术及数据支撑。     

长径比对管道油气爆炸特性与火焰传播规律影响研究*

为了探究长径比对油气爆炸传播特性与火焰传播规律的影响,为复杂管道受限空间油气爆炸防控提供理论参考,结合油气爆炸与爆炸抑制工程实际需要,构建不同长径比管道油气爆炸模拟实验系统,在此基础上开展不同初始浓度的预混油气-空气混合气爆炸实验。研究结果表明:管道内部的预混油气爆炸超压信号呈先上升后下降的趋势,由于耗散以及憋压效应导致超压下降平稳后仍大于初始压力;同时长径比增加会导致达到最大爆炸超压的油气浓度增加,油气爆炸超压峰值随着长径比的增加呈现上升→下降→上升的规律,小长径比管道的油气爆炸超压峰值高于大长径比管道,但同为小长径比管道或大长径比管道工况的实验结果对比显示爆炸超压峰值随着长径比增加而提升;而超压上升速率则会随着长径比的增加而上升;长径比的增加同时也会促进火焰的加速传播并减小火焰持续时间。     

除尘风机磨损的数值分析:叶型和粒度分布的影响

采用CFD技术,基于RNGk-ε紊流模型和磨损模型,研究了不同叶型除尘风机的流场和磨损率,证实了后倾型叶片比直叶片能优化流场,改善磨损,使风机使用寿命延长5倍。计算了一定粒度分布的粒子对后倾叶片中的磨损率。结果表明,颗粒粒径和数量浓度的大小是决定磨损程度的重要因素。因此去除大粒径粉尘、降低小粒径粉尘的数量浓度,是减轻叶片磨损的重要途径之一,更是除尘设备的工作方向。     

多功能矿井风流调控设施的研究与应用

为了解决因行人、运输较频繁或易受爆破冲击波影响等而导致传统风流调控设施使用受制约的难题,通过分别对单、多机阻隔、增阻、引射型矿用空气幕模型进行理论推导与分析,提出应用多功能的空气幕来替代传统风流调控设施。针对某矿山通风系统存在的风流短路、有效风量率低、冬季井筒结冰等问题,拟采用多功能空气幕来建立柔性风门、风窗,并应用矿井通风系统优化软件中风机选型功能,将初步选定的空气幕经数字化处理后,优选出使用效果最佳空气幕型号、布置方式、安装位置,从而有效、可靠的对井下风流进行调控。应用结果表明:井筒结冰与风流短路等现象得到了有效、稳定的控制,通风效果得到了明显的提高,为可持续化安全生产提供了保障。