摘要: 介绍了国内外矿用局部通风机的发展概况，指出了国内矿用局部通风机发展滞后于技术的主要原因。重点阐述了新研制的FBDII系列对旋式局部通风机的工作原理、结构特点及设计要点。 | |
| 0 引言 为解决高瓦斯、高粉尘、大断面、长距离掘进的通风除尘问题，国外矿用局部通风机正在向装机容量不断增大、高效化、高速小型化和低噪声方向发展。基于这一目标，对旋式局部通风机被广泛地应用在煤矿掘进面的通风中，国外煤矿掘进巷道通风主要采用的对旋风机有：德国Korfman公司生产的dGAL、dIE、G系列，波兰的WLE-A和WLE-B系列，日本三井三池制作所生产的MFA系列等。这些对旋风机大都采用三元流动叶轮﹑高转速和加装消声器等措施，在提高风机效率的同时，压力也可提高。所以在同等条件下，叶轮外径可减少10％～30％，达到了缩小体积﹑减轻质量和降低本体噪声的目的。 我国掘进通风长期以来一直是JBT系列占统治地位，该系列风机功率范围为2～28kW。额定风量为75～320m3/min，额定风压为490～2940Pa，最高效率达0.7。对旋局部通风机自90年代中期推广以来，使用数量逐年增加，其效率高、送风距离远等优势是JBT风机所无法比拟的，发展前景也非常广阔。尽管矿用对旋通风机研究及制造技术在国际上日趋完善，但在国内仅就空气动力学而言，几十年来影响矿用通风机高效节能与否的关键部件——叶片的设计、制造技术仍沿用原始的板型技术，不仅造成风机气动性能差，运行效率低下，而且也不能很好地适应煤矿掘进工作面长距离变工况通风的特点，其长时间运行的可靠性差。 １ 结构原理 新研制的FBDII系列对旋式局部通风机由集流器、机壳、I级叶轮、II级叶轮、消声扩散筒和电动机等组成(见图1)。该系列风机的I级、II级叶轮分别由两个容量及型号相同、旋转方向相反的隔爆专用电动机驱动。两级同开时，气流通过集流器流入I级叶轮，获得能量后，再经II级叶轮升压排出。I级叶轮对II级叶轮有前导叶的作用，对II级叶轮形成负预旋；II级叶轮对I级叶轮具有后导叶整直气流的功能，二者互为导叶，从而使结构紧凑，达到普通轴流风机所不能达到的高效率和高风压。 | |
| |
| |
３ 研究和设计要点 | |
图2 MFCAD软件总体结构图 | |
| 3.2.2 处理流程 (1)输入参数——结构优化及气动计算——输出动、静叶坐标及扩散器的尺寸； (2)输入参数——叶片强度校核、轴的强度、刚度计算——输出安全系数、临界转速； (3)输入参数——气动计算——输出叶型坐标——调用接口文件——绘图。 3.2.3 MFCAD软件程序设计的主要算法 准三元流理论的本质就是将三元流场分解成互相正交的，沿周向的S1（z,ψ）流面和沿径向的S2(z,r)流面，两流面的参数交互迭代，从而求出三维空间流场的参数。因此，MFCAD软件程序设计的主要算法包括S1、S2流面算法，叶片翼型重心、面积、惯性矩的算法及轴的强度、刚度的主要算法等。这里简要描述一下S1、S2流面的算法流程（见图3和图4）。 | |
| 3.3 风机的低噪声研究 |
试验表明：这种消声器在宽广的频率范围内具有良好的噪声衰减特性，特别是对高频噪声具有良好的衰减量，噪声衰减性能与吸声材料的密度、厚度以及小孔的直径及开口度有关。 4 空气动力性能测试 5 风机现场使用情况 6 结论 | |
图3S1流面计算流程图
