Разработка осевого вентилятора местного проветривания, регулируемого углом установки лопаток рабочего колеса
П.В. Косых1, С.А. Колотов1,2
1 Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация
2 ООО «Кемеровский машиностроительный завод», г. Кемерово, Российская Федерация
Горная Промышленность №2 / 2025 стр.35-40
Резюме: В статье проведены исследования модульного осевого вентилятора диаметром 0,9 м с рабочим колесом, имеющим специальные узлы крепления лопаток, позволяющими осуществлять регулирование углов установки лопаток. Для повышения давления в вентиляционной сети возможна последовательная работа двух вентиляторов, при этом углы установки лопаток в каждом вентиляторе могут отличаться. При таком модульном режиме работы на аэродинамические характеристики совместной работы вентиляторов влияют как наличие входного направляющего аппарата, так и углы установки лопаток. Для вентилятора на основе вычислительных экспериментов определены расчётные аэродинамические характеристики при присоединенном входном направляющем аппарате и при его отсутствии, а также двух последовательно подключённых вентиляторов. Показано, что в случае разных углов установки лопаток у двух последовательно присоединённых вентиляторов большая эффективность достигается при меньших, чем расчётный, углах установки лопаток второй машины. Проведён аэродинамический расчёт переходного режима работы двух последовательно присоединённых вентиляторов и определены частоты вынуждающих аэродинамически обусловленных внешних сил. На основании проведенных исследований сделан вывод о допустимости регулирования углом установки лопаток двух последовательно присоединённых машин.
Ключевые слова: осевой вентилятор местного проветривания, регулирование вентилятора, модульный осевой вентилятор
Для цитирования: Косых П.В., Колотов С.А. Разработка осевого вентилятора местного проветривания, регулируемого углом установки лопаток рабочего колеса. Горная промышленность. 2025;(2):35–40. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-2-35-40
Информация о статье
Поступила в редакцию: 18.01.2025
Поступила после рецензирования: 03.03.2025
Принята к публикации: 04.03.2025
Информация об авторах
Косых Павел Владимирович – кандидат технических наук, научный сотрудник лаборатории рудничной аэродинамики, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация; e-mail: intruder-1961@mail.ru
Колотов Сергей Александрович – аспирант лаборатории рудничной аэродинамики, Институт горного дела им. Н.А. Чинакала СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация; директор ООО «Кемеровский машиностроительный завод», г. Кемерово, Российская Федерация; e-mail: sk5055@yandex.ru
Список литературы
1. Ушаков К.З. (ред.). Рудничная вентиляция: cправочник. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра; 1988. 440 с.
2. Попов Н.А. Разработка реверсивных осевых вентиляторов главного проветривания шахт: дис. … д-ра техн. наук. Новосибирск; 2001. 278 с.
3. Брусиловский И.В. Аэродинамические схемы и характеристики осевых вентиляторов ЦАГИ. М.: Недра; 1978. 198 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/lHY85jxvXeJGi (дата обращения: 23.01.2025).
4. Иванов И.И., Чеповский А.Е. Программные средства обработки результатов расчетов в инженерных пакетах Ansys CFX и Abaqus для высокопроизводительных вычислительных установок. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана; 2014. 193 с.
5. Московко Ю.Г. Разработка и исследование аэродинамических схем реверсивных регулируемых осевых вентиляторов. В кн.: Гиневский А. С. (ред.). Промышленная аэродинамика: сб. ст. Вып. 4: Аэродинамика лопаточных машин, каналов, струйных и отрывных течений. М.: Машиностроение, 1991. С. 240–250.
6. Брусиловский И.В. Аэродинамический расчет осевых вентиляторов. М.: Машиностроение; 1986. 283 с.
7. Хмельник С. Уравнения Навье-Стокса. LAP Lambert Academic Publishing; 2012. 112 с.
8. Лапшин К.Л. Теория турбомашин. СПб.: Изд-во СПбГТУ; 2010. 80 с. Режим доступа: https://knigogid.ru/books/1797541-teoriya-turbomashin/toread (дата обращения: 23.01.2025).
9. Красюк А.М., Косых П.В., Русский Е.Ю. Влияние возмущений воздушного потока от поршневого действия поездов на туннельные вентиляторы метрополитенов. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2014;(2):144–153. Krasyuk A.M., Russky E.Y., Kosykh P.V. Influence of train piston effect on subway fans. Journal of Mining Science. 2014;50(2):362–370. https://doi.org/10.1134/S1062739114020197
10. Каплун А.Б., Морозов Е.М., Олферьева М.А. ANSYS в руках инженера: практическое руководство. М.: Едиториал УРСС; 2003. 272 с. Режим доступа: https://djvu.online/file/q08xcXdYit618 (дата обращения: 23.01.2025).
11. Russky E.Yu., Lugin I.V., Kosyh P.V., Alferova E.L., Kiyanitsa L.A. Research and engineering of aerodynamics and design parameters for axial fans with the various hub/tip diamater ratios. In: 16th international multidisciplinary scientific geoconference SGEM 2016, Albena, Bulgaria, 30 June – 6 July. Albena; 2016. Vol. 2, pp. 727–734. https://doi.org/10.5593/SGEM2016/B12/S03.095
12. Красюк А.М., Лугин И.В., Косых П.В., Русский Е.Ю. Обоснование способа продления ресурса шахтных двухступенчатых осевых вентиляторов главного проветривания. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2019;(3):150–167. https://doi.org/10.15372/FTPRPI20190317 Krasyuk A.M., Lugin I.V., Kosykh P.V., Russky E.Y. Substantiation of life extension method for two-stage axial flow fans for main ventilation. Journal of Mining Science. 2019;55(3):478–493. https://doi.org/10.1134/S1062739119035818
13. Липовцев Ю.В., Русин М.Ю. Прикладная теория упругости. М.: Дрофа; 2008. 319 с.
14. Эшби М., Джонс Д. Конструкционные материалы [пер. с англ., ред. С.Л. Баженова]. Долгопрудный: Интеллект; 2010. 672 с.
15. Russky E.Yu., Kosykh P.V. Stress-strain behavior of discontinuous blades for axial mine fans. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020;523:012012. https://doi.org/10.1088/1755-1315/523/1/012012
16. Герике Б.Л., Шахманов В.Н. Об одной модели механических колебаний вентилятора главного проветривания. Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2011;(6):30–32. Режим доступа: https://vestnik.kuzstu.ru/index.php?page=article&id=2060 (дата обращения: 23.01.2025). Gericke B.L., Shakhmanov V.N. A model of mechanical vibrations of main fan ventilation. Bulletin of the Kuzbass State Technical University. 2011;(6):30–32. (In Russ.) Available at: https://vestnik.kuzstu.ru/index.php?page=article&id=2060 (accessed: 23.01.2025).
17. Samuelsson J. Rotor dynamic analysis of 3D-modeled gas turbinerotor in ANSYS. Finspеng: Linköping University; 2009. 51 p.
18. Мартыненко В.Г., Гриценко Н.И. Анализ статической и динамической прочности осевого вентилятора с учётом аэродинамических свойств потока и неоднородности температурного поля. Проблемы машиностроения. 2015;18(4-1):44–52. Martynenko V.G., Gritsenko N.I. Analysis of static and dynamic strength of the axial fan considering aerodynamic properties of the flow and nonuniformity of temperature field. Problemy Mashinostroeniya. 2015;18(4-1):44–52. (In Russ.)
