通过这次的初步研究,得到的一些通风机扩散器内外边线的角度对通风机扩散器性能的具体影响情况,可以为之后更加合理的设计制造通风机扩散器提供一些理论依据。
1。4小结
通风机历史悠久,国内外对其性能做过很多的研究。本次我的研究对象是通风机的一个重要的附属装置,扩散器。本次研究的是用于矿井通风的通风机扩散器,通风机类型是轴流式的。以前很少有人做这方面的研究,这个研究的价值很大,能够对矿井通风的节能减排起到很大的作用。
2通风机扩散器性能参数
评价通风机扩散器性能的标准有很多,例如:基于动能回收率的通风机扩散器效率、基于伯努利能量方程的通风机扩散器效率、基于伯努利能量方程的阻力系数、基于流体力学的静压恢复系数、以及通风机扩散器结构的断面扩大系数等[4]。
在本次探讨中,我所使用的主要是基于动能回收率的通风机扩散器的效率、通风机扩散器的阻力以及通风机扩散器结构的断面扩大系数。
2。1断面扩大系数
通风机扩散器的断面扩大系数指的是通风机扩散器出口面积与通风机扩散器进口面积的比值[4]。通风机扩散器的断面扩大系数越大,其出风口的风速越小,则通风机扩散器的效率越高,越有利于实现矿业生产的节能降耗[4]。可是与此同时,当断面扩大系数大到一定程度后,在通风机扩散器出口的内边界处会出现更大的涡流区,通风机扩散器的实际断面扩大系数反而变小了[4]。种类不同的通风机扩散器都有其各自的不一样的最适合的断面扩大系数[4]。通风机扩散器的断面扩大系数的公式如下:
n=S(out)/S(in) (1)
式中 n为通风机扩散器断面扩大系数,无量纲;
S(out)为通风机扩散器的出口断面面积,单位m2;
S(in)为通风机扩散器的入口断面面积,单位m2。
2。2扩散器的阻力
根据能量守恒方程,并忽略出风口和入风口断面之间的位能差,得到通风机扩散器阻力的公式为:
hRD= h1+ρ×v12/2-ρ×v22/2 (2)
式中, h1为通风机扩散器入风口断面处的相对静压, 单位Pa;
v1为通风机扩散器入风口断面处的平均风速, 单位m/s;
v2为通风机扩散器出风口断面处的平均风速, 单位m/s;
hRD为通风机扩散器的阻力,单位 Pa;
ρ为空气密度,单位 kg/m3。
2。3扩散器的效率
通风机扩散器性能是否优秀,除了用阻力hRD衡量外,还可用通风机扩散器的效率来衡量[6]。把之前的能量方程式中通风机扩散器的入风口断面和出风口断面处的相对静压改为绝对静压,则方程式为[6]:文献综述
P1+ρ/2×v12= P2+ρ/2×v22+ hRD (3)
即 P2- P1=ρ/2×v12- (ρ/2×v22+ hRD) (4)
式中, P1、 P2分别为通风机扩散器入风口断面和出风口断面处风流的绝对静压, 单位Pa。
因为通风机扩散器的出风口在地面,所以通风机扩散器出风口断面处空气的绝对静压为出口处的大气压P0[6],即:P2= P0。
又 P2- P1= P0- P1= h1
得:
h1=ρ/2×v12-(ρ/2v22+ hRD) (5)