книги / Рудничные вентиляторные и водоотливные установки

манометра) в линии, соединяющей приемник давления с измери­ телем (рис. 183).

Пневмометрическое устройство для одновременного измерения пол­ ного и статического давлений в потоке представляет собой трубку с цилиндрическим насадком, на носике которого расположено приемное отверстие для измерения полного давления. Отверстия (или кольцевая щель) на боковой поверхности насадка являются приемниками статического давления. Схема такого насадка показана

Рис. 183. Схема измерения давлении в линии нагнетания

на рис. 183. Существует много типов комбинированных насадков из которых широкое применение нашли насадки типа ЦАГИ.

Простейшим измерителем давления является жидкостный мано­ метр (рис. 184, а), который представляет собой U-образную стек­ лянную трубку, наполненную подкрашенной водой или спиртом.

микроманометры ЦАГИ (рис. 184, б). Жидкость в бачке имеет боль­ шую площадь свободной поверхности, во много раз (в 150 и более) превосходящую площадь сечения измерительной трубки. Это позво­ ляет пренебречь ничтожно малым опусканием уровня жидкости в бачке при подъеме жидкости в измерительной трубке. Измеритель­ ная трубка в таком микроманометре может быть установлена под

Измерение частоты тока в роторе можно производить ампер­ метром постоянного тока, включенным в цепь ротора. В случае короткозамкнутого ротора помещают в поле рассеяния вблизи ротора катушку с железным сердечником, в которой будет наво­ диться электродвижущая сила с частотой тока в роторе. В цепь катушки включают гальванометр.

Для определения мощности на валу вентилятора электрическим способом измеряют ваттметрами мощность N c, потребляемую двига­ телем из сети. Мощность на валу двигателя, а при отсутствии передачи и на валу вентилятора, равна

ходимо ее построить, произведя'опыты холостого хода и короткого замыкания.

§ 4. Измерение температуры, влажности воздуха и атмосферного давления

Температуру воздуха следует измерять при входе в вентилятор или вблизи мест измерения расхода. Термометры должны быть тщательно изолированы от стенок и не искажать поток. Обычно применяют жидкостные термометры, в частности ртутные. В послед­ нее время для измерения температуры используют электротермо­ метры с точечным полупроводниковым датчиком (термистеры), точность измерения которых лежит в пределах 0,01—0,1°.

Влажность воздуха измеряют психрометрами, состоящими из двух термометров. Баллон одного термометра завернут в смачи­ ваемую водой ткань (мокрый термометр). При испарении воды баллон охлаждается, поэтому его показание всегда будет меньше, чем сухого термометра. Для определения относительной влажности воздуха служат специальные таблицы.

Для измерения атмосферного давления применяют ртутные барометры и барометры-анероиды.

§ 5. Производственные испытания

Определение подачи производится пневматическими насадками или анемометром в подводящем канале. В месте измерения скорости канал должен иметь правильное сечение, гладкие стенки и быть прямолинейным на протяжении пяти-восьми диаметров колеса венти­ лятора. Сечение канала не должно быть ничем стеснено, поэтому

в каналах необходимо иметь нишу, где могут разместиться лица, производящие измерения.

В качестве дросселя используется шибер, если он имеется и удален от места измерения расхода на расстояние не менее пяти­ восьми диаметров вентилятора. При отсутствии шибера поток воз­ духа дросселируется обаполами или досками, которыми перекры­ вается канал.

В тех случаях, когда допустимо отсоединение вентилятора на длительное время от шахтной сети, для измерения производитель­ ности возможно применение измерительного коллектора, как

Рис. 185. Схема производственных испытаний вентиляторной установки

1 — микроманометр; 2 — барометр; з — психрометр; 4 — частотомер; 5 — пневмонаса­ док; 6 — дроссель; 7 — спрямляющая решетка

показано на рис. 185. Вентиляционный канал наглухо перекрывается временной стенкой, а в потолке канала делается отверстие, к кото­ рому присоединяется измерительный коллектор.

ный коллектор при производственных испытаниях применяется редко.

Так как в вентиляторной установке имеют место значительные протечки воздуха через неплотности в закрытом шибере, переклю­

лятора.

Давление, развиваемое вентиляторной установкой, измеряется через отверстия, расположенные по периметру подводящего йанала,

или пневмометрическими насадками, измеряющими статическое давление в канале. Полное давление, развиваемое вентилятором при испытании на нагнетание, равно сумме статического и динами­ ческого давления.

Следует помнить, что при испытании вентилятора на всасывание с помощью приемника статического давления потока воздуха изме­ ряется разрежение перед вентилятором й£т как разность между

Рис. 186. Эпюра давлений при испытании вентилятора на всасывание

давлению вентилятора, расходуемому в сети на преодоление аэро­ динамического сопротивления (депрессии), и динамическому давле­ нию потока. Это наглядно видно из эпюры давлений, представленной на рис. 186. Поэтому статическое давление, развиваемое вентилято­ ром, равно разности между измеряемым разрежением перед венти­ лятором ACT и динамическим давлением в том же сечении перед вентилятором, т. е.

Мощность на валу вентилятора определяют по мощности, потреб­ ляемой двигателем из сети.

Если при испытании рабочие режимы были осуществлены при разной скорости вращения колеса вентилятора, что может быть, например, при увеличении скольжения ротора в связи с увеличе­ нием нагрузки двигателя, то данные измерений приводят к постоян­ ной скорости вращения, пользуясь законами пропорциональности.

В случае испытания вентиляторной установки при работе на шахтную вентиляционную сеть необходимо обеспечить постоянство эквивалентного отверстия шахты. Поэтому испытания целесообразно проводить в нерабочую смену, когда можно остановить работу подъема и не открывать вентиляционные двери в шахте.

Г л а в а XI

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЯТОРНЫХ УСТАНОВОК

§ 1. Проектирование вентиляторных установок главного проветривания

Исходными данными для проектирования вентиляторной уста­ новки главного проветривания являются: количество воздуха, подаваемого в шахту, Qm; минимальная /гш mip и максимальная Ля. шах депрессии шахты или соответствующие эквивалентные отвер­ стия шахты за время эксплуатации вентиляторной установки.

Чтобы определить подачу, минимальное и максимальное давле­ ния вентиляторной установки, необходимо учесть величину протечек воздуха в установке и сопротивление подводящего вентиля­ ционного канала.

где к = 1,1 — коэффициент протечек воздуха.

Депрессию вентиляционного канала принимают равной 15—20%

По величине Q и fe0T определяют эквивалентное отверстие венти­ ляционной сети по формулам (15).

Такой расчет производится для определения минимального и максимального эквивалентных отверстий вентиляционной сети. Значения <?, ft0T. min и Кт.ты или линия всех необходимых

вентиляционных режимов, являются исходными данными для проек­ тирования вентиляторной установки.

Проектирование вентиляторной установки производится в сле­ дующем порядке:

1)выбирают тип вентилятора и диаметр рабочего колеса;

2)определяют скорость вращения вала;

Рис. 187. График зон промышленного использования шахт­ ных вентиляторов

3)выбирают способ регулирования;

4)определяют число ступеней регулирования и скорости враще­ ния вала вентилятора при работе на каждой ступени;

5)определяют углы установки лопастей рабочего колеса или направляющего аппарата, к. п. д., давления, мощности на валу двигателя и продолжительность работы на каждой ступени регули­ рования;

6)определяют резерв подачи вентиляторной установки в наибо­ лее тяжелый период проветривания шахты;

7)принимают типовую схему вентиляторной установки;

8)выбирают двигатели и пусковую аппаратуру;

9)определяют среднегодовой и удельные расходы электроэнергии вентиляторной установкой;

10)составляют спецификацию и смету на оборудование уста­

новки;

11)определяют среднегодовые расходы по вентиляторной уста­

новке.

Выбор вентилятора можно производить как по индивидуальным, так и по безразмерным характеристикам.

При выборе вентилятора необходимо выполнить следующие условия:

1)выбранный вентилятор должен быть оптимальным, т. е., осуществляя заданные режимы работы, он должен расходовать минимальное количество электроэнергии:

2)работа вентилятора должна быть устойчивой;

3)вентиляторная установка должна обеспечивать резерв подачи не менее 20% нормальной в наиболее трудный период проветрива­ ния шахты.

Выбор вентиляторов удобно и просто производить по графику

зон промышленного использования вентиляторов (рис. 187). На этом графике для каждого вентилятора указаны зоны режимов работы со статическим к. п. д. вентилятора, большим 60%. Этот график позволяет установить диаметр и скорость вращения вала венти­ лятора.

Если для обеспечения вентиляционных режимов сети подходят два или более вентиляторов, то окончательный их выбор произво­ дится на основании технико-экономического сравнения возможных вариантов.

В случае выбора вентилятора по безразмерным характеристикам, задавшись его типом, определяют необходимый диаметр колеса из формулы (179)

где Лт1п — минимальное эквивалентное отверстие вентиляционной сети;

А к — относительное эквивалентное отверстие сети, которое

соответствует точке К (рис. 188) пересечения крайней справа напорной характеристики и границы устойчивой работы вентилятора или верхней границы зоны экономич­ ной работы его;

(235)

где Q и hK — координаты точки К .

Полученный диаметр рабочего колеса округляют до стандарт­ ного.

Необходимая скорость вращения вентилятора определяется из формулы (176). В случае непосредственного соединения вентилятора с двигателем полученную скорость вращения округляют до бли­ жайшей, обеспечиваемой синхронными или асинхронными двигате­ лями. При этом необходимо, чтобы окружная скорость на периферии колеса не превосходила допустимой для данной конструкции вентилятора по условиям прочности. В зависимости от конструкции допустимая окружная скорость на периферии колеса составляет

Рис. 188. К подбору вентилятора по отвлеченным характеристикам

для центробежных вентиляторов 80—110 м/сек, для осевых 95 м/сек. С целью уменьшения шума в настоящее время имеется тенденция к снижению окружной скорости осевых вентиляторов до вели­ чины 70—80 м/сек.

Диаметр колеса и скорость вращения вала вентилятора позво­

Определяют безразмерные координаты необходимых предельных вентиляционных режимов сети:

Наносят точки необходимых предельных режимов сети на индивидуальную характеристику вентилятора или безразмерную