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矿用对旋主通风机周向槽机匣处理扩稳机理研究
1
作者 陈庆光 石晓杰 +1 位作者 李凯伦 徐金 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第5期105-111,共7页
为了提高对旋风机的稳定裕度,采用数值模拟方法,将周向单槽机匣处理技术应用于FBCDZ-No20型对旋风机的扩稳,探究了周向槽的轴向位置对风机气动性能和扩稳能力的影响。研究表明:对前级叶轮进行周向单槽机匣处理,可以提高对旋风机的稳定裕... 为了提高对旋风机的稳定裕度,采用数值模拟方法,将周向单槽机匣处理技术应用于FBCDZ-No20型对旋风机的扩稳,探究了周向槽的轴向位置对风机气动性能和扩稳能力的影响。研究表明:对前级叶轮进行周向单槽机匣处理,可以提高对旋风机的稳定裕度,且周向单槽的轴向位置对风机的气动性能和扩稳能力均具有影响;当周向单槽位于前级叶片的前缘和25%叶顶轴向弦长时,风机可以获得可观的稳定裕度提高量,但峰值效率损失较大;当周向单槽分别位于50%、75%的叶顶轴向弦长和尾缘时,扩稳效果逐渐减弱,相应的效率损失也逐渐减小。周向槽是通过抽吸叶片压力面前缘的低能流体,并将其沿周向输运至叶片吸力面的前缘喷出,从而增大了前级叶轮进口相对气流角及叶顶泄漏流的轴向动量,改变了叶顶泄漏流的轨迹,抑制了前缘溢流与尾缘处的边界层分离,进而减轻叶片通道内的流动堵塞,推迟了失速的发生而实现扩稳。采用前级周向单槽机匣处理并未改变对旋风机的最先失速级和失速起始类型。 展开更多
关键词 对旋风机 周向单槽机匣处理 轴向位置 稳定裕度 扩稳机理
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矿用对旋风机旋转失速信号特征识别与提取
2
作者 陈庆光 徐延辉 +1 位作者 张祯江 郭武 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第9期1505-1513,共9页
针对旋风机旋转失速信号特征的识别与提取,提出了一种参数优化的变分模态分解(VMD)方法。首先,为了消除人为选择VMD参数的影响,提出一种以平均包络熵为目标函数的蛙跳优化算法,对VMD算法的模态个数K和惩罚因子α进行优化选取,实现了参数... 针对旋风机旋转失速信号特征的识别与提取,提出了一种参数优化的变分模态分解(VMD)方法。首先,为了消除人为选择VMD参数的影响,提出一种以平均包络熵为目标函数的蛙跳优化算法,对VMD算法的模态个数K和惩罚因子α进行优化选取,实现了参数K和α的合理自动选取;然后,通过模拟信号验证了参数优化后的VMD方法的有效性;最后,利用参数优化的VMD方法对风机失速信号进行处理和分析,研究风机失速的频谱特性,并与经验模态分解(EMD)结果进行对比分析。研究结果表明:与EMD方法相比,参数优化的VMD方法在处理模态混叠方面更具有优势,其处理效果明显优于EMD,分解得到的IMF分量个数也少于EMD,易区分特征频率;另外,以优化获取的参数组合处理风机的失速信号时,能够很好地揭示失速特征频率在失速发展过程中的变化规律,对应于频率分量的波动,从大尺度的频率波动转变为小尺度的频率波动。 展开更多
关键词 对旋风机 旋转失速 变分模态分解 特征识别与提取
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对旋轴流通风机叶轮内不可逆能量损失机理 被引量：1
3
作者 陈永平 刘荣华 +4 位作者 陈世强 吴世先 刘东 李洋溢 彭文庆 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2728-2740,共13页
随着节能降耗成为当今世界的迫切需要,提高通风机能量转换效率越来越受到重视,已成为通风领域内关键问题。掌握叶轮内不可逆能量损失演化机制是实现能量高效转化的前提与基础,但目前尚缺乏针对叶轮内不可逆能量损失机理方面的研究。为此... 随着节能降耗成为当今世界的迫切需要,提高通风机能量转换效率越来越受到重视,已成为通风领域内关键问题。掌握叶轮内不可逆能量损失演化机制是实现能量高效转化的前提与基础,但目前尚缺乏针对叶轮内不可逆能量损失机理方面的研究。为此,以对旋轴流通风机为研究对象,采用数值模拟和实验方法获得了不同流量工况下通风机内部流场。基于熵产理论,建立了通风机叶轮内不可逆能量损失理论模型,明确了叶轮内不可逆能量损失与空间流场参数的内在关系,实现了叶轮内不同类型能量损失的定量分析,结合叶轮内流动特征,明确了能量损失空间演化规律和产生原因。研究结果表明,熵产方法计算叶轮内不可逆能量损失是可靠的,直接黏性耗散损失和壁面摩擦损失是能量损失的重要组成部分,而湍流耗散则是引起能量损失的主要原因,达到总能量损失的60%~80%;对于前级叶轮,湍流耗散引起的能量损失在1.0Q_(BEP)流量工况(Q_(BEP)为最优工况流量)达到最小,而后级叶轮能量损失随流量的降低而增大。能量损失主要集中在Span=0.6~1.0(Span为叶展方向轮毂至机壳的无量纲距离)区域,在1.0Q_(BEP)工况达到总能量损失的70%;叶顶间隙泄漏流和叶片前缘溢流引起的螺旋旋涡、叶轮内回流、叶片压力面和吸力面流动分离以及叶片后缘尾迹都将导致能量损失产生,其中流动分离和尾迹引起的高能量损失区域较小,能量损失相对有限,而旋涡和回流显著影响叶轮内流体流动,最终导致叶顶附近区域出现大量能量损失。 展开更多
关键词 对旋轴流通风机 叶轮 不可逆能量损失 熵产理论 流动特征
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基于迁移学习的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断方法
4
作者 崔巍 孟国营 万星炜 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期280-287,共8页
矿用主扇风机滚动轴承的状态监测与故障诊断研究对煤矿生产安全具有重要意义。现有的滚动轴承故障诊断方法在实际工况中进行直接应用时存在训练不足、故障诊断准确率不足的问题,且矿用主扇风机滚动轴承长期处于正常运行状态,正常样本的... 矿用主扇风机滚动轴承的状态监测与故障诊断研究对煤矿生产安全具有重要意义。现有的滚动轴承故障诊断方法在实际工况中进行直接应用时存在训练不足、故障诊断准确率不足的问题,且矿用主扇风机滚动轴承长期处于正常运行状态,正常样本的数量远多于故障样本,即存在样本不平衡问题。因此,提出一种基于迁移学习的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断方法(TLCNN+加权交叉熵损失)。该方法将常规滚动轴承数据作为源域数据,将矿用主扇风机滚动轴承数据作为目标域数据。首先利用对称极坐标(SDP)方法将振动信号转换为SDP图像;然后利用充足的源域图像样本对常规滚动轴承故障诊断模型进行训练,训练完成后将诊断模型的参数迁移至矿用主扇风机滚动轴承故障诊断模型中;其次迁移过程中对低层网络进行锁定并通过目标域图像样本对模型的高层网络进行微调,便可得到参数权重优化后的矿用主扇风机滚动轴承故障诊断模型。最后,为了解决样本不平衡问题,在模型中添加了加权交叉熵损失函数进行训练,使诊断模型对作为少数类的故障样本赋予更高的权重并在诊断过程中更加关注故障样本,从而提高诊断准确率。为了验证提出方法的有效性,通过常规滚动轴承故障试验台与实际工况中的矿用主扇风机滚动轴承数据进行了试验验证。结果表明所提方法可以对矿用主扇风机滚动轴承的运行状态进行准确识别分类,准确率达99.28%。 展开更多
关键词 矿用主扇风机 滚动轴承 故障诊断 迁移学习 加权交叉熵损失
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基于U-Net算法的刀片更换机器人定位方法研究
5
作者 刘千山 刘钊 彭泓 《中国设备工程》 2024年第20期193-196,共4页
为了解决智能更换刀片机器人视觉辅助系统的定位问题,本文提出了基于U-Net和形态学边缘检测算法的定位方法。首先,对U-Net网络中激活函数和损失函数进行改进,并应用改进U-Net算法进行刀片ROI粗提取,其次对基于Laplacian算子的边缘检测... 为了解决智能更换刀片机器人视觉辅助系统的定位问题,本文提出了基于U-Net和形态学边缘检测算法的定位方法。首先,对U-Net网络中激活函数和损失函数进行改进,并应用改进U-Net算法进行刀片ROI粗提取,其次对基于Laplacian算子的边缘检测方法进行改进,应用改进的万向边缘检测算法对图像进行精确定位。对提出的基于U-Net和形态学边缘检测算法的定位方法进行仿真实验,结果表明,该方法能够有效提高定位准确率,从而证明算法的有效性和时效性。 展开更多
关键词 视觉辅助系统 定位 U-Net网络 万向边缘检测
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基于PLC的矿井通风机变频集控系统的设计与研究 被引量：1
6
作者 刘锡柱 《自动化应用》 2024年第10期91-94,共4页
针对煤矿通风系统主通风机传统起动与运行方式存在的起动电流较大、运行效率与可靠性低、设备运行能耗大等问题,采用PLC控制及变频调速控制技术对主通风机控制系统进行改造设计。系统以双冗余PLC为控制核心、变频器为调速装置,通过建立... 针对煤矿通风系统主通风机传统起动与运行方式存在的起动电流较大、运行效率与可靠性低、设备运行能耗大等问题,采用PLC控制及变频调速控制技术对主通风机控制系统进行改造设计。系统以双冗余PLC为控制核心、变频器为调速装置,通过建立由工业以太网组成的通信网络完成井上井下互联互通,实现对主通风机远程集中监控、电机变频调速及输出风量自适调节等智能化功能。在实际应用中,系统可有效改善井下瓦斯浓度及稳定风量,实现节能降耗。 展开更多
关键词 煤矿 通风机 可编程逻辑控制器 变频调速
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矿井主通风机不停风倒机控制的研究与实现 被引量：1
7
作者 闫晓霞 《机械工程与自动化》 2024年第1期213-215,共3页
为解决传统矿井通风系统“停机倒机”方式存在的通风机启动风阻大且停机切换过程中易引起较大风量波动及瓦斯积聚等问题,提出了一种基于模糊PID控制的矿井主通风机不停风倒机控制策略,并以PLC为控制核心、工业以太网为通信网络对控制系... 为解决传统矿井通风系统“停机倒机”方式存在的通风机启动风阻大且停机切换过程中易引起较大风量波动及瓦斯积聚等问题,提出了一种基于模糊PID控制的矿井主通风机不停风倒机控制策略,并以PLC为控制核心、工业以太网为通信网络对控制系统进行设计,系统通过对垂直、水平风门开合角度的远程智能控制保持倒机过程风量恒定,有效提高了风机倒机过程的稳定性。 展开更多
关键词 主通风机 模糊PID 不停风倒机 控制
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矿用柔性风筒接头漏风率的数值模拟
8
作者 陈国辉 李海峰 彭海林 《黑龙江科技大学学报》 CAS 2024年第4期598-604,共7页
针对煤矿井下风筒管道接头存在泄漏与安装不便的问题,设计可以快速安装的新型柔性风筒接头,结合实际流速和管内压力建立缝隙泄漏的计算流体动力学模型。研究不同簧丝直径、钣金厚度和卡扣数量对风筒接头漏风率以及泄漏口附近流场的影响... 针对煤矿井下风筒管道接头存在泄漏与安装不便的问题,设计可以快速安装的新型柔性风筒接头,结合实际流速和管内压力建立缝隙泄漏的计算流体动力学模型。研究不同簧丝直径、钣金厚度和卡扣数量对风筒接头漏风率以及泄漏口附近流场的影响,采用响应面曲面实验设计方法探究不同影响因素之间的内在联系。结果表明,泄漏速率与簧丝直径和卡扣数量呈线性关系,综合考虑其经济性,选择簧丝直径3.5 mm,卡扣数量10个,钣金厚度0.4 mm时效果最佳。该研究为改善风筒接头漏风现象提供参考。 展开更多
关键词 矿井通风 风筒接头 漏风率 响应面曲面法
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矿用智能化通风控制系统的设计及应用研究
9
作者 宋龙龙 《西部探矿工程》 CAS 2024年第11期174-176,共3页
针对山西某矿现用通风系统自动化、智能化水平偏低,存在通风能耗大、效率低、安全稳定性差等不足,基于该矿现用通风系统存在的不足,设计了矿井智能通风系统,介绍了智能通风系统的总体架构,设计了系统的硬件部分与软件部分,并进行了应用... 针对山西某矿现用通风系统自动化、智能化水平偏低,存在通风能耗大、效率低、安全稳定性差等不足,基于该矿现用通风系统存在的不足,设计了矿井智能通风系统,介绍了智能通风系统的总体架构,设计了系统的硬件部分与软件部分,并进行了应用测试,测试结果表明:应用该智能化通风控制系统,通风效率更高,通风能耗更低,且该系统运行稳定、可靠,取得了较好的应用效果,促进了矿井通风工作的自动化、智能化发展,具有重要的推广应用价值。 展开更多
关键词 智能通风 控制系统 架构 硬件 软件 效果
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通风机运行状态监测及预警系统设计与应用
10
作者 刘娟 朱璇 《科技创新与应用》 2024年第30期112-115,共4页
某煤矿井下FBCDZ-10-No36轴流式通风机频繁发生电机、轴承、叶片等故障问题,严重影响通风机安全运行。针对性设计一套基于BP神经网络通风机运行状态监测及预警系统。该系统整合现场硬件监测、上位机软件处理及工业以太网通信,通过振动... 某煤矿井下FBCDZ-10-No36轴流式通风机频繁发生电机、轴承、叶片等故障问题,严重影响通风机安全运行。针对性设计一套基于BP神经网络通风机运行状态监测及预警系统。该系统整合现场硬件监测、上位机软件处理及工业以太网通信,通过振动加速度传感器精确采集通风机关键部位振动数据,提取特征参数,利用BP神经网络进行故障类型分析和预警。实际应用效果表明,该系统应用后通风机故障率从7.2次/月降低至0.15次/月,大幅度降低通风机故障率,保障通风机的安全稳定运行,经济和安全效益显著。 展开更多
关键词 BP神经网络 通风机 运行状态检测 预警系统 故障识别
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煤矿主通风机电机启动方式应用分析
11
作者 邸私私 《当代化工研究》 CAS 2024年第15期188-190,共3页
针对近年来矿井通风需求量的增大,通风机电机功率不断增大的现状,若采用传统的方式启动通风机,存在易对电网造成较大冲击,影响其他设备安全稳定运行的问题,为有效解决上述问题,重点研究了矿井主通风机电机启动方式,基于主通风机电机启... 针对近年来矿井通风需求量的增大,通风机电机功率不断增大的现状,若采用传统的方式启动通风机,存在易对电网造成较大冲击,影响其他设备安全稳定运行的问题,为有效解决上述问题,重点研究了矿井主通风机电机启动方式,基于主通风机电机启动方式应用现状,对通风机电机三种主要启动方式:全压启动,软启动及变频启动进行分析,分析了各自的优势、劣势,并结合工程应用案例进行了对比分析,得出了各种启动方式较适合应用的场景,以为矿井通风机电机启动方式的科学,合理选择提供支持。 展开更多
关键词 通风机 电机 启动方式 全压启动 软启动 变频启动
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煤矿基建风机智能控制调速系统研究
12
作者 刘文豪 《机械管理开发》 2024年第8期262-264,共3页
为了进一步提升通风机在煤矿开采中的应用效果,介绍一种煤矿基建风机智能控制调速系统设计方案。该系统主要由两大模块构成,一个是硬件模块,包括采集层、控制层及界面层相关硬件,另一个为软件模块,包括控制流程及风量调节算法,在软硬件... 为了进一步提升通风机在煤矿开采中的应用效果,介绍一种煤矿基建风机智能控制调速系统设计方案。该系统主要由两大模块构成,一个是硬件模块,包括采集层、控制层及界面层相关硬件,另一个为软件模块,包括控制流程及风量调节算法,在软硬件模块相互配合下,共同实现风机智能调速的目的。通过应用分析可以发现,应用该系统后,风机可以安全、稳定地运行,1年内未出现停运的情况,且相对于原风机来说,1年内能耗量减少了20%左右,可大规模推广到现代煤矿领域。 展开更多
关键词 风机 智能控制 调速系统 采集层 控制层 界面层
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煤矿设备中通风机叶片渗透检测实际应用
13
作者 于海鑫 《机械管理开发》 2024年第10期290-292,共3页
结合煤矿设备中通风机叶片主要存在的各种类型缺陷,分析了风机叶片铸造缺陷以及叶片裂纹缺陷在渗透检测过程中的具体表现,以矿用风机不同材料的叶片为例,探讨了矿用风机叶片使用渗透检测方法策略,并且针对渗透时间和显像时间在渗透检测... 结合煤矿设备中通风机叶片主要存在的各种类型缺陷,分析了风机叶片铸造缺陷以及叶片裂纹缺陷在渗透检测过程中的具体表现,以矿用风机不同材料的叶片为例,探讨了矿用风机叶片使用渗透检测方法策略,并且针对渗透时间和显像时间在渗透检测过程中对缺陷的产生的迹痕显示出的不同问题,提出了相应的应对措施。 展开更多
关键词 煤矿设备 通风机 缺陷种类 风机叶片 渗透检测
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通风机风量测试系统设计及试验验证
14
作者 樊潇飞 《机械管理开发》 2024年第1期223-224,254,共3页
为进一步提升煤矿通风机的风量测试精度,以某煤矿圆形风硐的风量测试需求为抓手,对风速法测定风量的原理及存在的问题进行分析;通过大量试验得出有支架和无支架时对应的风速测量误差为4.4%,采用最小二乘法得出风速误差补偿公式;以KV621... 为进一步提升煤矿通风机的风量测试精度,以某煤矿圆形风硐的风量测试需求为抓手,对风速法测定风量的原理及存在的问题进行分析;通过大量试验得出有支架和无支架时对应的风速测量误差为4.4%,采用最小二乘法得出风速误差补偿公式;以KV621-02风速传感器和PCI-6225数据采集卡为核心设计风量测试系统,经试验该测试系统可将风速的测量误差降低0.17 m/s,最终风量测试最小相对误差仅为0.12%。 展开更多
关键词 通风机 风速法 数据采集卡 I/V转换电路 误差补偿
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矿井主通风机性能测定及安全优化
15
作者 樊海峰 《机械管理开发》 2024年第2期203-204,共2页
为解决随着工作面的推进通风系统无法满足《煤矿井工开采通风技术条件》的规定的问题,结合实践生产对工作面通风阻力、通风量以及通风机性能参数进行测定的基础上,掌握通风系统后续优化改造的方向,并对三种优化改造的方案的通风效果、... 为解决随着工作面的推进通风系统无法满足《煤矿井工开采通风技术条件》的规定的问题,结合实践生产对工作面通风阻力、通风量以及通风机性能参数进行测定的基础上,掌握通风系统后续优化改造的方向,并对三种优化改造的方案的通风效果、安全性以及施工量进行综合比对,最终得出了最优化改造方案。 展开更多
关键词 主通风机 通风量 通风阻力 等积孔 工程量
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叶片安装角度对轴流式通风机气动特性的影响
16
作者 赵城晋 《机械管理开发》 2024年第4期101-103,共3页
为解决通风机叶片前后偏移导致其在实际运行中安全性低的问题,开展了关于叶片安装角度对通风机气动特性影响的研究.基于OB-84型轴流式通风机,在对其气动结构和叶片翼型结构分析的基础上,根据仿真计算需求构建的仿真模型并完成网格划分.... 为解决通风机叶片前后偏移导致其在实际运行中安全性低的问题,开展了关于叶片安装角度对通风机气动特性影响的研究.基于OB-84型轴流式通风机,在对其气动结构和叶片翼型结构分析的基础上,根据仿真计算需求构建的仿真模型并完成网格划分.基于所构建的仿真模型分别对叶片安装角度对气动特性曲线、出口静压和总压的影响进行研究,研究成果将为后续叶片偏移影响通风机工作效率和安全运行的机理奠定基础. 展开更多
关键词 通风机 叶片安装角度 气动特性 出口静压 出口总压
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煤矿地面主通风机故障诊断系统的设计研究
17
作者 张丽霞 《能源与节能》 2024年第9期141-143,共3页
为精准高效地诊断地面主通风机的故障,基于通风机的主要结构与常出现的故障类型,设计出了1种以神经网络为基础的煤矿主通风机故障诊断系统,详细设计了系统的硬件部分与软件部分,并对其进行了应用测试,证明了该系统不仅能够精准高效地定... 为精准高效地诊断地面主通风机的故障,基于通风机的主要结构与常出现的故障类型,设计出了1种以神经网络为基础的煤矿主通风机故障诊断系统,详细设计了系统的硬件部分与软件部分,并对其进行了应用测试,证明了该系统不仅能够精准高效地定位煤矿主通风机的故障,还可以节约主通风机的故障寻找时间,而且该系统的运行稳定可靠,具有良好的应用效果和推广价值。 展开更多
关键词 主通风机 故障诊断系统 硬件 软件 应用测试
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煤矿通风机变频节能监控系统设计与应用实践
18
作者 申涛 《机械管理开发》 2024年第1期225-226,257,共3页
为提升煤矿通风机运行质量,兼顾节能和通风两方面的效果,以变频技术和自动控制技术为核心,从软件和硬件两个角度着手,并兼顾整体与细节,实现符合实际需要的煤矿通风机变频节能监控系统。从现场测试结果来看,该系统不仅能够确保通风效果... 为提升煤矿通风机运行质量,兼顾节能和通风两方面的效果,以变频技术和自动控制技术为核心,从软件和硬件两个角度着手,并兼顾整体与细节,实现符合实际需要的煤矿通风机变频节能监控系统。从现场测试结果来看,该系统不仅能够确保通风效果实时符合要求,而且对于降低运行成本等方面的作用也有着较为优异的表现,因此有望在后续的工作中得到进一步推广应用。 展开更多
关键词 煤矿通风机 变频节能 监控系统 系统设计
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矿用通风机不同滞后角变化对通风性能的影响分析
19
作者 王嘉琦 《机械管理开发》 2024年第2期86-87,90,共3页
轴流通风机是常用的矿井通风机类型,在进行通风作业的过程中也产生大量的能耗。为进一步提高矿井的高效节能水平,针对轴流通风机的滞后角变化产生的影响作用进行分析。采用CFD仿真分析的形式,建立通风机的分析模型,并对三种不同滞后角... 轴流通风机是常用的矿井通风机类型,在进行通风作业的过程中也产生大量的能耗。为进一步提高矿井的高效节能水平,针对轴流通风机的滞后角变化产生的影响作用进行分析。采用CFD仿真分析的形式,建立通风机的分析模型,并对三种不同滞后角的通风机全压值及出口压力进行分析。结果表明,在三种不同的滞后角中,以14°滞后角的全压值最大,出口压力梯度较小,具有较好的稳定性,提高了通风机的整体效率。 展开更多
关键词 矿用通风机 全压值 出口压力 仿真分析
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煤矿掘进工作面局部通风机设备选型计算分析
20
作者 薛文哲 《机械管理开发》 2024年第3期160-162,共3页
煤矿掘进面由诸多模块构成,通风系统是其中较为重要的一个模块,用于井下与并上气体的交换,为煤矿开采创造良好的作业环境。所以,煤矿开采过程中,应根据煤矿掘进工作面具体情况,选取最佳的通风机设备。基于此,以某煤矿工程作为研究对象,... 煤矿掘进面由诸多模块构成,通风系统是其中较为重要的一个模块,用于井下与并上气体的交换,为煤矿开采创造良好的作业环境。所以,煤矿开采过程中,应根据煤矿掘进工作面具体情况,选取最佳的通风机设备。基于此,以某煤矿工程作为研究对象,通过对煤矿基本情况与掘进工作面通风系统现状的简单介绍,进而对矿井通风系统风量进行了计算,并以此为基础,选择相应的通风系统设备,最后验证了该通风系统设备的应用效果。通过验证可以发现,该设备符合某煤矿掘进工作面通风要求,可将该方案进行应用。 展开更多
关键词 煤矿 掘进工作面 通风机 设备选型
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