DOI: dx.doi.org/10.21440/2307-2091-2016-2-63-65

УДК 622.44                                                                                                                                                                                                          

Математическая модель энергетического регулятора радиального вентилятора pdf

Н. В. Макаров, В. Н. Макаров, А. А. Солдатенко, Н. Е. Лаврёнов

Предметом исследования являются энергетические регуляторы радиальных вентиляторов. Цель статьи – повышение адаптивности и экономичности радиальных вентиляторов путем оптимизации параметров энергетического регулятора на базе разработанной математической модели. Идея данной работы заключается в использовании энергии управляющего потока полости высокого давления корпуса вентилятора для изменения кинетического момента основного потока на входе в рабочее колесо. Методологически в работе использованы теории подобия, физического моделирования и планирования эксперимента. На специально спроектированном аэродинамическом стенде с вихревой камерой экспериментально получены аэродинамические характеристики малоканальных и безлопаточных энергетических регуляторов. По полученным значениям факторов, определяющих эффективность энергетических регуляторов для дискретного ряда значений коэффициента давления управляющего потока, была произведена интерполяция оптимальных значений его параметров с использованием метода наименьших квадратов. Проведен анализ влияния энергетических характеристик управляющего потока на эффективность энергетического регулятора. По результатам натурных экспериментальных исследований получены формулы для расчета значений геометрических параметров энергетических регуляторов, а также испытания вентилятора серии ВРВП с энергетическим регулятором, позволившие разработать инженерную методику проектирования энергетического регулятора и создать их типоразмерный ряд для вентиляторов главного проветривания, выполненных по аэродинамическим схемам Ц70-20, Ц76-16, Ц76-12 и Ц70-15. По сравнению с осевыми направляющими аппаратами, энергетические регуляторы позволяют увеличивать глубину экономичного регулирования центробежного вентилятора на 26 %.

Ключевые слова: вентилятор; энергетический регулятор; аэродинамика; поток; стенд; математическая модель; регулирование турбомашин; направляющие аппараты.

 

ЛИТЕРАТУРА

Носырев Б. А., Белов С. В. Вентиляторные установки шахт и метрополитенов. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2000. 278 с.
Петров А. В. Энергетические методы управления подъемной силой крыла. М.: Физматлит, 2011. 404 с.
Баутин С. П., Обухов А. Г. Математическое моделирование разрушительных атмосферных вихрей. Новосибирск: Наука, 2012. 152 с.
Баутин С. П., Крутова И. Ю., Обухов А. Г., Баутин К. В. Разрушительные атмосферные вихри: теоремы, расчеты, эксперименты. Новосибирск: Наука; Екатеринбург: Изд-во УрГУПС, 2013. 215 с.
Макаров Н. В., Копачев В. Ф. Регулирование центробежных вентиляторов энергетическим направляющим аппаратом // Горное оборудование и электромеханика. 2007. № 5. С. 43–46.
Макаров В. Н., Макаров Н. В., Закиев Р. В. Идеальная аэродинамическая характеристика центробежного вентилятора с энергетическим регулятором // ГИАБ. 2009. Т. 16, № 12. С. 349–356.
Идельчик И. Е. Аэродинамика технологических аппаратов. М.: Машиностроение, 1983. 351 с.
Потапов В. Я. Разработка математической модели движения частиц в сепараторе по трению и упругости // Изв. вузов. Горный журнал. 2011. № 3. С. 60–65.
Englar R. J. Overview of circulation control pneumatic aerodynamics. In: Applications of circulation control technology, Progress in astronautics and aeronautics. Vol. 214, AIAA, 2006. pp. 23–68.
Макаров Н. В., Шавлов Е. Н., Макаров В. Н. Аэродинамический расчет энергетического регулятора вентиляторов местного проветривания // Технологическое оборудование для горной и нефтегазовой промышленности: сб. статей XIII Междунар. науч.-техн. конф. Чтения памяти В. Р. Кубачека. 2015. С. 81–85.