Содержание к диссертации
Введение
1. Анализ состояния, проблемы и критерии качества вентиляторов местного проветривания 9
1.1. Требования, предъявляемые к системам вентиляции, оценка и анализ состояния проветривания угольных шахт
1.2. Особенности вентиляционных режимов вентиляторов местногс проветривания
1.3. Математическое моделирование вентиляционных сетей горных выработок 29
1.4. Методология проектирования систем вентиляции шахт с 9 вентиляторами местного проветривания и критерии её эффективности
1.5. Требования, предъявляемые к вентиляторам местногс проветривания и критерии их эффективности Выводы 48
2. Генезис повышения аэродинамической нагруженности и адаптивности вентиляторов местного проветривания 49
2.1. Основные этапы развития шахтного вентиляторостроения и совершенствования вентиляторов местного проветривания
2.2. Механизм взаимодействия потока рабочей среды с проточной частью вентиляторов местного проветривания
2.3. Активные методы управления течением в вентиляторах местного проветривания 55
2.4. Обоснование эффективности энергетического управления течением в проточной части вентиляторов местного проветривания для повышения их аэродинамической нагруженности и адаптивности
Выводы и предложения 70
3. Графическая и аналитическая модели зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно гладких профилей от параметров адаптивного вихреисточника 72
3.1. Методы аэродинамического расчета турбомашин с управляемой
циркуляцией
3.2. Математическое моделирование зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких профилей от параметров стока и источника
3.3. Математическое моделирование зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких профилей от параметров адаптивного вихреисточника Выводы и рекомендации 97
4. Математическая модель течения рабочей среды во вращающейся радиальной решетке кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками 98
4.1. Графическая модель течения рабочей среды вращающейся радиальной решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы с адаптивными вихреисточниками 98
4.2. Математическое моделирование вращающейся радиальное решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы с адаптивными вихреисточниками
4.3. Разработка метода аэродинамического расчета вращающейся радиальной решетки кусочно-гладких профилей в форме отрезков логарифмической спирали с адаптивными вихреисточниками 119
4.4. Анализ регулируемости вращающейся круговой решетки кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками 136
Выводы и предложения 143
5. Моделирование и экспериментальные исследования высоконагруженных, адаптивных аэродинамических схем радиально вихревых прямоточных вентиляторов местного проветривания 144
5.1. Критерии подобия течения потока в вентиляторе с адаптивными вихреисточниками в лопатках его рабочего колеса х/ 4
5.2. Экспериментальное оборудование и методика исследований... 114
5.3. Методика определения показателей достоверности и погрешности экспериментальных измерений 150
5.4. Результаты экспериментальных исследований вихревых камер, моделирующих адаптивные вихреисточники
5.5. Экспериментальные исследования радиально-вихревых прямоточных аэродинамических схем 158
5.6. Экспериментальные исследования регулируемости прямоточных вентиляторов местного проветривания с адаптивными л вихреисточниками Выводы и рекомендации 164
6. Основные направления совершенствования вентиляторов местного проветривания на период до 2020 года 165
6.1. Динамика вентиляционных режимов тупиковы выработок
6.2. Обоснование и предложение параметрического ряда блочне модульных вентиляторов местного проветривания типа ВРВП х" выводы 171
Заключение 172
Список литературыq
- Математическое моделирование вентиляционных сетей горных выработок
- Активные методы управления течением в вентиляторах местного проветривания
- Математическое моделирование зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких профилей от параметров адаптивного вихреисточника Выводы и рекомендации
- Математическое моделирование вращающейся радиальное решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы с адаптивными вихреисточниками
Математическое моделирование вентиляционных сетей горных выработок
Основным средством создания нормальных атмосферных условий в шахтах является проветривание, в значительной мере содействующее повышению производительности труда горнорабочих. Роль вентиляции возрастает с увеличением производственной мощности шахт и переходом работ на глубокие горизонты, так как при этом повышается газоносность месторождений, растет число пластов, склонных к внезапным выбросам угля и газа, повышается температура горных пород, возрастает интенсивность выделения пыли, ухудшаются микроклиматические условия в горных выработках.
В связи с этим в шахты необходимо подавать большее количество воздуха при более значительном напоре, что вызывает увеличение его потерь. Поэтому теоретическое и практическое решение вопросов повышения эффективности проветривания имеет важное значение при проектировании систем вентиляции шахт. Изучение этих вопросов представляет собой трудоемкую и сложную задачу, поставленную академиком А.А. Скочинским и созданными им научно исследовательскими институтами, разработку которой продолжил КЗ. Ушаков.
Угольные шахты относятся к предприятиям с повышенной опасностью труда. Это обусловлено. В первую очередь, выделением метана, адсорбированного в угле, при его добыче. Удаление взрывоопасного газа из зоны забоя и прилегающих выработок проводится путем организации достаточной вентиляции выработок. Вентиляция также необходима для обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условия труда горняков.
Существенную роль в накоплении метана в выработках угольных шахт играют нестационарные процессы их вентиляции. Они возникают при изменении режима проветривания сети выработок, при установке вентиляционных шлюзов и других изоляционных сооружений, изменяющих потокораспределение воздуха в сети выработок. Во время нестационарных процессов вентиляции возможно возникновение слабо проветриваемых зон, в которых могут образовываться зоны слоевого и местного загазовывания метаном с высокой его концентрацией. Нестационарные аэродинамические процессы в сети выработок возникают при возникновении локальных очагов пожара и их развития. В этих условиях требуются оперативность и точность прогнозирования параметров загазовывания метаном выработок угольной шахты.
Обеспечение технико-экономической эффективности предприятий подземной угледобычи требует, с одной стороны, уменьшения числа действующих очистных забоев, с другой стороны, - повышения суточной нагрузки на лаву. Для решения этой задачи важнейшим условием является надежное управление газовыделением на выемочном участке, т.к. нагрузка на очистной забой является одним из основных факторов, влияющих на метанообильность выемочного участка: с ростом нагрузки существенно увеличивается абсолютная газообильность выемочных участков и шахты в целом.
Основным показателем, определяющим требования газового режима, является относительная газообильность шахты, которая для действующих угольных шахт России находится в диапазоне от 3 м /т до 100 м на тонну. При этом более 80 % шахт относятся к опасным по метану. Абсолютная газообильность шахт при этом составляет в среднем от 2,5 до 100 мЗ/мин, для шахт III категории и сверхкатегорийных - от 10 до 150 мЗ/мин.
В настоящее время в угольной промышленности России внедрение высокопроизводительных механизированных очистных комплексов, обеспечивающих нагрузку на лаву 20 тыс. т/сут. и более, - снова ограничивается «газовым барьером».
Этот термин впервые появился в научно-технической литературе в 70-х гг., когда производительность механизированных очистных комплексов на высокогазоносных пластах вышла на уровень 600-1000 т/сут. Потребности угольной промышленности в преодолении этого барьера привели к бурному росту исследований закономерностей выделения метана и разработке новых способов и средств управления газовыделением на выемочных участках.
Широкое распространение получили схемы вентиляции с, так называемым, «газоотсосом через выработанное пространство». Эти схемы позволяют эффективно управлять метановыделением в пределах выемочного участка. Но они являются высокоопасными, с точки зрения образования местных скоплений метана за пределами действующих выемочных участков, а также в отношении эндогенной пожароопасности, особенно при отработке свит пластов, склонных к самовозгоранию.
Мировой опыт свидетельствует, что на газовых шахтах для обеспечения высокой производительности современного очистного оборудования успешно используются, главным образом, Н-образные схемы вентиляции выемочных участков с дегазацией выработанных пространств, для которых в каждом конкретном случае требуется обоснование и соответствующий расчет.
Введение в действие в 2003 г. Федерального закона «О техническом регулировании» от 27.12.2002N 184, предусматривающего переход от отраслевых Правил безопасности к Техническим регламентам, повышает актуальность работ по восполнению указанного «пробела» в нормативно-методической базе по метанобезопасности угольных шахт. В первую очередь это относится к проектированию систем вентиляции.
Система вентиляции угольной шахты включает в себя схему вентиляции шахты, способ проветривания, источники тяги и регуляторы распределения воздуха. Основная цель функционирования данной системы - обеспечение эффективного проветривания, т.е. соответствия параметров рудничной атмосферы требованиям санитарно-гигиенических нормативов и норм обеспечения взрывобезопасности.
Расчет потребности в воздухе производится по основным определяющим факторам: вредным газам, тепловыделениям, горючим газам. Однако, удельный расход воздуха на газообильных шахтах, как правило, не отражает зависимости величины расхода воздуха от газовыделения в шахте.
Для безопасного проветривания в отношении тепло- или газовыделения при проектировании схем вентиляции необходимо учитывать не только действующие горные выработки, но и выработанные пространства и другие погашенные выработки. При проектировании высокопроизводительных участков выбор соответствующей схемы проветривания в значительной мере зависит от того, какой из факторов представляет собой наибольшую опасность: самовозгорание угля, метановыделение или тепловой режим. Для сверхкатегорийных шахт наибольшую опасность представляет собой метан, поэтому метанобезопасность при проектировании таких шахт является определяющим требованием.
Повышение производительности очистных забоев оказывает определяющее влияние на метановыделение в горные выработки. В первую очередь, это влияние выражается в значительном увеличении абсолютной метанообильности. Как показывает опыт, с ростом начальной газообильности темпы ее увеличения при возрастании нагрузки на лаву снижаются. Относительная газообильность при возрастании нагрузки существенно снижается. Поэтому оценка метановой опасности высокопроизводительных шахт на основе показателя относительной газообильности не отражает реальной степени риска.
Процесс выделения метана, как известно, связан с десорбцией метана из добываемого угля и из вышележащих пород, пропластков и пластов-спутников. Этот процесс имеет характерную динамику во времени, определяемую сорбционно-фильтрационными характеристиками угольных пластов. Поэтому увеличение интенсивности ведения горных работ приводит к тому, что время дегазации подрабатываемого массива в процессе выемки угля сокращается, в результате чего в пределах очистного забоя выделяется меньшее количество метана. При этом газовыделение продолжается в дальнейшем за пределами очистного забоя - в выработанное пространство, в общеисходящие струи шахт. Концентрация горных работ, таким образом, не означает, что относительная газообильность шахты в целом снижается.
Активные методы управления течением в вентиляторах местного проветривания
Коэффициент экономической эффективности характеризует способность ВМП с минимальными энергозатратами обеспечивать переменные вентиляционные режимы.
Для определения численных значений коэффициента Кф и подтверждения наличия корреляции вентиляционных параметров воздуховодов тупиковых выработок и общешахтной вентиляционной сети многосвязных комбинированных вентиляционных систем газообильных угольных шахт и возможности разделения их на группы по уровню взаимной трудности проветривания были использованы материалы депрессионных съемок и проектных вентиляционных режимов. По результатам обработки установлено, что показатель, Кф изменяется в диапазоне 4,2 КФ 9,6, среднестатистическое его значение составляет 7,2. Среднее квадратичное отклонение аКф =0,56.
Этому отклонению соответствует средняя квадратичная ошибка определения среднего значения Кф равная 0.01 или +1,4 %. Коэффициент корреляции параметров вентиляции общешахтной и газоотводящей вентиляционных сетей составил 0,4, что больше в четыре раза значения средней квадратичной ошибки коэффициента Кф. Поэтому корреляционную связь между параметрами общешахтной и газоотводящей вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы газообильных угольных шахт в рамках рассмотренной их выборки можно считать достоверно установленной.
Функциональная эффективность структуры, состоящей из ВМП, ВЦГ, ВГП и многосвязной комбинированной вентиляционной системы в большей степени обусловлена обеспечением аэрогазодинамической изоляции очистных выработок из выработанного пространства с изолированным отводом метановоздушной смеси через выработанное пространство. Интегральным показателем, характеризующим данный процесс, является коэффициент распределения воздуха, определяемый отношением расхода метановоздушной смеси через газоотводящую сеть к подаче воздуха в очистную выработку через общешахтную вентиляционную сеть. Учитывая наличие корреляционной связи между эквивалентными отверстиями общешахтных и газоотводящих вентиляционных сетей, а также вышесказанное, получим ограничение, накладываемое на соотношение аэродинамических параметров ВМП по отношению к ВГП для обеспечения аэродинамической нагруженности, характеризующего стабильность аэродинамической изоляции при изменении параметров вентиляционной сети:
В статье [37] приведен расчет обеспечения аэрогазодинамической изоляции очистной выработки от выработанного пространства с использованием ГВУ и ВМП. При построении математической модели использованы вышеуказанные критерии эффективности ВМП. Из вышеприведенной статьи видно, что с увеличением коэффициента аэродинамической нагруженности ВМП происходит увеличение прироста подачи воздуха в тупиковую выработку за счет использования ВМП в качестве «активного сопротивления» и повышения эффективности сепарации метана из тупиковой выработки.
ВМП являются энергоемкими объектами шахт, если учесть, что стоимость потребляемой ими электроэнергии составляет большую часть затрат на их эксплуатацию, то становится очевидным необходимость выявления степени соответствия расчетных показателей эффективности энергопотребления Кэ, Г фактическим, возможности использования их на стадии технического и рабочего проекта в качестве критерия эксплуатационной экономичности в части энергопотребления для комплексной оценки качества разработки.
В работе [12] произведен анализ влияния максимального и средневзвешенного к.п.д. шахтных ВГП на их средний эксплуатационный статический к.п.д. Рассмотрены три вида парных регрессии: прямолинейная, параболическая и гиперболическая. Соответствующие им корреляционные отношении получены в диапазоне 0.53 - 0.63. Однако в исследуемом экспериментальном материале отсутствовала часть типоразмеров ВМП, находящихся в настоящее время на производстве, зависимость определялась в целом для вентиляторов с осевыми и центробежными вентиляторами и главное раздельно, т.е. независимо по каждому показателю.
Для проведения расчетов, с учетом вышесказанного, был собран материал по эксплуатационным к.п.д. 265 вентиляторов местного проветривания 13-ти типоразмеров, установленных на угольных шахтах. В пределах каждого типоразмера произведено осреднение к.п.д. с учетом фактического режима работы вентилятора. Основные данные по рассматриваемым вентиляторам получены по результатам депрессионных съемок на шахтах и их анализа, проведенного НИИГМ им. М.М. Федорова, Донгипроуглемашем, Артемовским машзаводом и ГОУ ВПО «УГГУ» за период с 1965 по 2012 г.г. Результаты обработки значений эксплуатационных статических к.п.д. удельного энергопотребления, глубины экономического регулирования по давлению приведены в таб. 1.1.
Математическое моделирование зависимости циркуляции и аэродинамической нагруженности круговой решетки кусочно-гладких профилей от параметров адаптивного вихреисточника Выводы и рекомендации
Отличительной особенностью локального адаптивного вихреисточника являются следующие основные факторы: - энергетические характеристики адаптивного вихреисточника, то есть: расход вихреисточника qJs, характеризующий интенсивность расхода его источника; сток вихреисточника q]c, характеризующий интенсивность отсоса стока вихреисточника, при этом qJc = -qJK; циркуляция вихря р3ъ, характеризующая интенсивность вихря адаптивного вихреисточника; - кинематически адаптивный вихреисточник формируется за счет тангенциального входа части основного потока из межлопаточного канала круговой решетки профилей в канал стока, с помощью чего он закручивается, приобретая кинетическую энергию, соответствующую интенсивности вихря. При чем, в зависимости от направления канала стока, вращение вихря может организовываться как в направлении вращения круговой решетки профилей, так и противоположном направлении; - источники адаптивного вихреисточника кинематически формируются за счет системы каналов источника, выходящих попарно на тыльную и рабочую линии профиля. При этом суммарный расход источников на тыльную поверхность равен расходу на рабочую поверхность, то есть каждый из них половину интенсивности стока адаптивного вихреисточника; - источники, расположенные на линии профиля в месте расположения стока, находятся в непосредственной близости от входного канала стока, образуя с ним замкнутую систему: источник - сток. То есть в условиях адаптивного вихреисточника в месте расположения стока с интенсивностью
Модель представленного на рис. 3.5. физического явления характеризуется наличием входного канала стока адаптивного вихреисточника, определяемого координатами QJcl,QJc2, и характеризующегося интенсивностью отсоса стока qJc выходным каналом источника адаптивного вихреисточника, определяемого координатами 9 , 9 2, и характеризующегося интенсивностью расхода источника qJs, а также вихря с интенсивностью циркуляции pJB, расположенного в задней геометрической точке кусочно-гладкого профиля 0 Физически это означает, что внутриу -го круга, изображенного на рис 3.5 области Sr расположены сток и источник, равной интенсивности в силу характеристических особенностей адаптивного вихреисточника, указанных выше. При этом, в бесконечности на области Sr расположены соответственно источник и сток той же интенсивности. Часть воздуха из основного потока, обтекающего у -ый круг поступает во внутрь вышеуказанного круга через входной канал стока, при этом вытекает в том же количестве через два выходных канала источников адаптивного вихреисточника, расположенных сопряженно относительно задней критической точки 0 .
Учитывая, что в месте расположения стенки входного канала стока QJc2 и в месте расположения стенки выходного канала источника 9 втекающий и вытекающий потоки движутся в направлении противоположном основному потоку, на круге возникают две критические точки, определяемые координатами QJKC ,04,, в которых скорость основного потока равна 0.
Таким образом, нау-ой окружности в области Sr формируются четыре критических точки, то есть точки нау-ом отрезке кусочно-гладкого профиля круговой решетки, в которых скорость основного патока равна 0: передняя критическая точка 0/, задняя критическая точка 0 , критическая точка, обусловленная наличием стока адаптивного вихреисточника 04, критическая точка, обусловленная наличием источника адаптивного вихреисточника 04,. Наличие в задней геометрической критической точке0 вихря адаптивного вихреисточника с интенсивностью циркуляции р3ъ индуцируют вокруг круга PJ единичного радиуса в области Sr скорость равную —, способствующую смещению задней геометрической критической точки 0 в заднюю эффективную критическую точку 0 р . Кроме того в точках, соответствующих границам входного канала стока адаптивного вихреисточника 9 ,9 2 и границам входного канала адаптивного вихреисточника 0 ,0 , а также в начале координат, где помещены сток и источник, скорость имеет бесконечное значение, поскольку они представляют собой гидродинамические особенности первого порядка.
Таким образом, уравнение для определения скорости обтекания у-го круга радиуса lj \ в области Sr с учетом метода особенностей Чаплыгина С.А., Поскольку именно положение задней критической точки, то есть точки схода потока с профиля определяют величину циркуляции вокруг профиля, а следовательно и аэродинамическую нагруженность круговой решетки профилей, величина угла смещения (А03р+А0зР определяет величину прироста циркуляции, а следовательно и аэродинамической нагруженности круговой решетки профилей.
Таким образом, используя простейшие преобразования, мы получили формулу, позволяющую объяснить физический процесс изменения циркуляции вокруг профиля, а, следовательно, и изменение аэродинамической нагруженности круговой решетки профилей при воздействии на основной поток стока вихреисточника.
С учетом результатов, полученных выше. Построим математическую модель расчета дополнительной циркуляции, возникающей вокруг круга в области Sr, а, следовательно, вокруг профилей кусочно-гладкой решетки с адаптивными вихреисточниками от воздействия на основной поток стока, источника и вихря адаптивного вихреисточника с интенсивностью: q{ , qi,
Математическое моделирование вращающейся радиальное решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы с адаптивными вихреисточниками
Идеальная аэродинамическая характеристика вращающейся круговой решетки профилей, представляет собой ее теоретическую характеристику при условии бесконечного числа бесконечно тонких профилей. Вид характеристики, как было показано ранее [34] определяется углом выхода профилей р2л, который в силу бесконечно большего числа профилей совпадает с углом выхода потока из решетки профилей на всех режимах ее работы. При рассмотрении регулируемости идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки аэрогазодинамических кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками геометрические параметры круговой решетки и вихреисточников целенаправленно изменяются, что и обеспечивает высокую адаптивность данного класса турбомашин.
Высокая адаптивность круговых решеток кусочно-гладких профилей с вихреисточниками объясняется большими возможностями изменения циркуляции вокруг профилей. Рассматривая угловые точки кусочно-гладкого профиля, в том числе и его ЗКТГ геометрическую заднюю критическую точку как центры локальных адаптивных вихреисточников, представляющих собой сингулярную особенность, характерную для особой точки возврата, получим, что при потенциальном обтекании неограниченным потоком круговой решетки бесконечно тонких профилей их угловые точки, в том числе, и задняя критическая точка перестают быть точками ветвления потока и угловыми точками, то есть при указанных условиях, имеет место плавное обтекание потенциальным потоком точек сопряжения смежных отрезков кусочно-гладкого бесконечно тонкого аэрогазодинамического профиля, в том числе и его концевой кромки. При этом форма аэрогазодинамического профиля изменяется в зависимости от геометрических и энергетических параметров адаптивных вихреисточников
Таким образом, в теоретической круговой решетке аэрогазодинамических кусочно-гладких профилей при изменении геометрических и энергетических характеристик адаптивного вихреисточника происходит не только изменение угла выхода потока р2 из круговой решетки при фиксированном значении коэффициента ее расхода, но и изменение формы линий тока.
При изменении интенсивности адаптивных вихреисточников происходит поворот основного потока в межлопаточных каналах круговой решетки аэрогазодинамических кусочно-гладких профилей, либо в направлении ее вращения, либо в противоположном направлении, изменению теоретического давления у по сравнению с ут, соответствующего углу выхода р2л телесного теоретического профиля круговой решетки, то есть способствует существенному расширению области регулирования аэродинамических параметров. Физически формирование режима суперциркуляции можно объяснить изменением кривизны теоретического аэрогазодинамического профиля по отношению к базовому теоретическому телесному профилю по мере изменения энергетических параметров адаптивного вихреисточника. Теоретический аэрогазодинамический профиль, соответствующий в данном случае линиям тока основного потока теоретической круговой решетки по мере изменения характеристик адаптивного вихреисточника изменяет свою кривизну по сравнению с базовым теоретическим профилем, тем самым, изменяя форму линий тока основного потока в круговой решетке.
Таким образом, происходит изменение форма линий тока и угла выхода р2л аэрогазодинамического профиля, как следствие изменения его кривизны. Этим объясняется формирование теоретического аэрогазодинамического профиля переменной кривизны, что и приводит к увеличению диапазона изменений теоретического давления круговой решетки аэрогазодинамических профилей по сравнению с теоретической круговой решеткой классических профилей и изменению вида функциональной зависимости, а, следовательно, формы идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки аэрогазодинамических профилей и области ее изменения. На рис. 4.8 приведена область теоретических изменений коэффициента регулируемости аэродинамических параметров вращающейся круговой решетки кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками
Построена функциональная зависимость и идеальная аэродинамическая характеристика теоретической вращающейся круговой решетки с аэрогазодинамическими кусочно-гладкими профилями в угловых точках которых расположены адаптивные вихреисточники. Описана физическая картина изменения угла Рг выхода теоретического аэрогазодинамического профиля идеальной круговой решетки кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками. Доказана возможность использования кусочно-гладких профилей с адаптивными вихреисточниками для создания высоконагруженных вентиляторов с впередзагнутыми лопатками рабочих колес, обладающими при этом высокой экономичностью.
Рекомендовано использовать математическую модель аэродинамики для разработки инженерных методов синтеза радиально-вихревых аэродинамических схем.
Показана возможность построения на базе математических моделей методов расчета высоконагруженных, адаптивных, экономичных вентиляторов местного проветривания.
Применительно к ВМП наиболее перспективным способом повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности является вихревое управление обтеканием лопаток рабочего колеса. В зависимости от параметров управляющего потока достижимо такое воздействие на пограничный слой, при котором наблюдается практически только снижение потерь давления на трение и, как результат, повышение к.п.д., либо управление им с влиянием на ядро потока для целенаправленного увеличения угла выхода потока, изменения циркуляционного течения с целью повышения аэродинамической нагруженности вентилятора.
Конструктивные особенности ВМП позволяют реализовывать в них прямоточную радиально-вихревую аэродинамическую схему с вихревым управлением течением в межлопаточных каналах рабочих колес с применением интегрированных вихреисточников с использованием высокоэнергетического закрученного управляющего потока без применения дополнительных устройств подвода энергии. Это существенно повышает эффективность их взаимодействия с основным потоком, при этом обеспечивая достаточную простоту и надежность конструктивного исполнения вихревых камер.
В отечественной и зарубежной литературе отсутствуют данные по исследованиям метода вихревого управления обтеканием лопаток рабочих колес центробежных вентиляторов, выбору оптимальных энергетических характеристик управляющего потока вихреисточников, геометрических параметров вихревых камер и конструктивной их реализации.
Задача математического описания результирующего течения, сформированного взаимодействием транзитного и циркуляционного потока в центробежном вентиляторе чрезвычайно сложна и до настоящего времени без значительно упрощающих картину течения допущений не решена. По этой причине большое значение при исследовании вентиляторов местного проветривания с вихревыми камерами, встроенными в лопатки рабочих колес приобретают методы, основанные на использовании теории подобия и физического моделирования.
