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矿井通风机风量测试方法研究与仿真分析

发布时间:2018-11-11 16:18
【摘要】:通风机是煤矿生产中重要的安全设备,风量作为通风机的主要参数,其测量的准确性直接影响通风机工作状态和性能的评价。因此,研究矿井通风机风量测试方法和对传统方法进行有效的改进,具有重要的研究价值和现实意义。风速法是目前矿井在用通风机性能检测中常用的风量测试方法,本文以圆形风硐为例,对风硐内部风流分布规律进行了理论分析,并采用切贝切夫法确定了测试点的布置方案。风速法进行风量测定时,需在测风断面上搭建传感器固定支架,而支架会对风硐内部的风流分布产生扰动,影响测量准确性。针对这一问题,利用Fluent软件分别建立有支架和无支架的风硐仿真模型并进行模拟计算,得到了这两种情况下各测试点的仿真风速值。仿真结果表明,支架引起了测风断面风速值的改变,与无支架时相比风速值的最大相对误差为10.4%,平均相对误差为4.4%。根据这两种情况下的风速仿真数据,采用最小二乘法对数据进行拟合,得到了在同样的风流入口条件下两者速度之间的函数关系,选取拟合效果最佳的函数对支架干扰下的风速进行误差补偿。最后,根据改进后的风量测试方法,基于虚拟仪器技术,构建了通风机风量测试系统的硬件平台,并完成了测试软件的设计。论文设计搭建了实验平台,对风量测试系统进行了静态特性分析,对误差补偿函数进行了仿真验证,并以离心式通风机为对象对该风量测试系统进行了功能验证。实验结果表明,该风量的误差补偿算法可提高通风机风量测试的准确性,所设计的测试系统可实现通风机风量的测试。
[Abstract]:Ventilator is an important safety equipment in coal mine production. As the main parameter of ventilator, the accuracy of its measurement directly affects the evaluation of working state and performance of ventilator. Therefore, it is of great value and practical significance to study the measurement method of mine ventilator air volume and to improve the traditional method effectively. Wind velocity method is a common method of air volume measurement in mine fan performance testing at present. Taking the circular air chamber as an example, the distribution law of air flow in the air chamber is theoretically analyzed, and the layout scheme of test points is determined by using Chebechev method. When the wind speed method is used to measure the air volume, the fixed support of the sensor should be built on the wind measurement section, and the support will disturb the air flow distribution in the wind chamber and affect the accuracy of the measurement. In order to solve this problem, the simulation model of wind tunnel with and without support is established by Fluent software, and the simulated wind speed of each test point is obtained. The simulation results show that the wind velocity value of the wind profile is changed by the bracket. The maximum relative error of the wind velocity value is 10.4 and the average relative error is 4.4. According to the simulation data of wind speed in these two cases, the least square method is used to fit the data, and the functional relationship between the two velocities under the same inlet condition is obtained. The best fitting function is chosen to compensate the wind speed under the interference of the bracket. Finally, according to the improved air volume test method, based on the virtual instrument technology, the hardware platform of fan air volume test system is constructed, and the test software is designed. The paper designs and builds an experimental platform, analyzes the static characteristics of the air volume test system, simulates the error compensation function, and validates the function of the air volume test system by taking the centrifugal fan as the object. The experimental results show that the error compensation algorithm can improve the accuracy of fan air volume measurement, and the designed test system can realize the test of fan air volume.
【学位授予单位】:西安科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TD441

【参考文献】

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本文编号:2325419

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