矿用变频主通风机性能及噪声实验研究

发布时间：2019-01-10 21:28

【摘要】：为了解决普遍存在的变频调节节能预估偏大的问题,利用自主研制的矿用主通风机实验平台,开展了多变频率下K45-4-№9/18.5k W轴流主通风机性能实验和噪声特性实验。以经典的比例定律公式为基础,应用最小二乘法进行了不同频率下风机性能参数的实验数据处理,得到了风量与风压、轴功率、效率之间的最佳拟合阶数,并绘制了不同频率下的主通风机性能曲线族;研究了主通风机进气口在不同频率下的噪声特性,得出主通风机进气口噪声的主要噪声频率范围和频谱特性。本文取得的主要研究成果如下:(1)矿用主通风机变频调速不宜低于额定转速的50%;在额定转速的50%?100%之间调速时,以实验最大风量点为最佳工况点,对比相邻频率间的节能率,得出最大节能率达到47%。(2)变频矿用主通风机风压-风量曲线以5次拟合效果最佳;轴功率-风量曲线和效率-风量曲线以4次拟合效果最佳。(3)变频主通风机不同频率下的性能曲线具有相似性,同时具有显著的非等比变化特性;该非等比变化律公式提供了一种主通风机变频节能率的计算方法。(4)变频主通风机不同频率下的风机性能曲线合理工作区域不同;轴功率比-风量比曲线呈现减速非等比递增,并最终趋于某一极限值,表明主通风机变频到一定程度将不再会有节能收益;随着频率的下降,变频主通风机性能曲线所对应的最大效率值减小,与按相似率计算的误差增大。(5)当频率为50Hz时,工频与变频100%两种情况下的主通风机性能曲线是相似的;变频运行比工频100%运行更节能,且两者间的最大节能率为2.94%;工频下的效率略大于变频100%下的效率,最大效率差达到2.93%。(6)变频主通风机进气口的噪声频率主要分布在125Hz?4000Hz的频率段,即主要为中低频噪声;不同频率下的噪声频谱特性曲线变化趋势大体相同,且变频主通风机噪声存在着衰减特性,即噪声随着频率的降低而减小;噪声在衰减过程中,噪声变化率呈现增大的趋势。
[Abstract]:In order to solve the problem of large energy saving prediction in frequency conversion regulation, the experimental platform of mine main ventilator developed by ourselves is used. The performance experiment and noise characteristic experiment of K45-4- 9 / 18.5 kW axial flow main ventilator are carried out. Based on the classical formula of proportional law, the experimental data of fan performance parameters at different frequencies are processed by the least square method, and the optimum fitting order between air volume and wind pressure, shaft power and efficiency is obtained. And draw the main fan performance curve family under different frequency; The noise characteristics of main fan inlet at different frequencies are studied. The main noise frequency range and spectrum characteristics of main fan inlet noise are obtained. The main research results obtained in this paper are as follows: (1) the frequency conversion speed regulation of mine main ventilator should not be less than 50 times of rated speed; When the speed of speed is between 50% and 100% of the rated speed, the maximum experimental air flow rate is taken as the best operating point, and the energy saving rate between adjacent frequencies is compared. It is concluded that the maximum energy saving rate is 47. (2) the wind pressure-air volume curve of the main ventilator used in frequency conversion mine is the best fitting result in 5 times; The results of four times fitting are the best. (3) the performance curves of the main ventilator with variable frequency are similar and have remarkable non-equal ratio variation. The formula of the non-equal-ratio variation law provides a method for calculating the energy saving rate of the main fan. (4) the performance curve of the main ventilator is different in reasonable working area under different frequencies; The curve of axial power ratio and air volume ratio presents deceleration and non-equal ratio increasing, and finally tends to a certain limit value, indicating that the main fan frequency conversion to a certain extent will no longer have the benefit of energy saving; With the decrease of frequency, the maximum efficiency corresponding to the performance curve of frequency conversion main ventilator decreases, and the error calculated at similar rate increases. (5) when the frequency is 50Hz, The main fan performance curve of power frequency and frequency conversion 100% is similar; The frequency conversion operation is more energy efficient than the power frequency 100% operation, and the maximum energy saving rate between the two is 2.94. The efficiency of power frequency is a little higher than that of frequency conversion 100%, and the maximum efficiency difference is 2.933. (6) the noise frequency of the main ventilator inlet is mainly distributed in the frequency range of 125Hz?4000Hz, that is, the medium and low frequency noise; The variation trend of the noise spectrum characteristic curve at different frequencies is roughly the same, and the noise of the frequency conversion main ventilator has attenuation characteristics, that is, the noise decreases with the decrease of the frequency, and the noise rate increases during the attenuation process.
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD441

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本文编号：2406800