標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室設(shè)計(jì)與研究*

彭明輝

（1.國(guó)家煤礦防塵通風(fēng)安全產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，重慶400037；2.中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司，重慶400037）

根據(jù)GB/T1236標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，試驗(yàn)裝置分為4中類(lèi)型，A型自由進(jìn)口、自由出口，B型自由進(jìn)口、管道出口，C型管道進(jìn)口、自由出口，D型管道進(jìn)口、管道出口[1]。根據(jù)通風(fēng)設(shè)備的通風(fēng)類(lèi)型分為壓入式、抽出式和混流式，B型試驗(yàn)裝置主要針對(duì)的是壓入式通風(fēng)設(shè)備試驗(yàn)。為滿足低壓力、大風(fēng)量的壓入式通風(fēng)設(shè)備，標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室是最佳選擇。因此，通過(guò)設(shè)計(jì)斷面為3m×3m的B型多噴嘴風(fēng)室來(lái)解決這類(lèi)通風(fēng)設(shè)備的試驗(yàn)。

1 標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室設(shè)計(jì)原理

依據(jù)GB/T1236對(duì)風(fēng)室的規(guī)定和要求，標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室主要由輔助通風(fēng)機(jī)、多噴嘴風(fēng)室本體、密閉風(fēng)閥、星型整流柵、風(fēng)道1、風(fēng)道2、變徑接頭等構(gòu)成，總圖如圖1所示。

圖1 標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室總圖

2 標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室各組成部分

2.1 輔助通風(fēng)機(jī)

輔助通風(fēng)機(jī)作用是產(chǎn)生壓力來(lái)克服試驗(yàn)風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)裝置的阻力，以便測(cè)試出試驗(yàn)通風(fēng)機(jī)零壓力下的流量。在試驗(yàn)過(guò)程中，輔助通風(fēng)機(jī)不應(yīng)產(chǎn)生喘振或流量脈沖等情況。根據(jù)風(fēng)室測(cè)試能力的要求，綜合考慮配套的試驗(yàn)風(fēng)道大小，以及多噴嘴風(fēng)室斷面3m×3m的要求，進(jìn)行選型計(jì)算，最終選擇葉輪直徑為φ1.12m的變頻軸流風(fēng)機(jī)作為輔助通風(fēng)機(jī)，頻率范圍5～60Hz，功率為 75kW。

2.2 多噴嘴風(fēng)室本體

根據(jù)GB/T1236標(biāo)準(zhǔn)要求和多噴嘴風(fēng)室斷面3m×3m的要求，計(jì)算得出多噴嘴箱的長(zhǎng)度L≥6.46m，考慮各段加工與安裝，最終長(zhǎng)度為6.95m，具體尺寸如圖1所示。多噴嘴箱面板為201不銹鋼板，厚5mm。多噴嘴墻是由1個(gè)喉部直徑150mm和17個(gè)喉部直徑189mm的兩種噴嘴組合安裝而成，每個(gè)噴嘴距離風(fēng)室壁至少為噴嘴喉部1.5倍，同時(shí)使用的任意兩個(gè)噴嘴中線的最小間距為噴嘴喉部3倍進(jìn)行布局[2]。穩(wěn)流裝置為三層均勻的穿孔板，各自流通面積分別為60%、50%、45%，來(lái)保證氣流穩(wěn)定[3]。60%穿孔板采用圓孔 φ8mm，50%、45%穿孔板采用圓孔φ10mm，均采用不銹鋼多孔網(wǎng)板制造，厚度5mm。多噴嘴箱出口中心位置預(yù)留一個(gè)1.5m×1.5m的方法蘭接口，中心位置與風(fēng)室中心線一致。為保證多噴嘴箱在壓力的情況不發(fā)生形變，在多噴嘴箱外部進(jìn)行加固處理，采用外骨架方鋼進(jìn)行的方式，從而不影響多噴嘴箱內(nèi)壁的平滑性，又保證了其強(qiáng)度。便于測(cè)試流量與壓力，底座平臺(tái)采用20#槽鋼或工字鋼焊接搭建，搭建高度為中心線距離地面1.8m。

2.3 密閉風(fēng)閥

密閉風(fēng)閥的作用是調(diào)節(jié)風(fēng)室的阻力，要求開(kāi)閉大小能夠任意調(diào)節(jié)。同時(shí)配合輔助風(fēng)機(jī)的安裝尺寸，選購(gòu)內(nèi)腔尺寸φ1.15m無(wú)極調(diào)速風(fēng)閥，風(fēng)閥安裝在輔助風(fēng)機(jī)與整流柵之間。

2.4 星型整流柵

星型整流柵的作用是使輔助通風(fēng)機(jī)通過(guò)密閉風(fēng)閥的風(fēng)流平穩(wěn)進(jìn)入風(fēng)室中。標(biāo)準(zhǔn)B型風(fēng)室為星型整流柵[4]的內(nèi)徑為φ1.15m，厚度3mm、長(zhǎng)度 2300mm，材質(zhì)不銹鋼201，如圖2所示。

圖2 蜂窩型整流柵

2.5 風(fēng)道1

前標(biāo)準(zhǔn)管道采用φ1.15m的圓形標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)風(fēng)道，風(fēng)道長(zhǎng)度為2.3m，前端與試驗(yàn)通風(fēng)機(jī)相連接，后端通過(guò)法蘭與星型整流柵連接，材質(zhì)為不銹鋼201。

2.6 壓力測(cè)量接口

通風(fēng)設(shè)備的壓力可以分為動(dòng)壓和靜壓，多噴嘴風(fēng)室壓力測(cè)量是對(duì)靜壓進(jìn)行測(cè)量。采用壓力計(jì)在多噴嘴風(fēng)室規(guī)定的位置壁上，垂直地開(kāi)設(shè)測(cè)量所用的壁測(cè)靜壓孔，通過(guò)三通和軟管連接來(lái)測(cè)量風(fēng)機(jī)的靜壓[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

3m×3m斷面標(biāo)準(zhǔn)B型多噴嘴風(fēng)室能夠滿足壓入式通風(fēng)設(shè)備的測(cè)試需求，所有結(jié)構(gòu)尺寸符合GB/T1236標(biāo)準(zhǔn)要求，能夠進(jìn)行低壓力、大風(fēng)量的通風(fēng)設(shè)備試驗(yàn)。