標準B型多噴嘴風室設(shè)計與研究*

彭明輝

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

根據(jù)GB/T1236標準規(guī)定，試驗裝置分為4中類型，A型自由進口、自由出口，B型自由進口、管道出口，C型管道進口、自由出口，D型管道進口、管道出口[1]。根據(jù)通風設(shè)備的通風類型分為壓入式、抽出式和混流式，B型試驗裝置主要針對的是壓入式通風設(shè)備試驗。為滿足低壓力、大風量的壓入式通風設(shè)備，標準B型多噴嘴風室是最佳選擇。因此，通過設(shè)計斷面為3m×3m的B型多噴嘴風室來解決這類通風設(shè)備的試驗。

1 標準B型多噴嘴風室設(shè)計原理

依據(jù)GB/T1236對風室的規(guī)定和要求，標準B型多噴嘴風室主要由輔助通風機、多噴嘴風室本體、密閉風閥、星型整流柵、風道1、風道2、變徑接頭等構(gòu)成，總圖如圖1所示。

圖1 標準B型多噴嘴風室總圖

2 標準B型多噴嘴風室各組成部分

2.1 輔助通風機

輔助通風機作用是產(chǎn)生壓力來克服試驗風機經(jīng)過試驗裝置的阻力，以便測試出試驗通風機零壓力下的流量。在試驗過程中，輔助通風機不應產(chǎn)生喘振或流量脈沖等情況。根據(jù)風室測試能力的要求，綜合考慮配套的試驗風道大小，以及多噴嘴風室斷面3m×3m的要求，進行選型計算，最終選擇葉輪直徑為φ1.12m的變頻軸流風機作為輔助通風機，頻率范圍5～60Hz，功率為 75kW。

2.2 多噴嘴風室本體

根據(jù)GB/T1236標準要求和多噴嘴風室斷面3m×3m的要求，計算得出多噴嘴箱的長度L≥6.46m，考慮各段加工與安裝，最終長度為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個喉部直徑150mm和17個喉部直徑189mm的兩種噴嘴組合安裝而成，每個噴嘴距離風室壁至少為噴嘴喉部1.5倍，同時使用的任意兩個噴嘴中線的最小間距為噴嘴喉部3倍進行布局[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留一個1.5m×1.5m的方法蘭接口，中心位置與風室中心線一致。為保證多噴嘴箱在壓力的情況不發(fā)生形變，在多噴嘴箱外部進行加固處理，采用外骨架方鋼進行的方式，從而不影響多噴嘴箱內(nèi)壁的平滑性，又保證了其強度。便于測試流量與壓力，底座平臺采用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 密閉風閥

密閉風閥的作用是調(diào)節(jié)風室的阻力，要求開閉大小能夠任意調(diào)節(jié)。同時配合輔助風機的安裝尺寸，選購內(nèi)腔尺寸φ1.15m無極調(diào)速風閥，風閥安裝在輔助風機與整流柵之間。

2.4 星型整流柵

星型整流柵的作用是使輔助通風機通過密閉風閥的風流平穩(wěn)進入風室中。標準B型風室為星型整流柵[4]的內(nèi)徑為φ1.15m，厚度3mm、長度 2300mm，材質(zhì)不銹鋼201，如圖2所示。

圖2 蜂窩型整流柵

2.5 風道1

前標準管道采用φ1.15m的圓形標準試驗風道，風道長度為2.3m，前端與試驗通風機相連接，后端通過法蘭與星型整流柵連接，材質(zhì)為不銹鋼201。

2.6 壓力測量接口

通風設(shè)備的壓力可以分為動壓和靜壓，多噴嘴風室壓力測量是對靜壓進行測量。采用壓力計在多噴嘴風室規(guī)定的位置壁上，垂直地開設(shè)測量所用的壁測靜壓孔，通過三通和軟管連接來測量風機的靜壓[5]。

3 結(jié)語

3m×3m斷面標準B型多噴嘴風室能夠滿足壓入式通風設(shè)備的測試需求，所有結(jié)構(gòu)尺寸符合GB/T1236標準要求，能夠進行低壓力、大風量的通風設(shè)備試驗。