Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2

В статье дан анализ особенностей, достоинств и недостатков используемых в мировой практике приборов измерения скорости воздушного потока в горных выработках. Отмечено, что мировые тенденции совершенствования тахометрических преобразователей расхода воздуха сводятся, в основном, к улучшению конструкц...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2013
Hauptverfasser:	Дудник, М.Н., Веретенник, В.Н., Вишницкий, А.И.
Format:	Artikel
Sprache:	Russian
Veröffentlicht:	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України 2013
Schriftenreihe:	Геотехническая механика
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60052
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР2 / М.Н. Дудник, В.Н. Веретенник, А.И. Вишницкий // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 109. — С. 193-200. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-60052
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-600522014-04-12T03:02:17Z Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2 Дудник, М.Н. Веретенник, В.Н. Вишницкий, А.И. В статье дан анализ особенностей, достоинств и недостатков используемых в мировой практике приборов измерения скорости воздушного потока в горных выработках. Отмечено, что мировые тенденции совершенствования тахометрических преобразователей расхода воздуха сводятся, в основном, к улучшению конструкции узлов вращения, для чего необходимо использовать современные износоустойчивые материалы или сверхминиатюрные подшипники качения. Оптимальным, по существующим представлениям, для современных анемометров высокого класса, имеющих нижний предел диапазона измерений 0,2 –0,25 м/с, является использование крыльчаток диаметрами 70 – 100 мм.; обосновано уменьшение геометрических параметров крыльчатки, что увеличивает точность измерений. Приведен метод выбора оптимальных аэродинамических параметров крыльчатки: количества и формы лопастей, угла их установки. Полученные результаты использованы при совершенствовании существующей модели АПР-2, а также при создании опытного образца прибора контроля расхода воздуха и депрессии горных выработок. В статті даний аналіз особливостей, достоїнств і недоліків приладів вимірювання швидкості повітряного потоку в гірських виробках, що використовуються в світовій практиці. Відзначено, що світові тенденції вдосконалення тахометричних перетворювачів витрати повітря зводяться, в основному, до поліпшення конструкції вузлів обертання, для чого необхідно використовувати сучасні зносостійкі матеріали або надмініатюрні підшипники качення. Оптимальним, за існуючими явленнями, для сучасних анемометрів високого кла су, що мають нижню межу діапазону вимірювань 0,2 – 0,25 м/з, є використовування крильчаток діаметрами 70 – 100 мм.; обгрунтовано зменшення геометричних параметрів крильчатки, що збільшує точність вимірювань. Приведений метод вибору оптимальних аеродинамічних параметрів крильчатки: кількості і форми лопатей, кута їх установки. Одержані результати в икористані при вдосконаленні існуючої моделі АПР-2, а також при створенні дослідного зразка приладу контролю витрати повітря і депресії гірських виробок. The analysis of features, dignities and lacks of the devices of measuring of speed of current of air used in world practice in the rock making is given in the article. It is marked that the world tendencies of perfection of tachometrical transformers of expense of air are taken, mainly, to the improvement of construction of rotation knots, for what it is necessary to use modern wearresistant materials or subminiaturizational ball bearings. It is shown, that optimum for the modern anemometers of high class, having the lower limit of range of measurings 0,2 – 0,25 м/s, there is the use by kryl'chatky diameters 70 – 100 mm.; diminishment of geometrical parameters of kryl'chatky, that multiplies exactness of measurings, is grounded. The method of choice of optimum aerodynamic parameters of kryl'chatky is resulted: amounts and forms of blades, corner of their setting. It is drawn on got result at perfection of the existent model APR-2, and also at creation of preproduction model of device of control of expense of air and depression of the mountain making. 2013 Article Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР2 / М.Н. Дудник, В.Н. Веретенник, А.И. Вишницкий // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 109. — С. 193-200. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1607-4556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60052 622.414.2.001.2 ru Геотехническая механика Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	В статье дан анализ особенностей, достоинств и недостатков используемых в мировой практике приборов измерения скорости воздушного потока в горных выработках. Отмечено, что мировые тенденции совершенствования тахометрических преобразователей расхода воздуха сводятся, в основном, к улучшению конструкции узлов вращения, для чего необходимо использовать современные износоустойчивые материалы или сверхминиатюрные подшипники качения. Оптимальным, по существующим представлениям, для современных анемометров высокого класса, имеющих нижний предел диапазона измерений 0,2 –0,25 м/с, является использование крыльчаток диаметрами 70 – 100 мм.; обосновано уменьшение геометрических параметров крыльчатки, что увеличивает точность измерений. Приведен метод выбора оптимальных аэродинамических параметров крыльчатки: количества и формы лопастей, угла их установки. Полученные результаты использованы при совершенствовании существующей модели АПР-2, а также при создании опытного образца прибора контроля расхода воздуха и депрессии горных выработок.
format	Article
author	Дудник, М.Н. Веретенник, В.Н. Вишницкий, А.И.
spellingShingle	Дудник, М.Н. Веретенник, В.Н. Вишницкий, А.И. Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2 Геотехническая механика
author_facet	Дудник, М.Н. Веретенник, В.Н. Вишницкий, А.И.
author_sort	Дудник, М.Н.
title	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2
title_short	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2
title_full	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2
title_fullStr	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2
title_full_unstemmed	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2
title_sort	выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра апр-2
publisher	Інститут геотехнічної механіки імені М.С. Полякова НАН України
publishDate	2013
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60052
citation_txt	Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР2 / М.Н. Дудник, В.Н. Веретенник, А.И. Вишницкий // Геотехническая механика: Межвед. сб. науч. тр. — Днепропетровск: ИГТМ НАНУ, 2013. — Вип. 109. — С. 193-200. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Геотехническая механика
work_keys_str_mv	AT dudnikmn vyboriobosnovanieaérodinamičeskihparametrovkrylʹčatkiperenosnogorudničnogoanemometraapr2 AT veretennikvn vyboriobosnovanieaérodinamičeskihparametrovkrylʹčatkiperenosnogorudničnogoanemometraapr2 AT višnickijai vyboriobosnovanieaérodinamičeskihparametrovkrylʹčatkiperenosnogorudničnogoanemometraapr2
first_indexed	2025-07-05T11:10:02Z
last_indexed	2025-07-05T11:10:02Z
_version_	1836805052546678784
fulltext	ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 193 УДК 622.414.2.001.2 М.Н. Дудник, мл. научн. сотр., В.Н. Веретенник, мл.научн.сотр, А.И.Вишницкий, мл. научн. сотр (ИГТМ НАН Украины) ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ КРЫЛЬЧАТКИ ПЕРЕНОСНОГО РУДНИЧНОГО АНЕМОМЕТРА АПР-2 М.Н. Дуднік, мол. наук. співр., В.М. Веретеннік, мол. наук. співр., О.І. Вишницький, мол.наук. співр. (ІГТМ НАН України) ВИБІР І ОБГРУНТУВАННЯ АЕРОДИНАМІЧНИХПАРАМЕТРІВ КРИЛЬ- ЧАТКИ ПЕРЕНОСНОГО РУДНИКОВОГО АНЕМОМЕТРА АПР-2 M.N. Dudnik, M.S.(Tech.), V.N. Veretennik, M.S. (Tech.), A.I. Vishnitskiy, M.S. (Tech.) (IGTM NAS of Ukraine) CHOICE AND GROUND OF AERODYNAMIC PARAMETERS OF THE KRYL'CHATKY PORTABLE MINE ANEMOMETER APR-2 Аннотация. В статье дан анализ особенностей, достоинств и недостатков используемых в мировой практике приборов измерения скорости воздушного потока в горных выработках. Отмечено, что мировые тенденции совершенствования тахометрических преобразовате- лей расхода воздуха сводятся, в основном, к улучшению конструкции узлов вращения, для чего необходимо использовать современные износоустойчивые материалы или сверхминиа- тюрные подшипники качения. Оптимальным, по существующим представлениям, для совре- менных анемометров высокого класса, имеющих нижний предел диапазона измерений 0,2 – 0,25 м/с, является использование крыльчаток диаметрами 70 – 100 мм.; обосновано умень- шение геометрических параметров крыльчатки, что увеличивает точность измерений. При- веден метод выбора оптимальных аэродинамических параметров крыльчатки: количества и формы лопастей, угла их установки. Полученные результаты использованы при совершен- ствовании существующей модели АПР-2, а также при создании опытного образца прибора контроля расхода воздуха и депрессии горных выработок. Ключевые слова: тахометрический преобразователь, воздушный поток, анемометр, крыльчатка, скорость, диапазон измерений, надежность В настоящее время мировая приборостроительная промышленность произ- водит очень широкий спектр средств измерений скорости воздушного потока – анемометров. Это приборы различного назначения, принципов действия, клас- сов точности и ценовых категорий. Их номенклатура постоянно обновляется, а технические показатели и точность измерений растут. © М.Н.Дудник, В.Н. Веретенник, А.И. Вишницкий ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 194 Лучшие модели имеют диапазоны измерений от 0,2 до 40-50 м/с, а заявлен- ные погрешности измерений не превышают 2 – 3 %, что соответствует требова- ниям [1] к измерению аэродинамических параметров в шахтных условиях. В переносных анемометрах, предназначенных для технических измерений в различных отраслях производств, где параметры воздушной среды могут изме- няться в широких пределах, и особенно в рудничной аэрологии, все ведущие фирмы мира «Testo GmbH&Co», «Höntsch»(Германия), «Kernco Instruments Co.Inc.», „MiniAir―; „Airflaw Co.― (США), «Institut mechaniki gorotworu» (Поль- ша) и др. в подавляющем большинстве случаев применяют тахометрический преобразователь скорости воздушного потока, чувствительным элементом ко- торого является вращающаяся крыльчатка. Это обусловлено рядом его досто- инств: простой конструкцией, широким диапазоном измерений, высокой точно- стью и, главное, практически полным отсутствием зависимости результатов измерений от изменений параметров контролируемой воздушной среды – тем- пературы, давления, влажности, запыленности, газового состава и наличия агрессивных примесей. Однако тахометрический преобразователь обладает и рядом недостатков, наиболее существенными из которых являются значительные габаритные раз- меры, слабая защищенность от случайных механических повреждений и глав- ное – наличие узлов вращения крыльчатки, от конструкции которых зависят выходные параметры анемометра, стабильность и ресурс работы, поскольку в процессе эксплуатации, например, в тяжелых рудничных условиях, они подвер- гаются интенсивному износу. Мировые тенденции совершенствования тахометрического преобразователя сводятся, в основном, к улучшению конструкции узлов вращения, для чего в них используют современные износоустойчивые материалы или сверхминиа- тюрные подшипники качения. Однако, повышая ресурс работы и стабильность узлов вращения, последнее решение приводит к необходимости для обеспече- ния надлежащей чувствительности преобразователя применять крыльчатку большего диаметра, снижая тем самым его эксплуатационную надежность. Крыльчатка большого диаметра имеет низкую механическую прочность. По- этому для расширения верхней границы диапазона измерений в комплект ане- мометра вводят второй преобразователь с крыльчаткой среднего или малого размера (анемометры «Testo-400», «Testo-450» и др.). Это неудовлетворитель- ное решение для анемометра, рассчитанного на эксплуатацию в экстремальных условиях, например, рудничного. Кроме того, отсутствуют работы. направлен- ные на снижение нижней границы измерений менее 0,2 м/с, хотя в этом давно существует настоятельная потребность. Основным узлов тахометрического преобразователя является крыльчатка из пластмассы, алюминиевого сплава или титана с плоскими или закрученными лопастями, установленными под определенным углом. Крыльчатка посажена на ось, вращающуюся в специальных опорах, и заключена в цилиндрическую обе- чайку из металла или пластмассы. Малые габаритные размеры и тяжелые усло- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 195 вия эксплуатации при одновременном повышении требований к точности, надежности, чувствительности, ширине диапазона измерений и ресурсу работы первичного преобразователя современного анемометра выдвигают очень высо- кие требования к его конструкции и особенно – к конструкции крыльчатки и конструкции узлов ее вращения. Чрезмерное облегчение конструкции крыльчатки для уменьшения массы и момента инерции снижает и ее прочность, а заодно и возможность измерений скоростей воздушных потоков выше 15-20 м/с. Например, вариант анемометра «MiniAir-macro», у которого верхняя граница диапазона поднята до 40,0 м/с за счет применения более прочной и, соответственно, более тяжелой крыльчатки, утратил свою первоначальную чувствительность, а заодно и способность изме- рений скоростей потока, меньших 0,3 м/с. Это крайне невыгодный вариант для преобразователя, у которого узлы вращения выполнены с использованием кам- невых опор со сферической цапфой. На крыльчатке большого диаметра набе- гающий воздушный поток развивает значительную аксиальную силу, которая совместно с силой тяжести крыльчатки воздействует на заднюю опору и приво- дит к ее ускоренному износу. Поэтому, если нормированное значение верхней границы диапазона измерений превышает 15-20 м/с, в комплект анемометра вводят второй преобразователь с крыльчаткой малого или среднего размера, т.е. диаметром 10-25 мм. Так построены высококлассные анемометры «Testo- 400», «Testo-450», «DA30», «DA40V», «TAD» и др. Общей тенденцией в разработке преобразователей современных анемомет- ров высокого класса, имеющих нижний предел диапазона измерений 0,2-0,25 м/с, является использование крыльчаток диаметрами 70-100 мм. Однако преобразователь с крыльчаткой большого диаметра нельзя считать пригодным для установки в современный отечественный анемометр, предна- значенный для работы в жестких условиях эксплуатации, например, в горных выработках, из-за его громоздкости и незащищенности от случайных механи- ческих повреждений. Это доказано опытом длительной эксплуатации анемо- метра АСО-3, имеющего крыльчатку диаметром 100 мм. Кроме того, использование анемометра, содержащего комплект первичных преобразователей для измерений в различных диапазонах скоростей, в жестких производственных условиях не только громоздко и крайне неудобно, но и не- надежно. Вполне обоснованно считать, что анемометр, предназначенный для работы в подобных условиях, должен быть предельно простым в обращении, иметь минимальное время подготовки к проведению измерений и хорошо за- щищенным от случайных механических повреждений и воздействия сильно за- грязненной и агрессивной окружающей среды. В таких условиях даже попытка замены первичного преобразователя может стать причиной выхода анемометра из строя. Поэтому анемометр должен иметь только один первичный преобразо- ватель, обеспечивающий измерения в требуемом диапазоне скоростей воздуш- ного потока, с крыльчаткой диаметром не более 30-35 мм. Рациональная кон- струкция корпуса преобразователя может обеспечить надежную защиту не- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 196 большой крыльчатки от случайных механических повреждений как при прове- дении измерений, так и в нерабочем положении, а его небольшие габаритные размеры расширят функциональные возможности анемометра. В пользу такого суждения свидетельствует положительный опыт длительной эксплуатации ане- мометра АПР-2 в рудничной аэрологии. При диаметре крыльчатки 35 мм ане- мометр обеспечивает стабильные измерения в диапазоне скоростей воздушного потока от 0,2 до 20,0 м/с. При разработке преобразователя необходимо решить ряд технических про- блем и, в первую очередь, добиться такой же высокой чувствительности, ста- бильной в процессе эксплуатации анемометра, какой обладают рассмотренные выше лучшие современные преобразователи с крыльчаткой диаметром 70 – 100 мм, т.е. не хуже 0,15 м/с. С другой стороны, верхний предел диапазона измере- ний должен быть не менее 40 – 50 м/с. Основные направления исследований, которые необходимо выполнить для решения этих задач, следующие: - выбор оптимальных аэродинамических параметров крыльчатки: количе- ства и формы лопастей, угла их установки; - создание математической модели нестационарного движения крыльчатки в воздушном потоке; - разработка алгоритма определений значения скоростей, меньших порога чувствительности преобразователя. При разработке малогабаритного широкодиапазонного тахометрического преобразователя самой сложной технической задачей является получение его надлежащей чувствительности, позволяющей обеспечить стабильные измере- ния скоростей воздушного потока с 0,15 м/с. Поэтому оптимизация аэродина- мических характеристик крыльчатки и выбор параметров узлов вращения должны быть в первую очередь направлены на решение этой задачи. Однако следует учитывать, что механическая прочность крыльчатки, а также надеж- ность и износостойкость узлов ее вращения должны обеспечивать высокую ра- ботоспособность преобразователя при скоростях воздушного потока до 40 м/с. Поскольку эти вопросы взаимно противоречивы, успех разработки полностью определяется возможностью нахождения удачного компромисса между ними. С точки зрения прикладной аэромеханики каждая лопасть крыльчатки пред- ставляет собой крыло с малым относительным удлинением, на котором набе- гающий воздушный поток скоростью V создает подъемную силу 2 2 V F SCy , (1) где S - площадь лопасти; Cу – коэффициент подъемной силы лопасти; - мас- совая плотность воздуха. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 197 Тогда момент вращения, создаваемый набегающим воздушным потоком на оси неподвижной крыльчатки (до начала ее вращения) будет n gМ F R n, (2) где n - число лопастей крыльчатки; Rg - радиус приложения равнодействующей аэродинамической силы. Моменту вращения по (2) противодействует момент трения на оси враще- ния крыльчатки, который равен Мтр =РfRтр, (3) где Р – вес крыльчатки; f - коэффициент трения цапфы оси о подпятник; Rтр - радиус цапфы оси в точке контакта с подпятником. Таким образом, для начала вращения крыльчатки под воздействием набега- ющего воздушного потока необходимо, чтобы момент вращения, вычисленный по (2), превысил момент трения на ее оси по (3). Рассмотрим каждую из составляющих (1)-(3) в отдельности. 1. Суммарная площадь всех лопастей крыльчатки Fn определяется ее диа- метром, который в нашем случае равен 35 мм за вычетом необходимой мини- мальной площади на просечки между ними и центральной звездочки, в которой закреплена втулка оси. У крыльчаток анемометров мировых производителей, количество лопастей варьируется от четырех до 8-10 в зависимости от их диа- метра. Будем считать, что количество лопастей, равное шести, у крыльчаток диаметром 35 мм анемометра АПР-2 оптимально по следующим соображени- ям. Из [2] следует, что коэффициент подъемной силы Су максимален у крыльев с относительным удлинением меньшим единицы. При этом примем, что аэро- динамическая добротность лопасти, которая, например, является одним из важ- нейших параметров при расчете крыла летательного аппарата, нас не интере- сует. У шестилопастной крыльчатки, использующей практически всю площадь диска, например, у анемометра АПР-2, относительное удлинение лопасти со- ставляет 0,9, в то время как у 8-10-лопастной оно существенно больше, что, естественно, приводит к уменьшению Су. Использование таких крыльчаток можно объяснить только стремлением повысить жесткость предельно облег- ченной крыльчатки большого диаметра. При доводке конструкции крыльчатки диаметром 35 мм на ротационном стенде было отмечено падение чувствитель- ности крыльчаток с увеличенным до 8-10 количеством лопастей на 20-30 %. Выбранное количество лопастей, равное шести, является оптимальным также по конструктивным соображениям, поскольку крыльчатка с четырьмя лопастя- ми требует значительного удлинения оси и обечайки, что увеличивает массу крыльчатки и лобовое гидравлическое сопротивление преобразователя. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 198 2. Угол установки лопастей относительно плоскости диска крыльчатки определяет угол атаки набегающего воздушного потока, который при непо- движной крыльчатке является дополнительным к нему до 90 0 . В [2,3] показано, что максимум коэффициента подъемной силы Су наблюдается при угле атаки 45 0 , хотя коэффициент лобового сопротивления С при этом далеко не оптима- лен. Однако его влияние будет иметь существенное значение только при боль- ших скоростях набегающего потока, а на чувствительность крыльчатки вблизи порога ее трогания он не оказывает никакого влияния. Поэтому угол установки лопастей крыльчатки, равный 45 0 , следует считать оптимальным из условия обеспечения ее наивысшей чувствительности. При этом, как следует из [2], несмотря на плохую аэродинамическую форму тонкой плоской лопасти, срыва потока с падением давления на ее задней плоскости в широком диапазоне чисел Re не наблюдается. Следует отметить, что, судя по фотографиям, у некоторых зарубежных ане- мометров с крыльчатками диаметрами 70-100 мм, а также у отечественного АСО-3 угол установки лопастей близок к 30 0 . Исходя из приведенного выше, это нельзя объяснить при явном стремлении увеличить чувствительность пре- образователя использованием крыльчаток столь больших и неудобных во всех отношениях размеров. 3. В преобразователях лучших современных моделей анемометров исполь- зуются крыльчатки как с плоскими лопастями, так и закрученными до образо- вания постоянного шага по всей длине лопасти. Из предыдущего анализа видно, что для обеспечения наибольшей чувстви- тельности преобразователя гораздо выгоднее применять плоские лопасти, по- скольку оптимальный угол установки остается неизменным по всей ее длине, создавая максимальный вращательный момент на оси крыльчатки в момент начала ее вращения. Закрученная лопасть лишена этого качества, хотя она име- ет значительно меньший коэффициент лобового сопротивления, что при боль- шой площади крыльчаток диаметрами 70-100 мм и высоких скоростях набега- ющего воздушного потока в ряде случаев может иметь решающее значение. Крыльчатка с плоскими лопастями имеет еще одно немаловажное преиму- щество: высокую технологичность изготовления и окончательной юстировки. Таким образом, на основании выполненных исследований может быть сде- лан вывод о том, что при использовании в сложных условиях измерения аэро- динамических параметров, характерных для большинства горных предприятий Украины, необходимо усовершенствовать конструкцию, геометрические пара- метры крыльчатки анемометра АПР-2 и состав используемых для ее изготовле- ния материалов, обеспечивающих сохранение ее формы и прочности при воз- действии максимального скоростного напора набегающего воздушного потока. ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 199 Последний фактор является основой для проведения дальнейших научных ис- следований. _________________________________ СПИСОК ЛИТЕРАТУРИ 1. НПАОП 10.0-1.01-10 Правила безпеки у вугільних шахтах: затв. наказом Державного комітету України з промислової безпеки, охорони праці та гірничого нагляду 22.03.2010 № 62. – Київ: 2010 – 2154 (Нормативний документ Мінвуглепрому України). 2. Горлин, С.М. Экспериментальная аэромеханика / С.М. Горлин. – М.: Высшая школа, 1970. – 365 с. 3. Прикладная аэродинамика / Под редакцией Н.Ф. Краснова. – М: Высшая школа, 1974. – 402 с. REFERENCES 1. State committee of Ukraine on industrial safety, labour protection and mining supervision (2010), NPAOP 10.0-1.01-10: Pravila bezpeki u vugilnirh shakhtakh [NPAOP 10.0-1.01-10 Rules of safety in coal mines], Kiev, Ukraine 2. Gorlin, S.M. (1970), Eksperimentalnaya aeromekhanika [Experimental air-mechanic], High school, Moscjw, USSR 3. Prikladnaya aerodinamika [Applied air-dynamic] (1974), Edited N.F. Krasnov, High school, Moscjw, USSR. _____________________________________ Об авторах Дудник Михаил Николаевич, инженер в отделе горной термоаэродинамики и автоматизирован- ных систем Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровськ, Украина, Веретеник Виктор Николаевич , инженер в отделе горной термоаэродинамики и автоматизиро- ванных систем Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровськ, Украина, Вишницкий Александр Иванович, инженер в отделе горной термоаэродинамики и автоматизи- рованных систем Института геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепропетровськ, Украина, About the authors Dudnik Michail Nikolayevich, ingeneer in the Department of Rock Thermoatrodynamics and Automat- ed Systems N.S. Polyakov Institutute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sciences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Veretennik Victor Nikolayevich, ingeneer in the Department of Rock Thermoatrodynamics and Auto- mated Systems N.S. Polyakov Institutute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sci- ences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, Vishnitskiy Aleksandr Ivanovich, ingeneer in the Department of Rock Thermoatrodynamics and Au- tomated Systems N.S. Polyakov Institutute of Geotechnical Mechanics under the National Academy of Sci- ences of Ukraine (IGTM NASU), Dnepropetrovsk, Ukraine, ________________________________________________ Анотація. В статті даний аналіз особливостей, достоїнств і недоліків приладів вимірю- вання швидкості повітряного потоку в гірських виробках, що використовуються в світовій практиці. Відзначено, що світові тенденції вдосконалення тахометричних перетворювачів витрати повітря зводяться, в основному, до поліпшення конструкції вузлів обертання, для чого необ- хідно використовувати сучасні зносостійкі матеріали або надмініатюрні підшипники качен- ня. Оптимальним, за існуючими уявленнями, для сучасних анемометрів високого класу, що мають нижню межу діапазону вимірювань 0,2 – 0,25 м/з, є використовування крильчаток ді- аметрами 70 – 100 мм.; обгрунтовано зменшення геометричних параметрів крильчатки, що збільшує точність вимірювань. Приведений метод вибору оптимальних аеродинамічних па- ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 200 раметрів крильчатки: кількості і форми лопатей, кута їх установки. Одержані результати ви- користані при вдосконаленні існуючої моделі АПР-2, а також при створенні дослідного зраз- ка приладу контролю витрати повітря і депресії гірських виробок. Ключові слова: тахометричний перетворювач, повітряний потік, анемометр, крильчатка, швидкість, діапазон вимірювань, надійність Abstract. The analysis of features, dignities and lacks of the devices of measuring of speed of current of air used in world practice in the rock making is given in the article. It is marked that the world tendencies of perfection of tachometrical transformers of expense of air are taken, mainly, to the improvement of construction of rotation knots, for what it is necessary to use modern wear-resistant materials or subminiaturizational ball bearings. It is shown, that opti- mum for the modern anemometers of high class, having the lower limit of range of measurings 0,2 – 0,25 м/s, there is the use by kryl'chatky diameters 70 – 100 mm.; diminishment of geometrical parameters of kryl'chatky, that multiplies exactness of measurings, is grounded. The method of choice of optimum aerodynamic parameters of kryl'chatky is resulted: amounts and forms of blades, corner of their setting. It is drawn on got result at perfection of the existent model APR-2, and also at creation of pre-production model of device of control of expense of air and depression of the mountain making. Keywords: tachometrycal transformer, current of air, anemometer, kryl'chatka, speed, range of measurings, reliability Статья поступила в редакцию 20.02.2013 Рекомендовано к публикации д-ром техн. наук Т.В.Бунько ISSN 1607-4556 (Print), ISSN 2309-6004 (Online) Геотехнічна механіка. 2013. №109 ______________________________________________________________________________________________ 201 УДК 622.271 А.А. Бондаренко, канд. техн. наук, доцент (ДВУЗ «НГУ») РАЗРАБОТКА ГРУНТОЗАБОРНОГО УСТРОЙСТВА ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДА МЗ-8 А.О. Бондаренко, канд. техн. наук, доцент (ДВНЗ «НГУ») РАЗРОБКА ГРУНТОЗАБІРНОГО ПРИСТРОЮ ЗЕМЛЕСОСНОГО СНАРЯДУ МЗ-8 A.O. Bondarenko, Ph.D. (Tech.), Associate Professor (SHEI «NMU») DEVELOPMENT OF WORKER MEMBER OF SHALLOW DREDGE MZ-8 Аннотация. Обоснованы рациональные параметры грунтозаборного устройства дейст- вующего землесосного снаряда МЗ-8. В основу инновационного технического решения по- ставлена задача усовершенствования грунтозаборного устройства, в котором путем введения новых конструктивных элементов достигнута возможность извлечения полезного ископае- мого во встречных потоках, управления их интенсивностью, повышения концентрации вса- сываемой пульпы при снижении расхода размывающей воды. За счет этого обеспечена ин- тенсификация процесса выемки полезного ископаемого из ямочной зоны размыва, а также экономия энергетических ресурсов. Задача решена путем установки во всасывающем па- трубке цилиндро-конического коллектора с закрепленными на его торце размывающими форсунками. При этом сопла размывающих форсунок установлены под углом к продольной оси коллектора, совпадающей с продольной осью всасывающего патрубка, и обращены встречно направлению движения пульпы во всасывающем патрубке. Подача воды к размы- вающим форсункам осуществляется по трубопроводу, установленному на внешней стороне корпуса и сообщенному с полостью коллектора. Внедрение грунтозаборного устройства позволило модернизировать землесосный снаряд МЗ-8 с минимальными затратами. Эксплуатация земснаряда МЗ-8 при разработке Восточно- Бугского месторождения песков показала его высокую эффективность. Применение грунто- заборного устройства при разработке кварцевых песков с глубины 5 м при транспортирова- нии на расстояние 350 м позволило повысить производительность земснаряда на 23%. Ключевые слова: землесосный снаряд, грунтозаборное устройство, размыв грунта. Актуальность. Самый распространенный вид машин для гидромеханизиро- ванной разработки месторождений рудных и нерудных песков – землесосный снаряд общего назначения с энергоснабжением от внешних источников (элек- троземлесосный снаряд), рассчитанные на работу в песчаных и супесчаных грунтах с глубиной разработки от 3 до 15 м. © А.А. Бондаренко, 2013

Выбор и обоснование аэродинамических параметров крыльчатки переносного рудничного анемометра АПР-2

Institution

Ähnliche Einträge