Анализ статической и динамической прочности осевого вентилятора с учётом аэродинамических свойств потока и неоднородности температурного поля
Ключевые слова:
осевой вентилятор главного проветривания, ротор, аэродинамические нагрузки, задача теплопроводности, прочностьАннотация
Комплексно исследовано динамику и прочность осевого вентилятора главного проветривания рудника по добыче медной руды. С целью получения аэродинамических нагрузок и параметров конвективного теплообмена между воздухом проточной части и материалом вентилятора решена циклически симметричная стационарная задача течения воздуха. Определение напряжённо-деформированного состояния конструкции уточнено с помощью учёта неоднородного распределения температур в вентиляторе. Разработан подход к построению циклически симметричной расчётной модели для определения напряжённо-деформированного состояния ротора осевого вентилятора. Результаты статического анализа свидетельствуют о значительной напряжённости шейки хвоста лопатки ротора. Проведенный анализ динамической прочности вентилятора показывает, что отстройка ротора от резонанса между собственными частотами и частотами возбуждающей силы и её кратностей составляет более 20%. С целью уточнения роторной собственной частоты была разработана балочная конечноэлементная модель вентилятора, а также построена соответствующая ей диаграмма Кэмпбелла. Результаты исследований, представленные в виде контурных графиков распределения основных параметров напряжённо-деформированного состояния конструкции, а также табличных значений её динамических характеристик, позволяют сделать вывод о статической и динамической прочности вентилятора.
Библиографические ссылки
Brusilovsky, I.V. (1984) Aerodinamika osevykh ventilyatorov, Moskva, Mashinostroyeniye.
Ivanov, S. K. and Kiklevich, Yu. N. (2004) “Osevvyye vysokonapornyye ventilyatory obespechivayut energo- i materialosnabzheniye.” Vseukrainskiy nauchno-tekhnicheskiy zhurnal: 15-17.
Pereyaslavets, L. A. (1980) “Method of comparative analysis of the fatigue strength of centrifugal fan blades.” Strength of Materials: 50-56.
Ramamurt, V. and Balasubramanian, P (1987) “Steady state stress analysis of centrifugal fan impellers.” Computers & Structures: 129-135.
Bhope, D.V. and Padole, P.M. (2004) “Experimental and theoretical analysis of stresses, noise and flow in centrifugal fan impeller.” Mechanism and Machine Theory: 115-120.
Wang, S.L., Sun, Z. and Wu, Z.R. (2011) “Investigation of Strength in G4-73 Type Centrifugal Fan Impeller.” Advanced Materials Research: 5669-5673.
Krasyuk, A., Russky, E. and Popov, N. (2012) “Estimating strength of high-loaded impellers of large-size mine axial fans.” Journal of Mining Science: 314.
Wang, S.L., Liang, S.F., and Hu, B. (2013) “Study on the Strength of Axial Fan Blades Based on Fluid-Solid Coupling.” Applied Mechanics and Materials: 3382-3385.
Oleynik, A.V. (2004) Dinamika i prochnost' rabochikh koles so sdvoyennymi listovymi lopatkami osevykh ventilyatorov glavnogo provetrivaniya. Institut gornogo dela RAN.
Melekhina, O.V. and Novakovskyj, G.S. (2011) “Proyektirovaniye i analiz novogo shakhtnogo ventilyatora instrumentom ANSYS Workbench.” URL: http://www.mining-media.ru/ru/article/newtech/118-proektirovanie-i-analiz-novogo-shakhtnogo-ventilyatora-instrumentom-ansys-workbench.
“Temperature, density, specific heat, thermal conductivity, expansion coefficient, kinematic viscosity and Prandtl's number for temperatures ranging.” URL: http://www.engineeringtoolbox.com/air-properties-d_156.html: 150-400
Kubo, R. (1970) Termodinamika. Moskva, Mir.
Birger, I.A. and Panovko Ya.G. (1988) Prochnost' i ustoychivost'. Moskva, Mashinostroyeniye.
Serensen, S. and Tetelbaum I. (1940) Dinamicheskaya prochnost' v mashinostroyenii. Leningrad, Gosudarstvennoye nauchno-tekhnicheskoye izdatel'stvo mashinostroitel'noy literatury.
Babakov, I.M. (2004) Teoriya kolebaniy. Moskva, Drofa.
Kolesnikov K.S. (1978) Vibratsii v tekhnike. Kolebaniya mashin, konstruktsiy i ikh elementov. Moskva, Mashinostroyeniye.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2015 В. Г. Мартыненко, Н. И. Гриценко
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NoDerivatives» («Атрибуция — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
Авторы, публикующиеся в этом журнале, соглашаются со следующими условиями:
- Авторы оставляют за собой право на авторство своей работы и передают журналу право первой публикации этой работы на условиях лицензионного договора (соглашения).
- Авторы имеют право заключать самостоятельно дополнительные договора (соглашения) о неэксклюзивном распространении работы в том виде, в котором она была опубликована этим журналом (например, размещать работу в электронном хранилище учреждения или публиковать в составе монографии), при условии сохранения ссылки на первую публикацию работы в этом журнале.
- Политика журнала позволяет размещение авторами в сети Интернет (например, в хранилищах учреждения или на персональных веб-сайтах) рукописи работы, как до подачи этой рукописи в редакцию, так и во время ее редакционной обработки, поскольку это способствует возникновению продуктивной научной дискуссии и позитивно отражается на оперативности и динамике цитирования опубликованной работы (см. The Effect of Open Access).
