Центральный аэрогидродинамический институт им. профессора Н. Е. Жуковского, Жуковский, Россия:

Замолодчиков Г. И., младший научный сотрудник, канд. техн. наук, g.zamolodchikov@gmail.com
Фурашов А. С., инженер

Московский государственный технический университет им. Н. Э. Баумана, Москва, Россия:
Тумашев Р. З., доцент, канд. техн. наук

Приведена методика определения наиболее экономичного способа регулирования шахтного осевого вентилятора при изменении глубины выработки, а также его оптимальных геометрических параметров. Рассмотрены два наиболее эффективных способа регулирования осевых вентиляторов – поворотом рабочих лопаток и изменением частоты вращения. Характеристики вентилятора определяли одномерным расчетом на средней поверхности тока.

1. Sirový M., Peroutka Z., Byrtus M., Michalik J. Medium-Voltage Drive Fan Save: Energy Efficient Fan Systems in Power Engineering Part 2: Variable Pitch Flow Control versus Variable Speed Flow Control // Proceedings IECON 2013 – 39^th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society. – Vienna, 2013. P. 2093–2098.
2. Bonanni T., Corsini A., Delibra G., Volponi D., Sheard A. G. et al. Design of a Single Stage Variable Pitch Axial Fan // Procee dings of the Turbo Expo: Power for Land, Sea, and Air. – Charlotte, 2017. Vol. 1. DOI: 10.1115/GT2017-64517
3. Матвеев Ю. В. Улучшение энергоэффективности вентиляционных установок, работающих в сложных условиях эксплуатации // Journal of Advanced Research in Technical Science. 2021. № 23-1. С. 73–76.
4. Костин В. И., Должиков В. Н. Регулирование насосов и вентиляторов в системах инженерного обеспечения зданий и сооружений // Известия вузов. Строительство. 2019. № 9(729). С. 52–59.
5. Брусиловский И. В. Аэродинамика и акустика осевых вентиляторов : тр. Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского. – М. : Изд-во ЦАГИ, 2004. Вып. 2650. – 275 с.
6. Таугер В. М. Сравнительная оценка надежности механизмов регулирования шахтных осевых вентиляторов // Известия вузов. Горный журнал. 2011. № 3. С. 30–38.
7. Giberti H., Prato L., Resta F. Design of an Actuation System for a Variable Pitch Axial Fan // Proceedings of the 4th International Multi-Conference on Engineering and Technological Innovation: IMETI 2011. – Orlando, 2011.
8. Кузнецов С. В. Механизм поворота лопаток шахтного осевого вентилятора на основе термогидропривода // Технические науки – от теории к практике. 2013. № 17-1. С. 120–125.
9. Sheard A. G., Tortora C., Corsini A., Bianchi S. The role of variable pitch in motion blades and variable rotational speed in an industrial fan stall // Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part A: Journal of Power and Energy. 2014. Vol. 228. Iss. 3. P. 272–284.
10. Bianchi S. A., Corsini A. A., Sheard A. G. B. Stall Control and Recovery in a Low-Speed Axial Fan Through the Use of Variable Pitch in Motion Blades // ASME Turbo Expo 2012: Turbine Technical Conference and Exposition. – Copenhagen, 2012. Vol. 3. P. 705–716.
11. Bianchi S. A., Corsini A. A., Mazzucco L. A., Monteleone L. A., Sheard A. G. Stall Inception, Evolution and Control in a Low Speed Axial Fan With Variable Pitch in Motion // Journal of Engineering for Gas Turbines and Power. 2012. Vol. 134. Iss. 4. 042602. DOI: 10.1115/1.4004726

12. Xuemin Ye, Fuwei Fan, Ruixing Zhang, Chunxi Li. Prediction of Performance of a Variable-Pitch Axial Fan with Forward-Skewed Blades // Energies. 2019. Vol. 12. Iss. 12. 2353. DOI: 10.3390/en12122353
13. Дзидзигури A. A. Работа шахтных вентиляторов в сложных сетях. – Тбилиси : Изд-во АН Грузинской ССР, 1958. – 165 с.
14. Неежмаков С. В., Ткаченко А. Е., Немов Г. Ю. Натурная модель вентиляционной сети шахты для реализации системы автоматизированного управления технологическим процессом проветривания шахты // Информатика и кибернетика. 2021. № 1-2(23-24). С. 45–52.
15. Алыменко Н. И., Алыменко Д. Н., Трапезников И. И., Ковалев А. В. Требования к современным осевым вентиляторам местного проветривания // ГИАБ. 2003. № 10. С. 168–170.
16. Smith L. H., Arthur D. C. Mine ventilation: Waste heat recovery // CIM Bulletin. 1996. Vol. 89. No. 998. P. 126–130.
17. Il-Hak Song, Jong-Ho Lhee, Jae-Weon Jeong. Energy efficiency and economic analysis of variable frequency drive and variable pitch system: A case study of axial fan in hospital // Journal of Building Engineering. 2021. Vol. 43. 103213. DOI: 10.1016/j.jobe.2021.103213
18. Брусиловский И. В. Аэродинамика осевых вентиляторов. – М. : Машиностроение, 1984. – 240 с.
19. Белоцерковский С. М., Ништ М. И. Отрывное и безотрывное обтекание тонких крыльев идеальной жидкостью. – М. : Наука, 1978. – 351 с.
20. Брусиловский И. В. Аэродинамический расчет осевых вентиляторов. – М. : Машиностроение, 1986. – 288 с.
21. Довжик С. А. Исследования по аэродинамике осевого дозвукового компрессора : тр. Центрального аэрогидродинамического института им. проф. Н. Е. Жуковского. – М. : Изд-во ЦАГИ, 1968. Вып. 1099. – 281 с.
22. Брусиловский И. В. О динамическом давлении осевого вентилятора, определенном по тангенциальной скорости потока // Промышленная аэродинамика : сб. ст. – М. : Машиностроение, 1975. № 32. С. 149–157.
23. Lieblein S. Loss and Stall Analysis of Compressor Cascades // Journal of Basic Engineering. 1959. Vol. 81. No. 3. P. 387–400.
24. Брусиловский И. В. Определение предельных расчетных параметров осевых вентиляторов // Промышленная аэродинамика. 1975. № 32. С. 125–148.
25. Holland J. H. Adaptation in Natural and Artificial Systems: An Introductory Analysis with Applications to Biology, Control, and Artificial Intelligence. – Cambridge : A Bradford Book, 1992. – 232 p.
26. Вороновский Г. К., Махотило К. В., Петрашев С. Н., Сергеев С. А. Генетические алгоритмы, искусственные нейронные сети и проблемы виртуальной реальности. – Харьков : Основа, 1997. – 112 с.
27. Ke Yang, Shuiqing Zhou, Yinjie Hu, Huaxin Zhou, Weiya Jin. Energy Efficiency Optimization Design of a Forward-Swept Axial Flow Fan for Heat Pump // Frontiers in Energy Research. 2021. Vol. 9. 700365. DOI: 10.3389/fenrg.2021.700365
28. Замолодчиков Г. И., Тумашев Р. З., Щеголев Н. Л., Фурашов А. С., Семилет Н. А. Повышение эффективности промышленных вентиляторов при работе на нерасчетных режимах // Безопасность в техносфере. 2018. Т. 7. № 3. С. 43–51.
29. Замолодчиков Г. И., Тумашев Р. З. Повышение эффективности вентилятора на различных рабочих режимах путем изменения формы лопатки направляющего аппарата // Машиностроение и компьютерные технологии. 2017. № 1. С. 20–36.
30. Комаров О. В., Седунин В. А., Блинов В. Л., Серков С. А. Верификация задачи численного моделирования течения воздуха в осевой компрессорной ступени // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 2016. № 1(106). С. 54–67.