矿井通风机风量测试方法研究与仿真分析

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通风机是煤矿生产中重要的安全设备,风量作为通风机的主要参数,其测量的准确性直接影响通风机工作状态和性能的评价。因此,研究矿井通风机风量测试方法和对传统方法进行有效的改进,具有重要的研究价值和现实意义。风速法是目前矿井在用通风机性能检测中常用的风量测试方法,本文以圆形风硐为例,对风硐内部风流分布规律进行了理论分析,并采用切贝切夫法确定了测试点的布置方案。风速法进行风量测定时,需在测风断面上搭建传感器固定支架,而支架会对风硐内部的风流分布产生扰动,影响测量准确性。针对这一问题,利用Fluent软件分别建立有支架和无支架的风硐仿真模型并进行模拟计算,得到了这两种情况下各测试点的仿真风速值。仿真结果表明,支架引起了测风断面风速值的改变,与无支架时相比风速值的最大相对误差为10.4%,平均相对误差为4.4%。根据这两种情况下的风速仿真数据,采用最小二乘法对数据进行拟合,得到了在同样的风流入口条件下两者速度之间的函数关系,选取拟合效果最佳的函数对支架干扰下的风速进行误差补偿。最后,根据改进后的风量测试方法,基于虚拟仪器技术,构建了通风机风量测试系统的硬件平台,并完成了测试软件的设计。论文设计搭建了实验平台,对风量测试系统进行了静态特性分析,对误差补偿函数进行了仿真验证,并以离心式通风机为对象对该风量测试系统进行了功能验证。实验结果表明,该风量的误差补偿算法可提高通风机风量测试的准确性,所设计的测试系统可实现通风机风量的测试。
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