автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование параметров и создание газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт

На правах рукописи

МАКАРОВ Владимир Николаевич

ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ И СОЗДАНИЕ ГАЗООТСАСЫВАЮЩИХ ВЕНТИЛЯТОРНЫХ УСТАНОВОК КОМБИНИРОВАННОГО ПРОВЕТРИВАНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ

Специальность 05.05.06 — «Горные машины»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Екатеринбург - 2006

Работа выполнена

в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уральский государственный горный университет»

Научный консультант -

доктор технических наук, профессор Косарев Николай Петрович Официальные оппоненты:

проектно - конструкторский институт горного я обогатительного машиностроения (НИПИгормаш)

Защита диссертации состоится «2» марта 2006 г, в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.03 при ГОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» (620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Г'ОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан «16» января 2006 г. Ученый секретарь диссертационного

совета МЛ. Хазин

доктор техн. наук, проф. Тимухин Сергей Андреевич

доктор техн. наук, проф. Зимин Анатолии Иванович

доктор техн. наук, доц. Попов Николай Андреевич

Ведущая организация - Научно-исследовательский и

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. . Непрерывный рост цен на энергоносители в условиях формирования рыночной экономики и сложности горно-геологических условий отработки шахтных полей поднимают проблему обеспечения технической и экономической конкурентоспособности шахт на внутреннем и зарубежном рынках на уровень наиболее актуальной задачи для угольной промышленности госсии. Для решения этой проблемы ускоренными темпами ведется реструктуризация действующих и проектирование новых шахт с учетом передовых достижений торной науки, создание и внедрение современной техники.

Вентиляция, как основной элемент обеспечения безопасных санитарно-гигиенических условий в шахтах, будучи вспомогательным технологическим процессом, потребляет, однако, значительную часть электроэнергий от общей энергоемкости горного предприятия.

На каждую тонну добытого угля в шахту подается до 30 тонн воздуха в зависимости от горнотехнических условий и способа вентиляции. Это приводит к тому, что в себестоимости угля доля затрат на вентиляцию может превышать 25%. Именно поэтому задачи научно-технического обоснования рациональных вентиляционных режимов и создания высокоэффективных шахтных вентиляторов постоянно были в центре внимания ученых и специалистов в области горной механики, научно-исследовательских, проектных институтов и заводов горного машиностроения.

Среди них ведущее место, занимают: f, ЦАГИ им.. Н.Е. Жуковского, НИПИГормаш, ИГД СО РАН, ВостНИИ, ИГД им; АЛ. Скочинского, НИИГМ им. М.М. Федорова, Донгипроуглемаш, Артемовский машиностроительный завод.

Наиболее существенный вклад в решение указанных задач внесли ученые Г.А. Бабак, И.В. Брусиловский, А.И. Веселов, Б.Л. Герик, Г.И. Грицко, В.И. Ковалевская, Н.П. Косарев, Е.М. Левин, Б.А. Носырев, B.C. Пак, В.В. Пак, H.H. Петров, Т.С. Соломахова, Г.Г. Стекольщиков, В.А. Стешенко, С.А. Тимухин, К.А. Ушаков.

. Тем не менее, к началу 90-х годов в области шахтного вентиляторостроения накопились серьезные проблемы, связанные с совершенствованием технологии угледобычи и изменением горно-геологических условий; В' шахтах. Более 70% угольных шахт России имеют повышенную газоносность угольных пластов.

До недавнего времени при их разработке для снижения газообильности выемочных участков и полей, а также предупреждения образования взрывоопасных скоплений метана в горных выработках применялись способы управления газовыделением из выработанных пространств, основанные на совместном применении вентиляции и дегазации. Однако при нагрузке на очистной забой: более 1500 т/сут. применение указанных способов управления .газовыделением из выработанного пространства и использование существующих вентиляторов для снижения газообильности выемочных . участков приводит к функциональной и экономической неэффективности системы вентиляции. Это обусловлено тем, что шахтные вентиляторы не обеспечивают аэрогазодинамическую изоляцию очистного забоя от выработанного пространства, в то время как до 80% газового баланса очистной выработки обусловлено газовыделением именно из .этого пространства. Вследствие указанного не исключается проявление метаноопасности, что приводит к росту энергозатрат на дегазационные мероприятия и существенно увеличивает расход воздуха на вентиляцию. Причем с возрастанием нагрузки на очистной забой происходит увеличение метановыделения, что • сдерживает рост интенсификации очистных работ. Без снятия проблемы ограничения нагрузки на очистной забой по газовому фактору невозможно применение высокопроизводительной угледобывающей техники.

Целенаправленное управление аэрогазодинамическими •процессами в многосвязной комбинированной вентиляционной системе газообильных угольных шахт позволяет обеспечить предотвращение проявлений метаноопасности в горных выработках и газового барьера при добыче угля с нагрузкой на забой до 10000-25000 т/сут.

Для обеспечения аэрогазодинамической изоляции очистной выработки от выработанного пространства при комбинированном способе проветривания в условиях работы шахтных вентиляторов на сложную многосвязную вентиляционную систему необходимы принципиально новые технические средства вентиляции, 'подходы к обоснованию их' аэродинамических параметров и конструкции. Указанные факторы лежат в основе актуальности проблемы, решаемой ,в диссертационной работе;

Во-первых, на момент 1 постановки задачи отсутствовали взрывозащищенные шахтные т вентиляторы с требуемыми аэродинамическими параметрами, позволяющие отсасывать метановоздушную смесь с концентрацией метана от 0 до 100%. *•

■■•' Во-вторых, изменяющиесяпараметры аэрогазодинамически соединенных общешахтной ,и ■ газоотводящей вентиляционных сетей многосвязной комбинированной?. , ;вентиляционной . • системы обусловливают взаимовлияние вентиляторных установок главного

проветривания (ВУГП) и газоотсасывающих вентиляторных установок (ГВУ), входящих в комплекс комбинированного проветривания угольной шахты.

Таким образом, сложность структуры, включающей в себя многосвязную комбинированную вентиляционную систему и вентиляторный комплекс комбинированного проветривания (ВККП), обусловливает необходимость системного подхода с учетом специфики газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей к проектированию параметров ГВУ комбинированного проветривания.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с план -заказом головной темы 0701 Минуглепрома СССР и компании «Росуголь» в рамках целевой комплексной программы Ц070110, а также тематических планов Донгипроуглемаша (№Г.Р. У593011000-088) и ВостНИИ (№ Г.Р. 76071118, 01890032355, 01900033060).

Цель работы состоит в развитии теории аэродинамики радиальных решеток профилей со струйным управлением обтеканием для решения научной проблемы повышения аэродинамической нагруженности и адаптивности высокоэкономичных шахтных центробежных вентиляторов и научного обоснования технических решений для создания газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт в условиях высокопроизводительной технологии угледобычи.

Идея работы основана на использовании эффекта повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности радиальных вентиляторов при целенаправленном воздействии управляющих аэрогазодинамических струй на элементы их проточной части для разработки газоотсасывающих вентиляторных установок, обеспечивающих комбинированное проветривание угольных шахт в составе ВККП при интенсивной механизированной добыче угля.

1 , 1 ■ . I / ;

Задачи исследований. В диссертации поставлен и решен ряд взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

- анализ фактических параметров вентиляции газообильных угольных шахт и составление прогноза полей вентиляционных режимов;

- обоснование необходимости системного подхода к определению аэродинамических параметров ГВУ комбинированного проветривания, входящих в состав ВККП;

- разработка критериев эффективности ГВУ, входящих в состав

ВККП;

- изучение механизма образования потерь в рабочем колесе центробежного вентилятора;

-научное обоснование эффективности использования энергии аэрогазодинамических струй для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов; •

теоретическое . обоснование и разработка методов аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей со струйным управлением циркуляцией;

- разработка метода аэродинамического расчета энергетического направляющего аппарата;

- теоретическое обобщение и разработка методов расчета энергетических параметров устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего восстановление циркуляции до уровня потенциального течения во вращающейся круговой решетке профилей;

теоретический расчет идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки профилей;

- разработка высоконагруженных адаптивных, экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов по результатам теоретических и экспериментальных исследований;

- обоснование и разработка типоразмерного параметрического ряда газоотсасывающих вентиляторов комбинированного проветривания газообильных угольных шахт;

- обоснование и разработка технических условий эксплуатации ГВУ газррбильньгх угольных шахт. • .

• Методы исследований: . - анализ фактических и-прогнозируемых полей вентиляционных режимов, разработка критериев эффективности вентиляторов, входящих в комплекс комбинированного проветривания, выполнены по материалам . . исследований НИИГМ им, М.М. Л Фёдорова, Донгипруглемаша, НИПИгормаша, ВостНИИ, Артемовского машзавода и результатов экспериментов, проведенных автором на шахтах, с использованием .методов; математической статистики и системного анализа; >

- теоретическое обоснование и разработка методов аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей со струйным управлением циркуляцией и энергетических параметров устройства струйного управления пограничным слоем выполнены с использованием теории . радиальной ; решетки ^ профилей, теории аэрогазодинамики тел со струями, теории турбулентных струй и пограничного слоя, метода ^ конформного , преобразования, теории функций комплексного переменного и вычетов; ,, ^..;

основные результаты экспериментальных исследований получены с использованием методов корреляционного и регрессионного анализов и методов минимизации функций: Бокса-Уилсона, покоординатного спуска.

Научные положения, выносимые на защиту:

- качественно новый уровень теории аэродинамики круговых решеток профилей со струйными устройствами, адекватно учитывающей влияние управляющих аэрогазодинамических струй на повышение аэродинамических параметров центробежных вентиляторов;

- дифференцированный анализ общешахтной и газоотводящей вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт, позволяющий устанавливать функциональную зависимость аэродинамических параметров ГВУ комбинированного проветривания и ВУГП для обеспечения их эксплуатационной эффективности;

; - математическая модель для расчета аэродинамических параметров вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией, позволяющая при проектировании высоконагруженных, адаптивных центробежных вентиляторов устанавливать функциональную зависимость между их аэродинамическими и геометрическими параметрами с учетом конструктивных особенностей струйных устройств; .

- , схема силового взаимодействия управляющих аэрогазодинамических струй и основного потока в межлопаточных каналах рабочего колеса, позволяющая доказать эффективность их использования для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов;

математическая модель для расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем в рабочем колесе центробежного вентилятора, позволяющая при их проектировании определять рациональные значения геометрических параметров струйного устройства,, обеспечивающего устранение отрывного вихреобразования, с учетом требуемых значений аэродинамической нагруженности и адаптивности;

- функциональная зависимость параметров эквивалентного диффузора от скорости вращения рабочего колеса центробежного вентилятора и кривизны его межлопаточных каналов, позволяющая устанавливать их гидродинамическую аналогию с неподвижным прямолинейным диффузором; 1

математическая модель круговой решетки «аэрогазодинамических профилей», позволяющая . получить

аналитическое выражение её идеальной аэродинамической характеристики;

- защищенные патентами на изобретения конструктивные схемы центробежных вентиляторов с управляемым обтеканием элементов их проточной части, позволяющие при сохранении достигнутого уровня надежности существенно повысить аэродинамическую нагруженность, адаптивность и экономичность шахтных центробежных вентиляторов;

- типоразмерный параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторов и ГВУ комбинированного проветривания, позволяющий при минимальном количестве структурных единиц обеспечить перекрытие зонами их экономичной работы поле проектных газоотводящих вентиляционных режимов угольных шахт.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются:

многосторонними теоретическими исследованиями аэродинамики круговых решеток профилей со струйным управлением обтеканием на основе современных научных представлений в области аэрогазодинамики, наиболее эффективных математических методов расчета и обработки экспериментальных данных;

достаточной сходимостью полученных аналитических уравнений с результатами физических экспериментов;

сравнительными испытаниями моделей вентиляторов, выполненных по известным аэродинамическим схемам и спроектированных на базе новых высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем;

-достаточной точностью и порогом чувствительности стендов для аэродинамических испытаний, при которых с вероятностью 0.95 погрешность исследуемых параметров не превышает 0.5%, а их изменений—10%;

- положительными результатами государственных приемочных испытаний опытных образцов вентиляторов комбинированного проветривания;

- эффективной эксплуатацией на угольных шахтах России и СНГ газоотсасывающих вентиляторов и вентиляторов главного проветривания в составе ВККП.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

выполнен дифференцированный анализ параметров газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт на базе системного подхода к обоснованию параметров ГВУ

комбинированного проветривания. Установлено наличие значимой

корреляции между параметрами аэрогазодинамически соединенных газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей многосвязных комбинированных вентиляционных систем угольных шахт. Определены ограничения, накладываемые на аэродинамические параметры ГВУ и ВУГП, обусловленные обеспечением их функциональной эффективности;

- получена уточненная формула для расчета параметров эквивалентного диффузора с учетом его вращения и криволинейности;

- получена картина течения в межлопаточных каналах рабочего колеса центробежного вентилятора при струйном управлении обтеканием. Предложена модель процесса снижения потерь давления в рабочем колесе, позволившая обосновать эффективность использования энергии аэрогазодинамических струй для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов;

- разработана общая теория аэродинамики вращающейся круговой решетки профилей произвольной формы, в том числе профилей, образованных кусочно-гладкой линией, со струйным управлением циркуляцией;

- предложена теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки для частных случаев формы профиля и струйных устройств;

получены уравнения. для расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего восстановление циркуляции до значений, соответствующих потенциальному течению во вращающейся круговой решетке профилей. Математические модели расчета сформулированы на базе гидродинамической аналогии гидравлического диаметра эквивалентного вращающегося диффузора и толщины пограничного слоя на его стенках;

получено уравнение теоретической характеристики вращающейся круговой решетки «аэрогазодинамических профилей». Показано, что она работает в режиме суперциркуляции;

- разработан метод синтеза высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов со струйным управлением обтеканием элементов их проточной части;

- разработан типоразмерный параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторов и ГВУ комбинированного проветривания угольных шахт.

Личный вклад состоит в комплексном решении важной научной и технической, проблемы: теоретическом обосновании, разработке и освоении ГВУ, обеспечивающих в составе ВККГ1

комбинированное проветривание угольных шахт в условиях высокопроизводительной технологии угледобычи и способствующих этим самым росту технико-экономических показателей шахт, и заключается:

- в установлении первопричин низкой функциональной и экономической эффективности вентиляторных установок угольных шахт в условиях * обеспечения ими безопасных санитарно-гигиенических условий и снятия ограничения по газовому фактору;

- в определении наличия значимой корреляции параметров газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы и необходимости дифференцированного их анализа при использовании системного подхода к обоснованию аэродинамических параметров ГВУ в составе ВККП;

- в установлении . зависимости угла эквивалентного вращающегося диффузора от геометрических параметров и режима работы центробежного вентилятора, учитывающей скорость вращения рабочего колеса, кривизну межлопаточного канала и угол отставания потока на выходе из рабочего колеса;

- в экспериментальном и теоретическом обосновании модели процесса устранения отрывного вихреобразования в межлопаточном канале рабочего колеса центробежного вентилятора при струйном управлении обтеканием;

- в разработке теории аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией, а также в рассмотрении ее приложений для частных случаев формы профилей и параметров струйного управляющего устройства;

- в теоретической разработке математических моделей расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего безотрывное обтекание вращающейся круговой решетки профилей;

"" -. -,.. в теоретическом расчете идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки

«аэрогазодинамических профилей»;

в разработке алгоритма расчета высоконагруженных, адаптивных и экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов;

- в разработке типоразмерного параметрического ряда ГВУ угольных шахт;

- в обосновании и разработке технических условий эксплуатации ГВУ газообильных угольных шахт, входящих в состав ВККП.

Практическая ценность работы заключается в том, что сформулированные в ней научные и технические основы разработки ГВУ угольных шахт позволяют:

- обоснованно подходить к расчету параметров вентиляции и режимов работы ГВУ газообильных угольных шахт;

- выбирать оптимальную структуру вентиляторов главного проветривания и газоотсасывающих в составе ВККП;

- обоснованно подходить к расчету показателей эффективности ГВУ газообильных угольных шахт, входящих в состав ВККП;

разрабатывать алгоритмы синтеза высоконагруженных, адаптивных, экономичных радиальных аэродинамических схем в соответствии с конкретными техническими заданиями;

- обоснованно подходить к формированию технических условий эксплуатации ГВУ газообильных угольных шахт, работающих в составе ВККП;

- обеспечить с помощью ГВУ, работающих в составе ВККП, снижение суммарного потребного расхода воздуха в 5 раз и газообильности выемочных участков в 10 раз по сравнению с традиционными вентиляторными установками главного и местного проветривания;

- обеспечить повышение нагрузки на очистной забой до 1500025000 т/сут, за счет устранения проявления газового барьера при использовании ГВУ в составе ВККП для проветривания газообильных угольных шахт;

- обеспечить безопасное реверсирование вентиляторов главного проветривания в комплексе с ГВУ при проветривании газообильных угольных шахт;

- устранять загазовывание действующих выработок при аварийной остановке вентиляторов главного проветривания, работающих в комплексе с ГВУ;

- снизить в 3 раза энергоемкость вентиляции газообильных угольных шахт при использовании для их проветривания ГВУ в составе ВККП;

- обеспечить экономический эффект при работе одной ГВУ в составе ВККП с установленной мощностью 1000 кВт более 3 млн. рублей в год.

. Реализация результатов работы. Новый параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторных установок, типа УВЦГ в составе ВККП эксплуатируется на газообильных угольных шахтах России и ближнего зарубежья.

Основные положения диссертационной работы использованы:

- при разработке технических условий, формуляров, руководства по эксплуатации, конструкторской и технологической документации на газоотсасывающие вентиляторные установки УВЦГ-7, УВЦГ-9, УВЦГ-15, в НИИПП «ТУРМАШ» и на 'Артемовском машиностроительном заводе;

- при освоении серийного производства газоотсасывающих вентиляторов и установок на Артемовском машиностроительном заводе;

- при разработке технического задания, технических условий и проектов на газоотсасывающий вентилятор ВЦГ-20 и вентиляторы главного проветривания ВВЦД-11, ВВЦ-15, ВВЦД-15, ВВЦД-25, ВВЦЦ-32, которые в совокупности с уже серийно освоенными газоотсасывающими вентиляторами составляют новый типоразмерный параметрический ряд ВКП; ,

- при составлении отраслевых и бассейновых нормативно-технических документов: «Руководство по снижению газообильности выемочных участков угольных шахт поверхностными и подземными газоотсасывающими вентиляторами», «Правила безопасности в угольных шахтах» (раздел «Проветривание подземных выработок и лылегазовый режим»), «Временное руководство по проектированию проветривания выемочных участков с применением газоотсасывающих вентиляторов при отработке угольных пластов в условиях шахты „Распадская"», «Руководство по проектированию комбинированного проветривания выемочных - участков и полей с применением газоотсасывающих вентиляторных установок для шахт ОАО Компания „Кузбассуголь"». '

Внедрение разработанных в рамках диссертации ГВУ позволило преодолеть газовый барьер при отработке выемочных столбов высокопроизводительными механизированными очистными забоями практически на всех шахтах Кузбасса, Воркуты и Караганды, где эти установки используются.

Основные научные положения и практические рекомендации использованы в учебном процессе студентов направления 551800 - «Технологические машины и оборудование», в курсовом и дипломном проектировании по специальности 170100 - «Горные машины и оборудование». -

■ Апробация работы. Основные положения и отдельные

результаты диссертации докладывались на, научно-практических конференциях УГТУ в период - с 1984 по 2004 гг.; на НТС Минуглепрома СССР (г. Москва, 1984, 1991); на НТС ГосгортехйаДзора' СССР (г. Москва, 1990); на Отраслевом совещании по вопросам совершенствования вентиляции и Дегазации шахт компании «Росуголь» (г. Кемерово, 1996); на НТС компании «Росуголь» (г. Москва, 1995); на

специализированном научном семинаре «ТУРБОмашины» и Ученом совете НИИГМ им. М.М. Федорова (г. Донецк, 1984, 1988); на НТС компании «Кузнецкуголь» (г. Новокузнецк, 1997); на Всесоюзном совещании «Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах» (г. Новосибирск 1979-1987); на научно-практической конференции в НИПИгормаше «Перспективы развития горно-шахтного и обогатительного машиностроения» (г. Свердловск, 1989)»; на научно-практической конференции в ДПИ, посвященной 100-летию академика B.C. Пака, «Перспективы развития шахтного вентиляторостроения», (г. Донецк, 1988).

Газоотсасывающие вентиляторы ВЦГ-7м, ВЦГ-9 и ВЦГ-15 экспонировались на международных специализированных выставках «Уголь России и Майнинг» (г. Новокузнецк, 2000-2003) и «ЭКСПО-Уголь» (г. Кемерово, 2000 — 2003). Параметрическому ряду ГВУ комбинированного проветривания типа УВЦГ в 2000 — 2001 гг. присуждены дипломы первой степени и золотые медали указанных выставок. Вентилятор ВЦГ-7м в 2001 г. удостоен Диплома «100 лучших товаров России».

Публикации. Основные положения" диссертации опубликованы в 51 научном труде, включая 3 монографии, 18 патентов и 12 авторских свидетельств на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения и приложения, изложенных на 328 страницах, содержит 78 рисунков, 4 таблицы, список использованной литературы из 213 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

I. Анализ состояния проблемы и способы предотвращения проявлений метаноопасности и газового барьера в угольных шахтах.

Анализ эффективности эксплуатации вентиляторных установок главного проветривания (ВУГО), выполненный на базе обширных экспериментальных данных депрессионных съемок и обзора информационных материалов показал, что до 45% потребляемой установками энергии расходуется непроизводительно. Низкая экономичность ВУГП обусловлена спецификой их эксплуатации в условиях непрерывно изменяющихся параметров шахтных вентиляционных сетей, а также существенным рассогласованием аэродинамических характеристик вентиляторов проектным и фактическим полям вентиляционных режимов. Наиболее низкая эксплуатационная экономичность установок наблюдается на шахтах, опасных по газу и пыли. Это объясняется значительным ростом

сложности системы вентиляции и увеличением предъявляемых к ней функциональных требований. Вентиляторные установки должны обеспечивать эффективное проветривание выемочных полей угольных шахт при интенсивном выделении метана в выработанное пространство, представляющее собой, с точки зрения вентиляции, искусственный газовый коллектор. На шахтах Кузнецкого, Воркутинского, Карагандинского бассейнов газовыделение из выработанного пространства достигает 80% от общей газообильности выемочных полей, что ведет к росту числа случаев загазовывания горных выработок. Так, на шахтах Кузбасса частота аварийных ситуаций, вызванных данным фактором, за последнее время возросла более чем в 4 раза.

Проблема разработки вентиляционного оборудования для борьбы с метаном впервые была сформулирована акад. A.A. Скочинским.

Применение вентиляторов типа ВМЦГ при комплексном способе управления метановыделением из выработанного пространства на выемочных полях, включающем применение передвижных дегазационных установок и перераспределение отводимой метановоздушной смеси между действующими выработками за счет общешахтной депрессии, позволило обеспечить нагрузку на забой до 1500т/сутки.

Однако при газообильности выемочных участков более 15 куб.м/мин, росте нагрузки на забой указанный способ функционально и экономически становится неэффективным. ВУГП и ВМЦГ при данных способах вентиляции газообильных угольных шахт не обеспечивают аэродинамической изоляции атмосферы очистной выработки от выработанного пространства, поскольку функционально слабо адаптированы между собой. Они разрабатывались на базе самостоятельных концепций, при их создании не проводился дифференцированный анализ параметров газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт..

Наиболее совершенный способ комбинированного проветривания, обеспечивающий решение проблемы снижения газообильности, предотвращения образования газоопасных зон в действующих выработках и снятие газового барьера, основан на управлении метановоздушными потоками с допустимым содержанием метана на выемочных полях и метановыделением из выработанного пространства за счет сепарации с, изолированным отводом концентрированной метановоздушной смеси. Этот способ требует рассмотрения ВУГП и ГВУ как единой, адаптивной' системы вентиляторов, обеспечивающих в действующих выработках и

выработанном пространстве необходимое поле распределения депрессий и расходов, обеспечивающее аэрогазодинамическую изоляцию очистной выработки от аэрогазодинамически активной зоны выработанного пространства и сепарацию метановоздушных потоков.

Таким образом, рассматривая в комплексе проблему повышения эффективности вентиляции угольных шахт, опасных по газу и пыли, приходим к необходимости системного подхода к анализу структуры, состоящей из комплекса шахтных вентиляторов и многосвязной комбинированной вентиляционной системы. Комплекс вентиляторов, предназначенный для обслуживания многосвязной комбинированной вентиляционной системы газообильной угольной шахты, представляет собой вентиляторный комплекс комбинированного проветривания (ВККП). Анализ фактических режимов проветривания газообильных угольных шахт, разработку проектных полей вентиляционных режимов, проектирование аэродинамических характеристик ГВУ необходимо проводить на базе принципов системного анализа структуры, состоящей из вентиляторов, входящих в ВККП, и многосвязной комбинированной вентиляционной системы. При этом принципиально важно проводить дифференцированный анализ параметров газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт.

2. Системные критерии эффективности газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт.

Проблема эффективности ГВУ газообильных угольных шахт на базе системного подхода, с учетом объективной целесообразности общественного разделения труда, обусловливает методику, которая должна отражать три взаимосвязанных, но самостоятельных уровня эффективности: общехозяйственный, потребления, изготовления, включая разработку и проектирование.

Специфика жизненного цикла ВККП подтверждает тот факт, что наиболее весомыми в иерархии уровней значимости являются функциональная и экономическая эффективности. На базе дифференцированного анализа параметров газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей, обеспечения

аэрогазодинамической изоляцией очистной выработки от выработанного пространства разработаны критерии функциональной и экономической эффективности ГВУ комбинированного проветривания угольных шахт. .

Основным показателем соответствия системы вентиляции газообильных угольных шахт их производственным возможностям является концентрация метана в вентиляционной исходящей струе воздуха. ВККП должен обеспечивать вентиляцию в соответствии с

санитарно-гигиеническими нормативами, снижение газообильности, предотвращение образования газоопасных зон в действующих выработках и устранение газового барьера для заданной производственной мощности и многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольной шахты с минимальным энергопотреблением.

Для выполнения указанных функций ГВУ и ВУГП в составе ВККП обеспечивают в действующих выработках необходимое поле депрессий и расходов, при котором достигаются аэрогазодинамическая изоляция искусственного газового коллектора от очистной выработки и сепарация метано воздушных потоков. '

Таким образом, функциональная и экономическая эффективности ГВУ комбинированного проветривания "в составе ВККП определяются следующими показателями.

Критерий адаптивности ВУГП и ГВУ комбинированного проветривания, характеризующийся тремя показателями: - коэффициент пассивной адаптивности ГВУ:

Чм!

(¿Нс/одая /» о)

где Нст — коэффициент статического давления вентиляторной установки; я - коэффициент подачи вентилятора. По данным экспериментальных исследований и проектным режимам ятах/ Чт!п==4-Данный коэффициент характеризует стабильность режима аэрогазодинамической изоляции очистной выработки от выработанного пространства в условиях колебаний параметров комбинированной многосвязной вентиляционной системы, вызванных геотехническими факторами;

- коэффициент активной адаптивности А„ характеризует способность вентиляторной установки с минимальными энергозатратами обеспечивать переменные вентиляционные режимы и определяется его глубиной экономичного регулирования по давлению Кн, расходу Кч и коэффициентом нормированного удельного энергопотребления Кэ:

?|тах qmax

НстЧЧТ / I НстЧ<Ц, (2)

<]т1п Цтш

где Т]СТ - статический к.п.д. ГВУ, ВУГП на их номинальной аэродинамической характеристике; Чтт ^ 3.3;

- коэффициент корреляционной адаптибности ВУГП и ГВУ, входящих в состав ВККП; . ?

Ак= Гэвугп / Гэгву, (3)

где Гэвугп и Рэгву — эквивалентные отверстия газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной

комбинированной вентиляционной системы.

Коэффициент корреляционной адаптивности позволяет устанавливать степень согласованности аэродинамических характеристик ВУГП и ГВУ с параметрами общешахтной и газоотводящей вентиляционных сетей для обеспечения аэрогазодинамической изоляции очистной выработки от

выработанного пространства. ... ......_______

По фактическим и проектным вентиляционным режимам 3.2<АК<8.3 при среднестатистическом его значении, равном 6.4. Коэффициент корреляции параметров газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей составляет 0.34, превышая более чем в три раза значение средней квадратической ошибки, что

подтверждает факт их значимой корреляции._________________

~—-- Критерий аэродинамической устойчивости ГВУ:

Ну=НгЧя/Н„чг, (4)

где Нг, Н„, Яг, — коэффициенты давления и расхода ГВУ на границе устойчивости и номинальном режиме соответственно.

Коэффициент аэродинамической устойчивости характеризует способность ГВУ комбинированного проветривания в составе ВККП сохранять режим аэрогазодинамической изоляции очистной выработки от выработанного пространства при существенном колебании, величины эквивалентного отверстия газоотводящей вентиляционной сети.

Данные экспериментальных исследований и проведенные расчеты показывают, что вышеуказанные критерии достаточно полно характеризуют фактическую функциональную и экономическую эффективность ГВУ комбинированного проветривания. Коэффициент множественной корреляции эксплуатационного к.н.д. ГВУ и ВУГП с критериями адаптивности К(т]э, кэ, к„) =0.87 при 1Ш/<Тои = 6.98, что подтверждает достоверность оценки экономической эффективности. Учет соотношения критериев пассивной А„, корреляционной Ак адаптивности и коэффициента распределения воздуха, обеспечивающего аэрогазодинамическую изоляцию очистной выработки от выработанного пространства, при расчете параметров ГВУ позволяет обеспечить её функциональную эффективность. , .. ■

Таким образом, использование данных показателей позволяет с достаточной точностью оценивать эксплуатационную эффективность действующих ГВУ комбинированного проветривания

и определять их проектные параметры, обеспечивающие в составе ВККП надежное проветривание газообильных угольных шахт с минимальным энергопотреблением, а также реверсирование их для обеспечения безопасных условий спасения людей, застигнутых аварией и ликвидации возникшего пожара.

3. Энергетические методы повышения эффективности центробежных вентиляторов.

Анализ действующих и проектных вентиляционных режимов газообильных шахт подтверждает несколько замедлившийся по сравнению с 70-ми годами, но, тем не менее, рост потребной гидравлической мощности вентиляторных установок. Особенно это касается требуемых параметров давления газоотсасывающих вентиляторов, работающих в условиях малых эквивалентных отверстий газоотводящих вентиляционных сетей. На базе исследования механизма образования потерь в рабочем колесе центробежного вентилятора в диссертации подтвержден тот факт, что традиционные методы повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности радиальных аэродинамических схем, практически исчерпали свои возможности. Кроме того, учитывая технологические возможности производства и эксплуатации шахтных вентиляторов, увеличение указанных параметров должно осуществляться без роста окружной скорости вращения рабочего колеса и габаритов вентилятора.

Наиболее перспективно для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов применение энергетических методов управления обтеканием. Широкое применение энергетические методы нашли в области реализации изолированных профилей. Их использование в турбомашинах ограничено в основном турбинами и компрессорами. Энергетические методы управления обтеканием подразделяются на пассивные и активные. Первые характеризуются воздействием на пограничный слой перераспределением энергии в потоке без внесения дополнительной энергии. Активные связаны с подводом в пограничный слой на поверхности лопаток рабочего колеса дополнительной массы газа, то есть, подведением дополнительной энергии к потоку посредствам высокоэнергетических управляющих струй либо с отсосом пограничного слоя через. проницаемую поверхность лопатки. Аэрогазодинамическая, струя управляющего потока может быть направлена как вдоль хорды профиля лопаток, так и в направлении их размаха. Следует подчеркнуть, что, с точки зрения газодинамической аналогии, струя, управляющего потока идентична системе распределенных стоков, так как эти

гидродинамические особенности, в конечном счете, способствуют энергетическому насыщению профиля скорости основного потока.

Учитывая конструктивные особенности центробежных вентиляторов, наличие в них, как правило, объемных лопаток, имеющих значительную относительную толщину профиля, в диссертационной работе показано, что в шахтных центробежных вентиляторах наиболее эффективно применение струйного управления течением в рабочих колесах.

Спиральный корпус центробежного вентилятора, представляя собой полость высокого давления, позволяет разрабатывать энергетические методы и средства регулирования режимом работы вентилятора — энергетические направляющие аппараты (ЭНА).

Известные методы расчета аэродинамических характеристик турбомашин с энергетическим управлением циркуляцией можно разделить на три группы.

Методы первой группы основаны на использовании интегральных уравнений несущей поверхности и различаются способами расчета граничных условий на поверхностях струи управляющего потока и профилей лопаток турбомашины.

В методах второй группы использовано непосредственное применение представления профиля лопаток турбомашины и управляющей струи в виде распределения элементарных вихрей с различными гипотезами взаимодействия вихревой поверхности и струи, с учетом соответствующих граничных условий. Однако применение этих методов для аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей с энергетическим управлением циркуляцией практически не целесообразно ввиду сложности построения математической модели.

Для аэродинамического расчета вращающейся радиальной решетки профилей со струйным управлением циркуляцией наиболее эффективен метод конформных преобразований, основанный на использовании конформного отображения области вне радиальной решетки профилей со струями управляющего потока на вспомогательную каноническую область, течение в которой может быть достаточно легко определено. В указанном случае задача сводится к отысканию двух аналитических функций - функции конформного отображения многолистной области течения, ограниченной радиальной решеткой профилей со струями управляющего потока на внешность многолистной римановой канонической области, и комплексного потенциала течения на поверхности данной канонической области.

На базе метода конформных преобразований с использованием теории турбулентных струй, аэродинамики тел со струями, теории функции комплексного переменного и вычетов в диссертации разработана теоретическая аэродинамика вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией.

Использование основных положений разработанной теории позволяет с достаточной точностью производить проектные расчеты параметров высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов по исходным данным, определять характеристики регулируемости и геометрии ЭТ1Л.

4. Аэродинамика вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией.

Схематическое представление круговой решетки профилей и струйных устройств в виде (п'+^-листного контура позволяет свести задачу аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией, на базе использования теоремы Римана для односвязных многолистных областей, к построению двух аналитических функций - функции г(у) отображения пл-листной римановой области внешности круга единичного радиуса на область течения, ограниченную (п'+1)~листным контуром римановой области и комплексного потенциала Г[г(у)] в пл-листной римановой области круга единичного радиуса. Поскольку рассматривается общий случай аэродинамики круговой решетки аналитических профилей произвольной формы, функция конформного отображения г(у) определяется двойным преобразованием: на первом этапе происходит отображение на область «деформированного круга», что определяет функциональное соответствие профиля произвольной формы профилю в виде отрезка логарифмической спирали к Zв(yв), на втором этапе производится отображение вышеуказанной области на область вне круга единичного радиуса Следует заметить, что при указанной схематизации. круговой решетки (п-пи+пс)-струйных устройств расположены на п' листах римановой области О*, а сама круговая решетка профилей расположена на первом листе указанной поверхности. , V .

В диссертации доказано, что полученное соотношение в соответствии с теоремой единственности решения задачи Дирихле -Неймана однозначно, с точностью до константы.

Функция конформного отображения (п'+1)-листной римановой поверхности круговой решетки аналитических

профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией на п;1-листную область вне круга единичного радиуса:

пл ' _- _

^(г+ФУСУ-Ф) [(у-ФГ1 ею,)/(у-ф2"'еШ1)]21рл+С , (5) где пл — количество лопаток в круговой решетке; у = е'°, х — гс* — комплексные координаты точки в соответствующих областях 1)г> Рл — угол базовой логарифмической спирали в области Оы", ф — базовый формпараметр, определяющий геометрические характеристики исходной круговой решетки профилей в виде отрезков логарифмической спирали;

71 = фГ'е'01, у2 = ф2"1еш, с — формпараметры, определяющие геометрические характеристики круговой решетки аналитических профилей произвольной формы.

Формпараметры Ф, Фь Ф* в случае аналитических профилей произвольной формы могут быть определены в соответствии с уравнениями, полученными Г.И. Майкопаром для круговых решеток профилей и теории аналитических профилей Н.Е. Жуковского.

Комплексный потенциал в пл-листной римановой области 1>7 круга единичного радиуса:

О' »1

¥0[г(у)\ + £ FAк(y) + £ РВк(у), (6)

к-1 к- п'+1

где Р01Х(у)] — комплексный потенциал при нулевых расходах через струйные каналы, формула для расчета которого получена Т.С. Соломаховой; РАк(у) — комплексный потенциал от источников, стоков:

ЯЫУ) = ЧаЬ1п(т-так) / П -^ак1п(у2-ф2)( уМ/ф2) / 2 Я; (7)

Евц(у) — комплексный потенциал от локальных вихрей:

Рв^-ГвкПпСу-ф ^ -иу-фЯ/гя! , (8)

где чАк — коэффициент расхода Ак . ^о источника (стока); Так = е'0Ак — местоположение А^ _ го источника (стока) на круге единичного радиуса области Гвк — коэффициент интенсивности Вк _го локального вихря; п' = п„ + пс— общее количество сингулярных особенностей - источников (стоков) на круге единичного радиуса; % = п'+ п„— общее количество струйных устройств.

Для единственности конформного отображения Z = принимаем однозначность отображения точек г = оо и ; г = 0 в (п'+1)-листной римановой неограниченной односвязной физической области течения в точки ф и —ф соответственно на пл-листной

римановой области Dr круга единичного радиуса и устанавливаем однозначную функциональную связь формпараметра ф с формпараметрами фг и ф2 в области деформированных кругов Day. Тогда, учитывая условия единственности с точностью до константы, решение (6) для функции F[z(y)] = F (y) получим с точностью до постоянной, единственное решение задачи обтекания вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией:

F(z) = F'[y(z)] . (9)

На базе теории функций комплексного переменного и вычетов при заданных тЛк, qAlc, Г0, Гл, ГВк, VB(yAlt) получена система уравнений, определяющая единственные положения критических точек уот (т= 1,..., (пЧ-2)).

На базе полученного канонического уравнения комплексной скорости пл-листной римановой области D7 круга единичного радиуса

dF/dy = Kpq П (у - уот) / (У - ф) ( У - 1/ф) п (у - хАк) +V'B(y) , (10)

выведено уравнение связи и сопряженности критических точек в каноническом виде для общего случая их расположения как на окружности единичного радиуса, так и вне неё:

п'+2 п*

Пуот = е2"^ПтА|е, (И)

где V'B(y) — сопряженная скорость потока вытеснения на пл-листной области окружности единичного радиуса; Krq = q/(Tc- 2яг1'2со) = tgßj; pj — угол потока на входе в круговую решетку профилей; q, Го — коэффициенты расхода и интенсивности вихреисточника, расположенного в центре круговой решетки профилей.

Получены формулы для коэффициентов циркуляции Гл, суммарного расхода q£Ak и расхода qAk через к-й струйный канал:

Гл - Го/пл + ni [¿(т'Ак - тАк)-(£(у'0П1 - уот)]; (12)

к»1 ш=1

п'+2 п'

4ZA = Ч/Пл + Z(Y'om + Уот) " Z(t'ak + ТАк) ] J m-1 к=1

qAK= 7t П(тАк—уот) / (так - ф)( тАк - 1/ф) П( так - тА0,

m=l i=l; ц^к

где tfalc= 1/так; у'ош— 1/ Уош«

(13)

С учетом условия сопряженности, преобразованием уравнений (10) — (14) путем разделения особых точек Yomno их расположению на окружности единичного радиуса и вне ее доказано, что при pom> 1, удовлетворяющем уравнению связи для точек yom — рот eÍOom, не важно значение рот, в то время как значения циркуляции Гл и расходов q^A Чак через струйные каналы зависят не только от угла 6от, но и от радиуса р0П1 расположения особых точек. Полученный результат имеет большой практический интерес, так как позволяет теоретически решать задачу о возможности фиксации особых точек ветвления на профиле вращающейся круговой решетки при изменении режимов ее работы.

В частности, выражение для Гл (12) и уравнение связи (11) примут вид:

п'-2т'+2 n'-m'+2 п'

Гл = ГУпл -2я £ sinOom - 2я]Г (p„m+ 1/Pom)sin0ora + 2rc£sinOAlf; (15) т=1 т- n'-2m'+3 к-1

п'-2т'+2 п'-ш'+2 п'

10ОП, + 2Е еот - X 0А|С+2я(ц-1) , (16)

т=1 т="п'-2т+3 k=l

где т = 1,...,(п'-2т'+2) — особые точки на окружности единичного радиуса; ш = (n'-2m*+3),...,(n'-m'+2) - особые точки вне круга единичного радиуса.

При условии единственности решения (9), для определения константы в задаче обтекания вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы использована гипотеза Жуковского - Чаплыгина - Кутга о сходе потока с острой задней кромки профиля. Принимая, что задняя кромка профиля соответствует точке То(п- +2)= е'00*" +2) на полистной римановой области Dy круга единичного радиуса, в диссертации получено уравнение для расчета циркуляции Гл вокруг вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйными управляющими устройствами

Гл=-4ч[1+nflq'z( Ф2-1)2(Ф2+2Фсо800(п +2)+1)21 Ф(Ф2+1)81пв0(п' +2)/ пл (Ф2-1)(Ф2+2Фсо$0О(п. +2)+1) -- 2я V'B(n.+2) (Ф2-2Фсо80о(п- +2)+1) / (Ф2-1) --4ГоФсо80о(п.+2)/пл(Ф2+2Фсо80о(„' +2)+1)+Ф8т0о(„' +2>1чаЛФ2-1)+

, „, п'

'.'.Д.- +ZqAKSÍn(0Alf - 0Ча' +2)) / (Í- cos(0Al< - 00(П' +2)))> (17)

где q'z=qIA / q.

Функция Z(Y) конформного отображения пл—листной римановой области внешности круга единичного радиуса на (п'+1)-листную. область схематизированной круговой решетки профилей, составленных из кусочно-гладких линий, получена с использованием формулы Кристоффеля — Шварца

Ъ = 1[(у-ф)'Чу-1/ф)"ХП(у - Tynf>"", П( у - тАк) р'Ак1]йу , (18)

у п»1 к=1

где туп (п=1,...,пу) - точки на окружности единичного радиуса области соответствующие угловым точкам профиля у„ ; руп = яР'уп; Рак - яр'дк - внешние углы (п'+1)-листной области Ъ7 схематизированной круговой решетки с кусочо-гладкими профилями, соответственно в угловых точках у „и особых точках Ак.

Каноническое уравнение для комплексной скорости на (п' + 1)-листной римановой поверхности получено в виде

п'-т'+2 п'-т'+2 п» п'

А¥1Аг = КгчП(7тот)П(у-7о»)(у- 1/у0-)/П(У - туп) ^""'Щу - тАк.)р'Лк. (19)

т=1 т= п'-2ш+3 »1=1 к=1

Следует заметить, что при конечной ширине струйного устройства в точке Ак угол Р'ак= 0.

Из формулы (19) вытекает важный для практики вывод: при Топ. = Ту„ и Р'уп = 2, то есть при условии совмещения в угловой точке профиля одновременно точек возврата и ветвления в ней исчезает сингулярная особенность. В частности, расположение в задней критической точке профилей вращающейся круговой решетки вихреисточников устраняет в этой точке ветвление потока, то есть позволяет, с одной стороны, обеспечить плавное ее обтекание потенциальным потоком, а с другой - зафиксировать в этой точке локальный вихрь, дающий возможность регулировать давление, развиваемое круговой решеткой профилей.

В круговой решетке аэрогазодинамических профилей струя управляющего потока является частью основного потока, и при этом для обеспечения требуемых энергетических характеристик не используются внешние источники.

Идеальная аэродинамическая характеристика вращающейся круговой решетки аэрогазодинамических профилей имеет вид степенной функции, в отличие от характеристики круговой решетки классических профилей (рис. 1).

В идеальной круговой решетке аэрогазодинамических профилей происходит трансформация формы виртуального профиля по мере изменения ее режима работы от дшях до я=0. При q = аэрогазодинамический профиль совпадает с бесконечно тонким

профилей: 1 — решетка классических профилей; 2, 3 — решетка аэрогазодинамических профилей

исходным телесным профилем идеальной круговой решетки. При ц = О аэрогазодинамический профиль приобретает Б-образную форму.

5. Прикладная теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки для частных случаев геометрии профилей и устройств струйного управления циркуляцией.

Уравнение идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией представим в виде:

. пх п'

Нт=Нто-КчЧ-КгГо+Кв£ГВ|С+ ЕКакЧА|С, (20)

где Кч, Кг, Кв, Как - соответственно коэффициенты влияния подачи, закручивания потока ЭНА, циркуляции точечных вихрей и струй управляющего потока на теоретическое давлении, развиваемое решеткой; Нто= Н°то + Нуто - коэффициент теоретического давления, создаваемого решеткой при ц = 0; Н°то — совпадает с формулой,

- п'

полученной Т.С. Соломаховой, то есть соответствует Нто при ХКакЧак —

к=1

ПЕ I»'

=0, Г£в=0, 4=0, Го=0; Нуто= Кв£ГВк+ХКакЧа.с при Ч = 0; К^К^+К*,.

к—п'-И »с—1

Уравнения для расчета К°ч, Кг соответствуют формулам, полученным Т.С. Соломаховой, то есть определяются по уравнениям для. Кч, Кг, при чеа= 0.

Таким образом, задача сводится к установлению зависимости Нт от ГВк и qAк» то есть к построению аналитических выражений для Куч, Кв, КАк в зависимости от геометрических параметров круговой решетки профилей и струйных устройств.

В диссертации получены соответствующие уравнения для частных случаев вращающейся круговой решетки профилей в виде гладких и кусочно-гладких отрезков логарифмических спиралей со струйными устройствами в виде источников, стоков, локальных вихрей.

В частности, для гладких профилей:

куч=8пл Е ЧАкф(ф4-1)(ф1+2фсо8евч2+1)81пеп.+2/ч ; (21) КАк= 2эш(0ди- 0„.+2) / (1- со8(0Ак- 0ц.+2»+ 2ф81п0 в.+2/(ф2-1); (22)

КВк.=(ф2-1)/(ф2-2фсо80п+2+1). (23)

Аналогично получены уравнения комплексных скоростей и вышеуказанных коэффициентов для кусочно-гладких профилей.

Найденные соотношения позволили глубоко и всесторонне проанализировать влияние геометрических параметров на аэродинамическую нагруженность и адаптивность радиальных решеток профилей со струйным управлением циркуляцией. Применительно к радиальным решеткам аэрогазодинамических профилей, отличающихся простотой конструктивного исполнения, доказана возможность более чем в 2 раза увеличить Нто по сравнению с Н°то.

Для круговой решетки профилей в виде кусочно-гладкой логарифмической спирали с одной угловой точкой установлена высокая эффективность увеличения аэродинамической нагруженности при рл1=(20° -5- 40°), рл2=(40°- 105°), 0',> 0.9, что для варианта отсутствия струйного устройства с достаточной точностью подтверждает эффективность повышения давления центробежных вентиляторов за счет накрылков лопаток рабочих колес, предложенных В.И. Ковалевской, В.В. Паком, В.А. Стешенко.

Значительно более существенный рост давления, развиваемого центробежным вентилятором со струйными устройствами в хвостовой части лопатки рабочего колеса, обусловлен тем, что его величина определяется разностью давления на рабочей и тыльной поверхностях лопаток, росту которой способствует струя управляющего потока, в то время как накрылок приводит к увеличению давления только на его рабочей поверхности.

На базе комплексной скорости на пл-листной римановой области круга единичного радиуса с сингулярной особенностью в виде источника я„ и функции конформного отображения получено

уравнение относительных скоростей на профиле вращающейс: круговой решетки со струйными устройствами:

w=w<)+wy, (24)

где w0 - соответствует уравнению, полученному Т.С. Соломаховой;

Wy= ч'„{с2г(ф2+1)8тв[ф2Со8(е+0л)-со8(О-рл)] / г'-

-Ф2-2фСо5в+1)28те2 [s¡n(eM-e2) / (i-cos(e,re2))+ +фзте2/(ф2-1)1 / (ф2+2С08в2+1)(ф2-1)},

где q„' = q„/q , г' = 2r/D2.

Для ЭНА определена формула для расчета создаваемой и\ циркуляции на входе в рабочее колесо центробежного вентилятора:

ToMÍ.SD'^íüVHTKp/cVHxKp+q),. (25)

где со — частота вращения рабочего колеса; D'K— диаметр коллектор; ЭНА; К,> — коэффициент регулируемости ЭНА, определяемый егс геометрическими параметрами.

6. Исследования закономерностей управления пограничным слоем в рабочих колесах высоконагруженных, адаптивны* шахтных вентиляторов.

Специфика аэродинамических схем шахтных центробежных вентиляторов, их работа в условиях постоянно изменяющихся параметров многосвязных комбинированных вентиляционных систем в значительной степени определяют особенности структуры потока в проточной части вентилятора. Взаимное влияние кинематической и местной диффузности, кривизны межлопаточного канала, а также кориолисовых сил, обусловленных вращением рабочего колеса, способствует интенсивному отрывному вихреобразованию в межлопаточных каналах рабочего колеса центробежного вентилятора, что приводит к снижению аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности ГВУ. Для оценки энергетических потерь в межлопаточных каналах рабочих колес центробежных вентиляторов предложена уточненная формула расчета угла раскрытия эквивалентного вращающегося диффузора

УЭ»==У3+У», ■ (26)

где — угол раскрытия эквивалентного диффузора, формула для расчета которого ранее получена автором;

Y» =2arctg lvW(Kv7tD'lsinp^ —2Kr) b'2sinp2jI Kv = со / у, -

отношение угловой скорости вращения рабочего , колеса к относительной скорости потока на входе^ в. межлопаточный канал; KR— кривизна лопатки. При to == О, KR = 0 угол Ув = 0. „.. , .-<

У читывая тот факт, что гидравлический диаметр ы угла ! раскрытия вращающегося диффузора и толщина пограничного слоя в

формуле для расчета формпараметра характеризуют градиент давления на соответствующей им длине, то есть являются гидродинамическими аналогами, в диссертации предложены два метода расчета энергетических характеристик струи управляющего потока, обеспечивающих устранение отрыва пограничного слоя. В качестве характеристической функции, определяющей параметры исходного течения, для последующего расчета энергетических параметров управляющей струи принят угол раскрытия эквивалентного вращающегося диффузора (26).

На базе отрывной схемы обтекания, с использованием метода распределенных особенностей и гипотезы Прандтля, получены уравнения для расчета коэффициентов расхода и давления управляющего потока, обеспечивающего устранение отрыва пограничного слоя.

В частности, Ну для струйного устройства с вихревой камерой определяется по формуле

Нув = 310?сту / 64ГИ'К - ГК'к(1-^2яГ/ЗУ Ь/ ^гаЧ -

- 0.25 л/я £тЧ/ К'к V ) , (27)

где И'к - относительный радиус струйного устройства вихревой камеры; Го= 1-1'у; 1'у — относительная хорда расположения струйного устройства на лопатке; Г- параметр, характеризующий полноту профиля скоростей, то есть зависящий от уэв; £ст(Уэв) - статический* коэффициент потерь давления в рабочем колесе; Ь'у— относительная ширина рабочего колеса в месте расположения струйного устройства.

Учитывая, что критерий аэродинамической устойчивости является значимым для газоотсасывающих вентиляторов, получим уравнение для коэффициента предельной аэродинамической нагруженности круговой решетки профилей со струйными устройствами

Н^СНту/Нт)^^ этСАрл-Дну+акр) эт(р2к- Акр0) З1п(р11сак(10) /

/ $ш(Дря-Акр+акро) 81п(р1к-акр) / 8ш(р2к- Ану), (28)

где акр = акро0+ Ь'УНУ (К^ов Арл, + К2соз Лрл2)т; АрлЬ ДрЛ2 - углы кривизны Б-образного профиля до и после точки перегиба; Д - угол отставания потока; К| = 4.5; К2 =5.5 при ДрЛ2<45° иК2 = 2.5 при ДрЛ2> 45°; Арл1 < 40°; ш = 1.8 -2.2.

При густоте решетки профилей, близкой к единице, что наиболее характерно для шахтных центробежных вентиляторов, струйное управление обтеканием позволяет более чем на 20 % увеличить их коэффициент аэродинамической устойчивости. Увеличение критического угла акр при обтекании круговой решетки

аэрогазодинамических профилей, способствуя росту

аэрогазодинамической нагруженности, увеличивает ее адаптивные свойства. Расширение диапазона углов безотрывного обтекания, увеличивая область режимов работы с минимальными потерями энергии в межлопаточных каналах, способствует увеличению к.п.д. и снижению удельного нормированного энергопотребления круговой решетки профилей со струйным управлением обтеканием и спроектированных на их базе шахтных центробежных вентиляторов.

7. Моделирование и экспериментальные исследования центробежных вентиляторов повышенной аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности.

Для обеспечения научной обоснованности и достоверности результатов экспериментальных исследований аэродинамики турбомашин на базе принципов В.А. Веникова о подобии сложных систем получены критерии подобия течения в вентиляторе со струйным управлением обтеканием: ц - коэффициент подачи вентилятора; qAк - коэффициент расхода струйного устройства Ак; Рак - коэффициент давления струйного устройства Ак; 1*е - число Рейнольдса; М — число Маха.

На базе статистического метода линейного планирования эксперимента получены уравнения регрессии для энергетических характеристик струйного устройства, обеспечивающего максимальное приращение номинального к.п.д., а также наибольший рост экономичности в областях рабочих режимов. Произведена интерполяция функций для определения геометрических параметров профилей в-образной формы, струйных устройств и вихревых камер, обеспечивающих максимальный прирост аэродинамической нагруженности рабочего колеса центробежного вентилятора без снижения к.п.д.

: Полученные результаты, с достаточной достоверностью совпадающие с теоретическими данными, подтвердили существенную значимость для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов, расчета оптимальных значений параметров не только рабочей поверхности Б-образного профиля, но и его тыльной зоны в хвостовой части лопаток. Экспериментальные данные, равно как и теоретические исследования, указывают на высокую эффективность применения струйных устройств, особенно с вихревыми камерами, для существенного повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и , экономичности центробежных вентиляторов.

На базе полученных теоретических и ¿экспериментальных данных разработана методика синтеза радиальных аэродинамиче9Ких схем повышенной аэродинамической нагруженности, адаптивности и

экономичности. В частности, с помощью указанной методики спроектированы аэродинамические схемы: Ц 140 — 20, Ц 120 - 18, аэродинамические характеристики которых приведены на рис. 2, 3. Указанные графики показывают, что рост коэффициента давления Нст по сравнению с традиционно применяемыми накрылками для оптимально спроектированного профиля Б-образной формы, составляет 25 %, а в случае применения струйного устройства в хвостовой части лопатки —56%.

Проведенные экспериментальные исследования ЭНА подтвердили его высокую эффективность для повышения адаптивности центробежных вентиляторов. С помощью регрессионного анализа получены уравнения для оптимальных параметров ЭНА, расчет по которым качественно подтверждает данные теоретических исследований. Применение ЭНА позволяет более чем на 30 % увеличить глубину экономичного регулирования центробежного вентилятора. Испытания моделей вентилятора подтвердили высокую эффективность применения струйных устройств для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов, а также достоверность проведенных теоретических и экспериментальных исследований.

8. Промышленная реализация и эффективность результатов исследований.

По результатам анализа вентиляционных режимов действующих шахт, их динамики за период с 1965 г. по 1995 г. и соответствия полям проектных режимов, спрогнозирована тенденция изменения режимов вентиляции для общешахтных и газоотводящих сетей многосвязных комбинированных вентиляционных систем газообильных угольных шахт и предложено поле проектных вентиляционных режимов.

На базе полученных данных по разработанным радиальным аэродинамическим схемам спроектирован параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторов типа ВЦГ, обеспечивающий областями экономичной работы перекрытие поля проектных газоотводящих вентиляционных режимов газообильных угольных шахт. Разработана нормативно-техническая, конструкторская,

технологическая и эксплуатационная документация на газоотсасывающие вентиляторы ВЦГ-7м, ВЦГ-9, ВЦГ-15, ВЦГ-20 и созданные на их основе установки, защищенные 8-ю патентами на изобретения. . . . ,,

Газоотсасывающие вентиляторные установки УВЦГ-7, УВЦГ-9,УВЦГ-15 (рис. 4, 5) прошли Государственные приемочные испытания, получено разрешение Госгортехнадзора России на их эксплуатацию в шахтах, опасных по газу и пыли. ;

Рис. 2. Аэродинамическая характеристика модели вентиляторной установки по схеме Ц 140-20: 1 - 0НА = 0°; 2 - 0НА = 10°; 3 - еНА = 20°; 4 - 9НА = 30°; 5 - 9НА = 40°; 6 - 8НА = 50°; 7-еНА = 6Оо;8-0„А = -1О°

Рис. 3. Аэродинамическая характеристика модели вентиляторной установки по схеме Ц 120-18: 1 - 0МА = 0°; 2 - 0НА = 30°

з~е„А = бо0;4-еИА = -зо°

а

б

Рис. 4. Газоотсасывающие вентиляторы комбинированного пповетоивания: а - В11Г-7м: б - ВИГ-9

Рис. 5. Газоотсасывающая вентиляторная установка комбинированного проветривания УВЦГ-15

Артемовский машиностроительный завод за период с 1996 г. по 2002 г. освоил их серийное производство. В настоящее время на угольных шахтах России эксплуатируется: 124 вентилятора ВЦГ-7м, 29 вентиляторов ВЦГ-9, 32 вентилятора ВЦГ-15 с общей установленной мощностью более 38 МВт.

За 8 лет выпуск вышеуказанных газоотсасывающих вентиляторов составил более 60 % от общего количества введенных в эксплуатацию шахтных центробежных вентиляторов.

Для внедрения второго этапа повышения эффективности комбинированного проветривания газообильных угольных шахт, на базе разработанных радиальных аэродинамических схем, подготовлен проект параметрического ряда нового поколения центробежных вентиляторов главного проветривания типа ВВЦ: ВВЦД-11, ВВЦ-15, ВВЦД-15, ВВЦД-25, ВВЦД-32.

Годовой экономический эффект от эксплуатации ГВУ в составе ВККП газообильных угольных шахт составляет: для УВЦГ-7 — 2.6 млн. руб.; для УВЦГ-9 и УВЦГ-15 — 4.7 млн. руб.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, на базе реализации эффекта повышения характеристик аэродинамических схем центробежных вентиляторов за счет целенаправленного воздействия управляющих

аэрогазодинамических струй на элементы их проточной части решена научная проблема повышения аэродинамической нагруженности и адаптивности высокоэкономичных шахтных центробежных вентиляторов. Научно обоснованы технические решения для создания газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт при использовании современных высокопроизводительных комплексов для добычи угля.

Основные научные и практические результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Установлено, что причиной низкой функциональной и экономической эффективностей шахтных вентиляторов газообильных угольных шахт является несоответствие фактических вентиляционных режимов проектным, отсутствие дифференцированного учета и анализа параметров общешахтных и газоотводящих вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт. Действующие критерии оценки эффективности шахтных вентиляторов не в полной мере отражают фактическую функциональную и экономическую эффективность ГВУ.

2. Доказано наличие значимой корреляции между параметрами аэрогазодинамически соединенных газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей многосвязных комбинированных вентиляционных систем угольных шахт. Определены ограничения, накладываемые на аэродинамические параметры ГВУ комбинированного проветривания в составе ВККП, обусловленные обеспечением их функциональной эффективности.

3. Разработаны критерии оценки функциональной и экономической эффективностей ГВУ в составе ВККП на базе дифференцированного анализа параметров газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт.

4. Предложена уточненная формула для расчета параметров эквивалентного диффузора межлопаточного канала рабочего колеса центробежного вентилятора с учетом его вращения и криволинейности.

5. Получена картина течения в межлопаточном канале рабочего колеса центробежного вентилятора со струйным управлением обтеканием. Предложена модель процесса снижения потерь давления в рабочем колесе, позволившая научно обосновать эффективность использования энергии аэрогазодинамических струй для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов. ,

6. Разработана теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы с устройствами струйного управления циркуляцией.

7. Разработаны методы аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки для частных случаев формы профилей и расположения устройств струйного управления циркуляцией, позволяющие осуществлять прикладные инженерные расчеты.

8. Предложена математическая модель расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего восстановление безотрывного потенциального течения во вращающейся радиальной решетке профилей. Математические зависимости выполнены на основе гидродинамической аналогии толщины пограничного слоя и гидравлического диаметра эквивалентного вращающегося диффузора.

9. Разработана математическая модель круговой решетки «аэрогазодинамических профилей», на базе которой получено аналитическое выражение её идеальной аэродинамической характеристики.

10. Предложен метод синтеза радиальных аэродинамических схем повышенной аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности.

* > •

11. Разработан типоразмерный' параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторов типа ВЦГ, созданы на их основе и защищены патентами на изобретение ГВУ комбинированного проветривания угольных шахт.

12. Освоено серийное производство газоотсасывающих вентиляторов ВЦГ-7м, ВЦГ-9, ВЦГ-15 ц газоотсасывающих установок: УВЦГ-7, УВЦГ-9, У ВЦГ-15.

13. Применение газоотсасывающих установок в составе ВККП на газообильных угольных шахтах позволило обеспечить по сравнению с традиционными вентиляторными установками главного и местного проветривания:

- снижение газообильности выемочных участков в10 раз и потребного для вентиляции расхода воздуха в 5 раз;

- снижение в 3 раза энергоемкости вентиляции шахт;

• - повышение нагрузки на очистной забой до 15000 ^ 25000 т/сутки за счет устранения ограничения по газовому фактору;

безопасное реверсирование вентиляторов главного проветривания;

устранение загазовывания действующих выработок при аварийной остановке вентиляторов главного проветривания;

15. Спроектирован и защищен патентами на изобретения типоразмерный параметрический ряд вентиляторов главного проветривания нового поколения типа ВВЦ и ВВЦЦ для работы в составе ВККП газообильных угольных шахт.

16. Сформулированные теоретические положения являются научной базой разработки конструкторских и технологических решений повышения надежности и безопасности ГВУ, подготовки нормативно-технической и эксплуатационной документации, направленных на обеспечение их фактической эксплуатационной эффективности! . \ , , ,

17. • Годовой экономический эффект от эксплуатации ГВУ в составе ВККП на газообильных угольных шахтах составляет: для УВЦГ-7 — 2.6 млн. руб.; для УВЦГ-9 й УВЦГ-15 — 4.7 млн. руб.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Монографии

1 .Вентиляторы для проветривания шахт и карьеров / В.Я Заслов., В.А Агушев., В.Н Макаров., Ю.М. Коркин. - М.: ЦНИИТЭИтяжмаш, 1987. -28 с. «

2.Косарев Н.П., Макаров В.Н. Математические модели аэродинамики вращающихся круговых решеток аналитических профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией: Научное издание. - Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. - 93 с.

3.Косарев Н.П., Макаров В.Н. Аэродинамика квазипотенциального течения в межлопаточных каналах рабочих колес высоконагруженных центробежных вентиляторов: Научное издание. — Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2005. - 108 с.

Статьи, опубликованные в ведущих научных журналах и изданиях

4.Бабак Г.А., Макаров В.Н. Устройство сдува потока с лопаток рабочего колеса центробежного вентилятора // Повышение эффективности и эксплуатационной надежности шахтных Стационарных установок: Сб. научн, тр. ВНИИГМ им. М.М. Федорова. -М.: Недра, 1983. -С. 18-27.

5.Бабак Г.А., Макаров В.Н. Повышение экономичности вентиляторов струйным управлением обтеканием лопаток рабочих колес // Повышение эффективности и эксплуатационной надежности шахтных стационарных установок: Сб. научн. тр. ВНИИГМ им. М.М. Федорова. - М.: Недра, 1983. - С. 3-18.

6.Макаров В.Н., Кутаев В.И., Агушев В.А., Ковыров Е.И. Научно-технические основы разработки блочно-модульной конструкции вентилятора // Уголь. - 1993. -№4. - С. 32-34.

7.Кутаев В.И., Агущев В.А., Тютин A.A., Макаров В.Н. Газоотсасывающая вентиляторная установка УВЦГ — 15 // Уголь. - 1993. - №8. - С. 19-20.

8.Макаров В.Н., Агушев В.А., Замараев С.Ю. и др. Радиальные и осевые вентиляторы для промышленности И Водоснабжение и сантехника. - 1994. - №9. -С. 11-13.

9.Макаров В.Н., Кутаев В.И., Агушев В.А. Пылеуловитель ПС-5 с высоконагруженным центробежным вентилятором // Уголь. — 1994. - №11. - С. 5-6.

10. Бухмастов A.B., Макаров В.Н., Кутаев В.И. Перспективы развития шахтного вентиляторостроения // Глюкауф. - 2001. - №2(4). - С. 34-41.

11. Бухмастов A.B., Макаров В.Н. Повышение качества шахтных вентиляторов // Уголь. - 2001. - №6. — С. 54-55.

12. Макаров В.Н., Копачев В.Ф. Повышение эффективности эксплуатации установок главного проветривания с центробежными вентиляторами // Изв. вузов. Горный журнал. - 2001. - №6. - С. 85 - 87.

13. Макаров В.Н., Копачев В.Ф. Особенности аэродинамического расчета круговой тандемной решетки кусочно-гладких профилей в виде логарифмических спиралей // Изв. вузов. Горный журнал. - 2005. - №6. - С. 78 - 83.

Статьи, опубликованные в научных сборниках

14. Макаров В.Н. Повышение адаптивных свойств шахтных вентиляторов управлением обтеканием лопаток рабочего колеса // Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах: Сб. научн. тр.ИГД СО АН СССР,-Новосибирск, 1981.-С. 11-15.

15. Макаров В.Н., Агушев В.А., Ковыров Е.И. Повышение эффективности шахтных центробежных вентиляторов главного проветривания // Горные машины: Сб научн. тр. НИПИгормаш. - Свердловск, 1982. - С. 121-127.

16. Макаров В.Н. Исследование и разработка энергетических методов повышения эффективности шахтных установок главного проветривания с центробежными вентиляторами // Горные машины: Сб. научн. тр. НИПИгормаш. -Свердловск, 1984. - С. 1-13.

17. Макаров В.Н., Ульрих Я.Я., Агушев В.А. Метод расчета энергетических характеристик управляющего потока шахтного центробежного вентилятора главного проветривания с пониженным энергопотреблением //. Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах: Сб. научн. тр. ИГД СО АН СССР. -Новосибирск, 1986.-С. 71-77.

18. Макаров В.Н. Расчет параметров устройства для подачи управляющего потока на лопатки рабочего колеса центробежного вентилятора // Горные машины. Сер.: Конструкция, расчет и исследование горных машин: Сб. научи, тр. НИПИгормаш. - Свердловск, 1991. - С. 51-56.

19. Макаров В.Н. Модификация метода конформного отображения для расчета радиальной решетки профилей со струйным управлением циркуляцией // Горные машины. Сер.; Конструкция, расчет и исследование горных машин: Сб. научи, тр. НИПИгормаш. - Свердловск, 1991. — С. 56-61.

Материалы конференции

20. Макаров В.Н. Разработка и создание высокоэффективных вентиляторных установок с управляемым пограничным слоем // Решение 5-го междуведомственного регионального совещания «Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах»: Тез. докл. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1982. - С. 3-4.

21. Носырев Б.А., Макаров В.Н., Бухмастов A.B. Некоторые перспективы развития шахтного и тоннельного вентиляторостроенйя // Мат-лы международного симпозиума «Горная техника на noporeXXI века». - М.: МГГА, 1996. - С. 182 - 186.

Авторские свидетельства и патенты

22. A.c. 964255 (СССР), М.кл. F 04 D 29/30. Лопатка центробежного вентилятора / Г.А. Бабак, Я .Я. Ульрих, В.Н. Макаров. — Заявл. 08.12.70; Опубл. в Б.И., 1982, №37.

23. A.c. 981696 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Вентилятор / Г.А. Бабак, Я.Я. Ульрих, В.Н. Макаров. - Заявл. 08.12.80; Опубл. в Б.И., 1982, №46.

24. A.c. 989160 (СССР), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора./ Г.А. Бабак, В.Н. Макаров, С.Ю. Замараев. - Заявл. 21.07.81; Опубл. в Б.И., 1983, №2.

25. A.c. 992839 (СССР), М.кл. F 04 D 29/56/ Лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора / Г.А. Бабак, В.Н. Макаров, Ю.М. Козлов и др. - Заявл. 26.05.81 ¡ Опубл. в Б.И., 1983, №4.

26. A.c. 994807 (СССР), М.кл., F 04 D 29/56/ Лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора / В.Н. Макаров, Ю.М. Козлов, М.П. Юрьев и др. - Заявл. 08.12.80; Опубл. в Б.И., 1983, №5.

27. A.c. 1089301 (СССР), М.кл,: F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров. - Заявл. 24.12.82; Опубл. в Б.И., 1984, №1.

28. A.c. 11257293 (СССР), М.кл. F04 D 17/08. Рабочее колесо центробежного вентилятора / Г.А. Бабак, В.Н. Макаров, Я.Я, Ульрих, М.П. Юрьев. - Заявл. 10.01.85; Опубл. в Б.И, 1986, №34. / : Г

29. A.c. 1437582 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров, С.Ю. Замараев. - Заявл. 16.09.86; Опубл. в Б.И., 1988, №42.

,: : . : • 30. A.c. 1590679 (СССР), М.кл. F 04 D 20/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора/В.Н.Макаров, М.ШОрьев-Заявл. 15.06.88; Опубл. в Б.И., 1990, №33.;

31. A.c. 1663235 (СССР), M.ioi. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров, Ю.А. Черевков. -ЗаяалЛ 5.06.88; Опубл. в Б.И., 1991, №26.

32. A.c. 1726850 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор./ В.Н. Макаров, В.И. Ковалевская. - Заявл. 04.04.90; Опубл. В Б.И., 1992, №14.

33. A.c. 1767235 (СССР), М.кл. F04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров, С.Ю. Замараев, - Заявл. 02.07,90; Опубл. в Б.И., 1992, №37." _ '

34. Патент 909338 (Россия), М.кл. F 04 D 29/46. Осевой направляющий аппарат центробежного вентилятора / В.Н. Макаров. - Заявл. 31.01.80; Опубл. в Б.И., 1982,№8. .... ;.l'i'4;V':'4'i;' "

-•«е». i. 'Л"), UV! у; ■ i-- •»' . - . J

. 35. Патент 924430 (Россия), М.кл. F 04 D 29/56. Осевой направляющий аппарат центробежного вентилятора / В.Н. Макаров. - Заявл. 23.11.79; Опубл. в Б.И., 1982, №16. . ;

36. Патент 994807 (Россия), М.кл. F 04 D 29/30. Лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора / В.Н. Макаров, Ю.М. Козлов, М.П. Юрьев. - Заявл. 03.12.81; Опубл. в Б.И., 1983, №5.

37. Патент 1011911 (Россия), М.кл. F. 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров, Ю.М. Козлов, М.П. Юрьев. — Заявл. 25.12.81; Опубл. в Б.И., 1983, №14.

38. Патент 2009375 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров. - Заявл. 17.06.91; Опубл. в Б.И., 1994, №5. •

. 39. Патент 2009379 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров. — Заявл. 23.12.91; Опубл. в Б.И., 1994, №5.

40. Патент 2011892 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров, Ю.М. Козлов. - Заявл. 13.08.90; Опубл. в Б.И., 1994, №8.

41. Патент 2013664 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров, В.Я. Заслов, М.П. Юрьев. - Заявл. 18.01.90; Опубл. в Б.И., 1994, №10.

42. Патент 2029135 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор1 /В.Н. Макаров.-Заявл. 23.12.91; Опубл. в Б.И., 1995, №5.

43. Патент 2029136 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров. - Заявл. 05.08.92; Опубл. в Б.И., 1995, №5.

44. Патент 2029138 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров. — Заявл. 29.04.92; Опубл. в Б.И., 1995, №5,

45. Патент 2047007 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н. Макаров. - Заявл. 23.12.91; Опубл. в Б.И., 1995, №30.

46. Патент 2061908 (Россия), М.кл» F 04 D 27/00. Предохранительный стопор газоотсасывающего вентилятора / Г.Г. Стекольщиков, В.А. Агушев, В.Н. Макаров. -Заявл. 10.11.93; Опубл. в Б.И., 1996, №16.

47. Патент. 2061909 Россия (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров, Ю.А. Черевков. - Заявл. 10.11.93; Опубл. в Б.И., 1996, №16.

48. Патент 2061910 (Россия), .гМ.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н. Макаров; Ю.А. Черевков. - Заявл. 17.12.93; Опубл. в Б.И., 1996, №16. , . ; > .

49. Патент 2062363 (Россия), М.кл. F 04 D 29/66. Глушитель шума вентилятора / В.А. Агушев, В.И. Кутаев, В.Н. Макаров.;- Заявл. 13.04.93; Опубл. в Б.И., 1996, №17. . ..

50. Патент 2063556 (Россия), М.кл. F 04 D 25/06. Вентилятор для перемещения взрывоопасной газовоздушной смеси / В.А. Агушев, В.И. Кутаев, В.Н. Макаров и др. - Заявл. 13.04.93; Опубл. в Б.И., 1996, №19.

51. Патент 2067694 (Россия),- М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.'Макаров, Ю.А. Гончаров, В.И. Ковалевская. - Заявл. 08.12.92; Опубл. в Б.И., 1996, №28.

Подписано в печать 14.11.05 Л Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. • ; ; 1

Печ. л. 2,0. Тираж 100 экз. Заказ JVz

Издательство УГГУ ■ «>•,. • . ' •• лч.-.;

620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30 i; '.

Уральский государственный горный университет

ГУЛ СО «Артемовская типография»

стр.

Введение.

1. Анализ состояния проблемы и способы предотвращения проявлений метаноопасности и газового барьера в угольных шахтах.

1.1. Состояние проветривания угольных шахт и закономерности вентиляционных режимов шахтных установок главного проветривания. ^

1.2 Особенности вентиляционных режимов газообильных угольных шахт.

1.3. Механизм эффективного устранения проявления метанообильности и газового барьера.

1.4. Выводы.

2. Системные критерии эффективности газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания.

2.1. Методы оценки эффективности вентиляторных установок главного проветривания.

2.2. Особенности режимов работы вентиляторных комплексов комбинированного проветривания.

2.3. Обоснование необходимости системного подхода к анализу и расчету параметров газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания.

2.4. Выводы.

3. Энергетические способы повышения эффективности центробежных вентиляторов.

3.1. Механизм преобразования энергии и ее потерь в рабочем колесе центробежного вентилятора.

3.2. Анализ известных энергетических методов управления течением в турбомашинах.

3.3. Обоснование эффективности струйного управления течением в проточной части центробежного вентилятора для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности шахтных вентиляторов.

3.4. Выводы. g

4. Аэродинамика вращающейся круговой решетки профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией.

4.1. Общая характеристика состояния проблемы аэродинамического расчета турбомашин с управляемой циркуляцией. g

4.2. Аэродинамика вращающейся круговой решетки аналитических гладких профилей произвольной формы со струйными устройствами. gg

4.3. Аэродинамика вращающейся круговой решетки аналитических кусочно-гладких профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляцией.

4.4. Идеальная аэродинамическая характеристика вращающейся круговой решетки аэрогазодинамических профилей.

4.5. Выводы.

5. Прикладная теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки для частных случаев геометрии профилей и устройств струйного управления циркуляцией.

5.1. Разработка метода аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей в форме логарифмической спирали со струйными устройствами в виде локальных источников и стоков.

5.2. Аэродинамический расчет вращающейся круговой решетки тандемных профилей в виде логарифмической спирали.

5.3. Аэродинамический расчет вращающейся круговой решетки профилей в виде логарифмической спирали с аэрогазодинамическим закрылком. ^

5.4. Разработка метода аэродинамического расчета вращающейся круговой тандемной решетки кусочно-гладких профилей в виде логарифмических спиралей с переменным углом их раскрытия.

5.5. Разработка метода аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей с предкрылком в виде логарифмической спирали.

5.6. Аэродинамический расчет энергетического направляющего аппарата.

5.7. Аэродинамический расчет поля скоростей потока во вращающейся круговой решетке аэрогазодинамических профилей в виде логарифмической спирали. 1^

5.8. Выводы.

6. Исследование закономерностей управления пограничным слоем в рабочих колесах высоконагруженных, адаптивных шахтных вентиляторов.

6.1. Угол раскрытия вращающегося эквивалентного диффузора.

6.2. Аэродинамическая нагруженность и адаптивность круговых решеток профилей со струйным управлением обтеканием.

6.3. Разработка метода аэродинамического расчета устройств струйного управления пограничным слоем в межлопаточных каналах рабочих колес шахтных вентиляторов.

6.4. Выводы.

7. Моделирование и экспериментальные исследования высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов.

7.1. Критерии подобия системы вентилятор со струйным управляющим устройством - газовоздушная среда.

7.2. Экспериментальное оборудование и методика исследований.1 ^^

7.3. Методика определения показателей достоверности и погрешности экспериментальных измерений.

7.4. Результаты исследований струйного управляющего устройства. ^

7.5. Экспериментальные исследования эффективности энергетического направляющего аппарата.

7.6. Экспериментальные исследования радиальных аэродинамических схем со струйным управлением обтеканием.

7.7. Выводы.

8. Концепция развития шахтного вентиляторостроения на 2000-2010 годы.

8.1. Динамика вентиляционных режимов угольных шахт.

8.2. Обоснование, создание и внедрение типоразмерного параметрического ряда газоотсасывающих вентиляторов. 24g

8.3. Разработка типоразмерного ряда вентиляторов главного проветривания и газоотсасывающих вентиляторов унифицированных комплексов комбинированного проветривания.

8.4. Выводы.

Актуальность проблемы. Непрерывный рост цен на энергоносители в условиях формирования рыночной экономики и сложности горно-геологических условий отработки шахтных полей поднимают проблему обеспечения технической и экономической конкурентоспособности шахт на внутреннем и зарубежном рынках на уровень наиболее актуальной задачи для угольной промышленности России. Для решения этой проблемы ускоренными темпами ведется реструктуризация действующих и проектирование новых шахт с учетом передовых достижений горной науки, создание и внедрение современной техники.

Вентиляция, как основной элемент обеспечения безопасных санитарно-гигиенических условий в шахтах, будучи вспомогательным технологическим процессом, потребляет, однако значительную часть электроэнергии от общей энергоемкости горного предприятия.

На каждую тонну добытого угля в шахту подается до 30 тонн воздуха в зависимости от горнотехнических условий и способа вентиляции. Это приводит к тому, что в себестоимости угля доля затрат на вентиляцию может превышать 25%. Именно поэтому задачи научно-технического обоснования рациональных вентиляционных режимов и создания высокоэффективных шахтных вентиляторов постоянно были в центре внимания ученых и специалистов в области горной механики, научно-исследовательских, проектных институтов и заводов горного машиностроения.

Среди них ведущее место занимают: ЦАГИ им. Н.Е. Жуковского, НИПИГормаш, ИГД СО РАН, ВостНИИ, ИГД им. А.А. Скочинского, НИИГМ им. М.М. Федорова, Донгипроуглемаш, Артемовский машиностроительный завод.

Наиболее существенный вклад в решение указанных задач внесли ученые: Г.А. Бабак, И.В. Брусиловский, А.И. Веселов, Б.Л. Герик, Г.И. Грицко, В.И. Ковалевская, Н.П. Косарев, Е.М. Левин, Б.А. Носырев, B.C. Пак, В.В. Пак, Н.Н. Петров, Т.С. Соломахова, Г.Г. Стекольщиков, В.А. Стешенко, С.А. Тимухин, К.А. Ушаков.

Тем не менее, к началу 90-х годов в области шахтного вентиляторостроения накопились серьезные проблемы, связанные с совершенствованием технологии угледобычи, и изменением горно -геологических условий в шахтах.

Более 70% угольных шахт России имеют повышенную газоносность угольных пластов.

До недавнего времени при их разработке для снижения газообильности выемочных участков и полей, а также предупреждения образования взрывоопасных скоплений метана в горных выработках применялись способы управления газовыделением из выработанных пространств, основанные на совместном применении вентиляции и дегазации. Однако при нагрузке на очистной забой более 1500 т/сут. применение указанных способов управления газовыделением из выработанного пространства и использование существующих вентиляторов для снижения газообильности выемочных участков приводит к функциональной и экономической неэффективности системы вентиляции. Это обусловлено тем, что шахтные вентиляторы не обеспечивают аэрогазодинамическую изоляцию очистного забоя от выработанного пространства, в то время как до 80% газового баланса очистной выработки обусловлено газовыделением именно из этого пространства. Вследствие указанного не исключается проявление метаноопасности, что приводит к росту энергозатрат на дегазационные мероприятия и существенно увеличивает расход воздуха на вентиляцию. Причем с возрастанием нагрузки на очистной забой происходит увеличение метановыделения, что сдерживает рост интенсификации очистных работ. Без снятия проблемы ограничения нагрузки на очистной забой по газовому фактору невозможно применение высокопроизводительной угледобывающей техники.

Целенаправленное управление аэрогазодинамическими процессами в многосвязной комбинированной вентиляционной системе газообильных угольных шахт позволяет обеспечить предотвращение проявлений метаноопасности в горных выработках и газового барьера при добыче угля с нагрузкой на забой до 10000-25000 т/сут.

Для обеспечения аэрогазодинамической изоляции очистной выработки от выработанного пространства при комбинированном способе проветривания в условиях работы шахтных вентиляторов на сложную многосвязную вентиляционную систему необходимы принципиально новые технические средства вентиляции, подходы к обоснованию их аэродинамических параметров и конструкции. Указанные факторы лежат в основе актуальности проблемы, решаемой в диссертационной работе.

Во-первых, на момент постановки задачи отсутствовали взрывозащищенные шахтные вентиляторы с требуемыми аэродинамическими параметрами, позволяющие отсасывать метановоздушную смесь с концентрацией метана от 0 до 100%.

Во-вторых, изменяющиеся параметры аэрогазодинамически соединенных общешахтной и газоотводящей вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы обусловливают взаимовлияние вентиляторных установок главного проветривания (ВУГП) и газоотсасывающих вентиляторных установок (ГВУ), входящих в комплекс комбинированного проветривания угольной шахты. проветривания (ВУГП) и газоотсасывающих вентиляторных установок (ГВУ), входящих в комплекс комбинированного проветривания угольной шахты.

Таким образом, сложность структуры, включающей в себя многосвязную комбинированную вентиляционную систему и вентиляторный комплекс комбинированного проветривания (ВККП) обусловливает необходимость системного подхода с учетом специфики газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей к проектированию параметров ГВУ комбинированного проветривания.

Диссертационная работа выполнена в соответствии с план -заказом головной темы 0701 Минуглепрома СССР и компании Росуголь в рамках целевой комплексной программы Ц070110, а также тематических планов Донгипроуглемаша (№Г.Р. У593011000-088) и ВостНИИ (№ Г.Р. 76071118, 01890032355, 01900033060).

Цель работы состоит в развитии теории аэродинамики радиальных решеток профилей со струйным управлением обтеканием для решения научной проблемы повышения аэродинамической нагруженности и адаптивности высокоэкономичных шахтных центробежных вентиляторов и научного обоснования технических решений для создания газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт в условиях высокопроизводительной технологии угледобычи.

Идея работы основана на использовании эффекта повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности радиальных вентиляторов при целенаправленном воздействии управляющих аэрогазодинамических струй на элементы их проточной части для разработки газоотсасывающих вентиляторных установок, обеспечивающих комбинированное проветривание угольных шахт в составе ВККП при интенсивной механизированной добыче угля.

Задачи исследований. В диссертации поставлен и решен ряд взаимосвязанных задач, основными из которых являются:

- анализ фактических параметров вентиляции газообильных угольных шахт и составление прогноза полей вентиляционных режимов; обоснование необходимости системного подхода к определению аэродинамических параметров ГВУ комбинированного проветривания, входящих в состав ВККП;

- разработка критериев эффективности ГВУ и ВУГП, входящих в состав ВККП;

- изучение механизма образования потерь в рабочем колесе центробежного вентилятора;

-научное обоснование эффективности использования энергии аэрогазодинамических струй для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов; теоретическое обоснование и разработка методов аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей со струйным управлением циркуляцией;

- разработка метода аэродинамического расчета энергетического направляющего аппарата;

- теоретическое обобщение и разработка методов расчета энергетических параметров устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего восстановление циркуляции до уровня потенциального течения во вращающейся круговой решетке профилей; теоретический расчет идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки профилей;

- разработка высоконагруженных адаптивных, экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов по результатам теоретических и экспериментальных исследований;

- обоснование и разработка типоразмерного параметрического ряда газоотсасывающих вентиляторов комбинированного проветривания газообильных угольных шахт;

- обоснование и разработка технических условий эксплуатации ГВУ газообильных угольных шахт.

Методы исследований:

- анализ фактических и прогнозируемых полей вентиляционных режимов, разработка критериев эффективности вентиляторов, входящих в комплекс комбинированного проветривания, выполнены по материалам исследований НИИГМ им. М.М. Фёдорова, Донгипруглемаша, НИПИгормаша, ВостНИИ, Артемовского машзавода и результатов экспериментов, проведенных автором на шахтах, с использованием методов математической статистики и системного анализа; теоретическое обоснование и разработка методов аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей со струйным управлением циркуляцией и энергетических параметров устройства струйного управления пограничным слоем выполнены с использованием теории радиальной решетки профилей, теории аэрогазодинамики тел со струями, теории турбулентных струй и пограничного слоя, метода конформного преобразования, теории функций комплексного переменного и вычетов; анализов и методов минимизации функций: Бокса-Уилсона, покоординатного спуска.

Научные положения, выносимые на защиту:

- вентиляторные комплексы комбинированного проветривания угольных шахт имеют низкую эффективность эксплуатации, работают в областях, существенно отличающихся от проектных вентиляционных режимов. Действующие критерии оценки эффективности шахтных вентиляторов не в полной мере отражают фактическую функциональную и экономическую эффективность ГВУ. Причиной такого положения является несоответствие фактических вентиляционных режимов проектным, отсутствие дифференцированного учета и анализа специфики общешахтных и газоотводящих вентиляционных сетей в многосвязной комбинированной вентиляционной системе угольных шахт, недооценка важности системного подхода при прогнозировании полей вентиляционных режимов и обосновании параметров ГВУ, входящих в состав ВККП.

При проектировании вентиляционных систем и параметров ГВУ использование системного подхода к анализу структуры, включающей вентиляционную сеть, ГВУ и ВУГП, необходимо осуществлять с учетом функционального назначения и дифференцированного анализа общешахтной и газоотводящей вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт;

- специфика механизма образования потерь в рабочем колесе центробежного вентилятора подтверждает тот факт, что аэродинамическая нагруженность и экономичность шахтных вентиляторов, обеспечиваемые традиционными средствами практически достигли своего предельного значения. Существенное повышение этих параметров, увеличение эффективности шахтных вентиляторов может быть достигнуто за счет целенаправленного воздействия управляющих аэрогазодинамических струй для формирования соответствующих режимов обтекания;

- известные теории аэродинамики тел со струями в приложении к вращающейся круговой решетке профилей, требуют существенных допущений, либо отличаются громоздкостью. Это обусловливает необходимость разработки эффективного метода аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей со струйным управлением циркуляцией для анализа влияния параметров струйных устройств на эффективность центробежного вентилятора;

- теоретический расчет энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем в рабочем колесе центробежного вентилятора можно осуществлять двумя принципиально разными методами: с использованием геометрических характеристик эквивалентного вращающегося диффузора и формпараметра пограничного слоя. Это обусловлено тем, что гидравлический диаметр и толщина пограничного слоя являются гидродинамическими аналогами, поскольку характеризуют градиент давления на поверхности профиля лопатки, на соответствующей им длине, в формулах для расчета угла раскрытия эквивалентного вращающегося диффузора и формпараметра пограничного слоя соответственно;

- введение понятия круговой решетки «аэрогазодинамических профилей» позволило получить аналитическое выражение её идеальной аэродинамической характеристики;

- оптимальное профилирование выходного участка лопаток рабочего колеса и особенно их тыльной поверхности позволяет дополнительно повысить аэродинамическую нагруженность центробежного вентилятора по сравнению с достигнутыми параметрами, однако существенное увеличение давления, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов обеспечивается применением радиальных аэродинамических схем с устройствами струйного управления обтеканием;

Применение ГВУ комбинированного проветривания газообильных угольных шахт, разработанных на базе высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем, позволило существенно повысить эксплуатационную эффективность ВККП и, как результат, технико-экономические показатели шахт.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждаются: многосторонними теоретическими исследованиями аэродинамики круговых решеток профилей со струйным управлением обтеканием на основе современных научных представлений в области аэрогазодинамики, наиболее эффективных математических методов расчета и обработки экспериментальных данных; достаточной сходимостью полученных аналитических уравнений результатам физических экспериментов; сравнительными испытаниями моделей вентиляторов, выполненных по известным аэродинамическим схемам и спроектированных на базе новых высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем;

-достаточной точностью и порогом чувствительности стендов для аэродинамических испытаний, при которых с вероятностью 0.95 погрешность исследуемых параметров не превышает 0.5%, а их изменений - 10%;

- положительными результатами государственных приемочных испытаний опытных образцов вентиляторов комбинированного проветривания;

- эффективной эксплуатацией на угольных шахтах России и СНГ газоотсасывающих вентиляторов и вентиляторов главного проветривания в составе ВККП.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней впервые:

- установлено наличие значимой корреляции между параметрами аэрогазодинамически соединенных газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей многосвязных комбинированных вентиляционных систем угольных шахт. Определены ограничения, накладываемые на аэродинамические параметры ГВУ и ВУГП, обусловленные обеспечением их функциональной эффективности;

- предложен системный подход к обоснованию параметров ГВУ газообильных угольных шахт с учетом их функционального назначения и дифференцированного анализа параметров газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы; предложена уточненная теория расчета параметров эквивалентного диффузора с учетом его вращения и криволинейности;

- получена картина течения в межлопаточных каналах рабочего колеса центробежного вентилятора при струйном управлении обтеканием. Предложена модель процесса снижения потерь давления в рабочем колесе, позволившая обосновать эффективность использования энергии аэрогазодинамических струй для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов;

- разработана общая теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей произвольной формы, в том числе профилей, образованных кусочно-гладкой линией, со струйным управлением циркуляцией;

- предложена теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки для частных случаев формы профиля и струйных устройств; разработаны две математические модели расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего восстановление циркуляции до значений, соответствующих потенциальному течению во вращающейся круговой решетке профилей. Модели сформулированы на базе гидродинамической аналогии гидравлического диаметра эквивалентного вращающегося диффузора и толщины пограничного слоя на его стенках; установлено, что теоретическая круговая решетка «аэрогазодинамических профилей» работает в режиме суперциркуляции, обеспечивая наибольшее приращение коэффициента теоретического давления на режиме нулевой подачи; разработана математическая модель расчета высоконагруженных, адаптивных, экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов; разработан типоразмерный параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторов и ГВУ комбинированного проветривания угольных шахт;

- обоснованы и разработаны технические условия эксплуатации ГВУ газообильных угольных шахт, работающих в составе ВККП.

Личный вклад состоит в комплексном решении важной научной и технической проблемы: теоретическом обосновании, разработке и освоении ГВУ, обеспечивающих в составе ВККП комбинированное проветривание угольных шахт в условиях высокопроизводительной технологии угледобычи и способствующих этим самым росту технико-экономических показателей шахт, и заключается:

- в установлении первопричин низкой функциональной и экономической эффективности вентиляторных установок угольных шахт в условиях обеспечения ими безопасных санитарно-гигиенических условий и снятия ограничения по газовому фактору;

- в определении наличия значимой корреляции параметров газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы и необходимости дифференцированного их анализа при использовании системного подхода к обоснованию аэродинамических параметров ГВУ в составе ВККП; в установлении зависимости угла эквивалентного вращающегося диффузора от геометрических параметров и режима работы центробежного вентилятора, учитывающей скорость вращения рабочего колеса, кривизну межлопаточного канала и угол отставания потока на выходе из рабочего колеса;

- в экспериментальном и теоретическом обосновании модели процесса устранения отрывного вихреобразования в межлопаточном канале рабочего колеса центробежного вентилятора при струйном управлении обтеканием;

- в разработке теории аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки профилей произвольной формы со струйным управлением циркуляции, а также в рассмотрении теории для частных случаев формы профиля и параметров струйного управляющего устройства;

- в теоретической разработке математических моделей расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающих безотрывное обтекание вращающейся круговой решетки профилей;

- в теоретическом расчете идеальной аэродинамической характеристики вращающейся круговой решетки «аэрогазодинамических профилей»; в разработке алгоритма расчета высоконагруженных, адаптивных и экономичных аэродинамических схем центробежных вентиляторов;

- в разработке типоразмерного параметрического ряда ГВУ угольных шахт;

- в обосновании и разработке технических условий эксплуатации ГВУ газообильных угольных шахт, входящих в состав ВККП.

Практическая ценность работы заключается в том, что сформулированные в ней научные и технические основы разработки ГВУ угольных шахт позволяют:

- обоснованно подходить к расчету параметров вентиляции и режимов работы ГВУ газообильных угольных шахт;

- выбирать оптимальную структуру вентиляторов главного проветривания и газоотсасывающих в составе ВККП;

- обоснованно подходить к расчету показателей эффективности ГВУ газообильных угольных шахт, входящих в состав ВККП; разрабатывать алгоритмы синтеза высоконагруженных, адаптивных, экономичных радиальных аэродинамических схем в соответствии с конкретными техническими заданиями;

- обоснованно подходить к формированию технических условий эксплуатации ГВУ газообильных угольных шахт, работающих в составе ВККП;

- обеспечить с помощью ГВУ, работающих в составе ВККП, снижение суммарного потребного расхода воздуха в 5 раз и газообильности выемочных участков в 10 раз по сравнению с традиционными вентиляторными установками главного и местного проветривания;

- обеспечить повышение нагрузки на очистной забой до 1500025000 т/сут. за счет устранения проявления газового барьера при использовании ГВУ в составе ВККП для проветривания газообильных угольных шахт;

Внедрение разработанных в рамках диссертации ГВУ позволило преодолеть газовый барьер при отработке выемочных столбов высокопроизводительными механизированными очистными забоями практически на всех шахтах Кузбасса, Воркуты и Караганды, где эти установки используются.

Основные научные положения и практические рекомендации использованы в учебном процессе студентов направления 551800 «Технологические машины и оборудование», в курсовом и дипломном проектировании по специальности 170100 «Горные машины и оборудование».

Апробация работы. Основные положения и отдельные результаты диссертации докладывались на научно-практических конференциях УГГУ в период с 1984 по 2004г.г.; на НТС Минуглепрома СССР (г. Москва, 1984, 1991); на НТС Госгортехнадзора СССР (г. Москва, 1990); на Отраслевом совещании по вопросам совершенствования вентиляции и дегазации шахт компании «Росуголь» (г. Кемерово, 1996); на НТС компании «Росуголь» (г. Москва, 1995); на Специализированном научном семинаре «ТУРБОмашины» и ученом совете НИИГМ им. М.М. Федорова (г. Донецк, 1984, 1988); на НТС компании «Кузнецкуголь» (г. Новокузнецк, 1997); на Всесоюзном совещании «Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах» (г. Новосибирск 1979-1987); на научно-практической конференции в НИПИгормаше «Перспективы развития горно-шахтного и обогатительного машиностроения» (г. Свердловск, 1989)»; на научно-практической конференции в ДПИ, посвященной 100 летию академика B.C. Пака, «Перспективы развития шахтного вентиляторостроения», (г.Донецк, 1988).

Газоотсасывающие вентиляторы ВЦГ-7м, ВЦГ-9 и ВЦГ-15 экспонировались на международных специализированных выставках «Уголь России и Майнинг» (г. Новокузнецк, 2000-2003) и «ЭКСПО-Уголь» (г.Кемерово, 2000 - 2003). Параметрическому ряду ГВУ комбинированного проветривания типа УВЦГ в 2000 - 2001гг. присуждены дипломы первой степени и золотые медали указанных выставок. Вентилятор ВЦГ-7м в 2001г. удостоен диплома «100 лучших товаров России»

Публикации. Основные положениями диссертации опубликованы в 77 научных трудах, включая 36 патентов и 15 авторских свидетельств на изобретения.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, восьми глав, заключения и приложения, изложенных на 328 страницах, содержит 78 рисунков, 4 таблицы, список использованной литературы из 213 наименований.

8.4. Выводы

1. На базе радиальных аэродинамических схем, спроектированных по разработанной в диссертации методике в Государственном испытательном центе «ТУРМАШ» проведены испытания моделей газоотсасывающих вентиляторов, подтвердившие соответствие их параметров расчетным данным.

2. В соответствие с федеральной целевой программой «Безопасность труда в угольной промышленности» разработано техническое задание на создание параметрического типоразмерного ряда газоотсасывающих вентиляторов и ГВУ на их основе.

3. В установленном порядке разработана нормативно-техническая, конструктивно- технологическая документация на газоотсасывающие вентиляторы ВЦГ-7м, ВЦГ -9, ВЦГ-15, ВГЦ-20 и установки на их основе, изготовлены опытные образцы вентиляторов и установок, проведены Государственные приемочные испытания на шахтах Кузбасса.

4. Освоено серийное производство на Артемовском машиностроительном заводе газоотсасывающих вентиляторов ВЦГ-7м, ВЦГ- 9, ВЦГ-15 и ГВУ на их основе: УВЦГ-7, УВЦГ-9, УВЦГ-15.

5. Подготовлено техническое задание на унифицированный параметрический типоразмерный ряд ВККП в составе ВВЦ и ВВЦГ.

6. Патентная чистота и защищенность, отзывы потребителей и экспонирование параметрического ряда газоотсасывающих вентиляторов на международных специализированных выставках подтвердили их высокие эксплуатационные качества функциональную и экономическую эффективность.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертации, на базе реализации эффекта повышения характеристик аэродинамических схем центробежных вентиляторов за счет целенаправленного воздействия управляющих аэрогазодинамических струй на элементы их проточной части решена научная проблема повышения аэродинамической нагруженности и адаптивности высокоэкономичных шахтных центробежных вентиляторов. Научно обоснованы технические решения для создания газоотсасывающих вентиляторных установок комбинированного проветривания угольных шахт при использовании современных высокопроизводительных комплексов для добычи угля.

Основные научные и практические результаты диссертации заключаются в следующем:

1. Установлено наличие значимой корреляции между параметрами аэрогазодинамически соединенных газоотводящих и общешахтных вентиляционных сетей многосвязных комбинированных вентиляционных систем угольных шахт. Определены ограничения, накладываемые на аэродинамические параметры ГВУ комбинированного проветривания в составе ВККП, обусловленные обеспечением их функциональной эффективности.

2. Установлено, что причиной низкой функциональной и экономической эффективности шахтных вентиляторов газообильных угольных шахт является несоответствие фактических вентиляционных режимов проектным, отсутствие дифференцированного учета и анализа параметров общешахтных и газоотводящих вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы угольных шахт. Действующие критерии оценки эффективности шахтных вентиляторов не в полной мере отражают фактическую функциональную и экономическую эффективность ГВУ.

3. Установлена целесообразность системного подхода к обоснованию параметров ГВУ угольных шахт с учетом дифференцированного анализа параметров газоотводящей и общешахтной вентиляционных сетей многосвязной комбинированной вентиляционной системы.

4. Разработаны критерии оценки функциональной и экономической эффективности ГВУ в составе ВККП угольных шахт.

5. Предложена уточненная формула для расчета параметров эквивалентного диффузора межлопаточного канала рабочего колеса центробежного вентилятора с учетом его вращения и криволинейности.

6. Получена картина течения в межлопаточном канале рабочего колеса центробежного вентилятора со струйным управлением обтеканием. Предложена модель процесса снижения потерь давления в рабочем колесе, позволившая научно обосновать эффективность использования энергии аэрогазодинамических струй для повышения аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности центробежных вентиляторов.

7. Разработана теория аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки аналитических профилей произвольной формы с устройствами струйного управления циркуляцией.

8. Разработаны методы аэродинамического расчета вращающейся круговой решетки для частных случаев формы профилей и расположения устройств струйного управления циркуляцией, позволяющая осуществлять прикладные инженерные расчеты.

9. Предложены две математические модели расчета энергетических характеристик устройства струйного управления пограничным слоем, обеспечивающего восстановление безотрывного потенциального течения во вращающейся радиальной решетке профилей. Расчет математических моделей основан на том факте, что толщина пограничного слоя в уравнении для расчета формпараметра и гидравлический диаметр эквивалентного вращающегося диффузора в формуле определения его угла раскрытия характеризуют одну и ту же величину - градиент давления, то есть являются гидродинамическими аналогами.

10. Введено понятие теоретической радиальной решетки «аэрогазодинамических профилей» и установлено, что при определенном расположении струйных устройств указанная решетка работает в режиме суперциркуляции, обеспечивая наибольшее приращение коэффициента теоретического давления на режиме нулевого расхода основного потока.

11. Разработана математическая модель расчета радиальных аэродинамических схем повышенной аэродинамической нагруженности, адаптивности и экономичности.

12. Разработан типоразмерный параметрический ряд газоотсасывающих вентиляторов типа ВЦГ, созданы на их основе и защищены патентами на изобретение ГВУ.

13. Освоено производство газоотсасывающих вентиляторов: ВЦГ-7м, ВЦГ-9, ВЦГ-15 и газоотсасывающих установок: УВЦГ-7, УВЦГ-9, УВЦГ-15 на Артемовском машиностроительном заводе.

14. Применение газоотсасывающих установок в составе ВККП на газообильных угольных шахтах позволило обеспечить по сравнению с традиционными вентиляторными установками главного и местного проветривания:

- снижение газообильности выемочных участков в10 раз и потребного для вентиляции расхода воздуха в 5 раз;

- снижение в 3 раз энергоемкости вентиляции шахт; повышение нагрузки на очистной забой до 15000 25000 т/сутки, за счет устранения ограничения по газовому фактору; безопасное реверсирование вентиляторов главного проветривания; устранение загазовывания действующих выработок при аварийной остановке вентиляторов главного проветривания;

15. Разработан и защищен патентами на изобретения типоразмерный параметрический ряд вентиляторов главного проветривания нового поколения для работы в составе ВККП газообильных угольных шахт типа ВВЦ и ВВЦЦ.

16. Сформулированные теоретические положения являются научной базой разработки конструкторских и технологических решений повышения надежности и безопасности ГВУ, подготовки нормативно-технической и эксплуатационной документации, направленных на обеспечение их фактической эксплуатационной эффективности.

17. Годовой экономический эффект от эксплуатации ГВУ в составе ВККП на газообильных угольных шахтах составляет: для УВЦГ-7 — 2.6 млн.руб.; для УВЦГ-9 и УВЦГ-15 — 4.7млн.руб.

1. Абрамович Н.Г. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1976.-888 с.

2. Абрамович И.Г., Левин В.И. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1969. 286 с.

3. Авдеев Н.П. Исследование пространственного пограничного слоя и методов управления им в рабочих колесах центробежных компрессоров: Автореф.дис. . канд.техн.наук. Л., 1974. - 18 с.

4. Бабак Г.А. Исследование и разработка высокоэкономичных шахтных вентиляторных установок главного проветривания: Автореф. Дис. . докт.техн.наук. Новочеркасск, 1971. - 52 с.

5. Бабак Г.А., Щукина О.М. О технико экономическом уровне шахтных вентиляторов главного проветривания. - В сб.: Вопросы горной механики. -М.: Госгортехиздат, 1963, №14, с. 3-23.

6. Бабак Г.А., Пак В.В. Новые высокоэкономичные шахтные центробежные вентиляторы. В сб.: Вопросы горной механики. - М.: Недра, 1967, №19, с. 8-18.

7. Бабак Г.А., Пак B.C. Центробежные вентиляторы ИГД АН УССР с профилированными лопатками. В сб.: Шахтные вентиляторы и вентиляторные установки. - Киев: АН УССР, 1961, № 7 (16), с. 3-15.

8. Бабак Г.А., Макаров В.Н. Анализ регулируемости вихревого направляющего аппарата. В сб.: Горная механика. - Донецк: НИИГМ им. М.М.Федорова, 1992, вып.2, с. 27-32.

9. Бабак Г.А., Левин Е.М., Пак В.В. Технико-экономический уровень шахтных вентиляторов главного проветривания. Киев: ИТИ, 1965.-39 с.

10. Бабак Г.А. Современное состояние и пути развития шахтного вентиляторостроения в СССР. В сб.: Вопросы горной механики. -Киев: Наукова думка, 1969, с.183-189.

11. Бабак Г.А., Пак В.В., Стешенко В.А. Новые высокоэкономичные шахтные центробежные вентиляторы двустороннего всасывания. В сб.: Вопросы горной механики. - М.: Недра, 1970, с.60-67.

12. Бабак Г.А., Макаров В.Н. Регулирование центробежных вентиляторов энергетическим направляющим аппаратом. Тезисы докладов на Республиканской конференции «Проблемы совершенствования пылегазового режима на угольных шахтах».Макеевка - Донбасс, 1988, с. 53.

13. Бабак Г.А., Король Е.П. Динамика вентиляционных режимов шахтных вентиляторных установок главного проветривания. В сб.: Шахтные турбомашины. - Донецк: ИГМ и ТК им.М.М.Федорова, 1972, с. 37-42.

14. Бабак Г. А. На статью Н.Я.Лазукина, М.А.Левина, А.Е.Неймана «К вопросу о глубине регулирования вентиляторов главного проветривания». Уголь. - М.: Недра, 1970, №3, с.65-68.

15. Бабак Г.А., Щукина О.М. О влиянии максимального и средневзвешенного статического к.п.д. шахтных установок главного проветривания на их средний эксплуатационный статический к.п.д. -В сб.: Шахтные стационарные установки. М.: Недра, 1972, вып.26, с.84-88.

16. Бабак Г. А. Регулирование шахтных центробежных вентиляторов главного проветривания осевыми направляющими аппаратами. В сб.: Шахтные вентиляторы и вентиляционные установки. -М.: Углетехиздат, 1957, с.11-91.

17. Бабак Г.А., Пак В.В. К вопросу об эффективности осевых направляющих аппаратов при регулировании режима работы центробежных вентиляторов . В сб. Вопросы горной механики. - М.: Госгортехиздат, 1964, №15, с.36-42.

18. Бабак Г.А., Пак В.В. О регулировании центробежных вентиляторов главного проветривания. В сб.: Труды ИГД АН УССР. -М.: Госгортехиздат, 1960, с.92-99.

19. Бабак Г.А., Богатов И.В. Исследование некоторых закономерностей регулирования центробежных вентиляторовповоротными закрылками лопаток рабочих колес. В сб.: Вопросы горной механики. -М.: Недра, 1967, №19, с.19-30.

20. Бабак Г.А., Макаров В.Н. Устройство сдува потока с лопаток рабочего колеса центробежного вентилятора. В сб.: Повышение эффективности и эксплуатационной надежности шахтных стационарных установок. - М.: Недра, 1983, с. 18-27.

21. Бабак Г.А., Макаров В.Н. Повышение экономичности вентиляторов струйным управлением обтеканием лопаток рабочих колес, В сб.: Повышение эффективности и эксплуатационной надежности шахтных стационарных установок. - М.: Недра, 1983, с.З-18.

22. Байбаков О.В. Лабораторный курс гидравлики и насосов. -М. Л.: Госэнергоиздат, 1961. -248 с.

23. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М.: Недра, 1978. - 486 с.

24. Бедим В.Г., Власов В.Д. О повышении эффективности работы установок главного проветривания. Безопасность труда в промышленности. -М.: Недра, 1976, №3, с. 48-49.

25. Белик И.П., Горбатенко А.Е. О повышении эффективности работы главных вентиляторных установок. Уголь. - М.: Недра, 1974, №12, с. 60-61.

26. Богатов И.В. Исследование шахтных центробежных вентиляторов главного проветривания с поворотными закрылками лопаток рабочих колес. Дис. . канд. техн. наук, - Донецк, 1971. -169 с.

27. Бондаренко А.Д., Крупицкая Г.А., Талашов А.А. Состояние и перспективы развития вентиляторов главного проветривания. М.: ЦНИЭИуголь, 1977.-42 с.

28. Бычков А.Г., Локшин И.Л. Пути усовершенствования вентиляторных установок с центробежными вентиляторами. Уголь. -М.: Углетехиздат, 1960, №3, с. 44-50.

29. Бычков А.Г. Локшин И.Л., Мазманянц Л.О. Новые типы центробежных вентиляторов ЦАГИ. В сб.: Промышленная аэродинамика. -М.: Оборонгиз, 1959, №12, с. 125-154.

30. Белоцерковский С.М., Лифанов И.К. Численные методы в сингулярных интегральных уравнениях.- М.: Наука, 1985. 256 с.

31. Бусыгин К.К., Бобров А.К., Шейко В.М., Гранкин Л.Ф. Состояние проветривания шахт Донбасса. В сб.: Борьба с газом и пылью в угольных шахтах . Донецк: МакНИИ, 1970, вып.6, с. 24-34.

32. Безпфлюг В.А. Киотский протокол и шахтный газ. Уголь. М.: Недра, 2005, №5, с. 17.

33. Бухмастов А.В., Макаров В.Н., Россовский В.В. и др. Модернизация вентиляторов главного проветривания для реконструкции вентиляционных шахт метрополитенов. Метро. - М.: Машиностроение, 1994, №5, с. 27-30.

34. Бухмастов А.В., Макаров В.Н., Кутаев В.И. Перспективы развития шахтного вентиляторостроения. 60 лет Артемовскому машиностроительному заводу «Венкон». Глюгауф. - М.: Московское представительство, 2001, №2(4), с. 34-41.

35. Бухмастов А.В., Макаров В.Н., Кутаев В.И. и др. Новые разработки в области автоматического управления вентиляционными установками. ПРОФИ. - Екатеринбург, 2001, №5, с. 15-17.

36. Веселов А.И. Рудничные турбомашины. М.: Металл , 1952. - 687 с.

37. Волчков Э.П., Сериков Л.В., Терехов В.И. Аэродинамика вихревой камеры при регулировании расхода газа на входе. Известия СО АН СССР.- Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1986, №16, вып.З, с. 45-51

38. Воробьев Н.Ф. Аэродинамика несущих поверхностей в установившемся потоке. Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1985.-164 с.

39. Васильев А.Я. О мощности, потребляемой для устранения отрыва потока на круглом цилиндре. В сб.: Материалы по итогамнаучно-исследовательских работ самолетостроительного факультета ТашПИ. Ташкент: ТашПИ, 1972, вып.85, с. 43-48.

40. Веников В.А. Теория подобия и моделирования применительно к задачам электроэнергетики. М.: Высшая школа, 1966.-487 с.

41. ГОСТ 10921-90. Вентиляторы радиальные (центробежные) и осевые. Методы аэродинамических испытаний.

42. Горлин С.М. Экспериментальная аэродинамика. М.: Высшая школа, 1970. - 423 с.

43. Гребешков Э.П. Струйное течение около пластины с истекающей из нее струей. Труды ЦАГИ им.проф. Н.Е.Жуковского. -М.: ЦАГИ, 1970, вып. 1228. - 32 с.

44. Гейер Г., Тимошенко Г. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки. М.: Недра, 1987. - 270 с.

45. Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости. М.: Наука, 1979.-536 с.

46. Гостелоу Д.Ж. Аэродинамика решеток турбомашин. М.: Мир, 1987.-391 с.

47. Дейли Дж., Харлеман Д. Механика жидкости. М.: Энергия, 1971.-480 с.

48. Демьянов В.Ф., Малоземов В.Н. Введение в минимакс. М.: Наука, 1972.-368 с.

49. Дедков В.К., Северцев Н.А. Основные вопросы эксплуатации сложных систем. М.: ВШ, 1976. - 406 с.

50. Дорфман А.Ш., Сайковский М.И. Приближенный метод расчета потерь в криволинейных диффузорах при отрывных течениях. В сб.: Промышленная аэродинамика. - М.: Машиностроение, 1966, вып. 28, с. 98-119.

51. Загс Н.А. Аэродинамика крыла с остсасывнием и со сдуванием пограничного слоя. Труды Военно-воздушной ордена

52. Ленина академика РККА им.Н.Е.Жуковского. М.: Оборонгиз, 1940, вып.54. -71 с.

53. Золотых С.С., Стекольщиков Г.Г., Денисенко С.И. и др. Руководство по проектированию комбинированного проветривания выемочных участков и полей с применением газоотсасывающих вентиляторных установок для шахт ОАО «Компания «Кузбассуголь». -124 с.

54. Заслов В.Я., Агушев В.А., Макаров В.Н., Коркин Ю.М. Вентиляторы для проветривания шахт и карьеров. М.: ЦНИИТЭМтяжмаш, 1987.-28 с.

55. Идельчик И.Е. Аэродинамика технологических аппаратов. -М.: Машиностроение, 1983. 351 с.

56. Иванов О.П., Манченко В.О. Аэродинамика и вентиляторы. -Л.: Машиностроение, 1986.-280 с.

57. Ковалевская В.И. Регулирование центробежных вентиляторов. Изв.вузов. Горный журнал, 1983, №3, с. 81-86.

58. Ковалевская В.И., Бабак Г.А., Пак В.В. Шахтные центробежные вентиляторы. М.: Недра, 1976. - 320 с.

59. Ковалевская В.И., Спивак В.А. Влияние механизма поворота закрылков на экономичность вентиляторов. Электрические станции, 1973, №2, с. 94.

60. Ковалевская В.И. Создание и исследование высокоэффективных шахтных центробежных вентиляторов. . Дис. докт. техн. наук в форме научного доклада. - Свердловск, 1989. - 45 с.

61. Ковалевская В.И., Пак В.В. Разработка высоконапорных шахтных центробежных вентиляторов главного проветривания. В сб.: Разработка месторождений полезных ископаемых. Киев, 1986, с. 3-9.

62. Косарев Н.П. Разработка и исследование способов и средств повышения эффективности эксплуатации рудничных главных вентиляторных установок (ГВУ) с осевыми вентиляторами: Автореф. дис. канд.тех.наук. Свердловск, 1979. - 23 с.

63. Косарев П.П., Заслов В .Я., Макаров В.Н. и др. Новый вентилятор ВОМ- 18. В сб.: Метрострой. -М.: 1989, №8, с. 20-22.

64. Карнаух Н.В. Оценка эффективности проветривания шахт. -В сб.: Совершенствование технологии добычи угля на шахтах Донбаса. Донцк, 1986, с. 186-192.

65. Клебанов Ф.С., Карагодина Э.В. Выбор обобщенных показателей качества шахтных вентиляционных систем. М.: Уголь, 1985, №3, с. 16-19.

66. Красильщиков П.П. Практическая аэродинамика крыла. М.: Машиностроение, 1973. - 450 с.

67. Кожевников А.С. Общие уравнения установившегося движения потока с переменным расходом и их решения. М.: Госэнергоиздат, 1949. - 150 с.

68. Лейбензон Л., Милиг М.Б. Регулируемые электроприводы переменного тока с индукторными муфтами скольжения. М. - Л.: Энергия, 1965. - 57 с.

69. Лившиц С.П. Высоконапорные дутьевые машины центробежного типа. Л.: Машиностроение, Ленингр. отделение, 1976.-295 с.

70. Лившиц С.П. Аэродинамика центробежных компрессорных машин. М. - Л.: Машиностроение, 1966. - 340 с.

71. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1978.-736 с.

72. Локшин И. Л. Применение результатов испытаний вращающихся круговых решеток к аэродинамическому расчету колес центробежных вентиляторов. В сб.: Промышленная аэродинамика. -М.: Машиностроение, 1963, вып.25, с. 121-183.

73. Майкапар Г.И. Расчет круговых решеток. В сб.: Промышленная аэродинамика. - М: Машиностроение, 1966, вып.28, с. 3-32.

74. Макаров В.Н., Агушев В.А., Ковыров Е.И. Повышение эффективности шахтных центробежных вентиляторов главного проветривания. В сб.: Горные машины. - Свердловск: НИПИгормаш, 1982, с. 121-127.

75. Макаров В.Н. Повышение адаптивных свойств шахтных вентиляторов управлением обтеканием лопаток рабочего колеса. В сб.: Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1981, с. 11-15.

76. Макаров В.Н. Исследование и разработка энергетических методов повышения эффективности шахтных установок главного проветривания с центробежными вентиляторами. Горные машины. -Свердловск: НИПИгормаш, 1984,11с.

77. Макаров В.Н. Расчет параметров устройства для подачи управляющего потока на лопатки рабочего колеса центробежного вентилятора. В сб.: Горные машины. Конструкция, расчет и исследование горных машин. - Свердловск: НИПИгормаш, 1991, с, 5156.

78. Макаров В.Н. Модификация метода конформного отображения для расчета радиальной решетки профилей со струйным управлением циркуляцией. В сб.: Горные машины. Конструкция, расчет и исследование горных машин. - Свердловск: НИПИгормаш, 1991, с. 56-61.

79. Макаров В.Н., Бухмастов А.В. Повышение качества шахтных вентиляторов. Уголь. - М.: Недра, 2001, №6, с. 54-55.

80. Макаров В.Н., Копачев В.Ф. Повышение эффективности эксплуатации установок главного проветривания с центробежными вентиляторами. Изв. вузов. Горный журнал, 2001, №6, с. 85 - 87.

81. Макаров В.Н., Агушев В.А., Замараев С.Ю. и др. Радиальные и осевые вентиляторы для промышленности. Водоснабжение и сантехника. - М.: Машиностроение, 1994, №9, с. 11-13.

82. Макаров В.Н., Агушев В.А., Кутаев В.И., Тютин А.А. Газоотсасывающая вентиляторная установка УВЦГ 15. - Уголь. -М.: Недра, 1993, №8, с. 19-20.

83. Макаров В.Н., Кутаев В.И., Агушев В.А. Пылеуловитель ПС- 5. Уголь. - М.: Недра, 1994, №11, с. 5-6.

84. Макаров В.Н., Макаров M.JL, Латышев П.П. Вентилятор ВФ-24 для систем очистки газов на Братском алюминиевом комбинате. Уголь. -М.: Недра, 1993, №7, с. 11-12.

85. Макаров В.Н., Бабак Г.А. Исследование эффективности вихревого направляющего аппарата. В сб.: Горная механика. -Донецк: НИИГМ им. М.М.Федорова, 1992, с. 32-39.

86. Макаров В.Н., Кутаев В.И., Агушев В.А., Ковыров Е.И. Научно-технические основы разработки блочно-модульной конструкции вентилятора ВОМ-18. Уголь. - М.: Недра, 1993, №4, с. 32-34.

87. Макаров В.Н., Носырев Б.А., Бухмастов А.В. Некоторые перспективы развития шахтного и тоннельного вентиляторостроения.- В сб. докл. междунар. симпозиума «Горная техника на noporeXXI века». -М.: МГУ, 1996, с. 182 186.

88. Мхитарян A.M. Научные исследования кафедры аэромеханики КИИГА по улучшению аэродинамическиххарактеристик пассажирских самолетов. В сб.: Некоторые вопросы аэродинамики и электрогидродинамики. - Киев: КИИГА, 1969, вып.5, с. 5-13.

89. Мюллер П., Нойман П., Шторм Р. Таблицы по математической статистике. -М.: Финансы и статистика, 1982. 272 с.

90. Налимов В.В., Чернов Н.А. Статические методы планирования экстремальных экспериментов. М.: Наука, 1965. - 340 с.

91. Невельсон М.И., Кузнецов Н.И. Эллеронное регулирование центробежных вентиляторов. Некоторые трудности его реализации и пути их преодоления. Энергомашиностроение, 1977, №12, с. 33-35.

92. Некоторые вопросы математического описания и оптимизации многофакторных процессов: Сб.науч.тр. Моск.ордена Ленина энергет. ин-т . -М.: МЭИ, 1963, - 195 с.

93. Пак В.В., Мариновский Э.С. Оценка погрешности при определении к.п.д. вентиляторов. В сб.: Горные машины и автоматика. -М.: Недра, 1966, №12, с. 45-47.

94. Пак В.В. Синтез аэродинамической схемы центробежного вентилятора. В сб.: Шахтные турбомашины. - Донецк: ИГМ и ТК им.М.М.Федорова, 1971, с. 152-161.

95. Пак В.В. Инженерный метод расчета центробежных вентиляторов. В сб.: Шахтные турбомашины. - Донецк: ИГМиТК им. М.М. Федорова, 1977, с. 11-23

96. Петров Н.Н., Кайгородов Ю.М. Исследование эволюции шахтных вентиляционных систем. В сб.: Автоматическое управление в горном деле. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1974, с. 126-136.

97. Петров Н.Н., Кайгородов Ю.М. Об эволюции вентиляционных систем шахт Кузбасса. В сб.: Автоматическое управление в горном деле. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1974, с. 50-57.

98. Петров Н.Н. Оптимизация параметров главных вентиляторных установок шахт. В сб.: Автоматическое управление в горном деле. -Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1974, с. 3-15.

99. Петров Н.Н. Экономичность действующих вентиляторных установок и пути ее повышения. В сб.: Автоматическое управление в горном деле. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1971, с. 136-146.

100. Петров Н.Н. Методы оценки эффективности шахтных вентиляторных установок. Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. - Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1975, с. 38-46.

101. Петров Н.Н., Кайгородов Ю.М. Об эволюции вентиляционных систем шахт Кузбасса. В сб.: Автоматическое управление в горном деле. - Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1971, с. 67-72.

102. Патрушев М.А., Самойленко Е.А., Ус В.Н. Совершенствование проектирования угольных шахт. Донецк: Донбасс, 1976. - 126 с.

103. Поликовский В.И. Вентиляторы, воздуходувки, компрессоры. М. - Л.: Машгиз, 1938. - 267 с.

104. Потемкин В.Я., Хижняк В.А. Оптимальное управление вентиляторами главного проветривания. В сб.: Управление вентиляцией и газодинамическими явлениями в шахтах. -Новосибирск: ИГД СО АН СССР, 1977, с. 36-39.

105. Прандтль Л., Титьенс О. Гидро и аэромеханика. -М.: ОНТИ НКТП СССР, 1935, т.2. 283 с.

106. Раскин И.А. Новые вентиляторы для шахт и рудников. М.: Недра, 1965.-112 с.

107. Рихтер Л.А. Тяга и дутье на тепловых электростанциях. М. - Л.: Госэнергоиздат, 1962. - 200 с.

108. Седов Л.И. Механика сплошной среды. М.: Наука, 1973, Т.1.-536 с.

109. Селезнев К.П., Подобуев Ю.С., Анисимов С.А. Теория и расчет турбокомпрессоров. JL: Машиностроение, 1968. - 406 с.

110. Соломахова Т.С. Расчет аэродинамических характеристик вращающихся круговых решеток профилей, очерченных по логарифмическим спиралям. В сб.: Промышленная аэродинамика. -М.: Машиностроение, 1966, вып.28, с. 33-59.

111. Соломахова Т.С., Чебышева К.В. Центробежные вентиляторы. М.: Машиностроение, 1980. - 176 с.

112. Соломахова Т.С. К расчету вращающихся круговых решеток. В сб.: Промышленная аэродинамика. - М.: Машиностроение, 1973, вып. 29, с. 129-136

113. Соловьев Ю.Н. Сравнение экспериментальных результатов с учетом точности их получения на примере исследования насосов. В сб.: Исследование гидромашин. -М.: ВИГМ, 1975, вып.35, с. 76-88.

114. Состояние проветривания шахт Донбасса / К.К.Бусыгин, А.И.Бобров, В.М.Шейко и др. В сб.: Борьба с газом и пылью в угольных шахтах. - Макеевка - Донбасс: МакНИИ, 1970, с. 24-34.

115. Спиридонов А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов. М.: Машиностроение, 1981.-184 с.

116. Сухарников Ю.В. Функциональное моделирование в задаче струйного управления характером обтекания профиля крыла. В сб.: Некоторые вопросы аэродинамики и электродинамики. - Киев: КИИГА, 1968, вып.5, с. 61-72.

117. Стекольщиков Г.Г., Мясников А.А. Управление газовыделением на выемочных участках изменением давления воздуха в тупиковых выработках. Управление газовыделением при разработке угольных пластов. -М.: Недра, 1987. - 69-91 с. 69-91.

118. Стекольщиков Г.Г. Проветривание выемочных участков через выработанного пространства.: Вопросы безопасности работ на угольных предприятиях. Кемерово: ВостНИИ, 1993. - 70-74 с.

119. Сурков А.В., Стекольщиков Г.Г. Снижение газообильности выемочных участков изменением вентиляционного давления в газоносных выработках. Безопасность труда в промышленности. -М.: Недра, 1997, №1, с. 36-38.

120. Смирнов В.И. Курс Высшей математики.- М.: Наука, 1974, т.З, ч.2. -672 с.

121. Терещенко Ю.М. Аэродинамические характеристики плоских диффузорных решеток с управлением циркуляцией выдувом воздуха через щель на спинку лопатки. В сб.: Авиационная техника. -Казань: Изв.вузов, 1976, №4, с. 98-101.

122. Терещенко Ю.М. Аэродинамическое совершенствование лопаточных аппаратов компрессоров. М.: Машиностроение, 1988. -168 с.

123. Тимме В.А. Оптимизация технико-экономических параметров гидротурбин. JL: Машиностроение, 1976. - 271 с.

124. Тимухин С.А. О глубине изменений параметров на шахтах СУБРа. Изв.вузов. Горный журнал, 1973, №6, с. 72-74.

125. Тимухин С.А. Обоснование и обеспечение рациональных режимов эксплуатации шахтных главных вентиляторных установок. -Дис. докт. техн. наук. Екатеринбург; 1998. - 246 с.

126. Талиев В.Н. Аэродинамика вентиляции. М.: Стройиздат, 1979. -295 с.

127. Ушаков К.А., Бушель А.Р. Исследование влияния числа лопаток на характеристику осевого вентилятора. В сб.: Промышленная аэродинамика. - М. Оборонгиз, 1958, №10, 36-42 с.

128. Центробежные вентиляторы / Под ред. Т.С.Соломаховой и др. М.: Машиностроение, 1975. - 416 с.

129. Чебышева К.В. Регулирование центробежных вентиляторов изменением проходных сечений колеса или кожуха. В сб.: Промышленная аэродинамика. - М.: Оборонгиз, 1959, вып. 12, с. 110124.

130. Шахтные вентиляторные установки главного проветривания / Г.В.Бабак, К.П.Бочаров, А.Т.Волохов и др. М.: Недра, 1982. - 296 с.

131. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя . М.: Наука, 1974. -687 с.

132. Щурыгин В.М. Аэродинамика тел со струями. М.: Машиностроение, 1977. - 200 с.

133. Шаракшанэ А.С., Железков И.Г., Ивницкий В.А. Сложные системы. М.: ВШ, 1977. - 247 с.

134. Щиголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М.: Наука, 1969. - 348 с.

135. Экк Б. Проектирование и эксплуатация центробежных и осевых вентиляторов. М.: Госгортехиздат, 1959. - 566 с.

136. Эккерт Б. Осевые и центробежные компрессоры. М.: Машгиз, 1959. - 679 с.

137. Якушев А.И. Взаимозаменяемость, стандартизация и технические измерения. М.: Машиностроение, 1975. - 471 с.

138. А.с. 909337 (СССР), М.кл. F 04 D 29/46. Входной патрубок центробежного вентилятора / В.Н.Макаров. Заявл. 09.10.79. - Опубл. в Б.Й., 1982, №8.

139. А.с. 931984 (СССР), М.кл. F 04 D 29/56. Осевой направляющий аппарат вентилятора / Г.А.Бабак, В.Н.Макаров. -Заявл. 08.12.80. Опубл. в Б.И, 1982, №20.

140. А.с. 964255 (СССР), М.кл. F 04 D 29/30. Лопатка центробежного вентилятора / Г.А.Бабак, Я.Я.Ульрих, В.Н.Макаров. -Заявл. 08.12.70. Опубл. в Б.И., 1982, №37.

141. А.с. 981696 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Вентилятор / Г.А.Бабак, Я.Я.Ульрих, В.Н.Макаров. Заявл. 08.12.80. - Опубл. в Б.И., 1982, №46.

142. А.с. 989160 (СССР), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / Г.А.Бабак, В.Н.Макаров, С.Ю.Замараев. -Заявл. 21.07.81. Опубл. в Б.И, 1983, №2.

143. А.с. 992839 (СССР), М.кл. F 04 D 29/56/ Лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора / Г.А.Бабак, В.Н.Макаров, Ю.М.Козлов и др. Заявл. 26.05.81. - Опубл. в Б.И., 1983, №4.

144. А.с. 994807 (СССР), М.кл. F 04 D 29/56/ Лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.М.Козлов, М.П.Юрьев и др. Заявл. 08.12.80. - Опубл. в Б.И., 1983, №5.

145. А.с. 1089301 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров. Заявл. 24.12.82. - Опубл. в Б.И., 1984, №1.

146. А.с. 1106214, не подлежит публикации.

147. А.с. 11257293 (СССР), М.кл. F04 D 17/08. Рабочее колесо центробежного вентилятора / Г.А.Бабак, В.Н.Макаров, Я.Я.Ульрих, М.П.Юрьев.-Заявл. 10.01.85. Опубл. в Б.И, 1986, №34.

148. А.с. 1437582 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров, С.Ю.Замараев. Заявл. 16.09.86. - Опубл. в Б.И., 1988, №42.

149. А.с. 1590679 (СССР), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, М.П.Юрьев. Заявл. 15.06.88. - Опубл. в Б.И., 1990, №33.

150. А.с. 1663235 (СССР),М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров, Ю.А.Черевков. Заявл.15.06.88. - Опубл. в Б.И., 1991, №26.

151. А.с. 1726850 (СССР), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров, В.И.Ковалевская. Заявл. 04.04.90. -Опубл. В Б.И., 1992, №14.

152. А.с. 1767235 (СССР),М.кл. F04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров, С.Ю.Замараев. Заявл. 02.07.90. - Опубл. в Б.И., 1992, №37.

153. Патент 909338 (Россия), М.кл. F 04 D 29/46. Осевой направляющий аппарат центробежного вентилятора / В.Н.Макаров. -Заявл. 31.01.80. Опубл. в Б.И., 1982, №8.

154. Патент 924430 (Россия), М.кл. F 04 D 29/56. Осевой направляющий аппарат центробежного вентилятора / В.Н.Макаров. -Заявл. 23.11.79. Опубл. в Б.И., 1982, №16.

155. Патент 953276 (Россия), М.кл. F 04 D 29/32. Осевой вентилятор / В.Н.Макаров, Ю.М.Козлов. Заявл. 19.03.80. - Опубл. в Б.И., 1982, №31.

156. Патент 954759 (Россия), М.кл. F 27 В 11/00. Направляющий аппарат циркуляционного вентилятора колпаковых печей / В.Н.Макаров, С.С.Юдочкин, Ю.М.Козлов,- Заявл. 13.02.81. Опубл. в Б.И., 1982, №32.

157. Патент 994807 (Россия), М.кл. F 04 D 29/30. Лопатка рабочего колеса центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.М.Козлов, М.П.Юрьев. Заявл. 03.12.81. - Опубл. в Б.И., 1983, №5.

158. Патент 994943 (Россия), М.кл. F 04 D 25/08. Устройство для замера статического давления преимущественно в осевом реверсивном вентиляторе / В.Н.Макаров, М.П.Юрьев, Я.Я.Ульрих и др. Заявл. 08.06.81.-Опубл. в Б.И., 1983, №5.

159. Патент 1011911 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.М.Козлов, М.П.Юрьев Заявл. 25.12.81. - Опубл. в Б.И., 1983, №14.

160. Патент 2009375 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров. Заявл. 17.06.91. - Опубл. в Б.И., 1994, №5.

161. Патент 2009379 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров. Заявл. 23.12.91. - Опубл. в Б.И., 1994, №5.

162. Патент 2011892 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.М.Козлов. Заявл. 13.08.90. - Опубл. в Б.И., 1994, №8.

163. Патент 2013664 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, В.Я.Заслов, М.П.Юрьев -Заявл. 18.01.90. Опубл. в Б.И., 1994, №10.

164. Патент 2029135 (Россия), Млел. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров. Заявл. 23.12.91. - Опубл. в Б.И., 1995, №5.

165. Патент 2029136 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров. Заявл. 05.08.92. - Опубл. в Б.И., 1995, №5.

166. Патент 2029137, М.кл. F 04 D 25/08. Вентилятор / В .А. Агушев, В.Н.Макаров. Заявл. 29.08.91. - Опубл. в Б.И., 1995, №5.

167. Патент 2029138 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров. Заявл. 29.04.92. - Опубл. в Б.И., 1995, №5.

168. Патент 2032860 (Россия), М.кл. F 24 Н 3/04. Электрический воздухонагреватель / В.Н.Макаров, В.А.Агушев, А.А.Тютин и др. -Заявл. 29.08.91. Опубл. в Б.И, 1995, №10.

169. Патент 2047007 (Россия), М.кл. F 04 D 17/08. Центробежный вентилятор / В.Н.Макаров. Заявл. 23.12.91. - Опубл. в Б.И., 1995, №30.

170. Патент 2049637 (Россия), М.кл. В 23 К 35/365. Состав электродного покрытия / Н.А.Мариев, В.Н.Макаров, А.Я.Ханин и др. -Заявл. 18.06.93. Опубл. в Б.И., 1995, №34.

171. Патент 2056014 (Россия), М.кл. F 24 Н 3/04. Электрический воздухонагреватель / В.Н.Макаров, В.А.Агушев, А.А.Тютин и др. -Заявл. 29.08.91. Опубл. в Б.И., 1996, №7.

172. Патент 2056250 (Россия), М.кл. В 23 К 35/365. Состав электродного покрытия / Н.А.Мариев, В.Н.Макаров, А.Я.Ханин и др. -Заявл. 22.03.93. Опубл. в Б.И., 1996, №8.

173. Патент 2061908 (Россия), М.кл. F 04 D 27/00. Предохранительный стопор газоотсасывающего вентилятора / Г.Г.Стеколыциков, В.А.Агушев, В.Н.Макаров и др. Заявл. 10.11.93 Опубл. в Б.И., 1996, №16.

174. Патент 2061909 Россия (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.А.Черевков. -Заявл. 10.11.93.-Опубл. в Б.И, 1996, №16.

175. Патент 2061910 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.А.Черевков Заявл. 17.12.93. -Опубл. в Б.И, 1996, №16.

176. Патент 2062363 (Россия), М.кл. F 04 D 29/66. Глушитель шума вентилятора / В.А.Агушев, В.И.Кутаев, В.Н.Макаров и др. -Заявл. 13.04.93. Опубл. в Б.И, 1996, №17.

177. Патент 2062908 (Россия), М.кл. F 04 D 19/00. Осевой вентилятор / В.И.Кутаев, В.Н.Макаров, М.Л.Макаров. Заявл.1806.93.- Опубл. в Б.И., 1996, №18.

178. Патент 2063556 (Россия), М.кл. F 04 D 25/06. Вентилятор для перемещения взрывоопасной газовоздушной смеси / В.А.Агушев, В.И.Кутаев, В.Н.Макаров и др. Заявл. 13.04.93. - Опубл. в Б.И, 1996, №19.

179. Патент 2067694 (Россия), М.кл. F 04 D 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / Ю.А.Гончаров, В.Н.Макаров, В.И.Ковалевская. Заявл. 08.12.92. - Опубл. в Б.И, 1996, №28.

180. Патент 2071016 (Россия), М.кл. F 24 Н 3/02. Теплообменный аппарат с интенсивным процессом теплоотдачи / В.А.Агушев, В.И.Кутаев, В.Н.Макаров, М.Л.Макаров. Заявл. 18.06.93. - Опубл. в Б.И, 1996, №36.

181. Патент 2074077 (Россия), М.кл. В 23 К 35/365. Состав электродного покрытия / В.Н.Макаров, Н.А.Мариев, А.Я.Ханин. -Заявл. 22.03.94. Опубл. в Б.И, 1997, №6.

182. Патент 21116577 (Россия), М.кл. F 04 F 7/00. Способ установки ротора вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.А.Черевков. Заявл.1907.94. Опубл. в Б.И, 1998, №21.

183. Патент 2117563 (Россия), М.кл. В 23 К 35/365. Состав электродного покрытия / Н.А.Мариев, В.Н.Макаров, А.Я.Ханин. -Заявл. 27.01.95. Опубл. в Б.И, 1998, №23.

184. Патент 2120337 (Россия), М.кл. В 23 К 35/365. Электрод для сварки низкоуглеродистых сталей и способ его изготовления /

185. A.В.Пряхин, А.С.Табачников, В.Н.Макаров и др. Заявл. 19.09.95. -Опубл. в Б.И., 1993, №14.

186. Патент 2199424 (Россия), М.кл. В 23 К 35/365. Электрод для сварки низкоуглеродистых сталей / А.В.Пряхин, И.А.Пряхин,

187. B.Н.Макаров и др. Заявл. 27.06.96. - Опубл. в Б.И., 2000, №25.

188. Заявка 92-003856/06(049599) М.кл. 5 Г 04 Д 29/28. Рабочее колесо центробежного вентилятора / В.Н.Макаров, Ю.А.Гончаров. -Заявл. 05.11.92. Положительное решение от 18.10.93.

189. Заявка 94027356/06(027079) М.кл. 6 F 04 D 17/00. Вентилятор взрывозащищенный для отсоса взрывоопасных газовоздушных смесей / В.А.Агушев, В.Н.Макаров, Г.Г.Стеколыциков и др. Заявл. 19.07.94. Положительное решение от 04.01.96.

190. Заявка 95113783/02(023322) М.кл. 6 В 23 К 35/36. Компонент покрытия сварочных электродов / В.Н.Макаров, Н.А. Мариев, В.Я. Ханин. Заявл. 01.08.95. Положительное решение от 04.12.95.

191. Bodzian G. Einfluss der Eintritts-Spaltweite bei Radialventilatoren anf das Grenzschichtabloseverhalten entlang der Deckscheibenkrummug. Stromungsmech. und Stromungsmasch, 1973, N 14, s.29-70.

192. Bradley R.G., Smith C.W., Wray W.O. An experimental juvestigation of leading edge vortex augmentation by blowing: NASA CR -132415,1974.-42 p.

193. Eck B. Die neuere Enturcklung der Radial ventilatoren. -Technische Rundschau, 1962, H.54, N 20, s. 1-5.

194. Englar RJ. Circulation Control for High Lift and Drag Generation on STOL Aircraft. J. Aircraft, 1975, v. 12, №5, p. 457-463.

195. Hubbartt I.E., Bangert L.M. Turbulent boundary layer control by a wall let. AIAA. Paper, 1970, N 107, p. 1-12.

196. Honmann W. Zum Problem der Optimalen Laufradbreite bei Radialventilatoren. Heiz. - Liift. - Haustechnik., 1961, b.12, N 6, s. 161167.

197. Howell A.R., The theory of arbitrary aerofoils in cascades. Phil, 1948 Mag. 39299, p. 19-35.

198. Kida Т., Miyai Y. An Alternative Approach to the High Aspect Ratio Wing with let Flap by Matched Asymptotic Expansions. -Aeronautical Quarterly, 1978, v. 29, N 4, p. 227-250.

199. Lan C.E, Campbell I.F. Theoretical Aerodynamics of Upper-Surface-Blowing let-Wing Interaction. Washington: NASA TND-7936, 1975.-34p.

200. Lan C.E. A Quasi-Vortex-Lattice Method in Thin Wing Theory. -1.Aircraft, 1974, v. 11, N 9, p. 518-527.

201. Luceders H.G, Roelka R.J. Some experimental results of two concepts deisigned to increase turbine blade loading. Trans. ASME, J. Eng. Power, 1970.- 198 p.

202. Myles D.I. An Analysis of Impeller and Volute Losses in Centrifugal Fans. Institution of Mechanical Engineers. Proceedings, 1969, v. 184, N14, p. 1-37.

203. Mendelchall M.R, Spangler S.B. Calculation of the Longitudinal Aerodinamic Characteristics of Upper-Surface-Blow Wing-Flap Configurations. AIAA, Paper, 1979, N 120. - 11 p.

204. Mikolayczak A.A, Weingold H.D, Nikkanen J.P. Flow through cascades of slotted compressor blades. Trans. ASME, J. Eng. Power, 1970. -57 p.

205. Malmyth N.D, Marlhi V.D, Kole D.D. Studies of upper surface blown airfoils in jucompressible and transouic flows. AJAA, Papper, 1980, N18, p. 14-16.

206. Rossow Y.J. Lift enhacement by an externally trapped vortox. -J. Aircraft, 1978, v.15, N 9, p. 618-625.

207. Shen C.C, Lopes M.L, Wasson N.F. let-Wing Lifting Surface Theory Using Elementary Vortex Distributions. -1.Aircraft, 1975, v. 12, N 5, p. 448-456.

208. Thomas F. Untersuchungen uber die Erhohung des Auftriebes von Tragflugeln mittels Grenzschichtbeeinflussung durch Ausblasen. -Zeitschrift fur Flugwissenschaften, 1962, Bd. 10, N 2, s. 46-65.

209. The ODORSEN, T. Theory of wing sections of arbitrary shape. NASA, 1931.-411 p.

210. Thwaites B. Incompressible Aerodynamics. Oxford: Clarendon Press, 1960, p. 305-313.

211. Uipp U.M, Railly J.W. Potential flow theory for tandem cascade by Howells method. ARS, 1967. 971 p.

212. Wentz W. H. Use of Simplified Flow Separation Criteria for Slotted Flap Preliminary Desing. SAE Preprint, 1977, N 481. - 25 p.

213. Williams J. In Boundary Laver and Flow Control Vol. I (G.V. Lachmann cd) Pergamon, Oxford 1961, p. 93-115.