Phần 2 của giáo trình Máy thủy khí cung cấp cho học viên những nội dung về: máy quạt gió và thiết bị thông gió mỏ; những vấn đề chung về mạng thông gió mỏ; điều chỉnh quạt gió mỏ; thiết bị thông gió mỏ; máy nén khí và thiết bị cung cấp khí nén; tính toán thiết kế và lựa chọn thiết bị cung cấp khí nén;... Mời các bạn cùng tham khảo!
PHẦN 2: MÁY QUẠT GIĨ VÀ THIẾT BỊ THƠNG GIĨ MỎ Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MẠNG THÔNG GIĨ MỎ 3.1 Tính chất mạng thơng gió mỏ phân loại thiết bị thơng gió mỏ 3.1.1 Tính chất mạng thơng gió mỏ 3.1.1.1 Đặc điểm khơng khí đường lị mỏ Khơng khí đường lị mỏ có nguồn gốc khí trời, di chuyển vào đường lị bị pha trộn với bụi bẩn, khí độc, khí cháy, bụi nổ…làm thay đổi hàng loạt tính chất lý hóa khác khơng khí ngồi trời Độ nhớt động học khơng khí mỏ thay đổi phụ thuộc vào nhiệt độ, điều kiện tiêu chuẩn (nhiệt độ 200C hay 2930K, độ ẩm tương đối 50%, áp suất 760mmHg hay 10,33mH20) ʋ = 1,4.10-5 m2/s Thành phần chủ yếu khơng khí mỏ: + Khí Oxi (O2): Là chất khí không mầu, không mùi, không vị, tỷ trọng so với khơng khí khoảng 1,11 Oxi chất khí quan trọng giúp trì sống thể người Khi hàm lượng oxi khơng khí khoảng từ (18÷21)% nhịp thở người bình thường, nồng độ oxi giảm xuống khoảng (6÷10)% thở mạnh nhanh, nồng độ khoảng (3÷5)% tử vong Các ngun nhân làm giảm hàm lượng oxi khơng khí mỏ như: Q trình oxi hóa chậm than, gỗ, cháy mỏ, nổ khí, bụi; Sự xuất khí CH4, CO2, N2…; Sự hô hấp người; Sự hịa tan oxi nước mỏ + Khí Nitơ (N2): Là chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, tỷ trọng so với khơng khí khoảng 0,97 N2 chất khí trơ mặt hóa học sinh lý học, khơng trì thở, cháy Ngun nhân làm tăng hàm lượng N2 mỏ: Sự phân hủy chất hữu cơ, nổ mìn (khi nổ hoàn toàn 1kg thuốc nổ đinamit sản sinh khoảng 130l N2) + Khí Cacbonic (CO2): Là chất khí khơng mầu, khơng mùi, vị chua, có tính axit yếu, tỷ trọng so với khơng khí khoảng 1,52 Khí CO2 khơng cháy, khơng trì thở cháy, mức độ thấp có tác dụng kích thích đến màng niêm mạc mắt, mũi, mồm Nồng độ CO2 đạt khoảng 10% người chịu vài phút, nồng độ khoảng (20÷25)% người bị ngộ độc Những nguyên nhân làm tăng nồng độ khí CO2: Q trình oxi hóa chậm than, chất hữu khác; Những trình cháy nổ mỏ (cháy mỏ, nổ mìn, nổ khí nổ bụi); Sự thở người (một người sản sinh khoảng 50lít CO2/giờ); Sự xuất khí CO2 từ vỉa khống sản Theo quy định an tồn nồng độ CO2 sau: vị trí làm việc, luồng gió thải khu vực 0,5%; Luồng gió thải cánh tầng tồn mỏ 0,75%; Khi đào lị thượng vào khu vực sụt lở 1% Các khí độc khí cháy nổ mỏ: 75 + Khí Cacbon oxit (CO): Là chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, tỷ trọng so với khơng khí khoảng 0.97 CO chất khí cháy nổ hỗn hợp với khơng khí nồng độ đạt khoảng (16,2÷73,4)% , nhiệt độ đốt cháy khoảng (630÷810)0C CO chất khí có “ái lực” mạnh với phân từ Hemoglobin (cao gấp khoảng 300 lần so với O2) nên nạn nhân hít phải khí này, hóa hợp với Hemoglobin ngăn chặn việc vận chuyển O2 từ phổi ni thể Tình trạng “đói” oxi bắt đầu thể hít phải khí CO máu bão hịa CO nạn nhân bị tử vong Nguyên nhân sinh khí CO: Sự cháy tình trạng thiếu oxi, nổ mìn, nổ bụi xuất từ vỉa than Theo quy định an toàn, nồng độ CO lớn cho phép khơng khí mỏ 0,0017% + Các khí Nitơ oxit: Bao gồm khí như: Nitơ oxit (NO), Nitơ đioxit (NO2), tetra-oxit Nitơ (N2O4), pen-oxit Nitơ (N2O5), khơng khí mỏ chủ yếu NO2 N2O4 Khí NO2 có tỷ trọng so với khơng khí khoảng 1,59, hịa tan tốt nước tạo thành axit (2NO2 + H2O = HNO2 + HNO3) Khí N2O4 có tỷ trọng so với khơng khí khoảng 3,18, hịa tan tốt nước Các khí Nitơ oxit nhìn chung độc, chúng kích thích màng niêm mạc mắt quan hô hấp Đặc biệt nồng độ đạt khoảng 0,025% (0,5mg/l) người dễ dàng bị chết Hàm lượng NO2 cho phép đường lị hoạt động 0,00026% + Khí Sunfurơ (SO2): Là chất khí khơng màu, có mùi lưu huỳnh cháy, vị chua, tỷ trọng so với khơng khí 2,3 SO2 chất khí độc, ăn mịn mạnh màng niêm mạc mắt hệ thống hô hấp Nguồn gốc tạo SO2: cháy mỏ, nổ mìn, nổ đá khống sản có chứa lưu huỳnh… Nồng độ phần trăm SO2 lớn cho phép 0,00038% + Khí Hydrơ Sunfua (H2S): Là chất khí khơng màu, mùi trứng thối vị ngọt, tỷ trọng so với khơng khí khoảng 1,19 H2S chất khí cháy nổ hàm lượng khơng khí đạt đến 6% H2S chất khí độc tác dụng trực tiếp làm tổn thương lên niêm mạc mắt hệ thống hô hấp Nguồn sinh khí H2S là: Sự mục nát gỗ chống lò; phân hủy Pyrit sắt Canxi Sunfua (FeS2 + 2H2O = Fe(OH)2 + H2S + S CaS + CO2 + H2O = CaCO3 + H2S); Sự xuất khí tích tụ kẽ nứt mỏ khoảng sản; Sự cháy mỏ, nổ mìn (dây cháy chậm) Hàm lượng cho phép khí H2S 0,00017% + Khí Amoniac (NH3): Là khí khơng màu có mùi khai, tỷ trọng so với khơng khí 0,59 Hàm lượng NH3 khơng khí đạt khoảng (16÷26)% gây nổ NH3 chất khí độc kích thích màng niêm mạc hệ thống hô hấp, da, gây tượng đau đầu, chóng mặt buồn nơn Nồng độ NH3 cho phép khơng khí mỏ 0,002% + Khí Hydro (H2): Là khí khơng màu, khơng vị, mặt sinh lý khí trơ, nhẹ - tỷ trọng so với khơng khí 0,07, nhiệt độ gây cháy khoảng (100÷200)0C H2 thường xuất mỏ than nâu, than gầy, mỏ muối Kali…ngồi cịn việc nạp ắc-quy nổ mìn Hàm lượng cho phép H2 khoảng 0,5% + Khí Mêtan (CH4): Mêtan chất khí hay gặp nguy hiểm mỏ than Khí CH4 tạo thành theo thời gian trình hình thành tạo than Mêtan chất khí khơng màu, khơng mùi, khơng vị, tỷ trọng so với khơng khí khoảng 0,554 Mêtan khơng độc nồng độ tăng lên làm giảm nồng độ oxi gây nguy hiểm cháy nổ khí Vì khí nhẹ nên CH4 thường tập trung trần lò 76 linh động, dễ dàng khuếch tán khơng khí gấp 1,6 lần Q trình cháy CH4 đủ oxi tạo thành khí CO2 (CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Qtỏa) thiếu oxi tạo thành khí cực độc CO (CH4 + O2 = CO + H2 + H2O + Q’tỏa) Nổ khí Mêtan tượng nổ lặp, nghĩa nổ đi, nổ lại nhiều lần vị trí Khi nổ mêtan nhiệt độ khơng khí tăng lên cao (khoảng 1850÷26500C), đồng thời sinh sóng nổ phá hủy máy móc, thiết bị, khung giá chống lò dẫn đến làm sạt lở đất đá, sập đường lị gây nổ bụi than Hậu lớn nổ khí mêtan hậu hóa học – lượng lớn khí độc CO sinh làm ngộ độc tử vong thể sống gặp phải luồng khí qua Qua tài liệu thống kê tác hại vụ nổ khí mêtan bụi mỏ, người ta thấy rằng: khoảng 10% số nạn nhân chết tác dụng học, 25% bị chết tác dụng nhiệt khoảng 65% bị chết tác dụng hóa học Để ngăn ngừa nổ khí mêtan thơng gió phương pháp chủ yếu để hịa lỗng nồng độ khí mêtan Theo quy định an tồn: Nồng độ CH4 luồng gió chung mỏ không 0,75%, lờ chợ khơng q 0,5%, lị chuẩn bị trước nổ mìn khơng q 1% Như phân tích trên, bầu khơng khí mỏ có tính chất lý, hóa khác khơng khí bình thường ngồi khí quyển, đặc biệt khơng khí mỏ hầm lị có chứa nhiều tạp chất bẩn, độc hại dễ bắt cháy Vì vậy, để đảm bảo an tồn cho người thiết bị trình lao động phải có biện pháp hợp lý để loại trừ tối đa bầu khơng khí độc hại thay vào nguồn khơng khí tự nhiên cho hầm lò 3.1.1.2 Ảnh hưởng sức hút tự nhiên đường lò mỏ Sức hút tự nhiên nguồn động lực tự nhiên gây nên dịch chuyển khơng khí đường lị mỏ Năng lượng mà đơn vị thể tích khơng khí nhận từ nguồn động lực tự nhiên gọi hạ áp sức hút tự nhiên, ký hiệu he Nguồn động lực chủ yếu gây nên sức hút tự nhiên chênh lệch trọng lượng riêng không khí, ngồi cịn gió mưa, nước ngầm Sức hút tự nhiên mỏ phát sinh trường hợp mỏ có hai nhiều giếng đứng lò nghiêng trọng lượng riêng khơng khí đường lị khác Chiều sâu mỏ lớn sức hút tự nhiên lớn ngược lại Trước người ta chế tạo máy quạt gió mỏ, sức hút tự nhiên nguồn động lực để thơng gió mỏ Ngày nay, luật an tồn nghiêm cấm thơng gió mỏ dùng sức hút tự nhiên, hướng lưu lượng gió khơng ổn định khơng đảm bảo u cầu thơng gió mỏ Sức hút tự nhiên phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: chệnh lệch nhiệt độ cột khơng khí, chiều sâu mỏ, chênh lệch độ ẩm khơng khí khả trao đổi nhiệt khơng khí đất đá, khống sản Quạt gió làm việc đồng thời với sức hút tự nhiên coi hai quạt gió làm việc nối tiếp với nhau, có khác đường đặc tính sức hút tự nhiên đường thẳng song song với trục hoành, nghĩa trị số chế độ 77 Khi xây dựng đường đặc tính tổng cộng máy quạt sức hút tự nhiên, ta việc cộng tung độ đường đặc tính quạt với trị số sức hút tự nhiên hướng sức hút tự nhiên chiều với quạt gió trừ tung độ đặc tính quạt với trị số hướng sức hút tự nhiên ngược chiều với quạt gió Đường đặc tính tổng cộng quạt sức hút tự nhiên xác định Hình 3-1 Khi quạt làm việc khơng có sức hút tự nhiên điểm làm việc điểm M1 có lưu lượng Q1 cột áp h1 Nếu sức hút tự nhiên có chiều trùng với chiều thơng gió nhân tạo (do quạt tạo ra) có tác dụng tăng cường lượng gió cho mỏ Lúc sức hút tự nhiên mang dấu +he, điểm làm việc a) b) Hình 3-1 Xác định đường đặc tính tổng cộng Như vậy, sức hút tự nhiên chiều hoạt động quạt hỗ trợ cho quạt làm việc, ngược lại cản trở hoạt động quạt gió 3.1.1.3 Hiện tượng rị gió (rị khí) mạng thơng gió mỏ ảnh hưởng đến làm việc quạt Rị gió tượng lượng gió bị qua đường lò, khe nứt đất đá hay qua khoảng khai thác… làm giảm lượng gió đưa vào thơng gió cho đường lị, giảm tác dụng cơng tác thơng gió, ảnh hưởng đến chế độ cơng tác tuổi thọ máy quạt gió Rị gió dẫn đến nguy cố nguy hiểm xảy mỏ như: ngạt khí, ngộ độc khí, cháy nổ khí… Sự rị gió từ trời vào mạng dẫn (do khe hở mỏ) thơng gió hút rị khí ngồi trời thơng gió đẩy Rị gió diễn với nhiều mức độ khác nhau, vào phần trăm lượng gió rị so với lưu lượng máy quạt gió người ta đánh giá cơng tác thơng gió mỏ như: thơng gió tốt lưu lượng gió rị Qrị ≤ 5%Qquạt, thơng gió tốt Qrị =(5÷10]%Qquạt, thơng gió trung bình Qrị =(10÷20]%Qquạt, thơng gió Qrị =(20÷40]%Qquạt, thơng gió Qrị > 40%Qquạt Trong trường hợp này, ngồi mạng dẫn mỏ (đường đặc tính số 1), cịn có thêm đường đặc tính mạng dẫn rị khí (đường đặc tính số 2) nối song song Vì vậy, đặc tính mạng dẫn chung mỏ lúc đường số (Hình 3-2) Khi khơng có rị khí mỏ, điểm làm việc quạt điểm M1 với lưu lượng thơng gió Q1, cột áp h1 Nhưng có rị gió điểm làm việc quạt hệ thống mạng dẫn 78 bị dịch chuyển sang điểm M2 với lưu lượng gió Q2, cột áp h2 Nhận thấy lưu lượng gió mà quạt phải vận chuyển tăng lên (từ Q1 lên Q2), nhiên lưu lượng thơng gió thực tế có ích (Q3) cho mỏ lại giảm (so với trường hợp khơng có rị gió), phải kể đến lượng gió bị rị rỉ (Qr) công suất tiêu thụ quạt lại tăng lên Q3 = Q2 − Qr (3- 1) Hình 3-2 Ảnh hưởng rị gió đến cơng tác thơng gió Vì vậy, tượng rị gió vào mỏ gây bất lợi cho cơng tác thơng gió nên cần phải có biện pháp khắc phục triệt để, nhằm mang lại hiệu cao cho công tác thơng gió mỏ 3.1.1.4 Hiện tượng thay đổi sức cản mạng thơng gió mỏ Tính chất mạng thơng gió mỏ ln có thay đổi thay đổi tiết diện, hình dạng, chiều dài, chiều sâu mỏ; Số lượng, hình dạng, kích thước thiết bị, nguyên vật liệu nằm di chuyển hệ thống đường lị mỏ… Sự thay đổi có ảnh hưởng trực tiếp đến cơng tác thơng gió mỏ Để đánh giá khả thơng gió mỏ hầm lò hay đường lò tốt hay chưa tốt trị số sức cản mạng dẫn (R), người ta cịn sử dụng thơng số khác gọi “lỗ tương đương” Lỗ tương đương lỗ tưởng tượng hình trịn nằm thành chắn có chiều dầy vơ nhỏ, lưu lượng gió qua lưu lượng gió qua mỏ độ chênh áp suất hai bên thành chắn hạ áp mỏ Diện tích lỗ tương đương ký hiệu Amd (m2) Quan hệ lưu lượng, diện tích lỗ tương đương hạ áp mỏ xác định theo công thức: Amd = 0,38Q 0,38Q , (m2) = h hq he đó: Q - lưu lượng gió qua lỗ tương đương, (m3/s); h - hạ áp suất mỏ, (mmH20); hq - hạ áp máy quạt gió tạo ra, (mmH20); 79 (3- 2) he - hạ áp sức hút tự nhiên tạo ra, (mmH20) Nếu mỏ khơng có sức hút tự nhiêu thay he =0 vào công thức (3-2); dấu “+” hay “-” dùng hạ áp chiều hay ngược chiều với quạt gió Căn vào giá trị Amd để đánh giá tình trạng thơng gió mỏ: Amd < mỏ thơng gió khó, Amd = [1÷2) mỏ thơng gió trung bình, Amd > mỏ thơng gió dễ Khi lưu lượng khơng khí tiêu thụ (Q) lỗ tương đương có thay đổi hạ áp mỏ (h), cơng suất tiêu thụ quạt (N) thay đổi theo: Amd h1 N1 = = h2 N Amd (3- 3) Như vậy, Amd tăng tính kinh tế cơng tác thơng gió mỏ tăng theo (do Amd tỷ lệ nghịch với công suất tiêu thụ quạt N) ngược lại Khi Amd thay đổi phụ thuộc vào nhiều yếu tố tỷ lệ nghịch với trị số sức cản thơng gió mỏ Trong thực tế trị số Amd dao động phạm vi tương đối rộng xảy thường xun nên chế độ thơng gió mỏ khơng hồn tồn ổn định 3.1.2 Phân loại thiết bị thơng gió u cầu trạm quạt 3.1.2.1 Phân loại thiết bị thơng gió Phần tử thiết bị thơng gió máy quạt gió Vì vậy, việc phân loại thiết bị thơng gió phân loại máy quạt gió Có nhiều cách thức phân loại máy quạt gió tùy theo chức năng, phạm vi hoạt động, cấu tạo, nguyên lý hoạt động,… Sau đây, số cách thức phân loại thiết bị thông gió phổ biến: a) Phân loại theo chức thiết bị thơng gió, gồm ba loại sau: + Thiết bị thơng gió chính: đặt mặt đất, gần miệng giếng bịt kín, bảo đảm thơng gió cho toàn khu vực mỏ; + Thiết bị thơng gió phụ: đặt mặt đất thơng gió cho đến ba gương lị khai thác Đây thiết bị thơng gió kết hợp với thiết bị thơng gió thời kỳ khai thác mỏ + Thiết bị thơng gió cục bộ: Dùng để thơng gió cho gương lị cụt, thơng thường đường lò chuẩn bị b) Phân loại theo nguyên tắc làm việc, gồm loại sau: + Máy quạt gió hướng trục: Là loại quạt có hướng gió vào hướng gió khỏi bánh cơng tác quạt đồng phương với trục quạt Quạt hướng trục có loại cấp hai cấp Ưu điểm loại quạt hiệu suất cao, kích thước nhỏ gọn, dễ dàng thay đổi lưu lượng gió cung cấp vào mỏ, nên sử dụng rộng rãi mỏ Than Việt Nam; Tuy nhiên nhược điểm loại quạt tiếng ồn lớn, cấu tạo phức tạp, bảo quản sửa chữa khó khăn + Máy quạt gió ly tâm: Là loại quạt có hướng gió khỏi bánh cơng tác vng góc với trục quạt Quạt ly tâm có loại hai mặt hút Ưu nhược điểm loại quạt ngược với máy quạt gió hướng trục 80 c) Phân loại theo cấu tạo, gồm loại sau: + Máy quạt gió có miệng hút máy quạt gió có hai miệng hút; + Máy quạt gió cấp hay máy quạt gió nhiều cấp (nhiều bánh công tác) d) Căn vào áp suất quạt tạo gồm loại sau: - Máy quạt có áp suất thấp đến 1000 N/m2 (100 mm H20); - Quạt trung áp đến 3000 N/m2 (300 mm H20); - Quạt cao áp đến 10000 N/m2 (1000 mm H20) e) Căn vào tốc độ quay máy quạt, gồm loại: - Quạt quay chậm: n = 100 ÷ 200 (vòng/ phút); - Quạt quay vừa: n = 200 ÷ 600 (vòng/ phút); - Quạt quay nhanh: n = 600 ÷ 1200 (vịng/ phút); - Quạt quay đặc biệt nhanh: n = 1200 ÷ 4000 (vịng/ phút); 3.1.2.2 Những yêu cầu với trạm quạt Trong trình khai thác khống sản, chiều dài, chiều sâu đường lị ngày tăng thêm, kèm theo giới hố q trình khai thác ngày phát triển Do đó, nồng độ bụi gương lị, xt khí Mêtan nhiệt độ khơng khí tăng lên Vì vậy, cần phải tăng cường độ tin cậy cơng tác thơng gió mỏ, muốn máy quạt thiết bị thơng gió phải đáp ứng nhu cầu đặt sau: 1/ Thiết bị thơng gió phải đặt mặt đất, gần miệng giếng bịt kín nối với quạt lị liên kết Ở mỏ có khí bụi nổ phải thơng gió hút, thơng gió đẩy phải quan an toàn cho phép 2/ Đối với mỏ nguy hiểm khí bụi nổ, thiết bị thơng gió phải bảo đảm hạ áp cần thiết có hệ số dự trữ lưu lượng khoảng 20% 3/ Trạm quạt thơng gió cần có hai quạt loại để thay làm việc, đảm bảo cho thơng gió liên tục Hoặc với mỏ nhỏ, khơng có khí bụi nổ, dùng quạt phải có hai động 4/ Thiết bị thơng gió phải đảm bảo cung cấp khơng khí cần thiết cách liên tục ổn định thời gian dài (thường 15 năm) phải đảm bảo hiệu kinh tế (hiệu suất tối thiểu thiết bị 0,6) 5/ Thiết bị thơng gió phải trang bị cấu điều chỉnh chế độ làm việc thuận lợi ổn định suốt q trình làm việc 6/ Thiết bị thơng gió cần phải trang bị cấu đổi chiều gió, cho vừa đảm bảo đựơc thời gian lưu lượng gió theo u cầu an tồn thực đảo chiều thơng gió Cơ cấu đảo chiều thơng gió phải đảm bảo cho rị khí mức thấp (nhỏ 5% lưu lượng tính toán quạt) 81 7/ Ghép song song hay nối tiếp máy quạt gió làm việc phải thực theo thiết kế có trước, phải đảm bảo tính kinh tế, ổn định an tồn cho quạt thiết bị thơng gió Việc điều chỉnh chúng phải chế độ tính tốn trước theo phương pháp điều chỉnh tự động 8/ Thiết bị thông gió đặt giếng có trục tải thùng skíp, cần phải có đường dẫn gió độc lập để hạn chế bụi than có cấu định kỳ làm thiết bị khỏi bụi than 9/ Để đảm bảo thiết bị thơng gió làm việc ổn định, an tồn liên tục cần có thiết bị đo lường, giám sát thường xuyên suốt trình làm việc, đồng thời phải có thiết bị báo tín hiệu phòng chức năng, thiết bị tự động cắt máy quạt cố đóng quạt dự phịng 10/ Mỗi trạm quạt phải cung cấp hai đường dây điện độc lập từ hai nguồn khác nhau, để đảm bảo cho quạt cung cấp điện liên tục 24/24h cho phép điện thời gian điện thời gian đóng nguồn dự phịng 11/ Nhà trạm thiết bị thơng gió phải đảm bảo tiện nghi, đủ ánh sáng có thiết bị phịng chống cháy nổ 12/ Việc tính chọn, sử dụng vận hành bảo quản thiết bị thơng gió cần phải tn theo luật an tồn mỏ 3.2 Phân tích làm việc máy quạt gió mạng thơng gió mỏ Cũng giống đường ống dẫn nước máy bơm, để nghiên cứu chuyển động dòng chất khí mạng dẫn thiết bị thơng gió mỏ, ta áp dụng phương trình Béc-nu-li để thành lập phương trình chuyển động dịng chảy Trước hết ta phải đưa giả thiết lý tưởng sau đây: - Dòng chảy ổn định, nghĩa áp suất tốc độ điểm tiết diện dịng chảy khơng thay đổi theo thời gian; - Khơng khí khơng bị nén ép, nghĩa khối lượng riêng (mật độ) = const Quạt gió làm việc trường hợp thơng gió hút thơng gió đẩy Để tiện cho việc nghiên cứu chung, sau nghiên cứu trường hợp quạt đặt mạng dẫn vừa thơng gió hút vừa thơng gió đẩy (Hình 3-3) Hình 3-3 Sơ đồ quạt gió làm việc mạng dẫn Gọi mặt cắt ướt (1-1) cách miệng hút quạt đủ lớn để vận tốc gió nhỏ nên coi c1 = 0; Mặt cắt ướt (2-2) cắt ngang qua miệng hút quạt; Mặt cắt ướt (3-3) cắt ngang qua miệng đẩy quạt; Mặt cắt ướt (4-4) cắt ngang qua cuối ống đẩy mặt chuẩn mặt phẳng nằm ngang qua đường tâm hệ thống Áp dụng 82 phương trình Béc-nu-li cho ba đoạn dịng chất khí nằm mặt cắt (mặt chuẩn trùng với mặt phẳng nằm ngang qua đường tâm quạt): - Đoạn dòng chất lỏng hai mặt cắt (1-1) (2-2): p1 + c12 p c2 = + + ph 2g 2g (3- 4) - Đoạn dòng chất lỏng hai mặt cắt (2-2) (3-3): p2 + p c2 c22 = + − pq 2g 2g (3- 5) - Đoạn dòng chất lỏng hai mặt cắt (3-3) (4-4): p3 + c32 p c2 = + + pđ 2g 2g (3- 6) đó: p1, p2, p3, p4 c1, c2, c3, c4 – áp suất tuyệt đối vận tốc tuyệt đối dòng khơng khí mặt cắt ướt tương ứng; pq – áp suất toàn phần quạt sinh ra, lượng tồn phần mà 1m3 khơng khí nhận từ máy quạt gió; ph , pđ - tổn thất áp suất đường ống hút ống đẩy Từ phương trình (3-4), (3-5), (3-6) kết hợp với p1 = p4 =pa, v1 = ta được: pq = ph + pđ + c42 2g (3- 7) Nhận xét: - Từ phương trình (3-9) ta thấy rằng: áp suất toàn phần quạt sinh hoàn toàn tiêu phí để khắc phục sức cản đường ống hút, ống đẩy tạo áp suất động vị trí mạng dẫn Trong đó, tổng ph + pđ = pt thành phần áp suất tĩnh quạt dùng để khắc phục toàn sức cản mạng dẫn; Thành phần áp suất động c42 bị sau khỏi mạng dẫn Như vậy, thành phần áp suất tĩnh quạt 2g có ích dùng để khắc phục tồn sức cản mạng dẫn để dịng khơng khí di chuyển, giá trị hạ áp chung h mỏ - Trị số áp suất toàn phần quạt sinh không phụ thuộc vào vị trí đặt quạt mạng dẫn hồn tồn thơng gió hút thơng gió đẩy - Ngồi thành phần áp suất quạt, cịn có thông số quan trọng khác để đánh giá tiêu làm việc nó, hiệu suất cơng suất quạt 83 CÂU HỎI ƠN TẬP CHƯƠNG Câu Hãy trình bầy đặc điểm khơng khí mỏ vai trị cơng tác thơng gió mỏ? Câu Hãy cho biết nồng độ giới hạn cho phép theo quy định an toàn khí độc khí cháy nổ mỏ hầm lò? Câu Sức hút tự nhiên gì? Sức hút tự nhiên phụ thuộc vào yếu tố nào? Phân tích ảnh hưởng sức hút tự nhiên đường lị mỏ? Câu Rị gió mỏ gì? Phân tích ảnh hưởng tượng rị gió tới làm việc máy quạt gió? Câu Nguyên nhân thay đổi sức cản mạng thơng gió mỏ gì? Hãy cho biết “Lỗ tương đương” mỏ ứng dụng nó? Câu Hãy trình bầy cách phân loại thiết bị thơng gió mỏ? Câu Hãy phân tích làm việc máy quạt gió mạng thơng gió mỏ? Câu Hãy phân tích yêu cầu trạm quạt gió mỏ? Câu 9* Hãy nêu điều kiện cần đủ để xảy cháy, nổ khí mê-tan (CH4) hầm lị khai thác than? Từ suy nghĩ biện pháp phịng chống cháy nổ khí mêtan? Câu 10* Hãy cho biết chế gây ngộ độc khí cacbon oxit (CO)? Từ giải thích trường hợp: - Khi phát có hỏa hoạn hầm lò, phải sử dụng mặt lạ phịng độc khí CO va bình tự cứu để thở; - Không đốt bếp than để sưởi ấm phịng kín; để - Khơng ngồi lâu tơ có nổ máy, bật điều hịa ga ra, hầm xe 84 Theo phương pháp này, tác giả đề cập đến việc bảo đảm áp suất làm việc hộ tiêu thụ khí nén nhau, không kể đến việc chúng đặt xa hay gần trạm nén khí Nghĩa là, áp suất làm việc thiết bị dùng khí khơng thay đổi Để thuận tiện cho việc tính tốn, tác giả xây dựng tốn đồ (Hình 8-4) để tính đường kính ống dẫn tổn thất áp suất tuyến ống dẫn 175 b) Ứng dụng phương pháp tốn đồ German Việc tính tốn đường kính ống dẫn khí cần phải dựa vào sơ đồ thực tế mạng dẫn khí nén tuyến ống dẫn trị số tổn thất áp suất cho phép lớn [Δpmax] Trên Hình 8-3 sơ đồ tính tốn hệ thống cung cấp khí nén đơn giản từ máy nén khí (MNK) đến hộ tiêu thụ khí nén Hình 8-3 Tốn đồ xác định đường kính ống dẫn theo phương pháp Ger-man Giả sử tuyến ống dẫn (0-1-3) có chiều dài L = 1870m trị só tổn thất áp suất lcho phép lớn tuyến ống dẫn [Δpmax] = 2,2.105N/m2 Hệ số tổn thất áp suất riêng tinh tính toán (att) tuyến ống bằng: att = pmax = 2, 2.105 = 120 L 1870 (N/m2/m) Theo sơ đồ mạng dẫn Hình 8-3, tính cho phần mạng (1-3) có chiều dài L(1-3) = 910m, lượng tổn thất áp suất bằng: p(1−3) = att L(1−3) = 120 910 = 1,1.105 (N/m2) Áp suất trung bình phần mạng dẫn tính sau: ptb (1−3) = p(1−3) 1,1 + pM + pcs = 5 + + 0,3 105 = 5,85.105 N/m2 176 đó: pM – áp suất làm việc máy dùng khí, thường lấy áp suất định mức nó; Δpcs = 0,3.105 N/m2 – lượng tổn thất áp suất đoạn ống cao su nối máy dùng khí với tuyến ống dẫn (tra theo bảng phụ lục catalog loại ống cao su) Căn vào tốn đồ Hình 8-4, ta tìm đường kính ống dẫn tuyến sau: Giả sử lượng tiêu thụ khơng khí nén tuyến V(1-3) = m3/ph, theo dẫn tốn đồ (tìm theo đường mũi tên, nét liền), xác định đường kính ống dẫn bằng: d(1-3) = 50mm Chọn theo đường kính ống quy chuẩn: d(1-3) = 55mm Từ tốn đồ, cách tìm ngược lại (theo đường mũi tên đứt đoạn) xác định hệ số tổn thất áp suất riêng thực tế tuyền ống dẫn này: a = 78 (N/m2/m) Sau tính lại tổn thất áp suất thực tế tuyến ống dẫn ấy: Δp(1-3) = a.L(1-3) = 78 x 910 0,71.105 N/m2 Tiếp theo, muốn tính cho phần mạng cịn lại, thí dụ phần mạng (1-2) theo phương pháp này, để bảo đảm cho áp suất làm việc máy dùng khí điểm cần phải lấy trị số tổn thất áp suất hai phần mạng (1-2) (13) nhau, nghĩa là: Δp(1-2) = Δp(1-3) cách xác định tương tự tuyến (1-3) thực Để hệ thống hóa việc tính toán, kết ghi theo bảng 8-1 sau đây: Bảng 8-1 Hệ thống kết tính tốn Phần mạng Lưu lượng V (m3/ph) Chiều dài phần mạng L (m) Áp suất trung bình ptb (N/m2) Tổn thất áp suất riêng tính tốn att (N/m2/m) Đường kính quy chuẩn ống dẫn dqc (mm) Tổn thất áp suất riêng thực tế a (N/m2/m) Tổn thất áp suất phần mạng Δpi (N/m2) … Kiểm tra lại áp suất làm việc máy dùng khí nén: Sau tính tốn xong tổn thất áp suất tuyến ống dẫn khí, ta cộng tổng tổn thất áp suất tuyến ống dẫn (thí dụ tuyền ống 0-1-2 0-1-3, Hình 8-3) so sánh với trị số tổn thất áp suất cho phép lớn [Δpmax] = (1,5.105 ÷ 2,2.105) N/m2 Nếu pi pmax kết tìm đạt yêu cầu, ngược lại phải tính chọn lại đường kính ống theo hướng tăng đường kính ống dẫn để giảm tổn thất lượng 8.1.2.3 Phương pháp toán đồ Филь Về thực chất, phương pháp tương tự phương pháp toán đồ German Tuy nhiên, phương pháp tác Филь khơng tính đến trị số áp suất làm 177 việc thiết bị dùng khí nơi mà việc tính tốn đường kính ống dẫn theo tổn thất áp suất cho trước phần mạng ống dẫn khí tìm tổn thất áp suất thực tế theo đường kính ống dẫn quy chuẩn, cần biết trước thơng số như: V (m3/ph) - lượng tiêu thụ khí nén phần mạng ống dẫn thứ i, xác định theo biểu thức (8-1) (8-3) ; Li (m) - chiều dài thực phần mạng dẫn đó; Ltti (m) - chiều dài tính tốn phần mạng dẫn đó, Ltti = 1,15Li Trong đó, trị số 1,15 hệ số tính đến chiều dài tương đương phần mạng gây sức cản cục (chỗ nối ống, chỗ ơng cong …) a) Tính tốn tổn thất áp suất phần mạng dẫn Tổn thất áp suất phần mạng dẫn thứ i, xác định theo công thức sau: pi L = i i tti i v (8- 27) 2d i đó: i - hệ số sức cản ống dẫn thẳng, xác định theo cơng thức: i = 0,021 di0,3 (8- 28) i - khối lượng riêng trung bình khí nén phần mạng dẫn thứ i, tính theo điều kiện tiêu chuẩn: i = 0 ptbT0 (8- 29) p0Ttb đây: , T0 , p0 - khối lượng riêng, nhiệt độ áp suất khơng khí điều kiện tiêu chuẩn; Ttb , ptb - tương ứng nhiệt độ áp suất trung bình khơng khí nén điều kiện tính tốn; vi – vận tốc trung bình dịng khơng khí phần mạng dẫn thứ i, (m/s); di – đường kính ống dẫn khí phần mạng dẫn thứ i, (m) Cơng thức (8-27) dùng tính tốn tổn thất áp suất khí nén ống dẫn (Δpi) biết đường kính ống dẫn khí (di) Trong trường hợp chưa biết đường kính ống dẫn tính theo tổn thất áp suất riêng mạng dẫn sau: Tổn thất áp suất riêng phần mạng dẫn thứ i bằng: = pmax i , (N/m2/m) Ltti (8- 30) đây: pmax i - tổn thất áp suất lớn phần mạng thứ i xác định sau: pmax i = pTNK − pMi − pcs , (N/m2) 178 (8- 31) đó: pTNK , pMi , pcs - tương ứng áp suất khí nén từ trạm nén khí, áp suất yêu cầu máy dùng khí tổn thất áp suất đoạn ống cao su nối máy dùng khí với đường ống dẫn phần mạng dẫn thứ i Sơ chọn pmax i = (1,5.105 2, 2.105 ) (N/m2) Tổn thất áp suất phần mạng thứ i xác định theo công thức: pi = Ltti (8- 32) Áp suất trung bình khí nén phần mạng dẫn thứ i xác định theo công thức: p ptbi = pTNK − p1 + p2 + + i , (N/m ) (8- 33) Áp suất trung bình phần mạng dẫn (tính từ MNK) với độ xác đủ dùng coi áp suất trung bình phần mạng dẫn, bằng: ptb1 = pTNK − pmax1 (8- 34) trị số pmax1 tính theo biểu thức (8-31) với i = chọn giá trị khoảng (1,5.105 ÷ 2,2.105) N/m2 tổn thất áp suất lớn cho phép tuyến ống dẫn Chú ý: Ở mỏ giếng đứng, trị số tổn thất áp suất ống cáo su Δpcs bù lại trọng lượng cột khơng khí nén ống cao su Thí dụ: Khi chiều sâu mỏ 500m áp suất trung bình khí nén 7.105 N/m2, áp suất trọng lượng cột khơng khí nén ống cao su gây 0,36.105 N/m2 Như vậy, tổn thất áp suất thực tế ống cao su nối máy Δpcs = 0,36.105 N/m2 b) Cách xác định đường kính ống dẫn theo tốn đồ Филь Trên Hình 8-5, trình bày ví dụ cách xác định đường kính tính tốn ống dẫn khí nén cách sử dụng toán đồ Philơ, cụ thể sau: - Sử dụng công thức (8-30) xác định tổn thất áp suất riêng đoạn ống dẫn thứ i = 0,0002.105 (N/m2/m), đặt giá trị lên trục ai; - Sử dụng công thức (8-33) xác định áp suất trung bình khí nén phần mạng thứ i, trị số ptbi = 6.105 (N/m2), đặt giá trị lê trục ptbi; - Sử dụng côn thức (8-1) (8-3) xác định lưu lượng khí nén qua phần mạng thứ i mạng ống dẫn khí nén Vi = 62 (m3/ph); - Trên trục ai, từ điểm có giá trị = 0,0002.105 (N/m2/m) dóng đường thẳng nằm ngang; Từ điểm có giá trị ptbi = 6.105 (N/m2) trục ptbi dóng đường thẳng – thẳng đứng, hai đường thẳng cắt điểm Từ giao điểm vừa tìm được, dóng đường thẳng song song với trục ptbi, cắt đường thẳng - thẳng đứng qua giá trị Vi = 0,1 (m3/ph) Từ điểm dóng đường thẳng nằm ngang (song song với trục Vi) cắt đường thẳng - thẳng đứng qua điểm điểm có lưu lưu Vi = 62 (m3/ph), điểm giao 179 hai đưởng thẳng nằm đường thẳng có đường kính d = 175mm (đường thẳng nằm nghiêng) Sau tìm đường kính ống dẫn tính tốn d = 175mm, dựa vào dãy đường ống quy chuẩn để chọn đường ống dẫn thực tế (dqc) Sau đó, cách ngược lại, ta xác định tổn thất áp suất Δpi phần mạng dẫn Các kết tìm ghi lại theo bảng 8-2 Bảng 8-2 Hệ thống hóa kết tính tốn Phần mạng Lưu lượng V (m3/ph) Chiều dài phần mạng L (m) Áp suất trung bình ptb (N/m2) Tổn thất áp suất riêng tính tốn att (N/m2/m) Đường kính quy chuẩn ống dẫn dqc (mm) Tổn thất áp suất riêng thực tế a (N/m2/m) Tổn thất áp suất phần mạng Δpi (N/m2) … Hình 8-4 Tốn đồ tính đường kính ống dẫn khí theo phương pháp Филь 180 8.2 Tính tốn lựa chọn bình chứa khí thiết bị làm mát cho máy nén khí 8.2.1 Tính chọn bình chứa khí Bình chứa khí tính tốn theo cơng thức (6-74) (6-75), sau chọn bình chứa theo quy chuẩn 8.2.2 Tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị làm mát máy nén khí Có hai loại hệ thống làm mát cho máy nén khí là: hệ thống làm mát gió hệ thống làm mát nước: + Làm mát gió: Gió mát thổi qua cánh tản nhiệt thân máy nén khí phía đầu nén tản nhiệt giàn mát giúp làm hạ nhiệt dầu khí nén Theo đó, dầu (hoặc nước) sau qua ống giàn tản nhiệt đưa trở lại bình dầu đầu nén để bôi trơn hấp thụ nhiệt lượng sinh ma sát, sau lại trở lại giàn làm mát Đặc trưng dạng máy nén khí thường có kết cấu nhỏ gọn, có tính động cao Tuy nhiên, áp dụng cho điều kiện sản xuất nơi bụi bẩn, nhiệt độ mức thấp dao động 400C trở xuống, đòi hỏi người sử dụng phải thường xuyên tiến hành vệ sinh phận tản nhiệt + Làm mát nước: Phương pháp làm mát nước nghĩa hệ thống giải nhiệt bơm nước vào ống sinh hàn, nơi có khí nén chạy qua Trong quy trình hoạt động máy dầu tuần hồn làm mát trước cho vào bình dầu tiếp tục thực chu trình Vì sử dụng nước máy nén khí có thêm hệ thống bơm nước, tháp giải nhiệt, bể chứa nước tuần hoàn làm mát theo máy, cồng kềnh nhiều so với làm mát gió phù hợp sử dụng cho ngành cơng nghiệp nặng, nơi có bụi bẩn nhiều, nhiệt độ cao Trong phần cần giải cơng việc sau: (việc tính tốn cụ thể thực theo bước mục 6.7) - Tác dụng yêu cầu nước làm mát; - Thiết kế sơ đồ làm mát hợp lý cho MNK, bao gồm việc: + Tính tốn lượng nước cần thiết để cung cấp cho hệ thống làm mát máy nén khí; + Tính đường kính ống dẫn nước máy bơm; Lựa chọn loại số lượng máy bơm nước mát bơm nước nóng (nếu có) 8.2.3 Tính tốn lượng khí nén trung bình sản xuất năm Lượng tiêu thụ khí nén trung bình năm trạm nén khí xác định theo cơng thức: VN = 60VTNK k pt ntTNK , (m3/năm) đó: VTNK – suất trạm nén khí, m3/ph; kpt = (0,8÷0,9) – hệ số phụ tải trạm nén khí; n – số ngày làm việc năm TNK; tTNK – số làm việc TNK ngày đêm 181 (8- 35) 8.2.4 Xác định tiêu hao lượng điện riêng để sản xuất 1m3 khơng khí nén Tổn hao lượng điện riêng cho 1m3 khơng khí nén xác định theo công thức: e= NTr ktp 1 + ktp − 1 k 60VTNK pt ®c t® l® (8- 36) đó: NTr - tổng công suất trục MNK, kW; ktp = (1,02÷1,04) - hệ số tính đến tổn hao lượng điện cho thiết bị phụ cần thiết trạm nén khí (hệ thống làm mát, bơi trơn, quạt gió, chiếu sáng…); kpt = (0,25÷0,30) - hệ số tính đến cơng suất khơng tải máy nén khí; ®c ,t® ,l® - hiệu suất động truyền động cho máy nén, hiệu suất truyền động từ động đến máy nén khí hiệu suất lưới điện 182 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG Câu Trình bầy bước tính tốn thiết kế trạm máy nén khí? Câu Trình bầy nội dung phương pháp tốn đồ Phê-đơ-rốp tính tốn thiết kế mạng ống dẫn khí? Câu Trình bầy nội dung phương pháp tốn đồ Ger-man tính tốn thiết kế mạng ống dẫn khí? Câu Trình bầy nội dung phương pháp tốn đồ Philơ tính tốn thiết kế mạng ống dẫn khí? 183 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS Nguyễn Đức Sướng, TS Vũ Nam Ngạn, Giáo Trình máy thủy khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội năm 2004 [2] GS TSKH Nguyễn Minh Tuyển, Giáo trình Bơm, máy nén, quạt công nghệ, NXB Xây dựng, năm 2005 [3] TS Lê Xn Hịa, ThS Nguyễn Thị Bích Ngọc, Giáo trình bơm, quạt, máy nén, Trường ĐH sư phạm kỹ thuật TP Hồ Chí Minh, năm 2004 [4] Nguyễn Văn May, Giáo trình bơm, quạt, máy nén, NXB Khoa học kỹ thuật, năm 1997 [5] PGS TS Hoàng Đức Liên, Giáo trình kỹ thuật thủy khí, Trường Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội năm 2007 [6] Ngô Vi Châu, Nguyễn Phước Hoàng nnk, Bài tập thủy lực máy thủy lực, NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, năm 1976 [7] Bộ Công thương, Quy phạm kỹ thuật an tồn hầm lị than diệp thạch, năm 2006 [8] P.G Kixelep, A.D Ansun, N.V Danhisenkô, A.A Kaxpaxôn nnk - Lưu Công Đào, Nguyễn Tài dịch từ Tiếng Nga, Sổ tay tính tốn thủy lực, NXB Nông nghiệp Hà Nội, năm 1984 [9] Nguyễn Hữu Khốt, Giáo trình Bơm – Ép – Quạt, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, năm 1977 [10] Nguyễn Đức Sướng, Trần Văn Triều, Lê Kinh Thanh, Hướng dẫn thiết kế mơn học Máy thủy khí, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội, năm 1990 [11] Johann Friedrich Gülich, Centrifugal Pump Handbook, Springer 2010 184 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU PHẦN 1: THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC Chương MÁY BƠM NƯỚC LY TÂM .5 1.1 Giới thiệu phân loại 1.1.1 Giới thiệu chung 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Ưu nhược điểm máy bơm nước ly tâm 10 1.2 Các thông số máy bơm ly tâm 10 1.2.1 Lưu lượng .10 1.2.2 Cột áp 12 1.2.3 Công suất, hiệu suất 16 1.2.4 Cột áp hút 17 1.3 Điều chỉnh máy bơm ly tâm 18 1.3.1 Các loại tổn thất đặc tính thực tế máy bơm nước ly tâm 18 1.3.2 Vùng công tác kinh tế điều chỉnh chế độ làm việc bơm 23 1.4 Hiện tượng xâm thực chiều cao hút nước cho phép .25 1.4.1 Hiện tượng nước xâm thực máy bơm nước ly tâm .25 1.4.2 Chiều cao hút nước cho phép .29 1.5 Lực tác dụng máy bơm ly tâm (lực hướng trục) 33 1.5.1 Nguyên nhân sinh lực hướng trục máy bơm nước ly tâm .33 1.5.2 Các biện pháp phòng ngừa, khắc phục 34 1.6 Các máy bơm ly tâm thường dùng 36 1.6.1 Máy bơm ly tâm trục ngang cấp (Bơm Kon-xôn) 36 1.6.2 Máy bơm ly tâm hai cửa hút (bơm song hướng) 38 1.6.3 Máy bơm ly tâm nhiều cấp (đa cấp) 39 1.6.4 Máy bơm ly tâm trục đứng 40 1.6.5 Máy bơm sử dụng cho chất lỏng có tính axít .41 1.6.6 Máy bơm sử dụng bơm chất lỏng bẩn có độ nhớt cao 42 1.7 Các sơ đồ thoát nước 43 1.7.1 Khi công việc khai thác tiến hành mức 43 1.7.2 Khi công việc khai thác tiến hành đồng thời hai hay nhiều cấp .43 185 1.7.3 Sơ đồ thoát nước di động 44 1.8 Sơ đồ lắp đặt trạm thoát nước mỏ 45 1.9 Tính tốn lựa chọn thiết bị nước 47 1.9.1 Thiết lập sơ đồ thoát nước, phân bố máy bơm, buồng bơm, bể chứa 47 1.9.2 Xác định lưu lượng cần thiết cho bơm 47 1.9.3 Tính chọn đường kính ống hút, ống đẩy 47 1.9.4 Chọn sơ đồ mạng ống dẫn xác định hệ số sức cản 48 1.9.5 Xây dựng đường đặc tính mạng dẫn xác định cột áp yêu cầu bơm 49 1.9.6 Lựa chọn máy bơm 49 1.9.7 Xác định điểm làm việc máy bơm 50 1.9.8 Kiểm tra bơm 50 1.9.9 Lựa chọn công suất động điện truyền động cho bơm 50 1.9.10 Xác định số làm việc thiết bị thoát nước 50 1.9.11 Xác định tiêu kinh tế kỹ thuật 50 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ÔN TẬP CHƯƠNG 52 Chương CÁC MÁY BƠM KHÁC THƯỜNG DÙNG 56 2.1 Máy bơm piston 56 2.1.1 Khái niệm chung 56 2.1.2 Sơ đồ cấu tạo nguyên lý làm việc 56 2.1.3 Phương trình chuyển động máy bơm piston (phương trình vận tốc) 58 2.1.4 Các thơng số làm việc bơm piston 58 2.1.5 Chuyển động không ổn định chất lỏng bơm piston 64 2.1.6 Đặc tính máy bơm piston 66 2.2 Bơm Airlift 67 2.3 Bơm khí nén 69 2.4 Bơm phun tia 70 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ÔN TẬP CHƯƠNG 72 PHẦN 2: MÁY QUẠT GIĨ VÀ THIẾT BỊ THƠNG GIĨ MỎ 75 Chương NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ MẠNG THƠNG GIĨ MỎ 75 3.1 Tính chất mạng thơng gió mỏ phân loại thiết bị thơng gió mỏ 75 3.1.1 Tính chất mạng thơng gió mỏ 75 3.1.2 Phân loại thiết bị thơng gió u cầu trạm quạt 80 3.2 Phân tích làm việc máy quạt gió mạng thơng gió mỏ 82 186 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 84 Chương ĐIỀU CHỈNH QUẠT GIÓ MỎ 85 4.1 Cơ sở việc điều chỉnh quạt gió mỏ 85 4.2 Phương pháp điều chỉnh quạt gió mỏ .85 4.2.1 Điều chỉnh quạt cách thay đổi tốc độ quay quạt 85 4.2.2 Các phương pháp điều chỉnh không thay đổi tốc độ quay quạt .86 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ÔN TẬP CHƯƠNG 92 Chương THIẾT BỊ THÔNG GIÓ MỎ 93 5.1 Quạt ly tâm dùng để thơng gió .93 5.1.1 Cấu trúc nguyên lý làm việc máy quạt gió ly tâm 93 5.1.2 Các thơng số máy quạt gió ly tâm 95 5.1.3 Sự làm việc quạt hệ thống 98 5.1.4 Tính tốn thiết kế 99 5.2 Quạt hướng trục dùng để thơng gió 103 5.3 Thiết bị thơng gió cho mỏ 105 5.3.1 Sơ đồ thiết bị thơng gió mỏ với quạt ly tâm .106 5.3.2 Sơ đồ thiết bị thơng gió mỏ với quạt hướng trục 107 5.4 Tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị thơng gió mỏ 109 5.4.1 Tài liệu ban đầu 109 5.4.2 Sơ lược bước tính chọn 109 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 117 PHẦN 3: MÁY NÉN KHÍ VÀ THIẾT BỊ CUNG CẤP KHÍ NÉN 118 Chương MÁY NÉN KHÍ PISTON 120 6.1 Giới thiệu phân loại 120 6.1.1 Giới thiệu chung 120 6.1.2 Phân loại .120 6.2 Máy nén khí piston cấp 121 6.2.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 121 6.2.2 Chu trình làm việc lý thuyết máy nén khí piston cấp 122 6.2.3 Chu trình làm việc lý thuyết MNK piston có khoảng trống có hại 128 6.2.4 Các q trình thực tế máy nén khí piston .129 6.2.5 Năng suất máy nén khí 131 187 6.2.6 Công suất hiệu suất máy nén khí piston 132 6.3 Máy nén khí piston nhiều cấp 132 6.3.1 Nguyên tắc chia cấp nén máy nén khí 133 6.3.2 Các dạng cấu tạo máy nén khí piston nhiều cấp 133 6.4 Đường đặc tính máy nén khí piston 137 6.5 Phương pháp tính tốn máy nén khí piston 137 6.5.1 Đồ thị thị lý thuyết thực tế 137 6.5.2 Tính tốn thơng số máy nén khí piston hai bậc 138 6.6 Điều chỉnh suất máy nén khí piston 141 6.6.1 Nguyên nhân phải điều chỉnh suất máy nén khí 141 6.6.2 Các phương pháp điều chỉnh suất máy nén khí piston 142 6.7 Phương pháp làm mát máy nén khí lựa chọn bình chứa khí 147 6.7.1 Tác dụng việc làm mát máy nén khí 147 6.7.2 Tính tốn nhiệt lượng tỏa từ máy nén khí lượng tiêu thụ nước làm mát máy nén khí 147 6.7.3 Tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị làm mát máy nén khí 149 6.7.4 Tính chọn bình chứa khí nén 152 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP ÔN TẬP CHƯƠNG 154 Chương MÁY NÉN KHÍ CÁNH DẪN 155 7.1 Cấu tạo nguyên lý làm việc 155 7.2 Phương pháp tính tốn thơng số máy nén khí cánh dẫn 157 7.2.1 Máy nén khí ly tâm 157 7.2.2 Máy nén khí hướng trục 161 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 163 Chương TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ LỰA CHỌN THIẾT BỊ CUNG CẤP KHÍ NÉN 164 8.1 Tính tốn thiết kế trạm máy nén khí mạng ống dẫn khí 164 8.1.1 Tính tốn thiết kế trạm máy nén khí 164 8.1.2 Tính tốn thiết kế mạng ống dẫn khí 170 8.2 Tính tốn lựa chọn bình chứa khí thiết bị làm mát cho máy nén khí 181 8.2.1 Tính chọn bình chứa khí 181 8.2.2 Tính tốn thiết kế lựa chọn thiết bị làm mát máy nén khí 181 8.2.3 Tính tốn lượng khí nén trung bình sản xuất năm 181 8.2.4 Xác định tiêu hao lượng điện riêng để sản xuất 1m3 khơng khí nén 182 188 CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 183 TÀI LIỆU THAM KHẢO 184 MỤC LỤC 185 189 ... tâm quạt): - Đoạn dòng chất lỏng hai mặt cắt ( 1-1 ) ( 2- 2): p1 + c 12 p c2 = + + ph 2g 2g ( 3- 4) - Đoạn dòng chất lỏng hai mặt cắt ( 2- 2) ( 3-3 ): p2 + p c2 c 22 = + − pq 2g 2g ( 3- 5) - Đoạn dòng... khơng khí; - van hút (xu-páp hút); - piston làm việc máy nén; - xi-lanh máy nén; - dầu Các-te; - trục khuỷu; - tay biên; - van đẩy (xu-páp đẩy); - van ao tồn, 10 - bình khí nén; 11 - khố để đóng... L = − p1v1 + p2v2 + p v n 1 dv v n v2 p1v1n 1−n 1−n = ( − p1v1 + p2v2 ) + ( v1 − v2 ) 1− n = ( − p1v1 + p2v2 ) + ( p1v1 − p2v2 ) 1− n n = ( p2v2 − p1v1 ) n −1 ( 6- 9) Biểu thức ( 6-9 ) cho phép