Étude paramétrique des performances d'un ventilateur minier axial

La ventilation efficace des galeries souterraines est une exigence durant toute la durée de vie des mines. L’objectif de base de tout système de ventilation réside dans l’obtention d’une atmosphère aérée et sécurisée pour les travailleurs. Plusieurs technologies de ventilateurs existent dans l’industrie avec des tailles et performances assez variables. La technologie de ventilateurs axiaux reste la plus efficace, et ce, selon les caractéristiques environnementales des mines de grandes et de moyennes tailles. Actuellement, les réseaux de ventilation sont le processus le plus énergivore dans une mine, ce qui présente l’un des défis majeurs à surmonter. Ainsi les phases de réglage et de conception du ventilateur axial restent les plus importantes afin d’améliorer les performances aérodynamiques et par conséquent énergétiques. Lors de ces phases, il est possible de modifier n’importe quel paramètre (opératoire, matériel, géométrique) pour obtenir un impact positif sur la diminution de la consommation énergétique. Plusieurs paramètres dimensionnels influencent le comportement aérodynamique du ventilateur tels que l’angle d’attaque des pales, l’angle de pas des pales, l’angle de torsion et le jeu pales/tube, ainsi que les paramètres d’acquisitions tel le cas de la vitesse de rotation. Une étude paramétrique est proposée pour l’étude de performance d’un ventilateur minier axial 42 po. Deux étapes sont adoptées. Une première étape correspond à une étude préliminaire, elle a été réalisée pour étudier l’effet des deux paramètres : l'angle d’attaque et le jeu pales-tube sur les paramètres du flux d’air. La seconde étape prend en considération l’étude de la performance et la stabilité du ventilateur ainsi que la génération de la carte de performance pour ce modèle de 42 po. Les aspects mécaniques sont aussi considérés, à travers la validation d’un modèle mécanique, conçu pour l’estimation des ordres de grandeur des contraintes, des déplacements et les fréquences naturelles du modèle. Des simulations numériques ont été réalisées pour analyser l’effet des paramètres géométrique et d’acquisition sur la performance et la stabilité du ventilateur en se basant sur les courbes caractéristiques. La puissance à l’arbre moteur et la pression totale ont été comparées avec les résultats du partenaire industriel. Une très bonne tendance a été observée. De plus, l’analyse des contraintes, des déformations et la détermination des fréquences propres ont été effectuées. Enfin une carte de performance de ce type de ventilateur a été élaborée sous une vitesse de rotation de 1800 tr/min