礦井通風(fēng)與安全課件《通風(fēng)部分》第四章礦井通風(fēng)動(dòng)力

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1、1郭玉森 教授2021-7-28 1 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 我 省 煤 礦 地 處 丘 陵 地 帶 ， 大 多 采 用 平 峒 、 暗 斜 井 開(kāi) 拓 ，進(jìn) 回 風(fēng) 井 標(biāo) 高 差 較 大 ， 自 然 風(fēng) 壓 較 高 ， 對(duì) 煤 礦 的 正 常 通 風(fēng) 有舉 足 輕 重 的 作 用 。 所 以 ， 這 部 分 內(nèi) 容 對(duì) 福 建 煤 礦 而 言 比 較 重要 。本 章 重 點(diǎn) 與 難 點(diǎn)1、 自 然 風(fēng) 壓 的 產(chǎn) 生 、 計(jì) 算 、 利 用 與 控 制2、 軸 流 式 和 離 心 式 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 特 性3、 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 的 聯(lián) 合 運(yùn) 轉(zhuǎn)4、 主 要 通 風(fēng) 機(jī)

2、 的 合 理 工 作 范 圍 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 2郭玉森 教授2021-7-28 2 第 一 節(jié) 自 然 風(fēng) 壓 一 、 自 然 風(fēng) 壓 及 其 形 成 和 計(jì) 算1、 自 然 通 風(fēng) 由 自 然 因 素 作 用 而 形 成 的 通 風(fēng) 叫 自 然 通 風(fēng) 。 冬 季 ： 空 氣 柱 0-1-2比 5-4-3的 平 均 溫 度 較 低 ，平 均 空 氣 密 度 較 大 ， 導(dǎo) 致 兩 空 氣 柱 作 用在 2-3水 平 面 上 的 重 力 不 等 。它 使 空 氣 源 源 不 斷 地 從 井口 1流 入 ， 從 井 口 5流 出 。 夏 季 ： 相 反 。自 然 風(fēng) 壓 ：

3、作 用 在 最 低 水 平 兩 側(cè) 空 氣 柱 重 力 差 012 3 45dz 1 dz2 z第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 3郭玉森 教授2021-7-28 3 2、 自 然 風(fēng) 壓 的 計(jì) 算 根 據(jù) 自 然 風(fēng) 壓 定 義 ， 上 圖 所 示 系 統(tǒng) 的 自 然 風(fēng) 壓 HN可 用 下 式 計(jì) 算 ： 為 了 簡(jiǎn) 化 計(jì) 算 ， 一 般 采 用 測(cè) 算 出 0-1-2和 5-4-3井 巷 中 空 氣 密 度的 平 均 值 m1和 m2， 用 其 分 別 代 替 上 式 的 1和 2， 則 上 式 可寫(xiě) 為 ： 注 意 ： 1） 自 然 風(fēng) 壓 的 計(jì) 算 必 須 取 一 閉 合 系

4、 統(tǒng) 。 2） 進(jìn) 風(fēng) 系 統(tǒng) 和 回 風(fēng) 系 統(tǒng) 必 須 取 相 同 的 標(biāo) 高 。 3） 一 般 選 取 最 低 點(diǎn) 作 為 基 準(zhǔn) 面 。 gdZgdZH zN 53 20 1 )( 21 mmN ZgH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 4郭玉森 教授2021-7-28 4 二 、 自 然 風(fēng) 壓 的 影 響 因 素 及 變 化 規(guī) 律 自 然 風(fēng) 壓 影 響 因 素 HN=f ( Z） =f (T,P,R, )， Z 1、 礦 井 某 一 回 路 中 兩 側(cè) 空 氣 柱 的 溫 差 是 影 響 HN的 主 要 因 素 。2、 空 氣 成 分 和 濕 度 影 響 空 氣 的 密 度

5、， 因 而 對(duì) 自 然 風(fēng) 壓 也 有一 定 影 響 ， 但 影 響 較 小 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 5郭玉森 教授2021-7-28 5 3、 井 深 。 HN與 礦 井 或 回 路 最 高 與 最 低 點(diǎn) 間 的 高 差 Z成 正 比 。4、 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 工 作 對(duì) 自 然 風(fēng) 壓 的 大 小 和 方 向 也 有 一 定 影 響 。三 、 自 然 風(fēng) 壓 的 控 制 和 利 用1、 新 設(shè) 計(jì) 礦 井 在 選 擇 開(kāi) 拓 方 案 、 擬 定 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 時(shí) ， 應(yīng) 充 分 考慮 利 用 地 形 和 當(dāng) 地 氣 候 特 點(diǎn) 。 1012 1 2 3 4 5 6 7

6、 8 9 11 12月份HN 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 6郭玉森 教授2021-7-28 6 2、 根 據(jù) 自 然 風(fēng) 壓 的 變 化 規(guī) 律 ， 應(yīng) 適 時(shí) 調(diào) 整 主 通 風(fēng) 機(jī) 的 工 況 點(diǎn) ，使 其 既 能 滿 足 礦 井 通 風(fēng) 需 要 ， 又 可 節(jié) 約 電 能 。3、 在 建 井 時(shí) 期 ， 要 注 意 因 地 制 宜 和 因 時(shí) 制 宜 利 用 自 然 風(fēng) 壓 通風(fēng) ， 如 在 表 土 施 工 階 段 可 利 用 自 然 通 風(fēng) ； 在 主 副 井 與 風(fēng) 井 貫通 之 后 ， 有 時(shí) 也 可 利 用 自 然 通 風(fēng) ； 有 條 件 時(shí) 還 可 利 用 鉆 孔 構(gòu)成

7、 回 路 。4、 利 用 自 然 風(fēng) 壓 做 好 非 常 時(shí) 期 通 風(fēng) 。 一 旦 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 因 故 遭受 破 壞 時(shí) ， 便 可 利 用 自 然 風(fēng) 壓 進(jìn) 行 通 風(fēng) 。5、 在 多 井 口 通 風(fēng) 的 山 區(qū) ， 尤 其 在 高 瓦 斯 礦 井 ， 要 掌 握 自 然 風(fēng)壓 的 變 化 規(guī) 律 ， 防 止 因 自 然 風(fēng) 壓 作 用 造 成 某 些 巷 道 無(wú) 風(fēng) 或 反向 而 發(fā) 生 事 故 。 如 圖 是 四 川 某 礦 因 自 然 風(fēng) 壓 使 風(fēng) 流 反 向 示 意圖 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 7郭玉森 教授2021-7-28 7 ABB CEFA系 統(tǒng)

8、的 自 然 風(fēng) 壓 為 ： DBB CED系 統(tǒng) 的 自 然 風(fēng) 壓 為 ： 自 然 風(fēng) 壓 與 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 作 用 方 向 相 反 。 相 當(dāng) 于 在 平 硐口 A和 進(jìn) 風(fēng) 立 井 口 D各 安 裝 一 臺(tái) 抽 風(fēng) 機(jī) （ 向 外 ） 。 a b cd a b cdef bRD RCZ )( AFCBNA ZgH )( BECBND ZgH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 8郭玉森 教授2021-7-28 8 設(shè) AB風(fēng) 流 停 滯 ， 對(duì) 回 路 ABDEFA和 ABB CEFA可 分 別 列 出 壓力 平 衡 方 程 ： 式 中 ： HS 風(fēng) 機(jī) 靜 壓 ， Pa； Q D

9、BB C風(fēng) 路 風(fēng) 量 ， m3/S; RD、 RC分 別 為 DB和 BB C分 支 風(fēng) 阻 ， NS2/m8。 2 2QRHH QRHH CNAS DNDNA 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 9郭玉森 教授2021-7-28 9 兩 式 相 除 ： 此 即 AB段 風(fēng) 流 停 滯 條 件 式 。 當(dāng) 上 式 變 為 則 AB段 風(fēng) 流 反 向 。 由 此 可 知 防 止 AB風(fēng) 路 風(fēng) 流 反 向 的 措 施 有 ： （ 1） 加 大 RD；（ 2） 增 大 H S； （ 3） 在 A點(diǎn) 安 裝 風(fēng) 機(jī) 向 巷 道 壓 風(fēng) 。C DNAS NDNA RRHH HH CDNAS NDNA

10、 RRHH HH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 10郭玉森 教授2021-7-28 10 第 二 節(jié) 礦 用 通 風(fēng) 機(jī) 的 類 型 及 構(gòu) 造礦 用 通 風(fēng) 機(jī) 按 其 服 務(wù) 范 圍 可 分 為 三 種 ：1、 主 要 通 風(fēng) 機(jī) ， 服 務(wù) 于 全 礦 或 礦 井 的 某 一 翼 （ 部 分 ） ； 2、 輔 助 通 風(fēng) 機(jī) ， 服 務(wù) 于 礦 井 網(wǎng) 絡(luò) 的 某 一 分 支 （ 采 區(qū) 或 工作 面 ） ， 幫 助 主 通 風(fēng) 機(jī) 通 風(fēng) ， 以 保 證 該 分 支 風(fēng) 量 ；3、 局 部 通 風(fēng) 機(jī) ， 服 務(wù) 于 獨(dú) 頭 掘 進(jìn) 井 巷 道 等 局 部 地 區(qū) 。按 構(gòu) 造

11、和 工 作 原 理 可 分 為 ： 離 心 式 通 風(fēng) 機(jī) 和 軸 流 式 通 風(fēng) 機(jī) 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 11郭玉森 教授2021-7-28 11 一 、 離 心 式 通 風(fēng) 機(jī) 的 構(gòu) 造 和 工 作 原 理1、 風(fēng) 機(jī) 構(gòu) 造 。 離 心 式 通 風(fēng) 機(jī) 一 般 由 ： 進(jìn) 風(fēng) 口 、 工 作 輪 （ 葉 輪 ） 、 螺 形 機(jī) 殼和 擴(kuò) 散 器 等 部 分 組 成 。 有 的 型 號(hào) 通 風(fēng) 機(jī) 在 入 風(fēng) 口 中 還 有 前 導(dǎo)器 。 吸 風(fēng) 口 有 ： 單 吸 和 雙 吸 兩 種 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 12郭玉森 教授2021-7-28 12

12、葉 片 出 口 構(gòu) 造 角 ： 風(fēng) 流 相 對(duì) 速 度 W2的 方 向 與 圓 周 速 度 u2的 反 方向 夾 角 稱 為 葉 片 出 口 構(gòu) 造 角 ， 以 2表 示 。離 心 式 風(fēng) 機(jī) 可 分 為 ： 前 傾 式 （ 290)、 徑 向 式 （ 2=90)和后 傾 式 （ 290)三 種 。 2不 同 ， 通 風(fēng) 機(jī) 的 性 能 也 不 同 。 礦 用 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 多 為 后 傾 式 。w2 c2u2 c2u2 w2 c2 u22 u2c2w22第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 13郭玉森 教授2021-7-28 13 2、 工 作 原 理 當(dāng) 電 機(jī) 通 過(guò) 傳 動(dòng) 裝 置

13、 帶 動(dòng) 葉 輪 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 葉 片 流 道 間 的空 氣 隨 葉 片 旋 轉(zhuǎn) 而 旋 轉(zhuǎn) ， 獲 得 離 心 力 。 經(jīng) 葉 端 被 拋 出葉 輪 ， 進(jìn) 入 機(jī) 殼 。 在 機(jī) 殼 內(nèi) 速 度 逐 漸 減 小 ， 壓 力 升 高 ，然 后 經(jīng) 擴(kuò) 散 器 排 出 。 與 此 同 時(shí) ， 在 葉 片 入 口 （ 葉 根 ）形 成 較 低 的 壓 力 （ 低 于 吸 風(fēng) 口 壓 力 ） ， 于 是 ， 吸 風(fēng) 口的 風(fēng) 流 便 在 此 壓 差 的 作 用 下 流 入 葉 道 ， 自 葉 根 流 入 ，在 葉 端 流 出 ， 如 此 源 源 不 斷 ， 形 成 連 續(xù) 的 流 動(dòng) 。 第 四

14、 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 14郭玉森 教授2021-7-28 14 3、 常 用 型 號(hào) 目 前 我 國(guó) 煤 礦 使 用 的 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 主 要 有 G4-73、 4-73型 和K4-73型 等 。 這 些 品 種 通 風(fēng) 機(jī) 具 有 規(guī) 格 齊 全 、 效 率 高 和 噪聲 低 等 特 點(diǎn) 。 型 號(hào) 參 數(shù) 的 含 義 舉 例 說(shuō) 明 如 下 ： G 4 73 1 1 25 D代 表 通 風(fēng) 機(jī) 的 用 途 ， K表 示 表 示 傳 動(dòng) 方 式礦 用 通 風(fēng) 機(jī) ， G代 表 鼓 風(fēng) 機(jī) 通 風(fēng) 機(jī) 葉 輪 直 徑 （ 25dm) 表 示 通 風(fēng) 機(jī) 在 最 高 效 率 點(diǎn) 時(shí)

15、 設(shè) 計(jì) 序 號(hào) (1表 示 第 一 次 設(shè) 計(jì) ） 全 壓 系 數(shù) 10倍 化 整 表 示 通 風(fēng) 機(jī) 比 轉(zhuǎn) 速 (ns)化 整 表 示 進(jìn) 風(fēng) 口數(shù) ,1為 單 吸 ,0為 雙 吸 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 15郭玉森 教授2021-7-28 15 二 、 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 的 構(gòu) 造 和 工 作 原 理1、 風(fēng) 機(jī) 構(gòu) 造 主 要 由 進(jìn) 風(fēng) 口 、 葉 輪 、 整 流 器 、 風(fēng) 筒 、 擴(kuò) 散 （ 芯 筒 ） 器和 傳 動(dòng) 部 件 等 部 分 組 成 。 葉 輪 有 一 級(jí) 和 二 級(jí) 兩 種 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 16郭玉森 教授2021-7-28 16

16、 2、 工 作 原 理（ 1） 特 點(diǎn) ： 在 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 中 ， 風(fēng) 流 流 動(dòng) 的 特 點(diǎn) 是 ， 當(dāng) 動(dòng)輪 轉(zhuǎn) 動(dòng) 時(shí) ， 氣 流 沿 等 半 徑 的 圓 柱 面 旋 繞 流 出 。（ 2） 葉 片 安 裝 角 在 葉 片 迎 風(fēng) 側(cè) 作 一 外 切 線 稱 為 弦 線 。 弦 線 與 動(dòng) 輪 旋 轉(zhuǎn)方 向 （ u)的 夾 角 稱 為 葉 片 安 裝 角 ， 以 表 示 。u 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 17郭玉森 教授2021-7-28 17 可 根 據(jù) 需 要 在 規(guī) 定 范 圍 內(nèi) 調(diào) 整 。 但 每 個(gè) 動(dòng) 輪 上 的 葉 片 安 裝角 必 需 保 持 一 致 。

17、（ 3） 工 作 原 理 當(dāng) 動(dòng) 輪 旋 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 翼 柵 即 以 圓 周 速 度 u 移 動(dòng) 。 處 于 葉 片 迎面 的 氣 流 受 擠 壓 ， 靜 壓 增 加 ； 與 此 同 時(shí) ， 葉 片 背 的 氣 體 靜壓 降 低 ， 翼 柵 受 壓 差 作 用 ， 但 受 軸 承 限 制 ， 不 能 向 前 運(yùn) 動(dòng) ，于 是 葉 片 迎 面 的 高 壓 氣 流 由 葉 道 出 口 流 出 ， 翼 背 的 低 壓 區(qū)“ 吸 引 ” 葉 道 入 口 側(cè) 的 氣 體 流 入 ， 形 成 穿 過(guò) 翼 柵 的 連 續(xù) 氣流 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 18郭玉森 教授2021-7-28 18

18、 3、 常 用 型 號(hào) 目 前 我 國(guó) 煤 礦 在 用 的 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 有 1K58、 2K58、 GAF和 BD或 BDK（ 對(duì) 旋 式 ） 等 系 列 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 。 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 型 號(hào) 的 一 般 含 義是 ： 1 K 58 4 25 表 示 表 示 葉 輪 級(jí) 數(shù) ,1表 示 通 風(fēng) 機(jī) 葉 輪 直 徑 （ 25dm) 單 級(jí) ， 2表 示 雙 級(jí) 表 示 設(shè) 計(jì) 序 號(hào) 表 示 用 途 ， K表 示 礦 用 ， T表 示 通 用 表 示 通 風(fēng) 機(jī) 輪 轂 比 ,0.58化 整 B D K 65 8 24 防 爆 型 葉 輪 直 徑 （ 24dm) 對(duì) 旋 結(jié)

19、 構(gòu) 電 機(jī) 為 8極 （ 740r/min） 表 示 用 途 ， K為 礦 用 輪 轂 比 0. 65的 100倍 化 整第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 19郭玉森 教授2021-7-28 19 4、 對(duì) 旋 風(fēng) 機(jī) 的 特 點(diǎn) 一 級(jí) 葉 輪 和 二 級(jí) 葉 輪 直 接 對(duì) 接 ， 旋 轉(zhuǎn) 方 向 相 反 ； 機(jī) 翼形 葉 片 的 扭 曲 方 向 也 相 反 ， 兩 級(jí) 葉 片 安 裝 角 一 般 相 差3； 電 機(jī) 為 防 爆 型 安 裝 在 主 風(fēng) 筒 中 的 密 閉 罩 內(nèi) ， 與 通風(fēng) 機(jī) 流 道 中 的 含 瓦 斯 氣 流 隔 離 ， 密 閉 罩 中 有 扁 管 與 大氣 相

20、 通 ， 以 達(dá) 到 散 熱 目 的 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 20郭玉森 教授2021-7-28 20 第 三 節(jié) 通 風(fēng) 機(jī) 附 屬 裝 置一 、 風(fēng) 硐 風(fēng) 硐 是 連 接 風(fēng) 機(jī) 和 井 筒 的 一 段 巷 道 。 通 過(guò) 風(fēng) 量 大 、 內(nèi) 外 壓差 較 大 ， 應(yīng) 盡 量 降 低 其 風(fēng) 阻 ， 并 減 少 漏 風(fēng) 。二 、 擴(kuò) 散 器 (擴(kuò) 散 塔 ) 作 用 ： 是 降 低 出 口 速 壓 以 提 高 風(fēng) 機(jī) 靜 壓 。 擴(kuò) 散 器 四 面 張 角 的 大 小 應(yīng) 視 風(fēng) 流 從 葉 片 出 口 的 絕 對(duì) 速 度 方向 而 定 。 總 的 原 則 是 ， 擴(kuò) 散

21、 器 的 阻 力 小 ， 出 口 動(dòng) 壓 小 并 無(wú) 回流 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 21郭玉森 教授2021-7-28 21 三 、 防 爆 門(mén) (防 爆 井 蓋 ) 在 斜 井 井 口 安 設(shè) 防 爆 門(mén) ， 在 立 井 井 口 安 設(shè) 防 爆 井 蓋 。 作 用 ： 當(dāng) 井 下 一 旦 發(fā) 生 瓦 斯 或 煤 塵爆 炸 時(shí) ， 受 高 壓 氣 浪 的 沖 擊 作 用 ， 自動(dòng) 打 開(kāi) ， 以 保 護(hù) 主 通 風(fēng) 機(jī) 免 受 毀 壞 ；在 正 常 情 況 下 它 是 氣 密 的 ， 以 防 止 風(fēng)流 短 路 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 22郭玉森 教授2021-7

22、-28 22 四 、 反 風(fēng) 裝 置 和 功 能 作 用 ： 使 井 下 風(fēng) 流 反 向 的 一 種 設(shè) 施 ， 以 防 止 進(jìn) 風(fēng) 系 統(tǒng) 發(fā) 生 火 災(zāi) 時(shí) 產(chǎn)生 的 有 害 氣 體 進(jìn) 入 作 業(yè) 區(qū) ； 有 時(shí) 為 了 適 應(yīng) 救 護(hù) 工 作 也 需 要 進(jìn) 行 反 風(fēng) 。 反 風(fēng) 方 法 因 風(fēng) 機(jī) 的 類 型 和 結(jié) 構(gòu) 不 同 而 異 。 目 前 的 反 風(fēng) 方 法 主 要 有 ： 1） 設(shè) 專 用 反 風(fēng) 道 反 風(fēng) ； 2） 利 用 備 用 風(fēng) 機(jī) 作 反 風(fēng) 道 反 風(fēng) ； 3） 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 反 轉(zhuǎn) 反 風(fēng) 4） 調(diào) 節(jié) 動(dòng) 葉 安 裝 角 反 風(fēng) 。 要 求 ：

23、定 期 進(jìn) 行 檢 修 ， 確 保 反 風(fēng) 裝 置 處 于 良 好 狀 態(tài) ； 動(dòng) 作 靈 敏 可 靠 ， 能 在10min內(nèi) 改 變 巷 道 中 風(fēng) 流 方 向 ； 結(jié) 構(gòu) 要 嚴(yán) 密 ， 漏 風(fēng) 少 ； 反 風(fēng) 量 不 應(yīng) 小 于 正 常 風(fēng) 量 的 40%； 每 年 至 少 進(jìn) 行 一 次 反 風(fēng) 演 習(xí) 。第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 23郭玉森 教授2021-7-28 23 要 求 ： 定 期 進(jìn) 行 檢 修 ， 確 保 反 風(fēng) 裝 置 處 于 良 好 狀 態(tài) ； 動(dòng) 作 靈 敏可 靠 ， 能 在 10min內(nèi) 改 變 巷 道 中 風(fēng) 流 方 向 ； 結(jié) 構(gòu) 要 嚴(yán) 密 ， 漏

24、風(fēng) 少 ； 反 風(fēng) 量 不 應(yīng) 小 于 正 常 風(fēng) 量 的 40%； 每 年 至 少 進(jìn) 行 一 次反 風(fēng) 演 習(xí) 。n 作 業(yè) :4-1,4-3,4-4 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 24郭玉森 教授2021-7-28 24 第 四 節(jié) 通 風(fēng) 機(jī) 實(shí) 際 特 性 曲 線一 、 通 風(fēng) 機(jī) 的 工 作 參 數(shù) 表 示 通 風(fēng) 機(jī) 性 能 的 主 要 參 數(shù) 是 風(fēng) 壓 H、 風(fēng) 量 Q、 風(fēng) 機(jī) 軸 功率 N、 效 率 和 轉(zhuǎn) 速 n等 。（ 一 ） 風(fēng) 機(jī) (實(shí) 際 )流 量 Q 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 流 量 一 般 是 指 實(shí) 際 時(shí) 間 內(nèi) 通 過(guò) 風(fēng) 機(jī) 入 口 空 氣的 體 積

25、 ， 亦 稱 體 積 流 量 。 單 位 為 m3/h,m3/min 或 m3/s 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 25郭玉森 教授2021-7-28 25 （ 二 ） 風(fēng) 機(jī) (實(shí) 際 )全 壓 Hf與 靜 壓 Hs 全 壓 Ht:是 通 風(fēng) 機(jī) 對(duì) 空 氣 作 功 ， 消 耗 于 每 1m3 空 氣 的 能 量（ Nm/m3 或 Pa） ， 其 值 為 風(fēng) 機(jī) 出 口 風(fēng) 流 的 全 壓 與 入 口風(fēng) 流 全 壓 之 差 。 忽 略 自 然 風(fēng) 壓 時(shí) ， Ht用 以 克 服 通 風(fēng) 管 網(wǎng) 阻 力 hk 和 風(fēng) 機(jī)出 口 動(dòng) 能 損 失 hv， 即 : Ht=hR+hV,Pa 靜

26、 壓 :克 服 管 網(wǎng) 通 風(fēng) 阻 力 的 風(fēng) 壓 稱 為 通 風(fēng) 機(jī) 的 靜 壓 HS（ Pa） 。 H S=hR=RQ2 因 此 Ht=HS+hV第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 26郭玉森 教授2021-7-28 26 (三 ） 通 風(fēng) 機(jī) 的 功 率 全 壓 功 率 ： 通 風(fēng) 機(jī) 的 輸 出 功 率 以 全 壓 計(jì) 算 時(shí) 稱 全 壓 功 率Nt。 計(jì) 算 式 ： Nt=HtQ 10-3 KW 靜 壓 功 率 ： 用 風(fēng) 機(jī) 靜 壓 計(jì) 算 輸 出 功 率 ， 稱 為 靜 壓 功 率 NS。計(jì) 算 式 ： NS=HSQ 103 KW 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 27郭玉森

27、教授2021-7-28 27 風(fēng) 機(jī) 的 軸 功 率 ， 即 通 風(fēng) 機(jī) 的 輸 入 功 率 N（ kW） 。 計(jì) 算 式 ： 或 式 中 t、 S分 別 為 風(fēng) 機(jī) 的 全 壓 和 靜 壓 效 率 。 電 動(dòng) 機(jī) 的 輸 入 功 率 （ Nm ） ： 設(shè) 電 動(dòng) 機(jī) 的 效 率 為 m,傳 動(dòng) 效 率 為 tr時(shí) ,則tttNN 1000QH t sssNN 1000QHS , 1000 trmtttrmm QHNN 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 28郭玉森 教授2021-7-28 28 二 、 通 風(fēng) 系 統(tǒng) 主 要 參 數(shù) 關(guān) 系 風(fēng) 機(jī) 房 水 柱 計(jì) 示 值 含 義1、 抽 出

28、 式 通 風(fēng) 礦 井（ 1） 水 柱 （ 壓 差 ） 計(jì) 示 值 與 礦 井 通 風(fēng) 阻 力 和 風(fēng) 機(jī) 靜 壓 之 間 關(guān) 系 水 柱 計(jì) 示 值 :即 為 4 斷 面 相 對(duì) 靜 壓 h4 故 h4（ 負(fù) 壓 ） = P4 - P04 沿 風(fēng) 流 方 向 ， 對(duì) 1、 4兩 斷 面 z 12 3 5 6 h444 6 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 29郭玉森 教授2021-7-28 29 列 伯 努 力 方 程 : hR14=(P1+hv1+ m12 gZ12) - (P4+hv4+ m34 gZ34) 由 風(fēng) 流 入 口 邊 界 條 件 ： Pt1 P01， 即 P1+hv1= P

29、t1=P01， 又 因 1與 4斷 面 同 標(biāo) 高 ， 所 以 P01 P04且 ： m12gZ12 m34gZ34 = HN 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 30郭玉森 教授2021-7-28 30 故 上 式 可 寫(xiě) 為 : hR14= P04 - P4- hv4 + HN hR14=|h4|- hv4 + HN 即 |h4|= hR14 + hv4 - HN 即 ： 風(fēng) 機(jī) 房 水 柱 計(jì) 示 值 反 映 了 礦 井 通 風(fēng) 阻 力 和 自 然 風(fēng) 壓 等 參數(shù) 的 關(guān) 系 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 31郭玉森 教授2021-7-28 31 （ 2） 風(fēng) 機(jī) 房 水 柱

30、 計(jì) 示 值 與 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 之 間 關(guān) 系 類 似 地 對(duì) 4、 5斷 面 (擴(kuò) 散 器 出 口 ） 列 伯 努 力 方 程 ， 忽 略 兩 斷面 之 間 的 位 能 差 。 擴(kuò) 散 器 的 阻 力 hRd (P5 + hv5)-(P6 + hv6 ) 風(fēng) 流 出 口 邊 界 條 件 ： P6 P06 P05 P04 故 hRd (P5 + hv5 )-(P04 + hv6 ) Pt5- P04 hv6 即 Pt5 hRd P04 hv6 因 為 風(fēng) 機(jī) 全 壓 Ht Pt5-Pt4 =(hRd P04 hv6 )-(P4+hv4) Ht = |h4|hv4+hRd+hv6 第 四 章

31、礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 32郭玉森 教授2021-7-28 32 若 忽 略 hRd 不 計(jì) ， 則 Ht |h4|hv4+ hv6 風(fēng) 機(jī) 靜 壓 Hs |h4| hv4（ 3） Ht、 HN、 hR 之 間 的 關(guān) 系 綜 合 上 述 兩 式 ： Ht |h4|- hv4+hRd+hv6 （ hR14+hv4-HN ） - hv4+hRd+hv6 hR14 + hRd + hv6 - HN 即 H t HN hR14 + hRd + hv6 表 明 ： 扇 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 和 自 然 風(fēng) 壓 聯(lián) 合 作 用 ， 克 服 礦 井 和 擴(kuò) 散 器的 阻 力 ， 以 及 擴(kuò) 器 出 口 動(dòng) 能

32、損 失 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 33郭玉森 教授2021-7-28 33 2、 壓 入 式 通 風(fēng) 的 系 統(tǒng) 對(duì) 1、 2兩 斷 面 列 伯 努 力 方 程 得 ： hR12=(P1+hv1+ m1gZ1)- (P2+hv2+ m2gZ2) 邊 界 條 件 及 1、 2同 標(biāo) 高 ： P2 = P02 P01 故 有 ： P1-P2= P1-P01= h1 m1gZ1- m2gZ2=HN 1z2 2 h1m1m2 11 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 34郭玉森 教授2021-7-28 34 故 上 式 可 寫(xiě) 為 hR12=h1+hV1-hv2+ HN 即 h1= hR

33、12+ hv2- hV1-HN 又 Ht= Pt1-Pt1 = Pt1-P01 = P1+hv1-P01= h1+hv1 同 理 可 得 ： Ht+ HN = hR12 + hv2 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 35郭玉森 教授2021-7-28 35 三 、 通 風(fēng) 機(jī) 的 個(gè) 體 特 性 曲 線 1、 工 況 點(diǎn) ： 當(dāng) 風(fēng) 機(jī) 以 某 一 轉(zhuǎn) 速 、 在 風(fēng) 阻 的 管 網(wǎng)上 工 作 時(shí) 、 可 測(cè) 算 出 一 組 工 作 參 數(shù) （ 風(fēng) 壓 、 風(fēng) 量 、 功 率 、 和 效 率 ） ， 這 就 是 該 風(fēng) 機(jī) 在 管 網(wǎng)風(fēng) 阻 為 時(shí) 的 工 況 點(diǎn) 。 2、 個(gè) 體 特 性

34、曲 線 ： 不 斷 改 變 R， 得 到 許 多 的 Q、 H、N、 。 以 Q為 橫 坐 標(biāo) ， 分 別 以 H、 N、 為 縱 坐 標(biāo) ，將 同 名 的 點(diǎn) 用 光 滑 的 曲 線 相 連 ， 即 得 到 個(gè) 體 特 性 曲線 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 36郭玉森 教授2021-7-28 36 3、 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 ： 把 外 接 擴(kuò) 散 器 看 作 通 風(fēng) 機(jī) 的 組 成 部 分 ， 總稱 之 為 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 。 4、 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 的 全 壓 td： 擴(kuò) 散 器 出 口 與 風(fēng) 機(jī) 入 口 風(fēng) 流的 全 壓 之 差 ， 與 風(fēng) 機(jī) 的 全 壓 t之 關(guān)

35、系 為 ： 式 中 hd 擴(kuò) 散 器 阻 力 。 5、 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 的 靜 壓 sd：dttd hHH )( vddtvdtdsd hhHhHH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 37郭玉森 教授2021-7-28 37 6、 Hs 和 Hsd 的 關(guān) 系 而 Hs Ht hvd 只 有 當(dāng) hd+hVd s， 即 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 阻 力 與 其 出 口 動(dòng) 能 損 失 之 和 小 于 通 風(fēng) 機(jī) 出 口動(dòng) 能 損 失 時(shí) ， 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 的 靜 壓 才 會(huì) 因 加 擴(kuò) 散 器 而 有 所提 高 ， 即 擴(kuò) 散 器 起 到 回 收 動(dòng) 能 的 作 用 。)( vddtvd

36、tdsd hhHhHH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 38郭玉森 教授2021-7-28 38 7、 Ht、 Htd、 Hs 和 Hsd 之 間 的 關(guān) 系 圖QH Ht-Q Htd-QHS-QHsd-Q 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 39郭玉森 教授2021-7-28 39 8、 離 心 式 通 風(fēng) 機(jī) 個(gè) 體 特 性 曲 線 特 點(diǎn) ： （ 1） 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 曲 線 駝 峰 不 明 顯 ， 且 隨 葉 片 后 傾 角 度 增 大 逐 漸 減 小 ， 其 風(fēng) 壓 曲 線 工 作 段 較 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 平 緩 ； （ 2） 當(dāng) 管 網(wǎng) 風(fēng) 阻 作 相 同 量

37、的 變 化 時(shí) ， 其 風(fēng) 量 變 化 比 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 要 大 。 （ 3） 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 的 軸 功 率 隨 增 加 而 增 大 ， 只 有 在 接 近 風(fēng) 流 短 路 時(shí) 功 率 才 略 有 下 降 。H/daPa Q/m 3/s N/kW /%HtHS NtS 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 40郭玉森 教授2021-7-28 40 風(fēng) 機(jī) 開(kāi) 啟 方 式 ： 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 在 啟 動(dòng) 時(shí) 應(yīng) 將 風(fēng) 硐 中 的 閘 門(mén) 全 閉 ，待 其 達(dá) 到 正 常 轉(zhuǎn) 速 后 再 將 閘 門(mén) 逐 漸 打 開(kāi) 。說(shuō) 明 ： （ 1） 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 大 多 是 全 壓 特

38、 性 曲 線 。 （ 2） 當(dāng) 供 風(fēng)量 超 過(guò) 需 風(fēng) 量 過(guò) 大 時(shí) ， 常 常 利 用 閘 門(mén) 加 阻 來(lái) 減 少 工 作 風(fēng) 量 ，以 節(jié) 省 電 能 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 41郭玉森 教授2021-7-28 41 9、 軸 流 式 通 風(fēng) 機(jī) 個(gè) 體 特 性 曲 線 特 點(diǎn) ： （ 1） 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 的 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 一 般 都 有 馬 鞍 形 駝 峰 存 在 。 （ 2） 駝 峰 點(diǎn) 以 右 的 特 性 曲 線 為 單 調(diào) 下 降 區(qū) 段 ， 是 穩(wěn) 定 工 作 段 ； （ 3） 點(diǎn) 以 左 是 不 穩(wěn) 定 工 作 段 ， 產(chǎn) 生 所 謂 喘 振

39、 （ 或 飛 動(dòng) ） 現(xiàn) 象 ； （ 4） 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 的 葉 片 裝 置 角 不 太 大 時(shí) ， 在 穩(wěn) 定 工 作 段 內(nèi) ， 功 率 隨 增 加 而 減 小 。 HtHsts /%Q/m3/sH/daPa N/kW Q/m3/sG FDB RM 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 42郭玉森 教授2021-7-28 42 風(fēng) 機(jī) 開(kāi) 啟 方 式 ： 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 應(yīng) 在 風(fēng) 阻 最 小 （ 閘 門(mén) 全 開(kāi) ）時(shí) 啟 動(dòng) ， 以 減 少 啟 動(dòng) 負(fù) 荷 。 說(shuō) 明 ： 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 給 出 的 大 多 是 靜 壓 特 性 曲 線 。三 、 無(wú) 因 次 系 數(shù) 與 類 型

40、 特 性 曲 線（ 一 ） 無(wú) 因 次 系 數(shù) 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 43郭玉森 教授2021-7-28 43 通 風(fēng) 機(jī) 的 相 似 條 件 比 例 系 數(shù) ： 兩 個(gè) 通 風(fēng) 機(jī) 相 似 是 指 氣 體 在 風(fēng) 機(jī) 內(nèi) 流 動(dòng) 過(guò) 程 相似 ， 或 者 說(shuō) 它 們 之 間 在 任 一 對(duì) 應(yīng) 點(diǎn) 的 同 名 物 理 量 之 比 保 持常 數(shù) ， 這 些 常 數(shù) 叫 相 似 常 數(shù) 或 比 例 系 數(shù) 。 幾 何 相 似 是 風(fēng) 機(jī) 相 似 的 必 要 條 件 ， 動(dòng) 力 相 似 則 是 相 似 風(fēng) 機(jī)的 充 分 條 件 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 44郭玉森 教授

41、2021-7-28 44 2、 無(wú) 因 次 系 數(shù)（ 1） 壓 力 系 數(shù) 同 系 列 風(fēng) 機(jī) 在 相 似 工 況 點(diǎn) 的 全 壓 和 靜 壓 系 數(shù) 均 為 一 常 數(shù) ， 可用 下 式 表 示 ： 式 中 ： u為 圓 周 速 度 ， 為 壓 力 系 數(shù) 。（ 2） 流 量 系 數(shù) H常數(shù) HuH 2 HQ常數(shù) QuDQ 24 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 45郭玉森 教授2021-7-28 45 （ 3） 功 率 系 數(shù) 風(fēng) 機(jī) 軸 功 率 計(jì) 算 公 式 中 的 H 和 Q 分 別 上 式代 入 得 ：同 系 列 風(fēng) 機(jī) 在 相 似 工 況 點(diǎn) 的 效 率 相 等 ， 功 率 系

42、 數(shù) 為 常 數(shù) 。 、 、 三 個(gè) 參 數(shù) 都 不 含 有 因 次 ， 因 此 叫 無(wú) 因 次系 數(shù) 。 1000HQN 常數(shù) NHQuD N 3241000NNQH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 46郭玉森 教授2021-7-28 46 （ 二 ） 類 型 特 性 曲 線 根 據(jù) 風(fēng) 機(jī) 模 型 的 幾 何 尺 寸 、 實(shí) 驗(yàn) 條 件 及 實(shí) 驗(yàn) 時(shí) 所 得 的 工況 參 數(shù) Q、 H、 N和 。 利 用 上 三 式 計(jì) 算 出 該 系 列 風(fēng) 機(jī)的 、 、 和 。 然 后 以 為 橫 坐 標(biāo) ， 以 、 和 為 縱 坐 標(biāo) ， 繪 出 - - 和 - 曲 線 ， 此曲 線 即 為

43、該 系 列 風(fēng) 機(jī) 的 類 型 特 性 曲 線 ， 見(jiàn) 書(shū) P67圖 4-4-6和 圖 4-4-7H Q N QH N HQQ QN 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 47郭玉森 教授2021-7-28 47 四 、 比 例 定 律 與 通 用 特 性 曲 線1、 比 例 定 律 同 類 型 風(fēng) 機(jī) 它 們 的 壓 力 H、 流 量 Q和 功率 N與 其 轉(zhuǎn) 速 n、 尺 寸 D和 空 氣 密 度 成 一 定 比 例 關(guān)系 ， 這 種 比 例 關(guān) 系 叫 比 例 定 律 。 將 轉(zhuǎn) 速 u= Dn/60 代 入 無(wú) 因 次 系 數(shù) 關(guān) 系 式 得 ： NnDN QnDQ HnDH 3573

44、2210127.1 04108.0 00274.0 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 48郭玉森 教授2021-7-28 48 對(duì) 于 1、 2兩 個(gè) 相 似 風(fēng) 機(jī) 而 言 ， 21 QQ 21 HH 21 NN 22122121222222 12121121 00274.0 00274.0 nnDDHnD HnDHH 213212232 113121 04108.0 04108.0 nnDDQnD QnDQQ 32152121232522 13151121 127.1 127.1 nnDDNnD NnDNN 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 49郭玉森 教授2021-7-28 49 2

45、、 通 用 特 性 曲 線 根 據(jù) 比 例 定 律 ， 把 一 個(gè) 系 列 產(chǎn) 品 的 性 能 參 數(shù) H、 Q、 n、D、 N、 和 等 相 互 關(guān) 系 同 畫(huà) 在 一 個(gè) 坐 標(biāo) 圖 上 ， 叫 通 用 曲線例 題 某 礦 使 用 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 為 4-72-11 20B離 心 式 風(fēng) 機(jī) ，圖 上 給 出 三 種 不 同 轉(zhuǎn) 速 n的 Ht-Q曲 線 。 轉(zhuǎn) 速 為n1=630r/min,風(fēng) 機(jī) 工 作 風(fēng) 阻R=0.0547 9.81=0.53657N s2/m8， 工 況 點(diǎn) 為 M0（ Q=58m 3/s,Ht=1805Pa)， 后 來(lái) ， 風(fēng) 阻 變 為 R =0.7932

46、 N s2/m8， 礦 風(fēng) 量 減 小 不 能 滿 足 生 產(chǎn) 要 求 ， 擬 采 用 調(diào) 整轉(zhuǎn) 速 方 法 保 持 風(fēng) 量 Q=58 m3/s， 求 轉(zhuǎn) 速 調(diào) 至 多 少 ？第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 50郭玉森 教授2021-7-28 50 解 ： 同 型 號(hào) 風(fēng) 機(jī) ， 故 其 直 徑 相 等 。 由 比 例 定 律 有 ： n2 n1 Q2/Q1 630 58/51.5 710r/min 即 轉(zhuǎn) 速 應(yīng) 調(diào) 至 n 2=710r/min， 可 滿 足 供 風(fēng) 要 求 。 M0 QH n =630n =710n =560 R=0.5367R=0.7932M1 5851.5第 四

47、 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 51郭玉森 教授2021-7-28 51 第 五 節(jié) 通 風(fēng) 機(jī) 工 況 點(diǎn) 及 其 經(jīng) 濟(jì) 運(yùn) 行一 、 工 況 點(diǎn) 的 確 定 方 法工 況 點(diǎn) ： 風(fēng) 機(jī) 在 某 一 特 定 轉(zhuǎn) 速 和 工 作 風(fēng) 阻 條 件 下 的 工 作 參 數(shù) ，如 、 、 和 等 ， 一 般 是 指 和 兩 參 數(shù) 。求 風(fēng) 機(jī) 工 況 點(diǎn) 的 方 法 ：1、 圖 解 法 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 52郭玉森 教授2021-7-28 52 理 論 依 據(jù) 是 ： 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 的 函 數(shù) 式 為 f( )， 管 網(wǎng)風(fēng) 阻 特 性 曲 線 函 數(shù) 式 是

48、h= 2， 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 是 用 以 克 服 阻力 h， 所 以 h， 因 此 兩 曲 線 的 交 點(diǎn) ， 即 兩 方 程 的 聯(lián) 立 解 。可 見(jiàn) 圖 解 法 的 前 提 是 風(fēng) 壓 與 其 所 克 服 的 阻 力 相 對(duì) 應(yīng) 。 方 法 ： 在 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 特 性 （ ） 曲 線 的 坐 標(biāo) 上 ， 按 相 同 比例 作 出 工 作 管 網(wǎng) 的 風(fēng) 阻 曲 線 ， 與 風(fēng) 壓 曲 線 的 交 點(diǎn) 之 坐 標(biāo) 值 ，即 為 通 風(fēng) 機(jī) 的 工 作 風(fēng) 壓 和 風(fēng) 量 。 通 過(guò) 交 點(diǎn) 作 軸 垂 線 ， 與 和 曲 線 相 交 ， 交 點(diǎn) 的 縱 坐 標(biāo) 即 為 風(fēng) 機(jī) 的 軸 功

49、率 和 效 率 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 53郭玉森 教授2021-7-28 53 若 使 用 廠 家 提 供 的 不 加 外 接 擴(kuò) 散 器 的 靜 壓 特 性 曲 線 s ， 則要 考 慮 安 裝 擴(kuò) 散 器 所 回 收 的 風(fēng) 機(jī) 出 口 動(dòng) 能 的 影 響 ， 此 時(shí) 所 用 的 風(fēng)阻 S應(yīng) 小 于 m， 即 式 中 v 相 當(dāng) 于 風(fēng) 機(jī) 出 口 動(dòng) 能 損 失 的 風(fēng) 阻 ， V 風(fēng) 機(jī) 出 口 斷 面 ， 即 外 接 擴(kuò) 散 器 入 口 斷 面 ； d 擴(kuò) 散 器 風(fēng) 阻 ； Vd 相 當(dāng) 于 擴(kuò) 散 器 出 口 動(dòng) 能 損 失 的 風(fēng) 阻 ， Vd 為 擴(kuò) 散 器

50、 出 口 斷 面 。 )( vddvms RRRRR 22 vv SR 22 vdvd SR 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 54郭玉森 教授2021-7-28 54 n 若 使 用 通 風(fēng) 機(jī) 全 壓 特 性 曲 線 t ， 則 需 用 全 壓 風(fēng) 阻 t作 曲 線 ， 且n 若 使 用 通 風(fēng) 機(jī) 裝 置 全 壓 特 性 曲 線 td ， 則 裝 置 全壓 風(fēng) 阻 應(yīng) 為 td， 且n 應(yīng) 當(dāng) 指 出 ， 在 一 定 條 件 下 運(yùn) 行 時(shí) ， 不 論 是 否 安 裝 外 接擴(kuò) 散 器 ， 通 風(fēng) 機(jī) 全 壓 特 性 曲 線 是 唯 一 的 ， 而 通 風(fēng) 機(jī) 裝置 的 全 壓 和 靜

51、 壓 特 性 曲 線 則 因 所 安 擴(kuò) 散 器 的 規(guī) 格 、 質(zhì)量 而 有 所 變 化 。 vddmtd RRRR 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 55郭玉森 教授2021-7-28 55 2、 解 方 程 法 隨 著 電 子 計(jì) 算 機(jī) 的 應(yīng) 用 ， 復(fù) 雜 的 數(shù) 學(xué) 計(jì) 算 已 成 為 可 能 。 風(fēng) 機(jī) 的 風(fēng) 壓 曲 線 可 用 下 面 多 項(xiàng) 式 擬 合 式 中 a1、 a2、 a3 曲 線 擬 合 系 數(shù) 。 對(duì) 于 某 一 特 定 礦 井 ， 可 列 出 通 風(fēng) 阻 力 方 程 式 中 為 通 風(fēng) 機(jī) 工 作 管 網(wǎng) 風(fēng) 阻 。 聯(lián) 立 上 述 兩 方 程 ， 即 可

52、得 到 風(fēng) 機(jī) 工 況 點(diǎn) 。 332210 QaQaQaaH 2RQh 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 56郭玉森 教授2021-7-28 56 二 、 通 風(fēng) 機(jī) 工 點(diǎn) 的 合 理 工 作 范 圍1、 從 經(jīng) 濟(jì) 角 度 ， 通 風(fēng) 機(jī) 的 運(yùn) 轉(zhuǎn) 效 率 不 低 于 60 %。2、 從 安 全 角 度 ， 工 況 點(diǎn) 必 須 位 于 駝 峰 點(diǎn) 右 側(cè) ，單 調(diào) 下 降 的 直 線 段 。3、 實(shí) 際 工 作 風(fēng) 壓 不 得 超 過(guò) 最 高 風(fēng) 壓 的 90 。4、 風(fēng) 機(jī) 的 運(yùn) 輪 轉(zhuǎn) 速 不 得 超 過(guò) 額 定 轉(zhuǎn) 速 。三 、 主 要 通 風(fēng) 機(jī) 工 況 點(diǎn) 調(diào) 節(jié)工 點(diǎn)

53、調(diào) 節(jié) 方 法 主 要 有 ：1、 改 變 風(fēng) 阻 特 性 曲 線當(dāng) 風(fēng) 機(jī) 特 性 曲 線 不 變 時(shí) ， 改 變 工 作 風(fēng) 阻 ， 工 況 點(diǎn) 沿 風(fēng) 機(jī) 特 性 曲 線 移 動(dòng) 。 AB C D上下右左0.60.650.715 30 45 Q/m3/sH/Pa R1 R1R1”M MM”Q QQ”HHH” 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 57郭玉森 教授2021-7-28 57 ） 增 風(fēng) 調(diào) 節(jié) 。 為 了 增 加 礦 井 的 供 風(fēng) 量 ， 可 以 采 取 下 列措 施 ：（ ） 減 少 礦 井 總 風(fēng) 阻 。（ ） 當(dāng) 地 面 外 部 漏 風(fēng) 較 大 時(shí) ， 可 以 采 取

54、堵 塞 地 面 的 外部 漏 風(fēng) 措 施 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 58郭玉森 教授2021-7-28 58 ） 減 風(fēng) 調(diào) 節(jié) 。 當(dāng) 礦 井 風(fēng) 量 過(guò) 大 時(shí) ， 應(yīng) 進(jìn) 行 減 風(fēng) 調(diào) 節(jié) 。 其 方 法有 ：（ ） 增 阻 調(diào) 節(jié) 。（ ） 對(duì) 于 軸 流 式 通 風(fēng) 機(jī) ， 可 以 用 增 大 外 部 漏 風(fēng) 的 方 法 ， 減 小礦 井 風(fēng) 量 。 、 改 變 風(fēng) 機(jī) 特 性 曲 線 這 種 調(diào) 節(jié) 方 法 的 特 點(diǎn) 是 礦 井總 風(fēng) 阻 不 變 ， 改 變 風(fēng) 機(jī) 特 性 ，工 況 點(diǎn) 沿 風(fēng) 阻 特 性 曲 線 移 動(dòng) 。 nn1 n2MM1 M2Q Q2Q1

55、HH1H2 QH 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 59郭玉森 教授2021-7-28 59 調(diào) 節(jié) 方 法 有 ： ） 軸 流 風(fēng) 機(jī) 可 采 用 改 變 葉 片 安 裝 角 度 達(dá) 到 增 減 風(fēng) 量 的目 的 。 ） 裝 有 前 導(dǎo) 器 的 離 心 式 風(fēng) 機(jī) ， 可 以 改 變 前 導(dǎo) 器 葉 片 轉(zhuǎn)角 進(jìn) 行 風(fēng) 量 調(diào) 節(jié) 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 60郭玉森 教授2021-7-28 60 ） 改 變 風(fēng) 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 。 無(wú) 論 是 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 還 是 離 心 式 風(fēng) 機(jī)都 可 采 用 。 調(diào) 節(jié) 的 理 論 依 據(jù) 是 相 似 定 律 ， 即 （ ） 改

56、變 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 速 。（ ） 利 用 傳 動(dòng) 裝 置 調(diào) 速 。 調(diào) 節(jié) 方 法 的 選 擇 ， 取 決 于 調(diào) 節(jié) 期 長(zhǎng) 短 、 調(diào) 節(jié) 幅 度 、 投資 大 小 和 實(shí) 施 的 難 易 程 度 。 調(diào) 節(jié) 之 前 應(yīng) 擬 定 多 種 方 案 ，經(jīng) 過(guò) 技 術(shù) 和 經(jīng) 濟(jì) 比 較 后 擇 優(yōu) 選 用 。 選 用 時(shí) ， 還 要 考 慮實(shí) 施 的 可 能 性 。 有 時(shí) ， 可 以 考 慮 采 用 綜 合 措 施 。3 0000 NNHHQQnn 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 61郭玉森 教授2021-7-28 61 第 六 節(jié) 通 風(fēng) 機(jī) 的 聯(lián) 合 運(yùn) 轉(zhuǎn) 兩 臺(tái) 或 兩 臺(tái) 以

57、上 風(fēng) 機(jī) 在 同 一 管 網(wǎng) 上 工 作 。 叫 風(fēng) 機(jī) 聯(lián)合 工 作 。 風(fēng) 機(jī) 聯(lián) 合 工 作 可 分 為 串 聯(lián) 和 并 聯(lián) 兩 大 類 。一 、 風(fēng) 機(jī) 串 聯(lián) 工 作 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 62郭玉森 教授2021-7-28 62 一 個(gè) 風(fēng) 機(jī) 的 吸 風(fēng) 口 直 接 或 通 過(guò) 一 段 巷 道 （ 或 管 道 ） 聯(lián) 結(jié) 到 另 一 個(gè) 風(fēng)機(jī) 的 出 風(fēng) 口 上 同 時(shí) 運(yùn) 轉(zhuǎn) ， 稱 為 風(fēng) 機(jī) 串 聯(lián) 工 作 。特 點(diǎn) ： 1、 通 過(guò) 管 網(wǎng) 的 總 風(fēng) 量 等 于 每 臺(tái) 風(fēng) 機(jī) 的 風(fēng) 量 ， 即 Q=Q1=Q2 。 2、 總 風(fēng) 壓 等 于 兩 臺(tái) 風(fēng)

58、 機(jī) 的 工 作 風(fēng) 壓 之 和 ， 即 H H1 H2 。（ 一 ） 、 兩 臺(tái) 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 不 同 風(fēng) 機(jī) 串 聯(lián) 工 作 分 析 1、 串 聯(lián) 風(fēng) 機(jī) 的 等 效 特 性 曲 線 。 作 圖 方 法 ： 按 風(fēng) 量 相 等 ， 風(fēng) 壓 疊 加 的 原 則 。F1 F2 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 63郭玉森 教授2021-7-28 63 2、 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) 。在 風(fēng) 阻 為 R管 網(wǎng) 上 風(fēng) 機(jī) 串 聯(lián) 工 作 ， 各 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) 按 下述 方 法 求 得 ：在 等 效 風(fēng) 機(jī) 特 性 曲 線 + 上 作 管 網(wǎng)風(fēng) 阻 特 性 曲

59、 線 R1， 兩 者 交 點(diǎn) 為 M0， 過(guò) M0作 橫 坐 標(biāo) 垂 線 ， 分 別 與 曲 線 和 相 交于 M1和 M2， 此 兩 點(diǎn) 即 是 兩 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 64郭玉森 教授2021-7-28 64 效 果 分 析 ： 用 等 效 風(fēng) 機(jī) 產(chǎn) 生 的 風(fēng) 量 Q與 能力 較 大 風(fēng) 機(jī) 的 F2單 獨(dú) 工 作 產(chǎn) 生 風(fēng) 量 Q 之差 表 示 。（ 1） R=R1R ,工 況 點(diǎn) 位 于 A點(diǎn) 以 上 ， Q=Q-Q 0， 則 表 示 串 聯(lián) 有 效 ；（ 2） R=R 工 況 點(diǎn) 與 A點(diǎn) 重 合 ， Q=Q -Q =0， 則

60、 串 聯(lián) 無(wú) 增 風(fēng) ；（ 3） R=R” R ,工 況 點(diǎn) 位 于 A點(diǎn) 以 下 ， Q=Q” -Q” 0， 并 聯(lián) 有 效 ； 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 71郭玉森 教授2021-7-28 71 (B)當(dāng) 工 作 風(fēng) 阻 R=R 時(shí) ， 工 況 點(diǎn) 與 A點(diǎn) 重 合 ， Q=Q-Q1 0， 并 聯(lián) 增 風(fēng) 無(wú) 效 ； (C)當(dāng) 工 作 風(fēng) 阻 R=R” R 時(shí) ， 工 況 點(diǎn) 位 于 A點(diǎn) 左 上 側(cè) ， Q=Q-Q1 0， 并 聯(lián) 有 害 。 QRMM1M2 M1 Q=Q1+Q2Q1Q1Q1 RR”H+AQ=Q1Q Q2 MM” 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 72郭玉森

61、教授2021-7-28 72 2、 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 相 同 風(fēng) 機(jī) 并 聯(lián) 工 作 M1 為 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) ； M為 并 聯(lián) 合 成 工 況 點(diǎn) 。 由 圖 可 見(jiàn) ， 總 有 Q=Q-Q10， 且 R越 小 ， Q越 大 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 73郭玉森 教授2021-7-28 73 結(jié) 論 ：1、 風(fēng) 機(jī) 并 聯(lián) 工 作 適 用 于 因 風(fēng) 機(jī) 能 力 小 ， 風(fēng) 阻 小 而 風(fēng) 量 不 足 的管 網(wǎng) ；2、 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 相 同 的 風(fēng) 機(jī) 并 聯(lián) 工 作 較 好 ；3、 并 聯(lián) 合 成 特 性 曲 線 與 工 作 風(fēng) 阻 曲 線 相

62、 匹 配 ， 才 會(huì) 有 較 好 的增 風(fēng) 效 果 。4、 并 聯(lián) 工 作 的 任 務(wù) 是 增 加 風(fēng) 量 ， 用 于 風(fēng) 機(jī) 能 力 小 ， 保 證 按 需供 風(fēng) 。 QRMM1+M QQ1=Q2Q1=Q2HA 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 74郭玉森 教授2021-7-28 74 （ 二 ） 對(duì) 角 并 聯(lián) 工 況 分 析 兩 臺(tái) 不 同 型 號(hào) 風(fēng) 機(jī) F1和 F2的 特 性 曲 線 分 別 為 、 ，各 自 單 獨(dú) 工 作 的 管 網(wǎng) 分 別 為 OA（ 風(fēng) 阻 為 R1） 和 OB（ 風(fēng)阻 為 R2） ， 共 同 工 作 于 公 共 風(fēng) 路 OC（ 風(fēng) 阻 為 R0） 。 分

63、析方 法 ： 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 75郭玉森 教授2021-7-28 75 1、 按 等 風(fēng) 量 條 件 下 把 風(fēng) 機(jī) F1的 風(fēng) 壓 與 風(fēng) 路 OA的 的 阻 力 相 減 的 原則 ， 求 風(fēng) 機(jī) F1為 風(fēng) 路 OA服 務(wù) 后 的 剩 余 特 性 曲 線 。2、 同 理 得 到 剩 余 特 性 曲 線 。3、 按 風(fēng) 壓 相 等 風(fēng) 量 相 加 原 理 求 得 等 效 風(fēng) 機(jī) F1 和 F2 集 中 并 聯(lián)的 特 性 曲 線 。4、 特 性 曲 線 ， 它 與 風(fēng) 路 OC的 風(fēng) 阻 R0曲 線 交 點(diǎn) M0， 由 此 可 得OC風(fēng) 路 的 風(fēng) 量 Q0。 第 四 章

64、礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 76郭玉森 教授2021-7-28 76 5、 過(guò) M0作 Q軸 平 行 線 與 特 性 曲 線 和 分 別 相 交 于M 和 M 點(diǎn) 。6、 過(guò) M 和 M 點(diǎn) 作 Q軸 垂 線 與 曲 線 和 相 交 于 M 和M ， 此 即 在 兩 個(gè) 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) 。結(jié) 論 ： 每 個(gè) 風(fēng) 機(jī) 的 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) M 和 M ， 既 取 決 于 各 自 風(fēng)路 的 風(fēng) 阻 ， 又 取 決 于 公 共 風(fēng) 路 的 風(fēng) 阻 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 77郭玉森 教授2021-7-28 77 A C BF1 F2R1 R0 R2O C F1F2ABO

65、F 1F2F1 R1R2F2 F1+F2 R0Q0M1M2 M1M2 Q 1Q2 Q H H1H2 R0C F1+F2OR0 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 78郭玉森 教授2021-7-28 78 三 、 并 聯(lián) 與 串 聯(lián) 工 作 的 比 較 以 一 離 心 式 風(fēng) 機(jī) 風(fēng) 壓 特 性 曲 線 為 例 。 當(dāng) 風(fēng) 阻 R2 通 過(guò) B點(diǎn) 時(shí) ， 兩 者 增 風(fēng) 效 果 相 同 （ 兩 者 實(shí) 際 工 況 點(diǎn) 分 別 為 MI 和 MII） ， 但 串 聯(lián) 功 率 大 于 并 聯(lián) 功 率 ， 即 Q并 =Q串 ， NS NP 。 當(dāng) 風(fēng) 阻 為 R 1 時(shí) ， Q并 Q串 ， N串 N并

66、 。 當(dāng) 風(fēng) 阻 為 R3 時(shí) ， Q串 Q并 ， N串 N并 。 R2B Q H 0 N-QNP NS R1AFI MI M IIII R3CE IIIQ并Q串Q串=Q并 NSNPNSNP Q 串Q并第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 79郭玉森 教授2021-7-28 79 結(jié) 論 ： （ 1） 并 聯(lián) 適 用 于 管 網(wǎng) 風(fēng) 阻 較 小 ， 但 因 風(fēng) 機(jī) 能 力 小 導(dǎo) 致風(fēng) 量 不 足 的 情 況 ； （ 2） 風(fēng) 壓 相 同 的 風(fēng) 機(jī) 并 聯(lián) 運(yùn) 行 較 好 ； （ 3） 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 并 聯(lián) 作 業(yè) 時(shí) ， 若 風(fēng) 阻 過(guò) 大 則 可 能 出 現(xiàn)不 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 。 所 以 ， 使 用 軸 流 式 風(fēng) 機(jī) 并 聯(lián) 工 作 時(shí) ， 除要 考 慮 并 聯(lián) 效 果 外 ， 還 要 進(jìn) 行 穩(wěn) 定 性 分 析 。 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力 80郭玉森 教授2021-7-28 80 作 業(yè)n P85本 章 習(xí) 題n 4-5n 4-8n 4-13n 4-15 第 四 章 礦 井 通 風(fēng) 動(dòng) 力