通风动力实用学习教案

1、会计学1通风通风(tng fng)动力实用动力实用第一页，共123页。第1页/共123页第二页，共123页。第2页/共123页第三页，共123页。第3页/共123页第四页，共123页。第4页/共123页第五页，共123页。第5页/共123页第六页，共123页。第6页/共123页第七页，共123页。第7页/共123页第八页，共123页。度较小，因而两个井筒(jn tn)底部的空气压力不相等，其压差就是自然风压。n自然通风n在自然风压作用下，风流不断流过矿井的现象第8页/共123页第九页，共123页。p为井口的大气压，为井口的大气压，Pa；Z为井深，为井深，m；为空为空气密度，气密度，kg/m3，

2、则自然，则自然(zrn)风压为：风压为：)gZ(pph432- 1210第9页/共123页第十页，共123页。部露天转地下的矿井，或井筒开拓的浅矿井，自然风压受地表气温变化的影响较大。第10页/共123页第十一页，共123页。压的影响较小第11页/共123页第十二页，共123页。gdzhn第12页/共123页第十三页，共123页。在矿井中任一地点制做临时密闭，堵截风流，主要通风机停止在矿井中任一地点制做临时密闭，堵截风流，主要通风机停止运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即为该矿的运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即为该矿的hn。要求。要求是密闭不漏风，否则是密闭不漏风，否则(fuz)测值不

3、准。测值不准。直接直接(zhji)测定法测定法第13页/共123页第十四页，共123页。通风用的机械称为通风机（或通风机），通风用的机械称为通风机（或通风机），按服务按服务(fw)(fw)范围分为主要通风机、辅助通风机与局范围分为主要通风机、辅助通风机与局部通风机。部通风机。第14页/共123页第十五页，共123页。用，必须(bx)从安全、技术、经济等方面进行综合考虑。第15页/共123页第十六页，共123页。在后续章节中讨论。n本章重点讨论主要通风机。矿用主要通风机按其构造和工作原理不同，可分为离心式通风机和轴流式通风机两大类，其中轴流式通风机又可分为普通式和对旋式两种。第16页/共123页

4、第十七页，共123页。第17页/共123页第十八页，共123页。return第18页/共123页第十九页，共123页。(zl)促使空气流动，达到了通风的目的。第19页/共123页第二十页，共123页。行工况，适应性较好。n其中4-72系列离心式风机主要用于风量和通风阻力不是太大的中小型矿井。我国小型煤矿使用该系列风机较多，由于机型小，配置电机的容量也小，可配用380 V或660 V电压的电机，适用于低压供电的矿井。第20页/共123页第二十一页，共123页。轴流式通风机轴流式通风机:由动轮由动轮l，圆筒形机壳，圆筒形机壳3、集风器、集风器4、整流器整流器5、流线体、流线体6和环形扩散器和环形扩

5、散器7所组成。集风器所组成。集风器是外壳呈曲线形且断面收缩的风筒。流线体是一是外壳呈曲线形且断面收缩的风筒。流线体是一个遮盖动轮轮毂部分的曲面圆锥形罩，它与集风个遮盖动轮轮毂部分的曲面圆锥形罩，它与集风器构成环形入风口，以减少器构成环形入风口，以减少(jinsho)入口对风流入口对风流的阻力。的阻力。4.2.2 轴流式通风机动轮由固定在轮动轮由固定在轮轴上的轮毂和等轴上的轮毂和等间距安装间距安装(nzhung)的叶的叶片片2组成。组成。第21页/共123页第二十二页，共123页。 叶片的安装角叶片的安装角可以根据需要来调整，国产轴流式可以根据需要来调整，国产轴流式通风机的叶片安装角一般可调为通

6、风机的叶片安装角一般可调为15、25、30、35、40和和45七种，使用时可以每隔七种，使用时可以每隔2.5调一次。调一次。 叶片按等间距叶片按等间距t安装在动轮上，当动轮的机翼形叶安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道。如此凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道。如此(rc)一压一吸便造成空气流动。一压一吸便造成空气流动。 第22页/共123页第二十三页，共123页。 一个

7、一个(y )动轮和它后面一个动轮和它后面一个(y )有有固定叶片的整流器组成一段。整流器用来整固定叶片的整流器组成一段。整流器用来整理动轮流出的旋转气流，以减少涡流损失。理动轮流出的旋转气流，以减少涡流损失。为了提高通风机的风压，有些轴流式通风机为了提高通风机的风压，有些轴流式通风机安装两段动轮。安装两段动轮。环形扩散器是轴流式通风机特有的部件，其环形扩散器是轴流式通风机特有的部件，其作用是使环状气流过渡到柱状气流时，速压作用是使环状气流过渡到柱状气流时，速压逐渐减少，以减少冲击损失，同时使静压逐逐渐减少，以减少冲击损失，同时使静压逐渐增加。渐增加。(构造图构造图)第23页/共123页第二十四

8、页，共123页。第24页/共123页第二十五页，共123页。第25页/共123页第二十六页，共123页。高的特点，其结构如图4-2-6。第26页/共123页第二十七页，共123页。n6-级叶轮 7-级叶轮 8-出气翼 9-后机壳n10-后消声器第27页/共123页第二十八页，共123页。第28页/共123页第二十九页，共123页。m3/s、 m3/minm3/h 矿井通风中，通过通风机的流量，也就是通风机送入井下或从井下排出的空气量。因此，通风机的流量是一个重要参数。第29页/共123页第三十页，共123页。2主要通风机的工作风压主要通风机的工作风压 通风机工作时，叶轮给予每通风机工作时，叶轮

9、给予每1米米3空气的全部能量，即每空气的全部能量，即每1米米3空气通过通风机后所增加的全空气通过通风机后所增加的全部能量，称为部能量，称为(chn wi)通风机全压或通风压力，一般用通风机全压或通风压力，一般用hft表示。其单位为表示。其单位为Pa。 通风机全压通风机全压(hft )，是指通风机出口断面上空气的绝对，是指通风机出口断面上空气的绝对全压全压 (P2+hv2)与通风机入口断面上空气的绝对全压与通风机入口断面上空气的绝对全压 (P1+hv1)之差。之差。 hft 一般在通风机制造厂所提供的特性曲线一般在通风机制造厂所提供的特性曲线或性能表中给出。或性能表中给出。hft(P2+hv2)

10、 (P1+hv1) 3.主要通风机装置的风压主要通风机装置的风压 实际运转的通风机都装有扩散实际运转的通风机都装有扩散器，用器，用hft表示通风机装置全压。它指通风机扩散器出口断表示通风机装置全压。它指通风机扩散器出口断面空气的绝对全压与通风机入口断面空气的绝对全压之差。面空气的绝对全压与通风机入口断面空气的绝对全压之差。第30页/共123页第三十一页，共123页。 通风机装置的全压通风机装置的全压hft与通风机的安装质量与通风机的安装质量和扩散器的优劣等因素有关，因此，和扩散器的优劣等因素有关，因此， hft需对实需对实际运转的通风机进行实测获得。际运转的通风机进行实测获得。 通风机全压通风

11、机全压(hft)和通风机装置全压和通风机装置全压(hft)，在，在数值数值(shz)上一般相差不大，所以，在通风机选上一般相差不大，所以，在通风机选型计算中，可直接用厂家提供的性能曲线所给出型计算中，可直接用厂家提供的性能曲线所给出的数值的数值(shz)。 对于抽出式通风，通风机装置全压对于抽出式通风，通风机装置全压hft，主要，主要用来克服矿井的通风阻力和排入大气时的速压损用来克服矿井的通风阻力和排入大气时的速压损失。通风机用来克服井巷通风阻力的那部分通风失。通风机用来克服井巷通风阻力的那部分通风压力，称为通风机静压，用压力，称为通风机静压，用hfs 表示，而排入大表示，而排入大气时的速压损

12、失则为出口速压：气时的速压损失则为出口速压：hft hfshv第31页/共123页第三十二页，共123页。4. 主要通风机的功率和效率主要通风机的功率和效率（1）功率单位时间内通过通风机的流量和通）功率单位时间内通过通风机的流量和通风机给予每风机给予每1米米3空气的全部空气的全部(qunb)能量之能量之乘积，称为通风机的输出功率乘积，称为通风机的输出功率由于通风机压力有通风机全压由于通风机压力有通风机全压hft和通风机静和通风机静压压hfs之分，所以通风机的输出功率也分为通之分，所以通风机的输出功率也分为通风机全压输出功率风机全压输出功率Nfot和通风机静压输出功和通风机静压输出功率率Nfos

13、 ，即：，即： Nfot hft.Qf/1000，kW Nfos hfs.Qf/1000，kW 第32页/共123页第三十三页，共123页。cdUIN1000cos3第33页/共123页第三十四页，共123页。（3）通风机的效率）通风机的效率(xio l) 通风机在运转过程中通风机在运转过程中，由于机械损失及空气流动损失等原因，通风机，由于机械损失及空气流动损失等原因，通风机轴上的功率不可能全部传递给空气，也就是说通轴上的功率不可能全部传递给空气，也就是说通风机的轴功率必然要大于通风机的输出功率，通风机的轴功率必然要大于通风机的输出功率，通风机输出功率和通风机轴功率风机输出功率和通风机轴功率N

14、轴之比，轴之比， 叫做通叫做通风机的效率风机的效率(xio l)，即：，即： ftNft/N轴轴hftQf/(1000 N轴轴) fsNfs/ N轴轴hfsQf/(1000 N轴轴) 上式中上式中ft 和和fs 分别表示通风机的全压效率分别表示通风机的全压效率(xio l)和静压效率和静压效率(xio l)。 通风机的效率通风机的效率(xio l)是衡量每台通风机工作是衡量每台通风机工作性能的重要指标之一。性能的重要指标之一。第34页/共123页第三十五页，共123页。cdsfscdtftcddQHQHNN10001000第35页/共123页第三十六页，共123页。通风机的个体特性曲线通风机的

15、个体特性曲线 将通风机装在试验管道将通风机装在试验管道(或矿井或矿井)上运转，若不断改变管道的上运转，若不断改变管道的风阻值，则可以测得一系列与风阻值相对应风阻值，则可以测得一系列与风阻值相对应(duyng)的的Q、h、N和和值。如以值。如以Q为横坐标，为横坐标，h为纵坐标，将上述测得的各对应为纵坐标，将上述测得的各对应(duyng)的的Q、h值描在坐标纸上，并连结各点，可以获得风量值描在坐标纸上，并连结各点，可以获得风量风压曲线风压曲线(简称风压曲线简称风压曲线) ，用同样方法可以得到功率、效率，用同样方法可以得到功率、效率曲线。上述诸曲线即称为通风机的个体特性曲线。曲线。上述诸曲线即称为通

16、风机的个体特性曲线。第36页/共123页第三十七页，共123页。 离心式通风机的离心式通风机的风压曲线比较平缓，风压曲线比较平缓，当风量变化时，风压当风量变化时，风压变化不大；变化不大；在其稳定工作区内在其稳定工作区内(q ni)，功率随风量的，功率随风量的增加而增加，为避免增加而增加，为避免启动负荷大引起的电启动负荷大引起的电流过大烧毁电动机，流过大烧毁电动机，所以离心式通风机启所以离心式通风机启动时，应将闸门关闭动时，应将闸门关闭，待通风机启动正常，待通风机启动正常后再逐渐打开闸门。后再逐渐打开闸门。 第37页/共123页第三十八页，共123页。 轴流式通风机的轴流式通风机的风压曲线比较风

17、压曲线比较(bjio)陡，并有一个类似陡，并有一个类似“马马鞍形鞍形”的驼峰区，当风的驼峰区，当风量变化时，风压变化量变化时，风压变化较大。轴流式通风机较大。轴流式通风机的功率曲线，在其稳的功率曲线，在其稳定工作区内，功率随定工作区内，功率随着风量的增加而减少着风量的增加而减少，为减少启动负荷，为减少启动负荷，故轴流式通风机启动故轴流式通风机启动时，不能关闭闸门。时，不能关闭闸门。第38页/共123页第三十九页，共123页。个体特性曲线的应用个体特性曲线的应用1对于抽出式通风对于抽出式通风(tng fng)矿井矿井 通风通风(tng fng)机机装置的全压装置的全压(hft)是指通风是指通风(

18、tng fng)机扩散器出风口断机扩散器出风口断面上空气的绝对全压与通风面上空气的绝对全压与通风(tng fng)机入口断面上空机入口断面上空气的绝对全压之差：气的绝对全压之差： hftPt3Pt2(Ps3hv3)一一(Ps2hv2)， Pa式中式中 Pt2 ，Pt3分别为，断面上的绝对全压，分别为，断面上的绝对全压，Pa， Ps2 ，Ps3分别为、断面上的绝对静压，分别为、断面上的绝对静压，Pa hv2 ，hv3分别为、断面上的速压，分别为、断面上的速压，Pa第39页/共123页第四十页，共123页。 因为断面的绝对因为断面的绝对(judu)静压静压Ps3就是该就是该断面同标高的地面大气压断

19、面同标高的地面大气压P，即，即Ps3P，故上，故上式可写为：式可写为： hft(PPs2)+hv3hv2 ， Pa hfths2hv3hv2， Pa 式中式中 hs2为断面上的相对静压，为断面上的相对静压，Pa。 上式表明，通风机上式表明，通风机装置的全压可以装置的全压可以(ky)通通过测定风峒内某断面上过测定风峒内某断面上的相对静压的相对静压hs2、平均速、平均速压压hv2和扩散器出口断和扩散器出口断面上的平均速压面上的平均速压hv3而而获得。获得。第40页/共123页第四十一页，共123页。 在矿山机械设备中，通常把通风机装置的全压在矿山机械设备中，通常把通风机装置的全压分为静压分为静压h

20、fs和速压和速压hfv两部分，并且两部分，并且(bngqi)把扩把扩散器出口的平均速压散器出口的平均速压hv3作为通风机的速压作为通风机的速压hfv，即，即 ： hfthfshfv，Pa式中式中 hfs通风机装置的静压。通风机装置的静压。 由于由于hfv hv3则：则： hfthfshv3，Pa与与 hfths2hv3hv2对比则：对比则： hfshs2hv2，Pa第41页/共123页第四十二页，共123页。对图中对图中1,2两点应用能量方程两点应用能量方程(fngchng)可以得到：可以得到：hr1-2 hs2hv2 hn ，Pa hr1-2 hfshn静压和矿井自然风压共静压和矿井自然风压

21、共同同(gngtng)作用，克服作用，克服矿井井巷通风阻力矿井井巷通风阻力hr1-2。因此，在抽出式通风。因此，在抽出式通风时主要应用通风机静压时主要应用通风机静压。 hv3只是将抽出的风流只是将抽出的风流排入大气。排入大气。上式表明：对抽出式通风的矿井上式表明：对抽出式通风的矿井(kungjng)，通风机装置的，通风机装置的第42页/共123页第四十三页，共123页。2对于对于(duy)压入式通风矿井，通风机装置全压压入式通风矿井，通风机装置全压为通风机扩散器出风口断面与通风机入风口断面为通风机扩散器出风口断面与通风机入风口断面的全压之差。即：的全压之差。即： hftPt2Pt1 因因 Pt

22、1P0，Pt2Ps2hv2 此外因此外因hv10故故 hftPs2hv2P0hs2hv2 上 式 表 明 ，上 式 表 明 ，压 入 式 通 风 矿 井压 入 式 通 风 矿 井(kungjng)通风机通风机装置的全压，为通装置的全压，为通风机风峒内某断面风机风峒内某断面上的相对静压上的相对静压hs2与平均速压与平均速压hv2之之和。和。第43页/共123页第四十四页，共123页。同样对图中同样对图中23两点应用能量两点应用能量(nngling)方程，可方程，可得：得： hr2-3hs2hv2Z(一一)hv3 hs2 hv2 hnhv3，Pa与与hfths2hv2对比对比 ，得：，得：hft

23、hn hr2-3 hv3，Pa 它表明，对压入式它表明，对压入式通风矿井，通风机装置通风矿井，通风机装置全压全压hft和自然风压和自然风压hn共共同作用，克服了矿井的同作用，克服了矿井的通风阻力以及通风阻力以及(yj)由出由出风井口排入大气的速压风井口排入大气的速压损失。损失。 第44页/共123页第四十五页，共123页。通风管道或矿井通风管道或矿井(kungjng)的通风阻力与风流的平方成的通风阻力与风流的平方成正比：正比：h=RQ2。 风量越大，通风阻力越高。当通风机与风量越大，通风阻力越高。当通风机与通风管道或矿井通风管道或矿井(kungjng)相连时，通风机的个体风压相连时，通风机的个

24、体风压曲线与管道或矿井曲线与管道或矿井(kungjng)的风阻特性曲线就有一交的风阻特性曲线就有一交点，这个交点就叫做通风机的工况点。如图所示，点，这个交点就叫做通风机的工况点。如图所示，a、a1和和a2为管道或矿井为管道或矿井(kungjng)的风阻由的风阻由R变为变为R1和和R2时时，所对应的工况点。，所对应的工况点。 工况点所对应的风量就是此时通工况点所对应的风量就是此时通过管道或矿井的实际风量，对应过管道或矿井的实际风量，对应的风压就是用以克服管道或矿井的风压就是用以克服管道或矿井通风阻力的通风压力。对应的功通风阻力的通风压力。对应的功率率(gngl)和效率值也是通风机和效率值也是通风

25、机此时的功率此时的功率(gngl)和效率。和效率。三、三、 通风机的工况点及合理工作通风机的工况点及合理工作(gngzu)范围范围第45页/共123页第四十六页，共123页。工况点所在位置决定了通工况点所在位置决定了通风机的风压和风量。风机的风压和风量。在使用中，我们希望通风在使用中，我们希望通风机能够供给稳定的风压和机能够供给稳定的风压和风量，不至于由某些风量，不至于由某些(mu xi)因素的影响致使风压和因素的影响致使风压和风量产生较大的波动与变风量产生较大的波动与变化。化。因此要求通风机的工况点因此要求通风机的工况点处于通风机的合理工作范处于通风机的合理工作范围。围。通风机工况点的合理通

26、风机工况点的合理(hl)范围范围第46页/共123页第四十七页，共123页。 为了使通风机运转稳定，保证通风机的工况点处于为了使通风机运转稳定，保证通风机的工况点处于一个合理的工作范围之内，对任何通风机都有如下规定一个合理的工作范围之内，对任何通风机都有如下规定：1.实际应用的风压不能超过实际应用的风压不能超过(chogu)最大风压的最大风压的0.9倍倍； 2.通风机动轮的转数不能超过通风机动轮的转数不能超过(chogu)它的额定转数它的额定转数。 3.主要通风机的静压效率不应低于主要通风机的静压效率不应低于0.7。第47页/共123页第四十八页，共123页。左限：叶片左限：叶片(ypin)安

27、装安装角角的最小值，对一级叶的最小值，对一级叶轮为轮为10，二级叶轮为，二级叶轮为15。右限：叶片右限：叶片(ypin)安装安装角角的最大值，对一级叶的最大值，对一级叶轮为轮为40，二级叶轮为，二级叶轮为45。轴流式通风机的合理工作范围：轴流式通风机的合理工作范围：上限：应在上限：应在“驼峰驼峰”右侧，实际右侧，实际(shj)应用的最大应用的最大风压值风压值 的的0.9倍以下。倍以下。下限：通风机的运转效率，不得低于下限：通风机的运转效率，不得低于0.7。第48页/共123页第四十九页，共123页。影响通风机个体特性曲线的因素有：影响通风机个体特性曲线的因素有： 1.动轮叶片安装角度动轮叶片安

28、装角度(指轴流式通风机指轴流式通风机)； 2.前导器叶片角度；前导器叶片角度； 3.通风机的新旧程度；通风机的新旧程度； 4.动轮的转数；动轮的转数； 5.动轮的直径；动轮的直径； 6.空气的重率。空气的重率。 前前3项只能通过试验观测确定。而后三项对个体特性项只能通过试验观测确定。而后三项对个体特性曲线的影响，则可根据曲线的影响，则可根据(gnj)比例定律求出。比例定律求出。 4.44.4比例比例(bl)(bl)定律与通风机类型特性曲线定律与通风机类型特性曲线第49页/共123页第五十页，共123页。第50页/共123页第五十一页，共123页。第51页/共123页第五十二页，共123页。tt

29、HuH2sHuHs2常数 HuH2第52页/共123页第五十三页，共123页。QuDQ24第53页/共123页第五十四页，共123页。n同系列风机在相似工况点的效率相等，功率系数为常数。n、 三个参数都不含有因次，因此叫无因次系数1000HQN QuDQ24常数 HuH2NHQuDN3241000QHN第54页/共123页第五十五页，共123页。二、同类型通风机的比例二、同类型通风机的比例(bl)定律定律 同类型同类型(又名同系列又名同系列)的通风机是指符合几何相似、的通风机是指符合几何相似、运动相似和动力相似的一组通风机。运动相似和动力相似的一组通风机。同类型风机在相似工况点的无因次系数同类

30、型风机在相似工况点的无因次系数 ， ，和，和是相等的。它们的压力是相等的。它们的压力H、流、流 量量Q和功率和功率N与其转与其转速速n、尺寸、尺寸D和空气密度之间成一定比例和空气密度之间成一定比例(bl)，这，这种比例种比例(bl)关系叫比例关系叫比例(bl)定律。定律。QHN第55页/共123页第五十六页，共123页。HnDH2200274. 0QnDQ304108. 0NnDN35710127. 1HuH2QuDQ24NHQuDN3241000第56页/共123页第五十七页，共123页。21212_1NNHHQQ、HnDH2200274. 0QnDQ304108. 0NnDN3571012

31、7. 1221221212222221213112100274. 000274. 0nnDDHnDHnDHH21321223211312104108. 004108. 0nnDDQnDQnDQQ32152121232522713151172110127. 110127. 1nnDDNnDNnDNN第57页/共123页第五十八页，共123页。当转数当转数n、叶轮直径、叶轮直径D和空气和空气(kngq)重率发生改变重率发生改变时，其风量、风压、功率的改变可用以比例定律求时，其风量、风压、功率的改变可用以比例定律求出：出： 3212121)(DDnnQQ上式表明：通风机的风量与叶轮上式表明：通风机的

32、风量与叶轮(yln)直径的三直径的三次方成正比，和转数的一次方成正比。次方成正比，和转数的一次方成正比。 第58页/共123页第五十九页，共123页。2212212121)()(DDnnhh上式表明：通风机的风压和空气重率的一次方上式表明：通风机的风压和空气重率的一次方成正比，和叶轮成正比，和叶轮(yln)直径的平方成正此，和直径的平方成正此，和转数的平方成正比。转数的平方成正比。 5213212121)()(DDnnNN上式表明：通风机的功率和空气重率的一次方上式表明：通风机的功率和空气重率的一次方成正比，和叶轮成正比，和叶轮(yln)直径的五次方成正比，直径的五次方成正比，和转数的三次方成

33、正比。和转数的三次方成正比。 第59页/共123页第六十页，共123页。同类型通风机比例定律的应用同类型通风机比例定律的应用 应用比例定律的公式，可以根据一台通风机的个应用比例定律的公式，可以根据一台通风机的个体特性曲线推算、绘制转数，叶轮直径和空气重率都体特性曲线推算、绘制转数，叶轮直径和空气重率都不相同的另一台同类型通风机的个体特性曲线。例如不相同的另一台同类型通风机的个体特性曲线。例如，已知某轴流式通风机的叶片安装角为，已知某轴流式通风机的叶片安装角为30，转数，转数n11500转转/分时的特性曲线，如图所示。当其它条件分时的特性曲线，如图所示。当其它条件(tiojin)不变时，利用比例

34、定律可得转数为不变时，利用比例定律可得转数为n21000转转/分时的特性曲线。其方法是：先在分时的特性曲线。其方法是：先在n1特性曲线上取特性曲线上取1、2、3、4等各点，并将各对应点的等各点，并将各对应点的hfs1、Qf1、Nf1和和1等值记录下来，根据比例定律求得各对应点等值记录下来，根据比例定律求得各对应点的的hfs2、Qf2、Nf2 、2等值，在同一坐标图上描得各等值，在同一坐标图上描得各点，并连接成点，并连接成hfs2一一Qf2、Nf2一一Qf2和和2一一Qf2曲线。曲线。即图中的即图中的n2曲线。曲线。第60页/共123页第六十一页，共123页。221221212222221213

35、112100274. 000274. 0nnDDHnDHnDHH21321223211312104108. 004108. 0nnDDQnDQnDQQ32152121232522713151172110127. 110127. 1nnDDNnDNnDNN第61页/共123页第六十二页，共123页。三、通风机的类型特性曲线三、通风机的类型特性曲线 应用上述比例定律，可以根据模型试验所得应用上述比例定律，可以根据模型试验所得(su d)的结果，绘制同类型通风机的个体特性曲线的结果，绘制同类型通风机的个体特性曲线。为了简化特性曲线，常常采用通风机的类型特性曲为了简化特性曲线，常常采用通风机的类型特性

36、曲线。类型特性曲线与个体特性曲线的区别，在于它线。类型特性曲线与个体特性曲线的区别，在于它只用一条曲线就能代表同类型通风机的工作特性。只用一条曲线就能代表同类型通风机的工作特性。类型特性曲线的用途：类型特性曲线的用途：1使通风机的特性曲线简化；使通风机的特性曲线简化；2根据类型特性曲线可以选取最有利的通风机；根据类型特性曲线可以选取最有利的通风机；3可以比较不同类型的通风机的工作性能。可以比较不同类型的通风机的工作性能。第62页/共123页第六十三页，共123页。 要绘出某一类型的风机类型特性曲线，上式中流量系数要绘出某一类型的风机类型特性曲线，上式中流量系数 和压力系数和压力系数 可以利用同

37、类型通风机的相似可以利用同类型通风机的相似(xin s)模型试验模型试验获得，即将扇机模型与试验管道相连接运转，并利用试验管道获得，即将扇机模型与试验管道相连接运转，并利用试验管道依次调节通风机的工况点，然后依次算出各工况点相对应的依次调节通风机的工况点，然后依次算出各工况点相对应的 、 值。如以值。如以 横坐标，横坐标， 为纵坐标，将各工况点所对应为纵坐标，将各工况点所对应 、 各各值绘于同一坐标纸上，并连各点即为该通风机类型特性曲线中值绘于同一坐标纸上，并连各点即为该通风机类型特性曲线中的的 曲线。同样可得曲线。同样可得 曲线和曲线和 曲线。曲线。 同样，有了某类通风机的类型特性曲线，就可

38、推算出此类同样，有了某类通风机的类型特性曲线，就可推算出此类型通风机中某种机号型通风机中某种机号(即叶轮径即叶轮径D为已知为已知)，以某一转数，以某一转数(即即n为已为已知知)运转时的个体特性曲线。运转时的个体特性曲线。2uhHuDQQ24324uDNNNQH 通风机类型特性通风机类型特性(txng)曲线的应用曲线的应用 HHHHNQQQQQQHQ第63页/共123页第六十四页，共123页。下图分别为下图分别为4-72和和4-62型离心式风机型离心式风机(fn j)的类型特性曲的类型特性曲线。线。 通过比较可以看出；通过比较可以看出；4-72型风机的工作型风机的工作(gngzu)范围大，效范围

39、大，效率高。因此，率高。因此，4-62通风机被通风机被4-72型所代替而不再生产。型所代替而不再生产。第64页/共123页第六十五页，共123页。 利用类型特性曲线选择最优通风机的方法是：利用类型特性曲线选择最优通风机的方法是： 首先，根据已知的矿井最大风压首先，根据已知的矿井最大风压hmax计算动轮计算动轮的圆周速度：的圆周速度： 由：由： 得：得： ，m/s式中式中 风压系数，采用类型曲线中效率最高点风压系数，采用类型曲线中效率最高点所对应的数值，对于所对应的数值，对于4-72型离心式通风机，型离心式通风机， 0.4；对于；对于G4-73型离心式通风机，型离心式通风机， =0.44；对于；

40、对于70B2型轴流式通风机，二级动轮的：型轴流式通风机，二级动轮的： 0.45，一级动轮，一级动轮的：的： 0.23。 其它其它(qt)符号意义同前。符号意义同前。2maxuhHHhumaxHHHHH第65页/共123页第六十六页，共123页。 其次，根据其次，根据(gnj)已知的风量已知的风量Q和圆周速度和圆周速度u，计算，计算最优动轮直径。因最优动轮直径。因 故有：故有： ，m式中式中 流量系数，采用类型曲线中效率最高点所对流量系数，采用类型曲线中效率最高点所对应的数值，对于应的数值，对于4-72型离心式通风机：型离心式通风机： 0.22；对于；对于G4-73型离心式通风机，型离心式通风机

41、， =0.23；对于；对于70B2型轴流式通型轴流式通风机：风机： 0.19。 根据根据(gnj)计算的计算的D值，在通风机产品目录中选择值，在通风机产品目录中选择接近此值的标准动轮直径接近此值的标准动轮直径(即机号即机号)。第三，根据第三，根据(gnj)动轮直径动轮直径D和圆周速度和圆周速度u，计算所需转，计算所需转数数n： uDQQ24uQQD4QQQQ第66页/共123页第六十七页，共123页。第67页/共123页第六十八页，共123页。1.反风装置反风装置 反风就是使正常风流反向。当进风井筒附近反风就是使正常风流反向。当进风井筒附近和井底车场发生火灾或瓦斯煤尘爆炸时，会产生和井底车场发

42、生火灾或瓦斯煤尘爆炸时，会产生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害气体。为了避大量的一氧化碳和二氧化碳等有害气体。为了避免灾害扩大，就得利用主要通风机免灾害扩大，就得利用主要通风机s的反风装置迅的反风装置迅速将风流方向反转过来。速将风流方向反转过来。规程规程(guchng)规定：要求在规定：要求在10min内能把矿内能把矿井风流方向反转过来，而且要求反风后的风量不井风流方向反转过来，而且要求反风后的风量不小于正常风量的小于正常风量的40%。 4.5矿井矿井(kungjng)主要通风机附主要通风机附属装置属装置第68页/共123页第六十九页，共123页。 利用反风道反风是一种常用的可靠方法，能满足反风

43、的利用反风道反风是一种常用的可靠方法，能满足反风的时间时间(shjin)和风量要求。下图为轴流式主要通风机抽出式通和风量要求。下图为轴流式主要通风机抽出式通风时的反风示意图，图风时的反风示意图，图A为正常通风时反风门为正常通风时反风门1和和2的位置，的位置，通风机由井下吸风，然后排至大气，若将反风门通风机由井下吸风，然后排至大气，若将反风门1、2改变为改变为图图B中的位置，风流从大气吸入通风机内，再经反风道压入中的位置，风流从大气吸入通风机内，再经反风道压入井下，使井下风流的方向改变。井下，使井下风流的方向改变。 第69页/共123页第七十页，共123页。 离心式通风机离心式通风机的反风情况如

44、图的反风情况如图4-12所示，正常通风所示，正常通风时，反风门时，反风门1和和2为为实线位置，反风时实线位置，反风时，反风门，反风门1提起，提起，而将反风门而将反风门2放下放下(fn xi)，风流自，风流自反风门反风门2进入通风进入通风机，再从反风门机，再从反风门1进入反风道进入反风道3，经，经风井压入井下。风井压入井下。第70页/共123页第七十一页，共123页。 2.防爆门防爆门 规程规定：装有主要规程规定：装有主要通风机的出风井口，应安装防通风机的出风井口，应安装防爆门。爆门。防爆门不得小于出风井口的断防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方面积，并正对出风口的风流方向。向。

45、当井下发生瓦斯当井下发生瓦斯(w s)爆炸时爆炸时，爆炸气浪将防爆门掀起，从，爆炸气浪将防爆门掀起，从而起到保护主要通风机的作用而起到保护主要通风机的作用。第71页/共123页第七十二页，共123页。 3风峒风峒 风峒是主要风峒是主要 通风机和出风井之间的一段联络巷道。通风机和出风井之间的一段联络巷道。由于通过风峒的风量很大，内外的压力差较大，因此应由于通过风峒的风量很大，内外的压力差较大，因此应特别注意降低风峒阻力和减少漏风。风峒设计时应满足特别注意降低风峒阻力和减少漏风。风峒设计时应满足： 1)风峒的断面不宜太小，其风速以风峒的断面不宜太小，其风速以10ms为宜，最大为宜，最大不应超过不应

46、超过15m/s; 2) 风峒的阻力不大于风峒的阻力不大于100200Pa。因此，风峒不宜过。因此，风峒不宜过长，与井筒的夹角为长，与井筒的夹角为6090之间，转弯部分要呈圆弧之间，转弯部分要呈圆弧形，内壁光滑形，内壁光滑(gung hu)，拐弯平缓，并保持无堆积物，拐弯平缓，并保持无堆积物，以减少其阻力。，以减少其阻力。 3) 风峒及其闸门等装置，结构要严密，以防止漏风。风峒及其闸门等装置，结构要严密，以防止漏风。第72页/共123页第七十三页，共123页。4.扩散器扩散器 在通风机出风口外，联接一段断面逐渐扩大的风道称为在通风机出风口外，联接一段断面逐渐扩大的风道称为扩散器。其作用是减少出风

47、口的速压损失，以提高通风机的扩散器。其作用是减少出风口的速压损失，以提高通风机的静压。轴流式通风机的扩散器由圆锥形内筒和外筒构成的环静压。轴流式通风机的扩散器由圆锥形内筒和外筒构成的环状扩散器。其出口还要与由混凝土砌筑成的外接扩散器相连状扩散器。其出口还要与由混凝土砌筑成的外接扩散器相连(xin lin)。外扩散器是一段向上弯曲的风道，出风口为长。外扩散器是一段向上弯曲的风道，出风口为长方形断面。离心式通风机的扩散器是长方形，其敞角取方形断面。离心式通风机的扩散器是长方形，其敞角取810，出风口断面，出风口断面(S3)与入风口断面与入风口断面(S2)之比约为之比约为34。第73页/共123页第

48、七十四页，共123页。5消音装置消音装置 通风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴通风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴流式通风机的噪音更大，以致影响工业场地和居流式通风机的噪音更大，以致影响工业场地和居民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我国规定通风机的噪音不得超过国规定通风机的噪音不得超过90dB。 速度较大的风流在通风机内和高速旋转的动速度较大的风流在通风机内和高速旋转的动轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件振动产

49、生机械噪音。当通风机的圆周振动产生机械噪音。当通风机的圆周(yunzhu)速度大于速度大于20m/s时，空气动力噪音占主要地位。正时，空气动力噪音占主要地位。正对通风机出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。对通风机出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。第74页/共123页第七十五页，共123页。 消音装置分为消音装置分为(fn wi)主动式与反射式，前者的作主动式与反射式，前者的作用是吸收声音的能量，后者是把声能反射回声源。通风用是吸收声音的能量，后者是把声能反射回声源。通风机多采用主动式消音装置，风流通过多孔性材料装成的机多采用主动式消音装置，风流通过多孔性材料装成的通道时，其噪音被吸收。对不同频率

50、的噪音消音器，消通道时，其噪音被吸收。对不同频率的噪音消音器，消音效果不同。为了更有效地降低高频率的噪音，消音板音效果不同。为了更有效地降低高频率的噪音，消音板要有足够的厚度。也可制成空心消音板，以节省材料。要有足够的厚度。也可制成空心消音板，以节省材料。第75页/共123页第七十六页，共123页。两台两台(lin ti)或两台或两台(lin ti)以上的通风机同时对风以上的通风机同时对风网进行工作，叫做通风机的联合作业或联合运转。这网进行工作，叫做通风机的联合作业或联合运转。这种作业基本分串联作业和并联作业两种。种作业基本分串联作业和并联作业两种。 一、通风机的串联作业一、通风机的串联作业

51、当通风网路的阻力较大，一台通风机不能满足需当通风网路的阻力较大，一台通风机不能满足需要时，应采用通风机串联工作。作串联工作的较少，要时，应采用通风机串联工作。作串联工作的较少，一般用于长距离掘进通风。一般用于长距离掘进通风。 通风机串联工作可分为集中串联和间隔串联两种通风机串联工作可分为集中串联和间隔串联两种，下面以集中串联为例进行分析。，下面以集中串联为例进行分析。第76页/共123页第七十七页，共123页。 两台通风机的特性曲线分别为两台通风机的特性曲线分别为和和，网路的，网路的总风阻为总风阻为R1。通风机作串联工作时，通过两台通风。通风机作串联工作时，通过两台通风机的风量必然相等，而风压

52、则相加。因此，两台通机的风量必然相等，而风压则相加。因此，两台通风机的合成曲线可按风机的合成曲线可按“风量相等，风压相加风量相等，风压相加”的原则的原则，在等风量线，在等风量线l1，l2 上将曲线上将曲线和和的纵坐标的纵坐标相加，连接各点即为合成特性曲线相加，连接各点即为合成特性曲线，它与风阻曲，它与风阻曲线线R1的交点的交点(jiodin)M0，即为联合工况点。与，即为联合工况点。与M0所对应的所对应的Q0为通风网路的总风量，且为通风网路的总风量，且Q0QQ；网路的总风压为；网路的总风压为h0。由。由M0引垂直线交曲线引垂直线交曲线于于M，交曲线，交曲线于于M，与，与MI、M所对应的风所对应

53、的风压为压为hft1和和hft2，显然有：，显然有： h0hft1hft2。第77页/共123页第七十八页，共123页。第78页/共123页第七十九页，共123页。 若通风机若通风机和和单独单独(dnd)工作，则其工工作，则其工况点分别为况点分别为M和和M，这时其风压分别为，这时其风压分别为h和和h，风量分别为，风量分别为Q和和Q。可见，。可见，Q0 Q ，Q0 Q ，说明串联工作效果较，说明串联工作效果较好，这种情况在网路风阻好，这种情况在网路风阻R越大时，越显著。越大时，越显著。所以，通风机串联工作，适合于通风阻力大的所以，通风机串联工作，适合于通风阻力大的通风网路。通风网路。第79页/共

54、123页第八十页，共123页。 当风阻由当风阻由R1降为降为R2，工况点为，工况点为B时，则时，则hh而而h0，说明串联后的风压与单独开动通风，说明串联后的风压与单独开动通风机机时的风压相等，时的风压相等，号通风机虽在运转，但产生号通风机虽在运转，但产生的风压为零。所以的风压为零。所以B点称为串联工作时的极限点。点称为串联工作时的极限点。 当风路风阻由当风路风阻由R2降到降到R3时，联合时，联合(linh)工作工作点位于极限点点位于极限点B的右侧，此时的联合的右侧，此时的联合(linh)风压和风压和风量均小于通风机风量均小于通风机工单独工作时的风压和风量。工单独工作时的风压和风量。显然，这时通

55、风机串联工作是不合理的。显然，这时通风机串联工作是不合理的。 因此，可以得出结论，通风机串联工作，只有因此，可以得出结论，通风机串联工作，只有在由于网路风阻增大而使风量不足的情况下才能运在由于网路风阻增大而使风量不足的情况下才能运用。用。 第80页/共123页第八十一页，共123页。 主要通风机和自然风压串联主要通风机和自然风压串联主要通风机与自然风压串联工作主要通风机与自然风压串联工作(gngzu)时，其通风机时，其通风机风压与自然风压的关系，如下图所示。风压与自然风压的关系，如下图所示。第81页/共123页第八十二页，共123页。主要通风机的静压特性曲线为主要通风机的静压特性曲线为I，矿井

56、风阻特性曲，矿井风阻特性曲线为线为R，在冬季，矿井自然风压帮助机械通风，其，在冬季，矿井自然风压帮助机械通风，其特性曲线为特性曲线为，由曲线，由曲线和和按按“风量相等，风压风量相等，风压相加相加”的原则，可以得到联合工作特性曲线的原则，可以得到联合工作特性曲线，它，它与与R曲线的交点即为联合工况点曲线的交点即为联合工况点M0(Q0、h0)，而，而通风机的实际通风机的实际(shj)工作点为工作点为M1(hfs，Q0)。显然。显然，hfshnhr，表明通风机提供的风压，表明通风机提供的风压hfs加上自加上自然风压然风压hn用来克服矿井通风阻力用来克服矿井通风阻力hr。若无自然风。若无自然风压作用时

57、，通风机单独工作的工况点为压作用时，通风机单独工作的工况点为M(h0，Q0)， Q0QN，但但Q02QN。这是因为通风机并联后，使网路的总风。这是因为通风机并联后，使网路的总风量增加的同时，网路的总阻力也由量增加的同时，网路的总阻力也由h1增为增为h，因而，因而使风量减小。这种现象使风量减小。这种现象(xinxing)在网路风阻增加时在网路风阻增加时更为明显。更为明显。 当风阻由当风阻由R1增加为增加为R2时，时，QM2QN；只有当；只有当网路风阻变为网路风阻变为0时，通风机并联工作的总风量才能等于时，通风机并联工作的总风量才能等于单独运转时风量的二倍。由此得出结论；通风机并联单独运转时风量的

58、二倍。由此得出结论；通风机并联工作效果与通风网路的风阻有关，风阻越小，效果越工作效果与通风网路的风阻有关，风阻越小，效果越好。否则并联没有意义。好。否则并联没有意义。 第87页/共123页第八十八页，共123页。 2两台型号不同的通风机并联工作两台型号不同的通风机并联工作 如下图图如下图图所示，所示，、分别为两台通风机的静压特性分别为两台通风机的静压特性(txng)曲线，矿井总风阻为曲线，矿井总风阻为R，同样根据，同样根据“风压相风压相等，风量相加等，风量相加”的原则，得通风机的原则，得通风机、联合工作联合工作特性特性(txng)曲线曲线，它与，它与R曲线的交点为曲线的交点为M0，M0即是并联

59、工作时的工况点。与即是并联工作时的工况点。与M0对应的风量对应的风量Q0则为矿井总风量，通风机并联工作的静压为则为矿井总风量，通风机并联工作的静压为h0，且，且h0hfs1hfs2。h0是用来克服矿井井巷通风是用来克服矿井井巷通风阻力阻力hr的。由的。由M0引水平线得引水平线得M和和M，与，与M、M对应的风量对应的风量Q、Q即为通风机即为通风机和和各自的排风量。各自的排风量。 工况点工况点N1和和N2所对应的风量所对应的风量Q1和和Q2为两通为两通风机单独在矿井风阻为风机单独在矿井风阻为R的网路上运转时的风量，的网路上运转时的风量，显然：显然：Q0(Q1Q2)。第88页/共123页第八十九页，

60、共123页。第89页/共123页第九十页，共123页。 若矿井若矿井(kungjng)风阻由风阻由R增加到增加到R，并与，并与曲线曲线交于交于A点，这时点，这时A对应的对应的号通风机的风号通风机的风量量Q0，表明，表明号通风机为无效运转。故号通风机为无效运转。故A点点称为并联运转的极限点或分界点。称为并联运转的极限点或分界点。 若矿井若矿井(kungjng)风阻由风阻由R再增加到再增加到R“，与与的交点为的交点为A，A位于位于A点的左侧。此时点的左侧。此时号号通风机产生的风量为负值通风机产生的风量为负值(Q”)。这说明，该。这说明，该通风机不仅不起作用，反而成了通风机不仅不起作用，反而成了号通