《流体力学与流体机械》 课件 模块八 通风设备（项目四）

项目四通风机在网路中的工作分析演讲人风机在网路中的工作分析01风机的工况点与工业利用区02通风网路的特性曲线03通风机的工况调节04目录【学习目标】能够对通风机在网路中的工作情况进行分析；掌握风机的工况点计算方法和风机的工业利用区；掌握风机工况调节的方法及在实际中的应用。每一台通风机都是和一定的网路连接在一起进行工作的。气流在网路中流动时，因克服网路中的各种阻力需要消耗能量，而通风机则是给空气提供能量补给的设备，因此，通风机的工作状态不仅决定于通风机本身，同时决定于网路的各种参数(如长度、截面等)，所以有必要对通风机在网路上的工作进行分析研究。下面对抽出式矿井通风机的工作进行分析。01风机在网路中的工作分析风机在网路中的工作分析在通风机网路上取三个断面，进风井断面Ⅰ-Ⅰ风机产、通风机入口断面Ⅱ-Ⅱ和出口断面Ⅲ-Ⅲ，利用伯努利方程进行分析。通风机产生的全压包括静压和动压两部分；静压所占比例越大，这台通风机克服网路阻力的能力也就越大。因此，在设计和使用通风机时，应努力提高通风机产生静压的能力。02通风网路的特性曲线网路的特性方程03风机的工况点与工业利用区风机的工况点每一台通风机都必须和一定的网路连接在一起才能进行工作。此时通风机所产生的风量，就是从网路中流过的风量，通风机所产生的风压，就是网路所需要的风压，风机特性曲线图上，该风量和风压所对应的点，称为通风机的工况点。离心式风机厂家一般只给出全压特性曲线，因此，网路的特性方程要用全阻力特性方程。但利用扣除动压后的静压特性方程得到的工况点，其风量是相等的。对于轴流式通风机，厂家提供的曲线是静压特性曲线，因此网路特性亦应采用静阻力特性曲线，直接获得静压工况点M。风机的工业利用区通风机的工业利用区是为保证通风机的稳定性和经济性而划定的。风机稳定工作的条件：风机的工业利用区通风机的经济工作条件是：工况点的静效率应大于或等于通风机最大静效率的0.8倍，最小不低于0.6，风机特性曲线上，既满足稳定性又满足经济性要求的范围，称为通风机的工业利用区。通风机的工业利用区见图04通风机的工况调节通风机的工况调节一般情况下，矿井开采初期，通风网路阻力较小。随着开采深度的增加，网路阻力不断增大，所需风量有时也要增加。因此，在矿井开采过程中，通风网络的参数是变化的，为了满足稳定及积极性的条件，适应这种变化，通风机的工况应具有可调节性。调节的途径有改变网路的特性曲线和改变通风机的特性曲线两种。改变网路特性曲线调节法改变网路特性曲线调节法也叫阀门节流阀，即适当关闭竖直风门，使通风网路的阻力增大，以减小流量。在开采初期，通风网路的阻力较小，网路特性曲线平滑，因此，这时的风量大于矿井实际需要的风量，如不进行调节将会造成能量损失。适当关闭阀门可以使工况点左移，风量减小，辅助功率减小。随着开采深度的增加，将闸门逐渐开大。改变通风机特性曲线调节法调节原理调节原理为比例定律，如图8-31所示。改变通风机特性曲线调节法特点调节范围较宽，在网络特性不变的情况调节时，效率不变。阶段性调速的调节机构简单，但必须在停机时操作；无级调速机构复杂投资大，但调节性能好，节电效果明显，其投资很快可以得到补偿，且能在不停机情况下完成调节工作。改变通风机特性曲线调节法前导器调节法当前导器叶片角度为正时，风压增大，风量也有一定的变化，从而达到调节的目的。调节时，利用特性曲线调节到需要的角度。这种调节方法方便，但调节范围窄，适用于辅助调节。风机的理论压头方程为：改变通风机特性曲线调节法前导器调节法当前导器叶片角度为负值时，EMBEDEquation.KSEE3为正，风压减小；当前导器叶片角度为正时，风压增大，风量也有一定的变化，从而达到调节的目的。调节时，利用特性曲线调节到需要的角度。这种调节方法方便，但调节范围窄，适用于辅助调节。改变通风机特性曲线调节法改变轴流式风机叶片安装角度调节法轴流式风机叶片安装角一般可调。在不同安装角度下，风机的特性曲线不同。厂家一般都给出在不同安装角度下的特性曲线。把通风网路特性曲线作在通风机的特性曲线上，和不同角度的风压特性相交。根据矿井需要的风量，把叶片安装角调节到需要的角度。改变通风机特性曲线调节法改变轴流式风机叶片安装角度调节法如果矿井通风采用两级轴流式风机，在开采初期风压大于实际需要，则可以把最后一级叶轮叶片全部拆下，以降低风压，达到调节风量，降低能耗的目的。在叶片数目为偶数时，也可把叶轮叶片均匀对称地拆下几片，达到降低风压，降低能耗的目的。风机是矿井用电较大的设备，为保证矿井通风的安全和经济，风机应经常进行调节。上述方法不是单一的调节法，在调节时，可采用几种方法进行综合调节。改变通风机特性曲线调节法改变轴流式通风机级数和叶片数目调节法如果矿井通风采用两级轴流式风机，在开采初期风压大于实际需要，则可以把最后一级叶轮叶片全部拆下，以降低风压，达到调节风量，降低能耗的目的。在叶片数目为偶数时，也可把叶轮叶片均匀对称地拆下几片，达到降低风压，降低能耗的目的。风机是矿井用电较大的设备，为保证矿井通风的安全和经济，风机应经常进行调节。上述方法不是单一的调节法，在调节时，可采用几种方法进行综合调节。321习题与思考题1.怎样保证风机工作的稳定性和经济性？2.简述风机工况点与工业利用区。3.选择不同类型的通风机，通风网路采用哪种特性方程？4.为什么要工况调节？风机工况调节的方法有哪些？比较各调节方法的特点和适用情况。5.什么是通风机的全压、静压和动压？6.风机入口断面