第4章礦井通風(fēng)動力PPT課件

1、1/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 1 第四章第四章 礦井通風(fēng)動力礦井通風(fēng)動力 2/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 2 第一節(jié)第一節(jié) 自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓 第二節(jié)第二節(jié) 礦用通風(fēng)機的類型及構(gòu)造礦用通風(fēng)機的類型及構(gòu)造 第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)機附屬裝置通風(fēng)機附屬裝置 第四節(jié)第四節(jié) 通風(fēng)機實際特性曲線通風(fēng)機實際特性曲線 第五節(jié)第五節(jié) 通風(fēng)機工況點及其經(jīng)濟運行通風(fēng)機工況點及其經(jīng)濟運行 第六節(jié)第六節(jié) 通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn) 3/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 3 1 1、上一章

2、內(nèi)容回顧、上一章內(nèi)容回顧 1)1)、上一章所講的主要內(nèi)容、上一章所講的主要內(nèi)容 風(fēng)速在井巷斷面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的計算、風(fēng)速在井巷斷面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的計算、 摩擦阻力系數(shù)、摩擦風(fēng)阻、尼古拉茲實驗、礦井局部阻力系數(shù)的計摩擦阻力系數(shù)、摩擦風(fēng)阻、尼古拉茲實驗、礦井局部阻力系數(shù)的計 算方法、礦井風(fēng)阻特性曲線及畫法、總風(fēng)阻與等積孔的計算及降低算方法、礦井風(fēng)阻特性曲線及畫法、總風(fēng)阻與等積孔的計算及降低 礦井通風(fēng)阻力的措施。礦井通風(fēng)阻力的措施。 2)2)、能解決的實際問題、能解決的實際問題 (1)(1)判斷井巷風(fēng)流狀態(tài)；判斷井巷風(fēng)流狀態(tài)； (2)(2)摩擦阻力系數(shù)及摩擦風(fēng)阻值

3、的計算；摩擦阻力系數(shù)及摩擦風(fēng)阻值的計算； (3)(3)礦井通風(fēng)阻力計算問題礦井通風(fēng)阻力計算問題 (4)(4)降低礦井通風(fēng)阻力的技術(shù)措施降低礦井通風(fēng)阻力的技術(shù)措施 4/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 4 2 2、本章的重點：、本章的重點： 1)1)自然風(fēng)壓的產(chǎn)生、計算、利用與控制自然風(fēng)壓的產(chǎn)生、計算、利用與控制 2)2)軸流式和離心式主要通風(fēng)機特性軸流式和離心式主要通風(fēng)機特性 3)3)主要通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)主要通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn) 4)4)主要通風(fēng)機的合理工作范圍主要通風(fēng)機的合理工作范圍 3 3、本章的難點：、本章的難點： 1)1)自然風(fēng)壓的計算、利用與控制自

4、然風(fēng)壓的計算、利用與控制 2)2)主要通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)主要通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn) 3)3)主要通風(fēng)機的合理工作范圍主要通風(fēng)機的合理工作范圍 4 4、本章的思考題、本章的思考題 1)1)煙囪煙囪為什么能夠排煙？為什么能夠排煙？ 2)2)礦井主要通風(fēng)機為什么要有礦井主要通風(fēng)機為什么要有反風(fēng)裝置反風(fēng)裝置？ 3)3)通風(fēng)機為啥有通風(fēng)機為啥有個體特性曲線、類型曲線和通用特性曲線個體特性曲線、類型曲線和通用特性曲線？ 4)4)礦井主要通風(fēng)機工況點是礦井主要通風(fēng)機工況點是靜態(tài)靜態(tài)的，還是的，還是動態(tài)動態(tài)的，為什么？的，為什么？ 5)5)軸流式通風(fēng)機為什么會出現(xiàn)軸流式通風(fēng)機為什么會出現(xiàn)喘振現(xiàn)象喘振現(xiàn)象？ 6)6)兩

5、臺風(fēng)機兩臺風(fēng)機并聯(lián)運行時礦井風(fēng)量一定增大并聯(lián)運行時礦井風(fēng)量一定增大嗎？嗎？ 5/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 5 概述概述 通風(fēng)動力兩種：通風(fēng)動力兩種：自然通風(fēng)自然通風(fēng)與與機械通風(fēng)機械通風(fēng) 風(fēng)流在礦井中流動，新鮮空氣進入，渾濁氣體（乏風(fēng)）排出，這都需要通風(fēng)流在礦井中流動，新鮮空氣進入，渾濁氣體（乏風(fēng)）排出，這都需要通 風(fēng)動力，不論是自然風(fēng)壓還是機械通風(fēng)機，這些都是通風(fēng)動力。風(fēng)動力，不論是自然風(fēng)壓還是機械通風(fēng)機，這些都是通風(fēng)動力。 通風(fēng)動力的發(fā)展情況總體上來說：通風(fēng)動力的發(fā)展情況總體上來說：純自然風(fēng)壓純自然風(fēng)壓風(fēng)箱、牛皮囊、水車風(fēng)箱、牛皮囊、水車蒸蒸

6、汽機汽機現(xiàn)在的通風(fēng)機?，F(xiàn)在的通風(fēng)機。 古代采煤，井深一般在古代采煤，井深一般在2020丈之內(nèi)（丈之內(nèi)（5050米）米）。（唐。（唐. .李善對李善對魏都賦魏都賦的注中的注中 講明井深講明井深8 8丈（約丈（約2727米），由于沒有機械設(shè)備，通風(fēng)動力人們就自發(fā)地利用米），由于沒有機械設(shè)備，通風(fēng)動力人們就自發(fā)地利用 自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓。 最初采用是一個獨眼井最初采用是一個獨眼井( (天工開物天工開物中有記載中有記載) )。首先是依靠。首先是依靠井壁溫度與井壁溫度與 大氣溫度大氣溫度( (或燃火或燃火) )不同造成空氣流動來進行通風(fēng)，后來井下有了通風(fēng)回路，靠不同造成空氣流動來進行通風(fēng)，后來井下有了通風(fēng)

7、回路，靠 進、出井口的高度進、出井口的高度來通風(fēng)，這時也來通風(fēng)，這時也利用火爐利用火爐（在回風(fēng)井筒內(nèi)），靠（在回風(fēng)井筒內(nèi)），靠熱動力熱動力來通來通 風(fēng)，空氣加熱密度變輕上升，來產(chǎn)生空氣流動。風(fēng)，空氣加熱密度變輕上升，來產(chǎn)生空氣流動。 6/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 6 概述概述 隨著開采深度的增加，通風(fēng)阻力增大，這時人們就采用井下多設(shè)置隨著開采深度的增加，通風(fēng)阻力增大，這時人們就采用井下多設(shè)置 火爐，就是提高溫度，加快氣流上升的動力?；馉t，就是提高溫度，加快氣流上升的動力。 自然風(fēng)壓利用到了極限后，仍不能滿足開采用風(fēng)時，開始利用水車、自然風(fēng)壓利用到

8、了極限后，仍不能滿足開采用風(fēng)時，開始利用水車、 風(fēng)箱、風(fēng)扇、牛皮囊等機械裝置向礦井內(nèi)壓風(fēng)。這標(biāo)志著機械通風(fēng)的開風(fēng)箱、風(fēng)扇、牛皮囊等機械裝置向礦井內(nèi)壓風(fēng)。這標(biāo)志著機械通風(fēng)的開 始。始。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，瓦特發(fā)明了蒸汽機，真正意義上的機械通風(fēng)開隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，瓦特發(fā)明了蒸汽機，真正意義上的機械通風(fēng)開 始了瓦特。始了瓦特。 雖然現(xiàn)在礦井要求必須進行機械通風(fēng)，但自然風(fēng)壓是始終存在的，任雖然現(xiàn)在礦井要求必須進行機械通風(fēng)，但自然風(fēng)壓是始終存在的，任 何礦井中都不可避免自然風(fēng)壓，它在現(xiàn)代礦井通風(fēng)中也起著很重要的作何礦井中都不可避免自然風(fēng)壓，它在現(xiàn)代礦井通風(fēng)中也起著很重要的作 用，。用，。 7/60

9、河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 7 第一節(jié)第一節(jié) 自然風(fēng)壓自然風(fēng)壓 一、一、 自然風(fēng)壓及其形成和計算自然風(fēng)壓及其形成和計算 1 1、自然風(fēng)壓與自然通風(fēng)、自然風(fēng)壓與自然通風(fēng) 由由自然因素自然因素作用而形成的通風(fēng)叫作用而形成的通風(fēng)叫自然通風(fēng)自然通風(fēng)。 冬季冬季：空氣柱：空氣柱0-1-20-1-2比比5-4-35-4-3的的 平均溫度較低，平均平均溫度較低，平均 空氣密空氣密 度較大，導(dǎo)致兩空氣柱作用度較大，導(dǎo)致兩空氣柱作用 在在2-32-3水平面上的重力不等。水平面上的重力不等。 它使空氣源源不斷地從井它使空氣源源不斷地從井 口口1 1流入，從井口流入，從井口5

10、 5流出。流出。 夏季夏季：相反。：相反。 自然風(fēng)壓：自然風(fēng)壓：在通風(fēng)系統(tǒng)中，由于在通風(fēng)系統(tǒng)中，由于重力差引起的通風(fēng)壓力重力差引起的通風(fēng)壓力，就叫該系統(tǒng)的自然風(fēng)壓。，就叫該系統(tǒng)的自然風(fēng)壓。 其大小等于其大小等于作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差。作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差。 0 1 2 3 4 5 dz1 dz2 z 8/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 8 2 2、自然風(fēng)壓的計算、自然風(fēng)壓的計算 根據(jù)自然風(fēng)壓定義，自然風(fēng)壓是根據(jù)自然風(fēng)壓定義，自然風(fēng)壓是“勢函數(shù)勢函數(shù)”，是一種勢能，因此要注意選取計算的參，是一種勢能，因此要注意選取計算的參 考面，即考面

11、，即0 0勢位面，圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓勢位面，圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓H HN N可用下式計算可用下式計算 ： 為了簡化計算，一般采用測算出為了簡化計算，一般采用測算出0-1-20-1-2和和5-4-35-4-3井巷中空氣密度的平均值井巷中空氣密度的平均值m1 m1和 和m2 m2，用 ，用 其分別代替上式的其分別代替上式的1 1和和2 2，則上式可寫為：，則上式可寫為： 在實際測量計算中，常?。涸趯嶋H測量計算中，常取： 注意注意：1 1）自然風(fēng)壓的計算必須取一）自然風(fēng)壓的計算必須取一閉合系統(tǒng)閉合系統(tǒng)。 2 2）進風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須?。┻M風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須取相同的標(biāo)高相同的標(biāo)高。 3 3）一般

12、選取最低點作為）一般選取最低點作為基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面。 gdZgdZH N 5 3 2 2 0 1 )( 21mmN ZgH 0 1 2 3 4 5 dz1 dz2 z n n m 0 9/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 9 二、二、 自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律 影響自然風(fēng)壓的決定性因素是影響自然風(fēng)壓的決定性因素是兩側(cè)空氣柱的密度差兩側(cè)空氣柱的密度差，而空氣密度，而空氣密度 又受又受溫度溫度T T、大氣壓力、大氣壓力P P、氣體常數(shù)、氣體常數(shù)R R( (氣體常數(shù)氣體常數(shù) ，是一個只與氣體的種，是一個只與氣體的種 類有關(guān)，與氣體所

13、處的狀態(tài)無關(guān)的一個物理量類有關(guān)，與氣體所處的狀態(tài)無關(guān)的一個物理量 ) )和相對濕度和相對濕度等因素等因素 影響。因此，影響自然風(fēng)壓的因素可用下式表示：影響。因此，影響自然風(fēng)壓的因素可用下式表示： H HN N=f(Z=f(Z）=f(T,P,R,)=f(T,P,R,)，ZZ 1 1、溫差：、溫差：礦井某一回路中礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響兩側(cè)空氣柱的溫差是影響H HN N的主要因素的主要因素。 影響氣溫差的主要因素是影響氣溫差的主要因素是地面入風(fēng)流氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換地面入風(fēng)流氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換。其。其 影響程度隨礦井的開拓方式、開采深度、地形、地質(zhì)原因不同而有不影響程度隨礦井

14、的開拓方式、開采深度、地形、地質(zhì)原因不同而有不 同的影響，在山區(qū)淺井，受地面溫度影響大，深井偏小。同的影響，在山區(qū)淺井，受地面溫度影響大，深井偏小。 1012 1234 5678911 12 月份 HN 10/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 10 二、二、 自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律 2 2、空氣成分和濕度：、空氣成分和濕度：它影響空氣的密度，因而對自然風(fēng)壓也它影響空氣的密度，因而對自然風(fēng)壓也 有一定影響，但影響較小。有一定影響，但影響較小。 3 3、井深：、井深：H HN N與礦井或回路與礦井或回路最高與最低點間的高差最

15、高與最低點間的高差Z Z成正比成正比。 4 4、主要通風(fēng)機：、主要通風(fēng)機：主要通風(fēng)機工作對自然風(fēng)壓的大小和方向也主要通風(fēng)機工作對自然風(fēng)壓的大小和方向也 有一定影響。因為礦井主要通風(fēng)機工作決定了有一定影響。因為礦井主要通風(fēng)機工作決定了主風(fēng)流的方向主風(fēng)流的方向，加加 之風(fēng)流與圍巖的熱交換之風(fēng)流與圍巖的熱交換，使，使回風(fēng)井氣溫高于進風(fēng)井，在進風(fēng)井周回風(fēng)井氣溫高于進風(fēng)井，在進風(fēng)井周 圍形成了冷卻帶圍形成了冷卻帶以后，即使風(fēng)機停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個井以后，即使風(fēng)機停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個井 筒之間在一定時期內(nèi)仍有一定的筒之間在一定時期內(nèi)仍有一定的氣溫差氣溫差，從而仍有一定的，從而仍有一定的自然風(fēng)自

16、然風(fēng) 壓壓起作用。起作用。 11/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 11 三、自然風(fēng)壓的控制和利用三、自然風(fēng)壓的控制和利用 自然風(fēng)壓既可作為自然風(fēng)壓既可作為礦井通風(fēng)的動力礦井通風(fēng)的動力，也可能是，也可能是事故的肇兇事故的肇兇。因此，。因此， 研究自然風(fēng)壓的控制和利用具有重要意義。研究自然風(fēng)壓的控制和利用具有重要意義。 1 1、新設(shè)計礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮利、新設(shè)計礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮利 用地形和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c。用地形和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c。新井設(shè)計應(yīng)盡量使自然風(fēng)壓全年的方向與機新井設(shè)計應(yīng)盡量使自然風(fēng)壓全年的方向與機

17、 械通風(fēng)機方向一致。械通風(fēng)機方向一致。 2 2、根據(jù)自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，應(yīng)、根據(jù)自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，應(yīng)適時調(diào)整主通風(fēng)機的工況點適時調(diào)整主通風(fēng)機的工況點，使，使 其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。 3 3、在建井時期，要注意、在建井時期，要注意因地制宜和因時制宜利用自然風(fēng)壓通風(fēng)因地制宜和因時制宜利用自然風(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 也可利用自然通風(fēng)；有條件時還可利用鉆孔構(gòu)成回路。也可利用自然通風(fēng)；有條件時還可利用鉆孔構(gòu)成回路。 4 4、利用自然風(fēng)壓做好

18、、利用自然風(fēng)壓做好非常時期通風(fēng)非常時期通風(fēng)。一旦主要通風(fēng)機因故遭受破。一旦主要通風(fēng)機因故遭受破 壞時，便可利用自然風(fēng)壓進行通風(fēng)。壞時，便可利用自然風(fēng)壓進行通風(fēng)。 12/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 12 5 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，、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，防止因防止因 自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無風(fēng)或反向而發(fā)生事故自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無風(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。如圖是四川某礦因自然風(fēng)壓使風(fēng)流反向示意圖。 ABBABB CEFA

19、 CEFA系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為： DBBDBB CED CED系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為： 自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機作用方向相反。相當(dāng)于在平硐口自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機作用方向相反。相當(dāng)于在平硐口A A和進風(fēng)立井口和進風(fēng)立井口D D各安裝一臺各安裝一臺 抽風(fēng)機（向外）。抽風(fēng)機（向外）。 )( AF CB NA ZgH )( BE CB ND ZgH ab c d ef b RDRC Z a b c d b 13/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 13 設(shè)設(shè)ABAB風(fēng)流停滯，對回路風(fēng)流停滯，對回路ABDEFAABDEFA和和ABBCEFAAB

20、BCEFA可分別列出壓力平衡方程：可分別列出壓力平衡方程： 式中：式中： H HS S風(fēng)機靜壓，風(fēng)機靜壓，PaPa； QDBBCQDBBC風(fēng)路風(fēng)量，風(fēng)路風(fēng)量，m m3 3/S;/S; R RD D、R RC C分別為分別為DBDB和和BBCBBC分支風(fēng)阻，分支風(fēng)阻，NSNS2 2/m/m8 8。 兩式相除：兩式相除： 此即此即ABAB段風(fēng)流停滯條件式段風(fēng)流停滯條件式。 當(dāng)上式變?yōu)楫?dāng)上式變?yōu)?則則ABAB段風(fēng)流反向。段風(fēng)流反向。 由此可知防止由此可知防止ABAB風(fēng)路風(fēng)流反向的措施有風(fēng)路風(fēng)流反向的措施有：（：（1 1）加大）加大R RD D；（；（2 2）增大）增大H HS S； （3 3）在）在

21、A A點安裝風(fēng)機向巷道壓風(fēng)。點安裝風(fēng)機向巷道壓風(fēng)。 2 2 QRHH QRHH CNAS DNDNA C D NAS NDNA R R HH HH C D NAS NDNA R R HH HH 14/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 14 第二節(jié)第二節(jié) 礦用通風(fēng)機的類型及構(gòu)造礦用通風(fēng)機的類型及構(gòu)造 礦井的通風(fēng)動力主要是通風(fēng)機，每個風(fēng)井至少有礦井的通風(fēng)動力主要是通風(fēng)機，每個風(fēng)井至少有2 2臺主要通風(fēng)機臺主要通風(fēng)機（一臺（一臺 使用、備用）一般功率都很大，其電耗一般為全礦的使用、備用）一般功率都很大，其電耗一般為全礦的20%20%25%25%，有的，有的 礦

22、井甚至高達礦井甚至高達50%50%，原因是功率大效率低，平均只有，原因是功率大效率低，平均只有52.79%52.79%。 礦用通風(fēng)機按其服務(wù)范圍可分為三種：礦用通風(fēng)機按其服務(wù)范圍可分為三種： 1 1、主要通風(fēng)機，、主要通風(fēng)機，服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）；服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）； 2 2、輔助通風(fēng)機，、輔助通風(fēng)機，服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（采區(qū)或工作面），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)機通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；安全隱患，一般不用；幫助主通風(fēng)機通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；安全隱患，一般不用； 3 3、局部通風(fēng)機，、局部通風(fēng)機，服務(wù)于獨頭掘進井巷道等局部地區(qū)。服務(wù)

23、于獨頭掘進井巷道等局部地區(qū)。 按構(gòu)造和工作原理可分為：按構(gòu)造和工作原理可分為： 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機和和軸流式通風(fēng)機。軸流式通風(fēng)機。 15/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 15 一、離心式通風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理一、離心式通風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理 1 1、 風(fēng)機構(gòu)造。風(fēng)機構(gòu)造。 離心式通風(fēng)機一般由：離心式通風(fēng)機一般由：進風(fēng)口進風(fēng)口、工作輪（葉輪）、螺工作輪（葉輪）、螺 形機殼和前導(dǎo)器形機殼和前導(dǎo)器等部分組成。等部分組成。 吸風(fēng)口吸風(fēng)口有：有：單吸和雙吸單吸和雙吸兩種。在相同的條件下雙吸風(fēng)兩種。在相同的條件下雙吸風(fēng) 機葉機葉( (動動) )輪寬度是單吸風(fēng)

24、機的輪寬度是單吸風(fēng)機的兩倍兩倍。 前導(dǎo)器前導(dǎo)器( (有些通風(fēng)機無前導(dǎo)器有些通風(fēng)機無前導(dǎo)器) )，使進入葉，使進入葉( (動動) )輪的氣輪的氣 流發(fā)生預(yù)旋繞，以達到調(diào)節(jié)性能之目的。流發(fā)生預(yù)旋繞，以達到調(diào)節(jié)性能之目的。 葉輪葉輪是唯一的旋轉(zhuǎn)部件。是唯一的旋轉(zhuǎn)部件。 16/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 16 葉片出口構(gòu)造角：葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對速度風(fēng)流相對速度W W2 2的方向與圓周速度的方向與圓周速度u u2 2的反方向夾角的反方向夾角 稱為稱為葉片出口構(gòu)造角葉片出口構(gòu)造角，以，以2 2表示。表示。 離心式風(fēng)機可分為：離心式風(fēng)機可分為：前傾式（前傾

25、式（2 29090) )、徑向式（、徑向式（2 2=90=90) )和后傾式和后傾式 （2 29090) )三種。三種。 2 2不同，通風(fēng)機的性能也不同。礦用離心式風(fēng)機多為后傾式。不同，通風(fēng)機的性能也不同。礦用離心式風(fēng)機多為后傾式。 w2c2 u2c2u 2 w2 c2 u2 2 u2 c2 w2 2 17/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 17 2 2、工作原理、工作原理 當(dāng)電機通過傳動裝置帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機通過傳動裝置帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)， 獲得獲得離心力離心力。經(jīng)葉端被拋出葉輪，進入

26、機殼。在機殼內(nèi)。經(jīng)葉端被拋出葉輪，進入機殼。在機殼內(nèi)速度逐漸減小，壓力升高速度逐漸減小，壓力升高， 然后經(jīng)擴散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）然后經(jīng)擴散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力形成較低的壓力（低于進風(fēng)（低于進風(fēng) 口壓力），于是，進風(fēng)口的風(fēng)流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在口壓力），于是，進風(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。葉端流出，如此源源不斷，形成連續(xù)的流動。 3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機主要有目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機主要有G4-73G4-73、4-734-73

27、型和型和K4-73K4-73型型等。這些品種等。這些品種 通風(fēng)機具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。通風(fēng)機具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。 型號參數(shù)的含義舉例說明如下：型號參數(shù)的含義舉例說明如下： G 4 73 1 1 25 DG 4 73 1 1 25 D 代表通風(fēng)機的用途，代表通風(fēng)機的用途，K K表示表示 表示傳動方式表示傳動方式 礦用通風(fēng)機，礦用通風(fēng)機，G G代表鼓風(fēng)機代表鼓風(fēng)機 通風(fēng)機葉輪直徑（通風(fēng)機葉輪直徑（25dm) 25dm) 表示通風(fēng)機在最高效率點時表示通風(fēng)機在最高效率點時 全壓系數(shù)全壓系數(shù)1010倍化整倍化整 設(shè)計序號設(shè)計序號(1(1表示第一次設(shè)計）表示第一次設(shè)計） 表示

28、通風(fēng)機比轉(zhuǎn)速表示通風(fēng)機比轉(zhuǎn)速(n(ns s) )化整化整 表示進風(fēng)口數(shù)表示進風(fēng)口數(shù),1,1為單吸為單吸,0,0為雙吸為雙吸 18/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 18 二、軸流式風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理二、軸流式風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理 1 1、風(fēng)機構(gòu)造、風(fēng)機構(gòu)造 主要由主要由進風(fēng)口進風(fēng)口、葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴散（芯筒葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴散（芯筒）器和傳動部器和傳動部件件 等部分組成。葉輪有等部分組成。葉輪有一級一級和和二級二級兩種兩種 2 2、工作原理、工作原理 （1 1）特點：特點：在軸流式風(fēng)機中，風(fēng)流流動的特點是，當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣在軸流式風(fēng)機中，風(fēng)流

29、流動的特點是，當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣 流沿等流沿等半徑的圓柱面旋繞半徑的圓柱面旋繞流出。流出。 19/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 19 （2 2）葉片安裝角）葉片安裝角 在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為弦線弦線。弦線與動輪旋轉(zhuǎn)方向（。弦線與動輪旋轉(zhuǎn)方向（u)u)的夾角稱的夾角稱 為為葉片安裝角葉片安裝角，以，以表示。表示。 可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的葉片安裝角葉片安裝角必需保必需保 持一致持一致。 （3 3）工作原理）工作原理 當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周速度當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即

30、以圓周速度u u 移動。處于葉片迎面的氣流受擠移動。處于葉片迎面的氣流受擠 壓，壓，靜壓增加靜壓增加；與此同時，葉片背的氣體；與此同時，葉片背的氣體靜壓降低靜壓降低，翼柵受壓差作用，但，翼柵受壓差作用，但 受軸承限制，不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由受軸承限制，不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出，葉道出口流出， 翼背的低壓區(qū)翼背的低壓區(qū)“吸引吸引”葉道入口側(cè)的氣體流入葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。 u 20/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 20 3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦在用

31、的軸流式風(fēng)機有目前我國煤礦在用的軸流式風(fēng)機有1K581K58、2K582K58、GAFGAF和和BDBD或或BDKBDK（對旋（對旋 式）等系列軸流式風(fēng)機。軸流式風(fēng)機型號的一般含義是：式）等系列軸流式風(fēng)機。軸流式風(fēng)機型號的一般含義是： 1 K 58 4 251 K 58 4 25 表示表示葉輪級數(shù)表示表示葉輪級數(shù),1,1表示表示 通風(fēng)機葉輪直徑（通風(fēng)機葉輪直徑（25dm)25dm) 單級，單級，2 2表示雙級表示雙級 表示設(shè)計序號表示設(shè)計序號 表示用途，表示用途，K K表示礦用，表示礦用， T T表示通用表示通用 表示通風(fēng)機輪轂比表示通風(fēng)機輪轂比,0.58,0.58化整化整 B D K 65

32、8 24B D K 65 8 24 防爆型防爆型 葉輪直徑（葉輪直徑（24dm)24dm) 對旋結(jié)構(gòu)對旋結(jié)構(gòu) 電機為電機為8 8極（極（740r/min740r/min） 表示用途，表示用途，K K為礦用為礦用 輪轂比輪轂比0. 650. 65的的100100倍化整倍化整 21/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 21 若輪轂比低于若輪轂比低于0.40.4則認(rèn)為是低壓則認(rèn)為是低壓( (或低輪轂比或低輪轂比) )型型軸流通風(fēng)機，輪轂軸流通風(fēng)機，輪轂 比大于比大于0.710.71時，則認(rèn)為是高壓（或大輪轂比）型時，則認(rèn)為是高壓（或大輪轂比）型軸流通風(fēng)機，輪轂比

33、軸流通風(fēng)機，輪轂比 介于介于0.40.40.710.71之間的則被認(rèn)為是之間的則被認(rèn)為是中壓（或中輪轂比）型中壓（或中輪轂比）型軸流通風(fēng)機。軸流通風(fēng)機。 4 4、對旋風(fēng)機的特點、對旋風(fēng)機的特點 一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反, ,組成對旋結(jié)構(gòu)；機組成對旋結(jié)構(gòu)；機 翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差一般相差3 3；電機為防；電機為防 爆型安裝在主風(fēng)筒中的密閉罩內(nèi)，與通風(fēng)機流道中的含瓦斯氣流隔離，爆型安裝在主風(fēng)筒中的密閉罩內(nèi)，與通風(fēng)機流道中的含瓦斯氣流隔離， 密閉罩中有扁管與大氣相通，以達到散熱

34、目的。密閉罩中有扁管與大氣相通，以達到散熱目的。 22/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 22 第三節(jié)第三節(jié) 通風(fēng)機附屬裝置通風(fēng)機附屬裝置 一、風(fēng)硐一、風(fēng)硐 風(fēng)硐是連接風(fēng)機和井筒的一段巷道。通過風(fēng)量大、內(nèi)外壓差較大，應(yīng)盡量風(fēng)硐是連接風(fēng)機和井筒的一段巷道。通過風(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)。降低其風(fēng)阻，并減少漏風(fēng)。 二、擴散器二、擴散器( (擴散塔擴散塔) ) 作用作用：是降低出口速壓以提高風(fēng)機靜壓。：是降低出口速壓以提高風(fēng)機靜壓。 擴散器四面張角的大小應(yīng)視風(fēng)流從葉片出口的絕對速度方向而定?？偟脑瓟U散器四面張角的大小應(yīng)視風(fēng)流從葉片出口

35、的絕對速度方向而定?？偟脑?則是則是，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流。 三、防爆門三、防爆門( (防爆井蓋防爆井蓋) ) 在斜井井口安設(shè)防爆門，在立井在斜井井口安設(shè)防爆門，在立井 井口安設(shè)防爆井蓋。井口安設(shè)防爆井蓋。 作用：作用：當(dāng)井下一旦發(fā)生瓦斯或煤塵爆當(dāng)井下一旦發(fā)生瓦斯或煤塵爆 炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動 打開，以保護主通風(fēng)機免受毀壞；在打開，以保護主通風(fēng)機免受毀壞；在 正常情況下它是氣密的，以防止風(fēng)流短路。正常情況下它是氣密的，以防止風(fēng)流短路。 23/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通

36、風(fēng)動力 目錄 23 四、反風(fēng)裝置和功能四、反風(fēng)裝置和功能 作用：作用：使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生 的有害氣體進入作業(yè)區(qū)；有時為了適應(yīng)救護工作也需要進行反風(fēng)。的有害氣體進入作業(yè)區(qū)；有時為了適應(yīng)救護工作也需要進行反風(fēng)。 反風(fēng)方法因風(fēng)機的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有：反風(fēng)方法因風(fēng)機的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有： 1 1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)；）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)； 2 2）利用備用風(fēng)機作反風(fēng)道反風(fēng)；）利用備用風(fēng)機作反風(fēng)道反風(fēng)； 3 3）軸流式風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng)）軸流式風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng) 4 4）調(diào)節(jié)動葉安裝角反

37、風(fēng)）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。 要求：要求： 定期進行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在定期進行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在 10min10min內(nèi)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 于于正常風(fēng)量的正常風(fēng)量的40%40%；每年至少進行一次反風(fēng)演習(xí)。；每年至少進行一次反風(fēng)演習(xí)。 24/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 24 1 1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng) 離心式離心式 25/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力

38、目錄 25 軸流式軸流式 26/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 26 2 2）利用備用風(fēng)機作反風(fēng)道反風(fēng)）利用備用風(fēng)機作反風(fēng)道反風(fēng) 27/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 27 第四節(jié)第四節(jié) 通風(fēng)機實際特性曲線通風(fēng)機實際特性曲線 一、通風(fēng)機的工作參數(shù)一、通風(fēng)機的工作參數(shù) 通風(fēng)機性能主要參數(shù)是風(fēng)壓通風(fēng)機性能主要參數(shù)是風(fēng)壓H H、風(fēng)量、風(fēng)量Q Q、風(fēng)機軸功率、風(fēng)機軸功率N N、效率、效率 和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n n等。等。 （一）風(fēng)機（一）風(fēng)機( (實際實際) )流量流量Q Q 風(fēng)機的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機入口空氣

39、的體積，亦稱體風(fēng)機的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機入口空氣的體積，亦稱體 積流量。單位為積流量。單位為 m m3 3/h,m/h,m3 3/min /min 或或m m3 3/s /s 。 （二）風(fēng)機（二）風(fēng)機( (實際實際) )全壓全壓H Hf f與靜壓與靜壓H Hs s 全壓全壓H Ht t: :是通風(fēng)機對空氣作功，消耗于每是通風(fēng)機對空氣作功，消耗于每1m1m3 3 空氣的能量（ 空氣的能量（Nm/mNm/m3 3 或 或PaPa），）， 其值為風(fēng)機出口風(fēng)流的全壓與入口風(fēng)流全壓之差。其值為風(fēng)機出口風(fēng)流的全壓與入口風(fēng)流全壓之差。 忽略自然風(fēng)壓時，忽略自然風(fēng)壓時，H Ht t用以克服通風(fēng)管

40、網(wǎng)阻力用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力h hk k 和風(fēng)機出口動能損失 和風(fēng)機出口動能損失h hv v， 即即: H: Ht t=h=hR R+h+hV V,Pa,Pa 靜壓靜壓: :克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機的靜壓克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機的靜壓H HS S（PaPa）。）。 H HS S=h=hR R=RQ=RQ2 2 因此 因此 H Ht t=H=HS S+h+hV V 28/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 28 ( (三）通風(fēng)機的功率三）通風(fēng)機的功率 全壓功率：全壓功率：通風(fēng)機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率通風(fēng)機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功

41、率N Nt t。計算式：。計算式： N Nt t=H=Ht tQ Q1010-3 -3 KW KW 靜壓功率靜壓功率：用風(fēng)機靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率：用風(fēng)機靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率N NS S。計算式：。計算式： N NS S=H=HS SQ Q10103 3 KW KW 風(fēng)機的軸功率風(fēng)機的軸功率，即通風(fēng)機的輸入功率，即通風(fēng)機的輸入功率N N（kWkW）。計算式：）。計算式： 或或 式中式中 t t、 S S分別為風(fēng)機的全壓和靜壓效率。分別為風(fēng)機的全壓和靜壓效率。 電動機的輸入功率（電動機的輸入功率（ N Nm m ）：）： 設(shè)電動機的效率為設(shè)電動機的效率為 m m, ,傳動效率為

42、傳動效率為 tr tr時 時, ,則則 tt t N N 1000 QH t ss s N N 1000 QH S , 1000 trmt t trm m QHN N 29/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 29 二、通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系二、通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系 風(fēng)機房水柱計示值含義風(fēng)機房水柱計示值含義 1 1、抽出式通風(fēng)礦井、抽出式通風(fēng)礦井 （1 1）水柱（壓差）計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機靜壓之間關(guān)系）水柱（壓差）計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機靜壓之間關(guān)系 水柱計示值水柱計示值: :即為即為 4 4 斷面相對靜壓斷面相對靜壓h h4 4 故故 h h4 4

43、（負壓）（負壓）= P= P4 4 - P - P04 04 沿風(fēng)流方向，對沿風(fēng)流方向，對1 1、4 4兩斷面兩斷面 列伯努力方程列伯努力方程: : h hR14 R14=(P =(P1 1+h+hv1 v1+ +m12 m12 gZ gZ12 12) ) - (P - (P4 4+h+hv4 v4+ +m34 m34 gZ gZ34 34) ) 由風(fēng)流入口邊界條件：由風(fēng)流入口邊界條件：P Pt1 t1 P P01 01， ， 即即 P P1 1+h+hv1 v1= P = Pt1 t1=P =P01 01， ， 又因又因1 1與與4 4斷面同標(biāo)高，所以斷面同標(biāo)高，所以 P P01 01 P

44、P04 04 且：且：m12 m12gZ gZ12 12 m34 m34gZ gZ34 34 = H = HN N z 1 23 5 6 h4 44 5 30/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 30 故上式可寫為故上式可寫為: : h hR14 R14= P = P04 04 - P - P4 4- h- hv4 v4 + H + HN N h hR14 R14=|h =|h4 4|- h|- hv4 v4 + H + HN N 即即 |h|h4 4|= h|= hR14 R14 + h + hv4 v4 - H - HN N 即：即：風(fēng)機房水柱計示值反

45、映了礦井通風(fēng)阻力和自然風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。風(fēng)機房水柱計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。 （2 2）風(fēng)機房水柱計示值與風(fēng)機風(fēng)壓之間關(guān)系）風(fēng)機房水柱計示值與風(fēng)機風(fēng)壓之間關(guān)系 類似地對類似地對4 4、5 5斷面斷面( (擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的 位能差。位能差。 擴散器的阻力擴散器的阻力 h hRd Rd 風(fēng)流出口邊界條件：風(fēng)流出口邊界條件：P P5 5 P P05 05 P P04 04 故風(fēng)機全壓故風(fēng)機全壓 H Ht t- - h hRd Rd P Pt5 t5-P -Pt4 t4 =( =(P P5 5h hv5 v5 )

46、-(P )-(P4 4+h+hv4 v4) ) = = P P04 04 -P -P4 4+h+hv5 v5-h -hv4 v4 H Ht t = = |h|h4 4|h|hv4 v4+h +hRd Rd+h +hv6 v6 31/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 31 若忽略若忽略 h hRd Rd 不計，則 不計，則 H Ht t |h |h4 4|h|hv4 v4+ h + hv6 v6 風(fēng)機靜壓風(fēng)機靜壓 H Hs s |h|h4 4| h| hv4 v4 （3 3） H Ht t、 H HN N、h hR R 之間的關(guān)系 之間的關(guān)系 綜合上述兩式

47、：綜合上述兩式： H Ht t |h|h4 4| | - h - hv4 v4+h +hRd Rd+h +hv5 v5 （ h hR14 R14+h +hv4 v4-H -HN N ）- h- hv4 v4+h +hRd Rd+h +hv5 v5 h hR14 R14 + h + hRd Rd + h + hv5 v5 - H - HN N 即即 H Ht t H HN N h hR14 R14 + h + hRd Rd + h + hv5 v5 表明：表明：扇風(fēng)機風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴散器的阻扇風(fēng)機風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴散器的阻 力，以及擴器出口動能損失。力，以及

48、擴器出口動能損失。 32/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 32 2 2、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng)、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng) 對對1 1、2 2兩斷面列伯努力方程得：兩斷面列伯努力方程得： h hR12 R12=(P =(P1 1+h+hv1 v1+ +m1 m1gZ gZ1 1)- (P)- (P2 2+h+hv2 v2+ +m2 m2gZ gZ2 2) ) 邊界條件及邊界條件及1 1、2 2同標(biāo)高：同標(biāo)高： P P2 2 = P = P02 02 P P01 01 故有：故有： P P1 1-P-P2 2= P= P1 1-P-P01 01= h = h1 1 m1

49、 m1gZ gZ1 1-m2 m2gZ gZ2 2=H=HN N 故上式可寫為故上式可寫為 h hR12 R12=h =h1 1+h+hV1 V1-h -hv2 v2+ H + HN N 即即 h h1 1= h= hR12 R12+ h + hv2 v2- h - hV1 V1-H -HN N 又又 H Ht t= P= Pt1 t1-P -Pt1 t1= P = Pt1 t1-P -P01 01 = P = P1 1+h+hv1 v1-P -P01 01= = h h1 1+h+hv1 v1 同理可得：同理可得： H Ht t+ H+ HN N = h = hR12 R12 + h + h

50、v2 v2 1 z2 2 h1 m1m2 11 33/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 33 三、通風(fēng)機的個體特性曲線三、通風(fēng)機的個體特性曲線 1 1、工況點工況點：當(dāng)風(fēng)機以某：當(dāng)風(fēng)機以某一轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)速、在、在風(fēng)阻的管網(wǎng)風(fēng)阻的管網(wǎng)上工作時、可測算出一上工作時、可測算出一 組工作參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、和效率組工作參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、和效率） ，這就是該風(fēng)機在管，這就是該風(fēng)機在管 網(wǎng)風(fēng)阻為時的工況點。網(wǎng)風(fēng)阻為時的工況點。 2 2、個體特性曲線個體特性曲線：不斷改變：不斷改變R R，得到許多的，得到許多的Q Q、H H、N N、。以。以Q Q為橫坐標(biāo)，為橫

51、坐標(biāo)， 分別以分別以H H、N N、為縱坐標(biāo)，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性為縱坐標(biāo)，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性 曲線。曲線。 3 3、通風(fēng)機裝置、通風(fēng)機裝置：把外接擴散器看作通風(fēng)機的組成部分，總稱之為通風(fēng)機：把外接擴散器看作通風(fēng)機的組成部分，總稱之為通風(fēng)機 裝置。裝置。 4 4、通風(fēng)機裝置的全壓、通風(fēng)機裝置的全壓td td： ：擴散器出口與風(fēng)機入口風(fēng)流的全壓之差，與擴散器出口與風(fēng)機入口風(fēng)流的全壓之差，與 風(fēng)機的全壓風(fēng)機的全壓t t之關(guān)系為：之關(guān)系為： 式中式中 h hd d擴散器阻力。擴散器阻力。 5 5、通風(fēng)機裝置的靜壓、通風(fēng)機裝置的靜壓sd sd： ： dtt

52、d hHH )( vddtsd hhHH 34/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 34 6 6、H Hs s 和和 H Hsd sd 的關(guān)系的關(guān)系 H Hs sH Ht th hvd vd 而而 只有當(dāng)只有當(dāng) h hd d+h+hVd Vdh s s， 即通風(fēng)機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機出口即通風(fēng)機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機出口 動能損失時，通風(fēng)機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高，動能損失時，通風(fēng)機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高， 即擴散器起到回收動能的作用。即擴散器起到回收動能的作用。 7 7、 H Ht t、 H Htd

53、 td、 、 H Hs s 和和 H Hsd sd 之間的關(guān)系圖之間的關(guān)系圖 )( vddtvdtdsd hhHhHH Q H Ht-Q Htd-Q HS-Q Hsd-Q 35/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 35 8 8、離心式通風(fēng)機個體特性曲線、離心式通風(fēng)機個體特性曲線 特點特點：（：（1 1）離心式風(fēng)機風(fēng)壓曲線駝峰）離心式風(fēng)機風(fēng)壓曲線駝峰 不明顯，且隨葉片后傾角度不明顯，且隨葉片后傾角度 增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲線增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲線 工作段較軸流式風(fēng)機平緩；工作段較軸流式風(fēng)機平緩； （2 2）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的 變化時

54、，其風(fēng)量變化比軸變化時，其風(fēng)量變化比軸 流式風(fēng)機要大。流式風(fēng)機要大。 （3 3）離心式風(fēng)機的軸功率）離心式風(fēng)機的軸功率 隨增加而增大，只有在接隨增加而增大，只有在接 近風(fēng)流短路時功率才略有下降。近風(fēng)流短路時功率才略有下降。 風(fēng)機開啟方式：風(fēng)機開啟方式：離心式風(fēng)機在啟動時應(yīng)將風(fēng)硐中的離心式風(fēng)機在啟動時應(yīng)將風(fēng)硐中的閘門全閉閘門全閉，待其達到正常轉(zhuǎn)，待其達到正常轉(zhuǎn) 速后再將閘門逐漸打開。速后再將閘門逐漸打開。 說明：說明：（1 1）離心式風(fēng)機大多是全壓特性曲線。（）離心式風(fēng)機大多是全壓特性曲線。（2 2）當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過大）當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過大 時，常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。

55、時，常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。 H/daPa Q/m3/s N/kW/% Ht HS N t S 36/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 36 9 9、軸流式通風(fēng)機個體特性曲線、軸流式通風(fēng)機個體特性曲線 特點特點：（：（1 1）軸流式風(fēng)機的風(fēng)壓特性）軸流式風(fēng)機的風(fēng)壓特性 曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。 （2 2）駝峰點以右的特性）駝峰點以右的特性 曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定 工作段；工作段； （3 3）點以左是不穩(wěn)定工作段，）點以左是不穩(wěn)定工作段， 產(chǎn)生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象；產(chǎn)生所謂

56、喘振（或飛動）現(xiàn)象； （4 4）軸流式風(fēng)機的葉片裝置角）軸流式風(fēng)機的葉片裝置角 不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)， 功率隨增加而減小。功率隨增加而減小。 風(fēng)機開啟方式：風(fēng)機開啟方式：軸流式風(fēng)機應(yīng)在風(fēng)阻最?。ㄝS流式風(fēng)機應(yīng)在風(fēng)阻最?。ㄩl門全開閘門全開）時啟動，以減少啟）時啟動，以減少啟 動負荷。動負荷。 說明說明：軸流式風(fēng)機給出的大多是靜壓特性曲線。：軸流式風(fēng)機給出的大多是靜壓特性曲線。 Ht Hs t s /% Q/m3/s H/daPa N/kW Q/m3/s G F D M R 37/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 37 三、無因次

57、系數(shù)與類型特性曲線三、無因次系數(shù)與類型特性曲線 （一）（一） 無因次系數(shù)無因次系數(shù) 通風(fēng)機的相似條件通風(fēng)機的相似條件 比例系數(shù)：比例系數(shù)：兩個通風(fēng)機相似是指氣體在風(fēng)機內(nèi)流動過程相似，或者說它們之間兩個通風(fēng)機相似是指氣體在風(fēng)機內(nèi)流動過程相似，或者說它們之間 在任一對應(yīng)點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)。在任一對應(yīng)點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)。 幾何相似幾何相似是風(fēng)機相似的必要條件，是風(fēng)機相似的必要條件，動力相似動力相似則是相似風(fēng)機的充分條件。則是相似風(fēng)機的充分條件。 2 2、無因次系數(shù)、無因次系數(shù) （1 1）壓力系數(shù)）壓力系數(shù) 同系列風(fēng)機同系列風(fēng)

58、機在相似工況點的全壓和靜壓系數(shù)均為一常數(shù)，可用下式表示：在相似工況點的全壓和靜壓系數(shù)均為一常數(shù)，可用下式表示： 式中：式中： u u為圓周速度，為圓周速度， 為壓力系數(shù)。為壓力系數(shù)。 （2 2）流量系數(shù)）流量系數(shù) H 常數(shù) H u H 2 H Q 常數(shù) Q uD Q 2 4 38/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 38 （3 3）功率系數(shù)）功率系數(shù) 風(fēng)機軸功率風(fēng)機軸功率 ，計算公式中的，計算公式中的 H H 和和 Q Q 分別上式代入得：分別上式代入得： 同系列風(fēng)機在相似工況點的效率相等，功率系數(shù)為常數(shù)。同系列風(fēng)機在相似工況點的效率相等，功率系數(shù)為常數(shù)。

59、 、 、 三個參數(shù)都不含有因次，因此叫三個參數(shù)都不含有因次，因此叫無因次系數(shù)無因次系數(shù)。 （二）類型特性曲線（二）類型特性曲線 根據(jù)風(fēng)機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數(shù)根據(jù)風(fēng)機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數(shù)Q Q、H H、 N N和和。利用上三式計算出該系列風(fēng)機的。利用上三式計算出該系列風(fēng)機的 、 、 和和。然后。然后 以以 為橫坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，以 、 和和為縱坐標(biāo)，繪出為縱坐標(biāo)，繪出 - - 、 - - 和和 - - 曲線，此曲線即為該系列風(fēng)機的曲線，此曲線即為該系列風(fēng)機的類型特性曲線類型特性曲線，見書見書P67P67圖圖4-4- 4-64-6和圖和圖4-4-

60、74-4-7 1000 HQ N 常數(shù) N QH uD N 32 4 1000 N N QH H Q N Q H N HQ Q Q N 39/60 河南理工大學(xué)河南理工大學(xué) 安全學(xué)院安全學(xué)院 通風(fēng)動力通風(fēng)動力 目錄 39 四、比例定律與通用特性曲線四、比例定律與通用特性曲線 1 1、比例定律、比例定律 同類型風(fēng)機它們的壓力同類型風(fēng)機它們的壓力H H、流量、流量Q Q和功率和功率N N與其轉(zhuǎn)速與其轉(zhuǎn)速n n、 尺寸尺寸D D和空氣密度和空氣密度成一定比例關(guān)系，這種比例關(guān)系叫成一定比例關(guān)系，這種比例關(guān)系叫比例定律比例定律。 將轉(zhuǎn)速將轉(zhuǎn)速 u=Dn/60 u=Dn/60 代入無因次系數(shù)關(guān)系式得：代入