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1、前言 第第一章 概论第二二章 通风机机的基本本理论第第一节 风流的的基本性性质第二二节 通风机机的工作作原理第第三章 通风机机的构造造及性能能参数第第一节 通风机机的构造造第二节 通风机机主要性性能参数数第三节 矿井通通风机和和通风网网络的性性能曲线线第四节 通风机机参数的的比例定定律第四四章 通风机机的调节节与联合合运转第第一节 通风机机的调节节 第二节 矿井总总风量的的调节 第三节 通风机机联合运运转第五五章 通风机机的反风风第一节 矿井主主要通风风机(主扇)的布置置第二节 矿井通通风设备备的反风风装置第第六章 矿井通通风设备备的安装装第一节 安装前前的准备备工作第第二节 轴流式式通风机机
2、的安装装第三节 联轴节节安装第第四节 离心式式通风机机安装第第五节 主扇通通风机的的试运转转第七章 通风机机的噪声声控制第第一节 通风机机噪声产产生的原原因第二二节 通风机机的噪声声特性第第三节 通风机机噪声的的控制第第八章 通风机机防瓦斯斯爆炸的的安全要要求第一一节 主要通通风机第第二节 局部通通风机第第九章 矿井通通风机装装置性能能的测定定第一节 工况调调节 第二节 参数测测定第三三节 测定步步骤第四四节 通风机机装置实实测特性性曲线的的应用第第十章 矿井通通风系统统第一节 统一通通风与分分区通风风第二节 进风井井与回风风井的布布置第三三节 通风方方式和主主通风机机安装地地点第四四节 通风
3、网网路第十十一章 多级机机站通风风与井下下风机的的选用第第一节 多级机机站通风风系统的的特点第第二节 各级机机站的通通风机选选取第十十二章 矿井通通风的操操作运行行、维护护保养与与安全管管理第一一节 矿井通通风管理理规程第第二节 主扇风风机操作作工岗位位管理制制度(岗位责责任制)第三节 主扇风风机的操操作、运运行与维维护第四四节 矿用轴轴流式通通风机检检修规程程第五节 煤矿常常用新型型节能FFBCDDZ防爆抽抽出式对对旋轴流流通风机机维护第六节主主扇风机机操作工工岗位标标准流程程操作第第七节主扇扇风机事事故案例例分析第一章 概论矿井通风风的作用用就是不不断地向向井下各各个地点点供给足足够数量量
4、的新鲜鲜空气，稀稀释并排排放出各各种有害害、有毒毒及放射射性气体体和粉尘尘，调节节井下空空气的温温度和湿湿度，保保持井下下空气有有合适的的气候条条件，给给井下工工作人员员造成一一个良好好的工作作环境，以以便不断断提高劳劳动生产产率。矿井内常常见的对对安全生生产威胁胁最大的的有毒气气体有：一氧化化碳、二二氧化碳碳、二氧氧化硫、硫化氢氢等等。这些有有毒、有有害气体体的本源源的主要要途径是是：爆破破时产生生的炮烟烟、柴油油机工作作时所产产生的废废气、硫硫化矿物物的氧化化井下燃燃火、瓦瓦斯和煤煤粉爆炸炸、井下下涌出的的沼气，由由于地热热作用和和机电设设备散发发的热量量等等。矿井的通通风安全全工作时时保
5、护工工人安全全健康、促进采采矿工业业高速发发展的一一个很重重要的方方面。我我们党和和国家在在生产建建设中一一贯坚持持安全生生产的方方针，国国务院颁颁布了“关于防防止厂、矿企业业中矽尘尘危害的的决定”以及其其它劳动动保护法法令和安安全规章章制度，建建立了各各级劳动动保护组组织机构构。近年年来，随随着不断断地改革革开放，我我国矿山山不断革革新和充充实，已已经形成成一个较较为完整整地体系系。我国矿山山安全过过程对矿矿井内污污浊空气气有以下下规定：矿内空气气中氧含含量不得得低于20；有人工作作或可能能有人到到达的井井巷，二二氧化碳碳不得大大于0.5，总总回风流流中，二二氧化碳碳不超过过1；矿井内空空气
6、中一一氧化碳碳浓度不不得超过过0.000244（按按体积计计算），按按重量计计算不得得超过0.003毫克/升。爆爆破后，通通风机连连续运转转条件下下，一氧氧化碳的的浓度降降至0.002时，就就可以进进入工作作面。井下空气气中氮氧氧化合物物不得超超过0.0000225；井下空气气中硫化化氢含量量不得超超过0.0000666；井下空气气中二氧氧化碳含含量不得得超过0.000055；作业场所所空气中中粉尘允允许浓度度：含游游离二氧氧化矽大大于10者，不不得超过过2毫克/米3;小于10者，不不得超过过10毫克/米3；采掘工作作的空气气干球温温度不得得超过27；热水水型矿井井和高硫硫矿井的的空气湿湿球温
7、度度不得超超过27.5。矿井通风风系统的的有效风风量率不不得低于于60；矿井工作作场所放放射性气气体氡在在空气中中的最大大允许浓浓度为1110-110居里/升，氡氡子体的的潜能值值不超过过11104兆电子子伏/升。为了不断断提高矿矿山通风风机操作作人员的的技术水水平和管管理水平平，了解解矿井主主要通风风设备的的基本理理论知识识，本书书在以后后的章节节中将重重点介绍绍通风设设备的结结构和工工作原理理性能、通风系系统的附附属设施施、操作作、维修修及故障障处理方方法，并并对矿山山通风机机的现场场测定方方法作相相应的介介绍。第二章 通风机机的基本本理论第一节 风流基基本性质质一、 大气压力力在地球的的
8、表面，空空气的流流动产生生的风流流就是风风。由于于各地海海拔高度度、湿度度的不同同，形成成了有的的地方气气压高，有有的地方方气压低低。空气气是从气气压高的的地方流流向气压压低的地地方，气气压的高高低差就就是引起起空气流流动的原原因。这这种空气气流动的的现象就就是风流流。在一条水水平巷道道的两端端，若空空气压力力的不同同，就会会产生风风流。但但在倾斜斜及垂直直巷道的的两端，由由于空气气具有不不同的能能量，仅仅用空气气压力的的大小说说明风流流的运动动方向就就不够确确切。而而矿井空空气流动动是从能能量大的的一端流流向能量量小的一一端，这这就是风风流运动动的必要要条件。 矿井通通风是借借助于通通风机压
9、压力驱动动空气流流动，供供给井下下通风空空间足够够的风量量。单位体积积空气所所具有的的质量称称为空气气的密度度。当温温度为220，相对对湿度50、绝绝对压力力为760毫米汞汞柱、重重力加速速度为99.8007米/秒2 时，干干燥空气气的状态态称为大大气的标标准状态态。在标标准大气气状态下下空气的的密度为为1.2293公斤/米3，也就就是说每每一立方方米空气气的重量量在标准准状态下下只有11.2993公斤，它它对地面面产生的的压力叫叫做大气气压力。我们来做做一个有有关大气气压力的的试验。如图2-1所示。把装满水水银的玻玻璃管倒倒立在水水银中，这这是玻璃璃管中的的水银下下降7660毫米高度度并不继
10、继续下降降。这是是因为玻玻璃上端端是真空空状态，没没有空气气压力，而而水银槽槽的水银银面上却却作用着着大气压压力的缘缘故。这这也说明明大气压压力可以以支持7760毫米水银银高度，玻玻璃管内内水银柱柱的压力力和大气气压力相相等，并并保持了了平衡。这就是是前面所所说的，在在标准状状态下，一一个标准准大气压压用水银银柱来表表示它的的高度。同理，也也可以用用水来表表示它的的高度。通过试试验证明明：压力力是可以以用液柱柱来表示示的。可可以写成成：1标准大大气压760毫米汞汞柱103336毫米水水柱通风机的的压力，就就是利用用水柱高高度来表表示的，称称为毫米米水柱（mmHH2O）。二、 矿井通风风压力1
11、矿井风流流的点压压力（1）静静压。空空气的静静压是气气体分之之间的压压力或气气体分子子对容器器壁所施施加的压压力。所所以，空空气中某某一点的的静压在在各个方方向都相相等。静压有绝绝对静压压与相对对静压之之分。绝绝对静压压是以真真空状态态为零点计计算的压压力方式式，某点点绝对静静压的值值，就是是该点空空气压力力的真实实值，因因为绝对对静压总总是一个个大于零零的值。 矿矿井通风风中所说说的空气气压力都都指定是是压强，即即单位面面积上的的压力。矿井通风风中常用用的静压压一般是是相对压压力，就就是以当当地大气气压力为为计算基基准的静静压差。这个差差值往往往是由于于通风机机械或某某种自然然力所造造成的。
12、因而，相相对静压压所表示示的不是是该点压压力的真真实大小小，而是是该点的的真实压压力与当当地同一一标高大大气压力力之差，所所以其值值可为正正，亦可可为负。（2）动动压。空空气流动动时，施施加于与与风流垂垂直的平平面上的的压力除除静压外外，还有有动压。动压的的大小与与风流的的运动速速度有关关。只有运动动的风流流才有动动压，静静止的风风流没有有动压，并并且动压压永远是是大于零零点值。（3）全全压。风风流的全全压是该该点的静静压和动动压的叠叠加。这这里值得得指出的的是，静静压和动动压的叠叠加不单单纯是一一种计算算方法，而而且显示示了两者者的内在在联系。这两种种压力实实际是空空气具有有不同形形式的能能
13、量，在在一定条条件下，这这两种形形式的能能量可以以互相转转化。全全压则表表示这两两种能量量之和。2.矿井井风流的的压差空气在全全压的作作用下沿沿着一定定的通道道，向能能量低的的地方运运动，并并在运动动过程中中消耗本本身的能能量。从从这个意意义上讲讲，压差差是产生生风流的的原因。所谓压压差，就就是风流流中不同同断面上上两点的的总能量量差。上上风点的的能量必必定大于于下风点点的能量量。如果果管道中中两个不不同断面面的能量量相等，则则不产生生风流。风流中任任意一点点必须具具有三个个能量：静压、动压、相对于于某一水水平的位位能。观察图22-2中，a、b、c三个U型管的水水柱变化化现象。（1） a两端管
14、管都承受受同样的的大气压压力，玻玻璃管两两端液面面保持同同样的水水平。（2） b从管一一端向管管内吹气气，这时时吹气一一端管内内液面承承受的压压力增大大，两液液面不能能保持水水平，另另一端液液面就要要升高，两两液面产产生高度度差h。（3） 从管的一一端用嘴嘴抽气，这这时抽气气管内液液面承受受的压力力变小，两两液面不不保持平平衡，也也产生一一个高度度差h。由上面的的现象可可以看出出，液面面高度差差h是因为为两液面面上所承承受的压压力不同同而造成成的。管管内液面面受到的的压力越越大，液液面就越越低，反反之，管管内液面面受到的的压力越越小，液液面就越越高。 矿矿井空气气流动，就就是利用用通风机机造成
15、压压差，达达到通风风的目的的。第二节通通风机的的工作原原理 矿用通通风机按按其用途途可分为为三种：(1)用于全全矿井或或矿井某某一翼(区)的，称称为主扇扇(主力扇扇风机)；(2)用于矿矿井通风风网路内内的某些些分支风风路中借借以调节节其风量量、帮助助主扇工工作的称称为辅扇扇(辅助扇扇风机)；(3)用于矿矿井局部部地点通通风的，它它产生的的全压几几乎全部部用于克克服它的的连接的的风筒阻阻力，称称为局扇扇(局部扇扇风机)。 矿用通通风机按按其构造造原理可可分为离离心式与与轴流式式两大类类。一、离心心通风机机工作原原理图233是离心心通风机机构造简简图。1进气气室2进气气口 3叶轮4蜗壳5主轴6出气
16、气口 7出口口扩压器器气体在离离心通风风机内的的流动方方向是：从进风风口沿轴轴向进入入叶轮，随随着叶轮轮流道的的改变，气气流又从从径向出出叶轮，在在这个流流动过程程中，风风压和流流速不断断增大，气气流汇集集在螺线线形机壳壳中，气气流速度度下降而而压力上上升，最最后经过过锥形扩扩散器排排入大气气。 离心通通风机的的工作原原理：已已知气体体在离心心通风机机中的流流动先为为轴向，后后转变为为垂直于于通风机机轴的径径向运动动，当气气体通过过旋转叶叶轮的流流道间，由由于叶片片的作用用，气体体获得能能量，即即气体压压力提高高和动能能增加。当气体体获得的的能量足足以克服服其阻力力时，则则可将气气体输送送到高
17、处处或远处处。 离心式式通风机机是靠旋旋转的叶叶轮产生生的离心心力作用用增加压压力的。由于离离心力作作用气流流被甩到到叶轮出出口，这这时叶轮轮的入口口产生负负压，在在大气压压力作用用下气流流不断由由进风口口继续进进入叶轮轮，在叶叶轮中气气流获得得高速度度，在经经过螺旋旋形机壳壳时，因因为断面面不断扩扩大使气气流速度度逐渐降降低，压压力继续续增大，在在气流到到达扩散散器出口口时，气气流具有有的压力力基本上上和大气气压相等等。由此此可见，通通风机内内的气流流压力是是低于大大气压的的。通风风机的作作用就是是把低于于大气压压力的气气流吸进进去，经经过叶轮轮又给气气流增加加了压力力，然后后排向大大气。如
18、如此不断断地吸、排，以以达到输输送空气气的目的的。如果果能制造造足够长长度的扩扩散器，则则排向大大气的空空气压力力就完全全和大气气压力相相等。 在气流流从进风风口到达达扩散器器出口的的流动过过程中，叶叶轮是增增加压力力的唯一一部件。当原动动机拖动动叶轮旋旋转时，叶叶轮就对对气体做做功，使使气体获获得能量量(静压和和动能)，气体体离开叶叶轮后仍仍具有一一定的速速度进入入蜗壳，在在蜗壳中中速度降降低，将将部分动动能转变变为静压压而离开开通风机机。蜗壳壳、扩散散器的作作用是减减低气流流的动压压，增加加静压以以避免叶叶轮产生生的高速速气流直直接排出出大气而而造成损损失。叶轮是一一个使气气体获得得能量的
19、的重要部部件。不不同叶片片型式对对压力有有着不同同的影响响。离心心式通风风机叶轮轮的叶片片可以分分为三种种不同类类型。它它是按照照叶片出出口安装装角度大大小和叶叶片几何何形状来来决定的的。叶片的三三种形式式如图24所示。图244叶片的的三种形形式 (1)前向叶叶片。叶叶片出口口安装角角p。90。它分分为一般般前向叶叶片和多多翼式前前向叶片片。产生生的理论论压头最最大，动动压占的的比例大大，损失失也大。 (2)后向叶叶片。叶叶片出口口安装角角卢。90。它分分为曲线线形后向向叶片和和直线形形后向叶叶片。产产生的理理论压头头最小，静静压的比比例大，动动压占的的比例小小，损失失也小。 (3)径向叶叶片
20、。叶叶片出口口安装角角p：一90。一般般有径向向出口叶叶片和径径向直叶叶片。产产生的理理论压头头介于前前向叶片片和后向向叶片之之间。 通过比比较可以以看出，在在其他条条件相同同时三种种叶片形形式的比比较结果果： 从气体体所获得得的压力力看，前前向叶片片压头最最大，径径向叶片片居中，后后向叶片片最小。从效率观观点看，后后向叶片片损失最最小，故故效率最最高，径径向叶片片介于前前、后向向叶片之之间，前前向叶片片损失最最大，故故效率最最低。 从结构构尺寸看看，在流流量和转转速一定定时，达达到相同同的压力力前提下下，前向向叶轮直直径最小小，径向向叶轮稍稍次，后后向叶轮轮直径最最大。 因此，大大功率的的通
21、风机机一般用用后向叶叶片较多多。后向向叶片的的通风机机效率高高，压头头特性曲曲线平缓缓稳定，这这对两台台通风机机的并联联运转非非常有利利。如果果对通风风机的压压力要求求较高，而而转速或或圆周速速度又受受到一定定限制时时，则往往往选用用前向叶叶片。如如果从磨磨损和积积垢角度度看，选选用径向向直叶片片较有利利。 图25是叶片片形状图图。a为平板板型，b为圆弧弧板型，c为机翼翼型。平平板型制制造最简简单，但但效率较较低，一一般很少少应用。机翼型型制作较较复杂，但但效率高高，应用用广泛。图255叶片形形状图二、轴流流通风机机的工作作原理轴流通风风机与离离心通风风机一样样，由于于叶片与与气流相相互作用用
22、而产生生压差，使使空气沿沿轴向流流动。图266是轴流流通风机机构造简简图。气气流从集集风器进进入，通通风叶轮轮使气体体获得能能量，然然后流入入导叶，导导叶将一一部分偏偏转的气气流动能能变为静静压能，最最后通过过扩散筒筒将一部部分轴向向气流的的动能转转变为静静压能，然然后从扩扩散筒流流出，输输入管路路。1气体体的绕流流和升力力效应工程中常常见到气气体绕物物体的流流动，简简称绕流流。研究究绕流问问题的目目的，就就是研究究作用在在物体周周围的气气流速度度、压力力等的变变化情况况。首先我们们来看一一个理想想流体流流过静止止圆柱体体的情况况。如图图27a所示：图277理想流流体流过过圆柱体体 流体在在流
23、近静静止圆柱柱体前，是是一组均均匀的平平行流线线，当流流体流近近圆柱体体时，由由于圆柱柱体的阻阻碍，使使流线逐逐层发生生弯曲。绕过c、d点后，鉴鉴于理想想流体没没有粘性性，不会会产生附附面层分分离，因因此流线线又合拢拢。因为为圆柱体体是一对对称物体体，圆柱柱体并不不受任何何作用，即即使对于于实际流流体，也也只会产产生平行行于流动动方向的的阻力，在在垂直于于流动的的方向，仍仍无外力力产生。 如果圆圆柱体在在静止的的空气中中转动，根根据实际际观察，圆圆柱体周周围的流流体也将将随圆柱柱一起绕绕轴心流流动，如如图27b所示。这种流流动称为为环流。离开圆圆柱越远远的流体体转得越越慢。 如果把把转动的的圆
24、柱体体放在均均匀平行行的流体体中，这这时圆柱柱体上面面的流体体速度较较快，但但压力较较低，圆圆柱体下下面的流流体因速速度较慢慢而压力力增大。因为圆圆柱上下下压差的的作用，产产生一个个向上的的推力，称称为升力力，如图图27c所示示。上面面所产生生的这种种现象，称称为升力力效应。 理想流流体流过过轴流通通风机叶叶片翼型型的情况况和流过过圆柱体体相类似似(图28)。图288理想流流体流过过轴流通通风机叶叶片翼型型的情况况当实际流流体流过过叶型时时，表面面上存在在着附面面层，由由于起动动涡的产产生，一一个与起起动涡大大小相等等、方向向相反的的环流在在翼型周周围产生生。实际际气流绕绕叶型的的流动，可可以
25、看成成是理想想流体绕绕叶型的的流动与与叶型的的环流的的迭加。迭加的的结果改改变了叶叶型上下下表面的的速度分分布，使使叶型上上表面速速度增加加，下表表面速度度减小，于于是产生生了压差差，也就就产生了了把叶片片推向低低压区的的力，使使叶片上上升。但是轴流流通风机机的叶片片是均匀匀固定在在轮毂表表面上排排列成栅栅形的，所所以叶片片底面的的高压气气流在叶叶片推动动下向出出口流出出，叶片片上凸面面的低压压气流会会不断地地将空气气引进来来，穿过过两叶片片的通道道，向后后流动。这样在在叶轮的的旋转下下形成连连续不断断的气流流。轴流流通风机机在叶轮轮后面安安装了固固定不动动的后导导叶，它它可以改改变风流流方向
26、并并将一部部分动压压变为静静压。有有时为了了提高通通风机的的压力，在在一台风风机上安安装两个个转动叶叶轮，这这种两级级通风机机的第一一个叶轮轮之后必必须安装装中间导导叶，以以使流入入第二个个叶轮的的气流方方向与流流入第一一个叶轮轮的气流流方向相相同。2介绍绍几种轴轴流通风风机中常常用的叶叶型已有的性性能良好好的机翼翼或螺旋旋桨叶型型均可作作为通风风机的原原始叶型型。它们们的种类类很多，这这里仅介介绍常用用的几种种翼型。(1)葛葛延根叶叶型。该该叶型是是德国研研究发明明的，见见图29a。(2)RRAF6E叶型。它是英英国发明明的一种种叶型，见见图29b。(3)LLs叶型。它是参参照英国国LS型螺
27、旋旋翼型加加以修改改而得到到的一种种叶型，见见图29c。(4)CCI。ARKK Y叶型。它是美美国早期期研究发发明的，见见图29d。(5)圆圆弧板叶叶型。圆圆弧板叶叶型特性性数据是是德国葛葛延根大大学发明明的。圆圆弧板叶叶型的优优点是制制造成型型方便，但但是效率率比机翼翼型叶片片低。见见图29e。图299几种轴轴流通风风机中常常用的叶叶型a葛延延根叶型型bRAF一6E叶型cLs叶型dcLAARK Y叶型e圆弧弧板叶型型任何一种种具有尖尖后缘的的机翼叶叶型，都都可以在在较宽广广的攻角角范围内内工作。各种叶叶型的空空气动力力特性，只只有数量量上的差差别，而而无实质质上的区区分。对对已有的的任何一一
28、种叶型型，只要要在无分分离的攻攻角最佳佳范围内内，均可可以采用用于轴流流通风机机中。各种不同同几何形形状的叶叶型对其其气动特特性都有有影响，其其中最主主要的因因素是叶叶型的最最大厚度度及其位位置、叶叶型的相相对弯度度等。三、离心心式通风风机与轴轴流式通通风机的的比较矿井主要要通风机机，通常常使用离离心式和和轴流式式两大类类。离心心式通风风机因以以离心力力形成风风压而得得名；轴轴流式通通风机因因气流沿沿轴向流流动而得得名。故故一般说说来，离离心式通通风机适适用于小小流量、高压力力的场所所，而轴轴流式通通风机则则常用于于大流量量、低压压力的情情况，它它们各有有不同的的特点。1在结结构方面面，轴流流
29、式通风风机结构构紧凑，体体积较小小，重量量较轻；旧式离离心式通通风机结结构尺寸寸较大，安安装占地地较大，新新式离心心式通风风机为翼翼型风叶叶，提高高了转速速，体积积与轴流流式通风风机近似似。2轴流流式通风风机部件件装在筒筒式机壳壳内，结结构复杂杂，维修修比较困困难，离离心式通通风机结结构简单单，运行行比较可可靠。3轴流流式通风风机运转转时产生生很大噪噪声，如如不采取取消声措措施，大大都超过过国家对对噪声的的规定，违违反环境境保护法法，而采采取消声声装置需需要一定定费用或或增加通通风阻力力。离心心式通风风机产生生的噪声声较小，一一般不超超过国家家环境保保护法的的规定，但但大型高高速离心心式通风风
30、机，噪噪声也较较大，应应装消声声装置。4在通通风机的的效率方方面，离离心式通通风机的的最高效效率比轴轴流式要要高一些些，但离离心式通通风机平平均效率率不如轴轴流式通通风机高高。5在通通风机调调节方面面，轴流流式通风风机可改改变动叶叶片或静静导叶安安装角度度，改变变叶轮级级数、叶叶片片数数、导流流器等多多种方法法进行调调节风量量，以适适应矿井井需要，经经济性能能较好。离心式式通风机机一般用用闸门调调节，阻阻力损失失大，不不经济，也也有用改改变主轴轴转数、导流器器调节或或尾翼调调节等。总之离离心式通通风机可可调性能能不如轴轴流式通通风机。6在特特性方面面，轴流流式特性性曲线陡陡斜，适适合于矿矿井阻
31、力力变化大大而风量量变化不不大的矿矿井；离离心式特特性曲线线平缓，适适合于风风量变化化大而矿矿井阻力力变化不不大的矿矿井。所所以离心心式通风风机可用用闸门调调节风量量，阻力力变化较较小。轴轴流式特特性曲线线有驼峰峰，工况况点只能能在驼峰峰右侧，所所以相对对应用范范围减小小；离心心式特性性曲线一一般没有有驼峰，应应用范围围较宽。此外，离离心式通通风机在在起动时时，须关关闭闸门门，以减减小起动动负荷；而轴流流式通风风机在起起动时，可可以关闭闭闸门，也也可以打打开闸门门，起动动负荷变变化不大大。综上所述述，两种种类型的的通风机机在许多多方面各各有特点点。现综综合各种种不同特特点列表表如下：第二节通通
32、风机主主要性能能参数一、通风风机工作作的基本本参数风量、风风压、转转速、功功率及效效率是表表示通风风机性能能的主要要参数，称称为通风风机的性性能参数数。它们们共同表表达通风风机的规规格和特特性。这这里简单单地说明明它们的的概念。1风量量Q表示单位位时间流流过通风风机的空空气量，常常用单位位为米。秒、米。分、米米。小小时。2风压压H当空气流流过通风风机时，通通风机给给予每立立方米空空气的总总能量(千克米)称为通通风机的的全压H。(千克米米米。)，它总总是由静静压H，和动动压H。所组组成，即即：H。一HH，+H。 (千克米。)通风机无无论抽出出或压入入工作，其其全压H。总是是消耗于于克服矿矿井通风
33、风阻力矗矗和扩散散器出口口(抽出式)或风井井出口(压入式)的动压压损失。那么，通通风机压压入式工工作时，一一般常用用它的全全压H，来表表示它的的风压参参数，而而抽出式式工作时时，常用用它的“有效静静压”来表示示其风压压参数。3转速速”通风机转转子旋转转速度的的快慢将将直接影影响通风风机的风风量、风风压、效效率。单单位为转转分，即rpm。4功率率N驱动通风风机所需需要的功功率N称为轴轴功率，或或者说是是单位时时间内传传递给通通风机轴轴的能量量。通风风机工作作有效的的总功率率为：N。=QH。1022 (千瓦)如果通风风机风压压是用其其有效静静压H，来表表示，则则N，一QQH，1022(千瓦)5效率
34、率通风机轴轴上的功功率因为有有部分损损失而不不能全部部传给空空气，所所以就用用效率来来反映损损失的大大小及其其工作的的优劣，效效率高，即即损失小小。从不不同角度度出发有有不同的的效率，因因所用风风压参数数不同就就有：全压效率率 仇一QH。102。N静压效率率 rs=QQH，1022N二、通风风机的主主要无因因次参数数将通风机机的主要要性能参参数风量量(米。秒)、风压H(千克米。)、功率(千瓦)，转速n(转分)与通风风机特性性值：叶叶轮外径径D(米)、叶轮轮外缘的的圆周速速度U(米秒)以及气气体密度度J0(千克米。)之间的的关系用用无因次次参数来来表示，它它们分别别是：压力系数数H H一赫流量系
35、数数Q Qi型一功率系数数比转数，N一一100ON第三节矿矿井通风风机和通通风网络络的性能能曲线一、通风风机的个个体特性性曲线通风机的的风量、风压、功率、效率等等几个参参数之间间存在着着一定的的依存关关系。如如果风量量发生了了变化，相相应地风风压、功功率、效效率等也也要发生生变化。通风机的的特性曲曲线，就就是在既既定转速速下，反反映风量量、风压压、功率率、效率率之间的的关系曲曲线，它它表明通通风机的的各种工工作性能能和变化化规律，对对通风机机的选型型和分析析通风机机的工作作状态是是十分有有用的。因为空气气在通风风机内流流动情况况非常复复杂，所所以至今今我们还还无法用用理论计计算的方方法得到到它
36、的特特性曲线线，而只只能用试试验的方方法求得得。新通通风机在在出厂之之前，一一般进行行模拟试试验给出出特性曲曲线。通通常通风风机样本本给出的的特性曲曲线，是是通风机机气动特特性曲线线，其效效率为气气动效率率，而在在现场测测定的曲曲线为通通风机装装置曲线线，其效效率为装装置效率率。实际使用用时，常常将矿井井风阻特特性曲线线与通风风机特性性曲线绘绘在一张张图上，矿矿井风阻阻曲线R与通风风机QH特性曲曲线的交交点A为通风风机的工工况点。根据工工况点的的位置，便便可由图图中纵横横坐标查查出相应应的风机机、风量量、风压压、功率率、效率率。1离心心式通风风机的特特性曲线线图3110是后弯弯式离心心式通风风
37、机特性性曲线。图3一llO后弯式式离心式式通风机机特性曲曲线(1)风风量、风风压曲线线通风机机风量和和风压之之间的关关系曲线线叫做风风量一风风压曲线线(QH曲线)。轮叶叶后弯式式通风机机QH曲线一一般呈单单斜状；轮叶前前弯式通通风机QH曲线一一般呈驼驼峰状。当风量量接近零零时会出出现一最最大值，随随着风压压的增加加，风量量逐渐下下降，所所以QH曲线是是一条变变化较为为平缓的的曲线。(2)风风量功率率曲线通通风机的的风量和和功率之之间的关关系曲线线叫做风风量一功功率曲线线(QN曲线)。当风风量为零零时，功功率最小小，这是是QN特性曲曲线的一一个特点点，所以以利用这这一特点点离心通通风机是是在闸门
38、门全闭下下起动，此此时电机机消耗功功率是最最小的，利利于安全全启动，避避免电流流过大烧烧坏电机机。随着着风量的的增加，功功率是缓缓缓上升升的，最最后达到到功率的的最大值值。(3)风风量效率率曲线通通风机的的风量和和效率之之间的关关系曲线线，叫做做风量一一效率曲曲线(Q一7曲线)。当风风量为零零时，效效率也为为零，随随着风量量的增加加，效率率也逐渐渐上升，在P处到达最大值时又逐渐下降，P点是最高效率点，也就是通风机运行最经济的一点。图3-111轴流式式通风机机的特性性曲线2轴流流式通风风机的特特性曲线线如图311所示，轴轴流式通通风机与与离心式式通风机机的特性性曲线差差异较大大。(1)风风量风压
39、压曲线轴轴流通风风机的QH曲线一一般呈马马鞍一驼驼峰状，在在马鞍的的左端是是不稳定定的工作作段。多多台通风风机联合合运转时时，要特特别注意意这一点点。每一一个安装装角对应应一条QH曲线。当风量量为零时时风压有有一较大大值，随随着风量量的增加加风压逐逐渐下降降，当风风量再继继续增加加时，风风压又上上升到最最大峰值值F，尔后后又突然然下降，形形成了一一个“马鞍形”的驼峰峰区。风风量虽然然变化不不大，风风压却有有着明显显的变化化。在轴流式式通风机机中增加加了稳流流环装置置后的Q日曲线线有所不不同，Q一日曲曲线较稳稳定，见见图312。图3112增加稳稳流环装装置后的的曲线(2)风风量功率率曲线轴轴流式
40、通通风机叶叶片每一一组不同同的安装装角对应应一条QH曲线。当风量量为零时时，功率率有较大大值，随随着风量量的增加加，功率率逐渐变变为最小小值，再再到最大大值，最最后逐渐渐呈下降降趋势。轴流通通风机在在启动时时，闸门门不允许许全闭起起动，如如果全闭闭起动电电机消耗耗的功率率最大。轴流式式通风机机可以直直接启动动。(3)风风量效率率曲线 同样地地，每一一个安装装角对应应着一条条Q一叩曲曲线。其其中，设设计安装装角时所所对应的的效率最最高。由由于通风风机本身身存在能能量损失失，因此此，其输输出功率率小于输输入功率率。两者者之比即即为通风风机的效效率。Q一7曲线近近似为一一条抛物物线，随随风量的的增加
41、而而增加，当当增到最最大值后后，又随随风量的的增加而而降低。二、通风风机的工工况及其其合理工工作段通风机在在网路中中运行时时，所产产生的风风量等于于通过网网路的风风量，而而风量通通过该网网路时，对对应的阻阻力即等等于通风风机的风风压。也也就是图图313通风机机的工况况点说，矿矿井的通通风工作作是由网网路与通通风机的的配合来来完成的的。网路路有多大大的阻力力，通风风机就对对应地产产生多大大的压力力；网路路需要多多大风量量：通风风机就对对应产生生多大风风量。能能量的消消耗和供供给是平平衡的。如图3-113将网路路风阻特特性曲线线与通风风机特性性曲线画画在同一一坐标中中，两曲曲线的交交点就是是它的工
42、工况点，根根据此工工况点就就可以决决定通风风机的效效率、轴轴功率。当网路路风阻发发生变化化时，其其特性曲曲线由oR1，变到0R：或OR。，此此时工况况点随之之变为M。和Ms。工况况点发生生变化后后，通风风机的风风量、风风压、功功率、效效率等都都随之变变化。为为了保证证通风机机稳楚、经济、安全地地运行，其其工况点点要限制制在一定定的范围围内。从稳定性性考虑，离离心式通通风机工工作稳定定性较好好。一般般的轴流流通风机机特性曲曲线呈马马鞍形，且且有驼峰峰点，工工况点需需选择在在驼峰的的右侧才才能保证证其稳定定性。从经济性性考虑，要要求通风风机的静静压效率率大于60。运运干丁工工况点的的选择应应不低于
43、于最高效效率的s590范围围内最为为经济。从安全性性考虑，对对于叶轮轮外径较较大的轴轴流通风风机，不不宜选用用较高转转速，叶叶轮直径径超过150厘米时时，通风风机的转转速应选选择8级以下下，以免免超载烧烧机。第四节通通风机参参数的比比例定律律同一类型型通风机机的风量量、风压压、功率率与通风风机尺寸寸(叶轮直直径)和转数数的关系系，称之之为通风风机参数数的比例例定律。通风机属属于同一一类型就就是指彼彼此的结结构几何何上相似似，通风风机内风风流的运运动相似似和动力力相似。在通风风机中相相似理论论的应用用是非常常重要的的，它主主要应用用于通风风机的相相似设计计及性能能的相似似换算。两个通风风机相似似
44、是指叶叶轮与气气体的能能量传递递过程以以及气体体在通风风机内流流动过程程相似，或或者说它它们在任任一对应应点的同同名物理理量之比比保持常常数，这这些常数数叫做比比例常数数。1几何何相似通风机备备部件的的对应边边成比例例。例如如，一台台离心式式通风机机的叶轮轮外径、出口宽宽度、入入口直径径、入口口宽度与与另外一一台同类类型的离离心式通通风机的的上述尺尺寸之比比为常数数。2运动动相似对应点的的速度方方向相同同，比值值保持为为常数。即对应应点的速速度三角角形相似似，对应应气流角角相等。3动力力相似对应点上上各作用用力成比比例。即即作用于于运动相相似的流流体备对对应点的的力相似似，外力力方向相相同，大
45、大小之比比保持常常数。根据通风风机的相相似理论论，我们们可以证证明，只只要两个个通风机机满足上上述相似似条件，那那么它们们的无因因次参数数 就一定定是相等等的。两两个相似似的通风风机，在在转速、尺寸及及气体密密度J0发生变变化时，它它们之间间的风量量Q、风压H、功率N等特性性有表312所述的的关系。表3112是相似似通风机机在各种种情况下下的性能能换算公公式。上表中的的公式就就是同类类型通风风机的比比例定律律。必须须在此强强调指出出两点：(1)不不同类型型通风机机或者同同类型而而叶片安安装角度度不相等等时，都都不能利利用上述述定律进进行参数数换算。图3 114两种不不同转数数的Q H曲线(2)
46、上上述公式式所表示示的参数数之间的的比例关关系只是是当通风风机所工工作的网网路网风风阻无变变化时才才成立。例如，图314所示两种不同转数的QH曲线；n。、n。表示同一通风机两种不同转数时的Q-H曲线，R和R，是工作网路两种情况时的风阻曲线。图3-14中工况占、：或者尬、M。，彼此才是相似的工况点，比例定律对相似工况点才成立；也只有在这种条件下，再加上转数、尺寸变化不大，在运用比例定律换算时才可以认为通风机工作的效率不高于1即刁：叩，。不同风阻的工况点，如图上的M。同M或M，同Mz都不是相似工况点，不能直接用比例定律换算彼此的参数。第七章 通风机机的噪声声控制第一节 通风机机噪声产产生的原原因离
47、心式通通风机和和轴流式式通风机机在运行行中都会会发出噪噪声，其其中轴流流式通风风机的噪噪声更甚甚。如果果长期在在强噪声声环境中中工作，不不断受到到噪声的的刺激，就就会使人人的听觉觉神经疲疲劳，损损害人体体健康。噪声是声声波的一一种，有有强有弱弱。噪声声是用“声压级”来表示示它的大大小，声声压级的的单位是是“分贝”。其表表示方法法一般叫叫做A声级，记记做A声级分分贝(A)。A声级是是在声学学测量中中，与人人耳对声声音的感感觉比较较接近的的一种评评价方法法。通风机的的噪声一一般说来来比较高高，其噪噪声产生生的原因因有下面面三个：因空气气动力所所产生的的、由于于机械振振动产生生的、两两者互相相作用所所产生的的噪声。一、空气气动力性性噪声1冲击击噪声叶轮高速速