《安全工程通风安全学ch4.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《安全工程通风安全学ch4.pptx（129页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四章 通风(tng fng)动力通 风 安 全 学第四章 通风(tng fng)动力河南河南(h nn)工程学院工程学院安全工程系安全工程系第一页，共129页。上一章(y zhn)内容回顾1.主要内容 风速在井巷断面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的计算、摩擦阻力系数、摩擦风阻、尼古拉兹实验、矿井局部(jb)阻力系数的计算方法、矿井风阻特性曲线及画法、总风阻与等积孔的计算及降低矿井通风阻力的措施。2.解决的实际问题 (1)判断井巷风流状态；(2)摩擦阻力系数及摩擦风阻值的计算；(3)矿井通风阻力计算问题；(4)降低矿井通风阻力的技术措施。第二页，共129页。本章(bn zhn)重点难点重点：
2、重点：自然风压的产生、计算、利用与控制自然风压的产生、计算、利用与控制 轴流式和离心式主要通风机特性轴流式和离心式主要通风机特性 主要通风机的联合运转主要通风机的联合运转(ynzhun)主要通风机的合理工作范围主要通风机的合理工作范围难点：难点：自然风压的计算、利用与控制自然风压的计算、利用与控制 主要通风机的联合运转主要通风机的联合运转(ynzhun)主要通风机的合理工作范围主要通风机的合理工作范围第三页，共129页。思考题 烟囱为什么能够排烟？烟囱为什么能够排烟？矿井主要通风机为什么要有反风装置？矿井主要通风机为什么要有反风装置？通风机为啥有个体特性曲线、类型曲线和通用特性通风机为啥有个体
3、特性曲线、类型曲线和通用特性曲线？曲线？矿井主要通风机工况点是静态的，还是动态的，为矿井主要通风机工况点是静态的，还是动态的，为什么？什么？轴流式通风机为什么会出现喘振现象？轴流式通风机为什么会出现喘振现象？两台风机并联运行时矿井风量两台风机并联运行时矿井风量(fngling)一定增大一定增大吗？吗？第四页，共129页。第一节 自然风压第二节 扇风机的类型和构造第三节 主要通风机附属装置第四节 通风机实际特性曲线第五节 通风机的工况点及其经济运行第六节 通风机的联合(linh)运转第七节 矿井通风设备选型第八节 主要通风机性能测试第九节 噪声控制概述 本章主要(zhyo)内容第五页，共129页
4、。一、自然风压及其形成和计算一、自然风压及其形成和计算 由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。冬季冬季(dngj)(dngj)：空气源源不断地从井：空气源源不断地从井 口口1 1流入，从井口流入，从井口5 5流出。流出。夏季：相反。夏季：相反。自然风压：自然风压：作用在最低水平两侧空气柱重力差作用在最低水平两侧空气柱重力差012345dz1dz2z第一节 自然(zrn)风压第六页，共129页。一、自然风压及其形成和计算一、自然风压及其形成和计算2.2.自然风压的计算自然风压的计算 根据自然风压定义，上图所示系统的自然风压根据自然风压定义，上图所示系统的自然
5、风压HNHN可用下式计算：可用下式计算：一一般般采采用用(ciyng)(ciyng)测测算算出出0-1-20-1-2和和5-4-35-4-3井井巷巷中中空空气气密密度度的的平平均均值值m1m1和和m2m2，用其分别代替上式的，用其分别代替上式的11和和22，则上式可写为：，则上式可写为：注意：注意：1 1）自然风压的计算必须取一闭合系统。）自然风压的计算必须取一闭合系统。2 2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。）进风系统和回风系统必须取相同的标高。3 3）一般选取最低点作为基准面。）一般选取最低点作为基准面。第一节 自然(zrn)风压第七页，共129页。二、自然风压的影响二、自然风压的影响
6、(yngxing)(yngxing)因素及变化规律因素及变化规律自然风压影响自然风压影响(yngxing)(yngxing)因素因素 HN=f (Z HN=f (Z）=f (T,P,R,)=f (T,P,R,)，Z Z 1 1、矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响、矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响(yngxing)HN(yngxing)HN的的主要因素。主要因素。2 2、空气成分和湿度影响、空气成分和湿度影响(yngxing)(yngxing)空气的密度，因而对自空气的密度，因而对自然风压也有一定影响然风压也有一定影响(yngxing)(yngxing)，但影响，但影响(yngxing)(yn
7、gxing)较小。较小。3 3、井深。、井深。HNHN与矿井或回路最高与最低点间高差与矿井或回路最高与最低点间高差Z Z成正比。成正比。4 4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向有一定影响、主要通风机工作对自然风压的大小和方向有一定影响(yngxing)(yngxing)。1012 1234 5678911 12月份HN第一节 自然(zrn)风压第八页，共129页。三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点。地形和当地气候特点。2、根据自然风压的变化规
8、律，应适时调整主通风机的工况点，使其、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。既能满足矿井通风需要，又可节约电能。3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件也可利用自然通风；有条件(tiojin)时还可利用钻孔构成回路。时还可利用钻孔构成回路。第一节 自然(zrn)风压第九页，共129页。三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制
9、和利用 4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风。破坏时，便可利用自然风压进行通风。5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井(kungjng)，要，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。或反向而发生事故。第一节 自然(zrn)风压第十页，共129页。三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用(lyng)如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。如图是四川
10、某矿因自然风压使风流反向示意图。ABBCEFA系统的自然风压为：系统的自然风压为：DBBCED系统的自然风压为：系统的自然风压为：ABCDABCDEFBRDRCZ B2200300HNAHND第一节 自然(zrn)风压第十一页，共129页。三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用设设AB风流停滞，对回路风流停滞，对回路ABDEFA和和ABBCEFA可分别列出压可分别列出压力平衡力平衡(pnghng)方程：方程：AB段风流停滞条件式段风流停滞条件式:当上式变为当上式变为:则则AB段风流反向。段风流反向。第一节 自然(zrn)风压第十二页，共129页。三、自然风压的控制和利用三、自然风压的
11、控制和利用 由此可知防止由此可知防止AB风路风流反向的措施有：风路风流反向的措施有：（1）加大）加大RD；（2）增大）增大HS；（3）在）在A点安装点安装(nzhung)风机向巷道压风。风机向巷道压风。第一节 自然(zrn)风压第十三页，共129页。四、自然风压测定四、自然风压测定 1、平均密度测算、平均密度测算(c sun)法法 密度变化大的地方密度变化大的地方井口、井口、井底、倾斜巷道上、下，风温井底、倾斜巷道上、下，风温变化较大，变坡布置测点。变化较大，变坡布置测点。较短时间测定：较短时间测定：P，td，tw，i若高差相等：若高差相等：若高差不等：若高差不等：15234678910112
12、5-300-230第一节 自然(zrn)风压第十四页，共129页。四、自然四、自然(zrn)风压测定风压测定 1、平均密度测算法、平均密度测算法测点1234567891011标高25-60-150-220-300-300-250-200-130-13025密度1.2151.2291.2431.2751.2991.2871.2461.2311.2011.1991.177第一节 自然(zrn)风压第十五页，共129页。四、自然风压测定四、自然风压测定 2、直接测定、直接测定 1)有闸门有闸门 2)井下密闭井下密闭(mb)墙墙 3、停主要通风机测定、停主要通风机测定 测定总回风量测定总回风量Q，HN
13、=RQ2HN152346789101125-300-230HN第一节 自然(zrn)风压第十六页，共129页。四、自然风压测定四、自然风压测定(cdng)(cdng)4 4、简略计算法、简略计算法新井或延深，估算新井或延深，估算 1)1)以该区域最冷或最热月份平均气温作为最冷或最热进风温以该区域最冷或最热月份平均气温作为最冷或最热进风温度；度；2)2)井底温度比原岩温度低井底温度比原岩温度低3434，3)3)回风井按每上升回风井按每上升100m100m降低降低1 1 估算平均值，估算平均值，第一节 自然(zrn)风压第十七页，共129页。矿用通风机按其服务范围可分为三种：1、主要通风机，服务于
14、全矿或矿井的某一翼（部分）；2、辅助通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作面），帮助主通风机通风，以保证该分支风量；3、局部通风机，服务于独头掘进(jujn)井巷道等局部地区。按构造和工作原理可分为：离心式通风机和轴流式通风机。第二节 通风机类型(lixng)及构造第十八页，共129页。一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理 1、风机构造、风机构造 离离心心式式通通风风机机一一般般由由：进进风风口口、工工作作轮轮（叶叶轮轮）、螺螺形形机机壳壳和和扩扩散散器器等等部部分分组组成成。有有的的型型号号(xngho)通通风风机机在在入入风风口口中中还还有前导器。有前导器
15、。吸风口有：单吸和双吸两种。吸风口有：单吸和双吸两种。第二节 通风机类型(lixng)及构造第十九页，共129页。一、离心式通风机一、离心式通风机(fn j)的构造和工作原理的构造和工作原理 1、风机、风机(fn j)构造构造 叶叶片片出出口口构构造造角角：风风流流相相对对速速度度W2的的方方向向与与圆圆周周速速度度u2的反方向夹角称为叶片出口构造角，以的反方向夹角称为叶片出口构造角，以2表示。表示。w2c2u2c2u2w2c2u22u2c2w22第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十页，共129页。一、离心式通风机的构造和工作一、离心式通风机的构造和工作(gngzu)原理原理 1、风机
16、构造风机构造 离离 心心 式式 风风 机机 可可 分分 为为：前前 倾倾 式式（290)、径径 向向 式式（2=90)和后倾式（和后倾式（290)三种。三种。因因为为后后倾倾叶叶片片的的通通风风机机当当风风量量变变化化时时风风压压变变化化较较小小，且且效率较高，所以矿用离心式通风机多为后倾式。效率较高，所以矿用离心式通风机多为后倾式。第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十一页，共129页。一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理 2、工作原理（轴向进入，径向流出）、工作原理（轴向进入，径向流出）当当电电机机通通过过传传动动装装置置带带动动叶叶轮轮旋旋转转时时，叶叶
17、片片流流道道间间的的空空气气随随叶叶片片旋旋转转而而旋旋转转，获获得得离离心心力力。经经叶叶端端被被抛抛出出叶叶轮轮，进进入入机机壳壳。在在机机壳壳内内速速度度逐逐渐渐减减小小，压压力力升升高高，然然后后经经扩扩散散器器排排出出。与与此此同同时时，在在叶叶片片入入口口（叶叶根根）形形成成较较低低的的压压力力（低低于于吸吸风风口口压压力力），于于是是，吸吸风风口口的的风风流流便便在在此此压压差差的的作作用用下下流流入入叶叶道道，自自叶叶根根流流入入，在在叶叶端端流流出出，如如此此(rc)源源源源不不断断，形成连续的流动。形成连续的流动。第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十二页，共129页
18、。一、离心式通风机的构造一、离心式通风机的构造(guzo)和工作原理和工作原理 2、工作原理、工作原理 1-动轮；动轮；2-蜗壳蜗壳(w k)体；体；3-扩散器；扩散器；4-主轴；主轴；5-止推轴承；止推轴承；6-径向轴承；径向轴承；7-前导器；前导器；8-机架；机架；9-联轴节；联轴节；10-制动器；制动器；11-机座；机座；12-吸风口；吸风口；13-通风机房；通风机房；14-电动机；电动机；15-风风硐硐第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十三页，共129页。一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理 3、常用型号、常用型号 煤煤矿矿使使用用的的离离心心式式风
19、风机机主主要要有有G4-73、4-73型型和和K4-73型型等等。这这些些品品种种通通风风机机具具有有规规格格(gug)齐齐全全、效效率率高高和和噪噪声声低低等等特特点点。型型号号参参数数的含义举例说明如下：的含义举例说明如下：G 4 73 1 1 25 D表示表示(biosh)(biosh)通风机在最高效率点通风机在最高效率点时全压系数时全压系数1010倍化整倍化整代表代表(dibio)通风机的用途，通风机的用途，K表示矿用通风机，表示矿用通风机，G代表代表(dibio)鼓风机鼓风机表示传动方式表示传动方式表示通风机比转速表示通风机比转速(ns)化整化整叶轮直径（叶轮直径（25dm)设计序号
20、设计序号(1表示第一次设计）表示第一次设计）进风口数进风口数,1为单吸为单吸,0为双吸为双吸第二节 通风机类型及构造第二十四页，共129页。二、轴流式风机的构造和工作原理二、轴流式风机的构造和工作原理 1、风机构造、风机构造 主要由进风口、叶轮、整流器、风筒、扩散主要由进风口、叶轮、整流器、风筒、扩散(kusn)（芯（芯筒）器和传动部件等部分组成。叶轮有一级和二级两种。筒）器和传动部件等部分组成。叶轮有一级和二级两种。第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十五页，共129页。二、轴流式风机的构造和工作原理二、轴流式风机的构造和工作原理 2、工作原理（轴向进入，轴向流出）、工作原理（轴向进入
21、，轴向流出）（1）特点）特点(tdin)：在轴流式风机中，风流流动的特点：在轴流式风机中，风流流动的特点(tdin)是，当动轮转动时，气流沿等半径的圆柱面旋绕流出。是，当动轮转动时，气流沿等半径的圆柱面旋绕流出。动轮由固定在轮上的轮毂和等间距安装的叶片(ypin)2组成。第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十六页，共129页。二、轴流式风机的构造和工作原理（2）叶片安装角 在叶片迎风侧作一外切线称为(chn wi)弦线。弦线与动轮旋转方向（u)的夹角称为(chn wi)叶片安装角，以表示。叶片安装角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15、25、30、35、40和4
22、5七种，使用时可以每隔2.5调一次。第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十七页，共129页。二、轴流式风机的构造和工作原理二、轴流式风机的构造和工作原理 （3 3）工作原理）工作原理 当动轮旋转时，翼栅即以圆周速度当动轮旋转时，翼栅即以圆周速度u u 移动。处于叶片迎面的移动。处于叶片迎面的气流受挤压，静压增加；与此同时，叶片背的气体静压降低，翼栅受气流受挤压，静压增加；与此同时，叶片背的气体静压降低，翼栅受压差作用，但受轴承限制，不能向前运动，于是叶片迎面的高压气流压差作用，但受轴承限制，不能向前运动，于是叶片迎面的高压气流由叶道出口流出，翼背的低压区由叶道出口流出，翼背的低压区“吸引
23、吸引”叶道入口侧的气体流入，形叶道入口侧的气体流入，形成穿过成穿过(chun u)(chun u)翼栅的连续气流。翼栅的连续气流。叶片按等间距叶片按等间距t t安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中安装在动轮上，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，给空气以能量，产生正压，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，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，将空气吸入叶道。如此一压一吸便造成空气流动。道。如此一压一吸便造成空气流动。第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十八页，共
24、129页。二、轴流式风机的构造(guzo)和工作原理 3 3、常用型号、常用型号 目目前前我我国国煤煤矿矿在在用用的的轴轴流流式式风风机机有有1K581K58、2K582K58、GAFGAF和和BDBD或或BDKBDK（对对旋旋式式）等系列轴流式风机。轴流式风机型号的一般含义是：等系列轴流式风机。轴流式风机型号的一般含义是：1 K 58 4 25 1 K 58 4 25 表表示示表表示示叶叶轮轮级级数数(j(j sh),1sh),1表表示示 通风机叶轮直径（通风机叶轮直径（25dm)25dm)单级，单级，2 2表示双级表示双级 表示设计序号表示设计序号 表示用途，表示用途，K K表示矿用，表示
25、矿用，B D K 65 8 24 B D K 65 8 24 防防爆爆型型 叶叶轮轮直直径径（24dm)24dm)对对旋旋结结构构 电电机机为为8 8极极（740r/min740r/min）表表示示用用途途，K K为为矿矿用用 轮轮毂毂比比0.0.6565的的100100倍倍化整化整第二节 通风机类型(lixng)及构造第二十九页，共129页。一、风硐一、风硐 风风硐硐是是连连接接风风机机和和井井筒筒的的一一段段巷巷道道。通通过过风风量量大大、内内外外压压差差较较大，应尽量降低其风阻，并减少漏风。大，应尽量降低其风阻，并减少漏风。二、扩散器二、扩散器(扩散塔扩散塔)作用：是降低出口速压以提高风
26、机静压。作用：是降低出口速压以提高风机静压。扩扩散散器器四四面面张张角角的的大大小小应应视视风风流流从从叶叶片片出出口口的的绝绝对对速速度度方方向向而而定。总的原则定。总的原则(yunz)是，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流。是，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流。第三节 主要(zhyo)通风机附属装置第三十页，共129页。三、防爆门三、防爆门(防爆井盖防爆井盖)在斜井井口安设防爆门，在斜井井口安设防爆门，在立井井口安设防爆井盖。在立井井口安设防爆井盖。作用：作用：当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆 炸时，受高压气浪的冲击作用，炸时，受高压气浪的冲击作用，自动打开，以保护主
27、通风机免受毁坏。自动打开，以保护主通风机免受毁坏。在正常情况在正常情况(qngkung)(qngkung)下它是气密的，下它是气密的，以防止风流短路。以防止风流短路。第三节 主要通风机附属(fsh)装置第三十一页，共129页。四、反风装置和功能四、反风装置和功能 1、作用：、作用：使井下风流反向使井下风流反向(fn xin)的一种设施，以防止进风系的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产生的有害气体进入作业区；统发生火灾时产生的有害气体进入作业区；有时为了适应救护工作也需要进行反风。有时为了适应救护工作也需要进行反风。第三节 主要(zhyo)通风机附属装置第三十二页，共129页。四、反风装置和功
28、能四、反风装置和功能 2、反风方法、反风方法 因风机的类型和结构不同而异。反风方法主要有：因风机的类型和结构不同而异。反风方法主要有：1）设专用）设专用(zhunyng)反风道反风；反风道反风；2）利用备用风机作反风道反风；）利用备用风机作反风道反风；3）轴流式风机反转反风；）轴流式风机反转反风；4）调节动叶安装角反风。）调节动叶安装角反风。第三节 主要(zhyo)通风机附属装置第三十三页，共129页。1）设专用）设专用(zhunyng)反风道反风反风道反风离心式离心式第三节 主要通风机附属(fsh)装置第三十四页，共129页。2）利用备用）利用备用(biyng)风机作反风道反风风机作反风道反
29、风第三节 主要(zhyo)通风机附属装置第三十五页，共129页。四、反风装置和功能四、反风装置和功能要求：要求：1)定期进行检修，确保反风装置处于良好状态；定期进行检修，确保反风装置处于良好状态；2)动作灵敏可靠，能在动作灵敏可靠，能在10min内改变巷道中风流方向；内改变巷道中风流方向；3)结构要严密，漏风少；结构要严密，漏风少；4)反风量不应小于正常反风量不应小于正常(zhngchng)风量的风量的40%；5)每年至少进行一次反风演习。每年至少进行一次反风演习。第三节 主要(zhyo)通风机附属装置第三十六页，共129页。一、通风机的工作参数一、通风机的工作参数主要是风压主要是风压H、风量
30、、风量Q、风机轴功率、风机轴功率N、效率、效率和转速和转速n等。等。（一）风机（一）风机(实际实际)流量流量Q 风风机机的的实实际际流流量量一一般般是是指指实实际际时时间间内内通通过过风风机机入入口口空空气气的的体体积积(tj)，亦亦称称体体积积(tj)流流量量。单单位位为为 m3/h,m3/min 或或m3/s。第四节 通风机实际特性(txng)曲线第三十七页，共129页。一、通风机的工作参数一、通风机的工作参数（二）风机（二）风机(实际实际)全压全压Hf与静压与静压Hs 全全压压Ht：是是通通风风机机对对空空气气作作功功，消消耗耗于于每每1m3 空空气气的的能能量量（Nm/m3 或或Pa）
31、，其其值值为为风风机机出出口口风风流流(fngli)的的全全压压与与入口风流入口风流(fngli)全压之差。全压之差。忽忽略略自自然然风风压压时时，Ht用用以以克克服服通通风风管管网网阻阻力力hR 和和风风机机出出口口动能损失动能损失hv，即，即:Ht=hR+hV，Pa静压静压:克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压HS（Pa）。）。HS=hR=RQ2 因此因此 Ht=HS+hV第四节 通风机实际特性(txng)曲线第三十八页，共129页。一、通风机的工作参数一、通风机的工作参数(三）通风机的功率三）通风机的功率 单单位位(dnwi)(dnwi)时时间间内
32、内通通过过通通风风机机的的流流量量和和通通风风机机给给予予每每1m31m3空空气气的的全全部部能能量量的的乘乘积积，称为通风机的输出功率称为通风机的输出功率 全压功率：通风机的输出功率以全压计算时称全压功率全压功率：通风机的输出功率以全压计算时称全压功率NtNt。Nt=HtQ10-3 KW Nt=HtQ10-3 KW 静压功率：用风机静压计算输出功率，称为静压功率静压功率：用风机静压计算输出功率，称为静压功率NSNS。NS=HSQ10-3 KW NS=HSQ10-3 KW 风机的轴功率，即通风机的输入功率风机的轴功率，即通风机的输入功率N N（kWkW）。）。式中式中 t t、S S分别为风机
33、的全压和静压效率。分别为风机的全压和静压效率。第四节 通风机实际特性(txng)曲线第三十九页，共129页。一、通风机的工作参数一、通风机的工作参数(三）通风机的功率三）通风机的功率通通风风机机的的效效率率：通通风风机机在在运运转转过过程程中中，由由于于机机械械损损失失及及空空气气流流动动(lidng)损损失失等等原原因因，通通风风机机轴轴上上的的功功率率不不可可能能全全部部传传递递给给空空气气，也也就就是是说说通通风风机机的的轴轴功功率率必必然然要要大大于于通通风风机机的的输输出出功功率率，通通风风机机输输出出功功率率和通风机轴功率和通风机轴功率N之比，叫做通风机的效率，即：之比，叫做通风机
34、的效率，即：tNt/NhtQ/(1000N)sNs/NhsQ/(1000N)设设电电动动机机的的效效率率为为m,传传动动效效率率为为tr时时，电电动动机机的的输输入入功功率率（Nm）,则则 第四节 通风机实际特性(txng)曲线第四十页，共129页。二、通风系统主要参数关系二、通风系统主要参数关系 风机房水柱计示值含义风机房水柱计示值含义1、抽出式通风矿井、抽出式通风矿井（1）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系 水柱计示值：即为水柱计示值：即为4断面断面(dun min)相对静压相对静压h4 故故 h4（负压）（负压）=P4-
35、P04 沿风流方向，对沿风流方向，对1、4两断面两断面(dun min)列伯努力方程列伯努力方程:hR14=(P1+hv1+m12 gZ12)-(P4+hv4+m34 gZ34)由风流入口边界条件：由风流入口边界条件：Pt1P01，即即 P1+hv1=Pt1=P01，又因又因1与与4断面断面(dun min)同标高，所以同标高，所以 P01P04且：且：m12gZ12m34gZ34=HN z12356h4445第四节 通风机实际(shj)特性曲线第四十一页，共129页。故上式可写为:hR14=P04-P4-hv4+HN hR14=|h4|-hv4+HN 即|h4|=hR14+hv4-HN 即：
36、风机房水柱计示值反映(fnyng)了矿井通风阻力和自然风压等参数的关系。（2）风机房水柱计示值与风机风压之间关系 类似地对4、5断面(扩散器出口）列伯努力方程，忽略两断面之间的位能差。扩散器的阻力 hRd 风流出口边界条件：P5 P05P04 故风机全压 Ht-hRd Pt5-Pt4=(P5hv5)-(P4+hv4)=P04-P4+hv5-hv4 Ht=|h4|-hv4+hRd+hv5第四节 通风机实际(shj)特性曲线第四十二页，共129页。若忽略 hRd 不计，则 Ht|h4|-hv4+hv5 风机(fn j)静压 Hs|h4|-hv4（3）Ht、HN、hR 之间的关系 综合上述两式：Ht
37、|h4|-hv4+hRd+hv5 （hR14+hv4-HN）-hv4+hRd+hv5 hR14+hRd+hv5-HN 即 Ht HN hR14+hRd+hv5 表明：扇风机(fn j)风压和自然风压联合作用，克服矿井和扩散器的阻力，以及扩器出口动能损失。第四节 通风机实际(shj)特性曲线第四十三页，共129页。2、压入式通风、压入式通风(tng fng)的系统的系统 对对1、2两断面列伯努力方程得：两断面列伯努力方程得：hR12=(P1+hv1+m1gZ1)-(P2+hv2+m2gZ2)边界条件及边界条件及1、2同标高：同标高：P2=P02P01 故有：故有：P1-P2=P1-P01=h1
38、m1gZ1-m2gZ2=HN 故上式可写为故上式可写为 hR12=h1+hV1-hv2+HN 即即 h1=hR12+hv2-hV1-HN 又又 Ht=Pt1-Pt1=Pt1-P01 =P1+hv1-P01=h1+hv1 同理可得：同理可得：Ht+HN=hR12+hv21z22h1m1m211第四节 通风机实际(shj)特性曲线第四十四页，共129页。二、通风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线 1、工工况况点点：当当风风机机以以某某一一转转速速、在在风风阻阻的的管管网网上上工工作作时时、可可测测算算出出一一组组工工作作参参数数（风风压压、风风量量、功功率率和和效效率率），这这就就是该风机在
39、管网风阻为时的工况点。是该风机在管网风阻为时的工况点。2、个个体体特特性性曲曲线线：不不断断改改变变R，得得到到许许多多的的Q、H、N、。以以Q为为横横坐坐标标，分分别别(fnbi)以以H、N、为为纵纵坐坐标标，将将同同名名的的点点用用光光滑的曲线相连，即得到个体特性曲线。滑的曲线相连，即得到个体特性曲线。3、通通风风机机装装置置：把把外外接接扩扩散散器器看看作作通通风风机机的的组组成成部部分分，总总称称之之为通风机装置。为通风机装置。第四节 通风机实际特性(txng)曲线第四十五页，共129页。二、通风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线 4、通风机装置的全压、通风机装置的全压td：扩扩
40、散散器器出出口口与与风风机机入入口口(r ku)风风流流的的全全压压之之差差，与与风风机机的的全全压压t之关系为：之关系为：式中式中 hd扩散器阻力。扩散器阻力。5、通风机装置的静压、通风机装置的静压sd：式中式中 hvd扩散器出口动压。扩散器出口动压。第四节 通风机实际(shj)特性曲线第四十六页，共129页。二、通风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线6、Hs 和和 Hsd 的关系的关系 Ht=HS+hv （4-4-3）HSdHt(hd+hvd)（4-4-15）HSd=HS+(hv-hvd-hd)只有只有(zhyu)当当 hd+hVds，即即通通风风机机装装置置阻阻力力与与其其出出口口
41、动动能能损损失失之之和和小小于于通通风风机机出出口口动动能能损损失失时时，通通风风机机装装置置的的静静压压才才会会因因加加扩扩散散器器而而有有所所提提高高，即即扩扩散散器器起起到到回收动能的作用。回收动能的作用。第四节 通风机实际(shj)特性曲线第四十七页，共129页。二、通风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线(qxin)7、Ht、Htd、Hs 和和 Hsd 之间的关系图之间的关系图 Ht-QHt-QH Htdtd-Q-QH HSdSd-Q-QH HS S-Q-QR Rm mR RV VR=RR=Rd d+R+RdvdvR Rd dR RdvdvA AA AH HQ Qhvhv第四节
42、通风机实际(shj)特性曲线第四十八页，共129页。二、通风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线8、轴流式通风机个体特性曲线、轴流式通风机个体特性曲线 特点：特点：（1）轴流式风机的风压特性）轴流式风机的风压特性 曲线一般都有马鞍形驼峰存在。曲线一般都有马鞍形驼峰存在。（2）驼峰点以右的特性曲线为）驼峰点以右的特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段；单调下降区段，是稳定工作段；（3）点以左是不稳定工作段，）点以左是不稳定工作段，产生所谓喘振（或飞动产生所谓喘振（或飞动(fi dn)）现象；）现象；HtHsts/%Q/m3/sH/daPaN/kWQ/m3/sGFDBRM第四节 通风机实际特性(
43、txng)曲线第四十九页，共129页。二、通风机的个体特性二、通风机的个体特性(txng)曲线曲线8、轴流式通风机个体特性、轴流式通风机个体特性(txng)曲线特点：曲线特点：（4）轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功）轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功率随增加而减小。率随增加而减小。风机开启方式：轴流式风机应在风阻最小（闸门全开）时启动，风机开启方式：轴流式风机应在风阻最小（闸门全开）时启动，以减少启动负荷。以减少启动负荷。说明：轴流式风机给出的大多是静压特性说明：轴流式风机给出的大多是静压特性(txng)曲线。曲线。第四节 通风机实际(shj)特性曲线第五十页
44、，共129页。二、通风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线9、离心式通风机个体特性曲线、离心式通风机个体特性曲线 特点：特点：（1）离心式风机风压曲线驼峰）离心式风机风压曲线驼峰 不明显，且随叶片后倾角度不明显，且随叶片后倾角度 增大逐渐减小，其风压曲线增大逐渐减小，其风压曲线 工作段较轴流式风机平缓；工作段较轴流式风机平缓；（2）当管网风阻作相同量的）当管网风阻作相同量的 变化变化(binhu)时，其风量变化时，其风量变化(binhu)比轴比轴 流式风机要大。流式风机要大。H/daPaQ/m3/sN/kW/%HtHSNtS第四节 通风机实际(shj)特性曲线第五十一页，共129页。二、通
45、风机的个体特性曲线二、通风机的个体特性曲线9、离心式通风机个体特性曲线特点：、离心式通风机个体特性曲线特点：(3）离心式风机的轴功率随增加而增大，只有在接近）离心式风机的轴功率随增加而增大，只有在接近风流短路时功率才略有下降。风流短路时功率才略有下降。风机开启方式：闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门逐风机开启方式：闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门逐渐打开。渐打开。说明：说明：（1）离心式风机大多是全压特性曲线。）离心式风机大多是全压特性曲线。（2）当供风量）当供风量(fngling)超过需风量超过需风量(fngling)过大时，过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量常常利用闸门加阻来减少
46、工作风量(fngling)，以节省电，以节省电能。能。第四节 通风机实际(shj)特性曲线第五十二页，共129页。三、无因次系数与类型特性曲线三、无因次系数与类型特性曲线（一）（一）无因次系数无因次系数通风机的相似条件通风机的相似条件 比例系数：比例系数：两两个个通通风风机机相相似似是是指指气气体体在在风风机机内内流流动动过过程程相相似似，或或者者说说它它们们之之间间在在任任一一对对应应点点的的同同名名物物理理量量之之比比保保持持常常数数(chngsh)，这些常数这些常数(chngsh)叫相似常数叫相似常数(chngsh)或比例系数。或比例系数。第四节 通风机实际特性(txng)曲线第五十三页
47、，共129页。三、无因次系数与类型特性曲线三、无因次系数与类型特性曲线（一）（一）无因次系数无因次系数通风机的相似条件通风机的相似条件(tiojin)相似条件相似条件(tiojin)：几何相似是风机相似的必要条件几何相似是风机相似的必要条件(tiojin)；动动力力相相似似则则是是相相似似风风机机的的充充分分条条件件(tiojin)，雷雷诺诺数数 和和欧欧拉数拉数 相等。相等。第四节 通风机实际特性(txng)曲线第五十四页，共129页。三、无因次系数与类型三、无因次系数与类型(lixng)特性曲线特性曲线（一）（一）无因次系数无因次系数2、无因次系数、无因次系数（1）压力系数）压力系数 同同
48、系系列列风风机机在在相相似似工工况况点点的的全全压压和和静静压压系系数数均均为为一一常常数数，可用下式表示：可用下式表示：（2）流量系数）流量系数 u圆周速度圆周速度 第四节 通风机实际(shj)特性曲线第五十五页，共129页。三、无因次系数与类型特性三、无因次系数与类型特性(txng)曲线曲线（一）（一）无因次系数无因次系数 2、无因次系数、无因次系数（3）功率系数）功率系数 同系列风机在相似工况点的效率相等，功率系数为常数。同系列风机在相似工况点的效率相等，功率系数为常数。压力、流量、功率三个系数都不含有因次，叫无因次系数。压力、流量、功率三个系数都不含有因次，叫无因次系数。第四节 通风机
49、实际特性(txng)曲线第五十六页，共129页。三、无因次系数与类型特性三、无因次系数与类型特性(txng)曲线曲线（二）类型特性（二）类型特性(txng)曲线曲线根根据据风风机机模模型型的的几几何何尺尺寸寸、实实验验条条件件及及实实验验时时所所得得的的工工况况参参数数Q、H、N和和。利利用用上上三三式式计计算算出出该该系系列列风风机机的的 、和和。然然后后以以 为为横横坐坐标标，以以 、和和为为纵纵坐坐标标，绘绘出出 -、-和和-曲曲线线，此此曲曲线线即即为为该该系系列列风风机机的的类类型型特特性性(txng)曲线，见书曲线，见书P67图图4-4-6和图和图4-4-7。第四节 通风机实际(s
50、hj)特性曲线第五十七页，共129页。4-72-11类型风机特性类型风机特性(txng)曲线曲线G4-73-11类型风机类型风机(fn j)特性曲线特性曲线10、12、16、20按按105、6、8按按5第四节 通风机实际特性(txng)曲线第五十八页，共129页。四、比例定律与通用特性曲线四、比例定律与通用特性曲线 1、比例定律、比例定律 同同类类型型风风机机它它们们的的压压力力H、流流量量Q和和功功率率N与与其其转转速速n、尺尺寸寸D和和空空气气密密度度成成一一定定比比例例关关系系(gun x)，这这种种比比例例关关系系(gun x)叫比例定律。叫比例定律。将转速将转速 u=Dn/60 代入