| 第四章 礦井通風動力
本章重點與難點
1、自然風壓的產(chǎn)生、計算、利用與控制
2、軸流式和離心式主要通風機特性
3、主要通風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)
4、主要通風機的合理工作范圍
第四章 礦井通風動力
第一節(jié) 自然風壓
一、 自然風壓及其形成和計算
1、自然通風
由自然因素作用而形成的通風叫自然通風。
冬季：空氣柱0-1-2比5-4-3的
平均溫度較低，平均 空氣密
度較大，導致兩空氣柱作用
在2-3水平面上的重力不等。
它使 空氣源源不斷地從井
口1流入，從井口5流出。
夏季：相反。
自然風壓：作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差
2、自然風壓的計算
根據(jù)自然風壓定義，上圖所示系統(tǒng)的自然風壓HN可用下式計算：
為了簡化計算，一般采用測算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值ρm1和ρm2，用其分別代替上式的ρ1和ρ2，則上式可寫為：
注意：1）自然風壓的計算必須取一閉合系統(tǒng)。
2）進風系統(tǒng)和回風系統(tǒng)必須取相同的標高。
3）一般選取最低點作為基準面。
二、 自然風壓的影響因素及變化規(guī)律
自然風壓影響因素
HN=f (ρZ）=f [ρ(T,P,R,φ)，Z ]
1、礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響HN的主要因素。
2、空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對自然風壓也有一定影響，但影響較小。
3、井深。HN與礦井或回路最高與最低點間的高差Z成正比。
4、主要通風機工作對自然風壓的大小和方向也有一定影響。
三、自然風壓的控制和利用
1、新設計礦井在選擇開拓方案、擬定通風系統(tǒng)時，應充分考慮利用地形和當?shù)貧夂蛱攸c。
2、根據(jù)自然風壓的變化規(guī)律，應適時調(diào)整主通風機的工況點，使其既能滿足礦井通風需要，又可節(jié)約電能。
3、在建井時期，要注意因地制宜和因時制宜利用自然風壓通風，如在表土施工階段可利用自然通風；在主副井與風井貫通之后，有時也可利用自然通風；有條件時還可利用鉆孔構(gòu)成回路。
4、利用自然風壓做好非常時期通風。一旦主要通風機因故遭受破壞時，便可利用自然風壓進行通風。
5、在多井口通風的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要掌握自然風壓的變化規(guī)律，防止因自然風壓作用造成某些巷道無風或反向而發(fā)生事故。如圖是四川某礦因自然風壓使風流反向示意圖。
ABB’CEFA系統(tǒng)的自然風壓為：
DBB’CED系統(tǒng)的自然風壓為：
自然風壓與主要通風機作用方向相反。相當于在平硐口A和進風立井口D各安裝一臺抽風機（向外）。
設AB風流停滯，對回路ABDEFA和ABB’CEFA可分別列出壓力平衡方程：
式中： HS— 風機靜壓，Pa；
Q — DBB’C風路風量，m3/S;
RD、RC—分別為DB和BB’C分支風阻，N·S2/m8。
兩式相除：
此即AB段風流停滯條件式。
當上式變?yōu)?br />
則AB段風流反向。
由此可知防止AB風路風流反向的措施有：（1）加大RD；（2）增大HS；（3）在A點安裝風機向巷道壓風。
第二節(jié) 礦用通風機的類型及構(gòu)造
礦用通風機按其服務范圍可分為三種：
1、主要通風機，服務于全礦或礦井的某一翼（部分）；
2、輔助通風機，服務于礦井網(wǎng)絡的某一分支（采區(qū)或工作面），幫助主通風機通風，以保證該分支風量；
3、局部通風機，服務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：
離心式通風機和軸流式通風機。
一、離心式通風機的構(gòu)造和工作原理
1、 風機構(gòu)造。
離心式通風機一般由：進風口、工作輪（葉輪）、螺形機殼和擴散器等部分組成。有的型號通風機在入風口中還有前導器。
吸風口有：單吸和雙吸兩種。
葉片出口構(gòu)造角：風流相對速度W2的方向與圓周速度u2的反方向夾角稱為葉片出口構(gòu)造角，以β2表示。
離心式風機可分為：前傾式（β2>90º)、徑向式（β2=90º)和后傾式（β2<90º)三種。
β2不同，通風機的性能也不同。礦用離心式風機多為后傾式。
2、工作原理
當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)，獲得離心力。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，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（低于吸風口壓力），于是，吸風口的風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。
3、常用型號
目前我國煤礦使用的離心式風機主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。這些品種通風機具有規(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：
G 4 — 73 — 1 1 № 25 D
代表通風機的用途，K表示 表示傳動方式
礦用通風機，G代表鼓風機 通風機葉輪直徑（25dm)
表示通風機在最高效率點時 設計序號(1表示第一次設計）
全壓系數(shù)10倍化整 表示通風機比轉(zhuǎn)速(ns)化整 表示進風口數(shù),1為單吸,0為雙吸
二、軸流式風機的構(gòu)造和工作原理
1、風機構(gòu)造
主要由進風口、葉輪、整流器、風筒、擴散（芯筒）器和傳動部件等部分組成。葉輪有一級和二級兩種
2、工作原理
（1）特點：在軸流式風機中，風流流動的特點是，當動輪轉(zhuǎn)動時，氣流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。
（2）葉片安裝角
在葉片迎風側(cè)作一外切線稱為弦線。弦線與動輪旋轉(zhuǎn)方向（u)的夾角稱為葉片安裝角，以θ表示。
可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的葉片安裝角θ必需保持一致。
（3）工作原理
當動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周速度u 移動。處于葉片迎面的氣流受擠壓，靜壓增加；與此同時，葉片背的氣體靜壓降低，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葉道出口流出，翼背的低壓區(qū)“吸引”葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。
3、常用型號
目前我國煤礦在用的軸流式風機有1K58、2K58、GAF和BD或BDK（對旋式）等系列軸流式風機。軸流式風機型號的一般含義是：
1 K— 58 — 4 №25
表示表示葉輪級數(shù),1表示 通風機葉輪直徑（25dm)
單級，2表示雙級 表示設計序號
表示用途，K表示礦用，
T表示通用 表示通風機輪轂比,0.58化整
B D K 65 8 №24
防爆型 葉輪直徑（24dm)
對旋結(jié)構(gòu) 電機為8極（740r/min）
表示用途，K為礦用 輪轂比0. 65的100倍化整
4、對旋風機的特點
一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反；機翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差3º；電機為防爆型安裝在主風筒中的密閉罩內(nèi)，與通風機流道中的含瓦斯氣流隔離，密閉罩中有扁管與大氣相通，以達到散熱目的。
第三節(jié) 通風機附屬裝置
一、風硐
風硐是連接風機和井筒的一段巷道。通過風量大、內(nèi)外壓差較大，應盡量降低其風阻，并減少漏風。
二、擴散器(擴散塔)
作用：是降低出口速壓以提高風機靜壓。
擴散器四面張角的大小應視風流從葉片出口的絕對速度方向而定?？偟脑瓌t是，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流。
三、防爆門(防爆井蓋)
在斜井井口安設防爆門，在立井
井口安設防爆井蓋。
作用：當井下一旦發(fā)生瓦斯或煤塵爆
炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動
打開，以保護主通風機免受毀壞；在
正常情況下它是氣密的，以防止風流短路。
四、反風裝置和功能
作用：使井下風流反向的一種設施，以防止進風系統(tǒng)發(fā)生火災時產(chǎn)生的有害氣體進入作業(yè)區(qū)；有時為了適應救護工作也需要進行反風。
反風方法因風機的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風方法主要有： 1）設專用反風道反風；
2）利用備用風機作反風道反風；
3）軸流式風機反轉(zhuǎn)反風
4）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風。
要求：
定期進行檢修，確保反風裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在10min內(nèi)改變巷道中風流方向；結(jié)構(gòu)要嚴密，漏風少；反風量不應小于正常風量的40%；每年至少進行一次反風演習。
作業(yè)
4-1,4-3,4-4
本次課的重點和難點
1、主要通風機的實際工作參數(shù)及工作特性；
2、主要通風機水柱計讀數(shù)；
3、類型風機曲線與比例定律
4、風機的工況點和合理工作范圍；
5、風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)
第四節(jié) 通風機實際特性曲線
一、通風機的工作參數(shù)
表示通風機性能的主要參數(shù)是風壓H、風量Q、風機軸功率N、效率?和轉(zhuǎn)速n等。
（一）風機(實際)流量Q
風機的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風機入口空氣的體積，亦稱體積流量。單位為 m3/h,m3/min 或m3/s 。
（二）風機(實際)全壓Hf與靜壓Hs
全壓Ht:是通風機對空氣作功，消耗于每1m3 空氣的能量（N·m/m3 或Pa），其值為風機出口風流的全壓與入口風流全壓之差。
忽略自然風壓時，Ht用以克服通風管網(wǎng)阻力hk 和風機出口動能損失hv，即: Ht=hR+hV,Pa
靜壓:克服管網(wǎng)通風阻力的風壓稱為通風機的靜壓HS（Pa）。
HS=hR=RQ2 因此 Ht=HS+hV
(三）通風機的功率
全壓功率：通風機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率Nt。計算式： Nt=HtQ×10-3 KW
靜壓功率：用風機靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率NS。計算式： NS=HSQ×10—3 KW
風機的軸功率，即通風機的輸入功率N（kW）。計算式：
或
式中 ?t、 ?S分別為風機的全壓和靜壓效率。
電動機的輸入功率（ Nm ）：
設電動機的效率為?m,傳動效率為?tr時,則
二、通風系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系 －－ 風機房水柱計示值含義
1、抽出式通風礦井
（1）水柱（壓差）計示值與礦井通風阻力和風機靜壓之間關(guān)系
水柱計示值:即為 4 斷面相對靜壓h4
故 h4（負壓）= P4 - P04
沿風流方向，對1、4兩斷面
列伯努力方程:
hR14=(P1+hv1+ρm12 gZ12)
- (P4+hv4+ρm34 gZ34)
由風流入口邊界條件：Pt1＝P01，
即 P1+hv1= Pt1=P01，
又因1與4斷面同標高，所以 P01＝P04
且：ρm12gZ12’—ρm34gZ34 = HN
故上式可寫為: hR14= P04 - P4- hv4 + HN
hR14=|h4|- hv4 + HN
即 |h4|= hR14 + hv4 - HN
即：風機房水柱計示值反映了礦井通風阻力和自然風壓等參數(shù)的關(guān)系。
（2）風機房水柱計示值與風機風壓之間關(guān)系
類似地對4、5斷面(擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的位能差。
擴散器的阻力 hRd ＝(P5 + hv5)-(P6 + hv6 )
風流出口邊界條件：P6＝ P06＝ P05＝P04
故 hRd ＝(P5 + hv5 )-(P04 + hv6 )＝Pt5- P04 –hv6
即 Pt5＝ hRd＋ P04＋hv6
因為 風機全壓 Ht＝Pt5-Pt4 =(hRd＋P04＋hv6 )-(P4+hv4)
Ht = |h4|—hv4+hRd+hv6
若忽略 hRd 不計，則
Ht≌ |h4|—hv4+ hv6
風機靜壓 Hs＝ |h4|— hv4
（3） Ht、 HN、hR 之間的關(guān)系
綜合上述兩式：
Ht＝ |h4|- hv4+hRd+hv6
＝（ hR14+hv4-HN ）- hv4+hRd+hv6
＝ hR14 + hRd + hv6 - HN
即 Ht ＋HN ＝ hR14 + hRd + hv6
表明：扇風機風壓和自然風壓聯(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。
2、壓入式通風的系統(tǒng)
對1、2兩斷面列伯努力方程得：
hR12=(P1+hv1+ρm1gZ1)- (P2+hv2+ρm2gZ2)
∵ 邊界條件及1、2同標高：
∴ P2 = P02 ＝ P01
故有： P1-P2= P1-P01= h1
ρm1gZ1-ρm2gZ2=HN
故上式可寫為
hR12=h1+hV1-hv2+ HN
即 h1= hR12+ hv2- hV1-HN
又 Ht= Pt1-Pt1’= Pt1-P01
= P1+hv1-P01= h1+hv1
同理可得：
Ht+ HN = hR12 + hv2
三、通風機的個體特性曲線
1、工況點：當風機以某一轉(zhuǎn)速、在風阻Ｒ的管網(wǎng)上工作時、可測算出一組工作參數(shù)（風壓Ｈ、風量Ｑ、功率Ｎ、和效率η） ，這就是該風機在管網(wǎng)風阻為Ｒ時的工況點。
2、個體特性曲線：不斷改變R，得到許多的Q、H、N、η。以Q為橫坐標，分別以H、N、η為縱坐標，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性曲線。
3、通風機裝置：把外接擴散器看作通風機的組成部分，總稱之為通風機裝置。
4、通風機裝置的全壓Ｈtd：擴散器出口與風機入口風流的全壓之差，與風機的全壓Ｈt之關(guān)系為：
式中 hd━━擴散器阻力。
5、通風機裝置的靜壓Ｈsd：
6、Hs 和 Hsd 的關(guān)系
∵ Hs＝Ht－h(huán)vd
而
∴ 只有當 hd+hVd<hV 時，才有Ｈsd>Ｈs，
即通風機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風機出口動能損失時，通風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。
7、 Ht、 Htd、 Hs 和 Hsd 之間的關(guān)系圖
8、離心式通風機個體特性曲線
特點：（1）離心式風機風壓曲線駝峰
不明顯，且隨葉片后傾角度
增大逐漸減小，其風壓曲線
工作段較軸流式風機平緩；
（2）當管網(wǎng)風阻作相同量的
變化時，其風量變化比軸
流式風機要大。
（3）離心式風機的軸功率Ｎ
隨Ｑ增加而增大，只有在接
近風流短路時功率才略有下降。
風機開啟方式：離心式風機在啟動時應將風硐中的閘門全閉，待其達到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。
說明：（1）離心式風機大多是全壓特性曲線。（2）當供風量超過需風量過大時，常常利用閘門加阻來減少工作風量，以節(jié)省電能。
9、軸流式通風機個體特性曲線
特點：（1）軸流式風機的風壓特性
曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。
（2）駝峰點Ｄ以右的特性
曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定
工作段；
（3）點Ｄ以左是不穩(wěn)定工作段，
產(chǎn)生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象；
（4）軸流式風機的葉片裝置角
不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，
功率隨Ｑ增加而減小。
風機開啟方式：軸流式風機應在風阻最?。ㄩl門全開）時啟動，以減少啟動負荷。
說明：軸流式風機給出的大多是靜壓特性曲線。
三、無因次系數(shù)與類型特性曲線
（一） 無因次系數(shù)
⒈通風機的相似條件
比例系數(shù)：兩個通風機相似是指氣體在風機內(nèi)流動過程相似，或者說它們之間在任一對應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)。
幾何相似是風機相似的必要條件，動力相似則是相似風機的充分條件。
2、無因次系數(shù)
（1）壓力系數(shù)
同系列風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：
式中： u為圓周速度， 為壓力系數(shù)。
（2）流量系數(shù)
（3）功率系數(shù)
風機軸功率 計算公式中的 H 和 Q 分別上式代入得：
同系列風機在相似工況點的效率相等，功率系數(shù)為常數(shù)。
、 、 三個參數(shù)都不含有因次，因此叫無因次系數(shù)。
（二）類型特性曲線
根據(jù)風機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數(shù)Q、H、N和η。利用上三式計算出該系列風機的 、 、 和η。然后以 為橫坐標，以 、 和η為縱坐標，繪出 - - 和η- 曲線，此曲線即為該系列風機的類型特性曲線，見書P67圖4-4-6和圖4-4-7
四、比例定律與通用特性曲線
1、比例定律 同類型風機它們的壓力H、流量Q和功率N與其轉(zhuǎn)速n、尺寸D和空氣密度ρ成一定比例關(guān)系，這種比例關(guān)系叫比例定律。
將轉(zhuǎn)速 u=πDn/60 代入無因次系數(shù)關(guān)系式得：
對于1、2兩個相似風機而言，
∴
2、通用特性曲線
根據(jù)比例定律，把一個系列產(chǎn)品的性能參數(shù)H、Q、n、D、N、和?等相互關(guān)系同畫在一個坐標圖上，叫通用曲線
例題 某礦使用主要通風機為4-72-11№20B離心式風機，圖上給出三種不同轉(zhuǎn)速n的Ht--Q曲線。轉(zhuǎn)速為n1=630r/min,風機工作風阻R=0.0547×9.81=0.53657N．s2/m8，工況點為M0（Q=58m3/s,Ht=1805Pa)，后來，風阻變?yōu)镽’=0.7932 N．s2/m8，礦風量減小不能滿足生產(chǎn)要求，擬采用調(diào)整轉(zhuǎn)速方法保持風量Q=58 m3/s，求轉(zhuǎn)速調(diào)至多少？
解：同型號風機，故其
直徑相等。由比例定律有：
n2＝n1 Q2/Q1
＝630×58/51.5
＝710r/min
即轉(zhuǎn)速應調(diào)至n2=710r/min，
可滿足供風要求。
第五節(jié) 通風機工況點及其經(jīng)濟運行
一、工況點的確定方法
工況點：風機在某一特定轉(zhuǎn)速和工作風阻條件下的工作參數(shù)，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η等，一般是指Ｈ和Ｑ兩參數(shù)。
求風機工況點的方法：
1、圖解法
理論依據(jù)是：風機風壓特性曲線的函數(shù)式為Ｈ＝f(Ｑ)，管網(wǎng)風阻特性曲線函數(shù)式是h=ＲＱ2，風機風壓Ｈ是用以克服阻力h，所以Ｈ＝h，因此兩曲線的交點，即兩方程的聯(lián)立解?？梢妶D解法的前提是風壓與其所克服的阻力相對應。
方法：在風機風壓特性（Ｈ─Ｑ）曲線的坐標上，按相同比例作出工作管網(wǎng)的風阻曲線，與風壓曲線的交點之坐標值，即為通風機的工作風壓和風量。通過交點作Ｑ軸垂線，與Ｎ─Ｑ和η─Ｑ曲線相交，交點的縱坐標即為風機的軸功率Ｎ和效率η。
2、解方程法
隨著電子計算機的應用，復雜的數(shù)學計算已成為可能。
風機的風壓曲線可用下面多項式擬合
式中 a1、a2、a3──曲線擬合系數(shù)。
對于某一特定礦井，可列出通風阻力方程
式中 Ｒ為通風機工作管網(wǎng)風阻。
聯(lián)立上述兩方程，即可得到風機工況點。
二、通風機工點的合理工作范圍
1、從經(jīng)濟角度，通風機的運轉(zhuǎn)效率不低于60 %。
2、從安全角度，工況點必須位于駝峰點右側(cè)，
單調(diào)下降的直線段。
3、實際工作風壓不得超過最高風壓的90％。
4、風機的運輪轉(zhuǎn)速不得超過額定轉(zhuǎn)速。
三、主要通風機工況點調(diào)節(jié)
工點調(diào)節(jié)方法主要有：
1、改變風阻特性曲線
當風機特性曲線不變時，改變工作風阻，
工況點沿風機特性曲線移動。
１）增風調(diào)節(jié)。為了增加礦井的供風量，可以采取下列措施：
（１）減少礦井總風阻。
（２）當?shù)孛嫱獠柯╋L較大時，可以采取堵塞地面的外部漏風措施。
２）減風調(diào)節(jié)。當?shù)V井風量過大時，應進行減風調(diào)節(jié)。其方法有：
（１）增阻調(diào)節(jié)。
（２）對于軸流式通風機，可以用增大外部漏風的方法，減小礦井風量。
⒉、改變風機特性曲線
這種調(diào)節(jié)方法的特點是礦井總風阻不變，改變風機特性，工況點沿風阻特性曲線移動。
調(diào)節(jié)方法有：
１）軸流風機可采用改變?nèi)~片安裝角度達到增減風量的目的。
２）裝有前導器的離心式風機，可以改變前導器葉片轉(zhuǎn)角進行風量調(diào)節(jié)。
３）改變風機轉(zhuǎn)速。無論是軸流式風機還是離心式風機都可采用。調(diào)節(jié)的理論依據(jù)是相似定律，即
（１）改變電機轉(zhuǎn)速。
（２）利用傳動裝置調(diào)速。
調(diào)節(jié)方法的選擇，取決于調(diào)節(jié)期長短、調(diào)節(jié)幅度、投資大小和實施的難易程度。調(diào)節(jié)之前應擬定多種方案，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后擇優(yōu)選用。選用時，還要考慮實施的可能性。有時，可以考慮采用綜合措施。
第六節(jié) 通風機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)
兩臺或兩臺以上風機在同一管網(wǎng)上工作。叫風機聯(lián)合工作。風機聯(lián)合工作可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩大類。
一、風機串聯(lián)工作
一個風機的吸風口直接或通過一段巷道（或管道）聯(lián)結(jié)到另一個風機的出風口上同時運轉(zhuǎn)，稱為風機串聯(lián)工作。
特點：1、通過管網(wǎng)的總風量等于每臺風機的風量，即Q=Q1=Q2 。
2、總風壓等于兩臺風機的工作風壓之和，即 H＝H1＋H2 。
（一）、兩臺風壓特性曲線不同風機串聯(lián)工作分析
1、 串聯(lián)風機的等效特性曲線。
作圖方法：按風量相等，風壓疊加的原則。
2、風機的實際工況點。
在風阻為R管網(wǎng)上風機串聯(lián)工作，各風機的實際工況點按下述方法求得：
在等效風機特性曲線Ⅰ+Ⅱ上作管網(wǎng)
風阻特性曲線R1，兩者交點為M0，過M0
作橫坐標垂線，分別與曲線Ⅰ和Ⅱ相交
于M1和 M2，此兩點即是兩風機的實際工況點。
效果分析：用等效風機產(chǎn)生的風量Q與能
力較大風機的F2單獨工作產(chǎn)生風量QⅡ之差
表示。
（1）R=R1>R’,工況點位于A點以上，
ΔQ=Q-QⅡ>0，則表示串聯(lián)有效；
（2） R=R’工況點與A點重合，
ΔQ=Q’-Q’Ⅱ=0， 則串聯(lián)無增風；
（3） R=R”< R’,工況點位于A點以下，
ΔQ=Q”-Q”Ⅱ<0，則表示串聯(lián)有害。
（二）、風壓特性曲線相同風機串聯(lián)工作
兩臺特性曲線相同的風機串聯(lián)
工作。由圖可見，臨界點A位于Q軸
上。這就意味著在整個合成曲線范
圍內(nèi)串聯(lián)工作都是有效的，不過工作
風阻不同增風效果不同而已。
結(jié)論：1、風機串聯(lián)工作適用于因
風阻大而風量不足的管網(wǎng)；
2、風壓特性曲線相同的風機
串聯(lián)工作較好；
3、串聯(lián)合成特性曲線與工作風阻曲線
相匹配，才會有較好的增風效果。
4、串聯(lián)工作的任務是增加風壓，
用于克服管網(wǎng)過大阻力，保證按需供風。
（三）、風機與自然風壓串聯(lián)工作
1、自然風壓特性
自然風壓特性是指自然風壓與風量
之間的關(guān)系。自然風壓隨風量增大略
有增大。風機停止工作時自然風壓依
然存在。故一般用平行Q軸的直線表
示自然風壓的特性。
2、 自然風壓對風機工況點影響
自然風壓對機械風壓的影響，
類似于兩個風機串聯(lián)工作。
結(jié)論：當自然風壓為正時， 機械
風 壓與自然風壓共同作用克服礦井通
風阻力，使風量增加；當自然風壓 為
負時，成為礦井通風阻力。
二、通風機并聯(lián)工作
兩臺風機的吸風口直接或通過一段巷道連結(jié)在一起工作叫通風機并聯(lián)。風機并聯(lián)分為：集中并聯(lián)和對角并聯(lián)之分。
（一）集中并聯(lián)
特點：（1）、H = H1 = H2
（2）、Q = Q1 + Q2
1、風壓特性曲線不同風機集中并聯(lián)工作
1）作圖方法
原則：風壓相等，風量相加的原則。
方法：根據(jù)上述原則在同一坐標系中
將兩條風機特性曲線（I，II）合成。
2） 工況分析
用并聯(lián)等效風機產(chǎn)生 的風量Q與能力較大風機 的F1單獨工作產(chǎn)生風量Q1 之差來分析Ⅰ+Ⅱ合成曲線與Ⅰ風機曲線交點，臨界點A，R’臨界風阻
(A)當工作風阻R=R時，工況點位于A點右下側(cè)，
ΔQ=Q-Q1>0，并聯(lián)有效；
(B)當工作風阻R=R’時，工況點與A點重合，
ΔQ=Q-Q1＝0，并聯(lián)增風無效；
(C)當工作風阻R=R”> R’時，工況點位于A點左上側(cè)，
ΔQ=Q-Q1＜0，并聯(lián)有害。
2、風壓特性曲線相同風機并聯(lián)工作
M1 為風機的實際工況點； M為并聯(lián)合成工況點。
由圖可見，總有ΔQ=Q-Q1>0，且R越小，ΔQ越大。
結(jié)論：
1、風機并聯(lián)工作適用于因風機能力小，風阻小而風量不足的管網(wǎng)；
2、風壓特性曲線相同的風機并聯(lián)工作較好；
3、并聯(lián)合成特性曲線與工作風阻曲線相匹配，才會有較好的增風效果。
4、并聯(lián)工作的任務是增加風量， 用于風機能力小，保證按需供風。
（二）對角并聯(lián)工況分析
兩臺不同型號風機F1和F2的特性曲線分別為Ⅰ、Ⅱ，各自單獨工作的管網(wǎng)分別為OA（風阻為R1）和OB（風阻為R2），共同工作于公共風路OC（風阻為R0）。分析方法：
1、按等風量條件下把風機F1的風壓與風路OA的的阻力相減的原則，求風機F1為風路OA服務后的剩余特性曲線Ⅰ’。
2、同理得到剩余特性曲線Ⅱ’。
3、按風壓相等風量相加原理求得等效風機F1’和F2’集中并聯(lián)的特性曲線Ⅲ’。
4、特性曲線Ⅲ’，它與風路OC的風阻R0曲線交點M0，由此可得OC風路的風量Q0。
5、過M0作Q軸平行線與特性曲線Ⅰ’和Ⅱ’分別相交于MⅠ’和MⅡ’點。
6、過MⅠ’和MⅡ’點作Q軸垂線與曲線Ⅰ和Ⅱ相交于MⅠ和MⅡ，此即在兩個風機的實際工況點。
結(jié)論：每個風機的實際工況點MⅠ和MⅡ，既取決于各自風路的風阻，又取決于公共風路的風阻。
三、并聯(lián)與串聯(lián)工作的比較
以一離心式風機風壓特性曲線為例。
當風阻R2 通過B點時，兩者
增風效果相同（兩者實際工況點
分別為 MI 和 MII），但串聯(lián)功率
大于并聯(lián)功率，即Q并=Q串，NS > NP 。
當風阻為 R1 時，Q并＞Q串，N串 >N并。
當風阻為 R3 時，Q串＞Q并 ， N串 >N并。
結(jié)論：
（1）并聯(lián)適用于管網(wǎng)風阻較小，但因風機能力小導致風量不足的情況；
（2）風壓相同的風機并聯(lián)運行較好；
（3）軸流式風機并聯(lián)作業(yè)時，若風阻過大則可能出現(xiàn)不穩(wěn)定運行。所以，使用軸流式風機并聯(lián)工作時，除要考慮并聯(lián)效果外，還要進行穩(wěn)定性分析。
作業(yè)
4-6,4-9,4-11,4-12
|
發(fā)表評論 
