【正文】 為靜壓。實際氣流繞葉型的流動，可以看成是理想流體繞葉型的流動與葉型的環(huán)流的迭加。因為圓柱上下壓差的作用，產(chǎn)生一個向上的推力，稱為升力，如圖2—7c所示。 如果圓柱體在靜止的空氣中轉(zhuǎn)動，根據(jù)實際觀察，圓柱體周圍的流體也將隨圓柱一起繞軸心流動，如圖2—7b所示。首先我們來看一個理想流體流過靜止圓柱體的情況。圖2—6是軸流通風(fēng)機構(gòu)造簡圖。a為平板型，b為圓弧板型，c為機翼型。后向葉片的通風(fēng)機效率高，壓頭特性曲線平緩穩(wěn)定，這對兩臺通風(fēng)機的并聯(lián)運轉(zhuǎn)非常有利。 通過比較可以看出，在其他條件相同時三種葉片形式的比較結(jié)果： 從氣體所獲得的壓力看，前向葉片壓頭最大，徑向葉片居中，后向葉片最小。 (3)徑向葉片。葉片出口安裝角盧。90。它是按照葉片出口安裝角度大小和葉片幾何形狀來決定的。蝸殼、擴散器的作用是減低氣流的動壓，增加靜壓以避免葉輪產(chǎn)生的高速氣流直接排出大氣而造成損失。如此不斷地吸、排，以達到輸送空氣的目的。 離心式通風(fēng)機是靠旋轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力作用增加壓力的。一、離心通風(fēng)機工作原理圖2—3是離心通風(fēng)機構(gòu)造簡圖。管內(nèi)液面受到的壓力越大，液面就越低，反之，管內(nèi)液面受到的壓力越小，液面就越高。（1） a兩端管都承受同樣的大氣壓力，玻璃管兩端液面保持同樣的水平。上風(fēng)點的能量必定大于下風(fēng)點的能量。全壓則表示這兩種能量之和。（3）全壓。（2）動壓。 礦井通風(fēng)中所說的空氣壓力都指定是壓強，即單位面積上的壓力?？諝獾撵o壓是氣體分之間的壓力或氣體分子對容器壁所施加的壓力。同理，也可以用水來表示它的高度。把裝滿水銀的玻璃管倒立在水銀中，這是玻璃管中的水銀下降760毫米高度并不繼續(xù)下降。當溫度為20℃，相對濕度50％、絕對壓力為760毫米汞柱、干燥空氣的狀態(tài)稱為大氣的標準狀態(tài)。但在傾斜及垂直巷道的兩端，由于空氣具有不同的能量，僅用空氣壓力的大小說明風(fēng)流的運動方向就不夠確切。由于各地海拔高度、濕度的不同，形成了有的地方氣壓高，有的地方氣壓低。小于10％者，不得超過10毫克/米3；采掘工作的空氣干球溫度不得超過27℃；℃。近年來，隨著不斷地改革開放，我國礦山不斷革新和充實，已經(jīng)形成一個較為完整地體系。礦井內(nèi)常見的對安全生產(chǎn)威脅最大的有毒氣體有：一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等等。這些有毒、有害氣體的本源的主要途徑是：爆破時產(chǎn)生的炮煙、柴油機工作時所產(chǎn)生的廢氣、硫化礦物的氧化井下燃火、瓦斯和煤粉爆炸、井下涌出的沼氣，由于地?zé)嶙饔煤蜋C電設(shè)備散發(fā)的熱量等等。我國礦山安全過程對礦井內(nèi)污濁空氣有以下規(guī)定：礦內(nèi)空氣中氧含量不得低于20％；有人工作或可能有人到達的井巷，％，總回風(fēng)流中，二氧化碳不超過1％；％（按體積計算）。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的有效風(fēng)量率不得低于60％；礦井工作場所放射性氣體氡在空氣中的最大允許濃度為11010居里/升，氡子體的潛能值不超過1104兆電子伏/升?？諝馐菑臍鈮焊叩牡胤搅飨驓鈮旱偷牡胤剑瑲鈮旱母叩筒罹褪且鹂諝饬鲃拥脑?。而礦井空氣流動是從能量大的一端流向能量小的一端，這就是風(fēng)流運動的必要條件。它對地面產(chǎn)生的壓力叫做大氣壓力。這是因為玻璃上端是真空狀態(tài)，沒有空氣壓力，而水銀槽的水銀面上卻作用著大氣壓力的緣故。通過試驗證明：壓力是可以用液柱來表示的。所以，空氣中某一點的靜壓在各個方向都相等。礦井通風(fēng)中常用的靜壓一般是相對壓力，就是以當?shù)卮髿鈮毫橛嬎慊鶞实撵o壓差?？諝饬鲃訒r，施加于與風(fēng)流垂直的平面上的壓力除靜壓外，還有動壓。風(fēng)流的全壓是該點的靜壓和動壓的疊加?？諝庠谌珘旱淖饔孟卵刂欢ǖ耐ǖ溃蚰芰康偷牡胤竭\動，并在運動過程中消耗本身的能量。如果管道中兩個不同斷面的能量相等，則不產(chǎn)生風(fēng)流。（2） b從管一端向管內(nèi)吹氣，這時吹氣一端管內(nèi)液面承受的壓力增大，兩液面不能保持水平，另一端液面就要升高，兩液面產(chǎn)生高度差h。 礦井空氣流動，就是利用通風(fēng)機造成壓差，達到通風(fēng)的目的。1．進氣室2．進氣口 3．葉輪4．蝸殼5．主軸6．出氣口 7．出口擴壓器氣體在離心通風(fēng)機內(nèi)的流動方向是：從進風(fēng)口沿軸向進入葉輪，隨著葉輪流道的改變，氣流又從徑向出葉輪，在這個流動過程中，風(fēng)壓和流速不斷增大，氣流匯集在螺線形機殼中，氣流速度下降而壓力上升，最后經(jīng)過錐形擴散器排入大氣。由于離心力作用氣流被甩到葉輪出口，這時葉輪的入口產(chǎn)生負壓，在大氣壓力作用下氣流不斷由進風(fēng)口繼續(xù)進入葉輪，在葉輪中氣流獲得高速度，在經(jīng)過螺旋形機殼時，因為斷面不斷擴大使氣流速度逐漸降低，壓力繼續(xù)增大，在氣流到達擴散器出口時，氣流具有的壓力基本上和大氣壓相等。如果能制造足夠長度的擴散器，則排向大氣的空氣壓力就完全和大氣壓力相等。葉輪是一個使氣體獲得能量的重要部件。葉片的三種形式如圖2—4所示。它分為一般前向葉片和多翼式前向葉片。90。葉片出口安裝角p：一90。從效率觀點看，后向葉片損失最小，故效率最高，徑向葉片介于前、后向葉片之間，前向葉片損失最大，故效率最低。如果對通風(fēng)機的壓力要求較高，而轉(zhuǎn)速或圓周速度又受到一定限制時，則往往選用前向葉片。平板型制造最簡單，但效率較低，一般很少應(yīng)用。氣流從集風(fēng)器進入，通風(fēng)葉輪使氣體獲得能量，然后流入導(dǎo)葉，導(dǎo)葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動能變?yōu)殪o壓能，最后通過擴散筒將一部分軸向氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，然后從擴散筒流出，輸入管路。如圖2—7a所示：圖2—7理想流體流過圓柱體 流體在流近靜止圓柱體前，是一組均勻的平行流線，當流體流近圓柱體時，由于圓柱體的阻礙，使流線逐層發(fā)生彎曲。這種流動稱為環(huán)流。上面所產(chǎn)生的這種現(xiàn)象，稱為升力效應(yīng)。迭加的結(jié)果改變了葉型上下表面的速度分布，使葉型上表面速度增加，下表面速度減小，于是產(chǎn)生了壓差，也就產(chǎn)生了把葉片推向低壓區(qū)的力，使葉片上升。有時為了提高通風(fēng)機的壓力，在一臺風(fēng)機上安裝兩個轉(zhuǎn)動葉輪，這種兩級通風(fēng)機的第一個葉輪之后必須安裝中間導(dǎo)葉，以使流入第二個葉輪的氣流方向與流入第一個葉輪的氣流方向相同。該葉型是德國研究發(fā)明的，見圖2—9a。它是參照英國LS型螺旋翼型加以修改而得到的一種葉型，見圖2—9c。(5)圓弧板葉型。圖2—9幾種軸流通風(fēng)機中常用的葉型a．葛延根葉型b．RAF一6E葉型c．Ls葉型d．cLARK Y葉型e．圓弧板葉型任何一種具有尖后緣的機翼葉型，都可以在較寬廣的攻角范圍內(nèi)工作。三、離心式通風(fēng)機與軸流式通風(fēng)機的比較礦井主要通風(fēng)機，通常使用離心式和軸流式兩大類。2．軸流式通風(fēng)機部件裝在筒式機殼內(nèi)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修比較困難，離心式通風(fēng)機結(jié)構(gòu)簡單，運行比較可靠。5．在通風(fēng)機調(diào)節(jié)方面，軸流式通風(fēng)機可改變動葉片或靜導(dǎo)葉安裝角度，改變?nèi)~輪級數(shù)、葉片片數(shù)、導(dǎo)流器等多種方法進行調(diào)節(jié)風(fēng)量，以適應(yīng)礦井需要，經(jīng)濟性能較好。所以離心式通風(fēng)機可用閘門調(diào)節(jié)風(fēng)量，阻力變化較小?，F(xiàn)綜合各種不同特點列表如下：第二節(jié)通風(fēng)機主要性能參數(shù)一、通風(fēng)機工作的基本參數(shù)風(fēng)量、風(fēng)壓、轉(zhuǎn)速、功率及效率是表示通風(fēng)機性能的主要參數(shù)，稱為通風(fēng)機的性能參數(shù)。／秒、米。米)稱為通風(fēng)機的全壓H。所組成，即：H?？偸窍挠诳朔V井通風(fēng)阻力矗和擴散器出口(抽出式)或風(fēng)井出口(壓入式)的動壓損失。4．功率N驅(qū)動通風(fēng)機所需要的功率N稱為軸功率，或者說是單位時間內(nèi)傳遞給通風(fēng)機軸的能量。／102 (千瓦)如果通風(fēng)機風(fēng)壓是用其有效靜壓H，來表示，則N，一Q／102。／秒)、風(fēng)壓H(千克／米。通風(fēng)機的特性曲線，就是在既定轉(zhuǎn)速下，反映風(fēng)量、風(fēng)壓、功率、效率之間的關(guān)系曲線，它表明通風(fēng)機的各種工作性能和變化規(guī)律，對通風(fēng)機的選型和分析通風(fēng)機的工作狀態(tài)是十分有用的。實際使用時，常將礦井風(fēng)阻特性曲線與通風(fēng)機特性曲線繪在一張圖上，礦井風(fēng)阻曲線R與通風(fēng)機Q—H特性曲線的交點A為通風(fēng)機的工況點。輪葉后彎式通風(fēng)機Q—H曲線一般呈單斜狀；輪葉前彎式通風(fēng)機Q—H曲線一般呈駝峰狀。隨著風(fēng)量的增加，功率是緩緩上升的，最后達到功率的最大值。(1)風(fēng)量風(fēng)壓曲線軸流通風(fēng)機的Q—H曲線一般呈馬鞍一駝峰狀，在馬鞍的左端是不穩(wěn)定的工作段。風(fēng)量雖然變化不大，風(fēng)壓卻有著明顯的變化。軸流通風(fēng)機在啟動時，閘門不允許全閉起動，如果全閉起動電機消耗的功率最大。由于通風(fēng)機本身存在能量損失，因此，其輸出功率小于輸入功率。也就是圖3—13通風(fēng)機的工況點說，礦井的通風(fēng)工作是由網(wǎng)路與通風(fēng)機的配合來完成的。當網(wǎng)路風(fēng)阻發(fā)生變化時，其特性曲線由oR1，變到0R：或OR。為了保證通風(fēng)機穩(wěn)楚、經(jīng)濟、安全地運行，其工況點要限制在一定的范圍內(nèi)。運干丁工況點的選擇應(yīng)不低于最高效率的s5％～90％范圍內(nèi)最為經(jīng)濟。在通風(fēng)機中相似理論的應(yīng)用是非常重要的，它主要應(yīng)用于通風(fēng)機的相似設(shè)計及性能的相似換算。2．運動相似對應(yīng)點的速度方向相同，比值保持為常數(shù)。根據(jù)通風(fēng)機的相似理論，我們可以證明，只要兩個通風(fēng)機滿足上述相似條件，那么它們的無因次參數(shù) 就一定是相等的。必須在此強調(diào)指出兩點：(1)不同類型通風(fēng)機或者同類型而葉片安裝角度不相等時，都不能利用上述定律進行參數(shù)換算。表示同一通風(fēng)機兩種不同轉(zhuǎn)數(shù)時的QH曲線，R和R，是工作網(wǎng)路兩種情況時的風(fēng)阻曲線。同M’噪聲是聲波的一種，有強有弱。通風(fēng)機的噪聲一般說來比較高，其噪聲產(chǎn)生的原因有下面三個：因空氣動力所產(chǎn)生的、由于機械振動產(chǎn)生的、兩者互相作用所產(chǎn)生的噪聲。由于渦流無規(guī)則的運動，時而生長時而衰減，于是使得渦流噪聲具有寬廣的頻率范圍。另外，通風(fēng)機主軸通過電機、齒輪增速裝置或皮帶傳動時，也會引起振動而產(chǎn)生二次噪聲。為縱坐標的變化關(guān)系曲線，稱為通風(fēng)機的噪聲特性。這是由于谷部渦流加劇使噪聲變大。軸流式通風(fēng)機的噪聲特性與多翼通風(fēng)機有些類似。而噪聲隨著圓周速度的增加成比例地增大，所以軸流式通風(fēng)機的噪聲要比離心式通風(fēng)機大些。所以雖然聲壓級相同而頻率不同的聲音是不一樣的。圖7—4就是一臺通風(fēng)機的頻譜圖。 (dB)式中：5PL——聲壓級； (dB)r一通風(fēng)機葉輪距進(排)氣口中心的直線距離(米)。)。)。／’。按下式?jīng)Q定：SPL—PⅥ，L+10lg2~rr。／’。+…+10。1．通風(fēng)機聲源的噪聲控制通風(fēng)機噪聲控制最根本的辦法就是使聲源的噪聲降低。2．傳輸路徑的噪聲控制(1)在噪聲源周圍或接收器四周，使用合理的隔聲罩，密閉聲源，防止或減少噪聲向外傳播。在噪聲過高的環(huán)境下，可以采用某些防護工具，如耳塞、耳罩，或設(shè)置隔聲室，使噪聲控制在允許水平，防止噪聲的傷害。2．消聲器煤礦安全規(guī)程規(guī)定：在井下和地面的工作地點，噪聲不應(yīng)超過90分貝(A聲級)，超過時應(yīng)采取消聲措施。通常安設(shè)在通風(fēng)機排風(fēng)巷道中的消聲裝置大都用松軟、多孔的吸聲材料制成。(1)消聲性能：消聲裝置能夠消除超出標準的那部分噪聲就認為是合格的。所以選用的消聲裝置應(yīng)堅固耐用、體積小，成本也不宜過高。5．防聲罩為了使通風(fēng)機上配套的電動機噪聲盡量降低，往往采用內(nèi)表面貼有吸聲材料的防聲罩，阻止電動機產(chǎn)生的噪聲向外擴散。 3．主要通風(fēng)機必須保證經(jīng)常運轉(zhuǎn)，不得隨意停機。 5．裝有主要通風(fēng)機的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門?！院竺?年至少進行一次性能測定。8．主要通風(fēng)機應(yīng)有兩路直接由變電所饋出的供電線路，線路上不應(yīng)分接任何負荷。2．局部通風(fēng)機必須裝有風(fēng)電閉鎖裝置。因檢修、停電等原因停風(fēng)時，必須撤出人員，切斷電源。礦井通風(fēng)機性能測定的主要任務(wù)是：測出通風(fēng)機在不同工況時的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率等參數(shù)，分析通風(fēng)機風(fēng)量是蠆滿足礦井生產(chǎn)的實際需要；計算礦井通風(fēng)阻力；分析通風(fēng)機的運轉(zhuǎn)參數(shù)與礦井通風(fēng)網(wǎng)路的匹配是否適當，確定是否需要進行通風(fēng)機的工況調(diào)節(jié)。通風(fēng)機全壓為通風(fēng)機出口與通風(fēng)機入口的全壓差，而通風(fēng)機裝置的全壓則為擴散器出口與通風(fēng)機入口的全壓差?？晒┻x擇的工況調(diào)節(jié)地點有：風(fēng)硐中、礦井總回風(fēng)道中。特別在軸流式通風(fēng)機Q—H曲線的“駝峰區(qū)”附近測點多一些。通常軸流式通風(fēng)機可在距離進風(fēng)口一倍葉輪直徑處測量。二、風(fēng)量測定1．用風(fēng)表測風(fēng)在條件允許的情況下，應(yīng)盡量將測風(fēng)斷面選在工況調(diào)節(jié)裝置與通風(fēng)機間的風(fēng)硐直線段內(nèi)，以減少漏風(fēng)對測定結(jié)果的影響。如果地面漏風(fēng)很小，而在風(fēng)硐或擴散器內(nèi)又無法測風(fēng)時，也可以近似地把它看作是通風(fēng)機的風(fēng)量。皮托管可安設(shè)在風(fēng)硐中距通風(fēng)機進風(fēng)口3～4倍葉輪直徑處，也可設(shè)在圓錐擴散器的環(huán)形空間內(nèi)，在擴散器環(huán)形空間測壓的結(jié)果表明：(1)由于通風(fēng)機葉輪的旋轉(zhuǎn)作用，風(fēng)流在環(huán)形空間內(nèi)是呈螺旋形路線向前運動的。在同一測量斷面上要有足夠的測點數(shù)，可以提高測值的精度。在實際測定中，常同時采用兩種方法測量，以便互相校對。／秒)；H——通風(fēng)機裝置風(fēng)壓(毫米水柱)；N——驅(qū)動通風(fēng)機的電機輸入功率(千瓦)；礓——驅(qū)動電機的效率； ≮m——驅(qū)動電機與通風(fēng)機間的傳動效率。五、空氣重率測定分別使用空盒氣壓計、水銀溫度計、濕度計測量大氣物理條件、大氣壓力、溫度和濕度。表9—1扇風(fēng)機裝置性能測定使用儀器一覽表二、測定工作通風(fēng)機啟動后5～10分鐘，待風(fēng)流穩(wěn)定，可正式測定。要防止工況點突然進入不穩(wěn)定區(qū)段，逐步調(diào)節(jié)。(2)用皮托管測量時Q—S4．通風(fēng)機的靜壓效率孫靜一Ⅳ靜／Nx100％5．通風(fēng)機轉(zhuǎn)數(shù)的校正系數(shù)k。6．空氣重率校正系數(shù)k，——某一工況實測得的空氣重率(千克／米。第四節(jié)通風(fēng)機裝置實測特性曲線的應(yīng)用掌握通風(fēng)裝置的實測特性曲線，結(jié)合礦井阻力測定資料，就能較為準確地解決礦井通風(fēng)中的許多實際問題。二、合理調(diào)節(jié)礦井總風(fēng)量改變通風(fēng)機特性或改變通風(fēng)機的工作風(fēng)阻可以調(diào)節(jié)礦井總風(fēng)量。離心式通風(fēng)機安裝質(zhì)量上的問題：(1)在通風(fēng)機進口，集流器與葉輪之間的間隙偏大或偏小，增大了渦流損失。(2)葉輪輪轂與整流罩之間的軸向間隙過大。2．礦井通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)嚴格遵循安全可靠、便于管理、通風(fēng)基建費和經(jīng)營費最低的原則，并經(jīng)設(shè)計確定。如因風(fēng)機規(guī)格限制而采用并聯(lián)運轉(zhuǎn)時，并聯(lián)運轉(zhuǎn)的風(fēng)機一般應(yīng)為同型號、同規(guī)格，且需作并聯(lián)運轉(zhuǎn)曲線和校驗風(fēng)機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性?！?0。(6