【文章內容簡介】 Ht用以克服通風管網阻力 hk 和風機出口動能損失 hv，即 : Ht=hR+hV,Pa 靜壓 :克服管網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 33/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 (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 103 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 tttNN?? 1000QH t??sssNN?? 1000QH S??,100 0trmtttrmmQHNN????? ??34/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 二 、 通風系統(tǒng)主要參數(shù)關系 －－ 風機房水柱計示值含義 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 4兩斷面 列伯努力方程 : hR14=(P1+hv1+ρ m12 gZ12) (P4+hv4+ρ m34 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： ρ m12gZ12’— ρ m34gZ34 = HN z 1 2 3 5 6 h4 4 4 5 35/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 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)的關系 。 （ 2） 風機房水柱計示值與風機風壓之間關系 類似地對 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 風流出口邊界條件： P5＝ P05＝ P04 故風機全壓 Ht hRd ＝ Pt5Pt4 =(P5＋ hv5 )(P4+hv4) = P04 P4+hv5hv4 Ht = |h4|— hv4+hRd+hv5 36/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 若忽略 hRd 不計，則 Ht≌ |h 4|— hv4+ hv5 風機靜壓 Hs＝ |h4|— hv4 （ 3） Ht、 HN、 hR 之間的關系 綜合上述兩式： Ht＝ |h4| hv4+hRd+hv5 ＝（ hR14+hv4HN ） hv4+hRd+hv5 ＝ hR14 + hRd + hv5 HN 即 Ht ＋ HN ＝ hR14 + hRd + hv5 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。 37/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 壓入式通風的系統(tǒng) 對 2兩斷面列伯努力方程得： hR12=(P1+hv1+ρ m1gZ1) (P2+hv2+ρ m2gZ2) ∵ 邊界條件及 2同標高： ∴ P2 = P02 ＝ P01 故有： P1P2= P1P01= h1 ρ m1gZ1ρ m2gZ2=HN 故上式可寫為 hR12=h1+hV1hv2+ HN 即 h1= hR12+ hv2 hV1HN 又 Ht= Pt1Pt1’= Pt1P01 = P1+hv1P01= h1+hv1 同理可得： Ht+ HN = hR12 + hv2 1 z2 2 h1 ρm1 ρm2 1’ 1 38/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 三 、 通風機的個體特性曲線 工況點 ：當風機以某 一轉速 、 在 風阻Ｒ的管網 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風阻為Ｒ時的工況點 。 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 。 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 。 通風機裝置的全壓Ｈ td： 擴散器出口與風機入口風流的全壓之差 ， 與風機的全壓Ｈ t之關系為： 式中 hd━━ 擴散器阻力 。 通風機裝置的靜壓Ｈ sd： dttd hHH ??)( vddtsd hhHH ???39/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 Hs 和 Hsd 的關系 ∵ Hs＝ Ht－ hv 而 ∴ 只有當 hd+hVdhV 時，才有Ｈ sdＨ s， 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 。 Ht、 Htd、 Hs 和 Hsd 之間 的關系圖 由圖可見，安裝了設計合理地擴散器之后， 雖然增加了擴散器阻力，使 HtdQ曲線低于 HtQ曲線，但由于 hd+hVdhV ，故 HsdQ曲線高于 HsQ曲線。若 hd+hVdhV ， 則說明擴散器設計不合理。 )( vddtvdtdsd hhHhHH ?????Q H HtQ HtdQ HSQ HsdQ 40/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 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， 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小（ 閘門全開 ）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 。 Ht Hs ?t ?s ?/% Q/m3/s H/daPa N/kW Q/m3/s G F D M R 41/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 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。 H/daPa Q/m3/s N/kW ?/% Ht HS N ?t ?S 42/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 四 、 無因次系數(shù)與類型特性曲線 （一） 無因次系數(shù) 比例系數(shù)： 兩個通風機相似是指氣體在風機內流動過程相似 ， 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 。 （ 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) H常數(shù)??? HuH 2?HQ 常數(shù)?? ?QuDQ24?雷諾數(shù)和歐拉數(shù)相等。 43/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 （ 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 446和圖 447 ?10 00HQN ?常數(shù)???? NQHuDN??? 3241 0 0 0?N?NQHH Q ?NQH ?N H Q?N44/70 河南理工大學 安全學院 通風動力 目錄 四 、 比例定律與通用特性曲線 比例定律 同類型風機它們的壓力 H、 流量 Q和功率 N與其轉速 n、尺寸 D和空氣密度 ρ 成一定比例關系 ， 這種比例關系叫 比例定律 。 將轉速 u=πDn/ 60 代入無因次系數(shù)關系式得： 對于 2兩個相似風機而言， ∴ NnDNQnDQHnDH357322101 2 710 4 1 0 800 0 2 7 40???????...21 ? 21 HH ? 21 NN ?22122121222222121211210 0 2 7 0 0 2 7 ??????????????????