【文章內容簡介】 通道短，氣體流過葉片槽道時容易產生渦流現(xiàn)象，所以多翼通風機葉輪渦流噪聲大。 二、軸流式通風機的噪聲特性 圖7—3為軸流式通風機的噪聲特性和性能關系。軸流式通風機的噪聲特性與多翼通風機有些類似。由于翼列旋轉失速使氣流分離產生激烈的旋渦流，以致在壓力線的谷部，聲壓級SPL和比聲功率級最大。軸流式通風機的效率高，圓周速度大，通常用于大流量的場合。在相同的風量下，軸流式通風機的圓周速度約為離心式通風機圓周速度的兩倍。而噪聲隨著圓周速度的增加成比例地增大，所以軸流式通風機的噪聲要比離心式通風機大些。圖7—3軸流式通風機的噪聲特性和性能關系第三節(jié)通風機噪聲的控制用分貝還不能完全表達噪聲的特性。因為人耳對聲音的感覺不單和聲壓有關，和頻率也有關系。對尖叫高頻率聲音的感覺靈敏，對沉啞低頻率聲音的感覺遲鈍。所以雖然聲壓級相同而頻率不同的聲音是不一樣的。人們可聽見的頻率在20～20000赫。為方便起見，把它劃分成八個頻段，這就是頻程或頻帶。如果用頻率(頻程)為橫坐標，聲壓級為縱坐標，作出噪聲測量圖形，就可以得出不同頻率時不同噪聲，這就是頻譜分析。圖7—4就是一臺通風機的頻譜圖。對產生噪聲的通風機進行頻譜分析，就能清楚地了解到噪聲的成分和性質，從而選擇合理的消聲材料，提高消聲效果。圖7—4通風機的頻譜圖一、通風機噪聲減噪量的確定1．通風機基本頻率^一篙(赫)式中：z——葉片數(片)；”——轉數(轉／分)。2．各處聲功率級PⅣL(1)進氣口(或排汽口)的PⅣLPⅣL—SPL+10tg2=r。 (dB)式中：5PL——聲壓級； (dB)r一通風機葉輪距進(排)氣口中心的直線距離(米)。(2)機殼處的PWL。Pw’L。一5P工+10lgS (dB)式中：S——機殼的表面積(米。)。(3)管道(風筒)聲功率級PWLoPⅣLD一5PL+10lgS(dB)式中：S一一管道(風筒)截面積(米。)。(4)電機的PWLMPⅥ廠LM一5PL+10lgS(dB)式中：s…一電機的表面積(米。)。3．通風機總聲功率級的確定通風機聲源的總聲功率級由進氣口或排氣口、機殼、管道、電機等處的聲功率級合成，其合成總聲功率級：PWL按下式確定：PⅣL一10lg(10’M1／1。十10。P叭。／’。+…+10’眥”n。) (dB)4．各聲源處至接收器衰減量的確定聲源隨距離的增大將成比例地衰減。從各聲源到接收器的衰減量，即接收器的聲壓級SPI。按下式決定：SPL—PⅥ，L+10lg2~rr。 (dB) 5．接收器總聲壓級SPL接的確定接收器總聲壓級SPI。接等于各聲源作用于接收器聲壓級的合成，即5PL椿一10lg(10。PL。／’。+10?！?’。+…+10?！痓。) (dB)6．確定各處聲源的減噪量各處聲源的減噪量，可按下式確定：5PL接一必需的減噪量一lg” (dB)式中：n——各處聲源個數(個)。7．根據必需的減噪量，考慮噪聲控制的方法二、通風機噪聲控制的一般原理通風機噪聲的控制方法有：①降低聲源的噪聲；②傳輸路徑的噪聲控制；③接收器的防護措施。1．通風機聲源的噪聲控制通風機噪聲控制最根本的辦法就是使聲源的噪聲降低。聲源的噪聲控制辦法是：(1)降低聲源的激發(fā)力：減少因空氣動力產生的沖擊和渦流噪聲；提高葉輪及轉軸的平衡精度，減少因不平衡所產生的噪聲；提供良好的潤滑以減少摩擦力；聲源隔振可以有效地減少激發(fā)力。 (2)降低系統(tǒng)中噪聲輻射部件對激發(fā)力的響應：改變共振構件的固有頻率；采用阻尼材料增加能量損耗，減少噪聲的輻射。(3)正確地安裝、合理使用通風機，防止異常聲發(fā)生。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。(2)利用聲的吸收原理，采用良好的吸聲材料，使噪聲在傳輸途中不斷地衰減。(3)利用聲的反射原理，采用不連續(xù)結構，使聲能量反射給聲源，阻擋噪聲的傳播。3．接收器的防護措施這里的接收器指的可能是一個人或一群人，也可能是噪聲敏感設備。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，或設置隔聲室，使噪聲控制在允許水平，防止噪聲的傷害。三、通風機噪聲控制方法根據防噪原理，通風機噪聲控制的主要方法如下：1．通風機噪聲源控制合理選擇通風機的轉數，因為通風機的噪聲為圓周速度的6次方比例關系。對于壓力不高的離心式通風機，可選用低噪聲通風機。對于高壓大容量通風機，其噪聲源的控制是一個比較困難尚待解決的問題。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，噪聲不應超過90分貝(A聲級)，超過時應采取消聲措施。否則工作人員應有個體保護用具。消聲器或消聲裝置是消除空氣動力噪聲的一種技術措施。它阻止、減弱聲音的傳播而不影響空氣流動。通常安設在通風機排風巷道中的消聲裝置大都用松軟、多孔的吸聲材料制成。消聲器對不同頻率的噪聲有不同的消聲效果。中、高頻的噪聲通過消聲器后轉化為低調的聲音。評價消聲器的優(yōu)劣可從三個方面來考慮。(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。(2)對通風機性能的影響：消聲器安設在風道里必然產生一部分阻力影響風流。安設消聲器以后不應對通風機性能有過大的影響。(3)消聲器裝置的結構性能：礦井下空氣潮濕，容易引起消聲裝置的腐蝕。所以選用的消聲裝置應堅固耐用、體積小，成本也不宜過高。3．通風機出口的管道消聲在通風機管道出口或通風機進口設置吸聲板，可以使噪聲有效地得以降低。4．設置隔聲室(間)將通風機放置在具有吸聲性能的隔聲室內。為防止產生噪聲穿透應在進氣口設置消聲器，使噪聲衰減。5．防聲罩為了使通風機上配套的電動機噪聲盡量降低，往往采用內表面貼有吸聲材料的防聲罩，阻止電動機產生的噪聲向外擴散。第八章通風機防瓦斯爆炸的安全要求第一節(jié)主要通風機 為防止瓦斯爆炸，主要通風機(供全礦井、一翼或一個分區(qū)使用)的安裝和使用，必須符合下列要求： 1．礦井必須采用機械通風。機械通風可以使礦井獲得足夠的新鮮空氣和克服巷道阻力所必須的壓力。 2．主要通風機必須安裝在地面，裝有通風機的井口必須封閉嚴密，其外部漏風率在無提升設備時不得超過5％，有提升設備時不得超過15％。 3．主要通風機必須保證經常運轉，不得隨意停機。 4．主要通風機必須裝置兩套同等能力的通風機(包括電動機)，其中一套作備用。備用通風機必須能在10分鐘內開動。礦井不得采用局部通風機群作為主要通風機用。 5．裝有主要通風機的出風井口，應安裝防爆門。 6．主要通風機每月至少由礦井機電部門檢查一次。改變風機轉數或風葉安裝角度時，必須報礦上級部門批準。 7．新安裝礦井主要通風機投產前，必須進行通風機性能的測定和試運轉工作?！院竺?年至少進行一次性能測定。 生產礦井主要通風機必須裝有反風設施，必須能在10分鐘內改變巷道中的風流方向。當風流方向改變后，通風機的供給風量不應小于正常風量的60％。 主要通風機在停風期間必須打開井口防爆門和有關風門，以便充分利用自然通風。8．主要通風機應有兩路直接由變電所饋出的供電線路，線路上不應分接任何負荷。第九章礦井通風機裝置性能的測定第二節(jié)局部通風機掘進巷道采用局部通風機的安裝和使用，必須符合下列要求：1．壓力式局部通風機和啟動裝置，必須安裝在進風巷道中，距風口不得小于10米。局部通風機的吸入風量必須小于全壓風壓供給該處風量，以免發(fā)生循環(huán)風。采區(qū)工作面以及機電硐室的空氣溫度不得超過規(guī)定。2．局部通風機必須裝有風電閉鎖裝置。當局部通風機停止運轉時，能立即自動切斷局部通風機供風的巷道中一切電源。3．在易爆等級比較高的礦井中，所有掘進工作面的局部通風機都應裝設三專(專用變壓器、專用開關、專用線路)、一閉鎖(風電)設施，保證局部通風機可靠運轉。4．使用局部通風機進行通風的掘進工作面，無論工作或交換班時，都不準停風。因檢修、停電等原因停風時，必須撤出人員，切斷電源。在恢復通風前，首先必須檢查瓦斯，局部通風機及其開關地點附近10米以及風流中易爆氣體的濃度不超過0．5％時，方可人工開動局部通風機，恢復正常通風。輸送含有易燃易爆成分的氣體介質也可選用防爆通風機。這類通風機葉輪與機殼的材料都是選用鋁合金制作，這樣當葉輪與機殼碰撞或磨擦時，不會出現(xiàn)火花而引起氣體燃燒爆炸，避免造成事故。礦井通風機性能測定的主要任務是：測出通風機在不同工況時的風量、風壓、功率等參數，分析通風機風量是蠆滿足礦井生產的實際需要；計算礦井通風阻力；分析通風機的運轉參數與礦井通風網路的匹配是否適當，確定是否需要進行通風機的工況調節(jié)。在進行遍風機測定時，需要測定和計算的項目有：風量、風壓、轉數、功率、效率及大氣參數。生產礦井使用的通風機，都裝設了擴散器或外接擴散器，因此實際靜壓特性曲線與通風機出廠靜壓特性曲線有所不同。通常，將擴散器看作通風機的組成部分，總稱為通風機裝置。通風機全壓為通風機出口與通風機入口的全壓差，而通風機裝置的全壓則為擴散器出口與通風機入口的全壓差。通風機裝置性能的現(xiàn)場測定是一項較復雜的工作，一般分為測定前的準備、測定、資料整理與分析三個階段。其中測風、測壓地點的確定，直接影響測值的精確度，非常關鍵。第一節(jié)工況調節(jié)調節(jié)工況的目的是為了改變通風機的工作風量和風壓?？晒┻x擇的工況調節(jié)地點有：風硐中、礦井總回風道中。在停產條件下測定軸流式通風機裝置性能時，可在工況調節(jié)處預先安裝調節(jié)風窗的框架，測定時用木板擱在框架上，以縮小風道的通風面積，增加風阻。測定離心式通風機裝置時，可利用風硐中原有閘門調節(jié)工況。工況調節(jié)的次數應能保證測得連續(xù)完整的特性曲線，一般不應少于8～10個工況點。特別在軸流式通風機Q—H曲線的“駝峰區(qū)”附近測點多一些。工況調節(jié)的順序：軸流式通風機一般應開路(風阻最小時)啟動，逐漸增阻調節(jié)。離心式通風機一般采用閉路(風阻最大時)啟動，逐漸降阻調節(jié)，原則是根據具體的通風機功率特性曲線特點來確定調節(jié)順序。一、靜壓測定第二節(jié)參數測定．為求得通風機裝置的靜壓，應測出通風機進風端空氣的相對靜壓，其測定位置應布置在工況調節(jié)裝置與通風機進風口之間的風道直線段上，盡量選擇在接近通風機進風口而又風流穩(wěn)定處。通常軸流式通風機可在距離進風口一倍葉輪直徑處測量。對單吸風口的離心式風機則應布置在控制閘門后兩倍葉輪直徑以遠處測量。對雙吸風口的離心式風機應在風道分支一倍葉輪直徑處的穩(wěn)定風流中測量。為了能夠測出測壓斷面上空氣的平均相對靜壓，可參考圖9—1所示的測壓裝置。二、風量測定1．用風表測風在條件允許的情況下，應盡量將測風斷面選在工況調節(jié)裝置與通風機間的風硐直線段內，以減少漏風對測定結果的影響。有時也可在礦井總回風道或通風機外接擴散器的出風口測定。在礦井總回風道中的測風點，應設在斷面無變化的巷道直線段且風流穩(wěn)定處。此處測得的風量不含風機附近的地面漏風，所以不能作為通過通風機的風量，但可作參考之用。如果地面漏風很小，而在風硐或擴散器內又無法測風時，也可以近似地把它看作是通風機的風量。軸流式通風機外接擴散器的出風口斷面大，風流與出風口平面斜交，一般不宜在此斷面測風。2．用皮托管和壓差計測風壓差計的種類很多，測定動壓宜采用單管傾斜式壓差計，它操作簡便、易于讀數。若用微壓計測動壓，當波動較大時調節(jié)困難，測值不易讀準。皮托管可安設在風硐中距通風機進風口3～4倍葉輪直徑處，也可設在圓錐擴散器的環(huán)形空間內，在擴散器環(huán)形空間測壓的結果表明：(1)由于通風機葉輪的旋轉作用，風流在環(huán)形空間內是呈螺旋形路線向前運動的。(2)環(huán)形空間的同一斷面上，各點的風速不相等，有時差別很大。不同工況時，最大風速點的位置也不同。(3)雖然環(huán)形空間內風速分布不均勻，但用整個斷面的平均風速計算風量時，精度還是可以滿足測定的要求。在同一測量斷面上要有足夠的測點數，可以提高測值的精度。皮托管的全壓孔口必須正對風流方向，要固定，不會因風流吹動而偏移。三、電動機的功率與效率的測算電動機的輸入和輸出功率，可以用兩只單相瓦特表或一只三相瓦特表(配合電流互感器和電壓互感器)采用常規(guī)的方法測定。也可同時采用電流表、電壓表和功率因數表測量。在實際測定中，常同時采用兩種方法測量，以便互相校對。通風機的效率可按下式計算：nI T ≮17一』102N‰39。q 100％0 e吼“。／“式中：1——通風機裝置效率；Q——通風機裝置風量(米。／秒)；H——通風機裝置風壓(毫米水柱)；N——驅動通風機的電機輸入功率(千瓦)；礓——驅動電機的效率； ≮m——驅動電機與通風機間的傳動效率。四、通風機轉數測定通風機的實際轉數可用轉速表直接測量，也可用閃影法(頻閃測速法)測量。測量前在電動機或通風機軸頭上加裝一硬紙圓盤，黑白相間地涂滿數個扇形。電源頻率變化對測值有影響，所以還要：用頻率計測定電源頻率。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。然后計算空氣的重率。第三節(jié)測定步驟一、測定前的準備根據測定方案組織分工，準備儀表、工具、記錄表格等；記錄通風機和電動機的銘牌技術數據并測量通風機的有關結構尺寸；測量各處風道的斷面尺寸；在工況調節(jié)地點及測壓處安設測壓管、膠皮管和調節(jié)風窗框架，準備足夠的用于調節(jié)工況的木板；校正各種儀表，熟悉使用方法；清除風硐內的雜物和積水；采取措施堵塞地面漏風；檢查通風機、電動機等各部件運轉的安全、可靠性。測定使用的儀表，見表91。表9—1扇風機裝置性能測定使用儀器一覽表二、測定工作通風機啟動后5～10分鐘，待風流穩(wěn)定，可正式測定。根據需要調節(jié)工況，連續(xù)測定。為消除由于電