【正文】 4 + HN 即 |h4|= hR14 + hv4 － HN （ 3） 討論： hv4 值一般不大 ， 且較穩(wěn)定 。 HN隨季節(jié)變化 ， 一般礦井其值也不大 ， 可忽略 ， 因此 ， 風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)的示值 |h4|基本反映了礦井通風(fēng)阻力 。 如果礦井主要回風(fēng)巷發(fā)生冒頂堵塞 ， 則水柱計(jì)讀數(shù)增大 ， 如果控制通風(fēng)系統(tǒng)的主要風(fēng)門開啟 ， 風(fēng)流短路 （ 抽出式通風(fēng)機(jī)直接與大氣連通 ） ， 則水柱計(jì)讀數(shù)減小 。 因此 ， 通過風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)的讀數(shù)可以很好地監(jiān)測通風(fēng)系統(tǒng)的情況以及風(fēng)機(jī)的狀況 。 進(jìn)一步，對 5斷面 (擴(kuò)散器出口）列伯努力方程，便可得到 水柱計(jì)讀數(shù)與風(fēng)機(jī)全壓之間的關(guān)系 。即有： Ht +P4+hv4=P5+hv5+hRd 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 因?yàn)椋?P5＝ P05＝ P04， 故 Ht =P04－ P4－ hv4+hv5+hRd 即有： Ht =|h4|－ hv4+hv5+hRd 即： |h4|=Ht +hv4hv5hRd （ 4） 這表明風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)讀數(shù)與風(fēng)機(jī)全壓之間的關(guān)系 。 進(jìn)一步，對前面的（ 3）式，如果不考慮自然風(fēng)壓作用時(shí)，即有： |h4|= hR14 + hv4 將其代入到（ 4）式中，即可得到下述結(jié)果： hR14 + hv4= Ht +hv4－ hv5－ hRd 即： Ht = hR14 +hv5+hRd 如考慮自然風(fēng)壓，則為： HN +Ht = hR14 +hv5+hRd 此式表明： 風(fēng)機(jī)全壓與自然風(fēng)壓共同克服礦井通風(fēng)阻力以及擴(kuò)散器阻力和擴(kuò)散器出口動(dòng)壓。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) ? 壓入式通風(fēng)的系統(tǒng) 對 2兩斷面列伯努力方程得： hR12=(P1+hv1+ρm1gZ1) － (P2+hv2+ρm2gZ2) ∵ 邊界條件及 2同標(biāo)高： ∴ P2 = P02 ＝ P01 故有： P1－ P2= P1P01= h1 ρm1gZ1ρm2gZ2=HN 故上式可寫為 hR12=h1+hV1－ hv2+ HN 即 h1= hR12+ hv2 hV1HN （ 5） 上式表明了壓入式通風(fēng)情況下 ， 風(fēng)機(jī)房水柱計(jì)讀數(shù) h1與礦井通風(fēng)阻力 、 自然風(fēng)壓之間的關(guān)系 。 進(jìn)一步 ， 根據(jù)風(fēng)機(jī)全壓的定義有： Ht= Pt1－ Pt1’ = Pt1－ P01 = P1+hv1P01= h1+hv1 1 z2 2 h1 ρm1 ρm2 1’ 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 將 Ht= h1+hv1代入（ 5）式，則有： HN +Ht = hR12 +hv2 此式表明：壓入式通風(fēng)條件下，風(fēng)機(jī)全壓和自然風(fēng)壓共同克服礦井通風(fēng)阻力和出口動(dòng)壓損失。 總結(jié)： 無論抽出式還是壓入式通風(fēng)，通風(fēng)動(dòng)力都是克服礦井通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失。只是抽出式通風(fēng)時(shí)的動(dòng)能損失在擴(kuò)散器的出口，而壓入式通風(fēng)的動(dòng)能損失在出風(fēng)井口，兩者在數(shù)值上雖然可能不等，但在物理意義上是相同的。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 九、通風(fēng)機(jī)裝置性能測定 實(shí)際運(yùn)行的通風(fēng)機(jī)都裝有擴(kuò)散器 ， 加之安裝質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的磨損等原因 ， 而且通風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)性能往往與廠方提供的性能曲線不相符合 。這要求測定大氣條件 、 通風(fēng)機(jī)的出入口斷面靜壓 、 通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐內(nèi)某斷面的平均風(fēng)速 、 通風(fēng)機(jī)軸功率 、 轉(zhuǎn)數(shù)等參數(shù) ， 從而測定出通風(fēng)機(jī)裝臵的性能參數(shù) 。 通風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的布置及參數(shù)測定 ? 布置方案： 利用防爆門短路進(jìn)風(fēng)開展試驗(yàn) 利用備用風(fēng)機(jī)的風(fēng)道進(jìn)行試驗(yàn) (不停產(chǎn) ) ? 要求 ： 能準(zhǔn)確 、 方便地測得通過通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓 。因此要求測壓和測風(fēng)地點(diǎn)風(fēng)流處于穩(wěn)定狀態(tài) 。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 如圖所示 軸流式通風(fēng)機(jī)作抽出式通風(fēng)的礦井 ， 利用防爆門進(jìn)風(fēng)進(jìn)行的通風(fēng)機(jī)試驗(yàn) 。 進(jìn)行試驗(yàn)時(shí) ， 須打開防爆門作為主要進(jìn)風(fēng)口 ， 在風(fēng)硐和風(fēng)井交接處安設(shè)欄桿 b， 距 b約 2米處布臵調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝臵 c， 距 c約2D(D為風(fēng)硐的寬度 )處安臵整流柵 d(用 1米長的木板隔成 )， 并在彎道內(nèi)安設(shè)導(dǎo)向板 e。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) ?數(shù)據(jù)測定與方法 1） 通風(fēng)機(jī)裝置靜壓的測定 對于抽出式通風(fēng)的礦井 ， 鑒定時(shí)只測定通風(fēng)機(jī)裝臵靜壓 Hsd。 由式Hsd＝ h2－ hv2可知 ， 通過測定通風(fēng)機(jī)入口處 (斷面 2)風(fēng)流的相對靜壓 h2和該斷面的平均速壓 hv2可計(jì)算 Hsd。 2斷面處風(fēng)流相對靜壓的測定方法 ，如前圖所示 。 2） 風(fēng)速測定 ： 為計(jì)算通過通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 Q和 2斷面的平均動(dòng)壓 hv2。需測定 2斷面的平均風(fēng)速 ， 一般用風(fēng)表或皮托管兩種方法進(jìn)行風(fēng)速測定 ， 有時(shí)兩種方法同時(shí)進(jìn)行以相互校核 。 用風(fēng)表測風(fēng)時(shí) ， 測風(fēng)地點(diǎn)應(yīng)選在風(fēng)流較為穩(wěn)定的直線段；用皮托管測風(fēng)時(shí) ， 為準(zhǔn)確測得平均動(dòng)壓 ，應(yīng)在環(huán)形擴(kuò)散器的測風(fēng)位臵預(yù)先焊接若干根鋼筋 ， 并在鋼筋上對稱固定一定數(shù)量的皮托管 。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 皮托管的固定位臵，可按下式計(jì)算： 式中， Ri— 每根鋼筋上第 i個(gè)測點(diǎn)距圓筒中心的距離， i— 測點(diǎn) 序號； d—— 心筒直徑， m； D—— 外筒直徑， m； n—— 劃分等面積環(huán)的個(gè)數(shù)，個(gè)。 對于 ～ 18， n＝ 3～ 4； ～ 28， n＝ 5～ 6， 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) mDdnidDR i ,])(1[2 12)2(2 22 ????動(dòng)壓值測定可利用微壓計(jì)讀取每支皮托管的示值 ，環(huán)形空間內(nèi)測風(fēng)斷面的平均風(fēng)速 Va可用下式計(jì)算： 式中 hv hv …h(huán) vn—— 分別為各支皮托管的速壓值， Pa。 3）通風(fēng)機(jī)的軸功率測定 通風(fēng)機(jī)的軸功率＝電動(dòng)機(jī)輸入功率 電動(dòng)機(jī)效率 傳動(dòng)效率 式中： I—— 電流， A； V—— 電壓 ， V； cosψ—— 功率因數(shù)； η電 —— 電動(dòng)機(jī)效率，％； η傳 —— 傳動(dòng)效率％，直接傳動(dòng)取 ，間接傳動(dòng) 。 注： 電動(dòng)機(jī)輸入功率，也可以直接用瓦特表測得。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) )(2 21 vnvva hhhnV ???? ???KWVIN ,1000 c os3 傳電 ??? ??????4）轉(zhuǎn)數(shù)的測定 ： 通風(fēng)機(jī)與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，可用轉(zhuǎn)數(shù)表測定。根據(jù)指針的指示值，直接記取轉(zhuǎn)數(shù)表瞬時(shí)值。 5）大氣物理?xiàng)l件的測定： 大氣物理?xiàng)l件一般在斷面 1處測量，測定的主要參數(shù)有：大氣壓力、溫度和濕度，以便計(jì)算空氣的密度。 實(shí)際操作與注意事項(xiàng) 每調(diào)節(jié)一次風(fēng)量 ， 同時(shí)測定一次風(fēng)壓 、 風(fēng)量 、 轉(zhuǎn)數(shù) 、 功率和大氣物理?xiàng)l件等參數(shù) ， 并記入預(yù)先制定的記錄表格中 。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 第六節(jié) 風(fēng)量與通風(fēng)阻力測定 在通風(fēng)機(jī)性能測定過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)： ? 通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)必須控制功率，離心式通風(fēng)機(jī)應(yīng)在關(guān)閉閘門后啟動(dòng)，軸流式通風(fēng)機(jī)可在閘門全開狀態(tài)下啟動(dòng)； ? 試驗(yàn)時(shí)間盡可能縮短，防止通風(fēng)機(jī)工況改變導(dǎo)致的瓦斯排放和火區(qū)管理困難；同時(shí)為避免發(fā)生意外事故，應(yīng)加強(qiáng)井上下的檢查與管理，做好安全措施； ? 隨時(shí)檢查電動(dòng)機(jī)的負(fù)載和各部件的溫升情況，發(fā)現(xiàn)異常，立即報(bào)告； ? 全體人員必須思想集中，聽從統(tǒng)一指揮，以保證測定工作協(xié)調(diào)一致； ? 各項(xiàng)測定數(shù)據(jù)必須記錄清楚，應(yīng)配備速算人員，隨時(shí)核實(shí)各測定結(jié)果，并草繪出通風(fēng)機(jī)的特性曲線。 實(shí)測數(shù)據(jù)的整理與制圖 ?風(fēng)量計(jì)算 式中， S—— 測風(fēng)斷面 1的面積， m2。 ?在試驗(yàn)條件下通風(fēng)機(jī)裝置靜壓 Hsd的計(jì)算： H’sd＝ h2－ hv2 式中， h2—— 在風(fēng)硐斷面 2測得的相對靜壓， Pa； S—— 斷面 2的面積， m2 。 22 )(2 SQhv??smVdDQ a 322 ,)(4 ??? ?tVSQ )( ???第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) ? 試驗(yàn)條件下通風(fēng)機(jī)輸出功率 N’sd 、輸入功率 N’ （或風(fēng)機(jī)軸功率）計(jì)算： N’sd ＝ HsdQ’/1000， kW ? 通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓效率計(jì)算： ? 數(shù)據(jù)整理與換算 將試驗(yàn)測得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)換算成 標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài) (為便于現(xiàn)場應(yīng)用也可換算成該礦全年平均氣象條件下的數(shù)值 )和固定轉(zhuǎn)數(shù)條件下的數(shù)值 ，然后繪制通風(fēng)機(jī)的個(gè)體特性曲線。 轉(zhuǎn)速校正系數(shù)： 空氣密度校正系數(shù)： KWVIN ,1000 c os3 傳電 ??? ???????NN sdsd ????in nnK 均?iK ?? ?第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 風(fēng)機(jī)性能測試數(shù)據(jù)整理表 主扇工況點(diǎn) 測算值 空氣密度校正系數(shù) 轉(zhuǎn)數(shù)校正系數(shù) 校正后的數(shù)值 效率 Q’ H’sd N’sd N’ Kρ Kn K2n K3n Q Hsd Nsd N ηsd 1 2 … 10 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 校正后的通風(fēng)機(jī)流量 Q＝ Q’sKn， m3/s 校正后的通風(fēng)機(jī)裝臵靜壓 Hsd＝ H’sdKn2Kρ， Pa 校正后的通風(fēng)機(jī)軸功率 N和輸出功率 Ns N＝ N’Kn3Kρ， kW Nsd ＝ N’sdKn3Kρ＝ Hsd Q/1000， kW ?繪圖 為獲得比較光滑的個(gè)體特性曲線，一般要調(diào)節(jié)十個(gè)以上工況點(diǎn)，將得到的數(shù)據(jù)填入預(yù)先制好的表格中。以 Q為橫坐標(biāo)， Hsd、 N、 ηsd為縱坐標(biāo)，將與 Q對應(yīng)的 Hsd、 N、 ηs值繪到同一圖上，即可得各工況點(diǎn)。 連接各工況點(diǎn)，便得到通風(fēng)機(jī)裝臵在礦井標(biāo)準(zhǔn)條件下的個(gè)體特性曲線。 第四節(jié) 風(fēng)機(jī)基本理論與特性參數(shù) 一 、 工況點(diǎn)的確定方法 工況點(diǎn)是指 風(fēng)機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速和工作風(fēng)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(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的方法如下 。 圖解法 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線的函數(shù)式為Ｈ s＝ f(Ｑ )， 管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線函數(shù)式是 hR =ＲＱ 2， 風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Ｈ是用以克服阻力 hR， 所以Ｈ s ＝ hR ， 因此兩曲線的交點(diǎn) ， 即兩方程的聯(lián)立解 。 可見圖解法的前提是風(fēng)壓與其所克服的阻力相對應(yīng) 。 方法：在風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性 （ Ｈ s ─ Ｑ ） 曲線的坐標(biāo)上 ， 按相同比例作出工作管網(wǎng)的風(fēng)阻曲線 hR=RmQ2， 與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)之坐標(biāo)值 ， 即為通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓和風(fēng)量 。 通過交點(diǎn)作Ｑ軸垂線 ， 與Ｎ ─ Ｑ和 η─ Ｑ曲線相交 ， 交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為風(fēng)機(jī)的軸功率Ｎ和效率 η。 第五節(jié) 通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 注： 1） 若使用廠家提供的不加外接擴(kuò)散器的靜壓特性曲線Ｈ s~Ｑ ， 則要考慮安裝擴(kuò)散器所回收的風(fēng)機(jī)出口動(dòng)能的影響 ， 此時(shí)正確的做法應(yīng)采用通風(fēng)機(jī)裝臵的靜壓特性曲線 （ Ｈ sd~Ｑ ） ， 因此所用的風(fēng)阻Ｒ S應(yīng)小于Ｒ m， 即 Rs=Rm— （ Rv － Rvd － Rd ） 式中 Ｒ v── 相當(dāng)于風(fēng)機(jī)出口動(dòng)能損失的風(fēng)阻 ， Ｓ V── 風(fēng)機(jī)出口斷面 ， 即外接擴(kuò)散器入口斷面； Ｒ d── 擴(kuò)散器風(fēng)阻； Ｒ Vd── 相當(dāng)于擴(kuò)散器出口動(dòng)能損失的風(fēng)阻 ， Ｓ Vd── 為擴(kuò)散器出口斷面 。 2） 若使用通風(fēng)機(jī)全壓特性曲線Ｈ t─ Ｑ ， 則需用全壓風(fēng)阻Ｒ t作曲線 ， 且 3） 若使用通風(fēng)機(jī)裝臵全壓特性曲線Ｈ td─ Ｑ ， 則裝臵全壓風(fēng)阻應(yīng)為Ｒ td， 且 22 vv SR??22 vdvd SR??第五節(jié) 通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 Rt=Rm+（ Rvd + Rd ） Rtd=Rm+ Rvd 注： 2） 、 1） 中結(jié)論的推導(dǎo)