【正文】 作業(yè) 1 1 15 。 重點(diǎn) 自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)，自然風(fēng)壓的控制與利用，通風(fēng)機(jī)的類型、構(gòu)造、附屬裝置與實(shí)際特性曲線風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的求法，聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的工況分析及工況調(diào)節(jié)方法，風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的有效性和穩(wěn)定性分析。 淮南某礦小 7號(hào)通風(fēng)系統(tǒng)地面漏風(fēng)量為 960ｍ 3/ min,占風(fēng)機(jī)排風(fēng)量的 25 .6%、占系統(tǒng)回風(fēng)量的 33. 9% 73/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 ?改進(jìn)途徑 ? 主要通風(fēng)機(jī)的合理選型 ? 更換電機(jī) ? 通風(fēng)系統(tǒng)調(diào)整與改造 ? 主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置的改造 改造擴(kuò)散器 改造風(fēng)硐 個(gè)別風(fēng)硐的阻力損失達(dá) 30%以上。如對(duì)雞西礦務(wù)局 62臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)的測(cè)定表明 :地面漏風(fēng)率大于5%的礦井占 50%,有的礦井漏風(fēng)率達(dá) 15%～ 25%。這種調(diào)風(fēng)方法簡(jiǎn)便易行 ,對(duì)離心式風(fēng)機(jī)也能節(jié)省一部分電能 ,但比采用調(diào)小風(fēng)機(jī)能力 (如降低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速或用小能力電機(jī) )的方法還是多消耗了不少電能 ,降低了通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。原煤炭工業(yè)部 1996年底調(diào)查表明 ,國(guó)有重點(diǎn)煤礦中尚有 48處風(fēng)量不足的礦井 ,至于地方煤礦和鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦 ,風(fēng)量不足或串聯(lián)次數(shù)過多的礦井就更為普遍。實(shí)測(cè)表明 ,大多數(shù)礦井回風(fēng)段的通風(fēng)阻力占總阻力的 60%～ 85%,只有少數(shù)礦井采區(qū)的通風(fēng)阻力為總阻力的 40%～ 50%。 70/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 ? 通風(fēng)阻力大，阻力分布不合理 全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦中有 40%的礦井的通風(fēng)阻力屬于中等和高阻力礦井 ,其中占礦井總數(shù) %的高阻力礦井 (93對(duì) )的主要通風(fēng)機(jī)的電耗占全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)煤礦總電耗的一半 ,少數(shù)幾個(gè)礦的通風(fēng)電耗占原煤電耗的一半以上。 二、噪聲控制 隔聲 擴(kuò)散器風(fēng)道消聲 消聲材料 68/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 補(bǔ)充 : 我國(guó)通風(fēng)系統(tǒng)存在問題及改進(jìn)途徑 ? 主要通風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率低 存在問題： 69/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 ? 驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)的電機(jī)額定功率過大 ,電機(jī)效率低 據(jù) 30個(gè)礦務(wù)局 100個(gè)回風(fēng)井的統(tǒng)計(jì) (表 1),電機(jī)負(fù)荷率低于 50%的占 39%。 2 0 l g ( / ) , d BoL p P P?67/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 我國(guó)主要通風(fēng)機(jī)的噪聲 (1m附近 )一般為 100～ 120 dB，風(fēng)機(jī)房噪聲達(dá) 90dB(A)以上 。 在噪聲切量?jī)x器中可以裝設(shè) A、 B、 C三種計(jì)權(quán)網(wǎng)路 ，其中A計(jì)權(quán)網(wǎng)路是一種濾波器 ，它對(duì) 頗率的判別與人耳感覺相似，使其中低頻聲波按比例衰減通過，而頻率在 100Hz以上的聲音無衰減通過 。 這樣， 聽閥值為 0dB(分貝 )，痛聞值為 120 dB。 66/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 聲壓級(jí)的計(jì)算公式： 式中 P。 聲壓： 聲波作用在物體上的壓力叫聲壓，單位為 Pa。頻率、頻譜和聲壓 是通風(fēng)機(jī)噪聲的三要素。 所以 ， 使用軸流式風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作時(shí) ， 除要考慮并聯(lián)效果外 ， 還要進(jìn)行穩(wěn)定性分析 。 當(dāng)風(fēng)阻為 R3 時(shí)， Q串 ＞ Q并 ， N串 N并 。 當(dāng)風(fēng)阻 R2 通過 B點(diǎn)時(shí)，兩者 增風(fēng)效果相同（兩者實(shí)際工況點(diǎn) 分別為 MI 和 MII），但串聯(lián)功率 大于并聯(lián)功率，即 Q并 =Q串， N串 N并 。 F1能力時(shí)，則另一風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)也隨之上移。 63/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 F1 F2 F1’ R1 R2 F2’ F1’+F2’ R0 M1’ M2’ M1 M2 Q H 分 析 : R R2不變，增大 R0，則兩臺(tái)風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)同時(shí)上移。 過 MⅠ ’和 MⅡ ’點(diǎn)作 Q軸垂線與曲線 Ⅰ 和 Ⅱ 相交于 MⅠ 和 MⅡ ，此即在兩個(gè)風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)。 特性曲線 Ⅲ ’，它與風(fēng)路 OC的風(fēng)阻 R0曲線交點(diǎn) M0，由此可得 OC風(fēng)路的風(fēng)量 Q0。 同理得到剩余特性曲線 Ⅱ ’。 Q R M Ⅰ /Ⅱ M1 Ⅰ +Ⅱ M’ Q Q1=Q2 Q1=Q2 H A 60/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 （二）對(duì)角并聯(lián)工況分析 兩臺(tái)不同型號(hào)風(fēng)機(jī) F1和 F2的特性曲線分別為 Ⅰ 、 Ⅱ ，各自單獨(dú)工作的管網(wǎng)分別為 OA（風(fēng)阻為 R1）和 OB（風(fēng)阻為 R2），共同工作于公共風(fēng)路 OC（風(fēng)阻為 R0）。 結(jié)論 ： 風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作適用于因風(fēng)機(jī)能力小 ， 風(fēng)阻小而風(fēng)量不足的管網(wǎng)； 風(fēng)壓特性曲線相同的風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作較好； 并聯(lián)合成特性曲線與工作風(fēng)阻曲線相匹配 ， 才會(huì)有較好的增風(fēng)效果 。 Q2 Q M M1 M2 M1’ Q Q1’ Q1 Q1’’ R’ R” H Ⅰ Ⅰ +Ⅱ Ⅱ A Q=Q1’ R Q M’ M” 59/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 風(fēng)壓特性曲線相同風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作 M1 為風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)； M為并聯(lián)合成工況點(diǎn)。 方法 ：根據(jù)上述原則在同一坐標(biāo)系中 將兩條風(fēng)機(jī)特性曲線 （ I， II） 合成 。 風(fēng)機(jī)并聯(lián)分為： 集中并聯(lián) 和 對(duì)角并聯(lián) 之分 。 結(jié)論 ：當(dāng)自然風(fēng)壓為正時(shí) ， 機(jī)械 風(fēng) 壓與自然風(fēng)壓共同作用克服礦井通 風(fēng)阻力 ， 使風(fēng)量增加；當(dāng)自然風(fēng)壓 為 負(fù)時(shí) ， 成為礦井通風(fēng)阻力 。故一般用平行 Q軸的直線表 示自然風(fēng)壓的特性。自然風(fēng)壓隨風(fēng)量增大略 有增大。 串聯(lián)工作的任務(wù)是增加風(fēng)壓 ， 用于克服管網(wǎng)過大阻力 ， 保證按需供風(fēng) 。 這就意味著在整個(gè)合成曲線范 圍內(nèi)串聯(lián)工作都是有效的 ， 不過工作 風(fēng)阻不同增風(fēng)效果不同而已 。 F1 F2 F1+F2 R1 M0 M2 M1 Q R’ QⅡ R” H Q Q”Ⅱ Q’ Q” A H2 H1 M2’ M”2 55/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 （ 二 ） 、 風(fēng)壓特性曲線相同風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作 兩臺(tái)特性曲線相同的風(fēng)機(jī)串聯(lián) 工作 。 效果分析： 用等效風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量 Q與能 力較大風(fēng)機(jī)的 F2單獨(dú)工作產(chǎn)生風(fēng)量 QⅡ 之差 表示。 F1 F2 54/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)。 （一）、兩臺(tái)風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作分析 串聯(lián)風(fēng)機(jī)的等效特性曲線。 特點(diǎn)： 通過管網(wǎng)的總風(fēng)量等于每臺(tái)風(fēng)機(jī)的風(fēng)量 ， 即 Q=Q1=Q2 。 風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作可分為 串聯(lián) 和 并聯(lián) 兩大類 。 30000 NNHHnn ???53/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 第六節(jié) 通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn) 兩臺(tái)或兩臺(tái)以上風(fēng)機(jī)在同一管網(wǎng)上工作 。 選用時(shí) ， 還要考慮實(shí)施的可能性 。 調(diào)節(jié)方法的選擇 ， 取決于調(diào)節(jié)期長(zhǎng)短 、 調(diào)節(jié)幅度 、 投資大小和實(shí)施的難易程度 。調(diào)節(jié)的理論依據(jù)是相似定律 ， 即 （ １ ） 改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 。 ３ ） 改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速 。 M M2 M1 Q Q1 Q2 H H2 H1 Q H 52/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 調(diào)節(jié)方法有： １ ） 軸流風(fēng)機(jī)可采用改變?nèi)~片安裝角度達(dá)到增減風(fēng)量的目的 。 （２）對(duì)于軸流式通風(fēng)機(jī)，可以用增大外部漏風(fēng)的方法，減小礦井風(fēng)量。其方法有： （１）增阻調(diào)節(jié)。 ２）減風(fēng)調(diào)節(jié) 。刷巷、并聯(lián)巷、更換支護(hù)。 A B C D 15 30 45 Q/m3/s H/Pa R1 R1’ R1” M M’ M” Q Q’ Q” H H’ H” 51/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 １）增風(fēng)調(diào)節(jié) 。 風(fēng)機(jī)的運(yùn)輪轉(zhuǎn)速不得超過額定轉(zhuǎn)速 。 從安全角度 ， 工況點(diǎn)必須位于駝峰點(diǎn)右側(cè) ， 單調(diào)下降的直線段 。 聯(lián)立上述兩方程 ， 即可得到風(fēng)機(jī)工況點(diǎn) 。 風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線可用下面多項(xiàng)式擬合 式中 a a a3── 曲線擬合系數(shù)。 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 若使用通風(fēng)機(jī)裝置全壓特性曲線Ｈ td─ Ｑ ， 則裝置全壓風(fēng)阻應(yīng)為Ｒ td， 且 應(yīng)當(dāng)指出 ， 在一定條件下運(yùn)行時(shí) ， 不論是否安裝外接擴(kuò)散器 ， 通風(fēng)機(jī) 全壓特性曲線是唯一 的 ， 而通風(fēng)機(jī)裝置的全壓和靜壓特性曲線則因所安擴(kuò)散器的規(guī)格 、 質(zhì)量而有所變化 。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 。 可見圖解法的前提是風(fēng)壓與其所克服的阻力相對(duì)應(yīng) 。 M0 Q H n =630 n =710 n =560 R= R’= M1 58 47/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 第五節(jié) 通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 一 、 工況點(diǎn)的確定方法 工況點(diǎn) ：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) 。 轉(zhuǎn)速為 n1=630r/min, 風(fēng) 機(jī) 工 作 風(fēng) 阻R= =． s2/m8， 工況點(diǎn)為 M0（ Q=58m3/s,Ht=1805Pa)，后來 ， 風(fēng)阻變?yōu)?R’= N． s2/m8， 進(jìn)風(fēng)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(fēng)量 Q=58 m3/s， 求轉(zhuǎn)速調(diào)至多少 ？ 解：同型號(hào)風(fēng)機(jī)，故其 直徑相等。然后以 為橫坐標(biāo)，以 、 和 η 為縱坐標(biāo)，繪出 、 和η 曲線，此曲線即為該系列風(fēng)機(jī)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(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 四 、 比例定律與通用特性曲線 比例定律 同類型風(fēng)機(jī)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 。 （ 二 ） 類型特性曲線 根據(jù)風(fēng)機(jī)模型的幾何尺寸、實(shí)驗(yàn)條件及實(shí)驗(yàn)時(shí)所得的工況參數(shù) Q、 H、N和 η 。 43/70 河南理工大學(xué) 安全學(xué)院 通風(fēng)動(dòng)力 目錄 （ 3） 功率系數(shù) 風(fēng)機(jī)軸功率 ， 計(jì)算公式中的 H 和 Q 分別上式代入得： 同系列風(fēng)機(jī)在 相似工況點(diǎn) 的效率相等，功率系數(shù)為常數(shù)。 （ 1） 壓力系數(shù) 同系列風(fēng)機(jī) 在相似工況點(diǎn)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) 。 H/daPa Q/m3/