【正文】 值。RS N s mLC? ??72 2. 降阻調(diào)節(jié)的分析 降阻調(diào)節(jié)的優(yōu)點是使礦井總風(fēng)阻減少。39。改變后的摩擦阻力系數(shù)可用下式計算： 24111139。 ( ) ,39。 由上式得到巷道 1擴(kuò)大后的斷面積為： 2211 51139。 39。39。 39。 3LURS??1 1 11 3139。 U139?！?巷道 1擴(kuò)大后的摩擦阻力系數(shù)， N如把巷道全長 L(m)的斷面擴(kuò)大到 S139。為保證風(fēng)量按需分配，當(dāng)兩并聯(lián)巷道的阻力不等時，以小阻力為依據(jù)，設(shè)法降低大阻力巷道的風(fēng)阻，使網(wǎng)孔達(dá)到阻力平衡。 68 如下圖的并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，兩巷道的風(fēng)阻分別為 R1和 R2，所需風(fēng)量為 Q1和 Q2，則兩巷道的阻力分別為： h1＝ R1Q12， Pa h2＝ R2Q22， Pa 如果 h1h2，則以 h2為依據(jù)，把 h1減到 h1’，為此，須把 R1降到 R1’，即： h1’＝ R1’Q12＝ h2 ， Pa 21 2139。當(dāng)局部風(fēng)阻較大時，應(yīng)首先降低局部風(fēng)阻；當(dāng)局部風(fēng)阻較小摩擦風(fēng)阻較大時，則應(yīng)降低摩擦風(fēng)阻。 67 降阻調(diào)節(jié)法 降阻調(diào)節(jié)法與增阻調(diào)節(jié)法相反，它是以并聯(lián)網(wǎng)路中阻力較小風(fēng)路的阻力值為基礎(chǔ)，使阻力較大的風(fēng)路降低風(fēng)阻，以達(dá)到并聯(lián)網(wǎng)路各風(fēng)路的阻力平衡。但這種調(diào)節(jié)法使礦井的總風(fēng)阻增加 (特別是在礦井主要風(fēng)流中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門時，礦井總風(fēng)阻增加較大，如在采區(qū)以內(nèi)的次要風(fēng)流中安設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)門時，則對礦井總風(fēng)阻影響較小 )，如果風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線不變，勢必造成礦井總風(fēng)量下降，要想保持總風(fēng)量不減少，就得改變風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線 (詳見下節(jié) )，提高風(fēng)壓，增加通風(fēng)電力費用。如果不加分析，把調(diào)節(jié)風(fēng)門設(shè)在 6— 7風(fēng)路中，便會破壞網(wǎng)孔 C、D和并聯(lián)回路的風(fēng)壓平衡，因而使 1到 8并聯(lián)回路的總風(fēng)壓增加 l00Pa，而且調(diào)節(jié)風(fēng)門的數(shù)目增加三個。 65 2) 在復(fù)雜的風(fēng)網(wǎng)中，要注意調(diào)節(jié)風(fēng)門位置的選擇，防止重復(fù)設(shè)置，避免增大風(fēng)壓和電耗。 64 1) 調(diào)節(jié)風(fēng)門應(yīng)盡量安設(shè)在回風(fēng)巷道中，以免妨礙運輸。增加到一定限度時，變化很小。不斷減少， Q239。當(dāng)不斷改變調(diào)節(jié)風(fēng)門風(fēng)阻 Rw時，可以得到并聯(lián)風(fēng)路中各分支對應(yīng)的風(fēng)量及其變化，如右圖，隨著 Rw增加，所在 1分支的風(fēng)阻 R139。s2/m8，R2= 63 3) 增阻調(diào)節(jié)有一定的范圍，超出這范圍可能達(dá)不到調(diào)節(jié)的目的。 從 圖 中 看 出 ，△ Q‘△ Q， 表明扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線愈陡 (軸流式通風(fēng)機(jī) )，總風(fēng)量的減少值愈小 ， 反之則愈大 。 62 如右圖所示 ， I為軸流式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線 ， Ⅱ 為離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線 。－ Q2。安裝調(diào)節(jié)風(fēng)門的分支中風(fēng)量也減少，其減少值為 △ Q1＝ Q1－ Q139。和 Q239。和 c39。作水平線交 R139。得出調(diào)節(jié)后的礦井總風(fēng)量 Q39。由 R39。曲線，并繪出 R139。＝ R1＋ Rw。 從 a作水平線和 RR2交于 b、 c兩點 ， 由這兩點作垂線分別得兩風(fēng)路的風(fēng)量 Q1和Q2。 如右圖所示 ， 已知主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線 I和兩分支的風(fēng)阻曲線 R R2， 并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)阻曲線 R(按風(fēng)壓相等 、 風(fēng)量相加的原則繪制 )。 28,/0 . 7 5 9w wQSS N s mQ S h???254 0 . 2 35 0 . 7 5 9 4 7 3 0wSm?????60 2．增阻調(diào)節(jié)的分析 1) 增阻調(diào)節(jié)使風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)阻增加，如果主要通風(fēng)機(jī)特性曲線不變，總風(fēng)量會減少。 根據(jù)實驗，風(fēng)流通過調(diào)節(jié)風(fēng)門時的速度變化具有以下比例關(guān)系： 式中 v1一風(fēng)流在調(diào)節(jié)風(fēng)門處的平均風(fēng)速， m/s。 上式的由來是： hw主要是由于風(fēng)流通過調(diào)節(jié)風(fēng)門時，風(fēng)流收縮到最小斷面 S2(m2)以后，又突然擴(kuò)大到巷道斷面 S(m2)所造成的沖擊損失。 56 用下式計算調(diào)節(jié)風(fēng)門的面積： 式中 Rw— 調(diào)節(jié)風(fēng)門的風(fēng)阻， Rw＝ hw/Q2， N為此，需在 1分支的回風(fēng)段設(shè)置一調(diào)節(jié)風(fēng)門，使它產(chǎn)生一局部阻力 her=h2－ h1＝ 750－ 20＝ 730Pa。 0 . 8 5 2 039。s2/m8。 54 1．增阻調(diào)節(jié)的計算 有一并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，其中 R1＝ 試判定巷道 BC的風(fēng)流方向。 求（ 1）總風(fēng)阻 RAB；（ 2） 各分支的風(fēng)量 Q1， Q2， Q3， Q4。見下兩表。經(jīng)過下表的驗算，知一個回路和兩個網(wǎng)孔中不同方向的累計風(fēng)壓很接近，誤差均小于 5%。表中帶括號的風(fēng)量值是上一次校正過的風(fēng)量值，這樣可以加快收斂。＝ Q2－ △ Qi＝ +＝ m3/s 回路 a— b— d— c— a校正完后，就按同樣的方法校正計算網(wǎng)孔 b— d— c— b中各分支的風(fēng)量。例如， 1分支第一次校正后的風(fēng)量為： Q139。為了便捷，宜把有關(guān)的已知數(shù)和計算值列入表中進(jìn)行計算。 43 4. 擬定各分支的初始風(fēng)量 首先把各個網(wǎng)孔看作是并聯(lián)，用并聯(lián)網(wǎng)路中自然分配風(fēng)量計算公式給出各分支的風(fēng)量： Q2＝ Q－ Q1＝ 30－ ＝ m3/s Q4＝ Q－ Q3＝ 30－ ＝ m3/s Q5＝ Q1－ Q3＝ － ＝ m3/s 11230 RR? ? ???33430 RR? ? ???44 5．進(jìn)行迭代計算 對所選定的 1個回路和 1個網(wǎng)孔計算其風(fēng)量校正值△ Qi，然后對網(wǎng)孔或回路中的各分支的風(fēng)量進(jìn)行校正。又因弦數(shù) M＝ 2，故選風(fēng)阻較大的兩條分支 a— c和 b— c為弦。 14230 . 3 8 0 . 0 8 5 0 . 3 2 3 10 . 5 0 . 2RRRR?? ? ??42 因該風(fēng)網(wǎng)的分支數(shù) N＝ 5，節(jié)點數(shù) J＝ 4，則獨立網(wǎng)孔或回路數(shù) M＝ N－ J＋ 1＝ 5－ 4＋ 1＝ 2。 解： 1. 判別對角分支的風(fēng)向 故該對角分支中的風(fēng)流是自 b流向 c。風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)量 Q＝ 30m3/s，無附加的機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓。在圖所示的風(fēng)網(wǎng)中，各分支的風(fēng)阻分別為： R1＝ ， R2＝ ； R3=， R4＝ ； R5＝ 3. 在相鄰閉合風(fēng)路的風(fēng)量校正值計算中，凡是進(jìn)行過風(fēng)量校正的風(fēng)路均應(yīng)采用校正后的風(fēng)量，而不再采用擬定風(fēng)量。再選擇風(fēng)阻值較大的M條分支為弦，這樣在由這顆最小樹的樹枝和弦所構(gòu)成的 M個獨立網(wǎng)孔或回路中，風(fēng)阻最小的分支處于公共分支，而風(fēng)阻較大的分支處于非公共分支上。 2112ni i f nii niiiR Q h hQRQ????????40 為了加快計算中的收斂速度，須做到： 1. 在有多個網(wǎng)孔的網(wǎng)路中，選擇網(wǎng)孔時須使得網(wǎng)孔的公共分支風(fēng)阻最小，而非公共分支風(fēng)阻較大。 同樣，有了各網(wǎng)孔或回路的風(fēng)量修正值 △ Qi,可用下式對該網(wǎng)孔或回路中各分支的風(fēng)量進(jìn)行修正： Qi’＝ Qi177。風(fēng)流順時針為正值，逆時針為負(fù)值。如果網(wǎng)路中有 M個這樣獨立的網(wǎng)孔，就需要求出 M個這樣的風(fēng)量校正值，并對網(wǎng)孔中各分支的風(fēng)量進(jìn)行校正。網(wǎng)孔中的風(fēng)壓差值不超過最小風(fēng)壓的 5%。 如果第一次校正后還未達(dá)到需要的精度，還同樣可以進(jìn)行第二次，第三次校正 …… 。將它代入風(fēng)壓平衡方程： Qc ＝ Q1－ △ Q ， Qd＝ Q2＋ △ Q R1(Q1－ △ Q)2=R2(Q2＋ △ Q)2展開后略去二階微量得： 221 1 2 2 1 21 1 2 2 1 1 2 22 2 2 2R Q R Q h hQR Q R Q R Q R Q??? ? ? ? ???37 有了風(fēng)量校正值，就可以對這一網(wǎng)路中各分支的風(fēng)量進(jìn)行校正。 圖中有兩個節(jié)點，用風(fēng)量平衡方程可以列出 J－ 1=2－ 1個方程： Q= Qc＋ Qd 用風(fēng)壓平衡方程可以列出 N－ (J－ 1)＝ 2－ (2－ 1)＝ 1個方程： hc＝ hd 即 R1Qc2=R2Qd2 36 由于 Qc、 Qd是未知的，需要求出。如右圖所示。再選擇風(fēng)阻值較大的 M條分支為弦，這樣由這顆最小樹的樹枝和弦所構(gòu)成的網(wǎng)孔或回路就是所選定的獨立網(wǎng)孔或回路。 網(wǎng)路中的網(wǎng)孔或回路的確定有很多種不是隨意確定的，而是要根據(jù)最小樹的概念來選擇網(wǎng)孔或回路。故對于任何風(fēng)網(wǎng)，可列出線性無關(guān)的獨立方程數(shù)為 N＝ M＋ (J－ 1)個。前巳說明，當(dāng)風(fēng)路中有 J個節(jié)點時，該風(fēng)網(wǎng)中獨立的網(wǎng)孔或回路數(shù)為M＝ N－ J＋ 1，用風(fēng)壓平衡定律可列出 M個線性無關(guān)的獨立方程。 這種思路也是計算機(jī)解算風(fēng)網(wǎng)中自然分配的風(fēng)量的思路 。 這里介紹的計算方法是斯考德一恒斯雷法 。 33 復(fù)雜風(fēng)網(wǎng)中自然分配風(fēng)量的計算方法很多 。在風(fēng)速不超限的條件下，這些復(fù)雜風(fēng)網(wǎng)中各條分支通過的風(fēng)量任其自然分配 (即為自然分配的風(fēng)量 )，是未知數(shù)，需通過計算確定。 32 復(fù)雜風(fēng)網(wǎng) 礦井通風(fēng)的基本任務(wù)就是根據(jù)井下各個用風(fēng)地點 (采掘工作面、充電峒室、炸藥庫、 ...等 )的需要，供給它們一定的新鮮風(fēng)量 (即為按需分配的風(fēng)量 )，這個風(fēng)量是巳知數(shù)。例如，若 4都是工作面，為保持 Q5穩(wěn)定地向上流，不允許 Q5向下流或 Q5＝ 0，須始終滿足K1，而且 K值越大， Q5向上流就越穩(wěn)定。例如在分支 5尚未掘通之前，便可判定該風(fēng)路掘通后的風(fēng)流方向，即把四條非對角分支的風(fēng)阻值代入判別式，如算得判據(jù) K1，便可判定 Q5向上流，如得 K1，則 Q5必須向下流，如得 K=1， Q5必等于零。這是因為該風(fēng)路的風(fēng)流方向只取決于該風(fēng)路起末兩點風(fēng)流的能量之差，而這項能量差與 R5無關(guān)。 則： R1Q12R2Q22 → R 1Q12R2Q42 R3Q32 R4Q42 → R 3Q12 R4Q42 將上面兩式相除，得： 這就是 Q5向上流的判別式。對于簡單并聯(lián)風(fēng)網(wǎng) (n＝ 2)，有： 12221221( 1 ) ( 1 )RRRRRRR????* 27 4 自然分配風(fēng)量的計算 因 h＝ hm，即 RQ2=RmQm2將 *式代入上式，可得： 1m nmi iRR???1121RR?? 如已知并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)的總風(fēng)量 Q和各條分支的風(fēng)阻 Ri，即可用上式算出某一分支的自然分配風(fēng)量 Qm。 26 3 風(fēng)阻關(guān)系式 iiihQR?2 21 111() ()mn nmi ii iRRRR R? ???? ? 把上式代入并聯(lián)風(fēng)路的風(fēng)量關(guān)系式，再根據(jù)風(fēng)壓關(guān)系式得： 因 式中 m—— 為 1到 n條風(fēng)路中的某一條風(fēng)路。 2 風(fēng)壓關(guān)系式 h0=h1=h2=h3= 25 并聯(lián)網(wǎng)路 1 風(fēng)量關(guān)系式 Q0=Q1+Q2+Q3+ 3 風(fēng)阻關(guān)系式 R0=R1+R2+R3+ 2 風(fēng)壓關(guān)系式 h0=h1+h2+h3+ 23 風(fēng)網(wǎng)參數(shù)計算 包括以下形式： ?串聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路 ?并聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路 ?簡單角聯(lián)通風(fēng)網(wǎng)路 ?復(fù)雜風(fēng)網(wǎng) 24 串聯(lián)網(wǎng)路 1 風(fēng)量關(guān)系式 Q0=Q1=Q2=Q3=ρ時 )的作用方向都是順時針方向。 )nhZ ????2 3 1 3 fnh h h h??? ? ? 2 3 1 3 0