【正文】 配，當(dāng)兩并聯(lián)巷道的阻力不等時(shí)，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。 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(shí)，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(shí)，則應(yīng)降低摩擦風(fēng)阻。 二、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，如果風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線不變，勢(shì)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，提高風(fēng)壓，增加通風(fēng)電力費(fèi)用。如果不加分析，把調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)設(shè)在 6— 7風(fēng)路中，便會(huì)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(mén)的數(shù)目增加三個(gè)。 2) 在復(fù)雜的風(fēng)網(wǎng)中，要注意調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)位置的選擇，防止重復(fù)設(shè)置，避免增大風(fēng)壓和電耗。 1) 調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)應(yīng)盡量安設(shè)在回風(fēng)巷道中，以免妨礙運(yùn)輸。增加到一定限度時(shí)，變化很小。不斷減少， Q239。當(dāng)不斷改變調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)風(fēng)阻 Rw時(shí)，可以得到并聯(lián)風(fēng)路中各分支對(duì)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= 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， 表明通風(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 。 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(mén)的分支中風(fēng)量也減少，其減少值為 △ Q1＝ Q1－ Q139。由 a’作水平線交 R1‘和 R2于 b’和 c‘，自這兩點(diǎn)得出風(fēng)量分別為 Q1’和 Q2‘。在圖上繪出 R1’曲線，并繪出 R1‘和 R2并聯(lián)的風(fēng)阻曲線 R’。 從 a作水平線和 R R2交于 b、 c兩點(diǎn) ， 由這兩點(diǎn)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。 28,/0 . 7 5 9w wQSS N s mQ S h???254 35 59 4 73 0wSm ?????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(huì)減少。 上式的由來(lái)是： hw主要是由于風(fēng)流通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)時(shí)，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。 用下式計(jì)算調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)的面積： 式中 Rw— 調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)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(mén)，使它產(chǎn)生一局部阻力 her=h2－ h1＝750－ 20＝ 730Pa。 0 . 8 5 2 039。s2/m8。 1．增阻調(diào)節(jié)的計(jì)算 有一并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，其中 R1＝ 風(fēng)量調(diào)節(jié)按照其范圍的大小，可分為局部風(fēng)量調(diào)節(jié)和礦井總風(fēng)量調(diào)節(jié)。 礦井風(fēng)量調(diào)節(jié) ? 在礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，風(fēng)流按照巷道風(fēng)阻的匹配關(guān)系，分配到各作業(yè)地點(diǎn)的風(fēng)量，往往不能滿足要求，需要采取控制與調(diào)節(jié)風(fēng)量的措施。 ? 固定風(fēng)量分支的風(fēng)阻為： ， kg/m7 （ 6416） ? 式中 Rfix—— 固定風(fēng)量分支的風(fēng)量， m3/s。迭代計(jì)算以回路為單位，直到所有回路的修正風(fēng)量都達(dá)到預(yù)定精度為止。由于這類回路中除固定風(fēng)量分支外，其余分支都是與其他回路共用的分支。 ? 六、迭代計(jì)算 ? 迭代計(jì)算是已知風(fēng)網(wǎng)各分支的風(fēng)阻、自然風(fēng)壓和風(fēng)機(jī)性能曲線，求解風(fēng)網(wǎng)的的風(fēng)量分配。程序規(guī)定：固定風(fēng)量分支以固定風(fēng)量為初值，風(fēng)機(jī)分支以風(fēng)機(jī)性能曲線第 2點(diǎn)的風(fēng)量為初值，而其他余樹(shù)均以 10為初值。采用直線代替非工作段曲線主要是計(jì)算過(guò)程中不使數(shù)據(jù)偏離太遠(yuǎn)、另外也為防止二次曲線出現(xiàn)二個(gè)交點(diǎn)的問(wèn)題，如圖 643中的虛線所示，有利于計(jì)算過(guò)程的收斂。 ? 對(duì)風(fēng)機(jī)性能曲線的不穩(wěn)定工作段，采用直線擬合，由于這段曲線處于非工作區(qū)，而且實(shí)際上不穩(wěn)定工作段的曲線形狀很不相同 (主要指軸流式風(fēng)機(jī) )。一般，對(duì)于新型風(fēng)機(jī)三個(gè)點(diǎn)的效率均應(yīng)高于 70％。要求余樹(shù)連接的必須是一般分支，因?yàn)橐粋€(gè)回路只能含有一個(gè)余樹(shù)。 ? 三、選回路 ? 選回路是以余樹(shù)為基礎(chǔ)，從風(fēng)阻最大的分支開(kāi)始逐一查找可與余樹(shù)出風(fēng)節(jié)點(diǎn)相連的分支，反復(fù)操作直到構(gòu)成回路為止。 ? （ 6）如所畫(huà)藍(lán)色分支位子圖中出現(xiàn)回路，則該分支就是余樹(shù)并涂以紅色。 68 ? （ 4）如所畫(huà)的藍(lán)色分支形成一新的子圖，其節(jié)點(diǎn)標(biāo)志號(hào)取圖中最大標(biāo)志號(hào)加 1。 ? （ 2）開(kāi)始畫(huà)的藍(lán)色分支本身構(gòu)成一子圖，該子圖的節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)號(hào)為 1。 ? 在建立最小樹(shù)的過(guò)程中一旦出現(xiàn)回路，則最后形成回路的分支就是余樹(shù)。一般采用構(gòu)造最小樹(shù)的“破圈”方法選擇余樹(shù)。 ? 該軟件不僅具有通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)解算的數(shù)據(jù)處理功能，而且實(shí)現(xiàn)了解算過(guò)程和解算結(jié)果的可視化。 ? 第二個(gè)階段就是通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)可視化解算時(shí)期。 7．計(jì)算風(fēng)網(wǎng)的總阻力和總風(fēng)阻 總阻力為： 9 5 . 2 1 0 0 . 4 2 3 3 2 . 0 6 2 5 . 5 5 4 1 2 6 . 6 2 ,22adhhhhh P a?? ? ? ? ? ?? ? ?總風(fēng)阻為： 2822 /30adadhR N s mQ?? ? ? ? ? 計(jì)算機(jī)解算礦井通風(fēng)網(wǎng)絡(luò) ? 煤礦實(shí)際的通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)絕大多數(shù)為復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中風(fēng)量的解算是礦井通風(fēng)安全技術(shù)管理中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。故表中即為風(fēng)網(wǎng)各分支的自然分配風(fēng)量和風(fēng)壓。 6. 檢驗(yàn)計(jì)算結(jié)果 將各分支最后一次校正的風(fēng)量值和算出的相應(yīng)風(fēng)壓值均填入表中。其它各項(xiàng)的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)后表。＝ Q1＋ △ Qi＝ － ＝ m3/s 2分支第一次校正后的風(fēng)量為： Q239。 例如，對(duì)回路 a— b— d— c— a，第一次的 △ Qi值用下式計(jì)算： 2 2 2 21 1 3 3 2 2 4 41 1 3 3 2 2 4 42 2 2 23()2( )( 3 4 7 5 6 )2( 3 4 7 5 6) 2 , /iR Q R Q R Q R R Q R Q R Q R Qms? ? ? ???? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ??? ? ? 然后，校正計(jì)算該回路中各分支的風(fēng)量。 4. 擬定各分支的初始風(fēng)量 首先把各個(gè)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(jì)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 112301 6 . 0 30 . 3 8110 . 5RR? ? ???33430RR? ? ???5．進(jìn)行迭代計(jì)算 對(duì)所選定的 1個(gè)回路和 1個(gè)網(wǎng)孔計(jì)算其風(fēng)量校正值△ Qi，然后對(duì)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?? ? ?? 因該風(fēng)網(wǎng)的分支數(shù) N＝ 5，節(jié)點(diǎn)數(shù) J＝ 4，則獨(dú)立網(wǎng)孔或回路數(shù) M＝ N－ J＋ 1＝ 5－ 4＋ 1＝ 2。 解： 1. 判別對(duì)角分支的風(fēng)向 故該對(duì)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(wú)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(jì)算中，凡是進(jìn)行過(guò)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(shù)的樹(shù)枝和弦所構(gòu)成的 M個(gè)獨(dú)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????????為了加快計(jì)算中的收斂速度，須做到： 1. 在有多個(gè)網(wǎng)孔的網(wǎng)路中，選擇網(wǎng)孔時(shí)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(duì)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(shí)針為正值，逆時(shí)針為負(fù)值。如果網(wǎng)路中有 M個(gè)這樣獨(dú)立的網(wǎng)孔，就需要求出 M個(gè)這樣的風(fēng)量校正值，并對(duì)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(guò)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(kāi)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??? ? ? ? ??? 有了風(fēng)量校正值，就可以對(duì)這一網(wǎng)路中各分支的風(fēng)量進(jìn)行校正。 圖中有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，用風(fēng)量平衡方程可以列出 J－ 1=2－ 1個(gè)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(gè)方程： hc＝ hd 即 R1Qc2=R2Qd2 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(shù)的樹(shù)枝和弦所構(gòu)成的網(wǎng)孔或回路就是所選定的獨(dú)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(shù)的概念來(lái)選擇網(wǎng)孔或回路。 故對(duì)于任何風(fēng)網(wǎng)，可列出線性無(wú)關(guān)的獨(dú)立方程數(shù)為 N＝ M＋ (J－ 1)個(gè)。 當(dāng)風(fēng)路中有 J個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，該風(fēng)網(wǎng)中獨(dú)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(gè)線性無(wú)關(guān)的獨(dú)立方程。 這種思路也是計(jì)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(jì)算方法是斯考德一恒斯雷法 。 復(fù)雜風(fēng)網(wǎng)中自然分配風(fēng)量的計(jì)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(guò)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(guò)計(jì)算確定。 14231RRK RR??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(gè)用風(fēng)地點(diǎn) (采掘工作面、充電峒室、炸藥庫(kù)、 ...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(gè)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