【正文】 的幾種翼型。有時為了提高通風(fēng)機(jī)的壓力，在一臺風(fēng)機(jī)上安裝兩個轉(zhuǎn)動葉輪，這種兩級通風(fēng)機(jī)的第一個葉輪之后必須安裝中間導(dǎo)葉，以使流入第二個葉輪的氣流方向與流入第一個葉輪的氣流方向相同。這樣在葉輪的旋轉(zhuǎn)下形成連續(xù)不斷的氣流。迭加的結(jié)果改變了葉型上下表面的速度分布，使葉型上表面速度增加，下表面速度減小，于是產(chǎn)生了壓差，也就產(chǎn)生了把葉片推向低壓區(qū)的力，使葉片上升。圖2—8理想流體流過軸流通風(fēng)機(jī)葉片翼型的情況當(dāng)實際流體流過葉型時，表面上存在著附面層，由于起動渦的產(chǎn)生，一個與起動渦大小相等、方向相反的環(huán)流在翼型周圍產(chǎn)生。上面所產(chǎn)生的這種現(xiàn)象，稱為升力效應(yīng)。 如果把轉(zhuǎn)動的圓柱體放在均勻平行的流體中，這時圓柱體上面的流體速度較快，但壓力較低，圓柱體下面的流體因速度較慢而壓力增大。這種流動稱為環(huán)流。因為圓柱體是一對稱物體，圓柱體并不受任何作用，即使對于實際流體，也只會產(chǎn)生平行于流動方向的阻力，在垂直于流動的方向，仍無外力產(chǎn)生。如圖2—7a所示：圖2—7理想流體流過圓柱體 流體在流近靜止圓柱體前，是一組均勻的平行流線，當(dāng)流體流近圓柱體時，由于圓柱體的阻礙，使流線逐層發(fā)生彎曲。研究繞流問題的目的，就是研究作用在物體周圍的氣流速度、壓力等的變化情況。氣流從集風(fēng)器進(jìn)入，通風(fēng)葉輪使氣體獲得能量，然后流入導(dǎo)葉，導(dǎo)葉將一部分偏轉(zhuǎn)的氣流動能變?yōu)殪o壓能，最后通過擴(kuò)散筒將一部分軸向氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能，然后從擴(kuò)散筒流出，輸入管路。圖2—5葉片形狀圖二、軸流通風(fēng)機(jī)的工作原理軸流通風(fēng)機(jī)與離心通風(fēng)機(jī)一樣，由于葉片與氣流相互作用而產(chǎn)生壓差，使空氣沿軸向流動。平板型制造最簡單，但效率較低，一般很少應(yīng)用。 圖2—5是葉片形狀圖。如果對通風(fēng)機(jī)的壓力要求較高，而轉(zhuǎn)速或圓周速度又受到一定限制時，則往往選用前向葉片。 因此，大功率的通風(fēng)機(jī)一般用后向葉片較多。從效率觀點看，后向葉片損失最小，故效率最高，徑向葉片介于前、后向葉片之間，前向葉片損失最大，故效率最低。產(chǎn)生的理論壓頭介于前向葉片和后向葉片之間。葉片出口安裝角p：一90。產(chǎn)生的理論壓頭最小，靜壓的比例大，動壓占的比例小，損失也小。90。 (2)后向葉片。它分為一般前向葉片和多翼式前向葉片。葉片出口安裝角p。葉片的三種形式如圖2—4所示。離心式通風(fēng)機(jī)葉輪的葉片可以分為三種不同類型。葉輪是一個使氣體獲得能量的重要部件。當(dāng)原動機(jī)拖動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉輪就對氣體做功，使氣體獲得能量(靜壓和動能)，氣體離開葉輪后仍具有一定的速度進(jìn)入蝸殼，在蝸殼中速度降低，將部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓而離開通風(fēng)機(jī)。如果能制造足夠長度的擴(kuò)散器，則排向大氣的空氣壓力就完全和大氣壓力相等。通風(fēng)機(jī)的作用就是把低于大氣壓力的氣流吸進(jìn)去，經(jīng)過葉輪又給氣流增加了壓力，然后排向大氣。由于離心力作用氣流被甩到葉輪出口，這時葉輪的入口產(chǎn)生負(fù)壓，在大氣壓力作用下氣流不斷由進(jìn)風(fēng)口繼續(xù)進(jìn)入葉輪，在葉輪中氣流獲得高速度，在經(jīng)過螺旋形機(jī)殼時，因為斷面不斷擴(kuò)大使氣流速度逐漸降低，壓力繼續(xù)增大，在氣流到達(dá)擴(kuò)散器出口時，氣流具有的壓力基本上和大氣壓相等。當(dāng)氣體獲得的能量足以克服其阻力時，則可將氣體輸送到高處或遠(yuǎn)處。1．進(jìn)氣室2．進(jìn)氣口 3．葉輪4．蝸殼5．主軸6．出氣口 7．出口擴(kuò)壓器氣體在離心通風(fēng)機(jī)內(nèi)的流動方向是：從進(jìn)風(fēng)口沿軸向進(jìn)入葉輪，隨著葉輪流道的改變，氣流又從徑向出葉輪，在這個流動過程中，風(fēng)壓和流速不斷增大，氣流匯集在螺線形機(jī)殼中，氣流速度下降而壓力上升，最后經(jīng)過錐形擴(kuò)散器排入大氣。 礦用通風(fēng)機(jī)按其構(gòu)造原理可分為離心式與軸流式兩大類。 礦井空氣流動，就是利用通風(fēng)機(jī)造成壓差，達(dá)到通風(fēng)的目的。由上面的現(xiàn)象可以看出，液面高度差h是因為兩液面上所承受的壓力不同而造成的。（2） b從管一端向管內(nèi)吹氣，這時吹氣一端管內(nèi)液面承受的壓力增大，兩液面不能保持水平，另一端液面就要升高，兩液面產(chǎn)生高度差h。觀察圖22中，a、b、c三個U型管的水柱變化現(xiàn)象。如果管道中兩個不同斷面的能量相等，則不產(chǎn)生風(fēng)流。所謂壓差，就是風(fēng)流中不同斷面上兩點的總能量差。空氣在全壓的作用下沿著一定的通道，向能量低的地方運(yùn)動，并在運(yùn)動過程中消耗本身的能量。這兩種壓力實際是空氣具有不同形式的能量，在一定條件下，這兩種形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化。風(fēng)流的全壓是該點的靜壓和動壓的疊加。只有運(yùn)動的風(fēng)流才有動壓，靜止的風(fēng)流沒有動壓，并且動壓永遠(yuǎn)是大于零點值?？諝饬鲃訒r，施加于與風(fēng)流垂直的平面上的壓力除靜壓外，還有動壓。因而，相對靜壓所表示的不是該點壓力的真實大小，而是該點的真實壓力與當(dāng)?shù)赝粯?biāo)高大氣壓力之差，所以其值可為正，亦可為負(fù)。礦井通風(fēng)中常用的靜壓一般是相對壓力，就是以當(dāng)?shù)卮髿鈮毫橛嬎慊鶞?zhǔn)的靜壓差。絕對靜壓是以真空狀態(tài)為零點計算的壓力方式，某點絕對靜壓的值，就是該點空氣壓力的真實值，因為絕對靜壓總是一個大于零的值。所以，空氣中某一點的靜壓在各個方向都相等。二、 礦井通風(fēng)壓力1． 礦井風(fēng)流的點壓力（1）靜壓。通過試驗證明：壓力是可以用液柱來表示的。這就是前面所說的，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓用水銀柱來表示它的高度。這是因為玻璃上端是真空狀態(tài)，沒有空氣壓力，而水銀槽的水銀面上卻作用著大氣壓力的緣故。如圖21所示。它對地面產(chǎn)生的壓力叫做大氣壓力。單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度。而礦井空氣流動是從能量大的一端流向能量小的一端，這就是風(fēng)流運(yùn)動的必要條件。在一條水平巷道的兩端，若空氣壓力的不同，就會產(chǎn)生風(fēng)流?？諝馐菑臍鈮焊叩牡胤搅飨驓鈮旱偷牡胤剑瑲鈮旱母叩筒罹褪且鹂諝饬鲃拥脑?。第二章 通風(fēng)機(jī)的基本理論第一節(jié) 風(fēng)流基本性質(zhì)一、 大氣壓力在地球的表面，空氣的流動產(chǎn)生的風(fēng)流就是風(fēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)的有效風(fēng)量率不得低于60％；礦井工作場所放射性氣體氡在空氣中的最大允許濃度為11010居里/升，氡子體的潛能值不超過1104兆電子伏/升。％；％；％；作業(yè)場所空氣中粉塵允許濃度：含游離二氧化矽大于10％者，不得超過2毫克/米3。我國礦山安全過程對礦井內(nèi)污濁空氣有以下規(guī)定：礦內(nèi)空氣中氧含量不得低于20％；有人工作或可能有人到達(dá)的井巷，％，總回風(fēng)流中，二氧化碳不超過1％；％（按體積計算）。我們黨和國家在生產(chǎn)建設(shè)中一貫堅持安全生產(chǎn)的方針，國務(wù)院頒布了“關(guān)于防止廠、礦企業(yè)中矽塵危害的決定”以及其它勞動保護(hù)法令和安全規(guī)章制度，建立了各級勞動保護(hù)組織機(jī)構(gòu)。這些有毒、有害氣體的本源的主要途徑是：爆破時產(chǎn)生的炮煙、柴油機(jī)工作時所產(chǎn)生的廢氣、硫化礦物的氧化井下燃火、瓦斯和煤粉爆炸、井下涌出的沼氣，由于地?zé)嶙饔煤蜋C(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量等等。前言 第一章 概論第二章 通風(fēng)機(jī)的基本理論第一節(jié) 風(fēng)流的基本性質(zhì)第二節(jié) 通風(fēng)機(jī)的工作原理第三章 通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及性能參數(shù)第一節(jié) 通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造第二節(jié) 通風(fēng)機(jī)主要性能參數(shù)第三節(jié) 礦井通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)的性能曲線第四節(jié) 通風(fēng)機(jī)參數(shù)的比例定律第四章 通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié)與聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)第一節(jié) 通風(fēng)機(jī)的調(diào)節(jié) 第二節(jié) 礦井總風(fēng)量的調(diào)節(jié) 第三節(jié) 通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)第五章 通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)第一節(jié) 礦井主要通風(fēng)機(jī)(主扇)、維護(hù)保養(yǎng)與安全管理第一節(jié) 礦井通風(fēng)管理規(guī)程第二節(jié) 主扇風(fēng)機(jī)操作工崗位管理制度(崗位責(zé)任制)第三節(jié) 主扇風(fēng)機(jī)的操作、運(yùn)行與維護(hù)第四節(jié) 礦用軸流式通風(fēng)機(jī)檢修規(guī)程第五節(jié) 煤礦常用新型節(jié)能FBCDZ防爆抽出式對旋軸流通風(fēng)機(jī)維護(hù)第六節(jié)主扇風(fēng)機(jī)操作工崗位標(biāo)準(zhǔn)流程操作第七節(jié)主扇風(fēng)機(jī)事故案例分析第一章 概論礦井通風(fēng)的作用就是不斷地向井下各個地點供給足夠數(shù)量的新鮮空氣，稀釋并排放出各種有害、有毒及放射性氣體和粉塵，調(diào)節(jié)井下空氣的溫度和濕度，保持井下空氣有合適的氣候條件，給井下工作人員造成一個良好的工作環(huán)境，以便不斷提高勞動生產(chǎn)率。礦井內(nèi)常見的對安全生產(chǎn)威脅最大的有毒氣體有：一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氫等等。礦井的通風(fēng)安全工作時保護(hù)工人安全健康、促進(jìn)采礦工業(yè)高速發(fā)展的一個很重要的方面。近年來，隨著不斷地改革開放，我國礦山不斷革新和充實，已經(jīng)形成一個較為完整地體系。爆破后，通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，％時，就可以進(jìn)入工作面。小于10％者，不得超過10毫克/米3；采掘工作的空氣干球溫度不得超過27℃；℃。為了不斷提高礦山通風(fēng)機(jī)操作人員的技術(shù)水平和管理水平，了解礦井主要通風(fēng)設(shè)備的基本理論知識，本書在以后的章節(jié)中將重點介紹通風(fēng)設(shè)備的結(jié)構(gòu)和工作原理性能、通風(fēng)系統(tǒng)的附屬設(shè)施、操作、維修及故障處理方法，并對礦山通風(fēng)機(jī)的現(xiàn)場測定方法作相應(yīng)的介紹。由于各地海拔高度、濕度的不同，形成了有的地方氣壓高，有的地方氣壓低。這種空氣流動的現(xiàn)象就是風(fēng)流。但在傾斜及垂直巷道的兩端，由于空氣具有不同的能量，僅用空氣壓力的大小說明風(fēng)流的運(yùn)動方向就不夠確切。 礦井通風(fēng)是借助于通風(fēng)機(jī)壓力驅(qū)動空氣流動，供給井下通風(fēng)空間足夠的風(fēng)量。當(dāng)溫度為20℃，相對濕度50％、絕對壓力為760毫米汞柱、干燥空氣的狀態(tài)稱為大氣的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)。我們來做一個有關(guān)大氣壓力的試驗。把裝滿水銀的玻璃管倒立在水銀中，這是玻璃管中的水銀下降760毫米高度并不繼續(xù)下降。這也說明大氣壓力可以支持760毫米水銀高度，玻璃管內(nèi)水銀柱的壓力和大氣壓力相等，并保持了平衡。同理，也可以用水來表示它的高度?？梢詫懗桑?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓＝760毫米汞柱＝10336毫米水柱通風(fēng)機(jī)的壓力，就是利用水柱高度來表示的，稱為毫米水柱（mmH2O）?？諝獾撵o壓是氣體分之間的壓力或氣體分子對容器壁所施加的壓力。靜壓有絕對靜壓與相對靜壓之分。 礦井通風(fēng)中所說的空氣壓力都指定是壓強(qiáng)，即單位面積上的壓力。這個差值往往是由于通風(fēng)機(jī)械或某種自然力所造成的。（2）動壓。動壓的大小與風(fēng)流的運(yùn)動速度有關(guān)。（3）全壓。這里值得指出的是，靜壓和動壓的疊加不單純是一種計算方法，而且顯示了兩者的內(nèi)在聯(lián)系。全壓則表示這兩種能量之和。從這個意義上講，壓差是產(chǎn)生風(fēng)流的原因。上風(fēng)點的能量必定大于下風(fēng)點的能量。風(fēng)流中任意一點必須具有三個能量：靜壓、動壓、相對于某一水平的位能。（1） a兩端管都承受同樣的大氣壓力，玻璃管兩端液面保持同樣的水平。（3） 從管的一端用嘴抽氣，這時抽氣管內(nèi)液面承受的壓力變小，兩液面不保持平衡，也產(chǎn)生一個高度差h。管內(nèi)液面受到的壓力越大，液面就越低，反之，管內(nèi)液面受到的壓力越小，液面就越高。第二節(jié)通風(fēng)機(jī)的工作原理 礦用通風(fēng)機(jī)按其用途可分為三種：(1)用于全礦井或礦井某一翼(區(qū))的，稱為主扇(主力扇風(fēng)機(jī))；(2)用于礦井通風(fēng)網(wǎng)路內(nèi)的某些分支風(fēng)路中借以調(diào)節(jié)其風(fēng)量、幫助主扇工作的稱為輔扇(輔助扇風(fēng)機(jī))；(3)用于礦井局部地點通風(fēng)的，它產(chǎn)生的全壓幾乎全部用于克服它的連接的風(fēng)筒阻力，稱為局扇(局部扇風(fēng)機(jī))。一、離心通風(fēng)機(jī)工作原理圖2—3是離心通風(fēng)機(jī)構(gòu)造簡圖。 離心通風(fēng)機(jī)的工作原理：已知?dú)怏w在離心通風(fēng)機(jī)中的流動先為軸向，后轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪庇谕L(fēng)機(jī)軸的徑向運(yùn)動，當(dāng)氣體通過旋轉(zhuǎn)葉輪的流道間，由于葉片的作用，氣體獲得能量，即氣體壓力提高和動能增加。 離心式通風(fēng)機(jī)是靠旋轉(zhuǎn)的葉輪產(chǎn)生的離心力作用增加壓力的。由此可見，通風(fēng)機(jī)內(nèi)的氣流壓力是低于大氣壓的。如此不斷地吸、排，以達(dá)到輸送空氣的目的。 在氣流從進(jìn)風(fēng)口到達(dá)擴(kuò)散器出口的流動過程中，葉輪是增加壓力的唯一部件。蝸殼、擴(kuò)散器的作用是減低氣流的動壓，增加靜壓以避免葉輪產(chǎn)生的高速氣流直接排出大氣而造成損失。不同葉片型式對壓力有著不同的影響。它是按照葉片出口安裝角度大小和葉片幾何形狀來決定的。圖2—4葉片的三種形式 (1)前向葉片。90。產(chǎn)生的理論壓頭最大，動壓占的比例大，損失也大。葉片出口安裝角盧。它分為曲線形后向葉片和直線形后向葉片。 (3)徑向葉片。一般有徑向出口葉片和徑向直葉片。 通過比較可以看出，在其他條件相同時三種葉片形式的比較結(jié)果： 從氣體所獲得的壓力看，前向葉片壓頭最大，徑向葉片居中，后向葉片最小。 從結(jié)構(gòu)尺寸看，在流量和轉(zhuǎn)速一定時，達(dá)到相同的壓力前提下，前向葉輪直徑最小，徑向葉輪稍次，后向葉輪直徑最大。后向葉片的通風(fēng)機(jī)效率高，壓頭特性曲線平緩穩(wěn)定，這對兩臺通風(fēng)機(jī)的并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)非常有利。如果從磨損和積垢角度看，選用徑向直葉片較有利。a為平板型，b為圓弧板型，c為機(jī)翼型。機(jī)翼型制作較復(fù)雜，但效率高，應(yīng)用廣泛。圖2—6是軸流通風(fēng)機(jī)構(gòu)造簡圖。1．氣體的繞流和升力效應(yīng)工程中常見到氣體繞物體的流動，簡稱繞流。首先我們來看一個理想流體流過靜止圓柱體的情況。繞過c、d點后，鑒于理想流體沒有粘性，不會產(chǎn)生附面層分離，因此流線又合攏。 如果圓柱體在靜止的空氣中轉(zhuǎn)動，根據(jù)實際觀察，圓柱體周圍的流體也將隨圓柱一起繞軸心流動，如圖2—7b所示。離開圓柱越遠(yuǎn)的流體轉(zhuǎn)得越慢。因為圓柱上下壓差的作用，產(chǎn)生一個向上的推力，稱為升力，如圖2—7c所示。 理想流體流過軸流通風(fēng)機(jī)葉片翼型的情況和流過圓柱體相類似(圖2—8)。實際氣流繞葉型的流動，可以看成是理想流體繞葉型的流動與葉型的環(huán)流的迭加。但是軸流通風(fēng)機(jī)的葉片是均勻固定在輪轂表面上排列成柵形的，所以葉片底面的高壓氣流在葉片推動下向出口流出，葉片上凸面的低壓氣流會不斷地將空氣引進(jìn)來，穿過兩葉片的通道，向后流動。軸流通風(fēng)機(jī)在葉輪后面安裝了固定不動的后導(dǎo)葉，它可以改變風(fēng)流方向并將一部分動壓變?yōu)殪o壓。2．介紹幾種軸流通風(fēng)機(jī)中常用的葉型已有的性能良好的機(jī)翼或螺旋槳葉型均可作為通風(fēng)機(jī)的原始葉型。(1)葛延根葉型。(2)RAF～6E葉型。(3)Ls葉型。(4)CI。它是美國早期研究發(fā)明的，見圖2—9d。圓弧板葉型特性數(shù)據(jù)是德國葛延根大學(xué)發(fā)明的。見圖2—9e。各種葉型的空氣動力特性，只有數(shù)量上的差別，而無實質(zhì)上的區(qū)分。各種不同幾何形狀的葉型對其氣動特性都有影響，其中最主要的因素是葉型的最大厚度及其位置、葉型的相對彎度等。離心式通風(fēng)機(jī)因以離心力形成風(fēng)壓而得名；軸流式通