【正文】 ? 常用型號 目前我國煤礦在用的軸流式風機有 1K5 2K5 GAF和 BD或 BDK（對旋式）等系列軸流式風機。相當于兩臺同型號軸流風機對接在一起串聯(lián)工作，稱為 對旋式風機。 第二節(jié) 通風機類型、構(gòu)造與主要性能 1集流器 2前消聲器 3前機殼 4進氣翼 5電機 6Ⅰ 級葉輪 7Ⅱ 級葉輪 8出氣翼 9后機殼 10后消聲器 注： 對旋風機的電機為防爆型 ， 其安裝在主風筒中的密閉罩內(nèi) ， 與通風機流道中的含瓦斯氣流隔離 ， 密閉罩中有扁管與大氣相通 ， 以達到散熱目的 。主風機和這些附屬裝臵總稱通風機裝臵。 一、風 硐 風 硐 是主扇和出風井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道。 風 硐 設(shè)計時應滿足： ? 風 硐 的斷面不宜太小，風速以 10m/s為宜，最大不超過 15m/s； ? 風 硐 的阻力不大于 100～ 200Pa。 ? 風 硐 及其閘門等裝臵，結(jié)構(gòu)要嚴密以防止漏風。 擴散器是通風機出風口外接的一段斷面逐漸擴大的風道 。 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 ?軸流式風機的擴散器 :由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴散器。外接擴散器是一段向上彎曲的風道，要求阻力小，出口動壓損失小，并且無回流現(xiàn)象?！?10176。 小型離心式風機的擴散器一般用金屬板焊接而成，而大型離心式風機和大中型軸流式風機的擴散器一般用磚和混凝土砌筑，各部尺寸應根據(jù)風機類型、結(jié)構(gòu)、尺寸和空氣動力學特性確定。 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 三、防爆門 《 規(guī)程 》 規(guī)定：裝有主要通風機的出風井口 ， 應安裝防爆門 。 當井下發(fā)生瓦斯爆炸時 ， 爆炸氣浪將防爆門掀起 ， 從而起到保護主扇的作用 。 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 如圖所示 ， 是無提升的通風立井井口的鐘型防爆井蓋 ， 裝有提升設(shè)備的井筒一般設(shè)鐵木結(jié)構(gòu)的井蓋門 。 四、反風裝置與功能 《規(guī)程》規(guī)定生產(chǎn)礦井主風機必須裝有反風裝臵，要求在 10min內(nèi)能反轉(zhuǎn)礦井風流方向，反風后的風量不小于正常供風的 40%。常見的反風方法有專用反風道、備用風機做反風道、風機反轉(zhuǎn)、調(diào)節(jié)動葉安裝角。 圖 A 圖 B 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 離心式通風機的反風： 如圖所示 ，正常通風時 ， 反風門 1和 2為實線位臵；反風時 ， 反風門 1提起 ， 而將反風門 2放下 ， 風流自反風門 2進入通風機 ， 再從反風門 1進入反風道 3，經(jīng)風井壓入井下 。 ?調(diào)整葉片角度： 對于動葉可同時轉(zhuǎn)動的軸流式風機，只要將所有葉片同時偏轉(zhuǎn)一定角度，就可實現(xiàn)礦井風流反向。 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 五、消音裝置 在通風機內(nèi)，速度較大的風流與高速旋轉(zhuǎn)的動輪葉片迅猛沖擊，產(chǎn)生空氣動力噪音，同時機件振動產(chǎn)生機械噪音。正對通風機出口方向的噪音最大，側(cè)向逐漸減少。 消音裝臵分為主動式與反射式。通風機多采用主動式，風流通過多孔材料裝成的通道時，其噪音被吸收。 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 第三節(jié) 主要通風機附屬裝置 一 、 風機性能與工作參數(shù) 風機 (實際 )流量 Q 風機的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風機入口空氣的體積 ， 亦稱體積流量 。 風機 (實際 )全壓 Ht與靜壓 Hs ? 全壓 Ht:是通風機對空氣作功 ， 消耗于每 1m3 空氣的能量 （ N〃m/m 3 或Pa） ， 其值為 風機出口風流的全壓與入口風流全壓之差 。 另外 ， 根據(jù)上述定義 ，顯然風機靜壓也等于風機出口與口靜壓之差減去入口動壓 。 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 通風機的功率 ? 全壓功率： 通風機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率 Nt。計算式： NS=HSQ 10— 3 KW ? 風機的軸功率： 通風機的輸入功率 N（ kW） 。 ? 電動機的輸入功率 （ Nm ） ： 設(shè)電動機的效率為 ?m,傳動效率為 ?tr時 ,則 tttNN?? 1000QH t??sssNN?? 1000QH S??,100 0trmtttrmmQHNN????? ??第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 從流體在葉輪中的運動入手，得出外加功率與流體所獲得的能量之間的關(guān)系。 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 流體在葉輪流道中的流動極為 復雜，為運用一元流動理論分析其流動規(guī)律，歐拉提出如下理想葉輪： ?流體通過葉輪的流動為恒定，且可看成是無數(shù)層垂直于轉(zhuǎn)軸的流面之綜合，層與層間的流面之間的流動互不干擾； ?葉輪具有無限多葉片，葉片厚度無限薄。 對上述理想條件，后面用下標“ T∞ ”來表示。 β — 稱葉片的安裝角（ w與 u反方向夾角）。 由圓周、相對、絕對三速度向量組成的向量圖，稱速度三角形。 （ 1）圓周速度 u： （ 2）徑向速度 vr： u = ?Dn 60 vr= QT ∞ F （ m/s） （ m/s） （ F是一個環(huán)周的面積，可近似認為是半徑 r處的葉輪寬度 b為母線繞軸心旋轉(zhuǎn)一周形成的曲面，即 F=e? D b， e為葉片排擠系數(shù)，反映葉片厚度對流道過流斷面的遮擋程度） 式中： D — 葉輪直徑 m； n — 轉(zhuǎn)速， r/min； QT ∞ — 理論流量， m3/s； F — 垂直于 vr 的過流斷面面積 b — 葉片寬度， m； 速度三角形及其計算 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) vn1T? vr1T? 導出動量矩變化的引證圖 r1 r2 ? ?動量矩定理：在定常流中，單位時間內(nèi)，流體質(zhì)量的動量矩變化等于作用在該流體上的外力矩。但這種能量與進出口的各速度之間如何關(guān)聯(lián)？可以運用動量矩定理。 注意到外力矩 M乘以 ?（ M?）正好是施加在轉(zhuǎn)軸上的功率 N= M?。 上述即是理想條件下，單位體積空氣的能量增量與空氣在葉輪中運動之間的關(guān)系式，即歐拉方程。 。因此，因此風機的理論全壓有所降低。同樣地，在葉片進口處，相對速度 w將朝向葉輪轉(zhuǎn)動方向偏移，從而使進口切向速度分量增加到 vn1T。 空氣獲得能量 HtT的組成 為說明 HtT的組成以及風機全壓中動壓和靜壓所占的比例，可以將速度三角形按余弦定理展開得到： 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 兩式相減 ， 并利用 （ 1） 或 （ 2） 式 ， 得到： 式中 第三項是單位體積空氣的動能增量 ， 在風機全壓相同的情況下 ， 我們希望動能項不宜過大 。 第二項是由于葉片間流道展寬 ， 以至相對速度 w降低而獲得的靜壓能增量 ， 表明了空氣經(jīng)過葉輪時動能轉(zhuǎn)化為靜壓能的多少 ， 一般由于相對速度變化不大 ， 故該增量較小 。 為此 ， 在風機設(shè)計時 ，總是使進口絕對速度 v1 與圓周速度 u1之間的工作角 a1=90度 ， 這樣空氣按徑向進入葉片流道 ， 此時 （ 2） 變?yōu)椋? HtT= ρu2T vn2T （ 3） 因此，上式所表達的風機全壓最大值與出口的安裝角 β 2的關(guān)系是什么？也即 β 2對風機全壓最大值的影響如何？以葉片出口的速度三角形來討論上述問題。 三種不同的出口安裝角 β 2時 ， 葉輪葉型如圖所示 ， 后傾式 徑向式 前傾式 徑向式 （ β2=90186。): ctgβ20, 前傾式 （ β290186。 但上述結(jié)論并不全面 ， 因為在全壓中 ，存在動壓和靜壓的分配問題 ， 下面將進一步予以討論 。 對前傾式 ， 由于其動壓成分大 ， 空氣在蝸殼以及擴壓器中的流速較大 ， 從而導致動壓轉(zhuǎn)化為靜壓時損失較大 。 但對小型離心式風機 ， 效率不是主要考慮的因素 ， 因此也有采用前傾式葉型的 。 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 四 、 流量 全壓 、 流量 功率的理論曲線 風機全壓 、 流量以及所需功率等性能參數(shù)是相互影響的 ， 常用流量 全壓 、 流量 軸功率 、 流量 效率 等形式來表示這些性能參數(shù)之間的關(guān)系 。 首先從歐拉方程出發(fā) ， 研究無流動損失條件下的風機特性曲線問題 。 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 將 QT=e? D2 b2vr2， 代入 （ 4） ， 即有： 對幾何尺寸一定的風機而言 ， 當轉(zhuǎn)速不變時 ， 上式中的 e、 D2 、b u2T為常數(shù) ， 故上式可以寫為： 式中 ctgβ2代表葉型 ， 也是常量 ， 這表明在固定轉(zhuǎn)速下 ， 無論風機是何種葉型 ， 風機理論全壓與理論流量成線性關(guān)系 。 五 、 風機實際性能曲線 風機損失 風機的實際性能曲線與理論曲線不同 。 但如果從理論上研究這些流動損失找出規(guī)律 ， 就可以找出減少損失的途徑 。 ?容積損失： 葉輪工作時 ， 機內(nèi)存在高壓區(qū)和低壓區(qū)兩部分 ， 同時由于風機結(jié)構(gòu)上存在運動部件和固定部件之分 ， 兩部分之間必然存在縫隙 ， 空氣可能從高壓區(qū)經(jīng)過縫隙流到低壓區(qū)形成回流 ， 回流空氣經(jīng)過葉輪時也要活得能量 ， 但此部分能量未能有效利用 ， 而回流量的多少與葉輪增壓的大小 、 縫隙的幾何形狀以及運動和固定部件之間的密封性能等因素有關(guān) 。 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 風機的全效率 如果只考慮機械效率 ， 則供給風機的軸功率 N為： 而風機實際獲得的有效功率 Nt（ 以全壓計算 ） 為： 因此 ， 風機的全效率為： 因此有： 分別為風機的全效率 、 容積效率 、 水力效率和機械效率 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) mhv ???? ?mtTT HQN??mtTTttHHNN ?? ???tt HQN ?? 風機的個體性能曲線 ? 離心式通風機個體特性曲線 第四節(jié) 風機基本理論與特性參數(shù) 特點： 1） 離心式風機風壓曲線駝峰不明顯 ， 且隨葉片后傾角度 （ 即 β2） 增大逐漸減小 ， 其風壓曲線工作段較軸流式風機平緩； 2） 當管網(wǎng)風阻作相同量的變化時 ， 其風量變化比軸流式風機要大 。 風機開啟方式： 為避免啟動負荷過大燒壞電機 ， 啟動時應將風硐中的閘門全閉 ，待達到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開 。 2） 當供風量超過需風量過大時 ，常常利用閘門加阻來減少工作風量 ， 以節(jié)省電能 。 2）駝峰點Ｄ以右的特性曲線為單調(diào)下降區(qū)段 ， 是穩(wěn)定工作段； 3） 點Ｄ以左是不穩(wěn)定工作段 ， 產(chǎn)生所謂喘振 （ 或飛動 ） 現(xiàn)象； 4） 軸流式風機的葉片安裝角 （ β2） 不太大時 ， 在穩(wěn)定工作段內(nèi) ， 功率隨Ｑ增加而減小 。 說明： 軸流式風機給出的大多是靜壓特性曲線 。 ? 通風機的合理工作范圍 為使通風機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定，保證通風機的工況點處于一個合理的工作范圍之內(nèi)，對任何通風機都有如下規(guī)定： 1）實際風壓不能超過 ； 2）通風機動輪的轉(zhuǎn)數(shù)不能超過它的額定轉(zhuǎn)數(shù)； 3）主通風機的靜壓效率不應低于 。 下限： 通風機的運轉(zhuǎn)效率，不得低于。二級葉輪為 15176。二級葉輪為 45176。 駝峰型曲線 ，Ht隨 Q增大而增大 ， 達到最大值后逐漸下降 ， 因此此型風機 在一定運行條件下可能出現(xiàn)不穩(wěn)定工作 ， 應予以避免 。 工況點所對應的風量就是此時礦井的實際風量；對應的風壓就是用以克服管道或礦井通風阻力的通風壓力；對應的功率和效率值就是通風機此時的功率和效率 。 其缺點是結(jié)構(gòu)比較復雜 ， 噪音大 ， 故障較多 。 但它的體積大 。 離心式通風機則相反 。軸流式通風機的起動負荷小 ， 風量增加時功率的變化不大 ， 不致過載 ， 而離心式通風機則相反；軸流式通風機并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較差 ， 而離心式通風機并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較好 。 相似原理 ?幾何相似： 即同系列風機的各種過流部件相應的線尺寸的比值相等