【采礦課件】第六章礦井扇風(fēng)機

1、第六章第六章 礦井扇風(fēng)機礦井扇風(fēng)機本章重點與難點本章重點與難點1 1、軸流式和離心式主要通風(fēng)機特性、軸流式和離心式主要通風(fēng)機特性2 2、主要通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)、主要通風(fēng)機的聯(lián)合運轉(zhuǎn)3 3、主要通風(fēng)機的合理工作范圍、主要通風(fēng)機的合理工作范圍第一節(jié)第一節(jié) 扇風(fēng)機的類型、構(gòu)造及工作原理扇風(fēng)機的類型、構(gòu)造及工作原理礦用通風(fēng)機按其服務(wù)范圍可分為三種：礦用通風(fēng)機按其服務(wù)范圍可分為三種：1 1、主要通風(fēng)機，、主要通風(fēng)機，服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）；服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）； 2 2、輔助通風(fēng)機，、輔助通風(fēng)機，服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（采區(qū)或工作面），幫服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（采區(qū)或工作面），幫

2、助主通風(fēng)機通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；助主通風(fēng)機通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；3 3、局部通風(fēng)機，、局部通風(fēng)機，服務(wù)于獨頭掘進井巷道等局部地區(qū)。服務(wù)于獨頭掘進井巷道等局部地區(qū)。按構(gòu)造和工作原理可分為：按構(gòu)造和工作原理可分為： 離心式通風(fēng)機離心式通風(fēng)機和和軸流式通風(fēng)機。軸流式通風(fēng)機。一、離心式通風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理一、離心式通風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理1 1、 風(fēng)機構(gòu)造。風(fēng)機構(gòu)造。 離心式通風(fēng)機一般由：離心式通風(fēng)機一般由：進風(fēng)口進風(fēng)口、工作輪（葉輪）、螺形機殼和擴工作輪（葉輪）、螺形機殼和擴散器等部分組成。有的型號通風(fēng)機在入風(fēng)口中還有前導(dǎo)器散器等部分組成。有的型號通風(fēng)機在入風(fēng)口中還有前導(dǎo)器。 吸風(fēng)口有：吸風(fēng)口有

3、：單吸和雙吸單吸和雙吸兩種。兩種。第六章第六章 礦井扇風(fēng)機礦井扇風(fēng)機葉片出口構(gòu)造角：葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對速度風(fēng)流相對速度W W2 2的方向與圓周速度的方向與圓周速度u u2 2的反方向夾角的反方向夾角稱為稱為葉片出口構(gòu)造角葉片出口構(gòu)造角，以，以2 2表示。表示。離心式風(fēng)機可分為：離心式風(fēng)機可分為：前傾式（前傾式（2 29090) )、徑向式（徑向式（2 2=90=90) )和后傾式和后傾式（2 29090) )三種。三種。2 2不同，通風(fēng)機的性能也不同。礦用離心式風(fēng)機多為后傾式。不同，通風(fēng)機的性能也不同。礦用離心式風(fēng)機多為后傾式。w2c2u2c2u2w2c2u22u2c2w222 2、工作

4、原理、工作原理 當(dāng)電機通過傳動裝置帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，當(dāng)電機通過傳動裝置帶動葉輪旋轉(zhuǎn)時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)，獲得離心力。經(jīng)葉端被拋出葉輪，進入機殼。在機殼內(nèi)速度逐漸減小，壓力升高，獲得離心力。經(jīng)葉端被拋出葉輪，進入機殼。在機殼內(nèi)速度逐漸減小，壓力升高，然后經(jīng)擴散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力（低于吸風(fēng)然后經(jīng)擴散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力（低于吸風(fēng)口壓力），于是，吸風(fēng)口的風(fēng)流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在口壓力），于是，吸風(fēng)口的風(fēng)流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在葉端流出，如此源源不斷，

5、形成連續(xù)的流動。葉端流出，如此源源不斷，形成連續(xù)的流動。3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機主要有目前我國煤礦使用的離心式風(fēng)機主要有G4-73G4-73、4-734-73型和型和K4-73K4-73型等。這些品種通型等。這些品種通風(fēng)機具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。風(fēng)機具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點。 型號參數(shù)的含義舉例說明如下：型號參數(shù)的含義舉例說明如下： G 4 73 1 1 25 DG 4 73 1 1 25 D代表通風(fēng)機的用途，代表通風(fēng)機的用途，K K表示表示 表示傳動方式表示傳動方式礦用通風(fēng)機，礦用通風(fēng)機，G G代表鼓風(fēng)機代表鼓風(fēng)機 通風(fēng)機葉輪直徑（通風(fēng)機

6、葉輪直徑（25dm) 25dm) 表示通風(fēng)機在最高效率點時表示通風(fēng)機在最高效率點時 設(shè)計序號設(shè)計序號(1(1表示第一次設(shè)計）表示第一次設(shè)計） 全壓系數(shù)全壓系數(shù)1010倍化整倍化整 表示通風(fēng)機比轉(zhuǎn)速表示通風(fēng)機比轉(zhuǎn)速(n(ns s) )化整化整 表示進風(fēng)口數(shù)表示進風(fēng)口數(shù),1,1為單吸為單吸,0,0為為雙吸雙吸二、軸流式風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理二、軸流式風(fēng)機的構(gòu)造和工作原理1 1、風(fēng)機構(gòu)造、風(fēng)機構(gòu)造 主要由主要由進風(fēng)口進風(fēng)口、葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴散（芯筒葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴散（芯筒）器和傳動部器和傳動部件等部分組件等部分組成。葉輪有成。葉輪有一級一級和和二級二級兩種兩種2 2、工作原理、工作原理（1

7、 1）特點：特點：在軸流式風(fēng)機中，風(fēng)流流動的特點是，當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣流沿等半在軸流式風(fēng)機中，風(fēng)流流動的特點是，當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。徑的圓柱面旋繞流出。（2 2）葉片安裝角）葉片安裝角 在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為弦線弦線。弦線與動輪旋轉(zhuǎn)方向（。弦線與動輪旋轉(zhuǎn)方向（u)u)的夾角稱為的夾角稱為葉片安葉片安裝角裝角，以，以表示。表示。 可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的葉片安裝角可根據(jù)需要在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)整。但每個動輪上的葉片安裝角必需保持一致。必需保持一致。（3 3）工作原理）工作原理 當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周速度當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周

8、速度u u 移動。處于葉片迎面的氣流受擠壓，靜壓移動。處于葉片迎面的氣流受擠壓，靜壓增加；與此同時，葉片背的氣體靜壓降低，翼柵受壓差作用，但受軸承限制，增加；與此同時，葉片背的氣體靜壓降低，翼柵受壓差作用，但受軸承限制，不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出，翼背的低壓區(qū)不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出，翼背的低壓區(qū)“吸吸引引”葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。u3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦在用的軸流式風(fēng)機有目前我國煤礦在用的軸流式風(fēng)機有1K581K58、2K582K58、GAFGAF和和BDB

9、D或或BDKBDK（對旋對旋式）等系列軸流式風(fēng)機。軸流式風(fēng)機型號的一般含義是：式）等系列軸流式風(fēng)機。軸流式風(fēng)機型號的一般含義是： 1 K 58 4 251 K 58 4 25 表示表示葉輪級數(shù)表示表示葉輪級數(shù),1,1表示表示 通風(fēng)機葉輪直徑（通風(fēng)機葉輪直徑（25dm)25dm) 單級，單級，2 2表示雙級表示雙級 表示設(shè)計序號表示設(shè)計序號 表示用途，表示用途，K K表示礦用，表示礦用， T T表示通用表示通用 表示通風(fēng)機輪轂比表示通風(fēng)機輪轂比,0.58,0.58化整化整 B D K 65 8 24B D K 65 8 24 防爆型防爆型 葉輪直徑（葉輪直徑（24dm)24dm) 對旋結(jié)構(gòu)對旋結(jié)

10、構(gòu) 電機為電機為8 8極（極（740r/min740r/min） 表示用途，表示用途，K K為礦用為礦用 輪轂比輪轂比0. 650. 65的的100100倍化整倍化整4 4、對旋風(fēng)機的特點、對旋風(fēng)機的特點 一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反；機翼形葉片的扭曲方一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反；機翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差向也相反，兩級葉片安裝角一般相差3 3；電機為防爆型安裝在主風(fēng)筒；電機為防爆型安裝在主風(fēng)筒中的密閉罩內(nèi)，與通風(fēng)機流道中的含瓦斯氣流隔離，密閉罩中有扁管中的密閉罩內(nèi)，與通風(fēng)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。與大

11、氣相通，以達到散熱目的。第二節(jié)第二節(jié) 通風(fēng)機附屬裝置通風(fēng)機附屬裝置一、風(fēng)硐一、風(fēng)硐 風(fēng)硐是連接風(fēng)機和井筒的一段巷道。通過風(fēng)量大、內(nèi)外壓差較大，風(fēng)硐是連接風(fēng)機和井筒的一段巷道。通過風(fēng)量大、內(nèi)外壓差較大，應(yīng)盡量降低其風(fēng)阻，并減少漏風(fēng)。應(yīng)盡量降低其風(fēng)阻，并減少漏風(fēng)。二、擴散器二、擴散器( (擴散塔擴散塔) ) 作用作用：是降低出口速壓以提高風(fēng)機靜壓。：是降低出口速壓以提高風(fēng)機靜壓。 擴散器四面張角的大小應(yīng)視風(fēng)流從葉片出口的絕對速度方向而定。擴散器四面張角的大小應(yīng)視風(fēng)流從葉片出口的絕對速度方向而定。總的原則是總的原則是，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流。三、防爆門

12、三、防爆門( (防爆井蓋防爆井蓋) ) 在斜井井口安設(shè)防爆門，在立井在斜井井口安設(shè)防爆門，在立井 井口安設(shè)防爆井蓋。井口安設(shè)防爆井蓋。 作用：作用：當(dāng)井下一旦發(fā)生瓦斯或煤塵爆當(dāng)井下一旦發(fā)生瓦斯或煤塵爆 炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動 打開，以保護主通風(fēng)機免受毀壞；在打開，以保護主通風(fēng)機免受毀壞；在 正常情況下它是氣密的，以防止風(fēng)流短路。正常情況下它是氣密的，以防止風(fēng)流短路。 四、反風(fēng)裝置和功能四、反風(fēng)裝置和功能 作用：作用：使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生的有害氣體進入作業(yè)區(qū)；有時為了適

13、應(yīng)救護工作也需要進行反風(fēng)。生的有害氣體進入作業(yè)區(qū)；有時為了適應(yīng)救護工作也需要進行反風(fēng)。 反風(fēng)方法因風(fēng)機的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有：反風(fēng)方法因風(fēng)機的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有： 1 1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)；）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)； 2 2）利用備用風(fēng)機作反風(fēng)道反風(fēng)；）利用備用風(fēng)機作反風(fēng)道反風(fēng)； 3 3）軸流式風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng)）軸流式風(fēng)機反轉(zhuǎn)反風(fēng) 4 4）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。 要求：要求： 定期進行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在定期進行檢修，確保反風(fēng)裝置處于良好狀態(tài)；動作靈敏可靠，能在10min10min內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向；結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密

14、，漏風(fēng)少；反風(fēng)量不應(yīng)內(nèi)改變巷道中風(fēng)流方向；結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，漏風(fēng)少；反風(fēng)量不應(yīng)小于正常風(fēng)量的小于正常風(fēng)量的40%40%；每年至少進行一次反風(fēng)演習(xí)。；每年至少進行一次反風(fēng)演習(xí)。 第二節(jié)第二節(jié) 扇風(fēng)機的特性曲線扇風(fēng)機的特性曲線一、扇風(fēng)機的工作參數(shù)一、扇風(fēng)機的工作參數(shù) 表示扇風(fēng)機性能的主要參數(shù)是風(fēng)壓表示扇風(fēng)機性能的主要參數(shù)是風(fēng)壓H H、風(fēng)量風(fēng)量Q Q、風(fēng)機軸功率風(fēng)機軸功率N N、效率效率 和和轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)速n n等。等。（一）風(fēng)機（一）風(fēng)機( (實際實際) )流量流量Q Q 風(fēng)機的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機入口空氣的體積，亦稱風(fēng)機的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機入口空氣的體積，亦稱體積流量。單位為體

15、積流量。單位為 m m3 3/h,m/h,m3 3/min /min 或或m m3 3/s /s 。（二）風(fēng)機（二）風(fēng)機( (實際實際) )全壓全壓H Hf f與靜壓與靜壓H Hs s 全壓全壓H Ht t: :是通風(fēng)機對空氣作功，消耗于每是通風(fēng)機對空氣作功，消耗于每1m1m3 3 空氣的能量（空氣的能量（Nm/mNm/m3 3 或或PaPa），），其值為風(fēng)機出口風(fēng)流的全壓與入口風(fēng)流全壓之差。其值為風(fēng)機出口風(fēng)流的全壓與入口風(fēng)流全壓之差。 忽略自然風(fēng)壓時，忽略自然風(fēng)壓時，H Ht t用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力h hk k 和風(fēng)機出口動能損失和風(fēng)機出口動能損失h hv v，即即: :

16、 H Ht t= =h hR R+h+hV V,Pa,Pa 靜壓靜壓: :克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機的靜壓克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機的靜壓H HS S（PaPa）。）。 H HS S= =h hR R=RQ=RQ2 2 因此因此 H Ht t= =H HS S+h+hV V( (三）扇風(fēng)機的功率三）扇風(fēng)機的功率 全壓功率：全壓功率：通風(fēng)機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率通風(fēng)機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率N Nt t。計算式：。計算式： N Nt t=H=Ht tQ Q1010-3 -3 KWKW 靜壓功率靜壓功率：用風(fēng)機靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率：用風(fēng)機靜壓計算輸出功率，稱

17、為靜壓功率N NS S。計算式：。計算式： N NS S=H=HS SQ Q10103 3 KW KW 風(fēng)機的軸功率風(fēng)機的軸功率，即通風(fēng)機的輸入功率，即通風(fēng)機的輸入功率N N（kWkW）。計算式：）。計算式： 或或 式中式中 t t、 S S分別為風(fēng)機的全壓和靜壓效率。分別為風(fēng)機的全壓和靜壓效率。 電動機的輸入功率（電動機的輸入功率（ N Nm m ）：）： 設(shè)電動機的效率為設(shè)電動機的效率為 m m, ,傳動效率為傳動效率為 trtr時時, ,則則tttNN1000QH tsssNN1000QHS,1000trmtttrmmQHNN二、通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系二、通風(fēng)系統(tǒng)主要參數(shù)關(guān)系 風(fēng)機房水柱計

18、示值含義風(fēng)機房水柱計示值含義1 1、抽出式通風(fēng)礦井、抽出式通風(fēng)礦井（1 1）水柱（壓差）計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機靜壓之間關(guān)系）水柱（壓差）計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機靜壓之間關(guān)系 水柱計示值水柱計示值: :即為即為 4 4 斷面相對靜壓斷面相對靜壓h h4 4 故故 h h4 4（負壓）負壓）= P= P4 4 - P- P0404 沿風(fēng)流方向，對沿風(fēng)流方向，對1 1、4 4兩斷面兩斷面 列伯努力方程列伯努力方程: : h hR14R14=(P=(P1 1+h+hv1v1+m12 m12 gZgZ1212) ) - (P - (P4 4+h+hv4v4+m34 m34 gZgZ3434) )

19、由風(fēng)流入口邊界條件：由風(fēng)流入口邊界條件：P Pt1t1P P0101， 即即 P P1 1+h+hv1v1= P= Pt1t1=P=P0101， 又因又因1 1與與4 4斷面同標(biāo)高，所以斷面同標(biāo)高，所以 P P0101P P0404且：且：m12m12gZgZ1212m34m34gZgZ3434 = H = HN N z12356h44456 故上式可寫為故上式可寫為: : h hR14R14= P= P04 04 - P- P4 4- h- hv4 v4 + H+ HN N h hR14R14=|h=|h4 4|- h|- hv4 v4 + H+ HN N 即即 |h|h4 4|= h|=

20、hR14 R14 + h+ hv4 v4 - H- HN N 即：即：風(fēng)機房水柱計示值反映了礦井通風(fēng)阻力和自然風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。風(fēng)機房水柱計示值反映了礦井通風(fēng)阻力和自然風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。（2 2）風(fēng)機房水柱計示值與風(fēng)機風(fēng)壓之間關(guān)系）風(fēng)機房水柱計示值與風(fēng)機風(fēng)壓之間關(guān)系 類似地對類似地對4 4、5 5斷面斷面( (擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的位能差。位能差。 擴散器的阻力擴散器的阻力 h hRdRd (P(P5 5 + h+ hv5v5)-(P)-(P6 6 + h+ hv6 v6 ) ) 風(fēng)流出口邊界條件：風(fēng)流出口邊界條件：P P6 6 P

21、 P0606 P P0505P P0404 故故 h hRdRd (P(P5 5 + h+ hv5 v5 )-(P)-(P04 04 + h+ hv6 v6 ) )P Pt5t5- P- P04 04 hhv6 v6 即即 P Pt5t5 h hRdRd P P0404h hv6 v6 因為因為 風(fēng)機全壓風(fēng)機全壓 H Ht tP Pt5t5-P-Pt4 t4 =(=(h hRdRdP P0404h hv6 v6 )-(P)-(P4 4+h+hv4v4) ) H Ht t = = |h|h4 4|h|hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 若忽略若忽略 h hRdRd 不計，則不計，則 H

22、Ht t |h |h4 4|h|hv4v4+ h+ hv6v6 風(fēng)機靜壓風(fēng)機靜壓 H Hs s |h|h4 4| h| hv4v4（3 3） H Ht t、 H HN N、h hR R 之間的關(guān)系之間的關(guān)系 綜合上述兩式：綜合上述兩式： H Ht t |h|h4 4|- h|- hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 （ h hR14R14+h+hv4v4-H-HN N ）- h- hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 h hR14 R14 + + h hRdRd + h+ hv6 v6 - H- HN N 即即 H Ht t H HN N h hR14 R14 + + h hRdR

23、d + h+ hv6v6 表明：表明：扇風(fēng)機風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴散器的阻扇風(fēng)機風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴散器的阻力，以及擴器出口動能損失。力，以及擴器出口動能損失。2 2、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng)、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng) 對對1 1、2 2兩斷面列伯努力方程得：兩斷面列伯努力方程得： h hR12R12=(P=(P1 1+h+hv1v1+m1m1gZgZ1 1)- (P)- (P2 2+h+hv2v2+m2m2gZgZ2 2) ) 邊界條件及邊界條件及1 1、2 2同標(biāo)高：同標(biāo)高： P P2 2 = P= P02 02 P P0101 故有：故有： P P1 1-P-P2 2= P

24、= P1 1-P-P0101= h= h1 1 m1m1gZgZ1 1-m2m2gZgZ2 2=H=HN N 故上式可寫為故上式可寫為 h hR12R12=h=h1 1+h+hV1V1-h-hv2v2+ H+ HN N 即即 h h1 1= h= hR12R12+ h+ hv2v2- h- hV1V1-H-HN N 又又 H Ht t= P= Pt1t1-P-Pt1t1= P= Pt1t1-P-P0101 = P= P1 1+h+hv1v1-P-P0101= = h h1 1+h+hv1v1 同理可得：同理可得： H Ht t+ H+ HN N = h= hR12 R12 + h+ hv2v2

25、1z22h1m1m211三、通風(fēng)機的個體特性曲線三、通風(fēng)機的個體特性曲線 1 1、工況點工況點：當(dāng)風(fēng)機以某：當(dāng)風(fēng)機以某一轉(zhuǎn)速一轉(zhuǎn)速、在、在風(fēng)阻的管網(wǎng)風(fēng)阻的管網(wǎng)上工作時、可測算出一組工作上工作時、可測算出一組工作參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、和效率參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量、功率、和效率） ，這就是該風(fēng)機在管網(wǎng)風(fēng)阻為這就是該風(fēng)機在管網(wǎng)風(fēng)阻為時的工況點。時的工況點。 2 2、個體特性曲線個體特性曲線：不斷改變：不斷改變R R，得到許多的得到許多的Q Q、H H、N N、。以。以Q Q為橫坐標(biāo)，分別為橫坐標(biāo)，分別以以H H、N N、為縱坐標(biāo)，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性曲線。為縱坐標(biāo)，將同名的點用光滑

26、的曲線相連，即得到個體特性曲線。 3 3、通風(fēng)機裝置、通風(fēng)機裝置：把外接擴散器看作通風(fēng)機的組成部分，總稱之為通風(fēng)機裝置。：把外接擴散器看作通風(fēng)機的組成部分，總稱之為通風(fēng)機裝置。 4 4、通風(fēng)機裝置的全壓、通風(fēng)機裝置的全壓tdtd：擴散器出口與風(fēng)機入口風(fēng)流的全壓之差，與風(fēng)機的擴散器出口與風(fēng)機入口風(fēng)流的全壓之差，與風(fēng)機的全壓全壓t t之關(guān)系為：之關(guān)系為： 式中式中 h hd d擴散器阻力。擴散器阻力。 5 5、通風(fēng)機裝置的靜壓、通風(fēng)機裝置的靜壓sdsd：dttdhHH)(vddtvdtdsdhhHhHH6 6、H Hs s 和和 H Hsdsd 的關(guān)系的關(guān)系 H Hs sH Ht th hvdvd

27、 而而 只有當(dāng)只有當(dāng) h hd d+h+hVdVd s s， 即通風(fēng)機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機出口動能損失時，即通風(fēng)機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機出口動能損失時，通風(fēng)機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高，即擴散器起到回收通風(fēng)機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高，即擴散器起到回收動能的作用。動能的作用。7 7、 H Ht t、 H Htdtd、 H Hs s 和和 H Hsdsd 之間之間的關(guān)系圖的關(guān)系圖)(vddtvdtdsdhhHhHHQHHt-QHtd-QHS-QHsd-Q8 8、離心式通風(fēng)機個體特性曲線、離心式通風(fēng)機個體特性曲線 特點特點：（：（1 1）離心式風(fēng)機

28、風(fēng)壓曲線駝峰）離心式風(fēng)機風(fēng)壓曲線駝峰 不明顯，且隨葉片后傾角度不明顯，且隨葉片后傾角度 增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲線增大逐漸減小，其風(fēng)壓曲線 工作段較軸流式風(fēng)機平緩；工作段較軸流式風(fēng)機平緩； （2 2）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的 變化時，其風(fēng)量變化比軸變化時，其風(fēng)量變化比軸 流式風(fēng)機要大。流式風(fēng)機要大。 （3 3）離心式風(fēng)機的軸功率）離心式風(fēng)機的軸功率 隨增加而增大，只有在接隨增加而增大，只有在接 近風(fēng)流短路時功率才略有下降。近風(fēng)流短路時功率才略有下降。風(fēng)機開啟方式：風(fēng)機開啟方式：離心式風(fēng)機在啟動時應(yīng)將風(fēng)硐中的離心式風(fēng)機在啟動時應(yīng)將風(fēng)硐中的閘門全閉閘門全閉，待其達到正常轉(zhuǎn)速后，待其

29、達到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。再將閘門逐漸打開。說明：說明：（1 1）離心式風(fēng)機大多是全壓特性曲線。（）離心式風(fēng)機大多是全壓特性曲線。（2 2）當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過大時，）當(dāng)供風(fēng)量超過需風(fēng)量過大時，常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。常常利用閘門加阻來減少工作風(fēng)量，以節(jié)省電能。H/daPaQ/m3/sN/kW/%HtHSNtS9 9、軸流式通風(fēng)機個體特性曲線、軸流式通風(fēng)機個體特性曲線 特點特點：（：（1 1）軸流式風(fēng)機的風(fēng)壓特性）軸流式風(fēng)機的風(fēng)壓特性 曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。 （2 2）駝峰點以右的特性）駝峰點以右的特性 曲線為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定曲線

30、為單調(diào)下降區(qū)段，是穩(wěn)定 工作段；工作段； （3 3）點以左是不穩(wěn)定工作段，）點以左是不穩(wěn)定工作段， 產(chǎn)生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象；產(chǎn)生所謂喘振（或飛動）現(xiàn)象； （4 4）軸流式風(fēng)機的葉片裝置角）軸流式風(fēng)機的葉片裝置角 不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)， 功率隨增加而減小。功率隨增加而減小。 風(fēng)機開啟方式：風(fēng)機開啟方式：軸流式風(fēng)機應(yīng)在風(fēng)阻最小（軸流式風(fēng)機應(yīng)在風(fēng)阻最?。ㄩl門全開閘門全開）時啟動，）時啟動，以減少啟動負荷。以減少啟動負荷。 說明說明：軸流式風(fēng)機給出的大多是靜壓特性曲線。：軸流式風(fēng)機給出的大多是靜壓特性曲線。HtHsts/%Q/m3/sH/daPaN/kWQ/m3/sG

31、FDBRM三、無因次系數(shù)與類型特性曲線三、無因次系數(shù)與類型特性曲線（一）（一） 無因次系數(shù)無因次系數(shù)通風(fēng)機的相似條件通風(fēng)機的相似條件 比例系數(shù)：比例系數(shù)：兩個通風(fēng)機相似是指氣體在風(fēng)機內(nèi)流動過程相似，或者說它兩個通風(fēng)機相似是指氣體在風(fēng)機內(nèi)流動過程相似，或者說它們之間在任一對應(yīng)點的同名物理量之比保持常數(shù)，這些常數(shù)叫相似常數(shù)們之間在任一對應(yīng)點的同名物理量之比保持常數(shù)，這些常數(shù)叫相似常數(shù)或比例系數(shù)?；虮壤禂?shù)。 幾何相似幾何相似是風(fēng)機相似的必要條件，是風(fēng)機相似的必要條件，動力相似動力相似則是相似風(fēng)機的充分條件。則是相似風(fēng)機的充分條件。2 2、無因次系數(shù)、無因次系數(shù)（1 1）壓力系數(shù)）壓力系數(shù) 同系列風(fēng)

32、機同系列風(fēng)機在相似工況點的全壓和靜壓系數(shù)均為一常數(shù)，可用下式表示：在相似工況點的全壓和靜壓系數(shù)均為一常數(shù)，可用下式表示： 式中：式中： u u為圓周速度為圓周速度， 為壓力系數(shù)。為壓力系數(shù)。（2 2）流量系數(shù)）流量系數(shù)H常數(shù)HuH2HQ常數(shù)QuDQ24（3 3）功率系數(shù)）功率系數(shù) 風(fēng)機軸功率風(fēng)機軸功率 計算公式中的計算公式中的 H H 和和 Q Q 分別上式代入得：分別上式代入得：同系列風(fēng)機在相似工況點的效率相等，功率系數(shù)為常數(shù)。同系列風(fēng)機在相似工況點的效率相等，功率系數(shù)為常數(shù)。 、 、 三個參數(shù)都不含有因次，因此叫三個參數(shù)都不含有因次，因此叫無因次系數(shù)無因次系數(shù)。（二）類型特性曲線（二）類型

33、特性曲線 根據(jù)風(fēng)機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數(shù)根據(jù)風(fēng)機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數(shù)Q Q、H H、N N和和。利用上三式計算出該系列風(fēng)機的利用上三式計算出該系列風(fēng)機的 、 、 和和。然后以然后以 為橫坐標(biāo)，以為橫坐標(biāo)，以 、 和和為縱坐標(biāo)，繪出為縱坐標(biāo)，繪出 - - - - 和和- - 曲線，此曲線即為該系列風(fēng)機的曲線，此曲線即為該系列風(fēng)機的類型特性曲線類型特性曲線，見書見書P67P67圖圖4-4-64-4-6和圖和圖4-4-74-4-71000HQN 常數(shù)NHQuDN3241000NNQHHQNQHNHQQQN四、比例定律與通用特性曲線四、比例定律與通用特

34、性曲線1 1、比例定律、比例定律 同類型風(fēng)機它們的壓力同類型風(fēng)機它們的壓力H H、流量流量Q Q和功率和功率N N與其轉(zhuǎn)速與其轉(zhuǎn)速n n、尺寸尺寸D D和空氣密度和空氣密度成一定比例關(guān)系，這種比例關(guān)系叫成一定比例關(guān)系，這種比例關(guān)系叫比例定律比例定律。 將轉(zhuǎn)速將轉(zhuǎn)速 u=Dn/60 u=Dn/60 代入無因次系數(shù)關(guān)系式得：代入無因次系數(shù)關(guān)系式得：對于對于1 1、2 2兩個相似風(fēng)機而言，兩個相似風(fēng)機而言， NnDNQnDQHnDH35732210127.104108.000274.021QQ21HH21NN 221221212222221212112100274.000274.0nnDDHnDHn

35、DHH21321223211312104108.004108.0nnDDQnDQnDQQ3215212123252213151121127.1127.1nnDDNnDNnDNN2 2、通用特性曲線、通用特性曲線 根據(jù)比例定律，把一個系列產(chǎn)品的性能參數(shù)根據(jù)比例定律，把一個系列產(chǎn)品的性能參數(shù)H H、Q Q、n n、D D、N N、和、和 等相互關(guān)系同畫在一個坐標(biāo)圖上，叫通用曲線等相互關(guān)系同畫在一個坐標(biāo)圖上，叫通用曲線 例題例題 某礦使用主要通風(fēng)機為某礦使用主要通風(fēng)機為4-72-1120B4-72-1120B離心式風(fēng)機，圖上給出三種不離心式風(fēng)機，圖上給出三種不同 轉(zhuǎn) 速同 轉(zhuǎn) 速 n n 的的 H

36、Ht t- - Q- - Q 曲 線 。 轉(zhuǎn) 速 為曲 線 。 轉(zhuǎn) 速 為 n n1 1= 6 3 0 r / m i n ,= 6 3 0 r / m i n , 風(fēng) 機 工 作 風(fēng) 阻風(fēng) 機 工 作 風(fēng) 阻R=0.0547R=0.05479.81=0.53657N9.81=0.53657Ns s2 2/m/m8 8，工況點為工況點為M M0 0（Q=58mQ=58m3 3/s,H/s,Ht t=1805Pa)=1805Pa)，后來，風(fēng)阻變?yōu)楹髞?，風(fēng)阻變?yōu)镽=0.7932 NR=0.7932 Ns s2 2/m/m8 8，礦風(fēng)量減小不能滿足生產(chǎn)要求，擬礦風(fēng)量減小不能滿足生產(chǎn)要求，擬采用調(diào)整轉(zhuǎn)

37、速方法保持風(fēng)量采用調(diào)整轉(zhuǎn)速方法保持風(fēng)量Q=58 mQ=58 m3 3/s/s，求轉(zhuǎn)速調(diào)至多少？求轉(zhuǎn)速調(diào)至多少？ 解：同型號風(fēng)機，故其解：同型號風(fēng)機，故其 直徑相等。由比例定律有：直徑相等。由比例定律有： n n2 2n n1 1 Q Q2 2/Q/Q1 1 63063058/51.558/51.5 710r/min710r/min 即轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)至即轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)至n n2 2=710r/min=710r/min， 可滿足供風(fēng)要求?？蓾M足供風(fēng)要求。M0QHn =630n =710n =560R=0.5367R=0.7932M15851.5第三節(jié)第三節(jié) 扇風(fēng)機的聯(lián)合工作扇風(fēng)機的聯(lián)合工作 兩臺或兩臺以上扇風(fēng)

38、機在同一管網(wǎng)上工作。叫扇風(fēng)機聯(lián)合工作。扇兩臺或兩臺以上扇風(fēng)機在同一管網(wǎng)上工作。叫扇風(fēng)機聯(lián)合工作。扇風(fēng)機聯(lián)合工作可分為風(fēng)機聯(lián)合工作可分為串聯(lián)串聯(lián)和和并聯(lián)并聯(lián)兩大類。兩大類。一、扇風(fēng)機串聯(lián)工作一、扇風(fēng)機串聯(lián)工作 一個扇風(fēng)機的吸風(fēng)口直接或通過一段巷道（或管道）聯(lián)結(jié)到另一個一個扇風(fēng)機的吸風(fēng)口直接或通過一段巷道（或管道）聯(lián)結(jié)到另一個扇風(fēng)機的出風(fēng)口上同時運轉(zhuǎn)，稱為扇風(fēng)機串聯(lián)工作。扇風(fēng)機的出風(fēng)口上同時運轉(zhuǎn)，稱為扇風(fēng)機串聯(lián)工作。特點：特點：1 1、通過管網(wǎng)的總風(fēng)量等于每臺風(fēng)機的風(fēng)量，即、通過管網(wǎng)的總風(fēng)量等于每臺風(fēng)機的風(fēng)量，即Q=QQ=Q1 1=Q=Q2 2 。 2 2、總風(fēng)壓等于兩臺風(fēng)機的工作風(fēng)壓之和，即總風(fēng)

39、壓等于兩臺風(fēng)機的工作風(fēng)壓之和，即 H HH H1 1H H2 2 。（一）、兩臺風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機串聯(lián)工作分析（一）、兩臺風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機串聯(lián)工作分析 1 1、 串聯(lián)扇風(fēng)機的等效特性曲線。串聯(lián)扇風(fēng)機的等效特性曲線。 作圖方法作圖方法：按風(fēng)量相等，風(fēng)壓疊加的原則按風(fēng)量相等，風(fēng)壓疊加的原則。F1F22 2、風(fēng)機的實際工況點。、風(fēng)機的實際工況點。在風(fēng)阻為在風(fēng)阻為R R管網(wǎng)上風(fēng)機串聯(lián)工作，管網(wǎng)上風(fēng)機串聯(lián)工作，各風(fēng)機的實際工況點按下述方法求得：各風(fēng)機的實際工況點按下述方法求得：在等效風(fēng)機特性曲線在等效風(fēng)機特性曲線+上作管網(wǎng)上作管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線風(fēng)阻特性曲線R1R1，兩者交點為兩者交點為M M0 0，

40、過，過M M0 0作橫坐標(biāo)垂線，分別與曲線作橫坐標(biāo)垂線，分別與曲線和和相交相交于于M M1 1和和 M M2 2，此兩點即是兩風(fēng)機的實際工況點。此兩點即是兩風(fēng)機的實際工況點。效果分析：效果分析：用等效風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)量用等效風(fēng)機產(chǎn)生的風(fēng)量Q Q與能與能力較大風(fēng)機的力較大風(fēng)機的F F2 2單獨工作產(chǎn)生風(fēng)量單獨工作產(chǎn)生風(fēng)量Q Q之差之差表示。表示。（1 1）R=R1R,R=R1R,工況點位于工況點位于A A點以上，點以上，Q=Q-QQ=Q-Q00，則表示串聯(lián)有效則表示串聯(lián)有效；（2 2） R=RR=R工況點與工況點與A A點重合，點重合，Q=Q-QQ=Q-Q=0=0， 則串聯(lián)無增風(fēng)；則串聯(lián)無增風(fēng)；（3

41、 3） R=R” R,R=R” R,工況點位于工況點位于A A點以下，點以下，Q=Q”-Q”Q=Q”-Q”000，并聯(lián)有效；并聯(lián)有效； (B)(B)當(dāng)工作風(fēng)阻當(dāng)工作風(fēng)阻R=RR=R時，時，工況點與工況點與A A點重合，點重合， Q=Q-QQ=Q-Q1 10 0，并聯(lián)增風(fēng)無效；并聯(lián)增風(fēng)無效； (C)(C)當(dāng)工作風(fēng)阻當(dāng)工作風(fēng)阻R=R” RR=R” R時，時，工況點位于工況點位于A A點左上側(cè)，點左上側(cè)， Q=Q-QQ=Q-Q1 10 0，并聯(lián)有害。并聯(lián)有害。QRMM1M2M1Q=Q1+Q2Q1Q1Q1RR”H+AQ=Q1QQ2MM”2 2、風(fēng)壓特性曲線相同風(fēng)機并聯(lián)工作、風(fēng)壓特性曲線相同風(fēng)機并聯(lián)工作

42、 M M1 1 為風(fēng)機的實際工況點；為風(fēng)機的實際工況點； M M為并聯(lián)合成工況點。為并聯(lián)合成工況點。 由圖可見，總有由圖可見，總有Q=Q-QQ=Q-Q1 100，且，且R R越小，越小，QQ越大。越大。結(jié)論結(jié)論：1 1、風(fēng)機并聯(lián)工作適用于因風(fēng)機能力小，風(fēng)阻小而風(fēng)量不足的管網(wǎng)；、風(fēng)機并聯(lián)工作適用于因風(fēng)機能力小，風(fēng)阻小而風(fēng)量不足的管網(wǎng)；2 2、風(fēng)壓特性曲線相同的風(fēng)機并聯(lián)工作較好；、風(fēng)壓特性曲線相同的風(fēng)機并聯(lián)工作較好；3 3、并聯(lián)合成特性曲線與工作風(fēng)阻曲線相匹配，才會有較好的增風(fēng)效果。、并聯(lián)合成特性曲線與工作風(fēng)阻曲線相匹配，才會有較好的增風(fēng)效果。4 4、并聯(lián)工作的任務(wù)是增加風(fēng)量，、并聯(lián)工作的任務(wù)是增

43、加風(fēng)量， 用于風(fēng)機能力小，保證按需供風(fēng)。用于風(fēng)機能力小，保證按需供風(fēng)。 QRMM1+MQQ1=Q2Q1=Q2HA（二）對角并聯(lián)工況分析（二）對角并聯(lián)工況分析 兩臺不同型號風(fēng)機兩臺不同型號風(fēng)機F F1 1和和F F2 2的特性曲線分別為的特性曲線分別為、，各自單獨工作的管網(wǎng)，各自單獨工作的管網(wǎng)分別為分別為OAOA（風(fēng)阻為風(fēng)阻為R R1 1）和）和OBOB（風(fēng)阻為風(fēng)阻為R R2 2），），共同工作于公共風(fēng)路共同工作于公共風(fēng)路OCOC（風(fēng)風(fēng)阻為阻為R R0 0）。）。分析方法分析方法：1 1、按等風(fēng)量條件下把風(fēng)機、按等風(fēng)量條件下把風(fēng)機F F1 1的風(fēng)壓與風(fēng)路的風(fēng)壓與風(fēng)路OAOA的的阻力相減的原則，求

44、風(fēng)機的的阻力相減的原則，求風(fēng)機F F1 1為風(fēng)路為風(fēng)路OAOA服務(wù)后的剩余特性曲線服務(wù)后的剩余特性曲線。2 2、同理得到剩余特性曲線、同理得到剩余特性曲線。3 3、按風(fēng)壓相等風(fēng)量相加原理求得等效風(fēng)機、按風(fēng)壓相等風(fēng)量相加原理求得等效風(fēng)機F F1 1和和F F2 2集中并聯(lián)的特性曲線集中并聯(lián)的特性曲線。4 4、特性曲線、特性曲線，它與風(fēng)路，它與風(fēng)路OCOC的風(fēng)阻的風(fēng)阻R R0 0曲線交點曲線交點M M0 0，由此可得由此可得OCOC風(fēng)路的風(fēng)風(fēng)路的風(fēng)量量Q Q0 0。5 5、過、過M M0 0作作Q Q軸平行線與特性曲線軸平行線與特性曲線和和分別相交于分別相交于M M和和M M點。點。6 6、過、過

45、M M和和M M點作點作Q Q軸垂線與曲線軸垂線與曲線和和相交于相交于M M和和M M，此即在兩個風(fēng)此即在兩個風(fēng)機的實際工況點。機的實際工況點。結(jié)論結(jié)論：每個風(fēng)機的實際工況點：每個風(fēng)機的實際工況點M M和和M M，既取決于各自風(fēng)路的風(fēng)阻，又取決既取決于各自風(fēng)路的風(fēng)阻，又取決于公共風(fēng)路的風(fēng)阻。于公共風(fēng)路的風(fēng)阻。 ACBF1F2R1R0R2OCF1F2ABOF1F2F1R1R2F2F1+F2R0Q0M1M2M1M2Q1Q2QHH1H2三、并聯(lián)與串聯(lián)工作的比較三、并聯(lián)與串聯(lián)工作的比較 以一離心式風(fēng)機風(fēng)壓特性曲線為例。以一離心式風(fēng)機風(fēng)壓特性曲線為例。 當(dāng)風(fēng)阻當(dāng)風(fēng)阻R R2 2 通過通過B B點時，兩者

46、點時，兩者 增風(fēng)效果相同（兩者實際工況點增風(fēng)效果相同（兩者實際工況點 分別為分別為 M MI I 和和 M MIIII），），但串聯(lián)功率但串聯(lián)功率 大于并聯(lián)功率，即大于并聯(lián)功率，即Q Q并并=Q=Q串，串，N NS S N NP P 。 當(dāng)風(fēng)阻為當(dāng)風(fēng)阻為 R R1 1 時，時，Q Q并并Q Q串串，N N串串 N N并并。 當(dāng)風(fēng)阻為當(dāng)風(fēng)阻為 R R3 3 時，時，Q Q串串Q Q并并 ， N N串串 N N并并。 結(jié)論：結(jié)論： （1 1）并聯(lián)適用于管網(wǎng)風(fēng)阻較小，但因風(fēng)機能力小導(dǎo)致風(fēng)量不足的情況；）并聯(lián)適用于管網(wǎng)風(fēng)阻較小，但因風(fēng)機能力小導(dǎo)致風(fēng)量不足的情況； （2 2）風(fēng)壓相同的風(fēng)機并聯(lián)運行較好；）風(fēng)壓相同的風(fēng)機并聯(lián)運行較好；