第04章通风动力.ppt

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1、矿井通风与安全,2,第四章通风动力,前一章我们学习了矿井通风阻力的产生及如何计算；这一章我们学习提供矿井通风动力的来源、计算和设备选型4.1 自然风压4.1.1 自然风压形成和计算 1、概念 自然风压：作用在风流路线上最低水平两侧空气柱位能差。自然通风：利用自然风压的作用而实现的矿井通风。2、形成 由于风流路线上最低水平两侧的空气柱温度不同，而导致空气柱密度不同，继而位能不同，形成了能量差。如图所示，夏天，地表空气温度大于井下，012段平均温度大于345段，012段平均密度就小，所以风流从井口5进1出；相反冬天，地表空气温度小于井下，012段平均温度小于345段，012段平均密度就大，所以风流

2、从井口1进5出。3、计算 m1、m2 两侧空气柱的平均密度,3,4.1.2 自然风压的影响 因素及变化规律 所以，影响自然风压的因素有两侧空气柱的温度T、大气压力P、气体常数（成分）R、相对湿度等，另外还有主要通风机工作对其影响。变化规律：随温度的变化规律。影响温度差的主要因素是地面入风气温、风流与围岩的热交换。其影响程度随矿井的开拓方式、采深、地形和地理位置等有关。其中大陆性气候山区的浅井自然风压的大小与方向受地面气温影响较为明显。4.1.3 自然风压的控制和利用 自然风压既是矿井的动力，也可能是事故的肇因。必须控制和利用 1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当

3、地气候特点。,5,2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能。3、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风。5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故。如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。ABBCEFA系统的自然风压为：DBBCED系统的自然风压为：,夏季

4、自然风压与主要通风机作用方向相反,相当于在平硐口A和进风立井口D各安装一台抽风机（向外），到一定程度，就会造成反风 设AB风流停滞，对回路ABDEFA和ABBCEFA可分别列出压力平衡方程：式中：HS 风机静压，Pa；Q DBBC风路风量，m3/S;RD、RC分别为DB和BBC分支风阻，NS2/m8。两式相除：此即AB段风流停滞条件式。当上式变为 则AB段风流反向。由此可知防止AB风路风流反向的措施有：（1）加大RD；（2）增大HS；（3）在A点安装风机向巷道压风。,7,4.2 矿井通风机的类型及构造 矿用通风机按其服务范围可分为三种：1、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）；2、辅助

5、通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作面），帮助主通风机通风，以保证该分支风量；3、局部通风机，服务于独头掘进井巷道等局部地区。按构造和工作原理可分为：离心式通风机 轴流式通风机。4.2.1 离心式通风机 1、构造 由进风口、工作轮（叶轮）、螺形机壳和扩散器等部分组成。2、工作原理 叶轮旋转时，叶片流道间的空气随叶片旋转而旋转，获得离心力。经叶端被抛出叶轮，进入机壳。在机壳内速度逐渐减小，压力升高，然后经扩散器排出。与此同时，在叶片入口（叶根）形成较低的压力（低于吸风口压力），于是，吸风口的风流便在此压差的作用下流入叶道，自叶根流入，在叶端流出，如此源源不断，形成连续的流动。（见下页）,

6、10,11,叶片出口构造角：风流相对速度W2的方向与圆周速度u2的反方向夹角称为叶片出口构造角，以2表示。离心式风机可分为：前倾式（290)、径向式（2=90)和后倾式（290)三种。2不同，通风机的性能也不同。矿用离心式风机多为后倾式。,3、常用型号 目前我国煤矿使用的离心式风机主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。这些品种通风机具有规格齐全、效率高和噪声低等特点。型号参数的含义举例说明如下：K-4-73-11-25-D K表示矿用通风机，G代表锅炉鼓风机。表示通风机的用途 4表示通风机在最高效率点时全压系数乘10后取整数 73表示通风机比转速(ns)化整 1表示进风口数,1为单吸,

7、0为双吸 1设计序号(1表示第一次设计）25通风机叶轮直径（25dm)D表示悬臂支撑，联轴器传动方式4、分类 1)单吸口、双吸口；2)传动方式：,4.2.2 轴流式通风机 风流沿着动轮轴线方向流进，又沿着其轴线方向流出的通风机。1、单级构造 主要由进风口（集风器）、叶轮、整流器、风筒、扩散（芯筒）器和传动部件等部分组成。叶轮有一级和二级两种。2、工作原理 1）特点：在轴流式风机中，风流流动的特点是，当动轮转动时，气流沿等半径的圆柱面旋绕流出。2）叶片安装角:在叶片迎风侧作一外切线称为弦线。弦线与动轮旋转方向（u)的夹角称为叶片安装角，以表示。可根据需要在规定范围内调整。但每个动轮上的叶片安装角

8、必需保持一致。（3）工作原理 当动轮旋转时，翼栅即以圆周速度u 移动。处于叶片迎面的气流受挤压，静压增加；与此同时，叶片背面的气体静压降低，翼栅受压差作用，但受轴承限制，不能向前运动，于是叶片迎面的高压气流由叶道出口流出，翼背的低压区“吸引”叶道入口侧的气体流入，形成穿过翼栅的连续气流。,1、单级构造 电动机在外电动机在内,2、对旋构造 电动机在内,3、常用型号 目前我国煤矿在用的轴流式风机有1K58、2K58、GAF和BD或BDK（对旋式）等系列轴流式风机。轴流式风机型号的一般含义是：1 K 58 4 25 表示表示叶轮级数,1表示 通风机叶轮直径（25dm)单级，2表示双级 表示设计序号

9、表示用途，K表示矿用，T表示通用 表示通风机轮毂比,0.58化整 B D K 65 8 24 防爆型 叶轮直径（24dm)对旋结构 电机为8极（740r/min）表示用途，K为矿用 轮毂比0.65的100倍化整 FBCZ系列 F表示风机；B防爆；C抽出式 Z主要通风机 如FBCZ616(A)16叶轮直径1.6m A叶轮的轮毂比 6电动机极数(同步转速1000r/min,异步转速980r/min)FBDZ系列（见课本）,4、对旋风机的特点 一级叶轮和二级叶轮直接对接，旋转方向相反；机翼形叶片的扭曲方向也相反，两级叶片安装角一般相差3；电机为防爆型安装在主风筒中的密闭罩内，与通风机流道中的含瓦斯气

10、流隔离，密闭罩中有扁管与大气相通，以达到散热目的。4.3 矿井通风机的附属装置一、风硐 风硐是连接风机和井筒的一段巷道。通过风量大、内外压差较大，应尽量降低其风阻，并减少漏风。风硐的设计要求：1）风硐的断面不宜太小，其风速以10m/s为宜，最大不超过15m/s。2）风硐的阻力不大于100-200pa，风井与风硐连接处尽可能精细设计，长度尽可能短，转弯平缓，内壁光滑。3）风硐及其闸门等装置，结构要严密，防止大量漏风。4）风硐内应安设测量风速及风流压力的装置。二、扩散器(扩散塔)作用：是降低出口速压以提高风机静压。扩散器四面张角的大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定。总的原则是，扩散器的阻力小

11、，出口动压小并无回流。,三、防爆门(防爆井盖)在斜井井口安设防爆门，在立井井口安设防爆井盖。作用：当井下一旦发生瓦斯或煤尘爆炸时，受高压气浪的冲击作用，自动打开，以保护主通风机免受毁坏；在正常情况下它是气密的，以防止风流短路。,4.3 矿井通风机的附属装置四、反风装置 作用：使井下风流反向的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产生的有害气体进入作业区；有时为了适应救护工作也需要进行反风。反风方法因风机的类型和结构不同而异。目前的反风方法主要有：1）设专用反风道反风；2）利用备用风机的风道反风；3）轴流式风机反转反风 4）调节动叶安装角反风。其中1、2针对离心式风机；3、4针对轴流式风机 要求：定

12、期进行检修，确保反风装置处于良好状态；动作灵敏可靠，能在10min内改变巷道中风流方向；结构要严密，漏风少；反风量不应小于正常风量的40%；每年至少进行一次反风演习。,4.4 矿井通风机的实际特性曲线4.4.1 通风机的工作参数 风压H、风量Q、轴功率N、效率、转速n 1、风机（实际）流量Q：一般是指实际时间内通过风机入口空气的体积（无特殊情况下均指标准状态下。单位m3/h,m3/min 或m3/s。2、风机(实际)全压Ht、静压Hs 风机(实际)全压Ht：是通风机对空气作功，消耗于每1m3 空气的能量（Nm/m3 或Pa），通风机出口风流的全压与入口风流全压差。忽略自然风压时，Ht用以克服通

13、风管网阻力hR 和风机出口动能损失hv，即:Ht=hR+hV,Pa 风机(实际)静压Hs:克服管网通风阻力的风压HS（Pa）。HS=hR=RQ2 因此 Ht=HS+hV 3、通风机功率N 全压功率：通风机的输出功率以全压计算时称全压功率Nt。计算式：Nt=HtQ10-3 KW 静压功率：通风机的输出功率以静压计算时称静压功率NS。计算式：NS=HSQ10-3 KW,3、通风机功率N 轴功率：通风机的输入功率N。计算式：KW 以通风机全压计算 4、电动机功率 式中：t通风机的全压效率；tr传动效率；m电动机的效率。另外，还有以通风机的静压计算：式中：s通风机的静压效率,4.4.2 通风系统的主要

14、参数关系主扇房水柱计示值含义 掌握主要通风机的全压、静压、主要通风机出口动能损失与主扇房水柱计示值、矿井通风阻力、扩散器阻力、扩散器出口动能损失的关系。1、抽出式通风 1)主扇房水柱计示值与矿井通风阻力的关系 以下式中符号含义见课本 水柱计示值为4断面的相对静压h4，即 h4=P4-P04(1)式 对1、4断面沿风流方向的伯努利方程为 hR14=(P1+hv1+m12 gZ12)-(P4+hv4+m34 gZ34)(2)式 风流入口1断面边界条件是：Pt1=P01 即 Pt1=P1+hv1=P01 又1、4断面同标高，P01=P04 P01=P04=P1+hv1(3)式 同时m12 gZ12-

15、m34 gZ34=HN(4)式 将(3)、(4)式代入(2)式得：hR14=P04P4hv4+HN(5)式 将(1)式代入(5)式得：hR14=-h4hv4+HN=|h4|hv4+HN 即：|h4|=hR14+hv4HN(6)式 即：风机房水柱计示值反映了矿井通风阻力和自然风压等参数的关系。,4.4.2 通风系统的主要参数关系主扇房水柱计示值含义1、抽出式通风 2)主扇房水柱计示值与主要通风机风压的关系 以下式中符号含义见课本 水柱计示值为4断面的相对静压h4，即 h4=P4-P04(1)式 扩散器的阻力 hRd(P5+hv5)-(P6+hv6)(2)式 风流出口6断面边界条件是 P6=P06

16、 而P06=P05=P04 P6=P05(3)式 将(3)式代入(2)式得 hRd(P5+hv5)-(P04+hv6)Pt5-P04-hv6 即Pt5=P04+hv6+hRd(4)式 又 通风机全压Ht=Pt5-Pt4 Pt4=P4+hv4(5、6)式 整理得 Ht=hv6+hRd-hv4+|h4|h4|=Ht+hv4-hv6-hRd(7)式 若忽略 hRd 不计，则 Ht|h4|-hv4+hv6？风机静压 Hs|h4|-hv4,4.4.2 通风系统的主要参数关系主扇房水柱计示值含义1、抽出式通风 3)主扇房水柱计示值与主要通风机全压、静压、矿井通风阻力及自然风压的关系 根据1）中的(6)式与

17、2）中的(7)式得|h4|=hR14+hv4HN|h4|=Ht+hv4-hv6-hRd Ht+HN=hv6+hRd+hR14(A)式 表明：扇风机风压和自然风压联合作用，克服矿井和扩散器的阻力，以及扩器出口动能损失。若忽略 hRd 不计，则 Ht|h4|hv4+hv6(4)式？风机静压 Hs|h4|hv4(5)式 hv4、HN数值不大，所以|h4|反映了矿井通风阻力和通风机静压的大小。当主要进回风道堵塞，|h4|就会迅速增大；当控制通风系统的主要风门短路，|h4|就会减小。这样便于通风管理。,4.4.2 通风系统的主要参数关系主扇房水柱计示值含义 掌握主要通风机的全压、静压、主要通风机出口动能

18、损失与主扇房水柱计示值、矿井通风阻力、扩散器阻力、扩散器出口动能损失的关系。2、压入式通风 1)主扇房水柱计示值与矿井通风阻力的关系 以下式中符号含义见课本 水柱计示值为1断面的相对静压h1，即 h1=P1-P01(1)式 对1、2断面沿风流方向的伯努利方程为 hR12=(P1+hv1+m1 gZ1)-(P2+hv2+m2 gZ2)(2)式 风流出口2断面边界条件是：P2=P02 即 P1-P2=P1-P02=P1-P01=h1(3)式 同时m1 gZ1-m2gZ2=HN(4)式 将(3)、(4)式代入(2)式得：hR12=h1+hv1hv2+HN(5)式 即：h1=hR12+hv2HNhv1

19、(6)式 即：风机房水柱计示值反映了矿井通风阻力和自然风压等参数的关系。,4.4.2 通风系统的主要参数关系主扇房水柱计示值含义2、压入式通风 2)主扇房水柱计示值与主要通风机风压的关系 以下式中符号含义见课本 水柱计示值为1断面的相对静压h1，即 h1=P1-P01(1)式 风流入口1断面边界条件是 Pt1=P01=P01(2)式 通风机全压 Ht=Pt1-Pt1(3)式 将(1)、(2)式代入(3)式整理得 Ht=P1+hv1-P01=h1+hv1(4)式 即 h1=Ht-hv1(5)式根据1）中的(6)式与2）中的(7)式得 Ht+HN=hv2+hR12(B)式(A)、(B)式均表明：扇

20、风机风压和自然风压联合作用，克服矿井通风阻力和器出口动能损失。hv1、HN数值不大，所以h1反映了矿井通风阻力和通风机全压的大小。当主要进回风道堵塞，h1就会迅速增大；当控制通风系统的主要风门短路，h1就会减小。这样便于通风管理。,4.4.3 通风机的个体特性曲线 1、通风机的个体特性曲线 H-Q、N-Q、-Q；通常采用Hs-Q.1)离心式通风机个体特性曲线 特点：(1)离心式风机风压曲线驼峰不明显，且随叶片后倾角度增大逐渐减小，其风压曲线工作段较轴流式风机平缓；(2)当管网风阻作相同量的变化时，其风量变化比轴流式风机要大。(3)离心式风机的轴功率随增加而增大，只有在接近风流短路时功率才略有下

21、降。风机开启方式：离心式风机在启动时应将风硐中的闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门逐渐打开。说明：（1）离心式风机大多是全压特性曲线。（2）当供风量超过需风量过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量，以节省电能。,4.4.3 通风机的个体特性曲线 1、通风机的个体特性曲线 H-Q、N-Q、-Q；通常采用Hs-Q.2)轴流式通风机个体特性曲线 特点：(1)轴流式风机的风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰存在。（2）驼峰点以右的特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段；（3）点以左是不稳定工作段，产生所谓喘振（或飞动）现象；（4）轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功率随增加而减小。风机开启方式

22、：轴流式风机应在风阻最小（闸门全开）时启动，以减少启动负荷。说明：轴流式风机给出的大多是静压特性曲线。,4.4.3 通风机的个体特性曲线 2、通风机装置的个体特性曲线 通风机装置：把外接扩散器看作通风机的组成部分，总称为通风机装置。通风机装置的全压td：扩散器出口与通风机入口风流的全压之差。与通风机全压t之关系为：通风机装置的静压sd：扩散器出口与通风机入口风流的静压之差。式中 hd扩散器阻力。再由通风机的静压 只有当hd+hVdHs，即通风机装置阻力与其出口动能损失之和小于通风机出口动能损失时，通风机装置的静压才会因加扩散器而有所提高，即扩散器起到回收动能的作用。这是判断修筑的扩散器是否有效

23、的方法,4.4.4 无因次系数与通风机的类型特性曲线 1、无因次系数 1)通风机的相似条件 比例系数：两个通风机相似是指气体在风机内流动过程相似，或者说它们之间在任一对应点的同名物理量之比保持常数，这些常数叫相似常数或比例系数。几何相似是风机相似的必要条件，动力相似是风机相似的充分条件，必须保证雷诺数与欧拉数分别相等。同系列通风机在相似的工况点符合流动相似的充要条件。2)无因次系数(1)压力系数 同系列风机在相似工况点的全压和静压系数均为一常数，可用下式表示：式中：u为圆周速度，为压力系数。（2）流量系数（3）功率系数：风机轴功率 计算公式中的H和Q分别上式代入得：同系列风机在相似工况点的效率

24、相等 功率系数为常数,2)无因次系数 压力系数N、流量系数、功率系数都不含有因次，因此叫无因次系数。2、类型特性曲线 根据风机模型的几何尺寸、实验条件及实验时所得的工况参数Q、H、N和。利用上三式计算出该系列风机的 和。然后以 为横坐标，以、和为纵坐标，绘出 曲线，此曲线即为该系列风机的类型特性曲线.,4.4.5 比例定律与通用类型特性曲线 1、比例定律 同类型风机它们的压力H、流量Q和功率N与其转速n、尺寸D和空气密度成一定比例关系，这种比例关系叫比例定律。将转速 u=Dn/60 代入无因次系数关系式得：对于1、2两个相似风机而言，2、通用特性曲线 根据比例定律，把一个系列产品的性能参 数H

25、、Q、n、D、N、和等相互关系同画在一个 坐标图上，叫通用曲线,例题 某矿使用主要通风机为4-72-1120B离心式风机，图上给出三种不同转速n的Ht-Q曲线。转速为n1=630r/min,风机工作风阻R=0.05479.81=0.53657Ns2/m8，工况点为M0（Q=58m3/s,Ht=1805Pa)，后来，风阻变为R=0.7932 Ns2/m8，矿风量减小不能满足生产要求，拟采用调整转速方法保持风量Q=58 m3/s，求转速调至多少？解：同型号风机，故其 直径相等。由比例定律有：n2n1 Q2/Q1 63058/51.5 710r/min 即转速应调至n2=710r/min，可满足供风

26、要求。,4.5 通风机工况点及其经济运行 工况点：风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如、和等，一般是指和两参数。4.5.1 通风机工况点的确定 1、图解法 理论依据：风机风压特性曲线函数式为f()，管网风阻特性曲线函数式是h=2，风机风压是用以克服阻力h，所以h，即两方程的联立解。可见图解法的前提是风压与其所克服的阻力相对应。方法：在风机风压特性（）曲线的坐标上，按相同比例作出工作管网的风阻曲线，两曲线交点之坐标值，即为通风机的工作风压和风量。通过交点作轴垂线，与和曲线相交，交点的纵坐标即为风机的轴功率和效率。如图所示，a、a1和a2为管道或矿井的风阻由R变为R1和R2时所对应的工

27、况点。2、解方程法 拟合求解不做学习,若使用厂家提供的不加外接扩散器的静压特性曲线s，则要考虑安装扩散器所回收的风机出口动能的影响，此时所用的风阻S应小于m，即 式中 v相当于风机出口动能损失的风阻，V风机出口断面，即外接扩散器入口断面；d扩散器风阻；Vd相当于扩散器出口动能损失的风阻，Vd为扩散器出口断面。若使用通风机全压特性曲线t，则需用全压风阻t作曲线，且若使用通风机装置全压特性曲线td，则需用装置全压风阻td作曲线，且应当指出，在一定条件下运行时，不论是否安装外接扩散器，通风机全压特性曲线是唯一的，而通风机装置的全压和静压特性曲线则因所安扩散器的规格、质量而有所变化。,4.5.2 通风

28、机工况点合理工作范围 1、从经济角度，通风机的运转效率不低于60%。2、从安全角度，工况点必须位于驼峰点右侧，单调下降的直线段。3、实际工作风压不得超过最高风压的90。4、风机的运轮转速不得超过额定转速。上限：“驼峰”右侧，实际工作风压在最大风压值的0.9倍以下。下限：通风机的运转效率不低于60%。左限：叶片安装角的最小值，对一级叶轮为10，二级叶轮为15。右限：叶片安装角的最大值，对一级叶轮为40，二级叶轮为45。,4.5.3 通风机工况点的调节 1、改变风阻特性曲线 风机特性曲线不变，改变工作风阻，工况点沿风机特性曲线移动。1)增风调节。为了增加矿井的供风量，可以采取下列措施：(1)减少矿

29、井总风阻。(2)当地面外部漏风较大时，可以采取堵塞地面的外部漏风措施。2)减风调节。当矿井风量过大时，应进行减风调节。(1)增阻调节。(2)对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿井风量。请讲解实际应用情况,4.5.3 通风机工况点的调节 2、改变风机特性曲线 矿井总风阻不变，改变风机特性，工况点沿风阻特性曲线移动。调节方法有：1)轴流风机可采用改变叶片安装角度、叶片数达到增减风量的目的。2)对旋风机可只开动一级动轮达到减少风量的目的。3)装有前导器的离心式风机，可以改变前导器叶片转角进行风量调节。4)改变风机转速。无论是轴流式风机还是离心式风机都可采用。调节的理论依据是相似定律，即

30、(1)改变电机转速。(2)利用传动装置调速。调节方法的选择，取决于调节期长短、调节幅度、投资大小和实施的难易程度。调节之前应拟定多种方案，经过技术和经济比较后择优选用。选用时，还要考虑实施的可能性。有时，可以考虑采用综合措施。,4.6 通风机的联合运转 两台或两台以上的通风机同时对风网进行工作，叫做通风机的联合作业或联合运转。这种作业基本分串联作业和并联作业两种。4.6.1 通风机串联工作 一台风机的吸风口直接或通过一段巷道（或管道）联结到另一台风机的出风口上同时运转，称为风机串联工作。特点：1、通过管网的总风量等于每台风机的风量，即Q=Q1=Q2。2、总风压等于两台风机的工作风压之和，即 H

31、H1H2。（一）、两台风压特性曲线不同风机串联工作1做串联风机的等效特性曲线作图方法：风量相等，风压叠加。2求通风机的实际工况点,46,3、效果分析 用等效风机产生的风量Q与能力较大风机的F2单独工作产生风量Q之差表示。（1）RR M0点 QQ，串联有效；（2）R=R A点 Q=Q，串联无增风；（3）R=R”R M”0点 Q”Q”，串联有害。所以，串联增风量取决于管网风阻R，必须大于临界风阻R才有效。,F1,F2,F1+F2,R,M0,M2,Q,R,Q,R”,H,Q,Q”,Q,A,M2,M”2,Q”,M0,47,（二）两台风压曲线相同风机串联工作临界点A位于Q轴上。在整个合成曲线范围内串联工作

32、都是有效的；工作风阻不同增风效果不同而已。结论：1.风机串联工作适用于因风阻大而风量不足的管网；2.风压特性曲线相同的风机串联工作较好；3.串联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才有较好的增风效果。4.串联工作的任务是增加风压，用于克服管网过大阻力，保证按需供风。,Q,/,H,M,A,+,R1,Q,Q1,R2,Q,Q2,48,（三）、通风机与自然风压串联工作1.自然风压特性自然风压随风量增大略增。风机停止工作时自然风压依然存在。一般用平行Q轴的直线表示自然风压的特性。2.自然风压对机械风压的影响，类似于两个风机串联。结论：当自然风压为正时，机械风压与自然风压共同作用克服矿井通风阻力，使风量增加

33、；Q1-Q当自然风压为负时，成为矿井通风阻力。Q1-Q”2,M1,M1,Q,H,+,M”2,M”,Q1,Q”2,R,+,M,Q,4.6.2 通风机并联工作 两台风机的吸风口直接或通过一段巷道连结在一起工作叫通风机并联。风机并联分为：集中并联和对角并联之分。（一）、集中并联 两台风机的吸风口可视为连接在同一点。特点：1、通过一条巷道的总风量等于两台风机的风量之和，即Q=Q1+Q2。2、巷道总阻力等于每台风机的装置静风压，即 hHs1=Hs2。1、两台风压特性曲线不同的风机并联工作 1)作图方法：风压相等，风量叠加。2)做两台风机的实际工况点。,M1,M2,3）工况分析 用并联等效风机产生 的风量

34、Q与能力较大风机 的I单独工作产生风量Q1 之差来分析+合成曲线与风机曲线交点，临界点A，R临界风阻(A)当工作风阻R=R时，工况点位于A点右下侧，Q=Q-Q10，并联有效；(B)当工作风阻R=R时，工况点与A点重合，Q=Q-Q10，并联增风无效；(C)当工作风阻R=R”R时，工况点位于A点左上侧，Q=Q-Q10，并联有害。,Q,R,M,M1,M2,M1,Q=Q1+Q2,Q1,Q1,Q1,R,R”,H,+,A,Q=Q1,Q,Q2,M,M”,2、两台风压特性曲线不同的风机并联工作 M1 为风机的实际工况点；M为并联合成工况点。由图可见，总有Q=Q-Q10，且R越小，Q越大。结论：1、风机并联工作

35、适用于因风机能力小，风阻小而风量不足的管网；2、风压特性曲线相同的风机并联工作较好；3、并联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果。4、并联工作的任务是增加风量，用于风机能力小，保证按需供风。,Q,R,M,M1,+,M,Q,Q1=Q2,Q1=Q2,H,A,（二）对角并联工况分析 两台不同型号风机F1和F2的特性曲线分别为、，各自单独工作的管网分别为OA（风阻为R1）和OB（风阻为R2），共同工作于公共风路OC（风阻为R0）。分析方法：1.按等风量条件下把风机F1的风压与风路OA的的阻力相减的原则，求风机F1为风路OA服务后的剩余特性曲线。2.同理得到剩余特性曲线。3.按风压相等

36、风量相加原理求得等效风机和集中并联的特性曲线。,53,4.6 通风机的联合运转,绘图方法：1.特性曲线与风路OC的风阻R0曲线交点M0，可得OC风路的风量Q0。2.过M0作Q轴平行线与特性曲线和分别相交于M和M点。3.过M和M点作Q轴垂线与曲线和相交于M和M，此即在两个风机的实际工况点。结论：每个风机的实际工况点M和M，既取决于各自风路的风阻，又取决于公共风路的风阻。,54,三、并联与串联工作的比较当风阻为R2 时，Q并=Q串，NS NP。当风阻为R1时，Q并Q串，NSNP。当风阻为R3时，Q并NP。,H,N,Q,0,B,R2,NS,M2,M1,NP,E,C,R3,R1,F,A,结论：（1）并

37、联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况；（2）风压相同的风机并联运行较好；（3）轴流式风机并联作业时，若风阻过大则可能出现不稳定运行。所以，使用轴流式风机并联工作时，除要考虑并联效果外，还要进行稳定性分析。,4.7 矿井通风设备选型 根据“煤炭工业设计规范”等技术文件的有关规定，进行通风机设备选型应符合下列要求：1.风机的服务年限尽量满足第一水平通风要求，并适当照顾二水平通风；在风机的服务年限内其工况点应在合理的工作范围之内。2.当风机服务年限内通风阻力变化较大时，可考虑分期选择电机，但初装电机的使用年限不小于5年。3.风机的通风能力应留有一定富余量。在最大设计风量时，轴流式通

38、风机的叶片安装角一般比允许使用最大值小5；风机的转速不大于额定值90%。4.考虑风量调节时，应尽量避免使用风硐闸门调节。5.正常情况下，主要通风机不采用联合运转。选型必备的基础资料有：通风机的工作方式（是抽出式还是压入式）；矿井瓦斯等级；矿井不同时期的风量；通风机服务年限内的最大阻力和最小阻力以及风井是否作为提升用等。,一、计算风机工作参数 计算风机工作风量Qf、最大和最小静压（抽流式）HSmax、Hsmin-或全压（离心式）Htmax、Htmin；二、初选风机 根据Qf、Hsmax、Hsmin(或Htmax、Htmin）在新型高效风机特性曲线上用直观法筛选出满足风量和风压要求的若干个通风机。

39、三、求风机的实际工点 因为根据Qf、Hsmax、Hsmin(或Htmax、Htmin）确定的工况点即设计工况点不一定恰好在所选择风机的特性曲线上，所以风机选择后必须确定实际工况点。1、计算风机的工作风阻 用静压特性曲线时，最大静压工作风阻按下式计算：2、计算最小工作静风阻Rsmin.用全压特性曲线时，根据风机的最大和最小工作全压计算出最大和最小全压工作风阻Rtmax和Rtmin。在风机特性曲线上作工作风阻曲线，与风压特性曲线的交点即为实际工况点。,五、电机选择 1、根据最后选择风机的实际工况点（H、Q、和）按下式计算所匹配电机的功率：式中:Nmmax(Nmmin)-通风阻力最大（最小）时期所配

40、电机功率，kW；Qfmax(Qfmin)-通风阻力最大（最小）时期风机工作风量，m3/s；Hmax(Hmin)-风机实际最大（最小）工作风压，Pa；-通风机工作效率（用全压时为t，用静压时为s），%；tr-传动效率，直联传动时t=1，皮带传动时tr=0.950.9，联轴器传动时 tr=0.98;Km-电机容量备用系数，Km=1.11.2。2、电机种类及台数选择 当电机功率Nmmax500kW时，宜选用同步电机，其功率为Nmmax，其优点是在低负荷运转时，可用来改善电网功率因数，缺点是初期投资大。采用异步电机时，当 可选一台电机，功率为Nmmax；当 可选两台电机，功率为Nmmax；后期电机功率为Nmmax，初期电机功率可按下式计算根据计算的Nmmax和Nm和通风机要求的转数，在电机设备手册上选用合适的电机。,