第4章通风动力(1)
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1、河南理工大学河南理工大学杜锋杜锋1803702675818037026758通通 风风 安安 全全 学学第四章第四章 通风动力通风动力本章主要内容第一节 自然风压第二节 矿用通风机的类型和构造第三节 通风机附属装置第四节 通风机实际特性曲线第五节 通风机的工况点及其经济运行第六节 通风机的联合运转第七节 矿井通风设备选型第八节 噪声控制 本章重点、难点1 1、自然风压的产生、测算、利用与控制、自然风压的产生、测算、利用与控制2 2、轴流式和离心式主要通风机特性、轴流式和离心式主要通风机特性3 3、主要通风机的联合运转、主要通风机的联合运转4 4、主要通风机的合理工作范围、主要通风机的合理工作范
2、围第一节 自然风压一、自然风压及其形成和计算一、自然风压及其形成和计算1 1 自然通风自然通风 由自然因素作用而形成的通风叫由自然因素作用而形成的通风叫自然通风自然通风。 冬季冬季：空气源源不断地从井：空气源源不断地从井 口口1流入，从井口流入，从井口5流出。流出。 夏季夏季：相反。：相反。自然风压：自然风压：作用在最低水平两侧空气柱重力差作用在最低水平两侧空气柱重力差012345dz1dz2z第一节 自然风压一、自然风压及其形成和计算一、自然风压及其形成和计算2 自然风压的计算自然风压的计算 根据自然风压定义，上图所示系统的自然风压根据自然风压定义，上图所示系统的自然风压HN可用下可用下式计
3、算：式计算： 一般采用测算出一般采用测算出0-1-2和和5-4-3井巷中空气密度的平均值井巷中空气密度的平均值m1和和m2，用其分别代替上式的，用其分别代替上式的1和和2，则上式可写为：，则上式可写为：注意注意：1）自然风压的计算必须取一闭合系统。）自然风压的计算必须取一闭合系统。2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。）进风系统和回风系统必须取相同的标高。3）一般选取最低点作为基准面。）一般选取最低点作为基准面。gdZgdZHzN53201)(21mmNZgH第一节 自然风压二、自然风压的影响因素及变化规律二、自然风压的影响因素及变化规律自然风压影响因素自然风压影响因素 H HN N=f (
4、Z=f (Z）=f (T,P,R,)=f (T,P,R,)，Z Z 1 1、矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响、矿井某一回路中两侧空气柱温差是影响H HN N的主要因素。的主要因素。2 2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。一定影响，但影响较小。3 3、井深。、井深。H HN N与矿井或回路最高与最低点间高差与矿井或回路最高与最低点间高差Z Z成正比。成正比。4 4、主要通风机工作对自然风压的大小和方向有一定影响。、主要通风机工作对自然风压的大小和方向有一定影响。1012 1234 5678911 12月份H
5、N第一节 自然风压三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分、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地气候特点。考虑利用地形和当地气候特点。2、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况、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。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、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；在主副井与风井通风，如在表土施工阶段可利用自然
6、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。构成回路。第一节 自然风压三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用 4、利用自然风压做好非常时期通风。一旦主要通风机、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。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、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
7、生事故。风或反向而发生事故。第一节 自然风压三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图。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：系统的自然风压为： DBBCED系统的自然风压为：系统的自然风压为： ABCDABCDEFBRDRCZ B2200300HNAHND)( AFCBNAZgH)( BECBNDZgH第一节 自然风压三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用设设AB风流停滞，对回路风流停滞，对回路ABDEFA和和ABBCEFA可分别列出可分别列出压力平衡方程：压力平衡方程： AB段风流停滞条件式段风流停
8、滞条件式: 当上式变为当上式变为:则则AB段风流反向。段风流反向。22QRHHQRHHCNASDNDNACDNASNDNARRHHHHCDNASNDNARRHHHH第一节 自然风压三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用 由此可知防止由此可知防止AB风路风流反向的措施有风路风流反向的措施有： （1）加大）加大RD； （2）增大）增大HS； （3）在）在A点安装风机向巷道压风。点安装风机向巷道压风。第二节 矿用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：矿用通风机按其服务范围可分为三种：1 1、主要通风机，、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）；服务于全矿或矿井的某一翼（
9、部分）； 2 2、辅助通风机，、辅助通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作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；面），帮助主通风机通风，以保证该分支风量；3 3、局部通风机，、局部通风机，服务于独头掘进井巷道等局部地区。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：按构造和工作原理可分为： 离心式通风机离心式通风机和和轴流式通风机。轴流式通风机。第二节 矿用通风机的类型及构造一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理 1、风机构造、风机构造 离心式通风机一般由：离心式通风机一般由：进风口进风口、工作轮（叶轮）、螺形工
10、作轮（叶轮）、螺形机壳和扩散器等部分组成。有的型号通风机在入风口中还有机壳和扩散器等部分组成。有的型号通风机在入风口中还有前导器前导器。 吸风口有：吸风口有：单吸和双吸单吸和双吸两种。两种。第二节 矿用通风机的类型及构造一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理 1、风机构造、风机构造 叶片出口构造角：叶片出口构造角：风流相对速度风流相对速度W2的方向与圆周速度的方向与圆周速度u2的反方向夹角称为的反方向夹角称为叶片出口构造角叶片出口构造角，以，以2表示。表示。w2c2u2c2u2w2c2u22u2c2w22第二节 矿用通风机的类型及构造一、离心式通风机的构造和工作原理一
11、、离心式通风机的构造和工作原理 1、 风机构造风机构造 离心式风机可分为：离心式风机可分为：前倾式（前倾式（290)、径向式（、径向式（2=90)和后倾式（和后倾式（290)三种。三种。 2不同，通风机的性能也不同。矿用离心式风机多为后不同，通风机的性能也不同。矿用离心式风机多为后倾式。倾式。第二节 矿用通风机的类型及构造一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理 2、工作原理、工作原理 当电机通过传动装置带动叶轮旋转时，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）
