矿井通风第四章

第四章矿井通风动力第四章矿井通风动力通风动力通风压力空气流动通风阻力产生促使产生克服第四章矿井通风动力第一节自然风压一、自然风压及其形成1、自然风压利用自然条件，靠两个井口高低不同，井筒中的温度不同和其他自然因素（而空气密度不同）而产生的压力差，称为自然风压。由于自然风压的存在，促使空气在井巷流动的现象，称为自然通风。第四章矿井通风动力二、自然风压的影响因素及变化规律1、自然风压的影响因素,(,,,),NHfzfTRPz2、变化规律自然风压小，方向随季节变化第四章矿井通风动力第二节矿用扇风机的类型和构造扇风机：通风用的机械称为扇风机（通风机）是一种不断吸入空气，提高空气压力后，又将空气排出的机械。机械通风：利用扇风机旋转的机械力量，造成两个井口压力差，使空气在井下流动叫机械通风。分类按用途：主要通风机、辅助通风机、局部通风机按结构：离心式通风机、轴流式通风机第四章矿井通风动力一、离心式扇风机的构造及工作原理叶片的出口构造角：在流道出口处，叶片相对速度w2的方向与圆周速度u2的反方向之间的夹角，称为叶片的出口构造角，以β2表示。前倾式β290°(压力高，风量小，效率低)，径向式β2=90°，后倾式β290°(压力低，风量大，效率高)。第四章矿井通风动力工作原理当电机经传动装置带动叶轮在机壳中旋转时，叶片流道向的空气随叶片的旋转而旋转，获得离心力，经叶端被抛出叶轮，流到蜗旋状的机壳里，在机壳里空气流速逐渐减小，压力升高，然后经扩散器排出。与此同时，在叶片的入口——叶根处，形成较低的压力（低于吸风口压力），于是，吸风口处的空气便在此压差的作用下流入叶道，自叶根流入，从叶端流出，如此源源不断，形成连续流动。第四章矿井通风动力二、轴流式风机的构造及工作原理第四章矿井通风动力叶片的安装角：在叶片迎风侧做一外切线，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θ表示。工作原理：当工作轮旋转时，翼栅即以圆周速度u移动。处于叶片迎面的气体受挤压，静压增加；与此同时，叶片背面的气体静压降低，翼栅受到压差的作用，但受到轴承的限制，只能沿轴向运动，于是叶片迎面的高压气流向叶道出口流出，翼背的低压则吸引叶道入口侧的气体流入，形成穿过翼栅的连续气流。第四章矿井通风动力一级动轮：10°15°20°25°30°35°40°二级动轮：15°20°25°30°35°40°45°第四章矿井通风动力第三节主扇的附属装置及其设计施工要求扇风机装置：矿山使风机装置用的主扇风机，除主机之外尚有一些附属装置，主扇和附属装置总称为扇风机装置。一、风峒风峒是连接风机和井巷的一段巷道。V≤15m/s，R≤0.0196N·s2/m8，hR≤100~200Pa第四章矿井通风动力8~10323~4SS二、扩散器（扩散塔）在风机出口处外接一定长度，断面逐渐扩大的构筑物叫扩散器。α/2S2S3第四章矿井通风动力三、防爆门（防爆井盖）设计合理、结构紧密、维护量好、动作可靠四、反风装置1、设专用反风道反风2、轴流式风机反转反风3、利用备用风机的风道反风4、调整动叶片安装角度进行反风10mint'60%40%QQ第四章矿井通风动力第四节扇风机的实际特性曲线一、扇风机的工作参数H、Q、N、η、n1、风机的实际流量Q单位时间内通过风机入口空气的体积，亦称体积流量。m3/h、m3/min、m3/s第四章矿井通风动力tRvHhh2sRHhRQtsvHHh扇风机静压：克服管网阻力的风压称为扇风机静压Hs。2.风机的实际全压Ht与静压Hs扇风机全压：单位体积的空气（m3/s）在扇风机内所获得的能量。第四章矿井通风动力3cos1000mtVINmt1000ttHQN1000ssHQN3.扇风机的功率1）输入功率（轴功率）式中—电动机的效率2）输出功率（有效功率）扇风机的有效功率既扇风机的有效功率，又称空气功率或全压功率Nt①全压功率：②静压功率：kW—传动效率kW第四章矿井通风动力1000tttNHQNN1000sssNHQNN4.扇风机的效率①全压效率：②静压效率：第四章矿井通风动力nconsttdiHsdiHiNtisiiQ二、扇风机的个体特性曲线1.所谓扇风机的个体特性曲线，就是某型号扇风机在既定转数n时，扇风机产生的风压Ht、HR，消耗的功率N及其效率ηt、ηs与风量之间Q的关系。即时，H—Q、N—Q、η—Q的曲线。2、扇风机的个体特性曲线以Qi为横坐标，以为纵坐标描在坐标纸上，并连接各点，即可得到扇风机的个体特性曲线。第四章矿井通风动力扇风机的的个体特性曲线全面反映这台扇风机的性能曲线和特点，可以了解扇风机的全部性能情况，可以评定扇风机的优劣，为用户提供选用扇风机的方便条件是选好用好扇风机必不可少的基础资料。3、形状特点1）轴流式扇风机①Hs—Q较陡，有马鞍形驼峰区，在稳定工作段（Q变化时，Hs变化大）R变化时，Q变化小。②在稳定工作区内，N—Q随风量增加而减小，全开启动第四章矿井通风动力2）离心式扇风机①Ht—Q工作段较平缓，R变化时，Q变化大。②N—Q随风量增加而增加，全闭启动。三、通风机的合理工作范围上限：（运转稳定）下限：（运转经济）扇风机动轮的转速不应超过额定转速。max0.9HH0.6第四章矿井通风动力四、主扇工况点调节（矿井风量的调节）1.改变风阻特性曲线1）增风调节①减少矿井风阻；主扇电费降低；工程费用大。②堵塞地面的外部漏风；实施简单，经济效益较好，但调节幅度不大。2）减风调节①增阻调节（离心式风机）；实施简单；增加电耗。②轴流式风机可适当增加外部漏风。第四章矿井通风动力1122QnQn21122HnHn31122NnNn2.改变风机特性曲线1）改变轴流式扇风机的叶片安装角度或叶片数；2）改变离心式风机前导器叶片转角；3）改变风速转速①改变电机转速②液压联轴器调速③改变皮带轮的直径④调频调速