第4章通風(fēng)動力

1安全工程學(xué)院仲曉星礦井通風(fēng)與安全

MineVentilationandSafety中國礦業(yè)大學(xué)多媒體教學(xué)課件2第4章通風(fēng)動力3本章將就對通風(fēng)動力（來自于自然風(fēng)壓和機(jī)械風(fēng)壓）對礦井通風(fēng)的作用、影響因素、特性進(jìn)行分析研究，以便合理地使用通風(fēng)動力，從而使礦井通風(fēng)達(dá)到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理，安全可靠。44.1自然風(fēng)壓4.2礦用通風(fēng)機(jī)類型及構(gòu)造4.3通風(fēng)機(jī)工作參數(shù)及個體特性曲線4.4比例定律與通風(fēng)機(jī)類型特性曲線4.5礦井主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置4.6礦井主要通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)4.7礦井主要通風(fēng)機(jī)性能測定主要內(nèi)容5問題自然風(fēng)壓是怎樣產(chǎn)生的？進(jìn)、排風(fēng)井井口標(biāo)高相同的井巷系統(tǒng)內(nèi)是否會產(chǎn)生自然風(fēng)壓？描述主要通風(fēng)機(jī)特性的主要參數(shù)有哪些？其物理意義是什么？軸流式和離心式通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和功率特性曲線各有什么特點(diǎn)？在啟動時應(yīng)注意什么問題？何謂通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)？如何用圖解法求單一工作或聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)？6基本概念空氣在礦井中源源不斷地流動，須克服空氣沿井巷流動時所受到的阻力。這種克服通風(fēng)阻力的能量或壓力叫通風(fēng)動力。機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓均是礦井通風(fēng)的動力，用以克服礦井的通風(fēng)阻力，促使空氣流動。機(jī)械風(fēng)壓——空氣能在井巷中流動，是由于風(fēng)流的起末點(diǎn)間存在著能量差，由通風(fēng)機(jī)造成的能量差自然風(fēng)壓——由礦井自然條件產(chǎn)生的能量差74.1自然風(fēng)壓4.1.1自然風(fēng)壓及其形成和計算4.1.2自然風(fēng)壓的變化規(guī)律及其影響因素4.1.3自然風(fēng)壓的控制和利用4.1.4自然風(fēng)壓測定□84.1.1自然風(fēng)壓及其形成和計算

一種現(xiàn)象：在非機(jī)械通風(fēng)的礦井常觀測到：風(fēng)流從氣溫較低的井筒經(jīng)工作面流到氣溫較高的井筒。1、自然通風(fēng)

由自然因素作用而形成的通風(fēng)叫自然通風(fēng)。

冬季：空氣柱0-1-2比5-4-3的平均溫度較低，平均空氣密度較大，導(dǎo)致兩空氣柱作用在2-3水平面上的重力不等。它使空氣源源不斷地從井口1流入，從井口5流出。夏季：相反。自然風(fēng)壓：作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差。進(jìn)、出風(fēng)井空氣柱由于密度不同引起的能量之差值，稱為自然通風(fēng)的壓差或自然壓差。012345dzρ1dzρ2z9

如圖所示的井巷系統(tǒng)，1-4為水平線，2-3為水平巷道。(平硐及豎井開拓)p為井口的大氣壓，Pa；Z為井深，m；ρ為空氣密度，kg/m3，則自然風(fēng)壓為：104.1.1自然風(fēng)壓及其形成和計算2、自然風(fēng)壓的計算根據(jù)自然風(fēng)壓定義，右圖所示系統(tǒng)的自然風(fēng)壓HN可用下式計算：為了簡化計算，一般采用測算出0-1-2和5-4-3井巷中空氣密度的平均值ρm1和ρm2，用其分別代替上式的ρ1和ρ2，則上式可寫為：

012345dzρ1dzρ2z注意：1）自然風(fēng)壓的計算必須取一閉合系統(tǒng)。2）進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)和回風(fēng)系統(tǒng)必須取相同的標(biāo)高。3）一般選取最低點(diǎn)作為基準(zhǔn)面。114.1.2自然風(fēng)壓的變化規(guī)律及其影響因素1、自然風(fēng)壓的變化規(guī)律自然風(fēng)壓的大小和方向，主要受地面空氣溫度變化的影響。如右圖，冬季地面氣溫低，空氣柱0-1-2比5-4-3重，風(fēng)流由1流向2，經(jīng)出井口5排出；冬季地面氣溫高于井筒內(nèi)的平均氣溫，風(fēng)流由2-1排出；春秋，地面氣溫和井筒內(nèi)空氣柱的平均氣溫相差不大，自然風(fēng)壓很小，造成井下風(fēng)流的停滯現(xiàn)象。012345dzρ1dzρ2z1432z在一些山區(qū)，地面氣溫在一晝夜之內(nèi)也有較大變化，所以自然風(fēng)壓也會隨之發(fā)生變化，夜晚，1－2段進(jìn)風(fēng)；午間，2－1段出風(fēng)。124.1.2自然風(fēng)壓的變化規(guī)律及其影響因素1、自然風(fēng)壓的變化規(guī)律對于淺井，夏季自然風(fēng)壓出現(xiàn)負(fù)值；對于我國北部的深井，全年自然風(fēng)壓均為正值。132、自然風(fēng)壓影響因素

Hn=f(ρ,Z)=f[ρ(T,P,R,φ),Z]，即自然風(fēng)壓受溫度、壓力、氣體常數(shù)、相對濕度及位置的影響。兩側(cè)空氣柱的溫度差

礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響自然風(fēng)壓的主要因素（地面入風(fēng)氣溫和風(fēng)流與圍巖的熱交換）。其影響程度隨礦井的開拓方式、采深、地形和地理位置的不同而有所不同。礦井深度當(dāng)兩側(cè)空氣柱溫差一定時，自然風(fēng)壓與礦井或回路最高與最低點(diǎn)間的高差Z成正比。深1000m的礦井，“自然通風(fēng)能”占總通風(fēng)能量的30%。14主要通風(fēng)機(jī)工作對自然風(fēng)壓的大小和方向也有一定影響。由于風(fēng)流與圍巖的熱交換，冬季回風(fēng)井氣溫高于進(jìn)風(fēng)井，風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)或通風(fēng)系統(tǒng)改變，這兩個井筒之間在一定時期內(nèi)仍存在溫差，從而仍有一定的自然風(fēng)壓起作用，有時甚至?xí)蓴_通風(fēng)系統(tǒng)改變后的正常通風(fēng)工作。地面大氣壓、空氣成分和濕度影響空氣的密度，因而對自然風(fēng)壓也有一定影響，但影響較小。154.1.3自然風(fēng)壓的控制和利用自然風(fēng)壓作用的兩面性－積極和消極措施：新設(shè)計礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)使在全年大部分時間內(nèi)自然風(fēng)壓方向與機(jī)械通風(fēng)風(fēng)壓的方向一致，以便利用自然風(fēng)壓。例如，在山區(qū)要盡量增大進(jìn)、回風(fēng)井井口的高差；進(jìn)風(fēng)井井口布置在背陽處等。

16適時調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，使其既能滿足礦井通風(fēng)需要，又可節(jié)約電能。例如在冬季自然風(fēng)壓幫助機(jī)械通風(fēng)時，可采用減小葉片角度或轉(zhuǎn)速方法降低機(jī)械風(fēng)壓。（自然風(fēng)壓和通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合作業(yè)）在建井時期，要注意因地制宜和因時制宜利用自然風(fēng)壓通風(fēng)，如在表土施工階段可利用自然通風(fēng)；在主副井與風(fēng)井貫通之后，有時也可利用自然通風(fēng)；有條件時還可利用鉆孔構(gòu)成回路。利用自然風(fēng)壓做好非常時期通風(fēng)。一旦主要通風(fēng)機(jī)因故遭受破壞時，便可利用自然風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)。17在多井口通風(fēng)的山區(qū)，尤其在高瓦斯礦井，要防止因自然風(fēng)壓作用造成某些巷道無風(fēng)或反向而發(fā)生事故。四川某礦因自然風(fēng)壓使風(fēng)流反向示意圖abcdabcdefb’RDRCZab’c

ABB’CEFA系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：

DBB’CED系統(tǒng)的自然風(fēng)壓為：自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機(jī)作用方向相反。相當(dāng)于在平硐口A和進(jìn)風(fēng)立井口D各安裝一臺抽風(fēng)機(jī)（向外）。

18

設(shè)AB風(fēng)流停滯，對回路ABDEFA和ABB’CEFA可分別列出壓力平衡方程：式中：HS—風(fēng)機(jī)靜壓，Pa；

Q—DBB’C風(fēng)路風(fēng)量，m3/S;RD、RC—分別為DB和BB’C分支風(fēng)阻，N·S2/m8。兩式相除：此即AB段風(fēng)流停滯條件式。當(dāng)上式變?yōu)?/p>

則AB段風(fēng)流反向。

由此可知防止AB風(fēng)路風(fēng)流反向的措施有：（1）加大RD；（2）增大HS；（3）在A點(diǎn)安裝風(fēng)機(jī)向巷道壓風(fēng)。1919臨時風(fēng)墻隔斷法主要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，在總風(fēng)流通過的巷道中的任何適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)建立臨時風(fēng)墻隔斷風(fēng)流后，立即用壓差計測出風(fēng)墻兩側(cè)的風(fēng)壓差，即是自然風(fēng)壓。風(fēng)硐閘門隔斷法首先停止通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，立即將風(fēng)硐內(nèi)的調(diào)節(jié)閘門全部關(guān)閉，隔斷自然風(fēng)流，這時接入風(fēng)硐閘門前的壓差計的讀數(shù)就是全礦的自然風(fēng)壓。4.1.4自然風(fēng)壓的測定204.2.1離心式通風(fēng)機(jī)4.2.2軸流式通風(fēng)機(jī)4.2.3對旋式通風(fēng)機(jī)4.2礦用通風(fēng)機(jī)類型及構(gòu)造21通風(fēng)機(jī)類型按服務(wù)范圍分：主要通風(fēng)機(jī)、輔助通風(fēng)機(jī)與局部通風(fēng)機(jī)。按構(gòu)造礦用通風(fēng)機(jī)可分為離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)。□22主要通風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)整個礦井或礦井的一翼或一個較大區(qū)域通風(fēng)的通風(fēng)機(jī)必須晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)，它對礦井安全生產(chǎn)和井下工作人員的身體健康、生命安全關(guān)系極大。一般安裝在地面上，也是礦井的重要耗電設(shè)備。所以對主要通風(fēng)機(jī)的選用，必須從安全、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等方面進(jìn)行綜合考慮。23輔助通風(fēng)機(jī)用來幫助礦井主要通風(fēng)機(jī)對一翼或一個較大區(qū)域克服通風(fēng)阻力，增加風(fēng)量的通風(fēng)機(jī)。輔助通風(fēng)機(jī)大多安裝在井下，目前已很少使用。局部通風(fēng)機(jī)為滿足井下某一局部地點(diǎn)通風(fēng)需要而使用的通風(fēng)機(jī)。局部通風(fēng)機(jī)主要用作井巷掘進(jìn)通風(fēng)，將在后續(xù)章節(jié)中討論。241、風(fēng)機(jī)構(gòu)造離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造及其在礦井通風(fēng)井口安裝作抽出式通風(fēng)的示意圖。離心式通風(fēng)機(jī)主要由動輪（工作輪）、蝸殼體、主軸、錐形擴(kuò)散器和電動機(jī)等部件構(gòu)成。4.2.1離心式通風(fēng)機(jī)25

根據(jù)通風(fēng)機(jī)的葉片角度的不同，離心式通風(fēng)機(jī)可分為徑向式、后傾式和前傾式三種，β2為葉片出口的構(gòu)造角，即為風(fēng)流沿葉片移動的切線W2與圓周速度u2的夾角。對于徑向式β2為90°，后傾式β2大于90°，而前傾式的β2則小于90°。

β2不同，通風(fēng)機(jī)的性能也不同。礦用離心式風(fēng)機(jī)多為后傾式（效率高）。262、工作原理風(fēng)機(jī)葉輪轉(zhuǎn)動時，靠離心力作用（離心式通風(fēng)機(jī)的命名由此而來），空氣由吸風(fēng)口進(jìn)入，經(jīng)前導(dǎo)器進(jìn)入葉輪的中心部分，然后折轉(zhuǎn)90°沿徑向離開葉輪而流入機(jī)殼中，再經(jīng)擴(kuò)散器排出，空氣經(jīng)過主要通風(fēng)機(jī)后獲得能量，使出風(fēng)側(cè)的壓力高于入風(fēng)側(cè)，造成了壓差以克服井巷的通風(fēng)阻力促使空氣流動，達(dá)到了通風(fēng)的目的。4.2.1離心式通風(fēng)機(jī)273常用型號目前我國礦山使用的離心式風(fēng)機(jī)主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。這些品種通風(fēng)機(jī)具有規(guī)格齊全、效率高和噪聲低等特點(diǎn)。型號參數(shù)的含義舉例說明如下：

G4—73—11№25D

代表通風(fēng)機(jī)的用途表示傳動方式

K表示礦用通風(fēng)機(jī)通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（25dm)G代表鼓風(fēng)機(jī)設(shè)計序號(1表示第一次設(shè)計）表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時表示進(jìn)風(fēng)口數(shù),1為單吸,0為雙吸全壓系數(shù)10倍化整表示通風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速(ns)化整4.2.1離心式通風(fēng)機(jī)28由動輪l，圓筒形機(jī)殼3、集風(fēng)器4、整流器5、流線體6和環(huán)形擴(kuò)散器7所組成。集風(fēng)器是外殼呈曲線形且斷面收縮的風(fēng)筒。流線體是一個遮蓋動輪輪轂部分的曲面圓錐形罩，它與集風(fēng)器構(gòu)成環(huán)形入風(fēng)口，以減少入口對風(fēng)流的阻力。4.2.2軸流式通風(fēng)機(jī)

動輪由固定在輪上的輪轂和等間距安裝的葉片2組成

1、風(fēng)機(jī)構(gòu)造29一個動輪和它后面一個有固定葉片的整流器組成一段。整流器用來整理動輪流出的旋轉(zhuǎn)氣流，以減少渦流損失。為了提高通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，有些軸流式通風(fēng)機(jī)安裝兩段動輪。環(huán)形擴(kuò)散器是軸流式通風(fēng)機(jī)特有的部件，其作用是使環(huán)狀氣流過渡到柱狀氣流時，速壓逐漸減少，以減少沖擊損失，同時使靜壓逐漸增加。4.2.2軸流式通風(fēng)機(jī)30

2、工作原理（1）特點(diǎn)：當(dāng)動輪轉(zhuǎn)動時，氣流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。（2）葉片安裝角：在葉片迎風(fēng)側(cè)作一外切線稱為弦線。弦線與動輪旋轉(zhuǎn)方向（u）的夾角稱為葉片安裝角，以θ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θ必需保持一致。

通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓、風(fēng)量的大小與θ角有關(guān)，所以工作時可根據(jù)所需要的風(fēng)量、風(fēng)壓調(diào)節(jié)θ的角度。國產(chǎn)軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角一般可調(diào)為15°、25°、30°、35°、40°和45°七種，使用時可以每隔2.5°調(diào)一次。uθ（3）工作原理當(dāng)動輪旋轉(zhuǎn)時，翼柵即以圓周速度u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，不能向前運(yùn)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)“吸引”葉道入口側(cè)的氣體流入，形成穿過翼柵的連續(xù)氣流。3131

目前我國礦山常用的軸流式風(fēng)機(jī)有1K58、2K58、GAF和BD或BDK（對旋式）等系列。軸流式風(fēng)機(jī)型號的一般含義是：

1K—58—4№25

通風(fēng)機(jī)葉輪直徑（25dm)

表示葉輪級數(shù),1表示單級，2表示雙級表示設(shè)計序號表示用途，K表示礦用，

T表示通用表示通風(fēng)機(jī)輪轂比,0.58化整

BDK658№24

防爆型葉輪直徑（24dm)

對旋結(jié)構(gòu)電機(jī)為8極（740r/min）表示用途，K為礦用輪轂比0.65的100倍化整3、常用型號4.2.2軸流式通風(fēng)機(jī)32在構(gòu)造上屬于軸流式。近年來，BD（K）系列對旋式通風(fēng)機(jī)發(fā)展迅速，特點(diǎn)是采用雙級雙電機(jī)驅(qū)動結(jié)構(gòu)，兩級葉輪相對并反向旋轉(zhuǎn)，其結(jié)構(gòu)相當(dāng)于兩臺同型號軸流風(fēng)機(jī)對接在一起串聯(lián)工作，因此被稱之為對旋式風(fēng)機(jī)由于這種結(jié)構(gòu)可省去中間及后置固定導(dǎo)葉，且渦流損失較小，具有傳動損耗小、壓力高、高效范圍較寬、效率也較高的特點(diǎn)4.2.3對旋式通風(fēng)機(jī)33對旋壓抽式軸流通風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖1-集流器2-前消聲器3-前機(jī)殼4-進(jìn)氣翼5-電機(jī)6-Ⅰ級葉輪7-Ⅱ級葉輪8-出氣翼9-后機(jī)殼10-后消聲器34對旋式通風(fēng)機(jī)作為目前我國礦用風(fēng)機(jī)的新生代產(chǎn)品，國內(nèi)已有多家風(fēng)機(jī)廠投入生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)性能也不斷改進(jìn)和提高，如湖南湘潭平安電氣、山西運(yùn)城安瑞節(jié)能風(fēng)機(jī)有限公司等廠家和西北工業(yè)大學(xué)合作研制的彎掠組合三維扭曲正交型葉片技術(shù)，使風(fēng)機(jī)的靜壓效率、噪聲等性能指標(biāo)均得到較大提高。354.3.1通風(fēng)機(jī)工作的基本參數(shù)4.3.2通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線4.3.3通風(fēng)機(jī)工礦點(diǎn)及合理工作范圍4.3通風(fēng)機(jī)工作參數(shù)及個體特性曲線36通風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)有流量，壓力，功率和效率。用這四個參數(shù)可以描述通風(fēng)機(jī)的整個特性。1、主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量單位時間內(nèi)通過通風(fēng)機(jī)的空氣體積，稱為通風(fēng)機(jī)的流量，也稱為體積流量，Qf，其單位為m3/s、m3/min或m3/h?！?.3.1

通風(fēng)機(jī)工作的基本參數(shù)372、主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓

（1）主風(fēng)機(jī)全壓Hft通風(fēng)機(jī)工作時，對每1m3空氣做的功，稱為風(fēng)機(jī)全壓（N·m/m3

或Pa）。它用于克服管網(wǎng)阻力和消耗于出口處的動能損失。其值等于通風(fēng)機(jī)出口斷面上空氣的絕對全壓

(Pt2)與通風(fēng)機(jī)入口斷面上空氣的絕對全壓

(Pt1)之差：Hft

＝Pt2-Pt2實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的通風(fēng)機(jī)都裝有擴(kuò)散器，把外接擴(kuò)散器看作通風(fēng)機(jī)的組成部分，總稱之為通風(fēng)機(jī)裝置。用Hft’表示通風(fēng)機(jī)裝置全壓，等于通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出口斷面空氣的絕對全壓與通風(fēng)機(jī)入口斷面空氣的絕對全壓之差。Hft和Hft’在數(shù)值上相差不大，在通風(fēng)機(jī)選型計算中，可直接應(yīng)用廠家提供的性能曲線所給出的數(shù)值。38（2）主風(fēng)機(jī)靜壓Hfs通風(fēng)機(jī)全壓中用來克服井巷通風(fēng)阻力的部分，為通風(fēng)機(jī)靜壓。（3）主風(fēng)機(jī)動壓hfv通風(fēng)機(jī)全壓中的出口斷面動能損失部分為通風(fēng)機(jī)動壓，計算公式為：

hfv=Qf2×ρ/2sf2式中，ρ——空氣密度，kg/m3；

sf——風(fēng)機(jī)出口斷面積，m2；

Qf——風(fēng)機(jī)風(fēng)量，m3/s。故主風(fēng)機(jī)全壓還可表示成：Hft=Hfs＋hfv394、主要通風(fēng)機(jī)的功率和效率（1）功率單位時間內(nèi)通過通風(fēng)機(jī)的流量和通風(fēng)機(jī)給予每1m3空氣的全部能量之乘積，稱為通風(fēng)機(jī)的輸出功率由于通風(fēng)機(jī)壓力有通風(fēng)機(jī)全壓Ht和通風(fēng)機(jī)靜壓Hs之分，所以通風(fēng)機(jī)的輸出功率也分為通風(fēng)機(jī)全壓輸出功率Nt和通風(fēng)機(jī)靜壓輸出功率Ns

，即：

Nt

＝Ht.Qf/1000，kW

Ns

＝Hs.Qf/1000，kW

40（2）主要通風(fēng)機(jī)的軸功率(或輸入功率)

電動機(jī)經(jīng)傳動部件輸入給主要通風(fēng)機(jī)的功率叫軸功率，用N表示，單位為kW，主要通風(fēng)機(jī)的軸功率可用下式計算：U——線電壓，V；I——線電流，A；cosψ——功率因數(shù)；ηd——電動機(jī)效率，％；ηc——傳動功率，％。41（3）通風(fēng)機(jī)的效率通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于機(jī)械損失及空氣流動損失等原因，通風(fēng)機(jī)軸上的功率不可能全部傳遞給空氣，也就是說通風(fēng)機(jī)的軸功率必然要大于通風(fēng)機(jī)的輸出功率，通風(fēng)機(jī)輸出功率和通風(fēng)機(jī)軸功率之比叫做通風(fēng)機(jī)的效率，即：

ηt＝Nt/N＝HtQf/(1000N)

ηs＝Ns/N＝ＨsQf/(1000N)上式中ηt

和ηs

分別表示通風(fēng)機(jī)的全壓效率和靜壓效率。通風(fēng)機(jī)的效率是衡量每臺通風(fēng)機(jī)工作性能的重要指標(biāo)之一。反映了通風(fēng)機(jī)工作的優(yōu)劣。425、電動機(jī)功率Nd為帶動風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而消耗的功率即為電動機(jī)功率?？蓪?shí)際測量或按下式計算：式中ηd、ηc

、——電動機(jī)效率和傳動效率。434.3.2

通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線——將通風(fēng)機(jī)裝在試驗管道(或礦井)上運(yùn)轉(zhuǎn)，若不斷改變管道的風(fēng)阻值，則可以測得一系列與風(fēng)阻值相對應(yīng)的Q、h、N和η值。如以Q為橫坐標(biāo)，h為縱坐標(biāo)，將上述測得的各對應(yīng)的Q、h值描在坐標(biāo)紙上，并連結(jié)各點(diǎn)，可以獲得風(fēng)量—風(fēng)壓曲線(簡稱風(fēng)壓曲線)，用同樣方法可以得到功率、效率曲線。上述諸曲線即稱為通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。44軸流式通風(fēng)機(jī)個體特性曲線特點(diǎn)：（1）軸流式風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓特性曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。（2）駝峰點(diǎn)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(diǎn)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(fēng)機(jī)的葉片裝置角不太大時，在穩(wěn)定工作段內(nèi)，功率隨Ｑ增加而減小。

風(fēng)機(jī)開啟方式：軸流式風(fēng)機(jī)應(yīng)在風(fēng)阻最小（閘門全開）時啟動，以減少啟動負(fù)荷。

說明：軸流式風(fēng)機(jī)給出的大多是靜壓特性曲線。HtHsts/%Q/m3/sH/PaN/kWQ/m3/sGFDBRM45離心式通風(fēng)機(jī)個體特性曲線

特點(diǎn)：（1）離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓曲線駝峰不明顯，且隨葉片后傾角度增大逐漸減

小，其風(fēng)壓曲線工作段較軸流式風(fēng)機(jī)平緩；（2）當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻作相同量的變化時，其風(fēng)

量變化比軸流式風(fēng)機(jī)要大。（3）離心式風(fēng)機(jī)的軸功率Ｎ隨Ｑ增加而增大，只有在接近風(fēng)流短路時功率才略有下降。

該類風(fēng)機(jī)的特點(diǎn)是特性曲線較平緩、無駝峰、運(yùn)行噪聲較小、效率高，且具有啟動功率較小等特點(diǎn)。風(fēng)機(jī)開啟方式：為避免啟動負(fù)荷大引起的電流過大燒毀電動機(jī)，離心式風(fēng)機(jī)在啟動時應(yīng)將風(fēng)硐中的閘門全閉，待風(fēng)機(jī)達(dá)到正常轉(zhuǎn)速后再將閘門逐漸打開。說明：（1）離心式風(fēng)機(jī)大多是全壓特性曲線。（2）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。H/PaQ/m3/sN/kW/%HtHSNtS46個體特性曲線的應(yīng)用1、對于抽出式通風(fēng)礦井通風(fēng)機(jī)裝置的全壓(Ht)是指通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出風(fēng)口斷面上空氣的絕對全壓與通風(fēng)機(jī)入口斷面上空氣的絕對全壓之差：

Ht＝Pt3－Pt2＝(Ps3＋hv3)－(Ps2＋hv2)，PaPt2

，Pt3——分別為②，③斷面上的絕對全壓，Pa，

Ps2

，Ps3——分別為②、③斷面上的絕對靜壓，Pa

hv2

，hv3——分別為②、③斷面上的速壓，Pa47因為斷面③的絕對靜壓Ps3就是該斷面同標(biāo)高的地面大氣壓P，即Ps3＝P，故上式可寫為：Ht＝(P－Ps2)+hv3－h(huán)v2，PaHt＝Ｈs2＋hv3－h(huán)v2，Pa式中Ｈs2——為②斷面上的相對靜壓，Pa。

上式表明，通風(fēng)機(jī)裝置的全壓可以通過測定風(fēng)峒內(nèi)某斷面上的相對靜壓Ｈs2、平均速壓hv2和擴(kuò)散器出口斷面上的平均速壓hv3而獲得。48在礦山機(jī)械設(shè)備中，通常把通風(fēng)機(jī)裝置的全壓分為靜壓Hs和速壓hv兩部分，并且把擴(kuò)散器出口的平均速壓hv3作為通風(fēng)機(jī)的速壓hv，即：

Ht＝Hs＋hv，Pa式中Hs——通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓。由于hv

＝hv3則：

Ht＝Hs＋hv3，Pa與Ht＝Ｈs2＋hv3－h(huán)v2對比則：

Hs＝Hs2－h(huán)v2，Pa主要通風(fēng)機(jī)的靜壓等于通風(fēng)機(jī)入口的相對靜壓與動壓之差49對圖中1,2兩點(diǎn)應(yīng)用能量方程可以得到：hr1-2＝Hs2－h(huán)v2＋Hn，Pa→hr1-2

＝Hs＋Hn靜壓和礦井自然風(fēng)壓共同作用，克服礦井井巷通風(fēng)阻力hr1-2。因此，在抽出式通風(fēng)時主要應(yīng)用通風(fēng)機(jī)靜壓。hv3只是將抽出的風(fēng)流排入大氣。上式表明：對抽出式通風(fēng)的礦井，通風(fēng)機(jī)裝置的502．對于壓入式通風(fēng)礦井通風(fēng)機(jī)裝置全壓為通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出風(fēng)口斷面②與通風(fēng)機(jī)入風(fēng)口斷面①的全壓之差。即：

Ht＝Pt2－Pt1因Pt1＝P0，Pt2＝Ps2＋hv2

此外因hv1＝0故Ht＝Ps2＋hv2－P0＝Hs2＋hv2

上式表明，壓入式通風(fēng)礦井通風(fēng)機(jī)裝置的全壓，為通風(fēng)機(jī)風(fēng)峒內(nèi)某斷面上的相對靜壓Hs2與平均速壓hv2之和。51同樣對圖中2～3兩點(diǎn)應(yīng)用能量方程，可得：

hr2-3＝Hs2＋hv2＋Z(γ'－

γ")－h(huán)v3

＝Hs2＋hv2

＋Hn－h(huán)v3，Pa與Ht＝Hs2＋hv2對比，得：Ht＋Hn

＝hr2-3

＋hv3，Pa

它表明，對壓入式通風(fēng)礦井，通風(fēng)機(jī)裝置全壓Ht和自然風(fēng)壓Hn共同作用，克服了礦井的通風(fēng)阻力以及由出風(fēng)井口排入大氣的速壓損失。

52通風(fēng)管道或礦井的通風(fēng)阻力與風(fēng)流的平方成正比。當(dāng)通風(fēng)機(jī)與通風(fēng)管道或礦井相連時，通風(fēng)機(jī)的個體風(fēng)壓曲線與管道或礦井的風(fēng)阻特性曲線就有一交點(diǎn)，這個交點(diǎn)就叫做通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。4.3.3通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)及合理工作范圍53一、工況點(diǎn)的確定方法工況點(diǎn)：風(fēng)機(jī)在某一特定轉(zhuǎn)速和工作風(fēng)阻條件下的工作參數(shù)，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η等，一般是指Ｈ和Ｑ兩參數(shù)。求風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的方法：1、圖解法

理論依據(jù)是：風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線的函數(shù)式為Ｈ＝f(Ｑ)，管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線函數(shù)式是h=ＲＱ2，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓Ｈ是用以克服阻力h，所以Ｈ＝h，因此兩曲線的交點(diǎn)，即兩方程的聯(lián)立解?？梢妶D解法的前提是風(fēng)壓與其所克服的阻力相對應(yīng)。

方法：在風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性（Ｈ─Ｑ）曲線的坐標(biāo)上，按相同比例作出工作管網(wǎng)的風(fēng)阻曲線，與風(fēng)壓曲線的交點(diǎn)之坐標(biāo)值，即為通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓和風(fēng)量。通過交點(diǎn)作Ｑ軸垂線，與Ｎ─Ｑ和η─Ｑ曲線相交，交點(diǎn)的縱坐標(biāo)即為風(fēng)機(jī)的軸功率Ｎ和效率η。54552、解方程法

隨著電子計算機(jī)的應(yīng)用，復(fù)雜的數(shù)學(xué)計算已成為可能。風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線可用下面多項式擬合

式中a1、a2、a3──曲線擬合系數(shù)。對于某一特定礦井，可列出通風(fēng)阻力方程

式中Ｒ為通風(fēng)機(jī)工作管網(wǎng)風(fēng)阻。聯(lián)立上述兩方程，即可得到風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)。56工況點(diǎn)所在位置決定了通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量。在使用中，我們希望通風(fēng)機(jī)能夠供給穩(wěn)定的風(fēng)壓和風(fēng)量，不至于由某些因素的影響致使風(fēng)壓和風(fēng)量產(chǎn)生較大的波動與變化。因此要求通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)處于通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍。57二、通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)的合理工作范圍1、從經(jīng)濟(jì)角度，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率（即靜壓效率）不低于70%（工作點(diǎn)在C以上）。2、從安全角度，工況點(diǎn)必須位于駝峰點(diǎn)右側(cè)，單調(diào)下降的直線段。3、實(shí)際工作風(fēng)壓不得超過最高風(fēng)壓的90％（工作點(diǎn)在B以下）。4、風(fēng)機(jī)的運(yùn)輪轉(zhuǎn)速不得超過額定轉(zhuǎn)速。駝峰區(qū)所以，軸流式風(fēng)機(jī)在風(fēng)壓曲線上的合理工作范圍為BC段。58ABCD上下右左0.70.750.8153045Q/m3/sH/Pa軸流式通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍：左限：葉片安裝角θ的最小值，對一級葉輪為10°，二級葉輪為15°。右限：葉片安裝角θ的最大值為45°。上限：應(yīng)在“駝峰”右側(cè)，實(shí)際應(yīng)用的最大風(fēng)壓值的0.9倍以下。下限：通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，不得低于0.7。軸流式風(fēng)機(jī)除了轉(zhuǎn)速有限制外，還有動輪葉片的安裝角θ的限制。59三、主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)調(diào)節(jié)工況點(diǎn)調(diào)節(jié)方法主要有：1、改變風(fēng)阻特性曲線當(dāng)風(fēng)機(jī)特性曲線不變時，改變工作風(fēng)阻，工況點(diǎn)沿風(fēng)機(jī)特性曲線移動。１）增風(fēng)調(diào)節(jié)。為了增加礦井的供風(fēng)量，可以采取下列措施：（１）減少礦井總風(fēng)阻。（２）當(dāng)?shù)孛嫱獠柯╋L(fēng)較大時，可以采取堵塞地面的外部漏風(fēng)措施。２）減風(fēng)調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)V井風(fēng)量過大時，應(yīng)進(jìn)行減風(fēng)調(diào)節(jié)。其方法有：（１）增阻調(diào)節(jié)。（２）對于軸流式通風(fēng)機(jī)，可以用增大外部漏風(fēng)的方法，減小礦井風(fēng)量。

R1R1’R1”MM’M”QQ’Q”HH’H”60。2、改變風(fēng)機(jī)特性曲線

這種調(diào)節(jié)方法的特點(diǎn)是礦井總風(fēng)阻不變，改變風(fēng)機(jī)特性，工況點(diǎn)沿風(fēng)阻特性曲線移動。nn1n2MM1M2QQ2Q1HH1H2QH61調(diào)節(jié)方法有：１）軸流風(fēng)機(jī)可采用改變?nèi)~片安裝角度達(dá)到增減風(fēng)量的目的。２）裝有前導(dǎo)器的離心式風(fēng)機(jī)，可以改變前導(dǎo)器葉片轉(zhuǎn)角進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。３）改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速。無論是軸流式風(fēng)機(jī)還是離心式風(fēng)機(jī)都可采用。調(diào)節(jié)的理論依據(jù)是相似定律，即

（１）改變電機(jī)轉(zhuǎn)速。（２）利用傳動裝置調(diào)速。

調(diào)節(jié)方法的選擇，取決于調(diào)節(jié)期長短、調(diào)節(jié)幅度、投資大小和實(shí)施的難易程度。調(diào)節(jié)之前應(yīng)擬定多種方案，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較后擇優(yōu)選用。選用時，還要考慮實(shí)施的可能性。有時，可以考慮采用綜合措施。624.4通風(fēng)機(jī)比例定律與類型特性曲線4.4.1無因次系數(shù)4.4.2比例定律4.4.3通風(fēng)機(jī)類型特性曲線63影響通風(fēng)機(jī)個體特性曲線的因素有：動輪葉片安裝角度(指軸流式通風(fēng)機(jī))前導(dǎo)器葉片角度通風(fēng)機(jī)的新舊程度動輪的轉(zhuǎn)數(shù)動輪的直徑空氣的重率前3項只能通過試驗觀測確定。而后三項對個體特性曲線的影響，則可根據(jù)比例定律求出。

64本節(jié)主要分析同一類型或結(jié)構(gòu)相似的主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓、功率及效率與尺寸（一般用動輪直徑代表）和轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。同一類型、同一系列或結(jié)構(gòu)相似的通風(fēng)機(jī)，其風(fēng)機(jī)內(nèi)部風(fēng)流的運(yùn)動符合流體相似模型的各項準(zhǔn)則，具有運(yùn)動相似和動力相似。同類型(又名同系列)的通風(fēng)機(jī)是指符合幾何相似、運(yùn)動相似和動力相似的一組通風(fēng)機(jī)。654.4.1無因次系數(shù)1、通風(fēng)機(jī)的相似條件兩個相似通風(fēng)機(jī)內(nèi)的氣體流動過程相似，或者說它們之間在任一對應(yīng)點(diǎn)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)。同一系列風(fēng)機(jī)在相應(yīng)工況點(diǎn)的流動是彼此相似的，幾何相似是風(fēng)機(jī)相似的必要條件，動力相似則是相似風(fēng)機(jī)的充要條件。662023/2/3（1）幾何相似扇風(fēng)機(jī)各個部件的對應(yīng)邊成比例。D2,b2,D1,B2分別風(fēng)機(jī)動輪外徑、出口寬度、入口直徑和入口寬度。67（2）運(yùn)動相似對應(yīng)點(diǎn)的速度成比例。68（3）動力相似對應(yīng)點(diǎn)上各作用力成比例，比如慣性力成比例。692、無因次系數(shù)無因次系數(shù)主要有：（1）壓力系數(shù)

同系列風(fēng)機(jī)在相似工況點(diǎn)的全壓和靜壓系數(shù)均為一常數(shù)?？捎孟率奖硎荆夯蛘撸?0（2）流量系數(shù)由幾何相似和運(yùn)動相似可以推得

=常數(shù)式中

D、u——分別表示兩臺相似風(fēng)機(jī)的葉輪外緣直徑、圓周速度，同系列風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)相等。71（3）功率系數(shù)

風(fēng)機(jī)軸功率計算公式中H和Q分別用式和式代入得常數(shù)

同系列風(fēng)機(jī)在相似工況點(diǎn)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，因此叫無因次系數(shù)724.4.2比例定律同類型風(fēng)機(jī)在相似工況點(diǎn)的無因次系數(shù)，，和η是相等的。它們的壓力H、流量Q和功率N與其轉(zhuǎn)速n、尺寸D和空氣密度之間成一定比例，這種比例關(guān)系叫比例定律。73將圓周速度u=πDn/60代入上式得：74對于1、2兩個相似風(fēng)機(jī)而言，,所以其壓力，風(fēng)量和功率之間關(guān)系為75當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)n、葉輪直徑D和空氣重率發(fā)生改變時，其風(fēng)量、風(fēng)壓、功率的改變可用以比例定律求出：上式表明：通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與葉輪直徑的三次方成正比，和轉(zhuǎn)數(shù)的一次方成正比。76上式表明：通風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和空氣重率的一次方成正比，和葉輪直徑的平方成正比，和轉(zhuǎn)數(shù)的平方成正比。上式表明：通風(fēng)機(jī)的功率和空氣重率的一次方成正比，和葉輪直徑的五次方成正比，和轉(zhuǎn)數(shù)的三次方成正比。7778同類型通風(fēng)機(jī)比例定律的應(yīng)用應(yīng)用比例定律的公式，可以根據(jù)一臺通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線推算、繪制轉(zhuǎn)數(shù)，葉輪直徑和空氣重率都不相同的另一臺同類型通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。例如，已知某軸流式通風(fēng)機(jī)的葉片安裝角為30°，轉(zhuǎn)數(shù)n1＝1500轉(zhuǎn)/分時的特性曲線。當(dāng)其它條件不變時，利用比例定律可得轉(zhuǎn)數(shù)為n2＝1000轉(zhuǎn)/分時的特性曲線。其方法是：先在n1特性曲線上取1、2、3、4……等各點(diǎn)，并將各對應(yīng)點(diǎn)的hfs1、Qf1、Nf1和η1等值記錄下來，根據(jù)比例定律求得各對應(yīng)點(diǎn)的hfs2、Qf2、Nf2、η2等值，在同一坐標(biāo)圖上描得各點(diǎn)，并連接成hfs2一Qf2、Nf2一Qf2和η2一Qf2曲線。即圖中的n2曲線。79804.4.3通風(fēng)機(jī)類型特性曲線應(yīng)用上述比例定律，可以根據(jù)模型試驗所得的結(jié)果，繪制同類型通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。為了簡化特性曲線，常常采用通風(fēng)機(jī)的類型特性曲線。類型特性曲線與個體特性曲線的區(qū)別，在于它只用一條曲線就能代表同類型通風(fēng)機(jī)的工作特性。81要繪出某一類型的風(fēng)機(jī)類型特性曲線，上式中流量系數(shù)和壓力系數(shù)可以利用同類型通風(fēng)機(jī)的相似模型試驗獲得，即將風(fēng)機(jī)模型與試驗管道相連接運(yùn)轉(zhuǎn)，并利用試驗管道依次調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，然后依次算出各工況點(diǎn)相對應(yīng)的、值。如以橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，將各工況點(diǎn)所對應(yīng)、各值繪于同一坐標(biāo)紙上，并連各點(diǎn)即為該通風(fēng)機(jī)類型特性曲線中的—

曲線。同樣可得—

曲線和η—

曲線。此曲線為該系列風(fēng)機(jī)的類型特性曲線，又稱為通風(fēng)機(jī)的無因次特性曲線和抽象特性曲線。82下圖分別為4-72和4-62型離心式風(fēng)機(jī)的類型特性曲線。通過比較可以看出；4-72型風(fēng)機(jī)的工作范圍大，效率高。因此，4-62通風(fēng)機(jī)被4-72型所代替而不再生產(chǎn)。83類型特性曲線的用途：使通風(fēng)機(jī)的特性曲線簡化；可以比較不同類型的通風(fēng)機(jī)的工作性能；根據(jù)類型特性曲線可以選取最有利的通風(fēng)機(jī)。84利用類型特性曲線選擇最優(yōu)通風(fēng)機(jī)的方法是：首先，根據(jù)已知的礦井最大風(fēng)壓hmax計算動輪的圓周速度：由：得：，m/s式中——風(fēng)壓系數(shù)，采用類型曲線中效率最高點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)值，對于4-72型離心式通風(fēng)機(jī)，＝0.4；對于G4-73型離心式通風(fēng)機(jī)，=0.44；對于70B2型軸流式通風(fēng)機(jī)，二級動輪的：＝0.45，一級動輪的：＝0.23。其它符號意義同前。85其次，根據(jù)已知的風(fēng)量Q和圓周速度u，計算最優(yōu)動輪直徑。因故有：，m式中——流量系數(shù)，采用類型曲線中效率最高點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)值，對于4-72型離心式通風(fēng)機(jī)：＝0.22；對于G4-73型離心式通風(fēng)機(jī)，=0.23；對于70B2型軸流式通風(fēng)機(jī)：＝0.19。根據(jù)計算的D值，在通風(fēng)機(jī)產(chǎn)品目錄中選擇接近此值的標(biāo)準(zhǔn)動輪直徑(即機(jī)號)。第三，根據(jù)動輪直徑D和圓周速度u，計算所需轉(zhuǎn)數(shù)n：86

例題:

某礦使用主要通風(fēng)機(jī)為4-72-11№20B離心式風(fēng)機(jī)，圖上給出三種不同轉(zhuǎn)速n的Ht--Q曲線。轉(zhuǎn)速為n1=630r/min,風(fēng)機(jī)工作風(fēng)阻R=0.0547×9.81=0.53657N．s2/m8，工況點(diǎn)為M0（Q=58m3/s,Ht=1805Pa)，后來，風(fēng)阻變?yōu)镽’=0.7932N．s2/m8，礦風(fēng)量減小不能滿足生產(chǎn)要求，擬采用調(diào)整轉(zhuǎn)速方法保持風(fēng)量Q=58m3/s，求轉(zhuǎn)速調(diào)至多少？

解：同型號風(fēng)機(jī)，故其直徑相等。由比例定律有：

n2＝n1Q2/Q1

＝630×58/51.5

＝710r/min

即轉(zhuǎn)速應(yīng)調(diào)至n2=710r/min，可滿足供風(fēng)要求。M0QHn=630n=710n=560R=0.5367R’=0.7932M15851.5874.5礦井主要通風(fēng)機(jī)附屬裝置通風(fēng)機(jī)的附屬裝置包括：反風(fēng)裝置防爆門風(fēng)峒擴(kuò)散器88反風(fēng)就是使正常風(fēng)流反向。當(dāng)進(jìn)風(fēng)井筒附近和井底車場發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時，會產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害氣體。為了避免災(zāi)害擴(kuò)大，就得利用主要通風(fēng)機(jī)s的反風(fēng)裝置迅速將風(fēng)流方向反轉(zhuǎn)過來。《規(guī)程》規(guī)定：要求在10min內(nèi)能把礦井風(fēng)流方向反轉(zhuǎn)過來，而且要求反風(fēng)后的風(fēng)量不小于正常風(fēng)量的40%；每季度至少要檢查一次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)，當(dāng)?shù)V井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時，也應(yīng)進(jìn)行一次反風(fēng)演習(xí)?！?.5.1反風(fēng)裝置894.5.1反風(fēng)裝置反風(fēng)方法因風(fēng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)不同而異。目前的反風(fēng)方法主要有：設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)；利用備用風(fēng)機(jī)做反風(fēng)道反風(fēng)；風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)和調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。90利用反風(fēng)道反風(fēng)是一種常用的可靠方法，能滿足反風(fēng)的時間和風(fēng)量要求。下圖為軸流式主要通風(fēng)機(jī)抽出式通風(fēng)時的反風(fēng)示意圖，圖A為正常通風(fēng)時反風(fēng)門1和2的位置，通風(fēng)機(jī)由井下吸風(fēng)，然后排至大氣，若將反風(fēng)門1、2改變?yōu)閳DB中的位置，風(fēng)流從大氣吸入通風(fēng)機(jī)內(nèi)，再經(jīng)反風(fēng)道壓入井下，使井下風(fēng)流的方向改變。

91離心式通風(fēng)機(jī)的反風(fēng)情況如圖4-12所示，正常通風(fēng)時，反風(fēng)門1和2為實(shí)線位置，反風(fēng)時，反風(fēng)門1提起，而將反風(fēng)門2放下，風(fēng)流自反風(fēng)門2進(jìn)入通風(fēng)機(jī)，再從反風(fēng)門1進(jìn)入反風(fēng)道3，經(jīng)風(fēng)井壓入井下。92《規(guī)程》規(guī)定：裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門。防爆門不得小于出風(fēng)井口的斷面積，并正對出風(fēng)口的風(fēng)流方向。當(dāng)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(hù)主要通風(fēng)機(jī)免受損壞。在正常情況下，防焊門是氣密的，嚴(yán)防風(fēng)流短路。防爆門(井蓋)應(yīng)設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)嚴(yán)密、維護(hù)良好、動作可靠。4.5.2防爆門93風(fēng)峒是主要通風(fēng)機(jī)和出風(fēng)井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道。由于通過風(fēng)峒的風(fēng)量很大，內(nèi)外的壓力差較大，因此應(yīng)特別注意降低風(fēng)峒阻力和減少漏風(fēng)。風(fēng)峒設(shè)計時應(yīng)滿足：風(fēng)硐斷面不宜過小，使其風(fēng)速＜10m/s，最大不超過15m/s；風(fēng)硐風(fēng)阻應(yīng)不大于0.0196N·s2/m8，通風(fēng)阻力應(yīng)不大于100~200Pa。因此風(fēng)硐不宜過長，拐彎部分應(yīng)呈圓弧形，內(nèi)壁應(yīng)光滑，且應(yīng)經(jīng)常保持其中無堆積物。為盡量降低通風(fēng)阻力，在拐彎處應(yīng)安設(shè)導(dǎo)流葉片；風(fēng)硐及其閘門等裝置的結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，防止漏風(fēng)；風(fēng)硐內(nèi)應(yīng)安設(shè)測量風(fēng)速及風(fēng)流壓力的裝置。為此，風(fēng)硐和主要通風(fēng)機(jī)相聯(lián)的一段長度應(yīng)不小于10~12D（D為主要通風(fēng)機(jī)工作輪直徑）。風(fēng)硐直線部分要有流水坡度，以防積水。4.5.3風(fēng)峒944.5.4擴(kuò)散器在通風(fēng)機(jī)出風(fēng)口外，聯(lián)接一段斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道稱為擴(kuò)散器。其作用是減少出風(fēng)口的速壓損失，以提高通風(fēng)機(jī)的靜壓。擴(kuò)散器出口要與由混凝土砌筑成的外接擴(kuò)散器相連。外接擴(kuò)散器總的原則是：阻力小，出口動壓損失小并且無回流（渦流）現(xiàn)象。95軸流式通風(fēng)機(jī)的擴(kuò)散器由圓錐形內(nèi)筒和外筒構(gòu)成的環(huán)狀擴(kuò)散器。外圓錐體的敞角可取7～12°，內(nèi)圓錐體的敞角可取3～4°。離心式主要通風(fēng)機(jī)的擴(kuò)散器是長方形，其敞角取8～10°，出風(fēng)口斷面(S3)與入風(fēng)口斷面(S2)之比約為3～4。

軸流式通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器

離心式通風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器4.5.4擴(kuò)散器964.5.5消音裝置通風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生噪音，特別是大直徑軸流式通風(fēng)機(jī)的噪音更大，以致影響工業(yè)場地和居民區(qū)的工作和休息，為了保護(hù)環(huán)境，需要采取有效措施，把噪音降低到人們感覺正常的程度。我國規(guī)定通風(fēng)機(jī)的噪音不得超過90dB。速度較大的風(fēng)流在通風(fēng)機(jī)內(nèi)和高速旋轉(zhuǎn)的動輪葉片迅猛沖擊，產(chǎn)生空氣動力噪音，同時機(jī)件振動產(chǎn)生機(jī)械噪音。當(dāng)通風(fēng)機(jī)的圓周速度大于20m/s時，空氣動力噪音占主要地位。正對通風(fēng)機(jī)出口方向的噪音最大，側(cè)向逐漸減少。97消音裝置分為主動式與反射式，前者的作用是吸收聲音的能量，后者是把聲能反射回聲源。通風(fēng)機(jī)多采用主動式消音裝置，風(fēng)流通過多孔性材料裝成的通道時，其噪音被吸收。對不同頻率的噪音消音器，消音效果不同。為了更有效地降低高頻率的噪音，消音板要有足夠的厚度。也可制成空心消音板，以節(jié)省材料。984.6礦井主要通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)

井下的通風(fēng)阻力是經(jīng)常發(fā)生變化，當(dāng)用單臺風(fēng)機(jī)作業(yè)不能滿足生產(chǎn)對通風(fēng)的要求時，就必須使用多臺風(fēng)機(jī)通風(fēng)，形成多風(fēng)機(jī)在通風(fēng)網(wǎng)路中聯(lián)合作業(yè)。因此，一臺以上的風(fēng)機(jī)在同一網(wǎng)路上的工作叫風(fēng)機(jī)的聯(lián)合工作。風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作的情況與一個風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作有些不同。如果風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作問題處理的不好，將會事與愿違，后果不良，甚至損壞風(fēng)機(jī)。因此，分析風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)、效果、穩(wěn)定性和合理性是非常必要的。風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩大類。99

一個風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口直接或通過一段巷道（或管道）聯(lián)結(jié)到另一個風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口上同時運(yùn)轉(zhuǎn)，稱為風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。特點(diǎn)：1、通過管網(wǎng)的總風(fēng)量等于每臺風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，即Q=Q1=Q2

。

2、兩臺風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓之和等于所克服的網(wǎng)路總阻力，即H＝H1＋H2

。F1F24.6.1風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作12100通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作可分為集中串聯(lián)和間隔串聯(lián)兩種。集中串聯(lián)抽出式間隔串聯(lián)壓入式間隔串聯(lián)當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)路的阻力較大，一臺通風(fēng)機(jī)不能滿足需要時，應(yīng)采用通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。作串聯(lián)工作的較少，一般用于長距離掘進(jìn)通風(fēng)。101（一）不同型號的通風(fēng)機(jī)集中串聯(lián)工作（二）相同型號的通風(fēng)機(jī)集中串聯(lián)工作（三）不同型號的通風(fēng)機(jī)間隔串聯(lián)工作（四）自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作102l1l2l3l4l5FECDBAM0R1?ⅡⅢM’ⅠMⅠM’ⅡhQMⅡh0h’?h’??h?h??Q’ⅡQ’ⅠQ0=QⅠ=QⅡ...........2、風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)在風(fēng)阻為R1管網(wǎng)上風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作，各風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)按下述方法求得：串聯(lián)等效風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)是等效風(fēng)機(jī)特性曲線Ⅰ+Ⅱ（串聯(lián)）與管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線R1的交點(diǎn)為M0；根據(jù)風(fēng)量相等的特點(diǎn)，過M0作橫坐標(biāo)垂線，分別與曲線Ⅰ和Ⅱ相交于MⅠ和MⅡ，此兩點(diǎn)即是串聯(lián)工作時，兩風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)。（一）不同型號通風(fēng)機(jī)集中串聯(lián)工作分析

1、串聯(lián)風(fēng)機(jī)的等效特性曲線

作圖方法：按“風(fēng)量相等，風(fēng)壓疊加”的原則。103考慮：風(fēng)機(jī)串聯(lián)聯(lián)合作業(yè)比單臺風(fēng)機(jī)單獨(dú)作業(yè)有什么效果？104若通風(fēng)機(jī)Ⅰ和Ⅱ單獨(dú)工作，則其工況點(diǎn)分別為M'Ⅰ和M'Ⅱ，這時其風(fēng)壓分別為h'Ⅰ和h'Ⅱ，風(fēng)量分別為Q'Ⅰ和Q'Ⅱ?？梢?，Q0>Q'Ⅰ，Q0>Q'Ⅱ，說明串聯(lián)工作效果較好，這種情況在網(wǎng)路風(fēng)阻R越大時，越顯著。所以，通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作，適合于通風(fēng)阻力大的通風(fēng)網(wǎng)路。l1l2l3l4l5FECDBAM0R1?ⅡⅢM’ⅠMⅠM’ⅡhQMⅡh0h’?h’??h?h??Q’ⅡQ’ⅠQ0=QⅠ=QⅡ...........串聯(lián)效果分析－1105是不是任一不同風(fēng)機(jī)聯(lián)合串聯(lián)工作都能起到增加風(fēng)壓的效果嗎？106當(dāng)風(fēng)阻由R1降為R2，工況點(diǎn)為B時，則hⅢ＝hⅠ而hⅡ＝0，說明串聯(lián)后的風(fēng)壓與單獨(dú)開動通風(fēng)機(jī)Ⅰ時的風(fēng)壓相等，Ⅱ號通風(fēng)機(jī)雖在運(yùn)轉(zhuǎn)，但產(chǎn)生的風(fēng)壓為零。所以B點(diǎn)稱為串聯(lián)工作時的極限點(diǎn)（或臨界點(diǎn)）。l1l2l3l4l5FECDBAM0R1R2?ⅡⅢM’ⅠMⅠM’ⅡhQMⅡh0h’?h’??h?h??Q’ⅡQ’ⅠQ0=QⅠ=QⅡ...........串聯(lián)效果分析－2107當(dāng)風(fēng)路風(fēng)阻由R2降到R3時，聯(lián)合工作點(diǎn)位于極限點(diǎn)B的右側(cè)，此時的聯(lián)合風(fēng)壓和風(fēng)量均小于通風(fēng)機(jī)Ⅰ工單獨(dú)工作時的風(fēng)壓和風(fēng)量。顯然，這時通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作是不合理的。l1l2l3l4l5FECDBAM0R1R2R3?ⅡⅢM’ⅠMⅠM’ⅡhQMⅡh0h’?h’??h?h??Q’ⅡQ’ⅠQ0=QⅠ=QⅡ...........串聯(lián)效果分析－3108

衡量串聯(lián)工作的效果，可用串聯(lián)工作時等效風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量Q0與能力較大風(fēng)機(jī)的F1單獨(dú)工作產(chǎn)生風(fēng)量Q’I之差表示。（1）R=R1>R2,工況點(diǎn)位于B點(diǎn)以上，ΔQ=Q0-Q’I>0，則表示串聯(lián)有效；（2）R=R2，工況點(diǎn)與B點(diǎn)重合，ΔQ=Q0-Q’I=0，則串聯(lián)無增風(fēng)；（3）R=R3<R2,工況點(diǎn)位于B點(diǎn)以下，ΔQ=Q0-Q’I<0，則表示串聯(lián)有害。串聯(lián)效果分析－4l1l2l3l4l5FECDBAM0R1R2?ⅡⅢM’ⅠMⅠM’ⅡhQMⅡh0h’?h’??h?h??Q’ⅡQ’ⅠQ0=QⅠ=QⅡ...........R3109（二）相同型號通風(fēng)機(jī)集中串聯(lián)工作由圖可見：兩臺特性曲線相同的風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作時，臨界點(diǎn)A位于Q軸上。這就意味著在整個合成曲線范圍內(nèi)串聯(lián)工作都是有效的，不過工作風(fēng)阻不同增風(fēng)效果不同而已。HQⅠ/ⅡMAⅠ+ⅡR1QHQ1R2Q’Q2110（三）不同型號通風(fēng)機(jī)間隔串聯(lián)工作分析方法：按等風(fēng)壓條件下，風(fēng)機(jī)風(fēng)壓與各自風(fēng)路的阻力相減的原則，求風(fēng)機(jī)為各自風(fēng)路服務(wù)后的剩余特性曲線，最終轉(zhuǎn)化為集中式串聯(lián)進(jìn)行分析。111說明：

通風(fēng)機(jī)間隔串聯(lián)時，各通風(fēng)機(jī)風(fēng)量相等，且等于管道的風(fēng)量；各通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓之和的總風(fēng)壓用來克服各段管道的通風(fēng)阻力之和的總阻力。在聯(lián)合工況點(diǎn)M的位置情況下，小通風(fēng)機(jī)F1的風(fēng)壓在克服R1段的通風(fēng)阻力后，還有剩余風(fēng)壓，這個剩余風(fēng)壓和大通風(fēng)機(jī)F2的風(fēng)壓之和用來克服R2段的通風(fēng)阻力。顯然，在此情況下，通風(fēng)機(jī)間隔串聯(lián)工作是有效的。112“風(fēng)機(jī)串聯(lián)”結(jié)論：1、風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作適用于因風(fēng)阻大而風(fēng)量不足的管網(wǎng)；2、風(fēng)壓特性曲線相同的風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作較好；3、串聯(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、串聯(lián)工作的任務(wù)是增加風(fēng)壓，用于克服管網(wǎng)過大阻力，保證按需供風(fēng)。113（四）自然風(fēng)壓與主要通風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作1、自然風(fēng)壓特性自然風(fēng)壓特性是指自然風(fēng)壓與風(fēng)量之間的關(guān)系。自然風(fēng)壓隨風(fēng)量增大略有增大。風(fēng)機(jī)停止工作時自然風(fēng)壓依然存在。故一般用平行Q軸的直線表示自然風(fēng)壓的特性。2、自然風(fēng)壓對風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)影響自然風(fēng)壓對機(jī)械風(fēng)壓的影響，類似于兩個風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。

114ⅠⅡRⅢhQl1l2l3l4l5l6l7.........串聯(lián)聯(lián)合工況點(diǎn)M0，而通風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)為M1’。表明通風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)壓加上自然風(fēng)壓用來克服礦井通風(fēng)阻力；若無自然風(fēng)壓作用時，通風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作的工況點(diǎn)為MⅠ；Q0’<Q0，說明自然風(fēng)壓為正值時，礦井自然風(fēng)壓幫助機(jī)械通風(fēng)，提高了通風(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力。M’1自然風(fēng)壓為正（Hn>0）115ⅠⅡRⅡ’Ⅲ’ⅢhQl1l2l3l4l5l6l7................串聯(lián)聯(lián)合工況點(diǎn)為A，此時主要通風(fēng)機(jī)的總風(fēng)量為QA，通風(fēng)機(jī)的實(shí)際風(fēng)壓與自然風(fēng)壓之差用以克服礦井通風(fēng)阻力。自然風(fēng)壓為負(fù)時削弱機(jī)械通風(fēng)。自然風(fēng)壓為負(fù)（Hn<0）結(jié)論：當(dāng)自然風(fēng)壓為正時，機(jī)械風(fēng)壓與自然風(fēng)壓共同作用克服礦井通風(fēng)阻力，使風(fēng)量增加；當(dāng)自然風(fēng)壓為負(fù)時，成為礦井通風(fēng)阻力。116單一通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不能滿足礦井需要通風(fēng)機(jī)聯(lián)合串聯(lián)工作單一通風(fēng)機(jī)風(fēng)量不能滿足礦井需要？通風(fēng)機(jī)聯(lián)合并聯(lián)工作1171）定義：兩臺風(fēng)機(jī)的吸風(fēng)口直接或通過一段巷道連結(jié)在一起工作叫通風(fēng)機(jī)并聯(lián)。風(fēng)機(jī)并聯(lián)分為：集中并聯(lián)（兩臺通風(fēng)機(jī)在同一井口并聯(lián)）和對角并聯(lián)（兩臺通風(fēng)機(jī)分別在井田兩翼的兩個井口上并聯(lián)）。

2）特點(diǎn):a.

通過網(wǎng)路的總風(fēng)量等于每臺風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)量之和；即Q=Q1+Q2

b.

網(wǎng)路總阻力等于每臺風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓，即H=H1=H24.6.2通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作當(dāng)?shù)V井僅用一臺主要通風(fēng)機(jī)工作不能滿足礦井所需風(fēng)量時，可用兩臺或兩臺以上主要通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作來增加礦井風(fēng)量。118通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的形式a-主要通風(fēng)機(jī)集中并聯(lián)工作；b-主要通風(fēng)機(jī)對角并聯(lián)工作；c-多井口多臺主要通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作119（一）集中并聯(lián)特性分析（二）對角并聯(lián)特性分析風(fēng)壓特性曲線不同（不同型號）風(fēng)壓特性曲線相同（相同型號）1201）作圖方法（等效特性曲線）

原則：“風(fēng)壓相等，風(fēng)量相加”的原則。

方法：根據(jù)上述原則在同一坐標(biāo)系中將兩條風(fēng)機(jī)特性曲線（I，II）合成。2）風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)確定F1F2Q1Q2Q（一）不同型號風(fēng)機(jī)集中并聯(lián)工作

1212）并聯(lián)風(fēng)機(jī)實(shí)際工況點(diǎn)分析hⅢ=h0=hⅠ=hⅡQⅢ=Q0=QⅠ+QⅡM0為并聯(lián)作業(yè)時工況點(diǎn)MⅠ’,MⅡ’為風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)N1,N2為風(fēng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行的工況點(diǎn)Q0<(Q1＋Q2)合成特征曲線122任一不同風(fēng)機(jī)聯(lián)合并聯(lián)工作都能起到增加風(fēng)量的效果嗎？123

若礦井風(fēng)阻由R增加到R‘，并與曲線Ⅲ交于A點(diǎn)，這時A對應(yīng)的Ⅱ號通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量QⅡ＝0，表明Ⅱ號通風(fēng)機(jī)為無效運(yùn)轉(zhuǎn)。故A點(diǎn)稱為并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的極限點(diǎn)或分界點(diǎn)。R’為臨界風(fēng)阻。

AC合成特征曲線并聯(lián)效果分析-1124AA’若礦井風(fēng)阻由R’再增加到R“，與Ⅲ的交點(diǎn)為A’，A’位于A點(diǎn)的左側(cè)。此時Ⅱ號通風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量為負(fù)值(－Q”Ⅱ)。這說明，該通風(fēng)機(jī)不僅不起作用，反而成了Ⅰ號通風(fēng)機(jī)的進(jìn)風(fēng)通路，從而減少了礦井的總進(jìn)風(fēng)量，這是不允許存在的。但在兩臺型號相同的通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作時，這種情況是不會出現(xiàn)的。并聯(lián)效果分析-2125AA’

并聯(lián)工作的效果可用并聯(lián)等效風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量Q與能力較大風(fēng)機(jī)FⅠ單獨(dú)工作產(chǎn)生風(fēng)量QⅠ之差來分析。當(dāng)工況點(diǎn)M位于臨界點(diǎn)A右側(cè)時，ΔQ＝Q－Q1＞0，并聯(lián)有效；當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻(稱為臨界風(fēng)阻)通過A點(diǎn)時，ΔQ=0，則并聯(lián)增風(fēng)無效；當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻＞臨界風(fēng)阻，工況點(diǎn)位于A點(diǎn)左側(cè)時，ΔQ＜0，即并聯(lián)小風(fēng)機(jī)不但不能增風(fēng)反而反向進(jìn)風(fēng)，對系統(tǒng)有害。并聯(lián)效果分析-3126每臺主要通風(fēng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)時，其風(fēng)量分別為Q1，Q2，且表明：多臺通風(fēng)機(jī)并聯(lián)作業(yè)時，不能充分發(fā)揮每臺通風(fēng)機(jī)的風(fēng)量作用；礦井總風(fēng)阻越大，上式兩邊的差值就越大，并聯(lián)作業(yè)的效果越差；反之，礦井總風(fēng)阻越小，并聯(lián)作業(yè)的效果越好；通風(fēng)機(jī)并聯(lián)作業(yè)只適用于風(fēng)網(wǎng)阻力較小的情況。Q1+Q2>Q（QⅠ+QⅡ）并聯(lián)效果分析-4127hⅢ=h0

=hⅠ=hⅡQⅢ=Q0

=QⅠ+QⅡ合成特征曲線M0為并聯(lián)工作時工況點(diǎn)N’為風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)（二）相同型號風(fēng)機(jī)集中并聯(lián)工作

128相同通風(fēng)機(jī)集中并聯(lián)后，其風(fēng)量與通風(fēng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)行時風(fēng)量的變化是個什么情況呢？

129風(fēng)機(jī)并聯(lián)工況點(diǎn)與單獨(dú)工況點(diǎn)比較：hⅢ=hⅠ=hⅡQⅢ=QⅠ+QⅡ合成特征曲線Q0>QN，但Q0<2QN

N風(fēng)機(jī)單獨(dú)工況點(diǎn)如果每一臺通風(fēng)機(jī)單獨(dú)在網(wǎng)路上工作，其工況點(diǎn)為N，對應(yīng)的風(fēng)量為QN。從圖中可以看出：Q>QN＝Q1=Q2

，但Q<2QN。這是因為通風(fēng)機(jī)并聯(lián)后，使網(wǎng)路的總風(fēng)量增加的同時，網(wǎng)路的總阻力也由h1增為hⅡ，因而使風(fēng)量減小。這種現(xiàn)象在網(wǎng)路風(fēng)阻增加時更為明顯。130當(dāng)風(fēng)阻由R1增加為R2時，Q‘M<<2Q’N；只有當(dāng)網(wǎng)路風(fēng)阻變?yōu)?時，通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的總風(fēng)量才能等于單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn)時風(fēng)量的二倍。由此得出結(jié)論；通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作效果與通風(fēng)網(wǎng)路的風(fēng)阻有關(guān)，風(fēng)阻越小，效果越好。否則并聯(lián)沒有意義。

131由于軸流式通風(fēng)機(jī)的特性曲線存在馬鞍形區(qū)段，因此合成曲線在小風(fēng)量時比較復(fù)雜，當(dāng)管網(wǎng)風(fēng)阻R較大時，風(fēng)機(jī)可能出現(xiàn)不穩(wěn)定工作。QRMm1m2MⅠQ=QⅠ+QⅡQ1QⅠR’R”HⅠⅠ+ⅡⅡA(M’)Q=Q1QⅡM”MⅡ此外：132

兩臺不同型號風(fēng)機(jī)F1和F2的特性曲線分別為Ⅰ、Ⅱ，各自單獨(dú)工作的管網(wǎng)分別為OA（風(fēng)阻為R1）和OB（風(fēng)阻為R2），共同工作于公共風(fēng)路OC（風(fēng)阻為R0）。ACBF1F2R1R0R2OCF’1F’2ABOF1-R1=F1’F2-R2=F2’分析方法：按等風(fēng)量條件下把風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓與各自風(fēng)路的阻力相減的原則，求風(fēng)機(jī)為各自風(fēng)路服務(wù)后的剩余特性曲線，最終轉(zhuǎn)化為集中式并聯(lián)進(jìn)行分析。（三）風(fēng)機(jī)對角并聯(lián)工作特性分析

1331330Ⅰ’+Ⅱ’R0Ⅰ’

Ⅰ‘Ⅱ’’0R0AR0R2ⅡⅠR10BC圖解步驟:(1)把風(fēng)機(jī)I

、Ⅱ變位，移至O點(diǎn)。由于巷道BO中的風(fēng)量即為風(fēng)機(jī)I的風(fēng)量，通風(fēng)阻力是由風(fēng)機(jī)I克服的。所以按照風(fēng)量相等，風(fēng)壓相減()可得出變位的風(fēng)機(jī)曲線I’，同理，Ⅱ的風(fēng)壓減掉R2曲線上的風(fēng)壓得出曲線Ⅱ’。

(2)根據(jù)等風(fēng)壓而風(fēng)量相加的原則，將曲線I’和Ⅱ’的風(fēng)量相加，得出曲線I’

+

Ⅱ’。這就是一臺等值風(fēng)機(jī)在O點(diǎn)作業(yè)，僅負(fù)擔(dān)風(fēng)阻R0運(yùn)轉(zhuǎn)。曲線I’

+

Ⅱ’與R0的交點(diǎn)M就是等值“單機(jī)”的工況點(diǎn)。

(3)從工況點(diǎn)M出發(fā)作平行于Q軸的水平線,相交曲線I’和Ⅱ’于M1’和M2’，它們分別是變位風(fēng)機(jī)I’與Ⅱ’的工況點(diǎn)。按等風(fēng)量從M1’

，M2’

作Q軸的垂線，交曲線I，Ⅱ分別于M1

，M2

，它們分別是風(fēng)機(jī)I和Ⅱ在并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的實(shí)際工況點(diǎn)。134F1-ｈ1=F1’F2-ｈ2=F2’hⅢ=hⅠ=hⅡQⅢ=QⅠ+QⅡ合成特征曲線M1M2M1’M2’ⅡⅡ’ⅢM0為風(fēng)機(jī)對角并聯(lián)工況點(diǎn)，M1、M2為風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)135每臺風(fēng)機(jī)的實(shí)際工況點(diǎn)MⅠ和MⅡ，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。當(dāng)各分支風(fēng)路的風(fēng)阻一定時，公共段風(fēng)阻增大，兩臺風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)上移；當(dāng)公共段風(fēng)阻一定時，某一分支的風(fēng)阻增大，則該系統(tǒng)的工況點(diǎn)上移，另一系統(tǒng)風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)下移，反之亦然。這說明兩臺風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)是相互影響的。因此，采用軸流式通風(fēng)機(jī)做并聯(lián)通風(fēng)的礦井，要注意防止因一個系統(tǒng)的風(fēng)阻減小引起另一系統(tǒng)的風(fēng)機(jī)風(fēng)壓增加，進(jìn)入不穩(wěn)定區(qū)工作。136“風(fēng)機(jī)并聯(lián)”結(jié)論：1、風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作適用于因風(fēng)機(jī)能力小，風(fēng)阻小而風(fēng)量不足的管網(wǎng)；2、風(fēng)壓特性曲線相同的風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作較好；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。4、并聯(lián)工作的任務(wù)是增加風(fēng)量，用于風(fēng)機(jī)能力小，保證按需供風(fēng)。

137137（1）并聯(lián)作業(yè)用于管網(wǎng)風(fēng)阻較小，但因風(fēng)機(jī)能力小而風(fēng)量不足的情況；（2）影響穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)的因素有三：a)網(wǎng)絡(luò)風(fēng)阻；b)風(fēng)機(jī)個性特性曲線；c)并聯(lián)合成曲線的形狀。風(fēng)阻愈小愈好。后傾葉片離心式風(fēng)機(jī)最適于并聯(lián)（因其個性曲線為單斜狀）。風(fēng)壓特性曲線相同的離心式風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作效果較好。軸流式風(fēng)機(jī)的并聯(lián)作業(yè)在風(fēng)阻過大時有可能工作不穩(wěn)定，因此在考慮并聯(lián)效果的同時，尚要進(jìn)行穩(wěn)定性分析。（3）自然風(fēng)壓的出現(xiàn)，可能使風(fēng)機(jī)的H－Q曲線或風(fēng)阻曲線變化，也可能影響并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。（4）為保證風(fēng)機(jī)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性和有效性，可采取如下措施：

降低公共端的風(fēng)阻；盡可能使兩翼風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、風(fēng)壓相等；調(diào)整風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，葉片安裝角時，必要時應(yīng)兩臺風(fēng)機(jī)同時調(diào)整。（5）單機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，并聯(lián)后不一定穩(wěn)定?！帮L(fēng)機(jī)并聯(lián)”注意事項：138

從穩(wěn)定性角度來看，并聯(lián)時風(fēng)機(jī)工作在較高壓力區(qū)，若是軸流式風(fēng)機(jī)則可能發(fā)生不穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)；從功率消耗的角度來看，若是離心式風(fēng)機(jī)則并聯(lián)功率消耗較小，若是軸流式風(fēng)機(jī)，則因功率特性曲線的形狀和工況點(diǎn)位置不同而異。若工作風(fēng)阻為R1，則并聯(lián)的工況點(diǎn)為A，串聯(lián)的工況點(diǎn)為F，顯然并聯(lián)比串聯(lián)的增風(fēng)效果要好。當(dāng)工作風(fēng)阻為R3時，串聯(lián)的工況點(diǎn)為C，并聯(lián)的工況點(diǎn)為E，串聯(lián)的增風(fēng)效果較好。

所以選擇風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行時，不僅要考慮管網(wǎng)風(fēng)阻對工況點(diǎn)的影響，而且還要考慮增風(fēng)效果及風(fēng)機(jī)的軸功率大小等因素，進(jìn)行全面分析比較。串聯(lián)并聯(lián)4.6.3并聯(lián)與串聯(lián)工作的比較139對比結(jié)論：

風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作適用于管網(wǎng)風(fēng)阻較小，但單個風(fēng)機(jī)風(fēng)量偏小而供風(fēng)不足的條件；串聯(lián)工作適合于管網(wǎng)風(fēng)阻大，因風(fēng)機(jī)風(fēng)壓不足而供風(fēng)不滿足要求的條件；軸流式風(fēng)機(jī)在進(jìn)行并聯(lián)作業(yè)時，除要考慮聯(lián)合運(yùn)行的效果，還應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析。

140一、離心式通風(fēng)機(jī)國產(chǎn)離心式通風(fēng)機(jī)類型較多，其中4-72-11型的全壓效率最高達(dá)91％，較為常用。其符號的意義舉例如下：4-72-11No.10C

表示通風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動方式表示通風(fēng)機(jī)的機(jī)號，即為葉輪直徑D2(m))×10

表示通風(fēng)機(jī)的設(shè)計順序為第一次表示通風(fēng)機(jī)進(jìn)口為單吸口表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時的比轉(zhuǎn)數(shù)表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時的全壓系數(shù)乘10倍的化整數(shù)通風(fēng)機(jī)設(shè)備選型141傳動方式分為A、B、C、D四段，其中：A一表示無軸承箱裝置，與電動機(jī)直接傳動；B——表示懸臂支承裝置，皮帶傳動，皮帶輪在通風(fēng)機(jī)軸承中間；C——表示懸臂支承裝置，皮帶傳動，皮帶輪在通風(fēng)機(jī)軸承外側(cè)；D——表示懸臂支承裝置，用聯(lián)軸節(jié)聯(lián)結(jié)傳動。比轉(zhuǎn)數(shù)是表示同類型通風(fēng)機(jī)在效率最高時風(fēng)壓系數(shù)與風(fēng)量系數(shù)的關(guān)系的一個常數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)越大，風(fēng)量越高。14214362A14—11No.24

表示通風(fēng)機(jī)的機(jī)號，即動輪直徑(m)的10倍表示該型通風(fēng)機(jī)第—次設(shè)計結(jié)構(gòu)表示該型通風(fēng)機(jī)為一級動輪表示該型通風(fēng)機(jī)之葉形第14次設(shè)計應(yīng)用表示該型通風(fēng)機(jī)的輪葉為扭曲機(jī)翼形表示該型通風(fēng)機(jī)的轂輪比的100倍取整數(shù)

這種通風(fēng)機(jī)動輪的葉片是扭曲形，共16片。在不同轉(zhuǎn)數(shù)、不同輪葉數(shù)以及γ＝11.76N／m3時，個體特性曲線分別如圖4-32至圖4-39所示。這些圖的左下角是動輪反轉(zhuǎn)時特性曲線。從這些曲線看出，這種通風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量較小，較難滿足反風(fēng)要求。二、軸流式通風(fēng)機(jī)

144145

另一種新型軸流式通風(fēng)機(jī)是2K60—4型，共有N0.18、24、28、30等幾個機(jī)號。其符號意義舉例如下：

2K60—1No.18

通風(fēng)機(jī)的機(jī)號即為動輪直徑的10倍結(jié)構(gòu)設(shè)計的順序號輪轂比的100倍礦井通風(fēng)用兩級動輪

這種通風(fēng)機(jī)有兩級動輪，14片扭曲形的動輪葉片，中間和后面整流器的葉片也是扭曲形，并有改變整流器葉片角度的裝置，及時改變這種葉片角度，可使動輪反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量較大，能基本符合反風(fēng)要求。146147三、離心式和軸流式通風(fēng)機(jī)的比較結(jié)構(gòu)方面：軸流式通風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是比較緊湊，體積小，轉(zhuǎn)速高。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噪音大，故障較多。離心式通