第04章通風(fēng)動力

第4章礦井通風(fēng)動力本章學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握自然風(fēng)壓的產(chǎn)生、計算、利用與控制掌握軸流式和離心式主要通風(fēng)機(jī)特性掌握主要通風(fēng)機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)掌握主要通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍學(xué)習(xí)重點(diǎn)第一節(jié)自然風(fēng)壓一、自然通風(fēng)1

自然風(fēng)壓及其形成和計算定義：自然因素作用而形成通風(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。012345dzρ1dzρ2z第一節(jié)自然風(fēng)壓二、自然風(fēng)壓的計算1

自然風(fēng)壓及其形成和計算自然風(fēng)壓：作用在最低水平兩側(cè)空氣柱重力差。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。第一節(jié)自然風(fēng)壓2自然風(fēng)壓的影響因素及變化規(guī)律自然風(fēng)壓影響因素HN=f（ρZ）=f[ρ(T,P,R,φ)，Z]1、礦井某一回路中兩側(cè)空氣柱的溫差是影響HN的主要因素。2、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。3、井深。HN與礦井或回路最高與最低點(diǎn)間的高差Z成正比。4、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。10121234567891112月份HN第一節(jié)自然風(fēng)壓3自然風(fēng)壓的控制和利用1)新設(shè)計礦井在選擇開拓方案、擬定通風(fēng)系統(tǒng)時，應(yīng)充分考慮利用地形和當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)。2)根據(jù)HN的變化規(guī)律，調(diào)整主要通風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，既滿足礦井通風(fēng)，又節(jié)電。3)在多井口通風(fēng)的山區(qū)尤其在高瓦斯礦井要掌握變化規(guī)律，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。4)在建井時期，要注意因地和因時利用自然風(fēng)壓通風(fēng)。5)利用自然風(fēng)壓做好非常時期通風(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。主要通風(fēng)機(jī)遭受破壞時可利用自然風(fēng)壓進(jìn)行通風(fēng)。第一節(jié)自然風(fēng)壓3自然風(fēng)壓的控制和利用ABCdEFB’RDRCZaBcDAEC四川某礦因自然風(fēng)壓使風(fēng)流反向示意圖。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）。第一節(jié)自然風(fēng)壓3自然風(fēng)壓的控制和利用ABCdEFB’RDRCZ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)。此即AB段風(fēng)流停滯條件式。AB段風(fēng)流反向第二節(jié)礦用扇風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造一、離心式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造1離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理離心式通風(fēng)機(jī)一般由：進(jìn)風(fēng)口、工作輪（葉輪）、螺形機(jī)殼和擴(kuò)散器等部分組成。有的型號通風(fēng)機(jī)在入風(fēng)口中還有前導(dǎo)器。吸風(fēng)口有：單吸和雙吸兩種。礦用通風(fēng)機(jī)按其服務(wù)范圍可分為三種：1、主要扇風(fēng)機(jī)，服務(wù)于全礦或礦井的某一翼（部分）；2、輔助扇風(fēng)機(jī)，服務(wù)于礦井網(wǎng)絡(luò)的某一分支（采區(qū)或工作面），幫助主通風(fēng)機(jī)通風(fēng)，以保證該分支風(fēng)量；3、局部扇風(fēng)機(jī)，服務(wù)于獨(dú)頭掘進(jìn)井巷道等局部地區(qū)。按構(gòu)造和工作原理可分為：離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)。第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造一、離心式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造1離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理葉片出口構(gòu)造角：風(fēng)流相對速度W2的方向與圓周速度u2的反方向夾角稱為葉片出口構(gòu)造角，以β2表示。離心式風(fēng)機(jī)可分為：前傾式（β2>90o)、徑向式（β2=90o)和后傾式（β2<90o)三種。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。w2c2u2c2uβ2w2c2u2β2u2c2w2β2前傾式后傾式徑向式第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造二、工作原理1離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理

當(dāng)電機(jī)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(jìn)入機(jī)殼。在機(jī)殼內(nèi)速度逐漸減小，壓力升高，然后經(jīng)擴(kuò)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，在葉端流出，如此源源不斷，形成連續(xù)的流動。第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造三、常用型號1離心式通風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理G4—73—11№25D表示通風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時全壓系數(shù)10倍化整代表通風(fēng)機(jī)的用途，K表示礦用通風(fēng)機(jī)，G代表鼓風(fēng)機(jī)表示傳動方式表示通風(fēng)機(jī)比轉(zhuǎn)速(ns)化整葉輪直徑（25dm)設(shè)計序號(1表示第一次設(shè)計）進(jìn)風(fēng)口數(shù),1為單吸,0為雙吸第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造一、軸流式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造2軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理主要由進(jìn)風(fēng)口、葉輪、整流器、風(fēng)筒、擴(kuò)散（芯筒）器和傳動部件等部分組成。葉輪有一級和二級兩種風(fēng)流沿動(葉)輪軸線方向流進(jìn),又沿其軸線方向流出的風(fēng)機(jī)稱之為軸流式風(fēng)機(jī)。礦用二級軸流式風(fēng)機(jī)按其兩級動輪旋轉(zhuǎn)方向有對旋式和非對旋式兩種。第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造一、軸流式通風(fēng)機(jī)構(gòu)造

2軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉(zhuǎn)方向相反；機(jī)翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差3o；電機(jī)為防爆型安裝在主風(fēng)筒中的密閉罩內(nèi)，與通風(fēng)機(jī)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(dá)到散熱目的。第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造二、工作原理

2軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理特點(diǎn)：氣流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。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θ。根據(jù)需要調(diào)整，每個動輪上θ必需保持一致。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。第二節(jié)礦用通風(fēng)機(jī)的類型及構(gòu)造三、常用型號

2軸流式風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和工作原理目前我國煤礦在用的軸流式風(fēng)機(jī)有1K58、2K58、GAF和BD或BDK（對旋式）Hawden等系列軸流式風(fēng)機(jī)。風(fēng)機(jī)防爆型對旋抽出式葉輪直徑主要通風(fēng)機(jī)級數(shù)單臺功率FBCDZ№X/2×Y第三節(jié)通風(fēng)機(jī)附屬裝置1風(fēng)硐風(fēng)硐是連接風(fēng)機(jī)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)。2擴(kuò)散器(擴(kuò)散塔)作用：是降低出口速壓以提高風(fēng)機(jī)靜壓。擴(kuò)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，擴(kuò)散器的阻力小，出口動壓小并無回流。第三節(jié)通風(fēng)機(jī)附屬裝置3防爆門(防爆井蓋)在斜井井口安設(shè)防爆門，在立井井口安設(shè)防爆井蓋。作用：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，自動打開，以保護(hù)主通風(fēng)機(jī)免受毀壞；在正常情況下它是氣密的，以防止風(fēng)流短路。第三節(jié)通風(fēng)機(jī)附屬裝置4反風(fēng)裝置作用：使井下風(fēng)流反向的一種設(shè)施，以防止進(jìn)風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生火災(zāi)時產(chǎn)生的有害氣體進(jìn)入作業(yè)區(qū)；有時為了適應(yīng)救護(hù)工作也需要進(jìn)行反風(fēng)。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：1）設(shè)專用反風(fēng)道反風(fēng)；2）利用備用風(fēng)機(jī)作反風(fēng)道反風(fēng)；3）軸流式風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)；4）調(diào)節(jié)動葉安裝角反風(fēng)。第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線1通風(fēng)機(jī)的工作參數(shù)一、風(fēng)機(jī)(實際)流量Q風(fēng)機(jī)的實際流量一般是指實際時間內(nèi)通過風(fēng)機(jī)入口空氣的體積。單位為m3/h,m3/min或m3/s。二、風(fēng)機(jī)(實際)全壓Ht與靜壓Hs全壓Ht:是通風(fēng)機(jī)對空氣作功，消耗于每1m3

空氣的能量（N·m/m3

或Pa），其值為風(fēng)機(jī)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，Ht用以克服通風(fēng)管網(wǎng)阻力hR和風(fēng)機(jī)出口動能損失hv，即:Ht=hR+hV靜壓:克服管網(wǎng)通風(fēng)阻力的風(fēng)壓稱為通風(fēng)機(jī)的靜壓HS（Pa）,HS=hR=RQ2,PaHt=HS+hV第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線三、通風(fēng)機(jī)的功率

1通風(fēng)機(jī)工作參數(shù)全壓功率：通風(fēng)機(jī)的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率Nt。計算式：Nt=HtQ×10-3KW靜壓功率：用風(fēng)機(jī)靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率NS。計算式：NS=HSQ×10-3KW風(fēng)機(jī)的軸功率，即通風(fēng)機(jī)的輸入功率N（kW）。

電動機(jī)的輸入功率（Nm）：設(shè)電動機(jī)的效率為m,傳動效率為tr時,則第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線2風(fēng)機(jī)房壓差計或水柱計示值含義

1、抽出式通風(fēng)礦井（1）壓差計（表）或水柱計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機(jī)靜壓之間關(guān)系水柱計示值:即為4斷面相對靜壓h4故h4（負(fù)壓）=P4-P04沿風(fēng)流方向，對1、4兩斷面列伯努力方程:hR14=(P1+hv1+ρm12gZ12)-(P4+hv4+ρm34gZ34),由風(fēng)流入口邊界條件：Pt1＝P01，即P1+hv1=Pt1=P01，又因1與4斷面同標(biāo)高，所以P01＝P04，且：ρm12gZ12’—ρm34gZ34=HNz12356h44風(fēng)機(jī)房壓差計或水柱計示值含義

第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線21、抽出式通風(fēng)礦井（1）壓差計（表）或計示值與礦井通風(fēng)阻力和風(fēng)機(jī)靜壓之間關(guān)系故上式可寫為:

hR14=P04-P4-hv4+HN

hR14=|h4|-hv4+HN

即|h4|=hR14+hv4-HN

即：風(fēng)機(jī)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。z12356h44風(fēng)機(jī)房壓差計或水柱計示值含義

第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線21、抽出式通風(fēng)礦井（3）風(fēng)機(jī)全壓與風(fēng)機(jī)房水柱計示值關(guān)系類似地對5、6斷面(擴(kuò)散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的位能差。擴(kuò)散器的阻力hRd

＝(P5+hv5)-(P6+hv6)

風(fēng)流出口邊界條件：P6＝P06＝P05＝P04

故hRd

＝(P5+hv5)-(P06+hv6)＝Pt5-P04–hv6

即Pt5＝hRd＋P04＋hv6

因為風(fēng)機(jī)全壓Ht＝Pt5-Pt4=(hRd＋P04＋hv6)-(P4+hv4)z12356h44564風(fēng)機(jī)房壓差計或水柱計示值含義

第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線2則Ht＝|h4|-hv4+hRd+hv6＝（hR14+hv4-HN）-hv4+hRd+hv6＝hR14+hRd+hv6-HN

即Ht＋HN＝hR14+hRd+hv6表明：通風(fēng)機(jī)風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴(kuò)散器的阻力，以及擴(kuò)器出口動能損失。z12356h44Hs＋HN＝hR14+hRd則風(fēng)機(jī)靜壓與阻力關(guān)系為：Hs＋HN＝hR14不考慮擴(kuò)散器阻力時：風(fēng)機(jī)房壓差計或水柱計示值含義

第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線21z22h1ρm1ρm21’2、壓入式通風(fēng)的系統(tǒng)對1、2兩斷面列伯努力方程得：hR12=(P1+hv1+ρm1gZ1)-(P2+hv2+ρm2gZ2)∵邊界條件及1、2同標(biāo)高：∴P2=P02＝P01

故有：P1-P2=P1-P01=h1ρm1gZ1-ρm2gZ2=HN

故上式可寫為hR12=h1+hV1-hv2+HN即h1=hR12+hv2-hV1-HN又Ht=Pt1-Pt1’=Pt1-P01

=P1+hv1-P01=h1+hv1同理可得：Ht+HN=hR12+hv2第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線3通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線1、工況點(diǎn)：當(dāng)風(fēng)機(jī)以某一轉(zhuǎn)速、在風(fēng)阻Ｒ的管網(wǎng)上工作時、可測算出一組工作參數(shù)（Ｈ、Ｑ、Ｎ、和η)。2、個體特性曲線：不斷改變R，得到許多的Q、H、N、η。以Q為橫坐標(biāo)，分別以H、N、η為縱坐標(biāo)，將同名的點(diǎn)用光滑的曲線相連，即得到個體特性曲線。3、通風(fēng)機(jī)裝置：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。4、通風(fēng)機(jī)裝置的全壓Ｈtd：擴(kuò)散器出口與風(fēng)機(jī)入口風(fēng)流的全壓之差，與風(fēng)機(jī)的全壓Ｈt之關(guān)系為：5、通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓Ｈsd：第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線3通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線

6、Hs

和Hsd

的關(guān)系∵Hs＝Ht－h(huán)v

而∴只有當(dāng)hd+hVd<hV

時，才有Ｈsd>Ｈs

即通風(fēng)機(jī)裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風(fēng)機(jī)出口動能損失時，通風(fēng)機(jī)裝置的靜壓才會因加擴(kuò)散器而有所提高，即擴(kuò)散器起到回收動能的作用。7、Ht、Htd、Hs

和Hsd

之間的關(guān)系圖Ht-QHtd-QHSd-QHS-QRmRVR’=Rd+RdvRdRdvAA’HQ△hv第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線3通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線

8、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；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/daPaN/kWQ/m3/sGFDBRM第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線3通風(fēng)機(jī)的個體特性曲線

9、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。風(fēng)機(jī)開啟方式：離心式風(fēng)機(jī)在啟動時應(yīng)將風(fēng)硐中的閘門全閉，待其達(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/daPaQ/m3/sN/kW/%HtHSNtS第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線4無因次系數(shù)和類型特性曲線

1、通風(fēng)機(jī)的相似條件同一系列風(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)的充分條件。同系列風(fēng)機(jī)在相似的工況點(diǎn)符合流動相似的充要條件。第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線4無因次系數(shù)和類型特性曲線

2、無因次系數(shù)壓力系數(shù)流量系數(shù)功率系數(shù)第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線4無因次系數(shù)和類型特性曲線

3、風(fēng)機(jī)類型特性曲線以無因次系數(shù)繪制的特性曲線，為類型曲線。第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線5比例定律

定義：同類型風(fēng)機(jī)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ρ成一定比例關(guān)系。將轉(zhuǎn)速u=πDn/60代入無因次系數(shù)關(guān)系式得：對于1、2兩個相似風(fēng)機(jī)而言第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線5比例定律

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？第四節(jié)通風(fēng)機(jī)實際特性曲線5比例定律與通用特性曲線

解：同一臺風(fēng)機(jī)，故其直徑相等。由比例定律有：n2＝n1·Q2/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。一、比例定律M0QHn=630n=710n=560R=0.5367R’=0.7932M15851.5第五節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1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)。

一、圖解法理論依據(jù)：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是以克服阻力h，Ｈ＝h，因此兩曲線的交點(diǎn)即兩方程的聯(lián)立解。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Ｎ和η。第五節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1工況點(diǎn)的確定方法

一、圖解法若使用廠家提供的不加外接擴(kuò)散器的靜壓特性曲線Ｈs─Ｑ，則要考慮安裝擴(kuò)散器所回收的風(fēng)機(jī)出口動能的影響，此時所用的風(fēng)阻ＲS應(yīng)小于Ｒm，即若使用通風(fēng)機(jī)全壓特性曲線Ｈt─Ｑ，則需用全壓風(fēng)阻Ｒt作曲線，且若使用通風(fēng)機(jī)裝置全壓特性曲線Ｈtd─Ｑ，則裝置全壓風(fēng)阻應(yīng)為Ｒtd，且應(yīng)當(dāng)指出，在一定條件下運(yùn)行時，不論是否安裝外接擴(kuò)散器，通風(fēng)機(jī)全壓特性曲線是唯一的，而通風(fēng)機(jī)裝置的全壓和靜壓特性曲線則因所安擴(kuò)散器的規(guī)格、質(zhì)量而有所變化。第五節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行1工況點(diǎn)的確定方法

二、解方程法二元風(fēng)機(jī)特性與其系統(tǒng)阻力特性組成的方程組得到式中a1、a2、a3──曲線擬合系數(shù);Ｒ為通風(fēng)機(jī)工作管網(wǎng)風(fēng)阻。第五節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行2主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)分析

(一)穩(wěn)定性和安全性分析(二)經(jīng)濟(jì)性分析1、從經(jīng)濟(jì)角度，通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率不低于60%。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、穩(wěn)定角度，實際工作風(fēng)壓不得超過最高風(fēng)壓的90％。4、風(fēng)機(jī)的動輪轉(zhuǎn)速不得超過額定轉(zhuǎn)速。軸流式通風(fēng)機(jī)的合理工作范圍ABCD上下右左0.60.650.7153045Q/m3/sH/Pa第五節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行3主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)調(diào)節(jié)

一、改變風(fēng)阻特性曲線增風(fēng)調(diào)節(jié)（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。減風(fēng)調(diào)節(jié)（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”第五節(jié)通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)及其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行3主要通風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)調(diào)節(jié)

二、改變風(fēng)機(jī)特性曲線軸流風(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。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)。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：改變電機(jī)轉(zhuǎn)速；利用傳動裝置調(diào)速。nn1n2MM1M2QQ2Q1HH1H2QH第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作

兩臺或兩臺以上風(fēng)機(jī)在同一管網(wǎng)上工作，叫風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作。風(fēng)機(jī)聯(lián)合工作可分為串聯(lián)和并聯(lián)兩大類。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、總風(fēng)壓等于兩臺風(fēng)機(jī)的工作風(fēng)壓之和即H＝H1＋H2

。F1F2RF1+F2R第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作一、兩臺風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作分析1、串聯(lián)風(fēng)機(jī)的等效特性曲線作圖：按風(fēng)量相等，風(fēng)壓疊加的原則

2、風(fēng)機(jī)的實際工況點(diǎn)F1F2F1+F2R1M0M2M1QR’QⅡR”HQQ”ⅡQ’Q”AH2H1M’2M”2H’H”在等效風(fēng)機(jī)特性曲線Ⅰ+Ⅱ上作管網(wǎng)風(fēng)阻特性曲線R1，兩者交點(diǎn)為M0，過M0作橫坐標(biāo)垂線，分別與曲線Ⅰ和Ⅱ相交于M1和M2，此兩點(diǎn)即是兩風(fēng)機(jī)的實際工況點(diǎn)。效果分析：用等效風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量Q與能力較大風(fēng)機(jī)的F2單獨(dú)工作產(chǎn)生風(fēng)量QⅡ之差表示。第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作一、兩臺風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作分析

3、效果分析F1F2F1+F2R1M0M2M1QR’QⅡR”HQQ”ⅡQ’Q”AH2H1M’2M”2H’H”效果分析：用等效風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量Q與能力較大風(fēng)機(jī)的F2單獨(dú)工作產(chǎn)生風(fēng)量QⅡ之差表示。（1）R=R1>R’,工況點(diǎn)位于A點(diǎn)以上，ΔQ=Q-QⅡ>0，則表示串聯(lián)有效；（2）R=R’工況點(diǎn)與A點(diǎn)重合，ΔQ=Q’-Q’Ⅱ=0，則串聯(lián)無增風(fēng)；（3）R=R”<R’,工況點(diǎn)位于A點(diǎn)以下，ΔQ=Q”-Q”Ⅱ<0，則表示串聯(lián)有害。第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作二、兩臺風(fēng)壓特性曲線相同風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作分析臨界點(diǎn)A位于Q軸上，在整個合成曲線范圍內(nèi)串聯(lián)工作都是有效的，工作風(fēng)阻不同增風(fēng)效果不同。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，才有較好增風(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)。HQⅠ/ⅡMAⅠ+ⅡR1QHQ1R2Q’Q2第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)1風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作三、風(fēng)機(jī)與自然風(fēng)壓串聯(lián)工作1、自然風(fēng)壓特性定義：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。

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。M1M’1QHⅠ+ⅡM”2M”Q1Q”2ⅠⅡⅡQMRHH’1H”2Ⅰ+ⅡH”1第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)2通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作一、集中并聯(lián)F1F2Q1Q2QR

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)和對角并聯(lián)之分。特點(diǎn)：（1）、H=H1=H2

（2）、Q=Q1+Q2第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)2通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作一、集中并聯(lián)風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機(jī)集中并聯(lián)工作1）作圖方法原則：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。QRMM1M2M1Q=Q1+Q2Q1’Q1HⅠⅠ+ⅡⅡQ=Q1Q2第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)2通風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作一、集中并聯(lián)風(fēng)壓特性曲線不同風(fēng)機(jī)集中并聯(lián)工作QRMM1M2M1Q=Q1+Q2Q1Q1Q1R’R”HⅠⅠ+ⅡⅡAQ=Q1QQ2M’M”2）工況分析用并聯(lián)等效風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)量Q與能力較大風(fēng)機(jī)F1單獨(dú)工作產(chǎn)生風(fēng)量Q1之差來分析Ⅰ+Ⅱ合成曲線與Ⅰ風(fēng)機(jī)曲線交點(diǎn)，臨界點(diǎn)A，R’臨界風(fēng)阻(A)當(dāng)工作風(fēng)阻R=R時，工況點(diǎn)位于A點(diǎn)右下側(cè)，ΔQ=Q-Q1>0，并聯(lián)有效；(B)當(dāng)工作風(fēng)阻R=R’時，工況點(diǎn)與A點(diǎn)重合，ΔQ=Q-Q1＝0，并聯(lián)增風(fēng)無效；(C)當(dāng)工作風(fēng)阻R=R”>R’時，工況點(diǎn)位于A點(diǎn)左上側(cè)，ΔQ=Q-Q1＜0，并聯(lián)有害。第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)2風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作一、集中并聯(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)。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)。QRMⅠⅡM1Ⅰ+ⅡM’QQ1=Q2Q1=Q2HAM1

為風(fēng)機(jī)的實際工況點(diǎn)；M為并聯(lián)合成工況點(diǎn)。由圖可見，總有ΔQ=Q-Q1>0，且R越小，ΔQ越大。第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)2風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作二、對角并聯(lián)工況分析兩臺不同型號風(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）。ACBF1F2R1R0R2OCF1’F2’ABO對角并聯(lián)第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)2風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作二、對角并聯(lián)工況分析2、同理得到剩余特性曲線Ⅱ’。3、按風(fēng)壓相等風(fēng)量相加原理求得等效風(fēng)機(jī)F1’和F2’集中并聯(lián)的特性曲線Ⅲ’。4、特性曲線Ⅲ’，它與風(fēng)路OC的風(fēng)阻R0曲線交點(diǎn)M0，由此可得OC風(fēng)路的風(fēng)量Q0。5、過M0作Q軸平行線與特性曲線Ⅰ’和Ⅱ’分別相交于MⅠ’和MⅡ’點(diǎn)。6、過MⅠ’和MⅡ’點(diǎn)作Q軸垂線與曲線Ⅰ和Ⅱ相交于MⅠ和MⅡ，此即在兩個風(fēng)機(jī)的實際工況點(diǎn)。F1F2F1’F2’F1’+F2’R0Q0=Q1+Q2M1’M2’M1M2Q1Q2QHH1H2分析方法1、按等風(fēng)量條件下把風(fēng)機(jī)F1的風(fēng)壓與風(fēng)路OA的的阻力相減的原則，求風(fēng)機(jī)F1為風(fēng)路OA服務(wù)后的剩余特性曲線Ⅰ’。第六節(jié)通風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)3并聯(lián)與串聯(lián)工作的比較（1）并聯(lián)適用于管網(wǎng)風(fēng)阻較小，但因風(fēng)機(jī)能力小導(dǎo)致風(fēng)量不足的情況；（2）風(fēng)壓相同的風(fēng)機(jī)聯(lián)合運(yùn)行較好；（3）軸流式風(fēng)機(jī)并聯(lián)作業(yè)時，若風(fēng)阻過大則可能出現(xiàn)不穩(wěn)定運(yùn)行。所以，使用軸流式風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作時，除要考慮并聯(lián)效果外，還要進(jìn)行穩(wěn)定性分析以一離心式風(fēng)機(jī)風(fēng)壓特性曲線為例當(dāng)風(fēng)阻R2通過M點(diǎn)時，兩者增風(fēng)效果相同（兩者實際工況點(diǎn)分別為MI和MII），但串聯(lián)功率大于并聯(lián)功率，即Q并=Q串，NS>NP。當(dāng)風(fēng)阻為R1

時，Q并＞Q串，N串>N并。當(dāng)風(fēng)阻為R3

時，Q串＞Q并，N串>N并。R2MQH0N--