《 矿井通风网络中风量分配与调》由会员分享，可在线阅读，更多相关《 矿井通风网络中风量分配与调（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章第五章 矿井通风网络中风量分配与调节矿井通风网络中风量分配与调节（2 个学时） 5-1.风量分配基本规率。5-2 简单网络特性。5-3 通风网络动态特性分析。 1.上次所讲课内容的回顾（510min） 1.1 上次课所讲内容通风机的实际特性曲线，风机房水柱计读数与矿井通风阻力和风机压力之间 的关系。通风机工况的求法，通风机的联合运转及通风机选型和噪声控制。 1.2 能解决的实际问题（1）绘制风机特性曲线，求工况点； （2）通风机联合运转的工况分析； （3）进行通风机选型。 2.本节课内容的引入（5min） 2.1 与上次内容的关联。 2.2 讨论的主要内容风量分配的规律，简单网络特性，通
2、风网络的动态特性分析。 2.3 思考题3.内容讨论与课堂讲述（6070min）第一节第一节 风量分配基本规律风量分配基本规律矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的复杂系统。用图论的方法对通风 系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为 通风网络。 一、矿井通风网络与网络图： （一）矿井通风网络 1.分支（边、弧） 表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷中的风流方向，每条 分支可有一个编号，称为分支号。伪分支，数值（如分支的风阻风量、阻力等）2.节点 是两条成两条以上分支的交点。 3.路（通路、道路） 由若干条方向相同首尾相连而成的线路。图中 1-2-5、1-2-
3、4-6、1-3-6 均是 通路。图 4.回路 由两条或两条以上分支首尾相连形成的闭合线路称为回路。若回路中除始、 末点重合外，无其他重复节点，则为基本回路，简称回路，当回路中的非相邻 节点间不存在分之时，该回路又称为网孔。 5.树 不含有回路的连通图称为树，树中的分支为树枝。包含网络中全部节点的 树，称为生成树。除去生成树后，剩下的称为余树，余树中的分支称为余枝。 图 6.割集割集是使连通图失去连通性的分支集合。 （二）矿井通风网络图 通风网络图只反映风流方向及节点与分支间的相互关系，节点位置与分 支形状可以任意改变，因此网络图的形状可以千变万化。 二、风量平衡定律。 风量平衡定律是指在稳定通
4、风条件下，单位时间流入节点的空气质量等于 流出该节点的空气质量。或者流入与流出某节点的各分支的质量流量的代 数和等于零。 图00iiMQ或三、能量平衡定律 是指在任一闭合回路中，各分支的通风阻力代数和等于该回路中通风机风 压与自然风压的代数和。fNRihhh第二节第二节 简单网络特性简单网络特性 一、串连风路 由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路称 为串联风路。 其特性：1、总风量等于各分支的风量，即：,12nsMMM 时，。cos f 12nsQQQQ2、总阻力等于各分支阻力之和，即：12n 1nsi ihhhhh3、总风阻等于各风阻之和，即：，122 1n s ssi
5、 ishRRRRRQ2hR4、串联风路等积孔与各分支等积孔的关系，11.19s sAR1 111.19AR2122 11.191.19,s sRRAA22222222 121.191.191.191.19snAAAA222 111111nAsAAA二、并联风路 由两条或两条以上具有相同始末节点的分支组成的通风网络。称为并 联风路。1、总风量等于各分支风量之和，即：，12 1nsnn iMMMMM当时，cos f 12n 1nsn iQQQQQ2、总风压等于各分支风压，即：，当各分支的位12nshhhh能差不相等时，并联分支的阻力并不相等。 如图所示： 图水平巷道 a-1-b 中，Rabtatb
6、hPP上下山巷道 a-2-b 中，()()RabtatbhPPgh使得，这是一种特殊情况。12Ra bRa bhh3、并联风网总风阻与各分支风阻的关系，.2s s shRQ1 12 1hRQ2n n nhRQ。1 1 1,sn sn snhhhQQQRRR11snsnhhh RRR。1111snRRR4、并联风网等积孔等于各分支等积孔之和，即： ，1.19s s sQAR，. 1 1 11.19QAR1.19n n nQAR11 1,1.191.191.19ssnn snARARARQQQ1snAAA5、并联风网的风量分配，2 ssshR Q2 111hRQ。22 111 1s sssRR Q
7、RQQQR三、串联风路与并联风路的比较， 1、串联风路总风阻与总阻力大，并联的小； 2、串联风路的风量是后一入风是前一出风的排出风量，并联风路中各 分支与风量均为新鲜风流。 四、角联风网 图 如图所示：并联巷道 ACB 和 ADB 之间有 CD 巷道相连，巷道 CD 叫 角联巷道。 （网络图中叫角联分支）仅有一条角联分支的网络叫做简单角联风网，当有两条或两条以上的 角联分支时称为复杂角联风网。角联风网的特点是：风流方向不稳定。对于 CD 分支中的风流方向有三种情况： 1、5=0 时，CD 两点压力相等。 （风流的从压力高的地方流向压力低的 地方） 。h5=0, 1=0, 2=0 由风量平衡定律
8、得：1234,hh hh由阻力定律得：222212 11223344 34,RRRQR QR QR QRR当时，CD 中 Q=0，即12341RR RR14231R R R R3、当风流由时：C 点压力大于 D 点。CD因为的阻力一定大于的阻力，即,。 （2h1h2h1h222 2211135()R QRQR QQ） 135QQQ22 352 2 12()QQR RQ1324hhhh同理：即，34hh22 3344R QR Q22 33452()R QR QQ所以：2 34 2 352()QR RQQ又因为：22 3532 22 5221() ()QQQR QQQR所以：4132RR RR所以
9、：，即。41321RR RR14231R R R R4、当风流有时，即 D 点的压力高于 C 点的压力。同理可以推出，DC。14231R R R R总结：简单角联风网中角联分支的风向完全取决于与之相连的风路的 风值比，而与角联风路本身的风阻无关，改变角联风路的风阻，可以 改变通过的风量大小，但不能改变其风流方向。 角联风路的优劣： 图 1、当 CD、AD、CB 均为工作面时，CD 中的风流只能以，才能保证三个工CD 作面依次串联，与安全生产不利，且规程也不允许。因此在用风地点的 角联风路不利于安全生产，为有害角联，尽量减少。 2、分别处于回风段，与进风段中的角联风路，其风流反向不影响安全，称为
10、无 害角联，而且还有利于降低矿井总风阻。第三节第三节 网络动态特性分析网络动态特性分析在生产过程中，随着工作地点的变化，通风网络中分支风阻和风网结构也 相应发生变化，风网内风流也随之发生变化。 一、井巷风阻变化引起风流变化的规律 1、变阻分支本身的风量与风压变化规律,;RQh,.RQh2、变阻分支对其他分支风量与风压的影响 图 当某分支风阻增大时，包含该分支的路上的其他分支的风量减小，风压减小。1与该分支并联的通路上分支的风量增大，风压增大，反之，亦然。 对于一进一出的子网络，若外部分支风阻变其内部各部分的风量变化趋势相2同 图 风网内，某分支风阻变化时，各分支风量，风压变化幅度，以本分支为最
11、大，3邻近的分支，离该分支越远的分支变化越小。 风网内，不同类型的分支风阻变化风量变化幅度和影响范围的不同的，主干4巷道变阻引起的影响范围大。末支巷道变阻引起的变化影响幅度和范围小。 风网内，某分支增阻时，增阻分支风量减小值，并联分支风量增大值大；减5阻时，该分支增加的风量比其并联分支风量减小值大。是由于总风阻发生变化， 导致风网总风量发生变化而引起的。 3、巷道密闭对风流的影响 巷道密闭相当于该分支的风阻增到无穷大。 巷道贯通相当于该分支风阻由无穷大减小大一定数值。 二、风流稳定性分析 （一）稳定性的概念是“控制论”中系统的稳定性是指当系统受到外界瞬间干扰时，系统偏 离平衡状态后，系统状态自
12、动回复到该平衡状态的能力。 通风管理中说的稳定性：是指井巷中风流发生变化或风量大小变化超过允 许范围的现象，且多指风流方向的变化。 风流不稳定，容易引起矿井灾害事故，而且能使事故影响范围扩大。 （二）影响风流稳定性的因素 在实际生产中，通风动力，通风构筑物是非正常工作状态，自然风压， 巷道的贯通与密闭，工作面推移与转移、采区接替、生产水平过渡、巷中行人、 行车和堆积物，都会影响风流的稳定性。 上述各因素可归纳三类： 1、风网结构对风流稳定性的影响。 仅有串联、并联组成的风网，其稳定性强。角联风网稳定性差。 2、风阻变化对风流稳定性的影响。 3、通风动力的变化对风流稳定性影响。 单风机工作时，风
13、网多分支风量变化时与主风机风量的变化趋势而变化。1多主要通风机工作时，其整个风网内各分支风量不按比例变化。一个风机能2力增大与其串联的子网络亦增大，与之并联的风机和子网风量减小。 多风机工作的风网，当其中一个风机性能变化时，会导致风网总风量和主要3通风机配置发生变化，也会使各主要通风机的工作风阻与风网总风阻发生变化。风网内，安设辅助通风机后，不仅巷道本身的风流发生变化，其他巷道的风4流也发生了变化。 自然风压也影响风流的变化。自然风压增大时，与自然风压作用方向相同的5分支，其风量增大，与自然风压作用方向不同的分支，其风量减小。 4.课堂小结 4.1 本节课的主要内容矿井通风网络中常用的图论术语
14、（分支、节点、路、回路、树）矿井通风网 络图的画法，风量平衡定律，能量平衡定律，串、并联风路的特性，角联风路 风流方向判别，及井巷风阻变化引起风流变化的规律及影响风流稳定的因素。 4.2 重点 串、并联风路的特性，角联风路风流方向判别，风量平衡定律，能量平衡定律。4.3 难点 串、并联风路的特性及角联风路风流方向判别。 4.4 下次课时要讲的内容 矿井风量调节及应用计算机解算复杂通风网络。 5.作业 5-1、5-5、5-6、5-7第五章第五章 矿井通风网络中风量分配与调节矿井通风网络中风量分配与调节（3 学时） 5-4、矿井风量调节、5-5、应用计算机解算复杂通风网络 1.上次课内容回顾（51
15、0min） 1.1 上次课主要内容矿井通风网络中常用的图论术语（分支、节点、路、回路、树）矿井通风 网络图的画法，风量平衡定律，能量平衡定律，串、并联风路的特性，角联风 路风流方向判别，及井巷风阻变化引起风流变化的规律及影响风流稳定的因素。1.2 能解决的实际问题 画出矿井通风网络。1计算矿井风路的风量、风压，进行角联风路方向判别。2通过了解影响风流的稳定性的各种因素，能应用于实际，保证井下风流稳定。32.本节课内容的引入（5min） 2.1 本节课的内容与上次课内容的关联 2.2 本节课的主要内容矿井风量调节，应用计算机解算复杂通风网络。 2.3 思考题3.内容讨论与课堂讲述（100110min）第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节在矿井通风网络中，风量的自然分配往往不能满足作业地点的风量需求。 因而需要对风量进行调节。 因为采掘工作面是在不断变化的，用风地点的需风量也是在不断变化的， 因此风量调节是通风技术管理中的一项经常性工作。 风量调节措施很多，其主要分类有： 从调节设施分：a、通风机 b、射流器 c、风窗 d、风幕 e、刷大巷道断面 f、开并联巷道 从调节范围：a、局部风量调节 b、矿井总风量调节 从通风能量的角度：a、增能调节 b、耗能
