《风机轴功率计算概要》由会员分享，可在线阅读，更多相关《风机轴功率计算概要（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、细心整理核心出品必属精品免费下载第四节 通风机实际特性曲线 一、通风机工作参数 表示通风机性能主要参数是风压H、风量Q、风机轴功率N、效率h和转速n等。 一风机(实际)流量Q 风机实际流量一般是指实际时间内通过风机入口空气体积，亦称体积流量无特殊说明时均指在标准状态下，单位为, 或。 二风机(实际)全压Hf与静压Hs 通风机全压Ht是通风机对空气作功，消耗于每1m3空气能量Nm/m3或Pa，其值为风机出口风流全压与入口风流全压之差。在忽视自然风压时，Ht用以克制通风管网阻力hR和风机出口动能损失hv，即 Ht=hR+hV, 441克制管网通风阻力风压称为通风机静压HS，Pa HS=hR=RQ2
2、 4-4-2因此 Ht=HS+hV 4-4-3 (三通风机功率 通风机输出功率又称空气功率以全压计算时称全压功率Nt，用下式计算： Nt=HtQ10-3 454 用风机静压计算输出功率，称为静压功率NS，即 NS=HSQ103 4-4-5 因此，风机轴功率，即通风机输入功率NkW , 456或 4-4-7式中 ht、 hS分别为风机折全压和静压效率。 设电动机效率为hm,传动效率为htr时，电动机输入功率为Nm,那么 4-4-8 二、通风系统主要参数关系和风机房水柱计压差计示值含义 驾驭矿井主要通风机与通风系统参数之间关系，对于矿井通风科学管理至关重要。 为了指示主要通风机运转以及通风系统状况
3、，在风硐中靠近风机入口、风流稳定断面上安装测静压探头，通过胶管与风机房中水柱计或压差计仪相连接，测得所在断面上风流相对静压h。在离心式通风机测压探头应安装在立闸门外侧。水柱计或压差计示值与通风机压力和矿井阻力之间存在什么关系？它对于通风管理有什么实际意义？下面就此进展探讨。 1、抽出式通风 1水柱压差计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系 如图4-4-1，水柱计示值为4断面相对静压h4，h4负压=P4-P04(P4为4断面确定压力，P04为与4断面同标高大气压力。 图441 沿风流方向，对1、4两断面列伯努力方程 hR14=(P1+hv1+m12 gZ12)- (P4+hv4+m34 gZ34
4、) 式中 hR141至4断面通风阻力，Pa ; P1、P4分别为1、4断面压力，Pa； hv1、hv4分别为1、4断面动压，Pa； Z12、Z34分别为12、34段高差，m； m12、m34分别为12、34段空气柱空气密度平均值，kg/m3； 因风流入口断面全压Pt1等于大气压力P01，即 P1+hv1=Pt1=P01， 又因1与4断面同标高，故1断面同标高大气压P01与4断面外大气压P04相等。又 m12gZ12m34gZ34=HN故上式可写为 hR14=P04-P4-hv4+HN hR14=|h4|-hv4+HN 即 |h4|=hR14+hv4-HN 4-4-9 依据通风机静压与矿井阻力之
5、间关系可得 HS+HN =|h4|hv4=ht4 4-4-10 式4-4-9和式4410，反映了风机房水柱计测值h4与矿井通风系统阻力、通风机静压及自然风压之间关系。通常hv4数值不大，某一段时间内变更较小，HN随季节变更，一般矿井，其值不大，因此，|h4|根本上反映了矿井通风阻力大小和通风机静压大小。假如矿井主要进回风道发生冒顶堵塞，那么水柱计读数增大；假如限制通风系统主要风门开启。风流短路，那么水柱计读数减小，因此，它是通风管理重要监测手段。 2风机房水柱计示值与全压Ht之间关系。 与上述类似地对4、5断面(扩散器出口列伯努力方程，便可得水柱计示值与全压之间关系 Ht =|h4|hv4+h
6、Rd+hv5即 |h4|=Ht+hv4-hRd-hv5 4411式中 hRd扩散器阻力，Pa ; hv5扩散器出口动压，Pa； 依据式4411可得 Ht=hR12+ hRd+hv4 Ht+HN=hR14+ hRd+hv5 4412 2、压入式通风系统 如图4-4-2，对1、2两断面列伯努力方程得： hR12=(P1+hv1+m1gZ1)-(P2+hv2+m2gZ2) 因风井出口风流静压等于大气压，即P2=P02；1、2断面同标高，其同标高大气压相等，即P01-P02，故P1-P2= P1-P01=h1又 m1gZ1-m2gZ2=HN 故上式可写为 hR12=h1+hV1-hv2+HN所以风机房
7、水柱计值 h1=hR12+hv2-hV1-HN又 Ht=Pt1-Pt1=Pt1-P0=P1+hv1-P0=h1+hv1 Ht+HN=hR12+hv2 4413由式4412和式4413可见，无论何种通风方式，通风动力都是克制风道阻力和出口动能损失，不过抽出式通风动能损失在扩散器出口，而压入式通风时出口动能损失在出风井口，两者数值上可能不等，但物理意义一样。 图442 三、通风机个体特性曲线 当风机以某一转速、在风阻管网上工作时、可测算出一组工作参数风压、风量、功率、和效率，这就是该风机在管网风阻为时工况点。变更管网风阻，便可得到另一组相应工作参数，通过屡次变更管网风阻，可得到一系列工况参数。将这
8、些参数对应描绘在以为横坐标，以、和为纵坐标直角坐标系上，并用光滑曲线分别把同名参数点连结起来，即得、和曲线，这组曲线称为通风机在该转速条件下个体特性曲线。有时为了运用便利，仅接受风机静压特性曲线(S)。 为了削减风机出口动压损失，抽出式通风时主要通机出口均外接扩散器。通常把外接扩散器看作通风机组成局部，总称之为通风机装置。通风机装置全压t为扩散器出口与风机入口风流全压之差，与风机全压t之关系为 4-4-14式中 hd扩散器阻力。通风机装置静压sd因扩散器构造形式和规格不同而有变更，严格地说 4-4-15式中 hVd扩散器出口动压。 比拟式410与式415可见，只有当hd+hVds，即通风机装置
9、阻力与其出口动能损失之和小于通风机出口动能损失时，通风机装置静压才会因加扩散器而有所提高，即扩散器起到回收动能作用。 图443表示了t、td、s和sd之间相互关系，由图可见，安装了设计合理扩散器之后，虽然增加了扩散器阻力，使td曲线低于t曲线，但由于hd+hVdhV，那么说明白扩散器设计不合理。 图 4-4-3 t、td、s和sd之间相互关系图 安装扩散器后回收动压相对于风机全压来说很小，所以通常并不把通风机特性和通风机装置特性严加区分。 通风机厂供应特性曲线往往是依据模型试验资料换算绘制，一般是未考虑外接扩散器。而且有厂方供应全压特性曲线，有供应静压特性曲线，读者应能依据具体条件驾驭它们换算
10、关系。 图444和图445分别为轴流式和离心式通风机个体特性曲线例如。轴流式通风机风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰存在。而且同一台通风机驼峰区随叶片装置角度增大而增大。驼峰点以右特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段；点以左是不稳定工作段，风机在该段工作，有时会引起风机风量、风压和电动机功率急剧波动，甚至机体发生振动，发出不正常噪音，产生所谓喘振或飞动现象，紧要时会破坏风机。离心式通风机风压曲线驼峰不明显，且随叶片后倾角度增大慢慢减小，其风压曲线工作段较轴流式通风机平缓；当管网风阻作一样量变更时，其风量变更比轴流式通风机要大。 离心式通风机轴功率又随增加而增大，只有在接近风流短路时功率才略有下降。
11、因而，为了保证平安启动，幸免因启动负荷过大而烧坏电机，离心式通风机在启动时应将风硐中闸门全闭，待其到达正常转速后再将闸门慢慢翻开。当供风量超过需风量过大时，时时利用闸门加阻来削减工作风量，以节约电能。 轴流式通风机叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功率N随Q增加而减小。所以轴流式通风机应在风阻最小时启动，以削减启动负荷。 图5-4-4 轴流式个体特性曲线 图5-4-5 离心式通风机个体特性曲线 在产品样本中，大、中型矿井轴流式通风机给出大多是静压特性曲线；而离心式通风机大多是全压特性曲线。 对于叶片安装角度可调轴流式通风机特性曲线，通常以图472形式给出，曲线只画出最大风压点右边单调下降局部
12、，且把不同安装角度特性曲线画在同一坐标上，效率曲线是以等效率曲线形式给出。 四、无因次系数与类型特性曲线 目前风机种类较多，同一系列产品有许多不同叶轮直径，同始终径产品又有不同转速。假如仅仅用个体特性曲线表示各种通风机性能，就显得过于困难。还有，在设计大型风机时，首先必需进展模型试验。那么模型和实物之间应保持什么关系？如何把模型性能参数换算成实物性能参数？这些问题都要进展探讨。 一 无因次系数 通风机相像条件 两个通风机相像是指气体在风机内流淌过程相像，或者说它们之间在任一对应点同名物理量之比保持常数，这些常数叫相像常数或比例系数。同一系列风机在相应工况点流淌是彼此相像，几何相像是风机相像必要条件，动力相像那么是相像风机充要条件，满足动力相像条件是雷诺数e=和欧拉数Eu=分别相等。同系列风机在相像工况点符合动力相像充要条件
