2 2、本章的重点：、本章的重点： 1) 1)自然风压的产生、计算、利用与控制自然风压的产生、计算、利用与控制 2) 2)轴流式和离心式主要通风机特性轴流式和离心式主要通风机特性 3) 3)主要通风机的联合运转主要通风机的联合运转 4) 4)主要通风机的合理工作范围主要通风机的合理工作范围3 3、本章的难点：、本章的难点： 1) 1)自然风压的计算、利用与控制自然风压的计算、利用与控制 2) 2)主要通风机的联合运转主要通风机的联合运转 3) 3)主要通风机的合理工作范围主要通风机的合理工作范围4 4、本章的思考题、本章的思考题 1) 1)烟囱烟囱为什么能够排烟？为什么能够排烟？ 2) 2)矿井主要通风机为什么要有矿井主要通风机为什么要有反风装置反风装置？？ 3) 3)通风机为啥有通风机为啥有个体特性曲线、类型曲线和通用特性曲线个体特性曲线、类型曲线和通用特性曲线？？ 4) 4)矿井主要通风机工况点是矿井主要通风机工况点是静态静态的，还是的，还是动态动态的，为什么？的，为什么？ 5) 5)轴流式通风机为什么会出现轴流式通风机为什么会出现喘振现象喘振现象？？ 6) 6)两台风机两台风机并联运行时矿井风量一定增大并联运行时矿井风量一定增大吗？吗？ 第四章第四章 矿井通风动力矿井通风动力概述概述 通风动力两种：通风动力两种：自然通风自然通风与与机械通风机械通风 风流在矿井中流动，新鲜空气进入，浑浊气体（乏风）排出，这都需风流在矿井中流动，新鲜空气进入，浑浊气体（乏风）排出，这都需要通风动力，不论是自然风压还是机械通风机，这些都是通风动力。
要通风动力，不论是自然风压还是机械通风机，这些都是通风动力 通风动力的发展情况总体上来说：通风动力的发展情况总体上来说：纯自然风压纯自然风压→→风箱、牛皮囊、水车风箱、牛皮囊、水车→→蒸汽机蒸汽机→→现在的通风机现在的通风机 古代采煤，井深一般在古代采煤，井深一般在2020丈之内（丈之内（5050米）米）唐. .李善对《魏都赋》李善对《魏都赋》的注中讲明井深的注中讲明井深8 8丈（约丈（约2727米）），由于没有机械设备，通风动力人们就米）），由于没有机械设备，通风动力人们就自发地利用自发地利用自然风压自然风压 最初采用是一个独眼井最初采用是一个独眼井( (《天工开物》中有记载《天工开物》中有记载) )首先是依靠首先是依靠井壁温井壁温度与大气温度度与大气温度( (或燃火或燃火) )不同造成空气流动来进行通风，后来井下有了通不同造成空气流动来进行通风，后来井下有了通风回路，靠风回路，靠进、出井口的高度进、出井口的高度来通风，这时也来通风，这时也利用火炉利用火炉（在回风井筒内）（在回风井筒内），靠，靠热动力热动力来通风，空气加热密度变轻上升，来产生空气流动来通风，空气加热密度变轻上升，来产生空气流动。
概述概述 随着开采深度的增加，通风阻力增大，这时人们就采用井下多设置随着开采深度的增加，通风阻力增大，这时人们就采用井下多设置火炉，就是提高温度，加快气流上升的动力火炉，就是提高温度，加快气流上升的动力 自然风压利用到了极限后，仍不能满足开采用风时，开始利用水车、自然风压利用到了极限后，仍不能满足开采用风时，开始利用水车、风箱、风扇、牛皮囊等机械装置向矿井内压风这标志着机械通风的开风箱、风扇、牛皮囊等机械装置向矿井内压风这标志着机械通风的开始 随着科学技术的发展，瓦特发明了蒸汽机，真正意义上的机械通风开随着科学技术的发展，瓦特发明了蒸汽机，真正意义上的机械通风开始了瓦特始了瓦特 虽然现在矿井要求必须进行机械通风，但自然风压是始终存在的，任虽然现在矿井要求必须进行机械通风，但自然风压是始终存在的，任何矿井中都不可避免自然风压，它在现代矿井通风中也起着很重要的作何矿井中都不可避免自然风压，它在现代矿井通风中也起着很重要的作用， 第一节第一节 自然风压自然风压一、一、 自然风压及其形成和计算自然风压及其形成和计算1 1、自然风压与自然通风、自然风压与自然通风 由由自然因素自然因素作用而形成的通风叫作用而形成的通风叫自然通风自然通风。
冬季冬季：空气柱：空气柱0-1-20-1-2比比5-4-35-4-3的的 平均温度较低，平均平均温度较低，平均 空气密空气密 度较大，导致两空气柱作用度较大，导致两空气柱作用 在在2-32-3水平面上的重力不等水平面上的重力不等 它使空气源源不断地从井它使空气源源不断地从井 口口1 1流入，从井口流入，从井口5 5流出 夏季夏季：相反 自然风压：自然风压：在通风系统中，由于在通风系统中，由于重力差引起的通风压力重力差引起的通风压力，就叫该系统的自然风压就叫该系统的自然风压其大小等于其大小等于作用在最低水平两侧空气柱重力差作用在最低水平两侧空气柱重力差012345dzρ1dzρ2z 2 2、自然风压的计算、自然风压的计算 根根据据自自然然风风压压定定义义，，自自然然风风压压是是““势势函函数数””，，是是一一种种势势能能，，因因此此要要注注意意选选取取计计算算的的参参考考面，即面，即0 0势位面，图所示系统的自然风压势位面，图所示系统的自然风压H HN N可用下式计算可用下式计算 ：： 为了简化计算，一般采用测算出为了简化计算，一般采用测算出0-1-20-1-2和和5-4-35-4-3井巷中空气密度的平均值井巷中空气密度的平均值ρρm1m1和和ρρm2m2，用，用其分别代替上式的其分别代替上式的ρρ1 1和和ρρ2 2，则上式可写为：，则上式可写为： 在实际测量计算中，常取：在实际测量计算中，常取： 注意注意：：1 1）自然风压的计算必须取一）自然风压的计算必须取一闭合系统闭合系统。
2 2）进风系统和回风系统必须取）进风系统和回风系统必须取相同的标高相同的标高 3 3）一般选取最低点作为）一般选取最低点作为基准面基准面012345dzρ1dzρ2z 二、二、 自然风压的影响因素及变化规律自然风压的影响因素及变化规律 影响自然风压的决定性因素是影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差两侧空气柱的密度差，而空气密度，而空气密度又受又受温度温度T T、大气压力、大气压力P P、气体常数、气体常数R R( (气体常数气体常数 ，是一个只与气体的种，是一个只与气体的种类有关，与气体所处的状态无关的一个物理量类有关，与气体所处的状态无关的一个物理量 ) )和和相对湿度相对湿度φφ等因素等因素影响因此，影响自然风压的因素可用下式表示：影响因此，影响自然风压的因素可用下式表示： H HN N=f(ρZ=f(ρZ））=f[ρ(T,P,R,φ)=f[ρ(T,P,R,φ)，，Z]Z] 1 1、、温温差差：：矿矿井井某某一一回回路路中中两两侧侧空空气气柱柱的的温温差差是是影影响响H HN N的的主主要要因因素素。
影影响响气气温温差差的的主主要要因因素素是是地地面面入入风风流流气气温温和和风风流流与与围围岩岩的的热热交交换换其其影影响响程程度度随随矿矿井井的的开开拓拓方方式式、、开开采采深深度度、、地地形形、、地地质质原原因因不不同同而而有有不不同的影响，在山区浅井，受地面温度影响大，深井偏小同的影响，在山区浅井，受地面温度影响大，深井偏小 1012 1234 5678911 12月份HN 二、二、 自然风压的影响因素及变化规律自然风压的影响因素及变化规律 2 2、空气成分和湿度：、空气成分和湿度：它影响空气的密度，因而对自然风压也有它影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小一定影响，但影响较小 3 3、井深：、井深：H HN N与矿井或回路与矿井或回路最高与最低点间的高差最高与最低点间的高差Z Z成正比成正比 4 4、主要通风机：、主要通风机：主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响因为矿井主要通风机工作决定了一定影响因为矿井主要通风机工作决定了主风流的方向主风流的方向，，加之风加之风流与围岩的热交换流与围岩的热交换，使，使回风井气温高于进风井，在进风井周围形成回风井气温高于进风井，在进风井周围形成了冷却带了冷却带以后，即使风机停转或通风系统改变，这两个井筒之间在以后，即使风机停转或通风系统改变，这两个井筒之间在一定时期内仍有一定的一定时期内仍有一定的气温差气温差，从而仍有一定的，从而仍有一定的自然风压自然风压起作用。
起作用 三、自然风压的控制和利用三、自然风压的控制和利用 自然风压既可作为自然风压既可作为矿井通风的动力矿井通风的动力，也可能是，也可能是事故的肇凶事故的肇凶因此，研究自然风压的控制和利用具有重要意义研究自然风压的控制和利用具有重要意义 1 1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时，应充分考虑利用地形和当地气候特点地形和当地气候特点新井设计应尽量使自然风压全年的方向与机械通新井设计应尽量使自然风压全年的方向与机械通风机方向一致风机方向一致 2 2、根据自然风压的变化规律，应、根据自然风压的变化规律，应适时调整主通风机的工况点适时调整主通风机的工况点，使其，使其既能满足矿井通风需要，又可节约电能既能满足矿井通风需要，又可节约电能 3 3、在建井时期，要注意、在建井时期，要注意因地制宜和因时制宜利用自然风压通风因地制宜和因时制宜利用自然风压通风，如，如在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可在表土施工阶段可利用自然通风；在主副井与风井贯通之后，有时也可利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路。
利用自然通风；有条件时还可利用钻孔构成回路 4 4、利用自然风压做好、利用自然风压做好非常时期通风非常时期通风一旦主要通风机因故遭受破坏一旦主要通风机因故遭受破坏时，便可利用自然风压进行通风时，便可利用自然风压进行通风 5 5、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，、在多井口通风的山区，尤其在高瓦斯矿井，要掌握自然风压的变化规律，防止因防止因自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故自然风压作用造成某些巷道无风或反向而发生事故 如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图如图是四川某矿因自然风压使风流反向示意图 ABB ABB’’CEFACEFA系统的自然风压为：系统的自然风压为： DBB DBB’’CEDCED系统的自然风压为：系统的自然风压为： 自自然然风风压压与与主主要要通通风风机机作作用用方方向向相相反反相相当当于于在在平平硐硐口口A A和和进进风风立立井井口口D D各各安安装装一一台台抽风机（向外）抽风机（向外） abcdefb ′RDRCZabcdb′ 设设ABAB风流停滞，对回路风流停滞，对回路ABDEFAABDEFA和和ABB’CEFAABB’CEFA可分别列出压力平衡方程：可分别列出压力平衡方程： 式中：式中： H HS S——风机静压，风机静压，PaPa；； Q—DBB’C Q—DBB’C风路风量，风路风量，m m3 3/S;/S; R RD D、、R RC C——分别为分别为DBDB和和BB’CBB’C分支风阻，分支风阻，N·SN·S2 2/m/m8 8。
两式相除：两式相除： 此即此即ABAB段风流停滞条件式段风流停滞条件式 当上式变为当上式变为 则则ABAB段风流反向段风流反向 由由此此可可知知防防止止ABAB风风路路风风流流反反向向的的措措施施有有：：（（1 1））加加大大R RD D；；（（2 2））增增大大H HS S；（；（3 3）在）在A A点安装风机向巷道压风点安装风机向巷道压风 第二节第二节 矿用通风机的类型及构造矿用通风机的类型及构造 矿井的通风动力主要是通风机，每个风井至少有矿井的通风动力主要是通风机，每个风井至少有2 2台主要通风机台主要通风机（一台使用、备用）一般功率都很大，其电耗一般为全矿的（一台使用、备用）一般功率都很大，其电耗一般为全矿的20%20%～～25%25%，有的矿井甚至高达，有的矿井甚至高达50%50%，原因是功率大效率低，平均只有，原因是功率大效率低，平均只有52.79%52.79%矿用通风机按其服务范围可分为三种：矿用通风机按其服务范围可分为三种： 1 1、主要通风机，、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）；服务于全矿或矿井的某一翼（部分）； 2 2、、辅辅助助通通风风机机，，服服务务于于矿矿井井网网络络的的某某一一分分支支（（采采区区或或工工作作面面）），，帮助主通风机通风，以保证该分支风量；安全隐患，一般不用；帮助主通风机通风，以保证该分支风量；安全隐患，一般不用； 3 3、局部通风机，、局部通风机，服务于独头掘进井巷道等局部地区。
服务于独头掘进井巷道等局部地区按构造和工作原理可分为：按构造和工作原理可分为： 离心式通风机离心式通风机和和轴流式通风机轴流式通风机 一、离心式通风机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理1 1、、 风机构造风机构造 离离心心式式通通风风机机一一般般由由：：进进风风口口、、工工作作轮轮（（叶叶轮轮））、、螺螺形机壳和前导器形机壳和前导器等部分组成等部分组成 吸风口吸风口有：有：单吸和双吸单吸和双吸两种在相同的条件下双吸风两种在相同的条件下双吸风机叶机叶( (动动) )轮宽度是单吸风机的轮宽度是单吸风机的两倍两倍 前导器前导器( (有些通风机无前导器有些通风机无前导器) )，使进入叶，使进入叶( (动动) )轮的气轮的气流发生预旋绕，以达到调节性能之目的流发生预旋绕，以达到调节性能之目的 叶轮叶轮是唯一的旋转部件是唯一的旋转部件 叶片出口构造角：叶片出口构造角：风流相对速度风流相对速度W W2 2的方向与圆周速度的方向与圆周速度u u2 2的反方向夹角的反方向夹角称为称为叶片出口构造角叶片出口构造角，以，以ββ2 2表示离离心心式式风风机机可可分分为为：：前前倾倾式式（（ββ2 2>90>90º) )、、径径向向式式（（ββ2 2=90=90º) )和和后后倾倾式式（（ββ2 2<90<90º) )三种。
三种ββ2 2不同，通风机的性能也不同矿用离心式风机多为后倾式不同，通风机的性能也不同矿用离心式风机多为后倾式w2c2u2c2uβ2w2c2u2β2u2c2w2β2 2 2、工作原理、工作原理 当当电电机机通通过过传传动动装装置置带带动动叶叶轮轮旋旋转转时时，，叶叶片片流流道道间间的的空空气气随随叶叶片片旋旋转转而而旋旋转转，，获获得得离离心心力力经经叶叶端端被被抛抛出出叶叶轮轮，，进进入入机机壳壳在在机机壳壳内内速速度度逐逐渐渐减减小小，，压压力力升升高高，，然然后后经经扩扩散散器器排排出出与与此此同同时时，，在在叶叶片片入入口口（（叶叶根根））形形成成较较低低的的压压力力（（低低于于进进风风口口压压力力）），，于于是是，，进进风风口口的的风风流流便便在在此此压压差差的的作作用用下下流流入入叶叶道道，，自自叶叶根根流流入入，，在在叶端流出，如此源源不断，形成连续的流动叶端流出，如此源源不断，形成连续的流动3 3、常用型号、常用型号 目目前前我我国国煤煤矿矿使使用用的的离离心心式式风风机机主主要要有有G4-73G4-73、、4-734-73型型和和K4-73K4-73型型等等。
这这些些品品种种通风机具有规格齐全、效率高和噪声低等特点通风机具有规格齐全、效率高和噪声低等特点 型号参数的含义举例说明如下：型号参数的含义举例说明如下： G 4 — 73 — 1 1 № 25 D G 4 — 73 — 1 1 № 25 D代表通风机的用途，代表通风机的用途，K K表示表示 表示传动方式表示传动方式矿用通风机，矿用通风机，G G代表鼓风机代表鼓风机 通风机叶轮直径（通风机叶轮直径（25dm) 25dm) 表示通风机在最高效率点时表示通风机在最高效率点时 全压系数全压系数1010倍化整倍化整 设计序号设计序号(1(1表示第一次设计）表示第一次设计）表示通风机比转速表示通风机比转速(n(ns s) )化整化整 表示进风口数表示进风口数,1,1为单吸为单吸,0,0为双吸为双吸 二、轴流式风机的构造和工作原理二、轴流式风机的构造和工作原理1 1、风机构造、风机构造 主主要要由由进进风风口口、、叶叶轮轮、、整整流流器器、、风风筒筒、、扩扩散散（（芯芯筒筒））器器和和传传动动部部件件等部分组成。
叶轮有等部分组成叶轮有一级一级和和二级二级两种两种2 2、工作原理、工作原理（（1 1））特特点点：：在在轴轴流流式式风风机机中中，，风风流流流流动动的的特特点点是是，，当当动动轮轮转转动动时时，，气气流沿等流沿等半径的圆柱面旋绕半径的圆柱面旋绕流出 （（2 2）叶片安装角）叶片安装角 在叶片迎风侧作一外切线称为在叶片迎风侧作一外切线称为弦线弦线弦线与动轮旋转方向（弦线与动轮旋转方向（u)u)的夹角的夹角称为称为叶片安装角叶片安装角，以，以θθ表示 可根据需要在规定范围内调整但每个动轮上的可根据需要在规定范围内调整但每个动轮上的叶片安装角叶片安装角θθ必需保必需保持一致持一致3 3）工作原理）工作原理 当动轮旋转时，翼栅即以圆周速度当动轮旋转时，翼栅即以圆周速度u u 移动处于叶片迎面的气流受挤移动处于叶片迎面的气流受挤压，压，静压增加静压增加；与此同时，叶片背的气体；与此同时，叶片背的气体静压降低静压降低，翼栅受压差作用，，翼栅受压差作用，但受轴承限制，不能向前运动，于是叶片迎面的高压气流由但受轴承限制，不能向前运动，于是叶片迎面的高压气流由叶道出口流叶道出口流出，翼背的低压区出，翼背的低压区““吸引吸引””叶道入口侧的气体流入叶道入口侧的气体流入，形成穿过翼栅的连，形成穿过翼栅的连续气流。
续气流uθ 3 3、常用型号、常用型号 目目前前我我国国煤煤矿矿在在用用的的轴轴流流式式风风机机有有1K581K58、、2K582K58、、GAFGAF和和BDBD或或BDKBDK（（对对旋旋式）等系列轴流式风机轴流式风机型号的一般含义是：式）等系列轴流式风机轴流式风机型号的一般含义是： 1 K— 58 — 4 №25 1 K— 58 — 4 №25 表示表示叶轮级数表示表示叶轮级数,1,1表示表示 通风机叶轮直径（通风机叶轮直径（25dm)25dm) 单级，单级，2 2表示双级表示双级 表示设计序号表示设计序号 表示用途，表示用途，K K表示矿用，表示矿用， T T表示通用表示通用 表示通风机轮毂比表示通风机轮毂比,0.58,0.58化整化整 B D K 65 8 №24B D K 65 8 №24 防爆型防爆型 叶轮直径（叶轮直径（24dm)24dm) 对旋结构对旋结构 电机为电机为8 8极（极（740r/min740r/min）） 表示用途，表示用途，K K为矿用为矿用 轮毂比轮毂比0. 650. 65的的100100倍化整倍化整 若轮毂比低于若轮毂比低于0.40.4则认为是低压则认为是低压( (或低轮毂比或低轮毂比) )型型轴流通风机，轮毂比大于轴流通风机，轮毂比大于0.710.71时，则认为是高压（或大轮毂比）型时，则认为是高压（或大轮毂比）型轴流通风机，轮毂比介于轴流通风机，轮毂比介于0.40.4～～0.710.71之间的则被认为是之间的则被认为是中压（或中轮毂比）型中压（或中轮毂比）型轴流通风机。
轴流通风机4 4、对旋风机的特点、对旋风机的特点 一级叶轮和二级叶轮直接对接，旋转方向相反一级叶轮和二级叶轮直接对接，旋转方向相反, ,组成对旋结构；机翼形叶组成对旋结构；机翼形叶片的扭曲方向也相反，两级叶片安装角片的扭曲方向也相反，两级叶片安装角一般相差一般相差3 3º；电机为防爆型安装在主；电机为防爆型安装在主风筒中的密闭罩内，与通风机流道中的含瓦斯气流隔离，密闭罩中有扁管与风筒中的密闭罩内，与通风机流道中的含瓦斯气流隔离，密闭罩中有扁管与大气相通，以达到散热目的大气相通，以达到散热目的 第三节第三节 通风机附属装置通风机附属装置一、风硐一、风硐 风风硐硐是是连连接接风风机机和和井井筒筒的的一一段段巷巷道道通通过过风风量量大大、、内内外外压压差差较较大大，，应应尽尽量量降低其风阻，并减少漏风降低其风阻，并减少漏风二、扩散器二、扩散器( (扩散塔扩散塔) ) 作用作用：是降低出口速压以提高风机静压是降低出口速压以提高风机静压 扩扩散散器器四四面面张张角角的的大大小小应应视视风风流流从从叶叶片片出出口口的的绝绝对对速速度度方方向向而而定定。
总总的的原原则是则是，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流三、防爆门三、防爆门( (防爆井盖防爆井盖) ) 在斜井井口安设防爆门，在立井在斜井井口安设防爆门，在立井 井口安设防爆井盖井口安设防爆井盖 防爆门是指装有通风机的井筒为防止瓦斯爆炸时毁坏风饥的安全设施其作用有：一是当井下发生瓦斯爆炸时，防爆门能被气浪冲开，爆炸波直接冲入大气，从而起到保护通风机的作用二是当通风机停止运转时，打开防爆门，可使矿井保持自然通风三是可以起防止风流短路的作用 四、反风装置和功能四、反风装置和功能 作用：作用：使井下风流反向的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产使井下风流反向的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产生的有害气体进入作业区；有时为了适应救护工作也需要进行反风生的有害气体进入作业区；有时为了适应救护工作也需要进行反风 反风方法因风机的类型和结构不同而异目前的反风方法主要有：反风方法因风机的类型和结构不同而异目前的反风方法主要有： 1 1）设专用反风道反风；）设专用反风道反风； 2 2）利用备用风机作反风道反风；）利用备用风机作反风道反风； 3 3）轴流式风机反转反风）轴流式风机反转反风 4 4）调节动叶安装角反风）调节动叶安装角反风。
要求：要求： 定定期期进进行行检检修修，，确确保保反反风风装装置置处处于于良良好好状状态态；；动动作作灵灵敏敏可可靠靠，，能能在在10min10min内内改改变变巷巷道道中中风风流流方方向向；；结结构构要要严严密密，，漏漏风风少少；；反反风风量量不不应应小于小于正常风量的正常风量的40%40%；每年至少进行一次反风演习每年至少进行一次反风演习 1 1）设专用反风道反风）设专用反风道反风离心式离心式轴流式轴流式 2 2）利用备用风机作反风道反风）利用备用风机作反风道反风 第四节第四节 通风机实际特性曲线通风机实际特性曲线一、通风机的工作参数一、通风机的工作参数 表表示示通通风风机机性性能能的的主主要要参参数数是是风风压压H H、、风风量量Q Q、、风风机机轴轴功功率率N N、、效效率率 和和转速转速n n等一）风机（一）风机( (实际实际) )流量流量Q Q 风风机机的的实实际际流流量量一一般般是是指指实实际际时时间间内内通通过过风风机机入入口口空空气气的的体体积积，，亦亦称称体积流量单位为体积流量单位为 m m3 3/h,m/h,m3 3/min /min 或或m m3 3/s /s 。
二）风机（二）风机( (实际实际) )全压全压H Hf f与静压与静压H Hs s 全全压压H Ht t: :是是通通风风机机对对空空气气作作功功，，消消耗耗于于每每1m1m3 3 空空气气的的能能量量（（N·m/mN·m/m3 3 或或PaPa），其值为风机出口风流的全压与入口风流全压之差其值为风机出口风流的全压与入口风流全压之差 忽忽略略自自然然风风压压时时，，H Ht t用用以以克克服服通通风风管管网网阻阻力力h hk k 和和风风机机出出口口动动能能损损失失h hv v，即，即: : H Ht t=h=hR R+h+hV V,Pa,Pa 静压静压: :克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压H HS S（（PaPa） H HS S=h=hR R=RQ=RQ2 2 因此因此 H Ht t=H=HS S+h+hV V ( (三）通风机的功率三）通风机的功率 全全压压功功率率：：通通风风机机的的输输出出功功率率以以全全压压计计算算时时称称全全压压功功率率N Nt t。
计计算算式式：： N Nt t=H=Ht tQ×10Q×10-3 -3 KWKW 静静压压功功率率：：用用风风机机静静压压计计算算输输出出功功率率，，称称为为静静压压功功率率N NS S计计算算式式：： N NS S=H=HS SQ×10Q×10—3 —3 KW KW 风机的轴功率风机的轴功率，即通风机的输入功率，即通风机的输入功率N N（（kWkW）计算式：）计算式： 或或 式中式中 t t、、 S S分别为风机的全压和静压效率分别为风机的全压和静压效率 电动机的输入功率（电动机的输入功率（ N Nm m ）：）： 设电动机的效率为设电动机的效率为 m m, ,传动效率为传动效率为 trtr时时, ,则则 二、通风系统主要参数关系二、通风系统主要参数关系 －－－－ 风机房水柱计示值含义风机房水柱计示值含义1 1、抽出式通风矿井、抽出式通风矿井（（1 1）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系 水柱计示值水柱计示值: :即为即为 4 4 断面相对静压断面相对静压h h4 4 故故 h h4 4（负压）（负压）= P= P4 4 - P- P0404 沿风流方向，对沿风流方向，对1 1、、4 4两断面两断面 列伯努力方程列伯努力方程: : h hR14R14=(P=(P1 1+h+hv1v1+ρ+ρm12 m12 gZgZ1212) ) - (P - (P4 4+h+hv4v4+ρ+ρm34 m34 gZgZ3434) ) 由风流入口边界条件：由风流入口边界条件：P Pt1t1＝＝P P0101，， 即即 P P1 1+h+hv1v1= P= Pt1t1=P=P0101，， 又因又因1 1与与4 4断面同标高，所以断面同标高，所以 P P0101＝＝P P0404且：且：ρρm12m12gZgZ12’12’—ρ—ρm34m34gZgZ3434 = H = HN N z12356h4445 故上式可写为故上式可写为: : h hR14R14= P= P04 04 - P- P4 4- h- hv4 v4 + H+ HN N h hR14R14=|h=|h4 4|- h|- hv4 v4 + H+ HN N 即即 |h|h4 4|= h|= hR14 R14 + h+ hv4 v4 - H- HN N 即：即：风机房水柱计示值反映了矿井通风阻力和自然风压等参数的关系。
风机房水柱计示值反映了矿井通风阻力和自然风压等参数的关系2 2）风机房水柱计示值与风机风压之间关系）风机房水柱计示值与风机风压之间关系 类类似似地地对对4 4、、5 5断断面面( (扩扩散散器器出出口口））列列伯伯努努力力方方程程，，忽忽略略两两断断面面之之间间的的位能差 扩散器的阻力扩散器的阻力 h hRdRd 风流出口边界条件：风流出口边界条件：P P5 5＝＝ P P0505＝＝P P0404 故风机全压故风机全压 H Ht t- - h hRdRd ＝＝P Pt5t5-P-Pt4 t4 =(=(P P5 5＋＋h hv5 v5 )-(P)-(P4 4+h+hv4v4) ) = = P P04 04 -P-P4 4+h+hv5v5-h-hv4v4 H Ht t = = |h|h4 4|—h|—hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 若忽略若忽略 h hRdRd 不计，则不计，则 H Ht t≌ |h≌ |h4 4|—h|—hv4v4+ h+ hv6v6 风机静压风机静压 H Hs s＝＝ |h |h4 4|— h|— hv4v4（（3 3）） H Ht t、、 H HN N、、h hR R 之间的关系之间的关系 综合上述两式：综合上述两式： H Ht t＝＝ |h|h4 4| | - h - hv4v4+h+hRdRd+h+hv5v5 ＝（＝（ h hR14R14+h+hv4v4-H-HN N ））- h- hv4v4+h+hRdRd+h+hv5v5 ＝＝ h hR14 R14 + h+ hRd Rd + h+ hv5 v5 - H- HN N 即即 H Ht t ＋＋H HN N ＝＝ h hR14 R14 + h+ hRd Rd + h+ hv5v5 表明：表明：扇风机风压和自然风压联合作用，克服矿井和扩散器的阻扇风机风压和自然风压联合作用，克服矿井和扩散器的阻力，以及扩器出口动能损失。
力，以及扩器出口动能损失 2 2、压入式通风的系统、压入式通风的系统 对对1 1、、2 2两断面列伯努力方程得：两断面列伯努力方程得： h hR12R12=(P=(P1 1+h+hv1v1+ρ+ρm1m1gZgZ1 1)- (P)- (P2 2+h+hv2v2+ρ+ρm2m2gZgZ2 2) ) ∵ ∵ 边界条件及边界条件及1 1、、2 2同标高：同标高： ∴ P ∴ P2 2 = P= P02 02 ＝＝ P P0101 故有：故有： P P1 1-P-P2 2= P= P1 1-P-P0101= h= h1 1 ρ ρm1m1gZgZ1 1-ρ-ρm2m2gZgZ2 2=H=HN N 故上式可写为故上式可写为 h hR12R12=h=h1 1+h+hV1V1-h-hv2v2+ H+ HN N 即即 h h1 1= h= hR12R12+ h+ hv2v2- h- hV1V1-H-HN N 又又 H Ht t= P= Pt1t1-P-Pt1’t1’= P= Pt1t1-P-P0101 = P= P1 1+h+hv1v1-P-P0101= = h h1 1+h+hv1v1 同理可得：同理可得： H Ht t+ H+ HN N = h= hR12 R12 + h+ hv2v21z22h1ρm1ρm21’1 三、通风机的个体特性曲线三、通风机的个体特性曲线 1 1、、工工况况点点：：当当风风机机以以某某一一转转速速、、在在风风阻阻ＲＲ的的管管网网上上工工作作时时、、可可测测算算出出一一组组工工作作参参数数（（风风压压ＨＨ、、风风量量ＱＱ、、功功率率ＮＮ、、和和效效率率ηη）） ，，这这就是该风机在管网风阻为Ｒ时的工况点。
就是该风机在管网风阻为Ｒ时的工况点 2 2、、个个体体特特性性曲曲线线：：不不断断改改变变R R，，得得到到许许多多的的Q Q、、H H、、N N、、ηη以以Q Q为为横横坐坐标标，，分分别别以以H H、、N N、、ηη为为纵纵坐坐标标，，将将同同名名的的点点用用光光滑滑的的曲曲线线相相连连，，即得到个体特性曲线即得到个体特性曲线 3 3、、通通风风机机装装置置：：把把外外接接扩扩散散器器看看作作通通风风机机的的组组成成部部分分，，总总称称之之为为通风机装置通风机装置 4 4、、通通风风机机装装置置的的全全压压ＨＨtdtd：：扩扩散散器器出出口口与与风风机机入入口口风风流流的的全全压压之之差，与风机的全压Ｈ差，与风机的全压Ｈt t之关系为：之关系为： 式中式中 h hd d━━━━扩散器阻力扩散器阻力 5 5、通风机装置的静压Ｈ、通风机装置的静压Ｈsdsd：： 6 6、、H Hs s 和和 H Hsdsd 的关系的关系 ∵ H ∵ Hs s＝＝H Ht t－－h hvdvd 而而 ∴ ∴ 只有当只有当 h hd d+h+hVdVd >ＨＨs s，， 即通风机装置阻力与其出口动能损失之和小于通风机出口动能损失时，即通风机装置阻力与其出口动能损失之和小于通风机出口动能损失时，通风机装置的静压才会因加扩散器而有所提高，即扩散器起到回收动能通风机装置的静压才会因加扩散器而有所提高，即扩散器起到回收动能的作用。
的作用7 7、、 H Ht t、、 H Htdtd、、 H Hs s 和和 H Hsdsd 之间的关系图之间的关系图QHHt-QHtd-QHS-QHsd-Q 8 8、离心式通风机个体特性曲线、离心式通风机个体特性曲线 特点特点：（：（1 1）离心式风机风压曲线驼峰）离心式风机风压曲线驼峰 不明显，且随叶片后倾角度不明显，且随叶片后倾角度 增大逐渐减小，其风压曲线增大逐渐减小，其风压曲线 工作段较轴流式风机平缓；工作段较轴流式风机平缓； （（2 2）当管网风阻作相同量的）当管网风阻作相同量的 变化时，其风量变化比轴变化时，其风量变化比轴 流式风机要大流式风机要大 （（3 3）离心式风机的轴功率Ｎ）离心式风机的轴功率Ｎ 随Ｑ增加而增大，只有在接随Ｑ增加而增大，只有在接 近风流短路时功率才略有下降近风流短路时功率才略有下降风机开启方式：风机开启方式：离心式风机在启动时应将风硐中的离心式风机在启动时应将风硐中的闸门全闭闸门全闭，待其达到正常转，待其达到正常转速后再将闸门逐渐打开。
速后再将闸门逐渐打开说明：说明：（（1 1）离心式风机大多是全压特性曲线离心式风机大多是全压特性曲线2 2）当供风量超过需风量过大）当供风量超过需风量过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量，以节省电能时，常常利用闸门加阻来减少工作风量，以节省电能H/daPaQ/m3/sN/kW/%HtHSNtS 9 9、轴流式通风机个体特性曲线、轴流式通风机个体特性曲线 特点特点：（：（1 1）轴流式风机的风压特性）轴流式风机的风压特性 曲线一般都有马鞍形驼峰存在曲线一般都有马鞍形驼峰存在 （（2 2）驼峰点Ｄ以右的特性）驼峰点Ｄ以右的特性 曲线为单调下降区段，是稳定曲线为单调下降区段，是稳定 工作段；工作段； （（3 3）点Ｄ以左是不稳定工作段，）点Ｄ以左是不稳定工作段， 产生所谓喘振（或飞动）现象；产生所谓喘振（或飞动）现象； （（4 4）轴流式风机的叶片装置角）轴流式风机的叶片装置角 不太大时，在稳定工作段内，不太大时，在稳定工作段内， 功率随Ｑ增加而减小功率随Ｑ增加而减小 风机开启方式：风机开启方式：轴流式风机应在风阻最小（轴流式风机应在风阻最小（闸门全开闸门全开）时启动，以减少启）时启动，以减少启动负荷。
动负荷 说明说明：轴流式风机给出的大多是静压特性曲线轴流式风机给出的大多是静压特性曲线HtHsts/%Q/m3/sH/daPaN/kWQ/m3/sGFDMR 三、无因次系数与类型特性曲线三、无因次系数与类型特性曲线（一）（一） 无因次系数无因次系数⒈⒈通风机的相似条件通风机的相似条件 比比例例系系数数：：两两个个通通风风机机相相似似是是指指气气体体在在风风机机内内流流动动过过程程相相似似，，或或者者说说它它们们之之间间在在任任一一对对应应点点的的同同名名物物理理量量之之比比保保持持常常数数，，这这些些常常数数叫叫相相似似常常数数或比例系数或比例系数 几何相似几何相似是风机相似的必要条件，是风机相似的必要条件，动力相似动力相似则是相似风机的充分条件则是相似风机的充分条件2 2、无因次系数、无因次系数（（1 1）压力系数）压力系数 同系列风机同系列风机在相似工况点的全压和静压系数均为一常数，可用下式表示：在相似工况点的全压和静压系数均为一常数，可用下式表示： 式中：式中： u u为圆周速度，为圆周速度， 为压力系数为压力系数。
2 2）流量系数）流量系数 （（3 3）功率系数）功率系数 风机轴功率风机轴功率 计算公式中的计算公式中的 H H 和和 Q Q 分别上式代入得：分别上式代入得：同系列风机在相似工况点的效率相等，功率系数为常数同系列风机在相似工况点的效率相等，功率系数为常数 、、 、、 三个参数都不含有因次，因此叫三个参数都不含有因次，因此叫无因次系数无因次系数二）类型特性曲线（二）类型特性曲线 根据风机模型的几何尺寸、实验条件及实验时所得的工况参数根据风机模型的几何尺寸、实验条件及实验时所得的工况参数Q Q、、H H、、N N和和ηη利用上三式计算出该系列风机的利用上三式计算出该系列风机的 、、 、、 和和ηη然后以以 为横坐标，以为横坐标，以 、、 和和ηη为纵坐标，绘出为纵坐标，绘出 - - 、、 - - 和和ηη- - 曲线，此曲线即为该系列风机的曲线，此曲线即为该系列风机的类型特性曲线类型特性曲线，，见书见书P67P67图图4-4-4-64-6和图和图4-4-74-4-7 四、比例定律与通用特性曲线四、比例定律与通用特性曲线1 1、、比比例例定定律律 同同类类型型风风机机它它们们的的压压力力H H、、流流量量Q Q和和功功率率N N与与其其转转速速n n、、尺尺寸寸D D和空气密度和空气密度ρρ成一定比例关系，这种比例关系叫成一定比例关系，这种比例关系叫比例定律比例定律。
将转速将转速 u=πDn/60 u=πDn/60 代入无因次系数关系式得：代入无因次系数关系式得：对于对于1 1、、2 2两个相似风机而言，两个相似风机而言， ∴ ∴ 2 2、通用特性曲线、通用特性曲线 根据比例定律，把一个系列产品的性能参数根据比例定律，把一个系列产品的性能参数H H、、Q Q、、n n、、D D、、N N、和、和 等相互关系同画在一个坐标图上，叫通用曲线等相互关系同画在一个坐标图上，叫通用曲线 例例题题 某某矿矿使使用用主主要要通通风风机机为为4-72-11№20B4-72-11№20B离离心心式式风风机机，，图图上上给给出出三三种种不不同同 转转 速速 n n的的 H Ht t--Q--Q曲曲 线线 转转 速速 为为 n n1 1=630r/min,=630r/min,风风 机机 工工 作作 风风 阻阻R=0.0547×9.81=0.53657NR=0.0547×9.81=0.53657N．．s s2 2/m/m8 8，，工工况况点点为为M M0 0（（Q=58mQ=58m3 3/s,H/s,Ht t=1805Pa)=1805Pa)，，后后来来，，风风阻阻变变为为R’=0.7932 R’=0.7932 N N．．s s2 2/m/m8 8，，矿矿风风量量减减小小不不能能满满足足生生产产要要求求，，拟拟采用调整转速方法保持风量采用调整转速方法保持风量Q=58 mQ=58 m3 3/s/s，求转速调至多少？，求转速调至多少？ 解：同型号风机，故其解：同型号风机，故其 直径相等。
由比例定律有：直径相等由比例定律有： n n2 2＝＝n n1 1 Q Q2 2/Q/Q1 1 ＝＝630×58/51.5630×58/51.5 ＝＝710r/min710r/min 即转速应调至即转速应调至n n2 2=710r/min=710r/min，， 可满足供风要求可满足供风要求M0QHn =630n =710n =560R=0.5367R’=0.7932M15851.5 < <规程规程> >第第121121条条 矿井必须采用机械通风矿井必须采用机械通风主要通风机的安装和使用应符合下列要求：主要通风机的安装和使用应符合下列要求： （一）主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，（一）主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率在无提升设备时不得超过其外部漏风率在无提升设备时不得超过5%5%，有提升设备时不得超过，有提升设备时不得超过15%15% （二）必须保证主要通风机连续运转。
二）必须保证主要通风机连续运转 （三）必须安装（三）必须安装2 2套套同等能力的主要通风机装置，其中同等能力的主要通风机装置，其中1 1套作备用，备套作备用，备用通风机必须能在用通风机必须能在10min10min内开动在建井期间可安装内开动在建井期间可安装1 1套通风机和套通风机和1 1部部备用电动机生产矿井现有的备用电动机生产矿井现有的2 2套不同能力的主要通风机，在满足生套不同能力的主要通风机，在满足生产要求时，可继续使用产要求时，可继续使用 （四）严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用四）严禁采用局部通风机或风机群作为主要通风机使用 （五）装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每（五）装有主要通风机的出风井口应安装防爆门，防爆门每6 6个月检查个月检查维修维修1 1次 （六）至少每月检查（六）至少每月检查1 1次主要通风机改变通风机转数或叶片角度时，次主要通风机改变通风机转数或叶片角度时，必须经矿技术负责人批准必须经矿技术负责人批准 （七）（七）新安装的主要通风机投入使用前，必须进行新安装的主要通风机投入使用前，必须进行1 1次通风机性能测定次通风机性能测定和试运转工作，以后每和试运转工作，以后每5 5年至少进行年至少进行1 1次性能测定。
次性能测定 第五节第五节 通风机工况点及其经济运行通风机工况点及其经济运行一、工况点的确定方法一、工况点的确定方法工工况况点点：：风风机机在在某某一一特特定定转转速速和和工工作作风风阻阻条条件件下下的的工工作作参参数数，，如如ＱＱ、、ＨＨ、、Ｎ和Ｎ和ηη等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数求风机工况点的方法：求风机工况点的方法：1 1、图解法、图解法 理理论论依依据据是是：：风风机机风风压压特特性性曲曲线线的的函函数数式式为为ＨＨ＝＝f(f(ＱＱ) )，，管管网网风风阻阻特特性性曲曲线线函函数数式式是是h=h=ＲＲＱＱ2 2，，风风机机风风压压ＨＨ是是用用以以克克服服阻阻力力h h，，所所以以ＨＨ＝＝h h，，因因此此两两曲曲线线的的交交点点，，即即两两方方程程的的联联立立解解可可见见图图解解法法的的前前提提是是风风压压与其所克服的阻力相对应与其所克服的阻力相对应 方方法法：：在在风风机机风风压压特特性性（（ＨＨ──ＱＱ））曲曲线线的的坐坐标标上上，，按按相相同同比比例例作作出出工工作作管管网网的的风风阻阻曲曲线线，，与与风风压压曲曲线线的的交交点点之之坐坐标标值值，，即即为为通通风风机机的的工工作作风风压压和和风风量量。
通通过过交交点点作作ＱＱ轴轴垂垂线线，，与与ＮＮ──ＱＱ和和η─η─ＱＱ曲曲线线相相交交，，交交点的纵坐标即为风机的轴功率Ｎ和效率点的纵坐标即为风机的轴功率Ｎ和效率ηη 若若使使用用厂厂家家提提供供的的不不加加外外接接扩扩散散器器的的静静压压特特性性曲曲线线ＨＨs s──ＱＱ，，则则要要考考虑虑安安装装扩扩散器所回收的风机出口动能的影响，此时所用的风阻Ｒ散器所回收的风机出口动能的影响，此时所用的风阻ＲS S应小于Ｒ应小于Ｒm m，即，即 式中式中 ＲＲv v────相当于风机出口动能损失的风阻，相当于风机出口动能损失的风阻， ＳＳV V────风机出口断面，即外接扩散器入口断面；风机出口断面，即外接扩散器入口断面； ＲＲd d────扩散器风阻；扩散器风阻； ＲＲVdVd────相当于扩散器出口动能损失的风阻，相当于扩散器出口动能损失的风阻， ＳＳVdVd────为扩散器出口断面。
为扩散器出口断面若若使用通风机全压特性曲线Ｈ使用通风机全压特性曲线Ｈt t──ＱＱ，则需用全压风阻Ｒ，则需用全压风阻Ｒt t作曲线，且作曲线，且若使用通风机装置全压特性曲线Ｈ若使用通风机装置全压特性曲线Ｈtdtd──Ｑ，则装置全压风阻应为ＲＱ，则装置全压风阻应为Ｒtdtd，且，且应应当当指指出出，，在在一一定定条条件件下下运运行行时时，，不不论论是是否否安安装装外外接接扩扩散散器器，，通通风风机机全全压压特特性性曲曲线线是是唯唯一一的的，，而而通通风风机机装装置置的的全全压压和和静静压压特特性性曲曲线线则则因因所所安安扩扩散散器器的的规规格格、、质量而有所变化质量而有所变化 2 2、解方程法、解方程法 随着电子计算机的应用，复杂的数学计算已成为可能随着电子计算机的应用，复杂的数学计算已成为可能 风机的风压曲线可用下面多项式拟合风机的风压曲线可用下面多项式拟合 式中式中 a a1 1、、a a2 2、、a a3 3────曲线拟合系数曲线拟合系数 对于某一特定矿井，可列出通风阻力方程对于某一特定矿井，可列出通风阻力方程 式中式中 Ｒ为通风机工作管网风阻。
Ｒ为通风机工作管网风阻 联立上述两方程，即可得到风机工况点联立上述两方程，即可得到风机工况点 二、通风机工点的合理工作范围二、通风机工点的合理工作范围1 1、、从经济角度从经济角度，通风机的运转效率不低于，通风机的运转效率不低于60 %60 %2 2、、从安全角度从安全角度，工况点必须位于驼峰点右侧，，工况点必须位于驼峰点右侧，单调下降的直线段单调下降的直线段3 3、实际工作风压不得超过最高风压的、实际工作风压不得超过最高风压的9090％4 4、风机的运轮转速不得超过额定转速风机的运轮转速不得超过额定转速三、主要通风机工况点调节三、主要通风机工况点调节工点调节方法主要有：工点调节方法主要有：1 1、改变风阻特性曲线、改变风阻特性曲线当风机特性曲线不变时，改变工作风阻，当风机特性曲线不变时，改变工作风阻，工况点沿风机特性曲线移动工况点沿风机特性曲线移动 ABCD0.60.650.7153045Q/m3/sH/PaR1R1’R1”MM’M”’Q”HH’H” １）增风调节１）增风调节为了增加矿井的供风量，可以采取下列措施：为了增加矿井的供风量，可以采取下列措施：（１）减少矿井总风阻。
１）减少矿井总风阻２）当地面外部漏风较大时，可以采取堵塞地面的外部漏风措施２）当地面外部漏风较大时，可以采取堵塞地面的外部漏风措施２）减风调节２）减风调节当矿井风量过大时，应进行减风调节其方法有：当矿井风量过大时，应进行减风调节其方法有：（１）增阻调节１）增阻调节２）对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿井风量２）对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿井风量⒉⒉、改变风机特性曲线、改变风机特性曲线 这这种种调调节节方方法法的的特特点点是是矿矿井井总总风风阻阻不不变变，，改改变变风风机机特特性性，，工工况况点点沿沿风风阻阻特性曲线移动特性曲线移动MM2M1Q Q1Q2HH2H1QH 调节方法有：调节方法有：１）轴流风机可采用改变叶片安装角度达到增减风量的目的１）轴流风机可采用改变叶片安装角度达到增减风量的目的２２））装装有有前前导导器器的的离离心心式式风风机机，，可可以以改改变变前前导导器器叶叶片片转转角角进进行行风风量量调节３３））改改变变风风机机转转速速无无论论是是轴轴流流式式风风机机还还是是离离心心式式风风机机都都可可采采用用调节的理论依据是相似定律，即调节的理论依据是相似定律，即 （１）改变电机转速。
１）改变电机转速２）利用传动装置调速２）利用传动装置调速 调调节节方方法法的的选选择择，，取取决决于于调调节节期期长长短短、、调调节节幅幅度度、、投投资资大大小小和和实实施施的的难难易易程程度度调调节节之之前前应应拟拟定定多多种种方方案案，，经经过过技技术术和和经经济济比比较较后后择择优优选选用用选选用用时时，，还还要要考考虑虑实实施施的的可可能能性性有有时时，，可可以以考考虑虑采用综合措施采用综合措施 第六节第六节 通风机的联合运转通风机的联合运转 两两台台或或两两台台以以上上风风机机在在同同一一管管网网上上工工作作叫叫风风机机联联合合工工作作风风机机联联合工作可分为合工作可分为串联串联和和并联并联两大类一、风机串联工作一、风机串联工作 一一个个风风机机的的吸吸风风口口直直接接或或通通过过一一段段巷巷道道（（或或管管道道））联联结结到到另另一一个个风风机的出风口上同时运转，称为风机串联工作机的出风口上同时运转，称为风机串联工作特点：特点：1 1、通过管网的总风量等于每台风机的风量，即、通过管网的总风量等于每台风机的风量，即Q==Q1 1=Q=Q2 2 。
2 2、总风压等于两台风机的工作风压之和，即、总风压等于两台风机的工作风压之和，即 H H＝＝H H1 1＋＋H H2 2 一）、两台风压特性曲线不同风机串联工作分析（一）、两台风压特性曲线不同风机串联工作分析 1 1、、 串联风机的等效特性曲线串联风机的等效特性曲线 作图方法作图方法：：按风量相等，风压叠加的原则按风量相等，风压叠加的原则F1F2 2 2、风机的实际工况点风机的实际工况点在风阻为在风阻为R R管网上风机串联工作，管网上风机串联工作，各风机的实际工况点按下述方法求得：各风机的实际工况点按下述方法求得：在等效风机特性曲线在等效风机特性曲线Ⅰ+ⅡⅠ+Ⅱ上作管网上作管网风阻特性曲线风阻特性曲线R1R1，两者交点为，两者交点为M M0 0，过，过M M0 0作横坐标垂线，分别与曲线作横坐标垂线，分别与曲线ⅠⅠ和和ⅡⅡ相交相交于于M M1 1和和 M M2 2，此两点即是两风机的实际工况点此两点即是两风机的实际工况点效果分析：效果分析：用等效风机产生的风量用等效风机产生的风量Q Q与能与能力较大风机的力较大风机的F F2 2单独工作产生风量单独工作产生风量Q QⅡⅡ之差之差表示。
表示1 1））R=R1>R’,R=R1>R’,工况点位于工况点位于A A点以上，点以上，ΔQ=Q-QΔQ=Q-QⅡⅡ>0>0，则表示串联有效，则表示串联有效；；（（2 2）） R=R’ R=R’工况点与工况点与A A点重合，点重合，ΔQ=Q’-Q’ΔQ=Q’-Q’ⅡⅡ=0=0，， 则串联无增风；则串联无增风；（（3 3）） R=R”< R’, R=R”< R’,工况点位于工况点位于A A点以下，点以下，ΔQ=Q”-Q”ΔQ=Q”-Q”ⅡⅡ<0<0，则表示串联有害则表示串联有害F1F2F1+F2R1M0M2M1QR’QⅡR”H”ⅡQ’Q”AH2H1M2’M”2 （二）、风压特性曲线相同风机串联工作（二）、风压特性曲线相同风机串联工作两台特性曲线相同的风机串联两台特性曲线相同的风机串联工作由图可见，临界点工作由图可见，临界点A A位于位于Q Q轴轴上这就意味着在整个合成曲线范上这就意味着在整个合成曲线范围内串联工作都是有效的，不过工作围内串联工作都是有效的，不过工作风阻不同增风效果不同而已风阻不同增风效果不同而已 结论结论：：1 1、风机串联工作适用于因、风机串联工作适用于因 风阻大而风量不足的管网；风阻大而风量不足的管网； 2 2、风压特性曲线相同的风机、风压特性曲线相同的风机串联工作较好；串联工作较好；3 3、串联合成特性曲线与工作风阻曲线、串联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果。
相匹配，才会有较好的增风效果4 4、串联工作的任务是增加风压，、串联工作的任务是增加风压， 用于克服管网过大阻力，保证按需供风用于克服管网过大阻力，保证按需供风HQⅠ/ⅡHMAⅠ+ⅡR1QH （三）、风机与自然风压串联工作（三）、风机与自然风压串联工作1 1、自然风压特性、自然风压特性自然风压特性是指自然风压与风量自然风压特性是指自然风压与风量之间的关系之间的关系自然风压随风量增大略自然风压随风量增大略有增大风机停止工作时自然风压依有增大风机停止工作时自然风压依然存在故一般用平行然存在故一般用平行Q Q轴的直线表轴的直线表示自然风压的特性示自然风压的特性2 2、、 自然风压对风机工况点影响自然风压对风机工况点影响自然风压对机械风压的影响，自然风压对机械风压的影响， 类似于两个风机串联工作类似于两个风机串联工作 结论结论：当自然风压为正时，：当自然风压为正时， 机械机械风风 压与自然风压共同作用克服矿井通压与自然风压共同作用克服矿井通 风阻力，使风量增加；当自然风压风阻力，使风量增加；当自然风压 为为负时，成为矿井通风阻力负时，成为矿井通风阻力M1M’1QHⅠ+ⅡM”2M”Q1Q”2ⅠⅡⅡQMRⅠ+Ⅱ 二、通风机并联工作二、通风机并联工作 两两台台风风机机的的吸吸风风口口直直接接或或通通过过一一段段巷巷道道连连结结在在一一起起工工作作叫叫通通风风机机并联。
风机并联分为：并联风机并联分为：集中并联集中并联和和对角并联对角并联之分 （一）集中并联（一）集中并联 特点特点：（：（1 1）、）、H = HH = H1 1 = H= H2 2 （（2 2）、）、Q = = Q1 1 + Q+ Q2 2 1 1、风压特性曲线不同风机集中并联工作、风压特性曲线不同风机集中并联工作 1 1）作图方法）作图方法 原则：原则：风压相等，风量相加的原则风压相等，风量相加的原则 方法方法：根据上述原则在同一坐标系中：根据上述原则在同一坐标系中 将两条风机特性曲线（将两条风机特性曲线（I I，，IIII）合成F1F2Q1Q2Q Q22 2）） 工况分析工况分析用并联等效风机产生用并联等效风机产生 的风量的风量Q Q与能力较大风机与能力较大风机 的的F F1 1单独工作产生风量单独工作产生风量Q Q1 1 之差来分析之差来分析Ⅰ+ⅡⅠ+Ⅱ合成曲线与合成曲线与ⅠⅠ风机曲线交点，临界点风机曲线交点，临界点A A，，R’R’临界风阻临界风阻 (A) (A)当工作风阻当工作风阻R0’>0，并联有效；，并联有效； (B) (B)当工作风阻当工作风阻R=R’R=R’时，时，工况点与工况点与A A点重合，点重合， ΔQ=Q-QΔQ=Q-Q1 1’’＝＝0 0，并联增风无效；，并联增风无效； (C) (C)当工作风阻当工作风阻R=R”> R’R=R”> R’时，时，工况点位于工况点位于A A点左上侧，点左上侧， ΔQ=Q-QΔQ=Q-Q1 1’’’’＜＜0 0，并联有害。
并联有害QMM1M2M1’1’Q1Q1’’R’R”HⅠⅠ+ⅡⅡAQ=Q1’RQM’M” 2 2、风压特性曲线相同风机并联工作、风压特性曲线相同风机并联工作 M M1 1 为风机的实际工况点；为风机的实际工况点； M M为并联合成工况点为并联合成工况点 由图可见，总有由图可见，总有ΔQ=Q-QΔQ=Q-Q1 1>0>0，且，且R R越小，越小，ΔQΔQ越大结论结论：：1 1、风机并联工作适用于因风机能力小，风阻小而风量不足的管网；、风机并联工作适用于因风机能力小，风阻小而风量不足的管网；2 2、风压特性曲线相同的风机并联工作较好；、风压特性曲线相同的风机并联工作较好；3 3、并联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果并联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果4 4、并联工作的任务是增加风量，、并联工作的任务是增加风量， 用于风机能力小，保证按需供风用于风机能力小，保证按需供风 QRMⅠ/ⅡM1Ⅰ+ⅡM’1=Q2Q1=Q2HA （二）对角并联工况分析（二）对角并联工况分析 两台不同型号风机两台不同型号风机F F1 1和和F F2 2的特性曲线分别为的特性曲线分别为ⅠⅠ、、ⅡⅡ，各自单独工作的管网，各自单独工作的管网分别为分别为OAOA（风阻为（风阻为R R1 1）和）和OBOB（风阻为（风阻为R R2 2），共同工作于公共风路），共同工作于公共风路OCOC（风阻（风阻为为R R0 0）。
分析方法分析方法：：1 1、按等风量条件下把风机、按等风量条件下把风机F F1 1的风压与风路的风压与风路OAOA的的阻力相减的原则，求风机的的阻力相减的原则，求风机F F1 1为风路为风路OAOA服务后的剩余特性曲线服务后的剩余特性曲线Ⅰ’Ⅰ’2 2、同理得到剩余特性曲线、同理得到剩余特性曲线Ⅱ’Ⅱ’3 3、按风压相等风量相加原理求得等效风机、按风压相等风量相加原理求得等效风机F F1 1’’和和F F2 2’’集中并联的特性曲线集中并联的特性曲线Ⅲ’Ⅲ’4 4、特性曲线、特性曲线Ⅲ’Ⅲ’，它与风路，它与风路OCOC的风阻的风阻R R0 0曲线交点曲线交点M M0 0，由此可得，由此可得OCOC风路的风风路的风量量Q Q0 05 5、过、过M M0 0作作Q Q轴平行线与特性曲线轴平行线与特性曲线Ⅰ’Ⅰ’和和Ⅱ’Ⅱ’分别相交于分别相交于M MⅠⅠ’’和和M MⅡⅡ’’点6 6、过、过M MⅠⅠ’’和和M MⅡⅡ’’点作点作Q Q轴垂线与曲线轴垂线与曲线ⅠⅠ和和ⅡⅡ相交于相交于M MⅠⅠ和和M MⅡⅡ，此即在两个风，此即在两个风机的实际工况点机的实际工况点结论结论：每个风机的实际工况点：每个风机的实际工况点M MⅠⅠ和和M MⅡⅡ，既取决于各自风路的风阻，又取决，既取决于各自风路的风阻，又取决于公共风路的风阻。
于公共风路的风阻 ACBF1F2R1R0R2OCF1’F2’ABOF1F2F1’R1R2F2’F1’+F2’R0Q0M1’M2’M1M2Q1Q2QHH1H2 F1F2F1’R1R2F2’F1’+F2’R0M1’M2’M1M2QH分析分析: :1.1.当分支风阻当分支风阻R R1 1、、R R2 2不变，增大不变，增大R R0 0，则两台风机的工况点同时上移则两台风机的工况点同时上移2.2.当分支风阻当分支风阻R1R1、、R0R0不变，增大不变，增大R2R2，则系统改变的系统工况点上移，另一系统，则系统改变的系统工况点上移，另一系统下移 3.3.当增大风机当增大风机F F1 1能力时，则另一风机工况点也随之上移能力时，则另一风机工况点也随之上移应注意不要使其进（应注意不要使其进入风机曲线鞍马部的不稳定区）入风机曲线鞍马部的不稳定区）R0’R2’F1’ 三、并联与串联工作的比较三、并联与串联工作的比较 以一以一离心式离心式风机风压特性曲线为例风机风压特性曲线为例 当风阻当风阻R R2 2 通过通过B B点时，两者点时，两者 增风效果相同（两者实际工况点增风效果相同（两者实际工况点 分别为分别为 M MI I 和和 M MIIII），但串联功率），但串联功率 大于并联功率，即大于并联功率，即Q Q并并=Q=Q串，串，N N串串 > N> N并并 。
当风阻为当风阻为 R R1 1 时，时，Q Q并并＞＞Q Q串串，，N N串串 >N>N并并 当风阻为当风阻为 R R3 3 时，时，Q Q串串＞＞Q Q并并 ，， N N串串 >N>N并并 结论：结论： （（1 1）并联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况；）并联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况； （（2 2）风压相同的风机并联运行较好；）风压相同的风机并联运行较好； （（3 3））轴轴流流式式风风机机并并联联作作业业时时，，若若风风阻阻过过大大则则可可能能出出现现不不稳稳定定运运行行所所以以，，使使用用轴轴流流式式风风机机并并联联工工作作时时，，除除要要考考虑虑并并联联效效果果外外，，还还要要进进行行稳稳定定性性分分析MIMIIR2BQH0N--QR1FIIIR3III 第八节第八节 噪声控制概述噪声控制概述一、噪声概述一、噪声概述 在人们的生活和工作环境中，噪声超过一定数值后就会造在人们的生活和工作环境中，噪声超过一定数值后就会造成环境污染，对人体健康和工作效率都有不同程度的影响。
成环境污染，对人体健康和工作效率都有不同程度的影响频率、频谱和声压频率、频谱和声压是通风机噪声的三要素是通风机噪声的三要素 频谱：频谱：就是声压级和声功率级随频率变化的图形就是声压级和声功率级随频率变化的图形 声压：声压：声波作用在物体上的压力叫声压，单位为声波作用在物体上的压力叫声压，单位为PaPa2×102×10-5-5PaPa的声压为人耳的听阈值，的声压为人耳的听阈值，20Pa20Pa为痛阈值，为痛阈值，两者相差两者相差一百万倍，显然用声压的绝对值表示其大小不太方便，现在一百万倍，显然用声压的绝对值表示其大小不太方便，现在国际上一般采用被测声压与基准声压之比的对数值表示，即国际上一般采用被测声压与基准声压之比的对数值表示，即用用声压级声压级LpLp来表示噪声大小来表示噪声大小 声压级的计算公式：声压级的计算公式：式中式中 P P————基准声压，其值为基准声压，其值为2×10-5Pa2×10-5Pa；； P—— P——被测声压，被测声压，PaPa这样，这样，听阀值为听阀值为0dB(0dB(分贝分贝) )，痛闻值为，痛闻值为120 dB120 dB。
国内外广泛用国内外广泛用A A声级作为评价噪声声级作为评价噪声( (对人体影响对人体影响) )的标准 在噪声切量仪器中可以装设在噪声切量仪器中可以装设A A、、B B、、c c三种计权网路三种计权网路，其中，其中A A计权网路是一种滤波器计权网路是一种滤波器，它对，它对颇率的判别与人耳感觉相似，颇率的判别与人耳感觉相似，使其中低频声波按比例衰减通过，而频率在使其中低频声波按比例衰减通过，而频率在100Hz100Hz以上的声音以上的声音无衰减通过无衰减通过这种被A A网路计权的声级叫网路计权的声级叫A A声级声级，记为，记为dB(A)dB(A) 我国主要通风机的噪声我国主要通风机的噪声(1m(1m附近附近) )一般为一般为100100～～120 dB120 dB，风，风机房噪声达机房噪声达90dB(A)90dB(A)以上以上 《规程》规定：（《规程》规定：（741741条）作业场所的噪声，条）作业场所的噪声，不应超过不应超过85dB85dB（（A A），），大于大于85dB85dB（（A A）时，需要配备）时，需要配备个人防护用品个人防护用品；大；大于或等于于或等于90dB90dB（（A A）时，还应采取）时，还应采取降低作业场噪声的措施降低作业场噪声的措施。
二、噪声控制二、噪声控制 1 1、隔声、隔声 2 2、扩散器风道消声、扩散器风道消声 3 3、消声材料、消声材料 补充补充: 我国通风系统存在问题及改进途径我国通风系统存在问题及改进途径•主要通风机的运行效率低主要通风机的运行效率低存在问题存在问题 •驱动风机的电机额定功率过大驱动风机的电机额定功率过大, ,电机效率低电机效率低 据据3030个矿务局个矿务局100100个回风井的统计个回风井的统计( (表表1),1),电机负荷率低于电机负荷率低于50%50%的的占占39%39% 沈阳煤炭科学研究所沈阳煤炭科学研究所19871987年对东北、华北年对东北、华北3434个矿务局的个矿务局的311311台主台主要通风机的电机负荷率的分布调查结果见表要通风机的电机负荷率的分布调查结果见表2,2,电机负荷率低于电机负荷率低于60%60%的的竟达竟达65%65%以上 •通风阻力大通风阻力大, ,阻力分布不合理阻力分布不合理 全国国有重点煤矿中有全国国有重点煤矿中有40%40%的矿井的通风阻力属于中的矿井的通风阻力属于中等和高阻力矿井等和高阻力矿井, ,其中占矿井总数其中占矿井总数14. 9%14. 9%的高阻力矿井的高阻力矿井(93(93对对) )的主要通风机的电耗占全国国有重点煤矿总电耗的主要通风机的电耗占全国国有重点煤矿总电耗的一半的一半, ,少数几个矿的通风电耗占原煤电耗的一半以上。
少数几个矿的通风电耗占原煤电耗的一半以上 对设计院设计的新井进行的统计分析表明对设计院设计的新井进行的统计分析表明, ,通风系统通风系统中中, ,进风段阻力占总阻力进风段阻力占总阻力25%25%、用风段阻力占总阻力、用风段阻力占总阻力45%45%、、回风段阻力占总阻力回风段阻力占总阻力30%30%为宜实测表明为宜实测表明, ,大多数矿井回大多数矿井回风段的通风阻力占总阻力的风段的通风阻力占总阻力的60%60%～～85%,85%,只有少数矿井采区只有少数矿井采区的通风阻力为总阻力的的通风阻力为总阻力的40%40%～～50%50% •风量不足风量不足 有的矿井由于全矿或采掘面供风量不足、或风量串联使用次数过多有的矿井由于全矿或采掘面供风量不足、或风量串联使用次数过多, ,往往造成某些地点瓦斯积聚、矿尘浓度超标往往造成某些地点瓦斯积聚、矿尘浓度超标, ,直接威协着安全生产原煤直接威协着安全生产原煤炭工业部炭工业部19961996年底调查表明年底调查表明, ,国有重点煤矿中尚有国有重点煤矿中尚有4848处风量不足的矿井处风量不足的矿井, ,至于地方煤矿和乡镇煤矿至于地方煤矿和乡镇煤矿, ,风量不足或串联次数过多的矿井就更为普遍。
风量不足或串联次数过多的矿井就更为普遍•风量调节方法欠妥风量调节方法欠妥 有的矿井在投产初期有的矿井在投产初期, ,由于主要通风机能力过剩由于主要通风机能力过剩, ,就采用下放闸门的方就采用下放闸门的方法减少矿井进风量这种调风方法简便易行法减少矿井进风量这种调风方法简便易行, ,对离心式风机也能节省一部对离心式风机也能节省一部分电能分电能, ,但比采用调小风机能力但比采用调小风机能力( (如降低风机转速或用小能力电机如降低风机转速或用小能力电机) )的方法的方法还是多消耗了不少电能还是多消耗了不少电能, ,降低了通风系统的经济效益降低了通风系统的经济效益 •漏风多漏风多 有的矿井外部漏风或内部漏风较大有的矿井外部漏风或内部漏风较大, ,有效风量率低如有效风量率低如对鸡西矿务局对鸡西矿务局6262台主要通风机的测定表明台主要通风机的测定表明: :地面漏风率大于地面漏风率大于5%5%的矿井占的矿井占50%,50%,有的矿井漏风率达有的矿井漏风率达15%15%～～25%25% 山西省山西省5 5个矿务局个矿务局6464台运转的主要通风机的总漏风量达台运转的主要通风机的总漏风量达1821918219ｍｍ3 3/min,/min,其中一台漏风最多的主要通风机的地面漏风其中一台漏风最多的主要通风机的地面漏风率为率为16%16%。
淮南某矿小淮南某矿小7 7号通风系统地面漏风量为号通风系统地面漏风量为960960ｍｍ3 3/ min,/ min,占风占风机排风量的机排风量的25 .6%25 .6%、占系统回风量的、占系统回风量的33. 9%33. 9% •改进途径改进途径•主要通风机的合理选型主要通风机的合理选型•更换电机更换电机•通风系统调整与改造通风系统调整与改造•主要通风机附属装置的改造主要通风机附属装置的改造 改造扩散器改造扩散器 改造风硐改造风硐- -个别风硐的阻力损失达个别风硐的阻力损失达30%30%以上 改造反风设施及防爆盖改造反风设施及防爆盖 本章小结本章小结1 1、本章的主要内容、本章的主要内容 自然风压的计算，主要通风机类型、构造、附属装置，矿井通风机是自然风压的计算，主要通风机类型、构造、附属装置，矿井通风机是实际特性曲线，风机房水柱计读数的意义，联合运转的工况分析通风机实际特性曲线，风机房水柱计读数的意义，联合运转的工况分析通风机工况点分析及工况调节方法，风机联合运转时的有效性和稳定性分析，工况点分析及工况调节方法，风机联合运转时的有效性和稳定性分析，矿井主要通风机选型的方法和步骤。
矿井主要通风机选型的方法和步骤2 2、重点、重点 自然通风与机械通风，自然风压的控制与利用，通风机的类型、构造、自然通风与机械通风，自然风压的控制与利用，通风机的类型、构造、附属装置与实际特性曲线风机工况点的求法，联合运转的工况分析及工附属装置与实际特性曲线风机工况点的求法，联合运转的工况分析及工况调节方法，风机联合运转时的有效性和稳定性分析况调节方法，风机联合运转时的有效性和稳定性分析3 3、难点、难点 风机房水柱计读数的含义，联合运转的工况分析及风机选型风机房水柱计读数的含义，联合运转的工况分析及风机选型 精品课件精品课件！ 精品课件精品课件！ 4 4、解决的实际问题、解决的实际问题 1) 1)自然风压的计算及利用自然风压的计算及利用 2) 2)进行矿井通风系统反风进行矿井通风系统反风 ；； 3) 3)能解决矿井主要通风机运行的经济合理性和安全能解决矿井主要通风机运行的经济合理性和安全可靠性分析方面的课题可靠性分析方面的课题 4) 4)要通风机选型方面的课题要通风机选型方面的课题 5 5、下章课所讲内容、下章课所讲内容 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 。
6 6、作业、作业 1 1、、2 2、、4 4、、5 5、、7 7、、9 9、、1010、、1111、、1212、、1515 。