礦井通風與安全PPT電子課件教案-第6章 通風網(wǎng)絡(luò)及風量分配與調(diào)節(jié)

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1、礦井通風與安全中國礦業(yè)大學第六章通風網(wǎng)絡(luò)風量分配與調(diào)節(jié)6.1風網(wǎng)的基本術(shù)語6.2風網(wǎng)的形式與繪制6.3風量分配基本規(guī)律6.4風網(wǎng)參數(shù)計算6.5局部風量調(diào)節(jié)方法6.6總風量調(diào)節(jié)6.7多臺通風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)的相互調(diào)節(jié)6.1風網(wǎng)的基本術(shù)語1.節(jié)點三條或三條以上風道的交點；斷面或支護方式不同的兩條風道，其分界點有時也可稱為節(jié)點。2.分支兩節(jié)點間的連線，也叫風道。在風網(wǎng)圖上，用單線表示分支。其方向即為風流的方向，箭頭由始節(jié)點指向末節(jié)點。3．路由若干方向相同的分支首尾相接而成的線路，即某一分支的末節(jié)點是下一分支的始節(jié)點。4．回路和網(wǎng)孔由若干方向并不都相同的分支所構(gòu)成的閉合線路，其中有分支者叫

2、回路，無分支者叫網(wǎng)孔。5．假分支風阻為零的虛擬分支。一般是指通風機出口到進風井口虛擬的一段分支。6．生成樹風網(wǎng)中全部節(jié)點而不構(gòu)成回路或網(wǎng)孔的一部分分支構(gòu)成的圖形。每一種風網(wǎng)都可選出若干生成樹。7.弦在任一風網(wǎng)的每棵樹中，每增加一個分支就構(gòu)成一個獨立回路或網(wǎng)孔，這種分支叫做弦(余樹弦)。6.2風網(wǎng)的形式與繪制通風網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)形式很復(fù)雜，基本聯(lián)結(jié)形式分為：串聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)角聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜聯(lián)結(jié)通風網(wǎng)絡(luò)6.2.1串聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)由兩條或兩條以上的分支彼此首尾相聯(lián)，中間沒有分叉的線路叫做串聯(lián)風路。二條或二條以上的分支自風流能量相同的節(jié)點分開到能量相同的節(jié)點匯合，形成一個或幾個網(wǎng)孔的總回

3、路叫做并聯(lián)風網(wǎng)。如右圖所示。6.2.2并聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)在簡單并聯(lián)風網(wǎng)的始節(jié)點和末節(jié)點之間有一條或幾條風路貫通的風網(wǎng)叫做角聯(lián)風網(wǎng)。貫通的分支習慣叫做對角分支。單角聯(lián)風網(wǎng)只有一條對角分支，多角聯(lián)風網(wǎng)則有兩條或兩條以上的對角分支。6.2.3角聯(lián)通風網(wǎng)絡(luò)由串聯(lián)、并聯(lián)、角聯(lián)和更復(fù)雜的聯(lián)結(jié)方式所組成的通風網(wǎng)路，統(tǒng)稱為復(fù)雜通風網(wǎng)路。6.2.4復(fù)雜聯(lián)結(jié)通風網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜風網(wǎng)6.3風量分配基本規(guī)律風流在通風網(wǎng)絡(luò)內(nèi)流動時，除服從能量守恒方程（伯努利方程）外，還遵守以下規(guī)律：風量平衡定律風壓平衡定律阻力定律6.3.1風量平衡定律單位時間內(nèi)流入一個節(jié)點的空氣質(zhì)量＝單位時間內(nèi)流出該節(jié)點的空氣質(zhì)量。由于礦井空氣不

4、壓縮，故可用空氣的體積流量(即風量)來代替空氣的質(zhì)量流量。在通風網(wǎng)絡(luò)中，流進節(jié)點或閉合回路的風量＝流出節(jié)點或閉合回路的風量，即任一節(jié)點或閉合回路的風量代數(shù)和為零。對于流進節(jié)點的情況：對于流進閉合回路的情況：把上面的式子寫成一般的數(shù)學式：上式表明；流入節(jié)點、回路或網(wǎng)孔的風量與流出節(jié)點、回路或網(wǎng)孔的風量的代數(shù)和等于零。一般取流入的風量為正，流出的風量為負。在任一閉合回路中，無扇風機工作時，各巷道風壓降的代數(shù)和為零。即順時針的風壓降等于反時針的風壓降。有扇風機工作時，各巷道風壓降的代數(shù)和等于扇風機風壓與自然風壓之和。6.3.2風壓平衡定律該式表明：回路或網(wǎng)孔中，不同方向的風流風壓或

5、阻力的代數(shù)和等于零。一般取順時針方向的風壓為正，逆時針方向的風壓為負。由右圖得：一般形式為：如圖所示礦井，平峒口l和進風井口2的標高差Zm；風道2-3和1-3構(gòu)成敞開并聯(lián)風網(wǎng)。在2-3風道上的輔助通風機，風壓hf作用方向和順時針方向一致；l和2兩點的地表大氣壓力分別為P0和P0’，1和2兩點高差間的地表空氣密度平均值為ρ，進風井內(nèi)的空氣密度平均值為ρ’，則：據(jù)風流能量方程，得平峒1-3段的風壓為：式中，P3、hv3——分別是3點的絕對靜壓和速壓。風路2-3段的風壓是風道2-2’和3’-3段的風壓之和，即：式中：P2’和P3’——分別是輔助通風機進風口2’和出風口3’的絕對

6、靜壓；hv2’和hv3’——分別是輔助通風機進風口和出風口的速壓。因：則：即：因敞開并聯(lián)風網(wǎng)內(nèi)的自然風壓是：因：或一般形式為：上式即風壓平衡定律，其意義為對于任一個網(wǎng)孔或者回路而言，其風壓的代數(shù)和與作用在其上的機械風壓和自然風壓之差值為零。上式的適用條件是：取順時針風流方向風壓為正；網(wǎng)孔或回路中的機械風壓和自然風壓的作用方向都是順時針方向。6.3.3阻力定律風流在通風網(wǎng)絡(luò)中流動，絕大多數(shù)屬于完全紊流狀態(tài)，遵守阻力定律，即：hi=RiQi2式中：hi——巷道的風壓降；Ri——巷道的風阻；Qi——通風巷道的風量。6.4風網(wǎng)參數(shù)計算串聯(lián)通風網(wǎng)路并聯(lián)通風網(wǎng)路簡單角聯(lián)通風網(wǎng)路復(fù)雜風網(wǎng)6

7、.4.1串聯(lián)網(wǎng)路1、風量關(guān)系式：Q0=Q1=Q2=Q3=·······=Qn上式表明：串聯(lián)風路的總風量等于各條分支的風量。2、風壓關(guān)系式：h0=h1+h2+h3+·······+hn上式表明：串聯(lián)風路的總風壓等于其中各條分支的風壓之和。3、風阻關(guān)系式：R0=R1+R2+R3+·······+Rn上式表明：串聯(lián)風路的總風阻等于其中各條分支的風阻之和。6.4.2并聯(lián)網(wǎng)路1、風量關(guān)系式：Q0=Q1+Q2+Q3+·······+Qn上式表明：并聯(lián)風路的總風量等于各分支的風量之和。2、風壓關(guān)系式：h0=h1=h2