第五章 矿井通风网络中风量分配与调节

第五章 矿井通风网络中风精品量课件 分配与调
节 三、能量平衡定律 假设：一般地，回路中分支风流方向为顺时针时， 其阻力取“＋”， 逆时针时，其阻力取“－”。
（一）无动力源（Hn Hf）
通风网路图的任一回路中，无动力源时，各分支阻力的代数和为零
，即：
hR i0 h R 6h R 3h R 4h R 20
等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。
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节
第二节 简单网络特性
一、串联风路
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。如图5-2-1所示，由1，2，3，4，5五条分支组成串 联风路。
（一）串联风路特性
1. 总风量等于各分支的风量，即
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。
如图中，2－4－3、2－5－6－3和1－3－6－7。
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节 5、树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图
。由于这类图的几何形状与树相似，故得名。树中的分支称为树枝。 包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。 （二）矿井通风网络图 特点： １）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 置与分支线的形状可以任意改变。 ２）能清楚地反映风流的方向和分合关系，并且是进行各种通风计算 的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。 网络图两种类型： 一种是与通风系统图形状基本一致的网络图，如图5-1-3所示；另一种 是曲线形状的网络图，如图5-1-4所示。但一般常用曲线网络图。
如图，对回路 ２－３－４-6中有：
（二）有动力源
设风机风压Hf ，自然风压HN 。
如图，对回路 １-2-3-4-5-1中有：
5
6
H f H N h R 1 h R 2 h R 3 h R 4 h R 52
4
一般表达式为：Hf HN hRi
3
即：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
干条等风量线，在等风量线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到串联风 路的等效阻力特性曲线上的点；
３、将所有等风量线上的点联成曲线R3，即为串联风路的等效阻力特
性曲线。
３
H R1+R2
R2
R2 ２
R1
２
R1 １
1
Q
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节 二、并联风网
由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网 络，称为并联风网。如图所示并联风网由5条分支并联。
MS = M1 = M2 =…= Mn
当各分支的空气密度相等时，
QS = Q1 = Q2 =…= Qn
2. 总风压（阻力）等于各分支
风压（阻力）之和，即:
7
9
6 6
5
5
8
43
9
43
7
1
2
8
1
2
n
hs h1h2hn hi i1
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节 3. 总风阻等于各分支风阻之和，即：
1. 分支（边、弧）：表示一段通风井巷的有向线
5
5
6
44
3
2
3
段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分
2
支可有一个编号，称为分支号。
1
2. 节点（结点、顶点）：是两条或两条以上分支的交点。
1
3. 路（通路、道路）：是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线 路。如图中，1－2－5、1－2－4－6和1－3－6等均是通路。
R s h s Q s 2 h 1 h 2 Q s 2 . .h n . R 1 R 2 R n i n 1 R i
4. 串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系
As
1
1 1 1
A12
A2 2
An 2
A 1.19
i
2 Ri
R 1.192
i
Ai2
A s2 1 .1 R s9 1 .1R i91 .191 .1291
图的上部，风机出口节点在最上部； (2)分支方向基本都应由下至上； (3) 分支间的交叉尽可能少； (4) 网络图总的形状基本为“椭圆”形； (5)合并节点，某些距离较近、阻力很小的几个节点，可简化为一个节点； (6)并分支，并联分支可合并为一条分支。
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节二、风量平衡定律
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节 绘制步骤：
(1)节点编号：在通风系统图上给井巷的交汇点标上特定的节点号。 (2)绘制草图：在图纸上画出节点符号，并用单线条（直线或弧线）连接有风
流连通的节点。 (3)图形整理：按照正确、美观的原则对网络图进行修改。 通风网络图的绘制原则： (1) 用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回风节点在网络
1
A i2
A i2
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节 （二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制 根据以上串联风路的特性，可以绘制串联风路等效阻力特性曲线。方法：
１、首先在h—Q坐标图上分别作出串联风路1、2的阻力特性曲线R1、
R2；
２、根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴的若
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节 矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。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。
第一节 风量分配基本规律
一、矿井通风网络与网络图
(一）矿井通风网络
7
通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。
风量平衡定律是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点的空气质
量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入与流出某节点的各分
支的质量流量的代数和等于零，即
Mi 0
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节 若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分支的体积流量
（风量）的代数和等于零，即：
Qi 0
1
2
5
图a
４
13Leabharlann ４图b 2 53
6
7
6
8 如图a，节点4处的风量平衡方程为：
Q 1 4 Q 2 4 Q 3 4 Q 4 5 Q 4 6 0
将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平衡定律依然成立。如图b 所示，回路2-4-5-7-2的各邻接分支的风量满足如下关系：
Q 1 2 Q 3 4 Q 5 6 Q 7 8 0