第五章通风网络中风流基本规律和风量自然分配

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44
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2
3
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1
1
• （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。
A i2
A i2
（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；
通路。
•
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
•
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。
5
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。
H R1+R2
R2
３
R1
R2 ２
２
R1 １
Q
1
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
（一）并联风路特性：
1. 总风量等于各分支的风量之和，即
n
M sM 1M 2M n M i i1
∵ Q SQ 1Q 2...Q n
∴ 又∵
hs h1 h2 .. . hn
Rs
R1
R2
Rn
∴
1 1 1 ... 1
Rs R1 R2
Rn
即：
Rs hs Qs2
1
2
1
R1
1 R2
R 1n
4. 并联风网等积孔等于各分支等积孔之和，即
• 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
第五章 通风网络中风流基本规律 和风量自然分配
• 本章主要内容及重点和难点： • 1、风量分配基本定律—三大定律 • 2、网络图及网络特性 • 1)简单网络 • 2)角联及复杂网络 • 3、网络的动态分析
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
• 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。
4 5
2
1 23 4
当各分支的空气密度相等时,
1
n
Q sQ 1Q 2Q n Q i
6
i1
3
2. 总风压等于各分支风压，即 hsh1h2 hn
注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在风机等通风动力时， 并联分支的阻力并不相等。
3. 并联风网总风阻与各分支风阻的关系
hs RsQS2
Qs hs Rs
• 二、网络中风流流动的基本定律
• 1、风量平衡定律 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
• 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：
（一） 串联风路特性
1. 总风量Biblioteka 于各分支的风量，即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:
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5
9
6
5
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43
9
4
3
2
7
1
8
1
2
n
hsh1h2hn hi i1
3. 总风阻等于各分支风阻之和，即：
即：
hRi0
• 2）有动力源
• 设风机风压Hf ，自然风压Hn 。
• 一即般：表能达量式平为衡：定律是指在任H 一f闭 合H 回N 路中，各h 分R 支i的通风阻力代数和 等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。
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。
节点位于其下边；回风节点在网络图的上部， 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。
• 通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。
•
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
7
•
支可有一个编号，称为分支号。
•
2. 节点（结点、顶点）：是两条或两条以上分支的交点。
•
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
•
Mi 0
如图a，节点4处的风量平衡方程为：
Qi 0
• 2、阻力定律
• 对于任一分支或整个网路系统，均遵守：
hi RiQi2
hs RsQs2
3、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“－”。
• 1）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，
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
11
1
A12
A22
An2
A 1.19
i
2 Ri
R 1.192
i
Ai2
A s2 1.1 R s9 1 .1R i91.191.1291 1