矿井通风习题课

4-1 自然风压是怎样产生的?进、排风井井口标高相同的井巷系统内是否会产生自然风压？

解答略。

4-4 如图(题4-4)所示的井巷系统，各点空气的物理参数如下表，求该系统的自然风压。

测点 0 1 2 3 4 5 6 T,℃ -5 -3

10

15 23

23 20 P ，Pa 98924.9 100178.2 102751.2 105284.4 102404.6

100071.5

98924.9

φ,%

0.5

0.95

题4-4图

解：第一步利用下面的公式计算各测点的空气密度。

0.3780.003484(1)273s P P

t P

ϕρ=-+

因测点0温度为-5℃，无法在附录二中查到该温度下的饱和水蒸气分压，可在附录四i-d 曲线图中查找得-5℃下饱和蒸汽分压为400Pa ，其余测点数据均可在附录二中查到，计算结果见下表：

测点 0 1 2 3 4 5 6 Ps/Pa 400 476 1228 1704 2809 2809 2337 标高/m 0 -100 -300 -500 -300 -100 0 ρ/kg.m -3

1.2850

1.2915

1.2621

1.2662

1.1935

1.1660

1.1663

因测点高差不同，因此采用高度加权平均求平均密度。 进风侧平均空气密度为：

3

m0-301Z 1 1.2850 1.2915 1.2915 1.2621 1.2621 1.2662(100200200)5002221

=++500=i i

i Z ρρ==+++=⨯+⨯+⨯∑（128.8250255.36252.83）1.2740

6

m3-6

31Z 1 1.2662 1.1935 1.1935 1.1660 1.1660 1.1663(200+2001005002221

=+235.95+116.6150500=i i

i Z ρρ==+++=⨯⨯+⨯∑）（245.97）1.1971

最后计算该系统的自然风压H N 为

N 0336H =g ()

9.81500=Pa

m m Z ρρ---=⨯⨯（1.2740-1.1971）

377.1945 4-6什么叫通风机的工况点?如何用图解法求单一工作或联合工作通风机的工况点，举例说明之。 解答略。

4-7试述通风机串联或并联工作的目的及其适用条件。 解答略。

4-10 某矿抽出式通风，主要通风机型号为4-72-11NO20型，转速n=630r ／min ，矿井风阻R m ＝0.73575Ns 2／m 8，扩散器出口断面S dv =6.72m 2，风阻R d =0.03576Ns 2／m 8 (自然风压忽略)。用作图法求主要通风机的工况点。

解：因该型号通风机为离心式通风机，故其个体特性曲线为全压特性曲线。

该风机全压风阻为：

22

=2S 1.20.735750.035762 6.72=0.7848

t m d vd

m d vd

R R R R R R ρ

=++++

=++⨯

则管网阻力特性为：h =0.7848Q 2。在excel 中分别列出风压数据和阻力数据，在同一坐标系中绘制风压特性曲线和风阻特性曲线，其交点就是通风机的工况点，如下图所示。

从图上可知风机的工况点为风机曲线和风阻曲线的交点，其风量为52m 3/s ，风压为2150Pa 。

4-l1 某矿主要通风机为4-72-ll No l6离心风机，n =800r ／min 主要通风机的全压工作风阻r 1＝1．962Ns 2

／m 8

，在冬季自然风压H nw =196.2Pa ，夏季H ns =-98.1Pa ，求冬夏两季主要通风机的实际工况点。 解：略

5-1 什么是通风网络？其主要构成元素是什么？

解答略。

5-5 矿井通风网络中风流流动的基本规律有哪几个？写出其数学表达式。 答：矿井通风网络中风流流动的基本规律有三个，分别是：

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。

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：

∑=0

i

M

2）能量平衡定律：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等于该回路中通风机风压与自然风压的代数和。

∑=±Ri N f h H H

3）风流在通风网络中流动，绝大多数属于完全紊流状态，故其阻力定律遵守平方关系，即：

2i i i h R Q =

5-6 比较串联风路与并联风网的特点。

解答略

5-7 写出角联分支的风向判别式，分析影响角联分支风向的因素。

⎪

⎩⎪

⎨⎧→<=→>=。中风向由，分支中风流停滞；，分支；中风向由，分支3251

512351

3241R R R R K

判别式中不包括对角风路本身的风阻R5，说明无论R5怎样变化，该风路的风流方向不会变化，只可能使这一风路的风量大小发生变化。这是因为该风路的风流方向只取决于该风路起末两点风流的能量之差，而这项能量差与R5无关。

5-12 如图5-6-2所示并联风网，已知各分支风阻：R1=1.274，R2=1.47，R3=1.078，R4=1.568，单位为N ·s 2/m8；总风量Q=36m 3/s 。求：(1) 并联风网的总风阻；(2) 各分支风量。

解： （1）根据并联网络计算公式：

2

2

1

211

11

⎪⎪⎭

⎫ ⎝

⎛+⋅⋅⋅⋅⋅⋅++=

=n

s s s R R R h R

∑=0

i

Q