第八章 矿井通风设备(1)

3、功率 （1）轴功率（P） 单位KW。 （2）有效功率（Pe） 指单位时间内气体从通风机获得的
能量。
Pe
Qp 1000
4、效率 （1）全效率（η） 指通风机的有效功率与轴功率之比。
Pe Qp
P 1000P
（2）静效率（ηj） 指在上式中如果用静压代替全压，则 所得的效率称为静效率。
2、理论风压特性曲线
pT

u
2 2

u2 cot 2
S2
QT
pT A BQT
式中，A

u 22；B

u 2
S2
cot 2
3、影响理论风压的因素 （1）结构尺寸（D2） （2）运转工况（n） （3）叶片型式（前向、径向、后向） 4、实际风压特性曲线
（二）离心式通风机的类型系数和类型曲线 同类型风机：满足几何相似、运动相似、动力
c2u u ca cot 2
pT u(u ca cot 2 )
在 cur = 常数情况下 ，
可以用叶轮外缘处的参数代换任意半径处的 参数。以下缀“R”表示外缘参数，则有：
pT u R (u R ca cot 2 )
QT
(D2
4
d 2 )ca
三、通风机的工作原理
通风机的分类 通风机按服务范围分，可分 为主要通风机（它负责全矿井或某一区域通 风任务）和局部通风机（它负责掘进工作面 或加强采煤工作面通风）；按气体在叶轮内 部流动方向分，可分为离心式通风机和轴流 式通风机 （一）离心式通风机的工作原理 （二）轴流式通风机的工作原理
四、通风机的性能参数
第八章 矿井通风设备
矿井通风设备包括通风机、电气设备、扩散器 及反风装置等。
§8—1概述 一、矿井通风设备的作用 向井下输送新鲜空气，稀释和排除有毒、有害气体，调节 井下所需风量、温度和湿度，改善劳动条件，保证安全生 产。 二、矿井通风方法及方式 1、通风方法 自然通风： 机械通风：（每个矿井必须采用（《规程》规定）） 2、主通风设备的工作方式 抽出式：（我国常采用） 压入式：

1 2
c22u
)
pT.d 1 c2u pT 2 u
图8—5
（二）轴流式通风机基本方程式
1、理论压头（风压）
不考虑任何损失的情况下，叶栅输入的功率 △P等于输出功率：
P pT Q
P M
pT

M
Q
按照动量矩定理，在稳定流动中，单位时间内 气流动量矩的变化量等于同一时间的外力对同一轴线 的外力矩。则：
M Qr(c2u c1u ) pT u(c2u c1u ) 当c1u 0时，pT uc2u
相似的风机。 1、类型系数 （1）风压系数
pt u2c2u p u2c2u kSl
p p
u2c2u ksl u2 c2u k sl

u
2 2
c2u u2
k sl
u2
c 2 u u2
k sl
sl
sl、cu22u
c2u 、且k k u2
pT

u
2 R

cot 2 QT ...........(N / m 2 )
(D2 d 2 )
4
2 90
理论压头特性曲线是一条下斜的直线。
2、静压与动压的分配
pT .d


2
(c
2 2
c12 )

2
c22
pT .st

uc2u


2
c22u

(uc2u
如叶轮加装前导叶时，产生强迫旋绕，这时 （当c1u与u同向时取“-”，c1u与u反向时取“+”） 2、基本方程式的能量意义
因此，在其它条件相同的情况下，轴流式风机 的静压要低于离心式通风机。
3、气流速度和压力沿叶片高度分布
cu r =常数，扭曲状
（三）轴流式通风机理论压头特性 1、理论压头特性 利用出口三角形的速度关系
形 1、气流在叶轮中的流动 （1）基元环 （2）叶栅 将基元环展开成平面后，成为直列叶栅。 栅距：叶栅中的相邻叶片间的间距，以“t”表示。 栅稠：弦长与栅距之比。栅稠在外缘处最小并向轮
毂处逐渐增大。 安装角：叶片弦长与栅出口边缘线的交角，以“θ”
表示。通常以叶根处安装角标志叶轮叶片安装角。
2、速度三角形
j
Qp j 1000 P
5、转速（n）
风机叶轮每分钟的转数，单位为r/min。
§8—2 通风机的特性曲线
一、离心式通风机的特性曲线
（一）理论风压方程式与个体特性曲线
1、理论风压方程式
HT

1 g
(u 2 c 2u
u1c1u ).....米 . 空气柱
pT (u2c2u u1c1u )......N / m 2 pt u2c2u

Q Q


4

4
D22 u 2 D2 2 u 2
Q Q Q 常数

4
D22 u 2

4
D2 2 u 2
（3）功率系数
P Qp


P P

Qp

Qp



4
D22
u
3 2

4
D22u23

4
P
D22u
3 2


4
P
D22u23

P
源自文库常数
2、离心式通风机的类型特性 （1）类型特性曲线 （2）类型特性曲线的作用
1）用一个类型特性曲线代替该类型不同尺寸和 转速的通风机的所用个体特性曲线； 2）用类型特性曲线比较不同类型通风机的性能； 3）用类型曲线选取最有利的通风机。
二、轴流式通风机的特性曲线 （一）轴流式通风机叶轮中气流的运动及速度三角
1、风量（流量）（Q） m3/s、m3/min、m3/h 2、风压（P） 通风机的风压分为静压、动压和全压。单位为Pa（N/㎡） （1）静压（Pj） 指单位体积的气体流过通风机后所获得的
压力能（即压力势能）（2）动压（Pd） 指单位体积的气 体流过通风机后所获得的动能。
（3）全压（P） 指单位体积的气体流过通风机后所获得的 总能量。

p

u
2 2
p u22
p p p 常数
u
2 2
u22
（2）流量系数
Q
D2b2c2rr
4r

4
b2 D2
c2r u2
D22 u 2
Q Q

4 r

4
4
r

4
b2
D2 b2 D2
c2r
u2 c2 r u 2
D22 u 2 D2 u 2