最新矿井通风与安全中国矿业大学课件第六章通风网络与调节

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式中： P2’和P3’ ——分别是辅助通风机进风口2’和出风口3’
的绝对静压； hv2’和hv3’——分别是辅助通风机进风口和出风口的
速压。
因 hf P 3'h v3'(P 2'h v2')
则 h23P 0' hf (P 3hv3)Z 'g P 0'Zg(P 3hv3)hf Z(')g
或 h 2 3 h 1 3 h f Z ( ')g
1 风量关系式
Q0=Q1=Q2=Q3=·······=Qn 上式表明：串联风路的总风量等于各条分支的风量。 2 风压关系式
h0=h1+h2+h3+·······+hn 上式表明：串联风路的总风压等于其中各条分支的风 压之和。 3 风阻关系式
R0=R1+R2+R3+·······+Rn 上式表明：串联风路的总风阻等于其中各条分支的风 阻之和。
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PP0' Zg
据风流的能量方程 得平峒1-3段的风压为：
h 1 3 P 0 ( P 3 h v 3 ) P 0 ' Z g ( P 3 h v 3 )
式中 P3、hv3——分别是3点的绝对静压和速压。 风路2-3段的风压是风道2—2‘和3’—3段的风压之和，即：
h 2 3 h 2 2 ' h 3 ' 3 [ P 0 ' ( P 2 ' h v 2 ') Z g ] [ ( P 3 ' h v 3 ') ( P 3 h v 3 ) ]
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对于流进节点的情况：
Q 1 4 Q 2 4 Q 3 4 Q 4 5 Q 4 6 0
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对于流进闭合回路的情况：
Q 1 2 Q 3 4 Q 5 6 Q 7 8
或Fra Baidu bibliotek
Q 1 2 Q 3 4 Q 5 6 Q 7 8 0
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把上面的式子写成一般的数学式：
n
Qi 0
系式得：
R
1
Rm
*
n
(
i1
1 )2 Ri
n
(
i1
Rm )2 Ri
式中 m——为1到n条风路中的某一条风路。
上式表明，并联风路的总风阻和各条分支的风阻成 复杂的繁分数关系。对于简单并联风网(n＝2)，有：
R
R1
R2
(1 R1 )2 (1 R2 )2
R2
R1
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4 自然分配风量的计算
因h＝hm，即RQ2=RmQm2将*式代入上式，可得：
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阻力定律
风流在通风网络中流动，绝大多数属于完全紊流 状态，遵守阻力定律，即：
hi=RiQi2 式中：hi——巷道的风压降；
Ri——巷道的风阻； Qi——通风巷道的风量。
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6.4 风网参数计算
包括以下形式：
➢串联通风网路 ➢并联通风网路 ➢简单角联通风网路 ➢复杂风网
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6.4.1 串联网路
Q m
Q
n Rm
R i 1
i
如已知并联风网的总风量Q和各条分支的风阻Ri， 即可用上式算出某一分支的自然分配风量Qm。
在简单并联风网中，第一和第二条分支的自然分
配风量的计算式分别为：
Q1 1 Q R1 R2
Q
Q2 1
R2
R1
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6.4.3 简单角联网路
如上图所示：在单角联风网中，对角分支5的风 流方向，随着其它四条分支的风阻值R1、R2、R3、 R4的变化，而有以下三种变化：
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6.4.2 并联网路
1 风量关系式 Q0=Q1+Q2+Q3+·······+Qn
上式表明：并联风路的总风量等于各分支的风量 之和。 2 风压关系式
h0=h1=h2=h3=·······=hn 上式表明：并联风路的总风压等于各分支的风压。
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3 风阻关系式 因
Qi
hi Ri
把上式代入并联风路的风量关系式，再根据风压关
i1
上式表明；流入节点、回路或网孔的风量与 流出节点、回路或网孔的风量的代数和等于零。 一般取流入的风量为正，流出的风量为负。
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风压平衡定律
在任一闭合回路中，无扇风机工作时，各巷道 风压降的代数和为零。即顺时针的风压降等于反时 针的风压降。有扇风机工作时，各巷道风压降的代 数和等于扇风机风压与自然风压之和。
矿井通风与安全中国矿业 大学课件第六章通风网络
与调节
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角联通风网络 在简单并联风网的始节点和末节点之间有
一条或几条风路贯通的风网叫做角联风网。贯 通的分支习惯叫做对角分支。单角联风网只有 一条对角分支，多角联风网则有两条或两条以 上的对角分支。
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复杂联结通风网络 由串联、并联、角联和更复杂的联结方式
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因敞开并联风网内的自然风压是：
hn Z(')
因 h23h13hf hn 或
写成一般数学式是：
h23h13hf hn0
n
hi hf hn 0
i1
上式就是风压平衡定律，其意义为对于任一个网孔或 者回路而言，其风压的代数和与作用在其上的机械风压和 自然风压之差值为零。上式的适用条件是：取顺时针方向 的风流的风压为正；网孔或回路中的机械风压和自然风压 (即当图A中的ρ'>ρ时)的作用方向都是顺时针方向。
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当风量Q5向上流时，由风压平衡定律hl>h2， h3<h4；由风量平衡定律Q1<Q3，Q2>Q4。 则：R1Q12>R2Q22 → R1Q12>R2Q42
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对上图有： h 2 4 h 4 5 h 5 7h 2 7
或 h 2 4 h 4 5 h 5 7 h 2 7 0
n
写成一般数学式：
hi 0
i1
该式表明：回路或网孔中，不同方向的风流风
压或阻力的代数和等于零。一般取顺时针方向的风
压为正，逆时针方向的风压为负。
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在如上图所示的矿井中，平峒口l和进风井口2的 标高差Z米；风道2—3和1—3构成敞开并联风网。在 2—3风道上安装一台辅助通风机，其风压hf作用方向 和顺时针方向一致；l和2两点的地表大气压力分别为 P0和P0 ’，1和2两点高差间的地表空气密度平均值为 ρ，进风井内的空气密度平均值为ρ’，则：
所组成的通风网路，统称为复杂通风网路。
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6.3 风量分配基本规律
风流在通风网络内流动时，除服从能量守恒方 程（伯努利方程）外，还遵守以下规律：
➢风量平衡定律 ➢风压平衡定律 ➢阻力定律
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风量平衡定律
根据质量守恒定律，在单位时间内流入一个节 点的空气质量，等于单位时间内流出该节点的空气 质量，由于矿井空气不压缩，故可用空气的体积流 量(即风量)来代替空气的质量流量。在通风网络中， 流进节点或闭合回路的风量等于流出节点或闭合回 路的风量。即任一节点或闭合回路的风量代数和为 零。