《矿井通风动力》PPT课件.ppt

2、本章的重点： 1)自然风压的产生、计算、利用与控制 2)轴流式和离心式主要通风机特性 3)主要通风机的联合运转 4)主要通风机的合理工作范围 3、本章的难点： 1)自然风压的计算、利用与控制 2)主要通风机的联合运转 3)主要通风机的合理工作范围 4、本章的思考题 1)烟囱为什么能够排烟？ 2)矿井主要通风机为什么要有反风装置？ 3)通风机为啥有个体特性曲线、类型曲线和通用特性曲线？ 4)矿井主要通风机工况点是静态的，还是动态的，为什么？ 5)轴流式通风机为什么会出现喘振现象？ 6)两台风机并联运行时矿井风量一定增大吗？ 概述 通风动力两种：自然通风与机械通风 风流在矿井中流动，新鲜空气进入，浑浊气体（乏风）排出，这都需要通风动力，不论是自然风压还是机械通风机，这些都是通风动力。 通风动力的发展情况总体上来说：纯自然风压→风箱、牛皮囊、水车→蒸汽机→现在的通风机。 古代采煤，井深一般在20丈之内（50米）。（唐.李善对《魏都赋》的注中讲明井深8丈（约27米）），由于没有机械设备，通风动力人们就自发地利用自然风压。 最初采用是一个独眼井(《天工开物》中有记载)。首先是依靠井壁温度与大气温度(或燃火)不同造成空气流动来进行通风，后来井下有了通风回路，靠进、出井口的高度来通风，这时也利用火炉（在回风井筒内），靠热动力来通风，空气加热密度变轻上升，来产生空气流动。 概述 随着开采深度的增加，通风阻力增大，这时人们就采用井下多设置火炉，就是提高温度，加快气流上升的动力。 自然风压利用到了极限后，仍不能满足开采用风时，开始利用水车、风箱、风扇、牛皮囊等机械装置向矿井内压风。这标志着机械通风的开始。 随着科学技术的发展，瓦特发明了蒸汽机，真正意义上的机械通风开始了瓦特。 虽然现在矿井要求必须进行机械通风，但自然风压是始终存在的，任何矿井中都不可避免自然风压，它在现代矿井通风中也起着很重要的作用，。 第一节 自然风压 一、 自然风压及其形成和计算 1、自然风压与自然通风 由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。 冬季：空气柱0-1-2比5-4-3的 平均温度较低，平均 空气密 度较大，导致两空气柱作用 在2-3水平面上的重力不等。 它使空气源源不断地从井 口1流入，从井口5流出。 夏季：相反。 自然风压：在通风系统中，由于重力差引起的通风压力，就叫该系统的自然风压。其大小等于作用在最低水平两侧空气柱重力差。 2、自然风压的计算 根据自然风压定义，自然风压是“势函数”，是一种势能，因此要注意选取计算的参考面，即0势位面，图所示系统的自然风压HN可用下式计算 ： 为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，用其分别代替上式的ρ1和ρ2，则上式可写为： 在实际测量计算中，常取： 注意：1）自然风压的计算必须取一闭合系统。 2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。 3）一般选取最低点作为基准面。 二、 自然风压的影响因素及变化规律 影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而空气密度又受温度T、大气压力P、气体常数R(气体常数 ，是一个只与气体的种类有关，与气体所处的状态无关的一个物理量 )和相对湿度φ等因素影响。因此，影响自然风压的因素可用下式表示： HN=f(ρZ）=f[ρ(T,P,R,φ)，Z] 1、温差：矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。影响气温差的主要因素是地面入风流气温和风流与围岩的热交换。其影响程度随矿井的开拓方式、开采深度、地形、地质原因不同而有不同的影响，在山区浅井，受地面温度影响大，深井偏小。 二、 自然风压的影响因素及变化规律 2、空气成分和湿度：它影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，但影响较小。 3、井深：HN与矿井或回路最高与最低点间的高差Z成正比。 4、主要通风机：主要通风机工作对自然风压的大小和方向也有一定影响。因为矿井主要通风机工作决定了主风流的方向，加之风流与围岩的热交换，使回风井气温高于进风井，在进风井周围形成了冷却带以后，即使风机停转或通风系统改变，这两个井筒之间在一定时期内仍有一定的气温差，从而仍有一定的自然风压起作用。 三、自然风压的控制和利用 自然风压既可作为矿井通风的动力，也可能是事故的肇凶。因此，研究自然风压的控制和利用具有重要意义。 1、新设计矿井在选择开拓方案、拟定通风系统时