第八章矿井通风设备选编.ppt

第八章 矿井通风设备;§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：;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 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。 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。;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;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、动力相似的风机。 1、类型系数;;（2）流量系数;（3）功率系数;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;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。;;（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：; 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：;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 ;3、气流速度和压力沿叶片高度分布 ; 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： ;2、静压与动压的分配;（四）轴流式通风机实际特性 1、轴流式通风机的损失 （1）气流在进入叶轮前由于进风部件阻力而形成的损失； （2）气流在叶轮中由于翼型的阻力和叶片与外壳间的缝隙而形成的损失； （3）气流由叶轮脱出时由于气流的旋流而造成的损失； （4）在叶轮后面的通流部件中气流转向和能量转换的损失； （5）传动时的机械损失。 2、实际特性曲线（图8-6、7） 它的特点是在曲线上出现了马鞍形区域。;;;§8—3 通风机的构造及反风装置;;2、外壳（螺壳） 风机的外壳的作用是汇集从叶轮流出的气流，并输送到外壳的出口。 形状 外壳的截面呈螺旋状。其螺壳的型线与其中气流要求有关。假定气流在所有径向截面中的流速保持常数，其螺壳的型线应是阿基米德螺线；若假定叶轮出口绝对速度在圆周方向上的分量，即旋绕速度C2u的分布规律为C2uR=常数，则螺壳的型线为对数螺旋线。;3、集流器（进风口） 集流器的作用是保证气流平稳地进入叶轮，使叶轮得到良好的进气条件。常用的是锥弧形的，它的前半部分是圆锥形的收敛段，后部是近似双曲线的扩散段，前后两段之间的过度段，是收敛度较大的喉部。气流进入这种集流器后，首先是缓慢加速，在喉部形成高速气流，而后又均匀扩散，均匀地充满整个叶轮流道。集流器的喉部形状和喉部直径，对风机效率有较大影响。集流器与叶轮入口部分之间的间隙形式和大小，对容积损失和流动损失有重要影响。4—72和4—73模型机采用径向间隙，通过这种间隙的泄漏气流方向，与主气流方向一致，不会干扰主气流。此外，为了减少容积损失，在工艺允许的条件下，应尽可能采用较小的间隙尺寸。 ;（二）几种常用离心式通风机 1、4—72—11型离心式通风机 （1）结构特点 （2）型号意义 □4—7