主要通风机工况点调节改变风阻特性曲线
通风机的工作特性曲线
风量换算
3
Q1
D1
n1
Q2 D2 n2
Q1 Q2
Q1 n1 Q2 n2
启动离心式通风机时，为了避免因启动负 荷过大而烧毁电动机，应先关闭闸门然后 待通风机达到正常工作转速后再逐渐打开， 叫“闭启动”。 启动轴流式应先全敞开或半敞开闸门，待 运转稳定后再逐渐关闭闸门至其合适位置， 以防止启动时电流过大，引起电动机过负 荷，叫“开启动”。
h通 /KPa
N通入 /KW
离心式通风机
该类型通风机的类型特性曲线，亦叫通风机
的无因次特性曲线或抽象特性曲线
2019/7/21
矿井通风学
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4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线 1．无因次系数 (2)无因次系数
4-72-11型离 心式通风机的 类型曲线→
2019/7/21
矿井通风学
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4 .43.3通.4通风风机机的无因工次作系数特与性类型特性曲线
h通全 h通静
η 通全
80
η 通静
60
40
20
50
100
150
Q 通 / m3 /s
η /%
任务一：识别通风机的个体特性曲线
1、离心式通风机的个体特性曲线 2、62A14-11NO24型号通风机不同的叶片
安装角的个体特性曲线。 2、BDNO28型号通风机不同的叶片安装角
的个体特性曲线。
D1 D2 n1 n2 1 2
D1 D2 n1 n2 1 2
风压换算
H1
1
2
D1
2
n1
风机特性曲线
用以表示通风机的主要性能参数(如风量L、风压H、功率N及效率η)之间关系的曲线称为风机特性曲线或风机性能曲线。
为了使用方便，将H—L曲线、N—L曲线、η—L曲线画在同一图上。
下图为4—72 No5离心式通风机在转速2 900r／min时的特性曲线。
4—72No5离心式通风机特性曲线在通风除尘系统工作的风机，即使在转速相同时，在不同阻力的系统中它所输送的风量也可能不相同。
系统的阻力小时，要求风机的风压低，输送的风量就大；反之，系统阻力大，要求的风压高，输送的风量就小。
因此，用一种工况下的风量和风压，来评定风机的性能是不够的。
例如，风压为1 000Pa时，4—7 2No5风机可输送风量18 000m3／h；但当风压增到3000Pa时，输送的风量就只有1 000m3/h。
为了全面评定风机的性能，就必须了解在各种工况下风机的风压和风量，以及功率、效率与风量的关系。
这就是为什么要通过风机性能试验做出风机特性曲线的原因所在。
通风机制造工厂对生产的风机，根据实验预先做出其特性曲线，以供用户选择风机时参考。
有些风机产品样本，不但列出特性曲线图，而是还提供性能表格。
下表列出了4—72离心式通风机的部分性能数据。
从特性曲线图可以看出，在一定转速下，风机的效率随着风量的改变而变化，但其中必有一个最高效率点刁一。
相应于最高效率下的风量、风压和轴功率称为。
此范围风机的最佳工况，在选择风机时，应使其实际运转效率不低于0．9ηmax称为风机的经济使用范围。
下表中列出的8个性能点(工况点)，均在风机的经济使用范围内。
4—72 型离心式通风机性能表(摘录)正确选择风机，是保证通风系统正常、经济运行的一个重要条件。
所谓正确选择风机，主要是指根据被输送气体的性质和用途选择不同用途的风机；选择的风机要满足系统所需要的风量，同时风机的风压要能克服系统的阻力，而且在效率最高或经济使用范围内工作。
具体选择方法和步骤如下：1．根据被输送气体的性质，选用不同用途的风机。
通风机的性能曲线与工况调节
通风机的性能曲线与工况调节
泵与风机的联合运行
• 如果第一台风机的压出管作为第二台风机的吸入 管，气由第一台风机压入第二台风机，气以同一 流量依次通过各风机，称为风机的串联运行。 特点：各台设备流量相同，而总扬程或总压头等 于各台设备扬程或压头之和。 应用于以下场合： ① 用户需要的压头大，而大压头的泵或风机制造 困难或造价太高； ② 改建或扩建系统时，管路阻力加大，而需要增 大压头。
H Hst SQ2
式中 H——管路中对应某一流量下所需要的压头（或
称扬程），mH2O； Hst ——静压头（或称静扬程），表达式为
H st
(z2
p2
)
(
z1
p2 )
S——管路的阻抗，s2/m5；
Q——管网的流量，m3/s。
4
通风机的性能曲线与工况调节
管路特性曲线与工作点
风机管路特性曲线的函数关系式为：
8
通风机的性能曲线与工况调节
泵与风机的工况调节
工况点是由泵或风机的性能曲线与管路特性曲线的交点决 定的，其中之一发生变化时，工况点就会改变。所以工况 调节的基本途径是： ① 改变管道系统特性 ② 改变风机压头性能曲线 ③节流调节 ④压出管上阀门节流
图 阀门调节的工况分析
9
通风机的性能曲线与工况调节
风机的性能曲线
1
通风机的性能曲线与工况调节
风机的性能曲线
图 离心式泵与风机的性能曲线
(a)前向叶轮；(b)后向叶轮
2
通风机的性能曲线与工况调节
风机的性能曲线
图 4-72No5型离心式风机的性能曲线
3
通风机的性能曲线与工况调节
通风机的实际特性曲线.doc
第四节通风机的实际特性曲线一、通风机的工作参数表示通风机性能的主要参数是风压H、风量Q、风机轴功率N、效率 和转速n 等。
（一）风机(实际)流量Q风机的实际流量一般是指实际时间内通过风机入口空气的体积，亦称体积流量（无特殊说明时均指在标准状态下），单位为,或。
（二）风机(实际)全压H f与静压H s通风机的全压H t是通风机对空气作功，消耗于每1m3空气的能量（N·m/m3或Pa），其值为风机出口风流的全压与入口风流全压之差。
在忽略自然风压时，H t用以克服通风管网阻力h R和风机出口动能损失h v，即H t=h R+h V,4—4—1克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压H S，PaH S=h R=RQ24-4-2因此H t=H S+h V4-4-3(三）通风机的功率通风机的输出功率（又称空气功率）以全压计算时称全压功率N t，用下式计算：N t=H t Q×10-3 4—5—4用风机静压计算输出功率，称为静压功率N S，即N S=H S Q×10—3 4-4-5因此，风机的轴功率，即通风机的输入功率N（kW）,4—5—6或4-4-7式中ηt、ηS分别为风机折全压和静压效率。
设电动机的效率为ηm,传动效率为ηtr时，电动机的输入功率为N m,则4-4-8二、通风系统主要参数关系和风机房水柱计（压差计）示值含义掌握矿井主要通风机与通风系统参数之间关系，对于矿井通风的科学管理至关重要。
为了指示主要通风机运转以及通风系统的状况，在风硐中靠近风机入口、风流稳定断面上安装测静压探头，通过胶管与风机房中水柱计或压差计（仪）相连接，测得所在断面上风流的相对静压h。
在离心式通风机测压探头应安装在立闸门的外侧。
水柱计或压差计的示值与通风机压力和矿井阻力之间存在什么关系？它对于通风管理有什么实际意义？下面就此进行讨论。
1、抽出式通风1）水柱（压差）计示值与矿井通风阻力和风机静压之间关系如图4-4-1，水柱计示值为4断面相对静压h4，h4（负压）=P4-P04(P4为4断面绝对压力，P04为与4断面同标高的大气压力）。
最新《矿井通风与安全》重要知识点总结
《矿井通风与安全》重要知识点总结△绝对湿度：指单位容积或单位质量湿空气中含有水蒸汽的质量△相对湿度：指湿空气中实际含有水蒸汽量（绝对湿度）与同温度下的饱和湿度之比的百分数△恒温带：地表下地温常年不变的地带。
恒温带的深度一般为20～30米，恒温带的温度则接近于当地的年平均气温△地温梯度：即岩层温度随深度的变化率，常用百米地温梯度△通风机工况点：以同样的比例把矿井总风阻R曲线绘制于通风机个体特性曲线图中，则风阻R曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机的工况点或工作点△矿井等积孔：为了形象化，习惯引用一个和风阻的数值相当、意义相同的假想的面积值（m2）来表示井巷或矿井的通风难易程度。
这个假想的孔口称作井巷或矿井的等积孔（又称当量孔）。
△自然风压：由于井内空气与围岩存在温度差，空气与围岩进行热交换而造成同标高处空气柱的重量不同，矿井进、出风两侧空气柱的重量差就是自然风压。
△自然通风与机械通风：空气之所以能在矿井巷道中流动，是由于风流的起末点间存在着能量差。
若这种能量差是由通风机提供的，则称为机械通风；若是由矿井自然条件产生的，则称为自然通风。
煤层瓦斯的生成煤层瓦斯是腐植型有机物在成煤过程中生成的，主要可以划分为两个生成阶段第一阶段：生物化学成气时期在植物沉积成煤初期的泥炭化过程中，有机物在隔绝外部氧气进入和温度不超过65℃的条件下，被厌氧微生物分解为CH4、CO2和H2O。
第二阶段：煤化变质作用时期随着煤系地层的沉降及所处压力和温度的增加，泥炭转化为褐煤并进人变质作用时期，有机物在高温、高压作用下，挥发分减少，固定碳增加，这时生成的气体主要为CH4和CO2瓦斯在煤体内存在的状态游离瓦斯：以自由气体形式存在；吸附瓦斯：分为吸着状态与吸收状态；在现今开采深度内，煤层内的瓦斯主要是以吸附状态存在，游离状态的瓦斯只占总量的10％左右煤层瓦斯垂向分带：当煤层直达地表或直接为透气性较好的第四系冲积层覆盖时，由于煤层中瓦斯向上运移和地面空气向煤层中渗透，使煤层瓦斯呈现出垂直分带特征瓦斯风化带：“CO2－N2”、“N2”、“N2-CH4”三带统称瓦斯风化带。
主要通风机工况点调节改变风阻特性曲线改变风机特性曲线
第4讲 通风机工况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
二、解方程法 二元风机特性与其系统阻力特性组成的方程组得到
H a0 a1Q a2Q2 a3Q3 h RQ2
式中 a0、a1、a2、a3──曲线拟合系数;Ｒ为通风机工作管网风阻。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
2 主要通风机工况点分析
第4讲 通风机工况点及其 经济运行
第4讲 通风机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
工况点：风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η 等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数。
一、图解法 理论依据：风机风压特性曲线的函数式为Ｈ=f(Ｑ)，管网风阻特性曲线函数式是
h=ＲＱ2，因此两曲线的交点即两方程的联立解。 方法：在风机风压特性（Ｈ-Ｑ）曲线的坐标上，按相同比例作出工作管网的风
4、风机的转速不得超过额定转速。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
3 主要通风机工况点调节
一、改变风阻特性曲线
增风调节
H”
（1）减少矿井总风阻。
H
H’
（2）当地面外部漏风较大时，可以采取
R1”
M” R1
M
R1’
M’
堵塞地面的外部漏风措施。
减风调节 （1）增阻调节。
Q” Q Q’
（2）对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿 井风量。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
3 主要通风机工况点调节 H 二、改变风机特性曲线
轴流风机可采用改变叶片安装角度达 H2 到增减风量的目的。
装有前导器的离心式风机，可以改变 H
前导器叶片转角进行风量调节。
H1
通风作业题答案
1-1 地面空气的主要成分是什么?矿井空气与地面空气有何区别？N2(78%) O2(20.96%) CO2(0.03%) Ar(1%) 其他稀有气体（0.01%）地面空气进入井下后，因发生物理和化学两种变化，使其成分种类增多，各种成分浓度改变1-2 氧气有哪些性质?造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因有哪些？物理性质：氧是无色、无臭、无味、无毒和无害的气体，比重为1.105，是人和其他动物呼吸所必需的物质化学性质：氧是很活跃的元素，易使其他物质氧化，并能助燃主要原因：煤、岩、坑木等缓慢氧化耗氧，煤层自燃，人员呼吸，爆破1-3 矿井空气中常见的有害气体有哪些?《规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体现定？有害气体：CH4、CO2、CO、NO2、SO2、H2S、NH3、H2、N2体积浓度：CH4 ≤ 0.5% CO2 ≤ 0.5% CO ≤ 0.0024% NO2 ≤ 0.00025% SO2 ≤ 0.0005% H2S ≤ 0.00066%NH3 ≤ 0.004%1-4 CO有哪些性质?试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。
CO是无色、无臭、无味的有毒有害气体，比重为0.967，比空气轻，不易溶于水，当浓度在13~75%时可发生爆炸CO比O2与血色素亲和力大250~300倍，它能够驱逐人体血液中的氧气使血液缺氧致命井下爆炸工作、火区氧化、机械润滑油高温分解等都能产生CO1-5 什么是矿井气候?简述井下空气温度的变化规律。
矿井气候指井内的温度、湿度、风速等条件在金进风路线上：冬季，冷空气进入井下，冷气温与地温进行热交换，风流吸热，地温散热，因地温随深度增加且风流下行受压缩，故沿线气温逐渐升高；夏季，与冬季情况相反，沿线气温逐渐降低在采掘工作面内：由于物质氧化程度大，机电设备多，人员多以及爆破工作等，致使产生较大热量，对风流起着加热的作用，气温逐渐上升，而且常年变化不大1-6 简述风速对矿内气候的影响。
通风机的特性曲线
H u H u
2 2 2 2
H H 2 H 常数 2 u2 u2
D2 u 2 （2） Q D2 b2 c 2 r r 4 r 4 D2 u 2 流 b2 c 2 r 2 量 4 r D2 u 2 4 D2 u 2 Q 系 c2 r b2 数 Q
2
b2 c 2 r
4 r
u2 4 D2
u2 D2
Q 4 Q 2 D2 u 2 4 Q Q Q 常数 2 2 u2 D2 u 2 D2
2 D2 u2
（3）功率系数
P
QH
QH
P 4 P QH D2u 3 2 2 4 P P P 常数 2 3 2 3 u2 D2 u2 D2 4 4
左式中： µ=0.65——流量系数 H——孔口两侧的压差 ρ——空气密度取1.2kg/m3 取µ=0.65， ρ=1.2kg/m3
Q S
2h
1.42Q 2 2 h R Q j S2 1.42 Rj 2 S 1.19Q S h
三、通风机工况点和工业利用区 （一）工况点 1、定义（全压工况、静压工况） 2、工况参数 注意：网络特性曲线与风压特性曲线的对应关系。 （二）工业利用区 1、划定原则：稳定性和经济性 2、划定方法 （1）稳定工作条件（有且只有一个工作点） 喘振现象
任务二 矿井通风设备的使用与操作
（一）离心式通风机的个体特性曲线
1、理论风压方程式
1 H L (u2 c2u u1c1u )...... 米空气柱 g H L (u2 c2u u1c1u )...... N / m2 H L u2 c2u
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矿井通风动力
蔡 峰 教授
本章授课教师：
第4讲 通风机工况点及其 经济运行
第4讲 通风机工况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
工况点：风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η 等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数。 一、图解法 理论依据：风机风压特性曲线的函数式为Ｈ=f(Ｑ)，管网风阻特性曲线函数式是 h=ＲＱ2，因此两曲线的交点即两方程的联立解。
井风量。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
3 主要通风机工况点调节
二、改变风机特性曲线
H
轴流风机可采用改变叶片安装角度达 到增减风量的目的。
H2
M2
装有前导器的离心式风机，可以改变
前导器叶片转角进行风量调节。 改变风机转速。无论是轴流式风机还 是离心式风机都可采用：改变电机转 速；利用传动装置进行调速。
方法：在风机风压特性（Ｈ-Ｑ）曲线的坐标上，按相同比例作出工作管网的风
阻曲线，与风压曲线的交点之坐标值，即为通风机的工作风压和风量。通过交点 作Ｑ轴垂线，与Ｎ-Ｑ和η-Ｑ曲线相交，交点的纵坐标即为Ｎ和η。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
一、图解法
应当指出，主要通风机在一定条件下运行时，不论是否安装外接扩 散器，通风机全压特性曲线是唯一的，而通风机装置的全压和静压 特性曲线则因所安扩散器的规格、质量而有所变化。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
二、解方程法
二元风机特性与其系统阻力特性组成的方程组得到
H a0 a1Q a2 Q 2 a3Q 3
h RQ2
式中 a0、a1、a2、a3──曲线拟合系数;Ｒ为通风机工作管网风阻。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
2 主要通风机工况点分析
4、风机的转速不得超过额定转速。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
3 主要通风机工况点调节
一、改变风阻特性曲线 增风调节 （1）减少矿井总风阻。
H” H H’
R1”
M” M R1 R1’ M’
（2）当地面外部漏风较大时，可以采取
堵塞地面的外部漏风措施。 减风调节 （1）增阻调节。
Q”
Q
Q’
（2）对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿
H Q Q2
H1
第4讲 通风机工况点及其经济运行
本讲主要内容 1、工况点的确定方法 图解法、解方程法 2、主要通风机工况点分析 3、主要通风机工况点调节 改变风阻特性曲线、改变风机特性曲线
本章学习内容结束
谢 谢！
(一) 稳定性和安全性分析 (二) 经济性分析
B 上 H/Pa A 0.7 右
0.65 0.6
1、从经济角度，通风机的运转效率不低于60 %。 2、从安全角度，工况点必须位于驼峰点右侧， 单调下降的直线段。
D
左 C15 下 30 45 Q/m3/s
轴流式通风机的合理工作范围
3、稳定角度，实际工作风压不得超过最高风压的90％。