《通风安全学》第五章矿井通风网络中风量分配与调节要点

《通风安全学》第五章矿井通风网 络中风量分配和调节要点
一、风量分配基本定律
4.阻力定律
h RQ2
《通风安全学》第五章矿井通风网 络中风量分配和调节要点
二、网络图及网络特性
1.串联风路
由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分 汇点的线路称为串联风路。如图所示，由1，2，3，4，5 五条分支组成串联风路。
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一、风量分配基本定律
2.风量平衡定律 风量平衡定律是指在稳态通风条件下，单位时间流入某
节点的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入 与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于零，即
Mi 0
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（1）串联风路特性
7
6
1)总风量等于各分支的风量，即 9
5
6
5
MS = M1 = M2 =…= Mn
8 9
43
4
3
当各分支的空气密度相等时，
2
7
1
QS = Q1 = Q2 =…= Qn
8
1
2
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二、网络图及网络特性
2)总风压（阻力）等于各分支风压（阻力）之和，即:
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一、风量分配基本定律
通风网络图的绘制原则： 1）用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边； 回风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部； 2）分支方向基本都应由下至上； 3）分支间的交叉尽可能少； 4）网络图总的形状基本为“椭圆”形。 5）合并节点，某些距离较近、阻力很小的几个节点，可简 化为一个节点。 6）并分支，并联分支可合并为一条分支。
一、风量分配基本定律
（2）有动力源
设风机风压Hf，自然风压HN。如图，
5
对回路１－2－3－4 － 5 － 1中有：
6
H f H N h R 1 h R 2 h R 3 h R 4 h R 5 2
4
3
一般表达式为： H f H N hRi
即：能量平衡定律是指在任一闭合回路中，各分支的通 风阻力代数和等于该回路中自然风压与通风机风压的代数和。
《通 风 安 全 学》
第五章 矿井通风网络中风量分配和调节要点
《通风安全学》第五章矿井通风网 络中风量分配和调节要点
本章主要内容
一、风量分配基本定律 二、网络图及网络特性 三、通风网络动态特性分析 四、矿井风量调节 五、应用计算机解算复杂通风网络
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一、风量分配基本定律
网络图两种类型： 一种是与通风系统图形状基本一致的网络图，如图5-1-3所 示；另一种是曲线形状的网络图，如图5-1-4所示。但一般 常用曲线网络图。 绘制步骤： 1)节点编号 在通风系统图上给井巷的交汇点标上特定的节 点号。 2)绘制草图 在图纸上画出节点符号，并用单线条（直线或 弧线）连接有风流连通的节点。 3)图形整理 按照正确、美观的原则对网络图进行修改。
等均是通路。
4）回路：由两条或两条以上分支 首尾相连形成的闭合线路称为回
5
5
6
路。如图中2－4－3、2－5－6－3 和1－3－6－7
7
44
3
3 2
2
1
1
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一、风量分配基本定律
5）树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的 一类特殊图。由于这类图的几何形状与树相似，故得名。树 中的分支称为树枝。包含通风网络的全部节点的树称为其生 成树，简称树。 (2）矿井通风网络图 特点： １）通风网络图只反映风流方向及节点与分支间的相互关系， 节点位置与分支线的形状可以任意改变。 ２）能清楚地反映风流的方向和分合关系，并且是进行各种 通风计算的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。
n
hs h1h2hn hi i1
3)总风阻等于各分支风阻之和，即：
R s h s Q s 2 h 1 h 2 Q s 2 . .h n . R 1 R 2 R n i n 1R i
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一、风量分配基本定律
1.矿井通风网络与网络图 (1）矿井通风网络 矿井通风系统：由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。用 图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个 由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。 通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。 1）分支（边、弧）向。每条分支可有一个编号，称 为分支号。
3.能量平衡定律
假设：一般地，回路中分支风流方向为顺时针时，其阻 力取“＋”，逆时针时，其阻力取“－”。
（1）无动力源（Hn Hf） 通风网路图的任一回路中，无动力源
时，各分支阻力的代数和为零，即：
5
hR i0
6
h R 6 h R 3 h R 4 h R 20
2
4
如图，对回路２－３－４－6中有：
3
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一、风量分配基本定律
2）节点（结点、顶点）：是两条或两条以上分支的交点。
5
5
6
7 44
3
2
3
2
1
1
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一、风量分配基本定律
3）路（通路、道路）：是由若干条方向相同的分支首尾相
连而成的线路。如图中1－2－5、1－2－4－6和1－3－6
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一、风量分配基本定律
1
3
４
图b 2 5
7
6
8
如图b所示，回路2-4-5-7-2的各邻接分支的风量满足 如下关系：
Q 1 2 Q 3 4 Q 5 6 Q 7 8 0
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一、风量分配基本定律
一、风量分配基本定律
若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点的各分
支的体积流量（风量）的代数和等于零，即：
1
2
5
图a
４
Qi 0
3
6
如图a，节点4处的风量平衡方程为：
Q 1 4 Q 2 4 Q 3 4 Q 4 5 Q 4 6 0 上述节点扩展为无源回路，则风量平衡定律依然成立。