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
矿井通风
矿井通风1、矿井通风的4大任务：1、保证作业人员有足够的空气呼吸；2、排除矿井有害气体和矿尘，使矿井空气的质量符合要求；3、在井下创造良好的气候条件；4、为矿井抗灾和救灾提供支持。
2、利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，克服通风阻力，最后排出矿井的全过程称为矿井通风3、采掘工作面进风流中的氧气浓度不得低于20％；二氧化碳浓度不得超过0.5％；总回风流中不得超过0.75％；当采掘工作面风流中二氧化碳浓度达到1.5％或采区、•采掘工作面回风道风流中二氧化碳浓度超过1.5％时，必须停工处理4、矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。
这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。
5、《煤矿安全规程》对有关地点的温度规定是按干温度考核的。
•生产矿井采掘工作面空气温度不得超过26℃，机电设备硐室的空气温度不得超过30℃；当空气温度超过时，必须缩短超温地点工作人员的工作时间，并给予高温保健待遇。
•采掘工作面的空气温度超过30℃、机电设备硐室的空气温度超过34℃时，必须停止作业。
6、矿井常用压强单位：Pa mmH20 atm等。
换算关系：1 atm = 101325 Pa1mmH20 = 9.81Pa风流的绝对压力（P）、相对压力（h）和与其对应的大气压（P0）三者之间的关系如下式所示h=P－P07、8、（二）、单位体积(1m3)流量的能量方程矿井通风工程中习惯使用单位体积（1m3）流体的能量方程。
5、在使用能量方程的始、末面（点）之间有外加能量（压源）时的情况６.应用能量方程时要注意各项单位的一致性7、方程只适合流量Q不变的情形（否则按P29）9、所谓扩散器回收动能，就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。
10、通风机的作用：就是将电能转换为风流的机械能，促使风流流动。
通风机的全压H t等于通风机出口全压与入口全压之差：H t =P t6－P t511、通风阻力产生的原因：风流的粘滞性和惯性、井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用。
通风
矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中做定向和定量的流动，以供给井下人员呼吸，同时稀释和排除井下各种有毒有害气体和矿尘，创造良好的矿内工作环境，保障井下工作人员的身体健康和劳动安全。
矿井通风的基本任务： 1连续不断地供给井下足够的新鲜空气 2把井下有毒有害气体和矿尘冲淡到安全浓度以下，并排出矿井3为井下创造良好的气候条件。
地面空气是干空气和水蒸气组成的混合气体地面空气进入矿井后成分和性质发生变化：氧气浓度下降，二氧化碳浓度上升，混入了各种有害有毒气体和矿尘，空气的状态参数发生改变。
造成矿井空气中的氧浓度降低的原因：人员呼吸；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产过程中产生的各种有害气体。
矿井空气中的有毒气体:一氧化碳、硫化氢、二氧化硫、氮氧化合物、二氧化碳、甲醛。
CO性质：极毒，CO与血色素亲和力比氧大250-300倍，使血液中毒，阻止氧与血色素的结合，引起窒息和死亡。
来源：爆破作业、火灾、瓦斯与煤尘爆炸、煤炭自燃等。
H2S性质：有强烈的毒性，能使血液中毒，对眼睛粘膜及呼吸系统有强烈的刺激作用。
来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、煤岩中放出。
SO2性质：与眼、呼吸道的湿表面接触后能形成硫酸，对眼、呼吸道有强烈腐蚀作用，严重会引起肺水肿。
来源：含硫矿物氧化、含硫矿物中爆破。
扩散器回收动能：在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变化，从而达到减少流入大气的风流动能。
扩散器安装是否合理，可用回收值扩散器自身的通风阻力相比来确定，△h v=h vex－h vex＇＞h Rd 合理△h v=h vex－h vex＇＜h Rd 不合理气候条件：温度，湿度和风速三者结合的作用状态。
对人体特平衡影响，空气温度：对人体对流散热起着主要作用。
相对湿度：影响人体蒸发散热的效果。
风速：影响人体的对流散热和蒸发散热的效果。
通风阻力：单位体积空气在流动过程中的能量损失。
矿井通风4矿井通风动力
二、 自然风压的影响因素及变化规律
自然风压影响因素
HN=f (ρZ）=f [ρ(T,P,R,φ)，Z ]
1、矿井某一回路中两侧空气柱的温差是影响HN的主要因素。 2、空气成分和湿度影响空气的密度，因而对自然风压也有一定影响，
但影响较小。
HN
月份 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
B D K 65 8 №24
防爆型 对旋结构 表示用途，K为矿用
叶轮直径（24dm) 电机为8极（740r/min） 轮毂比0. 65的100倍化整
4、对旋风机的特点
一级叶轮和二级叶轮直接对接，旋转方向相反；机翼形叶片的扭曲方 向也相反，两级叶片安装角一般相差3º；电机为防爆型安装在主风筒 中的密闭罩内，与通风机流道中的含瓦斯气流隔离，密闭罩中有扁管 与大气相通，以达到散热目的。
静压功率：用风机静压计算输出功率，称为静压功率NS。计算式：
NS=HSQ×10—3
KW
风机的轴功率，即通风机的输入功率N（kW）。计算式：
N Nt H tQ
或
t 1000t
N Ns HSQ
s 1000s
式中 t、 S分别为风机的全压和静压效率。
电动机的输入功率（ Nm ）：
设电动机的效率为m,传动效率为tr时,则
第三节 通风机附属装置
一、风硐
风硐是连接风机和井筒的一段巷道。通过风量大、内外压差较大， 应尽量降低其风阻，并减少漏风。
二、扩散器(扩散塔)
作用：是降低出口速压以提高风机静压。 扩散器四面张角的大小应视风流从叶片出口的绝对速度方向而定。 总的原则是，扩散器的阻力小，出口动压小并无回流。
三、防爆门(防爆井盖)
2、工作原理
矿井通风考试总结
1、矿井通风：利用机械或自然通风为动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后将污浊空气排出矿井的全过程就称为矿井通风。
2、新鲜空气：将井巷中经过用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气；污浊空气：经过用风地点以后、收污染程度较重的回风巷内的空气。
3、一氧化碳的主要来源：井下爆破；矿井火灾；煤炭自燃以及煤尘、瓦斯爆炸4、造成矿井空气中的氧浓度降低的原因：人员呼吸；煤岩和其他有机物的缓慢氧化；煤炭自燃；瓦斯、煤尘爆炸；煤岩和生产过程中产生的各种有害气体。
事故。
5、矿井气候的指标：温度、湿度和流速。
这三种参数的不同组合，便构成了不同的矿井气候条件。
6、矿井空气中的有害气体：一氧化碳（0.0024）；氧化氮（0.00025）；二氧化硫（0.0005）；硫化氢（0.00066）；氨（0.004）；浓度为%7、衡量矿井气候的指标：干球湿度；湿球湿度；等效温度；同感温度和卡他度。
干球温度只反映了气温对矿井气候条件的影响，而没有反映出气候条件对人体热平衡的综合作用，因而存在较大的局限性。
湿球温度可以反映空气温度和相对湿度对人体热平衡的影响，比干球温度合理一些。
但没有反映风速对人体热平衡的影响。
等效温度和湿球温度呈线性关系，具有同样的意义。
8、卡他度：K d=41.868F／τ；干卡他度反映了气温和风速对气候条件的影响，但没有反映空气湿度的影响；湿卡他度是测出了温度、湿度和风速三者的综合作用效果。
9、矿井空气主要物理参数：温度、压力、密度、比容、粘性、湿度和焓。
10、粘性：当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，变产生粘性阻力以阻止相对运动，流体具有的这一性质称为粘性。
11、静压：单位面积上力的效应称为静压力，它是由空气分子热运动撞击到器壁所产生的力的效应。
12、静压的特点：无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面；风流静压的大小反映了单位体积风流所具有的能够对外做功的静压能的多少。
通风与防尘工程(专升本)阶段性作业3
总分: 100分考试时间:分钟单选题1. 当要控制的污染范围较大时，应考虑采用的排风罩为_____。
(5分)(A) 柜式排风罩(B) 吹吸式排风罩(C) 接受式排风罩(D) 外部吸气罩您的回答：B正确2. 当作业场所需要的通风量较大，而单台通风机不能满足风量要求时，可采用_____。
(5分)(A) 多台通风机串联运行(B) 串联和并联交叉式运行(C) 混合式运行通风(D) 多台通风机并联运行您的回答：D正确3. 对于冷过程、有毒有害气体密度大的条件应采用_____。
(5分)(A) 下部吸气式柜式排风罩(B) 上部吸气式柜式排风罩(C) 封闭式柜式排风罩(D) 敞开式柜式排风罩您的回答：A正确4. 密闭罩内筛落极细粉尘时，排风口风速的合理值为_____。
(5分)(A) >1.6m/s(B) <3m/s(C) 0.4～0.6m/s(D) <2m/s您的回答：C正确5. 通风机运行工况点不合理的运行条件是_____。
(5分)(A) 效率为最高效率的85%以上(B) 在通风机风压曲线最高点的左则运行(C) 在通风机风压曲线最高点的右则运行(D) 在通风机风压曲线的稳定工作区内运行您的回答：B正确多选题6. 下列属于常见的减振器类型有_____。
(5分)(A) 空气弹簧减振器(B) 橡胶减振器(C) 不锈钢金属钢丝减振器(D) 预应力阻尼弹簧减振器您的回答：A,B,C,D正确7. 密闭罩可以分为以下类别：_____。
(5分)(A) 局部密闭罩(B) 整体密闭罩(C) 大容积密闭罩(D) 柜式密闭罩您的回答：A,B,C正确8. 下列属于地下全面通风构筑物的有_____。
(5分)(A) 风门(B) 调节风窗(C) 避风天窗(D) 风桥您的回答：A错误9. 下列因素影响除尘效率的是_____。
(4分)(A) 粉尘特性(B) 含尘气特性(C) 火花放电频率(D) 结构因素您的回答：A,B,C,D正确判断题10. 性能差别大的通风机并联运行容易造成无效并联。
中国矿业大学矿井通风与安全复习题(全)
△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。
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）。
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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
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。
(一) 稳定性和安全性分析 (二) 经济性分析
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。
H/Pa
0.7 A
上
右 0.65
B 左 C15
0.6 D
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％。
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。
M2
M
M1
n2
n n1
Q
Q1 Q Q2
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！