通风机的特性曲线
通风机的实际特性曲线
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）。
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）。
风机特性曲线.doc
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。
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0．9η
max
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)。
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—72No5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。
此范围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。
通风机的实际特性曲线
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Ｈs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，Ｈｔ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，PａＨS=h R=RQ24-4-2因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:ｔ，S分别为风机折全压和静压效率。
设电动机的效率为m，传动效率为tｒ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）。
矿井通风机特性曲线
能量；Pa
h通全=h通静+h通动 动压h通动：通风机的动压等于通风机扩散器出口 的动压；
通风机的基本参数
3.通风机的功率 输入功率N通入：通风机轴从电动机得到的功率； kw
N 通入 3 U ICOS 电传，kw 1000
式中：U—线电压，v； I—线电流，A； cos —功率因数，%； 电 —电动机的效率，% 传 —传动效率，%
通风机的基本参数
3.通风机的功率
输出功率N通出：单位时间内通风机对通过的风量
为Q的空气所做的功；kw
N 通出 H 通Q通 ，kw 1000
通风机的风压有全压与静压之分，所以通风机的 输出功率也有N全出和N静出。
通风机的基本参数
4.通风机的效率
通全
N全出 h 通全Q N输入 1000N输入
上两问；
4.如有自然风风压，且自然风压为阻碍通风机，大小为200Pa,再试求以 上两问；
通风机个体特性曲线的应用
通风机个体特性曲线的应用
分析：1.首先要绘制矿井的风阻曲线，找到工况点
。因Hale Waihona Puke 风机的工作方式抽出式，所以工况点为风机
的静压曲线和矿井的风阻曲线的交点。
2.自然风压对动力的影响， 如帮助风机，则
例题：某通风机的个体特性曲线如果所示，其中1和2分别为通风机的静
压特性曲线和全压特性曲线，曲线3和4分别为通风机的静压效率曲线和 全压效率曲线，用此通风机对矿井作抽出式通风，该矿井的总风阻 R=0.14NS2/m8 。试求： 1.该矿井的通风总阻力和通风机的风量； 2.通风机的静压、静压效率和输入功率； 3.如有自然风风压，且自然风压为帮助通风机，大小为200Pa,再试求以
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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
理论全压与理论流量特性方程
（通风网络静阻力特性方程） 式中 S——通风网络过流面积，㎡； Q——通风网络的流量，m3/s； Rj——通风网络静阻力系数，N· s2/m8。 R——通风网络阻力系数，N· s2/m8
2、等积孔——在假想薄壁上设一面积为S的 理想孔口，通过此孔的风量等于网路风量， 孔口两侧的压差等于网路阻力。
cot 2 H L (u u2 QL ) D2b2
2 2
A BQT
u2 cot 2 A u , B D2b2
2 2
2、理论风压特性曲线
（1）H-Q全压特性曲线
（2）HS-Q静压特性曲线 （3）P-Q功率特性曲线 （4）η-Q效率特性曲线 （5）ηS-Q静压效率特性曲线
D u
2 3 2 2
2）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 ①用一个类型特性曲线代替该类型不同尺
寸和转速的通风机的所用个体特性曲线； ②用类型特性曲线比较不同类型通风机的 性能； ③用中的工作
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：
M L QL r (c2u c1u ) H L u (c2u c1u ) 当c1u 0时，H L uc2u
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 “+”）
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）
2、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：
P H LQL P M L M L HL QL
理论压头特性曲线是一 条下斜的直线。
u——任一半径处的圆周速度
3、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 它的特点是在曲线上出现了马鞍形区域。
v2 H p a
2
2 v3 h23
j
QH j P
二、通风网络特性曲线和等积孔
1、网络特性方程式
H ( L 2 2 L Q ) v3 v3 ( 1) ( ) 2 ( R j 2 )Q 2 RQ2 d 2 2 d 2 S 2S 3
3、通风机的类型特性曲线
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 （1）风压系数
H L u2c2u H u2c2u k
c2 u u k u2c2u k H u2 u c2 c2 u k H u2 u2 k u2 u c2 u c2 、 、且k k u2 u2
通风机是与一定的网络相连接而进 行工作的，因此通风机本身与相应的网 络构成一个完整的系统。通风机的工作 状况不仅取决于通风机本身，同时也取 决于网络的状况。
一、通风机在网路中的工作分析
pa p2 p2
2
v2 h1 2
2
2 2 2 2 H pa v3 h23 a h1 2 h1 2 h23 v3 h v2 2 2 2 H H j Hd
2）轴流式通风机基本方程式
c2u u ca cot 2
H L u (u ca cot 2 ) QL
4
( D 2 d 2 ) ca
2
H L u 2 90
4
cot 2 (D2 d 2 )
QL .......... .( N / m 2 )