第五章矿井通风网络中风量分配与调节优秀课件.ppt

第五章矿井通风网络中风量分配与调节第1页，本讲稿共33页第五章第五章 矿井通风网络中风量分配与调节矿井通风网络中风量分配与调节 矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。用图论的方法矿井通风系统是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、点及其属性属性组组成成的系统，称为的系统，称为通风网络通风网络。第一节第一节 风量分配基本规律风量分配基本规律一、矿井通风网络与网络图一、矿井通风网络与网络图(一）矿井通风网络一）矿井通风网络通风网络图：通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。用直观的几何图形来表示通风网络。1.1.分支（边、弧分支（边、弧）：表示一段通风井巷的有向线）：表示一段通风井巷的有向线 段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分 支可有一个编号，称为分支号。支可有一个编号，称为分支号。2.2.节点（结点、顶点）：节点（结点、顶点）：是两条或两条以上分支的交点。是两条或两条以上分支的交点。3.3.路（通路、道路）：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。如图是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。如图中，中，1 12 25 5、1 12 24 46 6和和1 13 36 6等均是通路。等均是通路。4.4.回路：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路。如图中，如图中，2 24 43 3、2 25 56 63 3和和1 13 36 67 7342151234567第2页，本讲稿共33页 5 5、树树：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：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。网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。（二）矿井通风网络图（二）矿井通风网络图 特特点点：）通通风风网网络络图图只只反反映映风风流流方方向向及及节节点点与与分分支支间间的的相相互互关关系系，节节点点位位置置与与分分支支线的形状可以任意改变。线的形状可以任意改变。）能能清清楚楚地地反反映映风风流流的的方方向向和和分分合合关关系系，并并且且是是进进行行各各种种通通风风计计算算的的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。网网络络图图两两种种类类型型：一一种种是是与与通通风风系系统统图图形形状状基基本本一一致致的的网网络络图图，如如图图5-1-35-1-3所所示示；另另一一种种是是曲曲线线形形状状的的网网络络图图，如如图图5-1-45-1-4所所示示。但但一一般般常常用用曲曲线线网网络络图图。绘绘制步骤：制步骤：(1)(1)节点编号节点编号 在通风系统图上给井巷的交汇点标上特定的节点号。在通风系统图上给井巷的交汇点标上特定的节点号。(2)(2)绘绘制制草草图图 在在图图纸纸上上画画出出节节点点符符号号，并并用用单单线线条条（直直线线或或弧弧线线）连连接接有有风风流流连连通通的节点。的节点。(3)(3)图形整理图形整理 按照正确、美观的原则对网络图进行修改。按照正确、美观的原则对网络图进行修改。第3页，本讲稿共33页 通风网络图的绘制原则：通风网络图的绘制原则：(1)(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；点在网络图的上部，风机出口节点在最上部；(2)(2)分支方向基本都应由下至上；分支方向基本都应由下至上；(3)(3)分支间的交叉尽可能少；分支间的交叉尽可能少；(4)(4)网络图总的形状基本为网络图总的形状基本为“椭圆椭圆”形。形。（）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（）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。节点。（）并分支，并联分支可合并为一条分支。（）并分支，并联分支可合并为一条分支。二、风量平衡定律二、风量平衡定律 风风量量平平衡衡定定律律是是指指在在稳稳态态通通风风条条件件下下，单单位位时时间间流流入入某某节节点点的的空空气气质质量量等等于于流流出出该该节节点点的的空空气气质质量量；或或者者说说，流流入入与与流流出出某某节节点点的的各各分分支支的的质质量量流流量量的的代代数数和和等等于零，即于零，即第4页，本讲稿共33页 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）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：的代数和等于零，即：如图如图a a，节点，节点4 4处的风量平衡方程为：处的风量平衡方程为：将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平衡定律依然成立。如图将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平衡定律依然成立。如图b b所示，回路所示，回路2-2-4-5-7-24-5-7-2的各邻接分支的风量满足如下关系：的各邻接分支的风量满足如下关系：16523图a2178356图b第5页，本讲稿共33页三、能量平衡定律三、能量平衡定律 假设：假设：一般地，回路中分支风流方向为顺时针时，一般地，回路中分支风流方向为顺时针时，其阻力取其阻力取“”，逆时针时，逆时针时，其阻力取其阻力取“”。（一）无动力源（一）无动力源（H Hn n H Hf f）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：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：如图，对回路如图，对回路 -6-6中有：中有：（二）有动力源（二）有动力源 设风机风压设风机风压H Hf f ，自然风压，自然风压H HN N 。如图，对回路如图，对回路 2 23 34-5-14-5-1中有：中有：一般表达式为：一般表达式为：即：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。通风机风压的代数和。23456第6页，本讲稿共33页第二节第二节 简单网络特性简单网络特性一、串联风路一、串联风路 由由两两条条或或两两条条以以上上分分支支彼彼此此首首尾尾相相连连，中中间间没没有有风风流流分分汇汇点点的的线线路路称称为为串串联联风风路路。如如图图5-2-15-2-1所示，由所示，由1 1，2 2，3 3，4 4，5 5五条分支组成串联风路。五条分支组成串联风路。（一）（一）串联风路特性串联风路特性 1.1.总风量等于各分支的风量，即总风量等于各分支的风量，即 M MS S=M=M1 1=M=M2 2=M=Mn n 当各分支的空气密度相等时，当各分支的空气密度相等时，Q QS S=Q=Q1 1=Q=Q2 2=Q=Qn n2.2.总风压（阻力）等于各分支总风压（阻力）等于各分支 风压（阻力）之和，即风压（阻力）之和，即:458123679123456789第7页，本讲稿共33页3.3.总风阻等于各分支风阻之和，即：总风阻等于各分支风阻之和，即：4.4.串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系 第8页，本讲稿共33页（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制 根据以上串联风路的特性，可以绘制串联风路等效阻力特性曲线。根据以上串联风路的特性，可以绘制串联风路等效阻力特性曲线。方方法：法：、首先在、首先在h hQ Q坐标图上分别作出串联风路坐标图上分别作出串联风路1 1、2 2的阻力特性曲线的阻力特性曲线R R1 1、R R2 2；、根据串联风路、根据串联风路“风量相等，阻力叠加风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于的原则，作平行于h h轴的若干条轴的若干条等风量线，在等风量线上将等风量线，在等风量线上将1 1、2 2分支阻力分支阻力h h1 1、h h2 2叠加，得到串联风路的等叠加，得到串联风路的等效阻力特性曲线上的点；效阻力特性曲线上的点；、将所有等风量线上的点联成曲线、将所有等风量线上的点联成曲线R R3 3，即为串联风路的等效阻力特性曲线。，即为串联风路的等效阻力特性曲线。1R1R2R1R2R1+R2QH第9页，本讲稿共33页二、并联风网二、并联风网 由由两两条条或或两两条条以以上上具具有有相相同同始始节节点点和和末末节节点点的的分分支支所所组组成成的的通通风风网网络络，称称为为并并联风网联风网。如图所示并联风网由。如图所示并联风网由5 5条分支并联条分支并联（一）并联风路特性：（一）并联风路特性：1.1.总风量等于各分支的风量之和，即总风量等于各分支的风量之和，即 当各分支的空气密度相等时当各分支的空气密度相等时,2.2.总风压等于各分支风压，即总风压等于各分支风压，即注注意意：当当各各分分支支的的位位能能差差不不相相等等，或或分分支支中中存存在在风风机机等等通通风风动动力力时时，并并联联分分支支的阻力并不相等。的阻力并不相等。1234612345第10页，本讲稿共33页3.3.并联风网总风阻与各分支风阻的关系并联风网总风阻与各分支风阻的关系 又又 即：即：4.4.并联风网等积孔等于各分支等积孔之和，即并联风网等积孔等于各分支等积孔之和，即 第11页，本讲稿共33页5.5.并联风网的风量分配并联风网的风量分配 若已知并联风网的总风量，在不考虑其它通风动力及风流密度变化时，若已知并联风网的总风量，在不考虑其它通风动力及风流密度变化时，可由下式计算出分支可由下式计算出分支i i的风量。的风量。即即R1R2.RiRnQS第12页，本讲稿共33页（二）并联风路等效阻力特性曲线的绘制（二）并联风路等效阻力特性曲线的绘制 根据以上并联风路的特性，可以绘制并联风路等效阻力特性曲线。根据以上并联风路的特性，可以绘制并联风路等效阻力特性曲线。方法方法：、首先在、首先在h hQ Q坐标图上分别作出并联风路坐标图上分别作出并联风路1 1、2 2的阻力特性曲线的阻力特性曲线R R1 1、R R2 2；、根据并联风路、根据并联风路“风压（阻力）相等，风量叠加风压（阻力）相等，风量叠加”的原则，作平行于的原则，作平行于Q Q轴的若干条等风压轴的若干条等风压线，在等风压线上将线，在等风压线上将1 1、2 2分支阻力分支阻力h h1 1、h h2 2叠加，得到并联风路的等效阻力特性曲线上的叠加，得到并联风路的等效阻力特性曲线上的点；点；、将所有等风压线上的点联成曲线、将所有等风压线上的点联成曲线R R3 3，即为并联风路的等效阻力特性曲线。，即为并联风路的等效阻力特性曲线。2112R1R2R1R2R1+R2QH第13页，本讲稿共33页三、串联风路与并联风网的比较三、串联风路与并联风网的比较 在在任任何何一一个个矿矿井井通通风风网网络络中中，都都同同时时存存在在串串联联与与并并联联风风网网。在在矿矿井井的的进进、回回风风风风路路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。多为串联风路，而采区内部多为并联风网。并并联联风风网网的的优优点点：、从从提提高高工工作作地地点点的的空空气气质质量量及及安安全全性性出出发发，采采用用并并联联风风网网具具有有明明显显的优点。的优点。、在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。、在同样的分支风阻条件下，分支并联时的总风阻小于串联时的总风阻。例如：若例如：若R R1 1=R=R2 2=0.04 kg/m=0.04 kg/m7 7，串联：串联：R Rs s=R=R1 1+R+R2 2=0.08 kg/m=0.08 kg/m7 7 并联：并联：R Rs s ：R Rs s：即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的 8 8 倍。倍。1R1R22112R1R2第14页，本讲稿共33页四、角联风网四、角联风网（一）几个概念（一）几个概念 角联风网角联风网：是指内部存在角联分支的网络。是指内部存在角联分支的网络。角角联联分分支支（对对角角分分支支）：是是指指位位于于风风网网的的任任意意两两条条有有向向通通路路之之间间、且且不不与与两通路的公共节点相连的分支，如图。两通路的公共节点相连的分支，如图。简单角联风网：简单角联风网：仅有一条角联分支的风网。仅有一条角联分支的风网。复杂角联风网复杂角联风网：含有两条或两条以上角联分支的风网。含有两条或两条以上角联分支的风网。213456复杂角联风网复杂角联风网简单角联风网简单角联风网1第15页，本讲稿共33页（二）角联分支风向判别（二）角联分支风向判别 原则：原则：分支的风向取决于其始、末节点间的压能值。风流由能位高的节点流向能位分支的风向取决于其始、末节点间的压能值。风流由能位高的节点流向能位低的节点；当两点能位相同时，风流停滞；当始节点能位低于末节点时，风流反低的节点；当两点能位相同时，风流停滞；当始节点能位低于末节点时，风流反向。向。判别式（以简单角联为例判别式（以简单角联为例）：）：1 1、分支分支5 5中无风中无风 Q Q5 5=0=0 Q Q1 1=Q=Q3 ,3 ,Q Q2 2=Q=Q4 4 由风压平衡定律：由风压平衡定律：h h1 1=h=h2 ,2 ,h h3 3=h=h4 4 由阻力定律：由阻力定律：两式相比得：两式相比得：即即 或写为：或写为：11第16页，本讲稿共33页、当分支、当分支5 5中风向由中风向由2323 节点节点的压能高于节点的压能高于节点，则，则 h hR2R2 h hR1 R1 即：即：即即同理，同理，h hR3R3 h hR4R4即即又又 即：即：或写为：或写为：风流第17页，本讲稿共33页、分支、分支5 5中的风向由中的风向由3232 同理可得：同理可得：或写为：或写为：改变角联分支两侧的边缘分支的风阻就可以改变角联分支的风向。对图示改变角联分支两侧的边缘分支的风阻就可以改变角联分支的风向。对图示简单角联风网，可推导出如下角联分支风流方向判别式：简单角联风网，可推导出如下角联分支风流方向判别式：11风流第18页，本讲稿共33页123567810第三节第三节 通风网络动态特性分析通风网络动态特性分析一、井巷风阻变化引起风流变化的规律一、井巷风阻变化引起风流变化的规律1.1.变阻分支本身的风量与风压变化规律变阻分支本身的风量与风压变化规律 当当某某分分支支风风阻阻增增大大时时，该该分分支支的的风风量量减减小小、风风压压增增大大；当当风风阻阻减减小小时时，该该分分支支的的风风量量增大、风压降低。增大、风压降低。2.2.变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律变阻分支对其它分支风量与风压的影响规律 1 1）当某分支风阻增大时当某分支风阻增大时，包含该分支，包含该分支 的所有通路上的其它分支的风量减小，的所有通路上的其它分支的风量减小，风压亦减小；与该分支并联的通路上的风压亦减小；与该分支并联的通路上的 分支的风量增大，风压亦增大；当风阻分支的风量增大，风压亦增大；当风阻 减小时与此相反。减小时与此相反。2 2）对于一进一出的子网络，若外部分支调阻引起其流入（流出）风量变化，其内部各分）对于一进一出的子网络，若外部分支调阻引起其流入（流出）风量变化，其内部各分支的风量变化趋势相同。支的风量变化趋势相同。3 3）风网内，某分支风阻变化时，各分支风量、风压的变化幅度，以本分支为）风网内，某分支风阻变化时，各分支风量、风压的变化幅度，以本分支为最大，邻近分支次之，离该分支越远的分支变化越小。最大，邻近分支次之，离该分支越远的分支变化越小。49第19页，本讲稿共33页4 4）风网内，不同类型的分支风阻变化引起的风量变化幅度和影响范围是）风网内，不同类型的分支风阻变化引起的风量变化幅度和影响范围是不同的。一般地说，主干巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围大，不同的。一般地说，主干巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围大，末支巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围小。末支巷道变阻引起的风量变化幅度和影响范围小。5 5）风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其并联分支风量增加）风网内某分支增阻时，增阻分支风量减小值比其并联分支风量增加值大；某分支减阻时，减阻分支风量增加值比其并联分支风量减小值值大；某分支减阻时，减阻分支风量增加值比其并联分支风量减小值大。大。3 3巷道密闭与贯通对风流的影响巷道密闭与贯通对风流的影响 巷巷道道密密闭闭相相当当于于该该分分支支的的风风阻阻增增大大至至，故故本本分分支支风风量量减减少少到到趋趋近近于于0 0；对其它分支的影响规律与分支增阻相同。；对其它分支的影响规律与分支增阻相同。巷巷道道贯贯通通时时要要修修改改网网络络图图，即即在在网网络络图图中中增增加加贯贯通通后后的的分分支支。风风流流方方向向取决于巷道两端点间压能差；对其它分支的影响规律与分支减阻相同。取决于巷道两端点间压能差；对其它分支的影响规律与分支减阻相同。第20页，本讲稿共33页二、风流稳定性分析二、风流稳定性分析(一一)稳定性的基本概念稳定性的基本概念 稳稳定定性性是是指指当当系系统统受受到到外外界界瞬瞬时时干干扰扰，系系统统状状态态偏偏离离了了平平衡衡状状态态后后，系系统统状状态态自动回复到该平衡状态的能力。自动回复到该平衡状态的能力。按按照照这这种种稳稳定定性性的的概概念念，除除非非在在主主要要通通风风机机不不稳稳定定运运行行（工工作作在在轴轴流流式式风风机机风风压压特特性性曲曲线线的的驼驼峰峰区区）等等特特殊殊情情况况下下，矿矿井井通通风风系系统统一一般般都都是是稳稳定的。定的。通风管理中所说的风流稳定性，一般是指井巷中风流方向发生变化或风量大小变化超通风管理中所说的风流稳定性，一般是指井巷中风流方向发生变化或风量大小变化超过允许范围的现象；且多指风流方向发生变化的现象。过允许范围的现象；且多指风流方向发生变化的现象。(二二)影响风流稳定性的因素影响风流稳定性的因素1.1.风网结构对风流稳定性的影响风网结构对风流稳定性的影响 仅仅由由串串、并并联联组组成成的的风风网网，其其稳稳定定性性强强；角角联联风风网网，其其对对角角分分支支的的风风流流易易出出现不稳定。现不稳定。第21页，本讲稿共33页2.2.风阻变化对风流稳定性的影响风阻变化对风流稳定性的影响 在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改变。在角联风网中，边缘分支的风阻变化可能引起角联分支风流改变。在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。应采取安装调节风门的在实际生产矿井，大多数采掘工作面都是在角联分支中。应采取安装调节风门的措施，保证风流的稳定性。措施，保证风流的稳定性。3.3.通风风动力变化对风流稳定性的影响通风风动力变化对风流稳定性的影响 矿井风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，不仅会引起风机矿井风网内主要通风机、辅助通风机数量和性能的变化，不仅会引起风机所在巷道的风量变化，而且会使风网内其他分支风量也发生变化，并影响所在巷道的风量变化，而且会使风网内其他分支风量也发生变化，并影响风网内其他风机的工况点。风网内其他风机的工况点。第22页，本讲稿共33页(三三)具体如下：具体如下：1)1)单主要通风机风网单主要通风机风网，当主要通风机性能发生变化时，风网内各分支风量按主要，当主要通风机性能发生变化时，风网内各分支风量按主要通风机风量变化的趋势和比率而变化。通风机风量变化的趋势和比率而变化。2)2)多多主主要要通通风风机机风风网网内内，当当某某主主要要通通风风机机性性能能发发生生变变化化时时，整整个个风风网网内内各各分分支支风量不按比例变化。风量不按比例变化。3)3)多多主主要要通通风风机机风风网网内内，即即使使风风网网结结构构和和分分支支风风阻阻不不变变，当当某某主主要要通通风风机机性性能能发发生生变变化化时时，由由于于风风网网总总风风量量和和各各主主要要通通风风机机风风量量配配置置发发生生了了变变化化，因此，各主要通风机的工作风阻与风网总风阻也有所变化。因此，各主要通风机的工作风阻与风网总风阻也有所变化。第23页，本讲稿共33页4)4)风网内，某巷道安设辅助通风机后，不仅该巷道本身风流发生变化，其风网内，某巷道安设辅助通风机后，不仅该巷道本身风流发生变化，其他巷道风流也变化。当某辅助通风机风量增大时，辅助通风机所在巷道他巷道风流也变化。当某辅助通风机风量增大时，辅助通风机所在巷道风量增加，包含辅助通风机在内的闭合回路中，与辅助通风机风向一致风量增加，包含辅助通风机在内的闭合回路中，与辅助通风机风向一致的各巷风量增加，与其风向相反的各巷风量减小。的各巷风量增加，与其风向相反的各巷风量减小。当辅助通风机风压过高或风量过大时，可引起其并联分支风量不足、停风、当辅助通风机风压过高或风量过大时，可引起其并联分支风量不足、停风、甚至反向。引起并联分支风流反向的条件是辅助通风机风量大于回路的总甚至反向。引起并联分支风流反向的条件是辅助通风机风量大于回路的总风量或辅助通风机风压大于回路内其同向分支的风压损失。风量或辅助通风机风压大于回路内其同向分支的风压损失。5)5)自然风压引起的风流变化，与辅助通风机相似。自然风压引起的风流变化，与辅助通风机相似。第24页，本讲稿共33页第四节第四节 矿井风量调节矿井风量调节 随着生产的发展和变化，工作面的推进和更替，巷道风阻、网络结构及所需随着生产的发展和变化，工作面的推进和更替，巷道风阻、网络结构及所需的风量均在不断变化，要求及时进行风量调节。的风量均在不断变化，要求及时进行风量调节。从调节设施来看，从调节设施来看，有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通有通风机、射流器、风窗、风幕和增加并联井巷或扩大通风断面等。风断面等。按其调节的范围，按其调节的范围，可分为局部风量调节与矿井总风量调节。可分为局部风量调节与矿井总风量调节。从通风从通风能量的角度看能量的角度看，可分为增能调节、耗能调节和节能调节。，可分为增能调节、耗能调节和节能调节。一、局部风量调节一、局部风量调节 局局部部风风量量调调节节是是指指在在采采区区内内部部各各工工作作面面间间，采采区区之之间间或或生生产产水水平平之之间间的的风风量量调调节。节。调节方法调节方法：增阻法、减阻法及辅助通风机调节法增阻法、减阻法及辅助通风机调节法。(一一)增阻调节法增阻调节法 增增阻阻调调节节法法是是在在通通过过在在巷巷道道中中安安设设调调节节风风窗窗等等设设施施，增增大大巷巷道道中中的的局局部部阻阻力力，从从而而降降低低与与该该巷巷道道处处于于同同一一通通路路中中的的风风量量，或或增增大大与与其其关关联联的的通通路路上上的的风风量。增阻调节是一种耗能调节法量。增阻调节是一种耗能调节法 主主要要措措施施：(1)(1)调调节节风风窗窗；(2)(2)临临时时风风帘帘；(3)(3)空空气气幕幕调调节节装装置置等等。使使用用最最多多的的是是调调节节风风窗。窗。第25页，本讲稿共33页风窗调节法原理分析风窗调节法原理分析如图如图 ，分支风阻分别，分支风阻分别为为 R R1 1和和R R2 2，风量分别为，风量分别为Q Q1 1,Q,Q2 2。则两分支的阻力为：则两分支的阻力为：h h1 1=R=R1 1Q Q1 12 2 h h2 2=R=R2 2Q Q2 22 2，且，且 h h1 1=h=h2 2若分支风量不足。可在若分支风量不足。可在分支中设置调节窗。设调节风分支中设置调节窗。设调节风窗产生的局部风阻为窗产生的局部风阻为RR。(R (R1 1+R)Q+R)Q1 12 2=R=R2 2Q Q2 22 2但增阻后，并联系统总风阻增大。使但增阻后，并联系统总风阻增大。使Q QQ Q，由于，由于Q Q未知，实际计算过程中，未知，实际计算过程中，假设假设Q QQ Q。已知。已知,R,R后，可计算调节风窗面积。后，可计算调节风窗面积。使用条件使用条件：增阻分支风量有富余。：增阻分支风量有富余。特点：特点：增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增增阻调节法具有简单、方便、易行、见效快等优点；但增阻调节法会增加矿井总风阻，减少总风量。加矿井总风阻，减少总风量。R1Q1R2Q2Q2R1+RQ1R2Q2Q2第26页，本讲稿共33页调节风窗开口面积计算：调节风窗开口面积计算：当当 Sc/SSc/S0.5 0.5 时，时，当当 Sc/S Sc/S 0.5 0.5 时，时，S Sc c调节风窗的断面积，调节风窗的断面积，m m2 2；S S巷道的断面积，巷道的断面积，m m2 2；Q Q通达风量，通达风量，m m3 3/s/s；h hc c调节风窗阻力，调节风窗阻力，PaPa；R Rc c调节风窗的风阻，调节风窗的风阻，N Ns s2 2/m/m8 8；R Rc ch hc c/Q/Q2 2。第27页，本讲稿共33页(二二)减阻调节法减阻调节法减阻调节法减阻调节法是在通过巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该是在通过巷道中采取降阻措施，降低巷道的通风阻力，从而增大与该巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。巷道处于同一通路中的风量，或减小与其关联通路上的风量。主要措施主要措施：(1)(1)扩大巷道断面；扩大巷道断面；(2)(2)降低摩擦阻力系数；降低摩擦阻力系数；(3)(3)清除巷道中的局部阻力物；清除巷道中的局部阻力物；(4)(4)采用并联风路；采用并联风路；(5)(5)缩短风流路线的总长度等。缩短风流路线的总长度等。特点特点：可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般可以降低矿井总风阻，并增加矿井总风量；但降阻措施的工程量和投资一般都较大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行较大的改造时采用。都较大，施工工期较长，所以一般在对矿井通风系统进行较大的改造时采用。(三三)增能调节法增能调节法增能调节法增能调节法主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。主要是采用辅助通风机等增加通风能量的方法，增加局部地点的风量。主要措施主要措施：(1)(1)辅助通风机调节法。辅助通风机调节法。(2)(2)利用自然风压调节法利用自然风压调节法。特特点点：增增能能调调节节法法的的施施工工相相对对比比较较方方便便，不不须须降降低低矿矿井井总总风风阻阻，增增加加矿矿井井总总风风量量，同同时时可可以以减减少少矿矿井井主主通通风风机机能能耗耗。但但采采用用辅辅助助通通风风机机调调节节时时设设备备投投资资较较大大，辅辅助助通通风风机机的的能能耗耗较较大大，且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。且辅助通风机的安全管理工作比较复杂，安全性较差。第28页，本讲稿共33页二、矿井总风量的调节二、矿井总风量的调节 当当矿矿井井（或或一一翼翼）总总风风量量不不足足或或过过剩剩时时，需需调调节节总总风风量量，也也就就是是调调整整主主通通风风机机的的工工况况点点。采采取取的的措措施施是是：改改变变主主通通风风机机的的工工作作特特性性，或或改变矿井风网的总风阻。改变矿井风网的总风阻。(一一)改变主通风机工作特性改变主通风机工作特性 改改变变主主通通风风机机的的叶叶轮轮转转速速、轴轴流流式式风风机机叶叶片片安安装装角角度度和和离离心心式式风风机机前前导导器器叶叶片片角角度度等等，可可以以改改变变通通风风机机的的风风压压特特性性，从从而而达达到到调调节节风风机机所所在在系系统统总总风风量量的目的。的目的。RM1M2M3QH第29页，本讲稿共33页(二二)改变矿井总风阻值改变矿井总风阻值1.1.风硐闸门调节法风硐闸门调节法 如果在风机风硐内安设调节闸门，通过改变闸门的开口大小可以改如果在风机风硐内安设调节闸门，通过改变闸门的开口大小可以改变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。变风机的总工作风阻，从而可调节风机的工作风量。2.2.降低矿井总风阻降低矿井总风阻 当当矿矿井井总总风风量量不不足足时时，如如果果能能降降低低矿矿井井总总风风阻阻，则则不不仅仅可可增增大大矿矿井井总总风风量量，而而且且可以降低矿井总阻力。可以降低矿井总阻力。M1R1R2M2R3M3QH第30页，本讲稿共33页第五节第五节 应用计算机解算复杂通风网络应用计算机解算复杂通风网络 目的目的：已知风网各分支风阻和主通风机的特性，求算主要通风机的工况点，：已知风网各分支风阻和主通风机的特性，求算主要通风机的工况点，各分支的风量和风向，以便验算各用风地点的风量和风整速是否符合规程各分支的风量和风向，以便验算各用风地点的风量和风整速是否符合规程要求。要求。原理：原理：依据风量平衡定律、风压平衡定律、阻力定律依据风量平衡定律、风压平衡定律、阻力定律 方法：方法：回路法回路法 假设风网中每一回路内各分支的风向和风量开始，逐渐修正风量，假设风网中每一回路内各分支的风向和风量开始，逐渐修正风量，使之满足风压平衡定律。使之满足风压平衡定律。节点法节点法 假设风网中每一回路内各分支节点压力值开始，逐渐修正压力分布，使之满足假设风网中每一回路内各分支节点压力值开始，逐渐修正压力分布，使之满足风量平衡定律。风量平衡定律。一、改进的斯考德恒斯雷试算法回路法一、改进的斯考德恒斯雷试算法回路法 回路风量：回路风量：把风流在风网中的流动看成是在一些互不重复的独立的闭合回路中各有把风流在风网中的流动看成是在一些互不重复的独立的闭合回路中各有一定的风量在循环，这种风量称为回路风量。一定的风量在循环，这种风量称为回路风量。如图：回路：如图：回路：ABDEF(ABDEF(风量风量q q1 1)、BCDB(qBCDB(q2 2)、DCED(qDCED(q3 3)独立分支：独立分支：只属于一个回路的分支。反之，为非独立分支。且满足：独立分支只属于一个回路的分支。反之，为非独立分支。且满足：独立分支(M)(M)分支总数分支总数(B)(B)节点数节点数(J)(J)如：如：BCBC、CECE、EFAB EFAB独立分支，独立分支，BD BD、DEDE、CDCD非独立分支非独立分支第31页，本讲稿共33页基本思路：基本思路：初拟风网中各回路风量初拟风网中各回路风量(如如q q1 1 q q2 2 q q3 3)，使其满足风网中节，使其满足风网中节 点风量风量平衡定律，然后利用点风量风量平衡定律，然后利用 风压平衡定律对其逐一进行修正，风压平衡定律对其逐一进行修正，从而得各分支假设风量，经把迭从而得各分支假设风量，经把迭 代计算修正，各回路风压逐渐趋代计算修正，各回路风压逐渐趋 于平衡，这样各分支风量逐渐接真实值。于平衡，这样各分支风量逐渐接真实值。回路风量修正值（回路风量修正值（Q Q）：）：回路中各分支阻力代数和，当分支流向与回路流向一致时，取回路中各分支阻力代数和，当分支流向与回路流向一致时，取“”，反之，取，反之，取“”。当回路中有当回路中有 H Hf f 和和 H Hn n 时：时：故分支风量为：故分支风量为：ABCDEFq2q1q3Hf第32页，本讲稿共33页本章作业本章作业 5-1,5-5,5-6,5-7,5-12,5-13,5-145-1,5-5,5-6,5-7,5-12,5-13,5-14第33页，本讲稿共33页