1、空气能在井巷中流动，是由于风流的始末两点间存在着能量差。这种能量差的产生，若是由扇风机造成的，则为机械风压，若是矿井自然条件产生的，则为自然风压。机械风压和自然风压均是矿井通风的动力，用以克服矿井的通风阻力，促使空气流动。,第四章 矿井通风动力,，l和2两点以上空气柱的重量差完全决定于两井口的标高差、两空气柱的温度差以及能影响空气重率变化的其它自然因素。因此，称为自然风压，一般用hn表示。,一.自然风压及其变化规律,如图4-1所示的通风系统中，平峒口与出风井口的标高差为Z米，当井外空气柱4-1和 井内空气柱2-3的平均温度有差异时，两空气柱中空气的重率也不相同。所以，在两空气 柱各自的底面积1
2、、2上所承受的重量也不一样，造成了1、2两点间的能量差，从而促使空气流动,自然风压的大小和方向，主要受地面空气温度变化的影响。根据实测资料可知，出风风流的温度全年几乎保持不变，而进风风流的气温则随季节不同而变化。因此，自然风压亦随季节而变化。例如在冬季，地面气温很低，空气柱4-1比空气柱3-2重，风流由1流向2，经出风井2-3排至地面；夏季，地面气温高于井筒2-3内的平均气温，使风流由平峒按2-1的方向排出。而在春秋季节，地面气温与井筒内空气柱的平均气温相差不大，自然风压很小，因此，将造成井下风流的停滞现象。在一些山区，由于地面气温在一昼夜之内也有较大变化，所以自然风压也会随之发生变化，夜晚，
3、平峒进风；午间，平峒出风。,图4-2、4-3所示分别为浅井和位于我国北方地区的深井自然风压随季节变化的情形。由图可以看出，对于浅井，夏季的自然风压出现负值，而对于我国北部地区的一些深井，全年的自然风压都为正值。,二.自然风压的测算 在图4-4所示的矿井中，进风井口和出风井口的标高差为Z1-2(m)。 此高差内的空气重率平均值为1-2(Nm3)。图中3-4段为井下最低标高的水平巷道；2-3段和4-5段的高差分别为Z2-3(m)和Z4-5(m)，空气重率平均值分别为2-3和4-5(Nm3)。,地面空气进入地下后必与各种热源进行热交换，致使井下各段的空气重率不断发生变化，同样会造成进风与回风两侧空气
4、柱的重力不平衡，产生能量差，推动风流沿井巷流动。,根据能量方程，可以写出自进风井口到出风井口通风总阻力hr的测算式为: hrP0-P0+(Z2-3 2-3Z4-5 4-5)，Pa 该矿井用来克服hr的唯一动力是该矿井的自然风压hn，以P0P0(z1-21-2)代入上式得： hrhn(z1-21-2z2-32-3)(z4-54-5)，Pa 上式就是该矿井hn的具体测算式。此式表示：任何矿井的自然风压就是在井下最低标高的巷道以上，进风段与回风段两侧垂直空气柱的重力压强之差，写成普通式为： hnPiPr，Pa,对于任一矿井，其自然风压的测算式可直接写出：hn(z1-21-2z2-32-3 z4-54
5、-5)(z6-76-7 z8-98-9 z10-1110-11),测算矿井的hn时，由于各段标高是定值，各段空气重率的平均值不会瞬息变化，可根据上式，用两组人力(各23人)分别在进风和回风两侧分段逐点、尽快(12h)地把各处的空气重率(须测出各处的空气温度，绝对静压和相对湿度)测算出来(两井口高差间的空气重率可沿山坡逐点测算)。同时一人在地面每隔5min观测一次大气压力值供校正用，然后算出各段空气重率的平均值，连同各段的高差代入上式算出hn。实践证明，这种测算法比较简单可靠，但同时使用的仪表较多。,对于任一矿井，还可用另一种方法测算矿井的自然风压。如在矿井中任一地点制做临时密闭，堵截风流，主扇
6、停止运转后，用压差计测出密闭两侧的压差，即为该矿的hn。要求是密闭不漏风，否则测值不准。,三、自然风压的特性 自然风压特性是指自然风压与风量之间的相互关系。在冬季，若用主扇加大矿井风量，则风量增加越大，进、出风侧空气柱的温差越大，即hn随着风量的增加而增加，其特性可用图中的1线来表示。,由于增加的量不大，实际可用水平线2表示。在夏季， hn可能是负值，若用主扇增加矿井风量，大量热空气进入井下，hn随着风量的增加而增加，其特性可用4线表示，亦因增加量小，实际可用水平线3表示。,四、自然风压的利用 矿井自然风压的影响因素是进风与回风井空气柱的深度和平均重率。在前一因素中作用较大的是进风口与回风口的
7、高差。因此，为了充分利用帮助通风的自然风压，应尽可能把回风井口安置在高处，把进风井口或平峒口安置在低处。采用自然通风的小煤矿，还可在回风井口修建风塔、有条件时还可多掘和高地表相通的回风井。在后一因素中。起主要作用的是进风与回风的温度差。因此，对于采用自然通风的小煤矿，有条件时，可在回风井和风塔内安装暖气管道，以增加回风流的温度。,第二节 矿用扇风机的构造和附属装置 通风用的机械称为扇风机（或通风机），按服务范围分为主要扇风机（简称主扇）、辅助扇风机（辅扇）与局部扇风机（局扇）。主扇是矿井的“肺脏”，必须昼夜运转，它对保证矿井安全生产有着重大意义，矿用扇风机就其构造可分为离心式和轴流式两种类型。
8、,一、离心式扇风机 离心式扇风机主要是由动轮(又名叶轮）1、骡旋形机壳5、吸风筒6和锥形扩散器7组成。动轮是由固定在主轴3上的轮毂4和其上的叶片2所组成。,当电动机经过传动机构带动动轮旋转时，叶道内的空气质点受到叶片的作用，沿叶道动轮外缘运动，并汇集于螺旋状的机壳中，而后由出口5排入扩散器。与此同时，由于动轮中气体外流，因而在它的入口处形成负压，吸风筒吸引外界空气进入动轮，这样就形成了连续风流。空气受到惯性力作用离开动轮时获得能量，即动轮把电动机的机械能传递给空气，使空气的压力提高。空气经过动轮以后，总压就不再提高，内部各项压力则不断发生转化。作抽出式通风时，因螺旋壳和扩散器的断面逐渐增大，空
9、气的速压不断减少，静压逐渐增大，直至扩散器出口以较小速压流进大气中。(构造图),二、轴流式扇风机 轴流式扇风机主要由动轮l，圆筒形机壳3、集风器4、整流器5、流线体6和环形扩散器7所组成。集风器是外壳呈曲线形且断面收缩的风筒。流线体是一个遮盖动轮轮毂部分的曲面圆锥形罩，它与集风器构成环形入风口，以减少入口对风流的阻力。,动轮是由固定在轮轴上的轮毂和等间距安装的叶片2组成。,叶片的安装角可以根据需要来调整，使用时可以每隔2.5调一次。 叶片等间距地安装在动轮上，当动轮的机翼形叶片在空气中快速扫过时，由于叶片的凹面与空气冲击，给空气以能量，产生正压，将空气从叶道压出，叶片的凸面牵动空气，产生负压，
10、将空气吸入叶道。如此一压一吸便造成空气流动。,一个动轮和它后面一个有固定叶片的整流器组成一段。整流器用来整理动轮流出的旋转气流，以减少涡流损失。为了提高扇风机的风压，有些轴流式扇风机安装两段动轮。 环形扩散器是轴流式扇风机特有的部件，其作用是使环状气流过渡到柱状气流时，速压逐渐减少，以减少冲击损失，同时使静压逐渐增加。(构造图),三、扇风机的附属装置 扇风机的附属装置包括反风装置、防爆门、风峒和扩散器等。 1.反风装置 反风就是使正常风流反向。当进风井筒附近和井底车场发生火灾或瓦斯煤尘爆炸时，会产生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害气体，如扇风机照常运转，就会将这些有害气体带入采掘工作面，危及井下
11、工人的生命安全。为了救人，就得利用主扇的反风装置迅速将风流方向反转过来。我国规程规定：要求在10min内能把矿井风流方向反转过来，而且要求反风后的风量不小于正常风量的60%。,利用反风道反风是一种常用的可靠方法，能满足反风的时间和风量要求。图4-10为轴流式主扇抽出式通风时的反风示意图，图A为正常通风时反风门1和2的位置，扇风机由井下吸风，然后排至大气，若将反风门1、2改变为图B中的位置，风流从大气,吸入扇风机内，再经反风道压入井下，使井下风流的方向改变。,图4-11为轴流式主扇压入式通风时的反风示意图。其中图A是正常的通风情况，图B是两扇反风门位置改变后的反风情况。,离心式扇风机的反风情况如
12、图4-12所示，正常通风时，反风门1和2为实线位置，反风时，反风门1提起，而将反风门2放下，风流自反风门2进入扇风机，再从反风门1进入反风道3，经风井压入井下。,利用扇风机反转的反风方法，只适于轴流式主扇，在反风时，调换电动机电源的两相，可以改变扇风机动轮的旋转方向，使井下风流反向。这种反风方法，不需要做反风道，比较经济，但一般的轴流式主扇达不到反风后的风量要求。现今有些新型轴流式主扇能满足这个要求。因此，今后这种反风方法将为新型轴流式主扇普遍采用。,2.防爆门 规程规定：装有主要扇风机的出风井口，应安装防爆门。防爆门不得小于出风井口的断面积，并正对出风口的风流方向。当井下发生瓦斯爆炸时，爆炸
13、气浪将防爆门掀起，从而起到保护主扇的作用。,出风立井井口的钟形防爆门，门l用钢板焊接而成，一般在四周用四条钢丝绳绕过滑轮3，以平衡锤4牵住防爆门，其下端放入井口圈2的凹糟中，槽中盛水，以防止漏风，凹槽的深度必须大于防爆门内外的压力差。斜井时，需要设置斜井防爆门。,3风峒 风峒是主扇和出风井之间的一段联络巷道。通过风峒的风量很大，内外的压力差较大。要求： 1)风峒的断面不宜太小，其风速以10ms为宜，最大不应超过15m/s; 2) 风峒的阻力不大于100200Pa。因此，风峒不宜过长，与井筒的夹角为6090之间，转弯部分要呈圆弧形，内壁光滑，并保持无堆积物。 3) 风峒及闸门等装置，结构要严密，
14、以防止漏风。 4) 风峒内应安设测量风速及风流压力的装置。风峒长度应不小于1012D(D为主扇动轮的直径)。,4.扩散器 在扇风机出风口外，联接一段断面逐渐扩大的风道称为扩散器。以减少出风口的速压损失，提高扇风机的静压。轴流式扇风机本身带有环状扩散器，其出口还要与混凝土外接扩散器相连。离心式扇风机的扩散器是长方形，其敞角取810，出风口断面(S3)与入风口断面(S2)之比约为34。,5消音装置 扇风机在运转时产生噪音，特别是大直径轴流式扇风机的噪音更大，以致影响工业场地和居民区的工作和休息，为了保护环境，需要采取有效措施，把噪音降低到人们感觉正常的程度。我国规定扇风机的噪音不得超过90dB。
15、速度较大的风流在扇风机内和高速旋转的动轮叶片迅猛冲击，产生空气动力噪音，同时机件振动产生机械噪音。当扇风机的圆周速度大于20m/s时，空气动力噪音占主要地位。正对扇风机出口方向的噪音最大，侧向逐渐减少。,消音装置分为主动式与反射式，前者的作用是吸收声音的能量，后者是把声能反射回声源。扇风机多采用主动式消音装置，风流通过多孔性材料装成的通道时，其噪音被吸收。对不同频率的噪音消音器，消音效果不同。为了更有效地降低高频率的噪音，消音板要有足够的厚度。也可制成空心消音板，以节省材料。,第三节 扇风机的基本参数 扇风机的基本参数有流量，压力，功率和效率。用这四个参数可以描述扇风机的整个特性。 1流量(风
16、量) 单位时间内通过扇风机的空气体积，称为扇风机的流量，一般用Qf表示。其单位为m3/s、 m3/min或m3/h 。在矿井通风中，通过扇风机的流量，也就是扇风机送入井下或从井下排出的空气量。因此，扇风机的流量是一个重要参数。,2压力 扇风机工作时，叶轮给予每1米3空气的全部能量，即每1米3空气通过扇风机后所增加的全部能量，称为扇风机全压或通风压力，一般用hft表示。其单位为Pa。 扇风机全压(hft )，是指扇风机出口断面上空气的绝对全压 (P2+hv2)与扇风机入口断面上空气的绝对全压 (P1+hv1)之差。 hft 一般在扇风机制造厂所提供的特性曲线或性能表中给出。hft(P2+hv2)
17、 (P1+hv1) 实际运转的扇风机都装有扩散器，用hft表示扇风机装置全压。它指扇风机扩散器出口断面空气的绝对全压与扇风机入口断面空气的绝对全压之差。,扇风机装置的全压hft与扇风机的安装质量和扩散器的优劣等因素有关，因此， hft需对实际运转的扇风机进行实测获得。 扇风机全压(hft)和扇风机装置全压(hft)，在数值上一般相差不大，所以，在扇风机选型计算中，可直接应用厂家提供的性能曲线所给出的数值。 对于抽出式通风，扇风机装置全压hft，主要用来克服矿井的通风阻力和排入大气时的速压损失。扇风机用来克服井巷通风阻力的那部分通风压力，称为扇风机静压，用hfs表示，而排入大气时的速压损失则为出
18、口速压：hft hfshv,3. 扇风机的输出功率 单位时间内通过扇风机的流量和扇风机给予每1米3空气的全部能量之乘积，称为扇风机的输出功率，由于扇风机压力有扇风机全压hft和扇风机静压hfs之分，所以扇风机的输出功率也分为扇风机全压输出功率Nfot和扇风机静压输出功率Nfos ，即： Nfot hft.Qf/1000，kW Nfos hfs.Qf/1000，kW,4扇风机的效率 扇风机在运转过程中，由于机械损失及空气流动损失等原因，扇风机轴上的功率不可能全部传递给空气，也就是说扇风机的轴功率必然要大于扇风机的输出功率，扇风机输出功率和扇风机轴功率N轴之比， 叫做扇风机的效率，即： ftNft
19、/N轴hftQf/(1000 N轴) fsNfs/ N轴hfsQf/(1000 N轴) 上式中ft 和fs 分别表示扇风机的全压效率和静压效率。 扇风机的效率是衡量每台扇风机工作性能的重要指标之一。,第四节、扇风机的个体特性曲线和工况点 一.扇风机的个体特性曲线 将扇风机装在试验管道(或矿井)上运转，若不断改变管道的风阻值，则可以测得一系列与风阻值相对应的Q、h、N和值。如以Q为横坐标，h为纵坐标，将上述测得的各对应的Q、h值描在坐标纸上，并连结各点，可以获,得风量风压曲线，用同样方法可以得到风量功率曲线和风量效率曲线。上述诸曲线即称为扇风机的个体特性曲线。,离心式扇风机的风压曲线比较平缓，当
20、风量变化时，风压变化不大；离心式扇风机的功率曲线，在其稳定工作区内，功率随风量的增加而增加，为避免启动负荷大引起的电流过大烧毁电动机，所以离心式扇风机启动时，应将闸门关闭，待扇风机启动正常后再逐渐打开闸门。,轴流式扇风机的风压曲线比较陡，并有一个类似“马鞍形”的驼峰区，当风量变化时，风压变化较大。轴流式扇风机的功率曲线，在其稳定工作区内(图中所示的GF区)，功率随着风量的增加而减少，为减少启动负荷，故轴流式扇风机启动时，不能关闭闸门。,二.个体特性曲线的应用1对于抽出式通风矿井 扇风机装置的全压(hft)是指扇风机扩散器出风口断面上空气的绝对全压与扇风机入口断面上空气的绝对全压之差： hftP
21、t3Pt2(Ps3hv3)一(Ps2hv2)， Pa式中 Pt2 ，Pt3分别为，断面上的绝对全压，Pa， Ps2 ，Ps3分别为、断面上的绝对静压，Pa hv2 ，hv3分别为、断面上的速压，Pa,因为断面的绝对静压Ps3就是该断面同标高的地面大气压P，即Ps3P，故上式可写为： hft(PPs2)+hv3hv2 ， Pa hfths2 hv2 hv3， Pa 式中 hs2为断面上的相对静压，Pa。,上式表明，扇风机装置的全压可以通过测定风峒内某断面上的相对静压hs2、平均速压hv2和扩散器出口断面上的平均速压hv3而获得。,在矿山机械设备中，通常把扇风机装置的全压分为静压hfs和速压hfv
22、两部分，并且把扩散器出口的平均速压hv3作为扇风机的速压hfv，即 ： hfthfshfv，Pa式中 hfs扇风机装置的静压。 由于hfv hv3则： hfthfshv3，Pa与 hfths2hv3hv2对比则： hfshs2hv2，Pa,对图中1,2两点应用能量方程可以得到： hr1-2hs2hv2(z1z2 )，Pa或 hr1-2 hs2hv2 hn ，Pa hr1-2 hfshn,静压和矿井自然风压共同作用，克服矿井井巷通风阻力hr1-2。因此，在抽出式通风时主要应用扇风机静压。 hv3只是将抽出的风流排入大气。,上式表明：对抽出式通风的矿井，扇风机装置的,2对于压入式通风矿井，扇风机装
23、置全压为扇风机扩散器出风口断面与扇风机入风口断面的全压之差。即： hftPt2Pt1 因 Pt1P0，Pt2Ps2hv2 此外因hv10故 hftPs2hv2P0hs2hv2,上式表明，压入式通风矿井扇风机装置的全压，为扇风机风峒内某断面上的相对静压hs2与平均速压hv2之和。,同样对图中23两点应用能量方程，可得： hr2-3hs2hv2Z(一)hv3 hs2 hv2 hnhv3，Pa与hfths2hv2对比 ，得：hft hn hr2-3 hv3，Pa,它表明，对压入式通风矿井，扇风机装置全压hft和自然风压hn共同作用，克服了矿井的通风阻力以及由出风井口排入大气的速压损失。,三扇风机的工
24、况点 通风管道或矿井的通风阻力与风流的平方成正比：h=RQ2。 风量越大，通风阻力越高。当扇风机与通风管道或矿井相连时，扇风机的个体风压曲线与管道或矿井的风阻特性曲线就有一交点，这个交点就叫做扇风机的工况点。如图所示，a、a1和a2为管道或矿井的风阻由R变为R1和R2时，所对应的工况点。,工况点所对应的风量就是此时通过管道或矿井的实际风量，对应的风压就是用以克服管道或矿井通风阻力的通风压力。对应的功率和效率值也是扇风机此时的功率和效率。,扇风机的工作状况取决于扇风机工况点。工况点所在位置决定了扇风机的风压和风量。在使用中，我们希望扇风机能够供给稳定的风压和风量，不至于由某些因素的影响致使风压和
25、风量产生较大的波动与变化。因此要求扇风机的工况点处于扇风机的合理工作范围。,四.扇风机个体特性曲线的合理工作范围,为了使扇风机运转稳定，保证扇风机的工况点处于一个合理的工作范围之内，对任何扇风机都有如下规定：1.实际应用的风压不能超过最大风压的0.9倍； 2.扇风机动轮的转数不能超过它的额定转数。 3.主要扇风机的静压效率不应低于0.6。,左限：叶片安装角的最小值，对一级叶轮为10，二级叶轮为15。右限：叶片安装角的最大值，对一级叶轮为40，二级叶轮为45。(注：课本有错),轴流式扇风机的合理工作范围：上限：应在“驼峰”右侧，实际应用的最大风压值 的0.9倍以下。下限：扇风机的运转效率，不得低
26、于0.6。,第五节 影响扇风机实际特性的因素 影响扇风机个体特性曲线的因素有： 1.动轮叶片安装角度(指轴流式扇风机)； 2.前导器叶片角度； 3.扇风机的新旧程度； 4.动轮的转数； 5.动轮的直径； 6.空气的重率。 前3项只能通过试验观测确定。而后三项对个体特性曲线的影响，则可根据比例定律求出。,一.同类型扇风机的比例定律 同类型(又名同系列)的扇风机是指符合几何相似、运动相似和动力相似的一组扇风机。当转数n、叶轮直径D和空气重率发生改变时，其风量、风压、功率的改变可用以下比例定律求出：,上式表明：扇风机的风量与叶轮直径的三次方成正比，和转数的一次方成正比。,上式表明：扇风机的风压和空气
27、重率的一次方成正比，和叶轮直径的平方成正此，和转数的平方成正比。,上式表明：扇风机的功率和空气重率的一次方成正比，和叶轮直径的五次方成正比，和转数的三次方成正比。,上式表明：同类型扇风机，它们对应工作点的效率相等。,二、同类型扇风机比例定律的应用 应用比例定律的公式，可以根据一台扇风机的个体特性曲线推算、绘制转数，叶轮直径和空气重率都不相同的另一台同类型扇风机的个体特性曲线。例如，已知某轴流式扇风机的叶片安装角为30，转数n11500转/分时的特性曲线，如图所示。当其它条件不变时，利用比例定律可得转数为n21000转/分时的特性曲线。其方法是：先在n1特性曲线上取1、2、3、4等各点，并将各对
28、应点的hfs1、Qf1、Nf1和1等值记录下来，根据比例定律求得各对应点的hfs2、Qf2、Nf2 、2等值，在同一坐标图上描得各点，并连接成hfs2一Qf2、Nf2一Qf2和2一Qf2曲线。即图中的n2曲线。,第六节 扇风机的类型特性曲线 应用上述比例定律，可以根据模型试验所得的结果，绘制同类型扇风机的个体特性曲线。但是，当扇风机的转数和叶轮直径都改变时，则上述个体特性曲线的数目将是两者的乘积，曲线很多，故仍感不便，同时也无法对不同类型的扇风机进行比较。为了简化特性曲线，常常采用扇风机的类型特性曲线。类型特性曲线与个体特性曲线的区别，在于它只用一条曲线就能代表同类型扇风机的工作特性。 类型特
29、性曲线的用途：1使扇风机的特性曲线简化；2根据类型特性曲线可以选取最有利的扇风机；3可以比较不同类型的扇风机的工作性能。,一、扇风机类型特性曲线的参数 由比例定律得出。因扇风机叶片外缘的圆周速度u为：式中 D叶轮外径，m； n叶轮转数，转/min 空气密度/g，将上式代入得：式中 扇风机的压力系数，无因次。,根据式： 可得： 引入 得：式中 扇风机的流量系数，无因次。,由式 得： 即：或：式中 扇风机的功率系数，无因次。此外扇风机效率和各系数的关系为：,要绘出某一类型的风机类型特性曲线，上式中流量系数 和压力系数 可以利用同类型扇风机的相似模型试验获得，即将扇机模型与试验管道相连接运转，并利用
30、试验管道依次调节扇风机的工况点，然后依次算出各工况点相对应的 、 值。如以 横坐标， 为纵坐标，将各工况点所对应 、 各值绘于同一坐标纸上，并连各点即为该扇风机类型特性曲线中的 曲线。同样可得 曲线和 曲线。 同样，有了某类扇风机的类型特性曲线，就可推算出此类型扇风机中某种机号(即叶轮径D为已知)，以某一转数(即n为已知)运转时的个体特性曲线。,二、扇风机类型特性曲线的应用,下图分别为4-72和4-62型离心式风机的类型特性曲线。,通过比较可以看出；4-72型风机的工作范围大，效率高。因此，4-62扇风机被4-72型所代替而不再生产。,利用类型特性曲线选择最优扇风机的方法是： 首先，根据已知的
31、矿井最大风压hmax计算动轮的圆周速度： 由： 得： ，m/s式中 风压系数，采用类型曲线中效率最高点所对应的数值，对于4-72型离心式扇风机， 0.4；对于G4-73型离心式扇风机， =0.44；对于70B2型轴流式扇风机，二级动轮的： 0.45，一级动轮的： 0.23。 其它符号意义同前。,其次，根据已知的风量Q和圆周速度u，计算最优动轮直径。因 故有： ，m式中 流量系数，采用类型曲线中效率最高点所对应的数值，对于4-72型离心式扇风机： 0.22；对于G4-73型离心式扇风机， =0.23；对于70B2型轴流式扇风机： 0.19。 根据计算的D值，在扇风机产品目录中选择接近此值的标准动
32、轮直径(即机号)。第三，根据动轮直径D和圆周速度u，计算所需转数n：,第七节 国产扇风机的特征和特性简介 一、离心式扇风机 国产离心式扇风机类型较多，其中4-72-11型的全压效率最高达91，较为常用。其符号的意义举例如下：4-72-1 1 No.10 C 表示扇风机的转动方式 表示扇风机的机号，即为叶轮直径D2(m)10 表示扇风机的设计顺序为第一次 表示扇风机进口为单吸口 表示扇风机在最高效率点时的比转数表示扇风机在最高效率点时的全压系数乘10倍的化整数,传动方式分为A、B、C、D四段，其中： A一表示无轴承箱装置，与电动机直接传动； B表示悬臂支承装置，皮带传动，皮带轮在扇风机轴承中间；
33、 C表示悬臂支承装置，皮带传动，皮带轮在扇风机轴承外侧； D表示悬臂支承装置，用联轴节联结传动。 比转数是表示同类型扇风机在效率最高时风压系数与风量系数的关系的一个常数。比转数越大，风量越高。,62 A 1411 No.24 表示扇风机的机号，即动轮直径(m)的10倍 表示该型扇风机第次设计结构 表示该型扇风机为一级动轮 表示该型扇风机之叶形第14次设计应用 表示该型扇风机的轮叶为扭曲机翼形表示该型扇风机的毂轮比的100倍取整数,这种扇风机动轮的叶片是扭曲形，共16片。在不同转数、不同轮叶数以及11.76Nm3时，个体特性曲线分别如图4-32至图4-39所示。这些图的左下角是动轮反转时特性曲线
34、。从这些曲线看出，这种扇风机反转后的风量较小，较难满足反风要求。,二、轴流式扇风机,return,另一种新型轴流式扇风机是2K604型，共有N0.18、24、28、30等几个机号。其符号意义举例如下： 2K 601 No.18 扇风机的机号即为动轮直径的10倍 结构设计的顺序号 轮毂比的100倍 矿井通风用 两级动轮,这种扇风机有两级动轮，14片扭曲形的动轮叶片，中间和后面整流器的叶片也是扭曲形，并有改变整流器叶片角度的装置，及时改变这种叶片角度，可使动轮反转后的风量较大，能基本符合反风要求。,三、离心式和轴流式扇风机的比较4 结构方面：轴流式扇风机的优点是比较紧凑，体积小，转速高。其缺点是结
35、构比较复杂，噪音大，故障较多。离心式扇风机则结构简单，造价低，维修方便，噪音小。但它的体积大。 性能方面：轴流式扇风机在工作范围内，当矿井总风阻变化时，风量变化较小。离心式扇风机则相反。 轴流式扇风机的风量调节比较方便，反风方法较多。离心式扇风机则麻烦一些，反风时必须有反风道。 轴流式扇风机的起动负荷小，风量增加时功率的变化不大，不致过载。离心式扇风机则相反。 轴流式扇风机并联工作的稳定性较差，而离心式扇风机并联工作的稳定性较好。,第八节 扇风机的性能测定 为了合理使用扇风机，必须先掌握其个体特性曲线。扇风机制造厂提供的特性曲线都是根据不带扩散器模型试验获得的，而实际运行的扇风机都装有扩散器，
36、加之安装质量和运转时的磨损等原因，扇风机的实际运转性能往往与厂方提供的性能曲线不相符合。因此，扇风机在正式运转之前，和运转几年后，必须通过试验以测定其个体特性曲线。进行扇风机性能试验，除测定扇风机的入口或出口断面的静压，扇风机风峒内某断面的平均风速外，还应测定扇风机的轴功率，扇风机的转数，扇风机试验时的大气条件如大气压力、温度和湿度等。,1.扇风机性能试验的布置及参数测定 扇风机性能试验时的布置方案较多，如利用防爆门短路进风进行试验，或利用备用风机的风道进行试验(不停产)等。因此，可根据现场的具体条件，因地制宜地选取。但总的要求是能准确、方便地测得通过扇风机的风量和扇风机产生的风压。为此，必须
37、使测压和测风地点的风流处于稳定状态，测定方法必须完善合理。,图4-34是轴流式扇风机作抽出式通风的矿井，利用防爆门进风进行的扇风机试验。进行试验时，须打开防爆门作为主要进风口，在风峒和风井交接处安设栏杆b，距b约2米处布置调节风量的装置c，距c约2D(D为风峒的宽度)处安置整流栅d(用1米长的木板隔成0.1米0.1米的方格)，并在弯道内安设导向板e。,各项数据的测定方法如下； 1)扇风机静压的测定 由式hfshn hr1-2 可知，对于抽出式通风的矿井，扇风机的静压与矿井的自然风压共同克服矿井通风阻力，所以，鉴定时只测定扇风机的静压hfs。由于hfshs2hv2，扇风机的静压可以通过测定扇风机
38、入口处(断面2-2)风流的相对静压hs2和该断面的平均速压hv2而计算出来。 2-2断面处风流相对静压的测定方法，如前图所示。,2)风速测定 测定风速的目的是为了计算通过扇风机的风量Qf和2-2断面的平均速压hv2。因此，准确地测得给定断面的平均风速，是扇风机性能试验的关键之。目前一般用风表或皮托管两种方法进行风速测定，有时为了互相校核，用上述两种方法同时进行，用风表测风时，测风地点应选在风流较为稳定的直线段，如上图的11断面处；用皮托管测风时，一般在环形扩散器断面3-3处(距叶轮2.53倍叶片长度)。同时，为了准确地测得该断面的平均速压，应在环形扩散器的测风位置，预先焊接若干根钢筋，并在钢筋
39、上对称固定一定数量的皮托管。,皮托管的固定位置，可按下式计算： 式中 Ri每根钢筋上第i个测点距圆筒中心的距离， i测点序号； d心筒直径，m； D外筒直径，m； n划分等面积环的个数，个。 对于No.1218，n34； No.2428， n56，,速压值的测定，可以用多台微压计同时读取每支皮托管的示值，也可利用12台微压计分别测定各支皮托管的示值。 环形空间内测风断面的平均风速用下式计算： 式中 hv1、hv2、hvn分别为各支皮托管的速压值，Pa。 扇风机的排风量按下式计算：,3)扇风机轴功率的测定 扇风机的轴功率为电动机的输入功率乘以电动机的效率和传动效率，可用电流表、电压表、功率因数表
40、分别测得电流I(安)、电压V(伏)及功率因数(cos)等值，然后用下式计算： 式中 电电动机效率，；(查表) 传传动效率，直接传动取1.0，间接传动时取0.95。 电动机的输入功率，也可以直接用瓦特表测得。, 4)转数的测定 扇风机与电动机的转数，可用转数表测定。测定时用手平托转数表，将顶帽压紧在扇风机或电动机轴的中心孔内，借其摩擦力将风机轴的转数传递到转数表上，根据指针的指示值，直接记取转数表瞬时值。用转数表测定同步电动机带动的扇风机转数，具有足够精度。 5)大气物理条件的测定 大气物理条件一般在断面1-1处测量，测定的主要参数有：大气压力(毫米水银柱)、温度和湿度，以便计算空气的重率。,2
41、实际操作与注意事项 扇风机性能试验工作必须在统一指挥下进行，每调节一次风量，就要同时测定一次风压、风量、转数、功率和大气物理条件等参数，并记入预先制定的记录表格中。,在扇风机性能测定过程中应注意以下事项： 1)为了不致烧坏扇风机的电动机，启动时必须控制功率，离心式扇风机应在关闭闸门后启动；轴流式扇风机可在闸门全开状态下启动； 2)在整个测定过程中，由于扇风机工况的改变，会出现井下风量低于正常风量的情况，将不利于排除井下瓦斯和火区管理。因此，要求试验时间尽可能缩短；同时为了避免发生意外事故，应加强井上下的检查与管理，并做好安全措施；,3)必须随时检查电动机的负载和各部件的温升情况，发现异常现象，
42、应立即报告指挥人员，以便采取措施； 4)全体人员必须思想集中，听从统一指挥，以保证测定工作协调一致，有条不紊地进行， 5)各项测定数据必须记录清楚，同时为了避免返工，应配备速算人员，迅速计算有关测定数据，随时核实各测定结果，并草绘出扇风机的特性曲线。,3实测数据的整理与制图 1)风量计算式中 S测风断面1-1的面积，m2。 2)在试验条件下扇风机静压hfs的计算： hfshs2hv2，Pa式中 hs2在风峒断面2-2测得的相对静压，Pa； S断面2-2的面积， m2 。,3)在试验条件下扇风机输入功率N轴和输出功率Nfos的计算： Nfos hfs.Qf/1000，kW 4)扇风机静压效率计算
43、：,试验过程中所测得的各项数据，一般应换算到标准大气状态(11.8Nm3) (为便于现场应用也可换算成该矿全年平均气象条件下的数值)和固定转数条件下(不同工况点转速有所改变)的数值，然后绘制扇风机的个体特性曲线。因此，先计算校正系数：1.转速校正系数： 2.空气重率校正系数：,校正后的扇风机排风量 QfsQfsKin，m3/s校正后的扇风机静压 hfshfsKin2Ki，Pa 校正后的扇风机轴功率N轴和输出功率Nfs N轴N轴Kin3Ki，kW Nfs NfsKin3Ki hfs Qfs/1000，kW,以上计算是一个工况点所对应的数值。扇风机性能试验时，为了获得比较光滑的个体特性曲线，一般要调节十个以上的工况点，有十组以上的数据。这些数据，应填入预先制好的表格中。,以Qfs为横坐标，分别以hfs、N轴、fs为纵坐标，将与 Qfs对应的hfs 、 N轴、 fs等值绘到同一图上，即可得各工况点，将各工况点用连接起来，便是扇风机装置在矿井标准条件下的个体特性曲线。,
