1、第六章第六章 礦井扇風機礦井扇風機本章重點與難點本章重點與難點1 1、軸流式和離心式主要通風機特性、軸流式和離心式主要通風機特性2 2、主要通風機的聯合運轉、主要通風機的聯合運轉3 3、主要通風機的合理工作范圍、主要通風機的合理工作范圍第一節第一節 扇風機的類型、構造及工作原理扇風機的類型、構造及工作原理礦用通風機按其服務范圍可分為三種：礦用通風機按其服務范圍可分為三種：1 1、主要通風機，、主要通風機，服務于全礦或礦井的某一翼（部分）；服務于全礦或礦井的某一翼（部分）； 2 2、輔助通風機，、輔助通風機，服務于礦井網絡的某一分支（采區或工作面），幫服務于礦井網絡的某一分支（采區或工作面），幫

2、助主通風機通風，以保證該分支風量；助主通風機通風，以保證該分支風量；3 3、局部通風機，、局部通風機，服務于獨頭掘進井巷道等局部地區。服務于獨頭掘進井巷道等局部地區。按構造和工作原理可分為：按構造和工作原理可分為： 離心式通風機離心式通風機和和軸流式通風機。軸流式通風機。一、離心式通風機的構造和工作原理一、離心式通風機的構造和工作原理1 1、 風機構造。風機構造。 離心式通風機一般由：離心式通風機一般由：進風口進風口、工作輪（葉輪）、螺形機殼和擴工作輪（葉輪）、螺形機殼和擴散器等部分組成。有的型號通風機在入風口中還有前導器散器等部分組成。有的型號通風機在入風口中還有前導器。 吸風口有：吸風口有

3、：單吸和雙吸單吸和雙吸兩種。兩種。第六章第六章 礦井扇風機礦井扇風機葉片出口構造角：葉片出口構造角：風流相對速度風流相對速度W W2 2的方向與圓周速度的方向與圓周速度u u2 2的反方向夾角的反方向夾角稱為稱為葉片出口構造角葉片出口構造角，以，以2 2表示。表示。離心式風機可分為：離心式風機可分為：前傾式（前傾式（2 29090) )、徑向式（徑向式（2 2=90=90) )和后傾式和后傾式（2 29090) )三種。三種。2 2不同，通風機的性能也不同。礦用離心式風機多為后傾式。不同，通風機的性能也不同。礦用離心式風機多為后傾式。w2c2u2c2u2w2c2u22u2c2w222 2、工作

4、原理、工作原理 當電機通過傳動裝置帶動葉輪旋轉時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉而旋轉，當電機通過傳動裝置帶動葉輪旋轉時，葉片流道間的空氣隨葉片旋轉而旋轉，獲得離心力。經葉端被拋出葉輪，進入機殼。在機殼內速度逐漸減小，壓力升高，獲得離心力。經葉端被拋出葉輪，進入機殼。在機殼內速度逐漸減小，壓力升高，然后經擴散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力（低于吸風然后經擴散器排出。與此同時，在葉片入口（葉根）形成較低的壓力（低于吸風口壓力），于是，吸風口的風流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在口壓力），于是，吸風口的風流便在此壓差的作用下流入葉道，自葉根流入，在葉端流出，如此源源不斷，

5、形成連續的流動。葉端流出，如此源源不斷，形成連續的流動。3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦使用的離心式風機主要有目前我國煤礦使用的離心式風機主要有G4-73G4-73、4-734-73型和型和K4-73K4-73型等。這些品種通型等。這些品種通風機具有規格齊全、效率高和噪聲低等特點。風機具有規格齊全、效率高和噪聲低等特點。 型號參數的含義舉例說明如下：型號參數的含義舉例說明如下： G 4 73 1 1 25 DG 4 73 1 1 25 D代表通風機的用途，代表通風機的用途，K K表示表示 表示傳動方式表示傳動方式礦用通風機，礦用通風機，G G代表鼓風機代表鼓風機 通風機葉輪直徑（通風機

6、葉輪直徑（25dm) 25dm) 表示通風機在最高效率點時表示通風機在最高效率點時 設計序號設計序號(1(1表示第一次設計）表示第一次設計） 全壓系數全壓系數1010倍化整倍化整 表示通風機比轉速表示通風機比轉速(n(ns s) )化整化整 表示進風口數表示進風口數,1,1為單吸為單吸,0,0為為雙吸雙吸二、軸流式風機的構造和工作原理二、軸流式風機的構造和工作原理1 1、風機構造、風機構造 主要由主要由進風口進風口、葉輪、整流器、風筒、擴散（芯筒葉輪、整流器、風筒、擴散（芯筒）器和傳動部器和傳動部件等部分組件等部分組成。葉輪有成。葉輪有一級一級和和二級二級兩種兩種2 2、工作原理、工作原理（1

7、 1）特點：特點：在軸流式風機中，風流流動的特點是，當動輪轉動時，氣流沿等半在軸流式風機中，風流流動的特點是，當動輪轉動時，氣流沿等半徑的圓柱面旋繞流出。徑的圓柱面旋繞流出。（2 2）葉片安裝角）葉片安裝角 在葉片迎風側作一外切線稱為在葉片迎風側作一外切線稱為弦線弦線。弦線與動輪旋轉方向（。弦線與動輪旋轉方向（u)u)的夾角稱為的夾角稱為葉片安葉片安裝角裝角，以，以表示。表示。 可根據需要在規定范圍內調整。但每個動輪上的葉片安裝角可根據需要在規定范圍內調整。但每個動輪上的葉片安裝角必需保持一致。必需保持一致。（3 3）工作原理）工作原理 當動輪旋轉時，翼柵即以圓周速度當動輪旋轉時，翼柵即以圓周

8、速度u u 移動。處于葉片迎面的氣流受擠壓，靜壓移動。處于葉片迎面的氣流受擠壓，靜壓增加；與此同時，葉片背的氣體靜壓降低，翼柵受壓差作用，但受軸承限制，增加；與此同時，葉片背的氣體靜壓降低，翼柵受壓差作用，但受軸承限制，不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出，翼背的低壓區不能向前運動，于是葉片迎面的高壓氣流由葉道出口流出，翼背的低壓區“吸吸引引”葉道入口側的氣體流入，形成穿過翼柵的連續氣流。葉道入口側的氣體流入，形成穿過翼柵的連續氣流。u3 3、常用型號、常用型號 目前我國煤礦在用的軸流式風機有目前我國煤礦在用的軸流式風機有1K581K58、2K582K58、GAFGAF和和BDB

9、D或或BDKBDK（對旋對旋式）等系列軸流式風機。軸流式風機型號的一般含義是：式）等系列軸流式風機。軸流式風機型號的一般含義是： 1 K 58 4 251 K 58 4 25 表示表示葉輪級數表示表示葉輪級數,1,1表示表示 通風機葉輪直徑（通風機葉輪直徑（25dm)25dm) 單級，單級，2 2表示雙級表示雙級 表示設計序號表示設計序號 表示用途，表示用途，K K表示礦用，表示礦用， T T表示通用表示通用 表示通風機輪轂比表示通風機輪轂比,0.58,0.58化整化整 B D K 65 8 24B D K 65 8 24 防爆型防爆型 葉輪直徑（葉輪直徑（24dm)24dm) 對旋結構對旋結

10、構 電機為電機為8 8極（極（740r/min740r/min） 表示用途，表示用途，K K為礦用為礦用 輪轂比輪轂比0. 650. 65的的100100倍化整倍化整4 4、對旋風機的特點、對旋風機的特點 一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉方向相反；機翼形葉片的扭曲方一級葉輪和二級葉輪直接對接，旋轉方向相反；機翼形葉片的扭曲方向也相反，兩級葉片安裝角一般相差向也相反，兩級葉片安裝角一般相差3 3；電機為防爆型安裝在主風筒；電機為防爆型安裝在主風筒中的密閉罩內，與通風機流道中的含瓦斯氣流隔離，密閉罩中有扁管中的密閉罩內，與通風機流道中的含瓦斯氣流隔離，密閉罩中有扁管與大氣相通，以達到散熱目的。與大

11、氣相通，以達到散熱目的。第二節第二節 通風機附屬裝置通風機附屬裝置一、風硐一、風硐 風硐是連接風機和井筒的一段巷道。通過風量大、內外壓差較大，風硐是連接風機和井筒的一段巷道。通過風量大、內外壓差較大，應盡量降低其風阻，并減少漏風。應盡量降低其風阻，并減少漏風。二、擴散器二、擴散器( (擴散塔擴散塔) ) 作用作用：是降低出口速壓以提高風機靜壓。：是降低出口速壓以提高風機靜壓。 擴散器四面張角的大小應視風流從葉片出口的絕對速度方向而定。擴散器四面張角的大小應視風流從葉片出口的絕對速度方向而定。總的原則是總的原則是，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流，擴散器的阻力小，出口動壓小并無回流。三、防爆門

12、三、防爆門( (防爆井蓋防爆井蓋) ) 在斜井井口安設防爆門，在立井在斜井井口安設防爆門，在立井 井口安設防爆井蓋。井口安設防爆井蓋。 作用：作用：當井下一旦發生瓦斯或煤塵爆當井下一旦發生瓦斯或煤塵爆 炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動炸時，受高壓氣浪的沖擊作用，自動 打開，以保護主通風機免受毀壞；在打開，以保護主通風機免受毀壞；在 正常情況下它是氣密的，以防止風流短路。正常情況下它是氣密的，以防止風流短路。 四、反風裝置和功能四、反風裝置和功能 作用：作用：使井下風流反向的一種設施，以防止進風系統發生火災時產使井下風流反向的一種設施，以防止進風系統發生火災時產生的有害氣體進入作業區；有時為了適

13、應救護工作也需要進行反風。生的有害氣體進入作業區；有時為了適應救護工作也需要進行反風。 反風方法因風機的類型和結構不同而異。目前的反風方法主要有：反風方法因風機的類型和結構不同而異。目前的反風方法主要有： 1 1）設專用反風道反風；）設專用反風道反風； 2 2）利用備用風機作反風道反風；）利用備用風機作反風道反風； 3 3）軸流式風機反轉反風）軸流式風機反轉反風 4 4）調節動葉安裝角反風。）調節動葉安裝角反風。 要求：要求： 定期進行檢修，確保反風裝置處于良好狀態；動作靈敏可靠，能在定期進行檢修，確保反風裝置處于良好狀態；動作靈敏可靠，能在10min10min內改變巷道中風流方向；結構要嚴密

14、，漏風少；反風量不應內改變巷道中風流方向；結構要嚴密，漏風少；反風量不應小于正常風量的小于正常風量的40%40%；每年至少進行一次反風演習。；每年至少進行一次反風演習。 第二節第二節 扇風機的特性曲線扇風機的特性曲線一、扇風機的工作參數一、扇風機的工作參數 表示扇風機性能的主要參數是風壓表示扇風機性能的主要參數是風壓H H、風量風量Q Q、風機軸功率風機軸功率N N、效率效率 和和轉速轉速n n等。等。（一）風機（一）風機( (實際實際) )流量流量Q Q 風機的實際流量一般是指實際時間內通過風機入口空氣的體積，亦稱風機的實際流量一般是指實際時間內通過風機入口空氣的體積，亦稱體積流量。單位為體

15、積流量。單位為 m m3 3/h,m/h,m3 3/min /min 或或m m3 3/s /s 。（二）風機（二）風機( (實際實際) )全壓全壓H Hf f與靜壓與靜壓H Hs s 全壓全壓H Ht t: :是通風機對空氣作功，消耗于每是通風機對空氣作功，消耗于每1m1m3 3 空氣的能量（空氣的能量（Nm/mNm/m3 3 或或PaPa），），其值為風機出口風流的全壓與入口風流全壓之差。其值為風機出口風流的全壓與入口風流全壓之差。 忽略自然風壓時，忽略自然風壓時，H Ht t用以克服通風管網阻力用以克服通風管網阻力h hk k 和風機出口動能損失和風機出口動能損失h hv v，即即: :

16、 H Ht t= =h hR R+h+hV V,Pa,Pa 靜壓靜壓: :克服管網通風阻力的風壓稱為通風機的靜壓克服管網通風阻力的風壓稱為通風機的靜壓H HS S（PaPa）。）。 H HS S= =h hR R=RQ=RQ2 2 因此因此 H Ht t= =H HS S+h+hV V( (三）扇風機的功率三）扇風機的功率 全壓功率：全壓功率：通風機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率通風機的輸出功率以全壓計算時稱全壓功率N Nt t。計算式：。計算式： N Nt t=H=Ht tQ Q1010-3 -3 KWKW 靜壓功率靜壓功率：用風機靜壓計算輸出功率，稱為靜壓功率：用風機靜壓計算輸出功率，稱

17、為靜壓功率N NS S。計算式：。計算式： N NS S=H=HS SQ Q10103 3 KW KW 風機的軸功率風機的軸功率，即通風機的輸入功率，即通風機的輸入功率N N（kWkW）。計算式：）。計算式： 或或 式中式中 t t、 S S分別為風機的全壓和靜壓效率。分別為風機的全壓和靜壓效率。 電動機的輸入功率（電動機的輸入功率（ N Nm m ）：）： 設電動機的效率為設電動機的效率為 m m, ,傳動效率為傳動效率為 trtr時時, ,則則tttNN1000QH tsssNN1000QHS,1000trmtttrmmQHNN二、通風系統主要參數關系二、通風系統主要參數關系 風機房水柱計

18、示值含義風機房水柱計示值含義1 1、抽出式通風礦井、抽出式通風礦井（1 1）水柱（壓差）計示值與礦井通風阻力和風機靜壓之間關系）水柱（壓差）計示值與礦井通風阻力和風機靜壓之間關系 水柱計示值水柱計示值: :即為即為 4 4 斷面相對靜壓斷面相對靜壓h h4 4 故故 h h4 4（負壓）負壓）= P= P4 4 - P- P0404 沿風流方向，對沿風流方向，對1 1、4 4兩斷面兩斷面 列伯努力方程列伯努力方程: : h hR14R14=(P=(P1 1+h+hv1v1+m12 m12 gZgZ1212) ) - (P - (P4 4+h+hv4v4+m34 m34 gZgZ3434) )

19、由風流入口邊界條件：由風流入口邊界條件：P Pt1t1P P0101， 即即 P P1 1+h+hv1v1= P= Pt1t1=P=P0101， 又因又因1 1與與4 4斷面同標高，所以斷面同標高，所以 P P0101P P0404且：且：m12m12gZgZ1212m34m34gZgZ3434 = H = HN N z12356h44456 故上式可寫為故上式可寫為: : h hR14R14= P= P04 04 - P- P4 4- h- hv4 v4 + H+ HN N h hR14R14=|h=|h4 4|- h|- hv4 v4 + H+ HN N 即即 |h|h4 4|= h|=

20、hR14 R14 + h+ hv4 v4 - H- HN N 即：即：風機房水柱計示值反映了礦井通風阻力和自然風壓等參數的關系。風機房水柱計示值反映了礦井通風阻力和自然風壓等參數的關系。（2 2）風機房水柱計示值與風機風壓之間關系）風機房水柱計示值與風機風壓之間關系 類似地對類似地對4 4、5 5斷面斷面( (擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的擴散器出口）列伯努力方程，忽略兩斷面之間的位能差。位能差。 擴散器的阻力擴散器的阻力 h hRdRd (P(P5 5 + h+ hv5v5)-(P)-(P6 6 + h+ hv6 v6 ) ) 風流出口邊界條件：風流出口邊界條件：P P6 6 P

21、 P0606 P P0505P P0404 故故 h hRdRd (P(P5 5 + h+ hv5 v5 )-(P)-(P04 04 + h+ hv6 v6 ) )P Pt5t5- P- P04 04 hhv6 v6 即即 P Pt5t5 h hRdRd P P0404h hv6 v6 因為因為 風機全壓風機全壓 H Ht tP Pt5t5-P-Pt4 t4 =(=(h hRdRdP P0404h hv6 v6 )-(P)-(P4 4+h+hv4v4) ) H Ht t = = |h|h4 4|h|hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 若忽略若忽略 h hRdRd 不計，則不計，則 H

22、Ht t |h |h4 4|h|hv4v4+ h+ hv6v6 風機靜壓風機靜壓 H Hs s |h|h4 4| h| hv4v4（3 3） H Ht t、 H HN N、h hR R 之間的關系之間的關系 綜合上述兩式：綜合上述兩式： H Ht t |h|h4 4|- h|- hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 （ h hR14R14+h+hv4v4-H-HN N ）- h- hv4v4+h+hRdRd+h+hv6v6 h hR14 R14 + + h hRdRd + h+ hv6 v6 - H- HN N 即即 H Ht t H HN N h hR14 R14 + + h hRdR

23、d + h+ hv6v6 表明：表明：扇風機風壓和自然風壓聯合作用，克服礦井和擴散器的阻扇風機風壓和自然風壓聯合作用，克服礦井和擴散器的阻力，以及擴器出口動能損失。力，以及擴器出口動能損失。2 2、壓入式通風的系統、壓入式通風的系統 對對1 1、2 2兩斷面列伯努力方程得：兩斷面列伯努力方程得： h hR12R12=(P=(P1 1+h+hv1v1+m1m1gZgZ1 1)- (P)- (P2 2+h+hv2v2+m2m2gZgZ2 2) ) 邊界條件及邊界條件及1 1、2 2同標高：同標高： P P2 2 = P= P02 02 P P0101 故有：故有： P P1 1-P-P2 2= P

24、= P1 1-P-P0101= h= h1 1 m1m1gZgZ1 1-m2m2gZgZ2 2=H=HN N 故上式可寫為故上式可寫為 h hR12R12=h=h1 1+h+hV1V1-h-hv2v2+ H+ HN N 即即 h h1 1= h= hR12R12+ h+ hv2v2- h- hV1V1-H-HN N 又又 H Ht t= P= Pt1t1-P-Pt1t1= P= Pt1t1-P-P0101 = P= P1 1+h+hv1v1-P-P0101= = h h1 1+h+hv1v1 同理可得：同理可得： H Ht t+ H+ HN N = h= hR12 R12 + h+ hv2v2

25、1z22h1m1m211三、通風機的個體特性曲線三、通風機的個體特性曲線 1 1、工況點工況點：當風機以某：當風機以某一轉速一轉速、在、在風阻的管網風阻的管網上工作時、可測算出一組工作上工作時、可測算出一組工作參數（風壓、風量、功率、和效率參數（風壓、風量、功率、和效率） ，這就是該風機在管網風阻為這就是該風機在管網風阻為時的工況點。時的工況點。 2 2、個體特性曲線個體特性曲線：不斷改變：不斷改變R R，得到許多的得到許多的Q Q、H H、N N、。以。以Q Q為橫坐標，分別為橫坐標，分別以以H H、N N、為縱坐標，將同名的點用光滑的曲線相連，即得到個體特性曲線。為縱坐標，將同名的點用光滑

26、的曲線相連，即得到個體特性曲線。 3 3、通風機裝置、通風機裝置：把外接擴散器看作通風機的組成部分，總稱之為通風機裝置。：把外接擴散器看作通風機的組成部分，總稱之為通風機裝置。 4 4、通風機裝置的全壓、通風機裝置的全壓tdtd：擴散器出口與風機入口風流的全壓之差，與風機的擴散器出口與風機入口風流的全壓之差，與風機的全壓全壓t t之關系為：之關系為： 式中式中 h hd d擴散器阻力。擴散器阻力。 5 5、通風機裝置的靜壓、通風機裝置的靜壓sdsd：dttdhHH)(vddtvdtdsdhhHhHH6 6、H Hs s 和和 H Hsdsd 的關系的關系 H Hs sH Ht th hvdvd

27、 而而 只有當只有當 h hd d+h+hVdVd s s， 即通風機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風機出口動能損失時，即通風機裝置阻力與其出口動能損失之和小于通風機出口動能損失時，通風機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高，即擴散器起到回收通風機裝置的靜壓才會因加擴散器而有所提高，即擴散器起到回收動能的作用。動能的作用。7 7、 H Ht t、 H Htdtd、 H Hs s 和和 H Hsdsd 之間之間的關系圖的關系圖)(vddtvdtdsdhhHhHHQHHt-QHtd-QHS-QHsd-Q8 8、離心式通風機個體特性曲線、離心式通風機個體特性曲線 特點特點：（：（1 1）離心式風機

28、風壓曲線駝峰）離心式風機風壓曲線駝峰 不明顯，且隨葉片后傾角度不明顯，且隨葉片后傾角度 增大逐漸減小，其風壓曲線增大逐漸減小，其風壓曲線 工作段較軸流式風機平緩；工作段較軸流式風機平緩； （2 2）當管網風阻作相同量的）當管網風阻作相同量的 變化時，其風量變化比軸變化時，其風量變化比軸 流式風機要大。流式風機要大。 （3 3）離心式風機的軸功率）離心式風機的軸功率 隨增加而增大，只有在接隨增加而增大，只有在接 近風流短路時功率才略有下降。近風流短路時功率才略有下降。風機開啟方式：風機開啟方式：離心式風機在啟動時應將風硐中的離心式風機在啟動時應將風硐中的閘門全閉閘門全閉，待其達到正常轉速后，待其

29、達到正常轉速后再將閘門逐漸打開。再將閘門逐漸打開。說明：說明：（1 1）離心式風機大多是全壓特性曲線。（）離心式風機大多是全壓特性曲線。（2 2）當供風量超過需風量過大時，）當供風量超過需風量過大時，常常利用閘門加阻來減少工作風量，以節省電能。常常利用閘門加阻來減少工作風量，以節省電能。H/daPaQ/m3/sN/kW/%HtHSNtS9 9、軸流式通風機個體特性曲線、軸流式通風機個體特性曲線 特點特點：（：（1 1）軸流式風機的風壓特性）軸流式風機的風壓特性 曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。曲線一般都有馬鞍形駝峰存在。 （2 2）駝峰點以右的特性）駝峰點以右的特性 曲線為單調下降區段，是穩定曲線

30、為單調下降區段，是穩定 工作段；工作段； （3 3）點以左是不穩定工作段，）點以左是不穩定工作段， 產生所謂喘振（或飛動）現象；產生所謂喘振（或飛動）現象； （4 4）軸流式風機的葉片裝置角）軸流式風機的葉片裝置角 不太大時，在穩定工作段內，不太大時，在穩定工作段內， 功率隨增加而減小。功率隨增加而減小。 風機開啟方式：風機開啟方式：軸流式風機應在風阻最小（軸流式風機應在風阻最小（閘門全開閘門全開）時啟動，）時啟動，以減少啟動負荷。以減少啟動負荷。 說明說明：軸流式風機給出的大多是靜壓特性曲線。：軸流式風機給出的大多是靜壓特性曲線。HtHsts/%Q/m3/sH/daPaN/kWQ/m3/sG

31、FDBRM三、無因次系數與類型特性曲線三、無因次系數與類型特性曲線（一）（一） 無因次系數無因次系數通風機的相似條件通風機的相似條件 比例系數：比例系數：兩個通風機相似是指氣體在風機內流動過程相似，或者說它兩個通風機相似是指氣體在風機內流動過程相似，或者說它們之間在任一對應點的同名物理量之比保持常數，這些常數叫相似常數們之間在任一對應點的同名物理量之比保持常數，這些常數叫相似常數或比例系數。或比例系數。 幾何相似幾何相似是風機相似的必要條件，是風機相似的必要條件，動力相似動力相似則是相似風機的充分條件。則是相似風機的充分條件。2 2、無因次系數、無因次系數（1 1）壓力系數）壓力系數 同系列風

32、機同系列風機在相似工況點的全壓和靜壓系數均為一常數，可用下式表示：在相似工況點的全壓和靜壓系數均為一常數，可用下式表示： 式中：式中： u u為圓周速度為圓周速度， 為壓力系數。為壓力系數。（2 2）流量系數）流量系數H常數HuH2HQ常數QuDQ24（3 3）功率系數）功率系數 風機軸功率風機軸功率 計算公式中的計算公式中的 H H 和和 Q Q 分別上式代入得：分別上式代入得：同系列風機在相似工況點的效率相等，功率系數為常數。同系列風機在相似工況點的效率相等，功率系數為常數。 、 、 三個參數都不含有因次，因此叫三個參數都不含有因次，因此叫無因次系數無因次系數。（二）類型特性曲線（二）類型

33、特性曲線 根據風機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數根據風機模型的幾何尺寸、實驗條件及實驗時所得的工況參數Q Q、H H、N N和和。利用上三式計算出該系列風機的利用上三式計算出該系列風機的 、 、 和和。然后以然后以 為橫坐標，以為橫坐標，以 、 和和為縱坐標，繪出為縱坐標，繪出 - - - - 和和- - 曲線，此曲線即為該系列風機的曲線，此曲線即為該系列風機的類型特性曲線類型特性曲線，見書見書P67P67圖圖4-4-64-4-6和圖和圖4-4-74-4-71000HQN 常數NHQuDN3241000NNQHHQNQHNHQQQN四、比例定律與通用特性曲線四、比例定律與通用特

34、性曲線1 1、比例定律、比例定律 同類型風機它們的壓力同類型風機它們的壓力H H、流量流量Q Q和功率和功率N N與其轉速與其轉速n n、尺寸尺寸D D和空氣密度和空氣密度成一定比例關系，這種比例關系叫成一定比例關系，這種比例關系叫比例定律比例定律。 將轉速將轉速 u=Dn/60 u=Dn/60 代入無因次系數關系式得：代入無因次系數關系式得：對于對于1 1、2 2兩個相似風機而言，兩個相似風機而言， NnDNQnDQHnDH35732210127.104108.000274.021QQ21HH21NN 221221212222221212112100274.000274.0nnDDHnDHn

35、DHH21321223211312104108.004108.0nnDDQnDQnDQQ3215212123252213151121127.1127.1nnDDNnDNnDNN2 2、通用特性曲線、通用特性曲線 根據比例定律，把一個系列產品的性能參數根據比例定律，把一個系列產品的性能參數H H、Q Q、n n、D D、N N、和、和 等相互關系同畫在一個坐標圖上，叫通用曲線等相互關系同畫在一個坐標圖上，叫通用曲線 例題例題 某礦使用主要通風機為某礦使用主要通風機為4-72-1120B4-72-1120B離心式風機，圖上給出三種不離心式風機，圖上給出三種不同 轉 速同 轉 速 n n 的的 H

36、Ht t- - Q- - Q 曲 線 。 轉 速 為曲 線 。 轉 速 為 n n1 1= 6 3 0 r / m i n ,= 6 3 0 r / m i n , 風 機 工 作 風 阻風 機 工 作 風 阻R=0.0547R=0.05479.81=0.53657N9.81=0.53657Ns s2 2/m/m8 8，工況點為工況點為M M0 0（Q=58mQ=58m3 3/s,H/s,Ht t=1805Pa)=1805Pa)，后來，風阻變為后來，風阻變為R=0.7932 NR=0.7932 Ns s2 2/m/m8 8，礦風量減小不能滿足生產要求，擬礦風量減小不能滿足生產要求，擬采用調整轉

37、速方法保持風量采用調整轉速方法保持風量Q=58 mQ=58 m3 3/s/s，求轉速調至多少？求轉速調至多少？ 解：同型號風機，故其解：同型號風機，故其 直徑相等。由比例定律有：直徑相等。由比例定律有： n n2 2n n1 1 Q Q2 2/Q/Q1 1 63063058/51.558/51.5 710r/min710r/min 即轉速應調至即轉速應調至n n2 2=710r/min=710r/min， 可滿足供風要求。可滿足供風要求。M0QHn =630n =710n =560R=0.5367R=0.7932M15851.5第三節第三節 扇風機的聯合工作扇風機的聯合工作 兩臺或兩臺以上扇風

38、機在同一管網上工作。叫扇風機聯合工作。扇兩臺或兩臺以上扇風機在同一管網上工作。叫扇風機聯合工作。扇風機聯合工作可分為風機聯合工作可分為串聯串聯和和并聯并聯兩大類。兩大類。一、扇風機串聯工作一、扇風機串聯工作 一個扇風機的吸風口直接或通過一段巷道（或管道）聯結到另一個一個扇風機的吸風口直接或通過一段巷道（或管道）聯結到另一個扇風機的出風口上同時運轉，稱為扇風機串聯工作。扇風機的出風口上同時運轉，稱為扇風機串聯工作。特點：特點：1 1、通過管網的總風量等于每臺風機的風量，即、通過管網的總風量等于每臺風機的風量，即Q=QQ=Q1 1=Q=Q2 2 。 2 2、總風壓等于兩臺風機的工作風壓之和，即總風

39、壓等于兩臺風機的工作風壓之和，即 H HH H1 1H H2 2 。（一）、兩臺風壓特性曲線不同風機串聯工作分析（一）、兩臺風壓特性曲線不同風機串聯工作分析 1 1、 串聯扇風機的等效特性曲線。串聯扇風機的等效特性曲線。 作圖方法作圖方法：按風量相等，風壓疊加的原則按風量相等，風壓疊加的原則。F1F22 2、風機的實際工況點。、風機的實際工況點。在風阻為在風阻為R R管網上風機串聯工作，管網上風機串聯工作，各風機的實際工況點按下述方法求得：各風機的實際工況點按下述方法求得：在等效風機特性曲線在等效風機特性曲線+上作管網上作管網風阻特性曲線風阻特性曲線R1R1，兩者交點為兩者交點為M M0 0，

40、過，過M M0 0作橫坐標垂線，分別與曲線作橫坐標垂線，分別與曲線和和相交相交于于M M1 1和和 M M2 2，此兩點即是兩風機的實際工況點。此兩點即是兩風機的實際工況點。效果分析：效果分析：用等效風機產生的風量用等效風機產生的風量Q Q與能與能力較大風機的力較大風機的F F2 2單獨工作產生風量單獨工作產生風量Q Q之差之差表示。表示。（1 1）R=R1R,R=R1R,工況點位于工況點位于A A點以上，點以上，Q=Q-QQ=Q-Q00，則表示串聯有效則表示串聯有效；（2 2） R=RR=R工況點與工況點與A A點重合，點重合，Q=Q-QQ=Q-Q=0=0， 則串聯無增風；則串聯無增風；（3

41、 3） R=R” R,R=R” R,工況點位于工況點位于A A點以下，點以下，Q=Q”-Q”Q=Q”-Q”000，并聯有效；并聯有效； (B)(B)當工作風阻當工作風阻R=RR=R時，時，工況點與工況點與A A點重合，點重合， Q=Q-QQ=Q-Q1 10 0，并聯增風無效；并聯增風無效； (C)(C)當工作風阻當工作風阻R=R” RR=R” R時，時，工況點位于工況點位于A A點左上側，點左上側， Q=Q-QQ=Q-Q1 10 0，并聯有害。并聯有害。QRMM1M2M1Q=Q1+Q2Q1Q1Q1RR”H+AQ=Q1QQ2MM”2 2、風壓特性曲線相同風機并聯工作、風壓特性曲線相同風機并聯工作

42、 M M1 1 為風機的實際工況點；為風機的實際工況點； M M為并聯合成工況點。為并聯合成工況點。 由圖可見，總有由圖可見，總有Q=Q-QQ=Q-Q1 100，且，且R R越小，越小，QQ越大。越大。結論結論：1 1、風機并聯工作適用于因風機能力小，風阻小而風量不足的管網；、風機并聯工作適用于因風機能力小，風阻小而風量不足的管網；2 2、風壓特性曲線相同的風機并聯工作較好；、風壓特性曲線相同的風機并聯工作較好；3 3、并聯合成特性曲線與工作風阻曲線相匹配，才會有較好的增風效果。、并聯合成特性曲線與工作風阻曲線相匹配，才會有較好的增風效果。4 4、并聯工作的任務是增加風量，、并聯工作的任務是增

43、加風量， 用于風機能力小，保證按需供風。用于風機能力小，保證按需供風。 QRMM1+MQQ1=Q2Q1=Q2HA（二）對角并聯工況分析（二）對角并聯工況分析 兩臺不同型號風機兩臺不同型號風機F F1 1和和F F2 2的特性曲線分別為的特性曲線分別為、，各自單獨工作的管網，各自單獨工作的管網分別為分別為OAOA（風阻為風阻為R R1 1）和）和OBOB（風阻為風阻為R R2 2），），共同工作于公共風路共同工作于公共風路OCOC（風風阻為阻為R R0 0）。）。分析方法分析方法：1 1、按等風量條件下把風機、按等風量條件下把風機F F1 1的風壓與風路的風壓與風路OAOA的的阻力相減的原則，求

44、風機的的阻力相減的原則，求風機F F1 1為風路為風路OAOA服務后的剩余特性曲線服務后的剩余特性曲線。2 2、同理得到剩余特性曲線、同理得到剩余特性曲線。3 3、按風壓相等風量相加原理求得等效風機、按風壓相等風量相加原理求得等效風機F F1 1和和F F2 2集中并聯的特性曲線集中并聯的特性曲線。4 4、特性曲線、特性曲線，它與風路，它與風路OCOC的風阻的風阻R R0 0曲線交點曲線交點M M0 0，由此可得由此可得OCOC風路的風風路的風量量Q Q0 0。5 5、過、過M M0 0作作Q Q軸平行線與特性曲線軸平行線與特性曲線和和分別相交于分別相交于M M和和M M點。點。6 6、過、過

45、M M和和M M點作點作Q Q軸垂線與曲線軸垂線與曲線和和相交于相交于M M和和M M，此即在兩個風此即在兩個風機的實際工況點。機的實際工況點。結論結論：每個風機的實際工況點：每個風機的實際工況點M M和和M M，既取決于各自風路的風阻，又取決既取決于各自風路的風阻，又取決于公共風路的風阻。于公共風路的風阻。 ACBF1F2R1R0R2OCF1F2ABOF1F2F1R1R2F2F1+F2R0Q0M1M2M1M2Q1Q2QHH1H2三、并聯與串聯工作的比較三、并聯與串聯工作的比較 以一離心式風機風壓特性曲線為例。以一離心式風機風壓特性曲線為例。 當風阻當風阻R R2 2 通過通過B B點時，兩者

46、點時，兩者 增風效果相同（兩者實際工況點增風效果相同（兩者實際工況點 分別為分別為 M MI I 和和 M MIIII），），但串聯功率但串聯功率 大于并聯功率，即大于并聯功率，即Q Q并并=Q=Q串，串，N NS S N NP P 。 當風阻為當風阻為 R R1 1 時，時，Q Q并并Q Q串串，N N串串 N N并并。 當風阻為當風阻為 R R3 3 時，時，Q Q串串Q Q并并 ， N N串串 N N并并。 結論：結論： （1 1）并聯適用于管網風阻較小，但因風機能力小導致風量不足的情況；）并聯適用于管網風阻較小，但因風機能力小導致風量不足的情況； （2 2）風壓相同的風機并聯運行較好；）風壓相同的風機并聯運行較好；