第 6 章机械通风 (Fan ventilation)

第6章机械通风 第6章机械通风(Fan ventilation) 本章重点与难点 1、轴流式和离心式主要通风机特性 2、主要通风机的联合运转 3、主要通风机的合理工作范围

第6章机械通风 第一节矿用通风机的类型及构造矿用通风机按其服务范围可分为三种： 1、主要通风机，服务于全矿或矿井的某一翼（部分）； 2、辅助通风机，服务于矿井网络的某一分支（采区或工作面），帮助主要通风机通风，以保证该分支风量； 3、局部通风机，服务于独头掘进井巷道等局部地区。

第6章机械通风 • 主扇

第6章机械通风 • 辅扇

第6章机械通风 • 局扇

第6章机械通风 • 离心风机

第6章机械通风

第6章机械通风 二、按构造和工作原理可分为：离心式通风机和轴流式通风机。 1 离心式通风机的构造和工作原理 1）风机构造。离心式通风机一般由：进风口、工作轮（叶轮）、螺形机壳和扩散器等部分组成。有的型号通风机在入风口中还有前导器。吸风口有：单吸和双吸两种。

w2 c2 w2 c2 w2 c2 β2 β2 u2 β2 u2 c2u u2 第6章机械通风叶片出口构造角：风流相对速度W2的方向与圆周速度u2的反方向夹角称为叶片出口构造角，以β2表示。离心式风机可分为：前倾式（β2>90º)、径向式（β2=90º)和后倾式（β2<90º)三种。 β2不同，通风机的性能也不同。矿用离心式风机多为后倾式。

第6章机械通风 2）、工作原理当电机通过传动装置带动叶轮旋转时，叶片流道间的空气随叶片旋转而旋转，获得离心力。经叶端被抛出叶轮，进入机壳。在机壳内速度逐渐减小，压力升高，然后经扩散器排出。与此同时，在叶片入口（叶根）形成较低的压力（低于吸风口压力），于是，吸风口的风流便在此压差的作用下流入叶道，自叶根流入，在叶端流出，如此源源不断，形成连续的流动。

第6章机械通风 3）、常用型号目前我国煤矿使用的离心式风机主要有G4-73、4-73型和K4-73型等。这些品种通风机具有规格齐全、效率高和噪声低等特点。型号参数的含义举例说明如下： G 4 — 73 — 1 1 № 25 D 代表通风机的用途，K表示表示传动方式矿用通风机，G代表鼓风机通风机叶轮直径（25dm) 表示通风机在最高效率点时设计序号(1表示第一次设计）全压系数10倍化整表示通风机比转速(ns)化整表示进风口数,1为单吸,0为双吸

第6章机械通风 4）几种常用离心式通风机型号意义 □4—72—11—No.20 B 右90° □——一般用字母表示通风机的用途。“G”表示锅炉用通风机；“K”表示矿用通风机； 4——最高效率点的全压系数乘以10； 72——比转数 1——表示叶轮进风方式。“1”表示叶轮单侧进风；“0”表示叶轮双侧进风 No.20——机号；叶轮直径除以100 B——传动方式（离心式通风机的传动方式有六种：A—无轴承箱；B—支撑皮带（悬臂支撑，皮带传动，带轮在支撑点中部）；C—悬臂皮带；D—悬臂联轴节；E—中间皮带；F—中间联轴节。一般4—72—11和G4—73—11采用前四种；大型的K4—73—01采用后两种。）右——叶轮旋向（站在电动机一侧正视叶轮，顺时针方向旋转的称为“右”旋，逆时针方向旋转的称为“左”旋。） 90°——出风口位置

第6章机械通风 2、轴流式风机的构造和工作原理

第6章机械通风 1）风机构造主要由进风口、叶轮、整流器、风筒、扩散（芯筒）器和传动部件等部分组成。叶轮有一级和二级两种 2）工作原理（1）特点：在轴流式风机中，风流流动的特点是，当动轮转动时，气流沿等半径的圆柱面旋绕流出。

第6章机械通风 u （2）叶片安装角在叶片迎风侧作一外切线称为弦线。弦线与动轮旋转方向（u)的夹角称为叶片安装角，以θ表示。可根据需要在规定范围内调整。但每个动轮上的叶片安装角θ必需保持一致。（3）工作原理当动轮旋转时，翼栅即以圆周速度u 移动。处于叶片迎面的气流受挤压，静压增加；与此同时，叶片背的气体静压降低，翼栅受压差作用，但受轴承限制，不能向前运动，于是叶片迎面的高压气流由叶道出口流出，翼背的低压区“吸引”叶道入口侧的气体流入，形成穿过翼栅的连续气流。 θ

第6章机械通风 3）常用型号目前我国矿山在用的轴流式风机有1K、DK、GAF和BD或BDK（对旋式）等系列轴流式风机。轴流式风机型号的一般含义是： 1 K— 58 — 4 №25 表示表示叶轮级数,1表示通风机叶轮直径（25dm) 单级，2表示双级表示设计序号表示用途，K表示矿用， T表示通用表示通风机轮毂比,0.58化整 B D K 65 8 №24 防爆型叶轮直径（24dm) 对旋结构电机为8极（740r/min）表示用途，K为矿用轮毂比0. 65的100倍化整

第6章机械通风 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。

第6章机械通风 第二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。

第6章机械通风 三、反风装置和功能作用：使井下风流反向的一种设施，以防止进风系统发生火灾时产生的有害气体进入作业区；有时为了适应救护工作也需要进行反风。反风方法因风机的类型和结构不同而异。目前的反风方法主要有： 1）设专用反风道反风； 2）利用备用风机作反风道反风； 3）轴流式风机反转反风 4）调节动叶安装角反风。要求：定期进行检修，确保反风装置处于良好状态；动作灵敏可靠，能在10min内改变巷道中风流方向；结构要严密，漏风少；反风量不应小于正常风量的60%；每年至少进行一次反风演习。

第6章机械通风 作业 • 4-1,4-3,4-4

第6章机械通风 第三节扇风机个体特性曲线 1、主要通风机的实际工作参数及工作特性； 2、类型风机曲线与比例定律 3、风机的工况点和合理工作范围； 4、风机的联合运转

第6章机械通风 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。 1 风机流量Q（Air Quantities）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。单位为 m3/h,m3/min 或m3/s 。

第6章机械通风 2 风机风压H(Ventilation Pressure）全压Ht:是对空气作功，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。忽略自然风压时，Ht用以克服通风管网阻力hk 和风机出口动能损失hv，即: Ht=hR+hV,Pa 静压:克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压HS（Pa）。 HS=hR=RQ2 因此 Ht=HS+hV

第6章机械通风 二、离心通风机个体特性曲线 1扇风机的理论风压特性曲线

第6章机械通风 二、扇风机的实际特性曲线当风机以某一转速、在风阻Ｒ的管网上工作时、可测算出一组工作参数风压Ｈ、风量Ｑ、功率Ｎ、和效率η，这就是该风机在管网风阻为Ｒ时的工况点。改变管网的风阻，便可得到另一组相应的工作参数，通过多次改变管网风阻，可得到一系列工况参数。将这些参数对应描绘在以Ｑ为横坐标，以Ｈ、Ｎ和η为纵坐标的直角坐标系上，并用光滑曲线分别把同名参数点连结起来，即得Ｈ─Ｑ、Ｎ─Ｑ和η─Ｑ曲线，这组曲线称为通风机在该转速条件下的个体特性曲线。

/% N/kW H/daPa t S N Ht HS Q/m3/s 第6章机械通风

第6章机械通风 风机开启方式：离心式风机在启动时应将风硐中的闸门全闭，待其达到正常转速后再将闸门逐渐打开。说明：（1）离心式风机大多是全压特性曲线。（2）当供风量超过需风量过大时，常常利用闸门加阻来减少工作风量，以节省电能。

N/kW G F Q/m3/s H/daPa D Ht B Hs R /% t M s Q/m3/s 第6章机械通风三、轴流式通风机个体特性曲线特点：（1）轴流式风机的风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰存在。（2）驼峰点Ｄ以右的特性曲线为单调下降区段，是稳定工作段；（3）点Ｄ以左是不稳定工作段，产生所谓喘振（或飞动）现象；（4）轴流式风机的叶片装置角不太大时，在稳定工作段内，功率随Ｑ增加而减小。风机开启方式：轴流式风机应在风阻最小（闸门全开）时启动，以减少启动负荷。说明：轴流式风机给出的大多是静压特性曲线。

第6章机械通风 四、理论曲线与实际曲线差别产生原因能量损失： • 叶片阻力 • 冲击损失 • 环流损失

第6章机械通风 第四节扇风机参数的比例定律同一类型扇风机的风量、风压、功率和效率同风机尺寸和转数的关系称为扇风机参数的比例定律。几何相似是风机相似的必要条件，动力相似则是相似风机的充要条件。

第6章机械通风 1 几何上相似扇风机各个部件的对应边成比例。 D2,b2,D1,B2分别风机动轮外径、出口宽度、入口直径和入口宽度。

第6章机械通风 2 运动相似对应点的速度成比例。

第6章机械通风 3 动力相似对应点上各作用力成比例，比如惯性力成比例。

第6章机械通风 4 风压、风量和功率比例关系

第6章机械通风 第四节扇风机类型特性曲线（自学）

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