风压风量的计算共17页Word格式.docx
- 文档编号:13371015
- 上传时间:2022-10-10
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:799.42KB
风压风量的计算共17页Word格式.docx
《风压风量的计算共17页Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《风压风量的计算共17页Word格式.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
在忽略自然风压时,Ht用以克服通风管网阻力hR和风机出口动能损失hv,即
Ht=hR+hV,
4—4—1
克服管网通风阻力的风压称为通风机的静压HS,Pa
HS=hR=RQ2
4-4-2
因此
Ht=HS+hV
4-4-3
(三)通风机的功率(gōnglǜ)
通风机的输出功率(gōnglǜ)(又称空气功率)以全压计算时称全压功率Nt,用下式计算(jì
suà
n):
Nt=HtQ×
10-3
4—5—4
用风机静压计算(jì
n)输出功率,称为静压功率NS,即
NS=HSQ×
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Nm,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(guānxì
),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(yǐjí
)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(tōngfēng)管理有什么实际意义?
下面(xià
mian)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)。
图4—4—1
沿风流方向,对1、4两断面列伯努力方程
hR14=(P1+hv1+ρm12gZ12)-(P4+hv4+ρm34gZ34)
式中hR14—1至4断面(duà
nmià
n)通风阻力,Pa;
P1、P4—分别为1、4断面(duà
n)压力,Pa;
hv1、hv4—分别(fēnbié
)为1、4断面动压,Pa;
Z12、Z34—分别(fēnbié
)为12、34段高差,m;
ρm12、ρm34—分别为12、34段空气柱空气密度平均值,kg/m3;
因风流入口断面全压Pt1等于大气压力P01,即
P1+hv1=Pt1=P01,
又因1与4断面同标高,故1断面的同标高大气压P01’与4断面外大气压P04相等。
又ρm12gZ12’—ρm34gZ34=HN
故上式可写为
hR14=P04-P4-hv4+HN
hR14=|h4|-hv4+HN
即
|h4|=hR14+hv4-HN
4-4-9
根据通风机静压与矿井阻力之间的关系可得
HS+HN=|h4|—hv4=ht4
4-4-10
式4-4-9和式4—4—10,反映(fǎnyì
ng)了风机房水柱计测值h4与矿井通风系统阻力(zǔlì
)、通风机静压及自然风压之间的关系。
通常(tōngchá
ng)hv4数值(shù
zí
)不大,某一段时间内变化较小,HN随季节变化,一般矿井,其值不大,因此,|h4|基本上反映了矿井通风阻力大小和通风机静压大小。
如果矿井的主要进回风道发生冒顶堵塞,则水柱计读数增大;
如果控制通风系统的主要风门开启。
风流短路,则水柱计读数减小,因此,它是通风管理的重要监测手段。
2)风机房水柱计示值与全压Ht之间关系。
与上述类似地对4、5断面(扩散器出口)列伯努力方程,便可得水柱计示值与全压之间关系
Ht=|h4|—hv4+hRd+hv5
|h4|=Ht+hv4-hRd-hv5
4—4—11
式中hRd——扩散器阻力,Pa;
hv5——扩散器出口动压,Pa;
根据式4—4—11可得
Ht=hR12+hRd+hv4
Ht+HN=hR14+hRd+hv5
4—4—12
2、压入式通风(tōngfēng)的系统
如图4-4-2,对1、2两断面列伯努力(nǔlì
)方程得:
hR12=(P1+hv1+ρm1gZ1)-(P2+hv2+ρm2gZ2)
因风井出口风流(fēngliú
)静压等于大气压,即P2=P02;
1、2断面同标高(biāogāo),其同标高的大气压相等,即P01-P02,故P1-P2=P1-P01=h1
又ρm1gZ1-ρm2gZ2=HN
故上式可写为
hR12=h1+hV1-hv2+HN
所以风机房水柱计值
h1=hR12+hv2-hV1-HN
又
Ht=Pt1-Pt1’=Pt1-P0=P1+hv1-P0=h1+hv1
Ht+HN=hR12+hv2
4—4—13
由式4—4—12和式4—4—13可见,无论何种通风方式,通风动力都是克服风道的阻力和出口动能损失,不过抽出式通风的动能损失在扩散器出口,而压入式通风时出口动能损失在出风井口,两者数值上可能不等,但物理意义相同。
图4—4—2
三、通风机的个体(gè
tǐ)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(cè
n)出一组工作参数风压H、风量Q、功率N、和效率η,这就是(jiù
shì
)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(gōngzuò
)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。
有时为了使用方便,仅采用风机静压特性曲线(HS─Q)。
为了减少风机的出口动压损失,抽出式通风时主要通机的出口均外接扩散器。
通常把外接扩散器看作通风机的组成部分,总称之为通风机装置。
通风机装置的全压Ht为扩散器出口与风机入口风流的全压之差,与风机的全压Ht之关系为
4-4-14
hd━━扩散器阻力(zǔlì
)。
通风机装置(zhuāngzhì
)静压Hsd因扩散器的结构形式(xí
ngshì
)和规格不同而有变化,严格地说
4-4-15
hVd━─扩散器出口(chūkǒu)动压。
比较式4-4-10与式4-4-15可见,只有当hd+hVd<
hV时,才有Hsd>
Hs,即通风机装置阻力与其出口动能损失之和小于通风机出口动能损失时,通风机装置的静压才会因加扩散器而有所提高,即扩散器起到回收动能的作用。
图4-4-3表示了Ht、Htd、Hs和Hsd之间的相互关系,由图可见,安装了设计合理的扩散器之后,虽然增加了扩散器阻力,使Htd─Q曲线低于Ht─Q曲线,但由于hd+hVd<
hV,故Hsd─Q曲线高于Hs─Q曲线(工况点由A变至A’)。
若hd+hVd>
hV,则说明了扩散器设计不合理。
图4-4-3Ht、Htd、Hs和Hsd之间的相互关系图
安装扩散器后回收的动压相对于风机全压来说很小,所以通常(tōngchá
ng)并不把通风机特性和通风机装置特性严加区别。
通风机厂提供的特性曲线往往是根据模型试验资料换算(huà
nsuà
n)绘制的,一般是未考虑外接扩散器。
而且有的厂方提供全压特性曲线,有的提供静压特性曲线,读者应能根据具体条件掌握它们的换算关系。
图4-4-4和图4-4-5分别为轴流式和离心式通风机的个体特性曲线(qūxià
n)示例。
轴流式通风机的风压特性曲线一般都有马鞍形驼峰(tuó
fēng)存在。
而且同一台通风机的驼峰区随叶片装置角度的增大而增大。
驼峰点D以右的特性曲线为单调下降区段,是稳定工作段;
点D以左是不稳定工作段,风机在该段工作,有时会引起风机风量、风压和电动机功率的急剧波动,甚至机体发生震动,发出不正常噪音,产生所谓喘振(或飞动)现象,严重时会破坏风机。
离心式通风机风压曲线驼峰不明显,且随叶片后倾角度增大逐渐减小,其风压曲线工作段较轴流式通风机平缓;
当管网风阻作相同量的变化时,其风量变化比轴流式通风机要大。
离心式通风机的轴功率N又随Q增加而增大,只有在接近风流短路时功率才略有下降。
因而,为了保证安全启动,避免因启动负荷过大而烧坏电机,离心式通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。
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。
轴流式通风机的叶片装置角不太大时,在稳定(wěndì
ng)工作段内,功率N随Q增加而减小。
所以轴流式通风机应在风阻最小时(xiǎoshí
)启动,以减少(jiǎnshǎo)启动负荷。
图5-4-4
轴流式个体特性(tè
ng)曲线
图5-4-5
离心式通风机个体特性曲线
在产品样本中,大、中型矿井(kuà
ngjǐng)轴流式通风机给出的大多是静压特性曲线;
而离心式通风机大多是全压特性曲线。
对于叶片(yè
pià
n)安装角度可调的轴流式通风机的特性曲线,通常以图4-7-2的形式给出,H─Q曲线(qūxià
n)只画出最大风压点右边单调下降部分,且把不同安装角度的特性曲线画在同一坐标
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 风压 风量 计算 17