矿井通风网络中风量分配与调节.ppt

第五章矿井通风网络中风量分配与调节第五章矿井通风网络中风量分配与调节（二）矿井通风系统图
通风系统平面图
通风系统平面示意图
通风系统立体示意图
通风系统网络图
（三）矿井通风网络图
特点：１）只反映风流方向及节点与分支间的相互关系，节点位置与分支线的形状可以任意改变。
２）能清楚地反映风流的方向和分合关系，并且是进行各种通风计算的基础，因此是矿井通风管理的一种重要图件。
网络图两种类型及绘制步骤：
(1)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。
(2)绘制草图在图纸上画出节点符号，并用单线条（直线或弧线）连接有风流连通的节点。
(3)图形整理按照正确、美观的原则对网络图进行修改。通风网络图的绘制原则：
(1)用风地点并排布置在网络图中部，进风节点位于其下边；回风节点在网络图的上部，风机出口节点在最上部；
(2)分支方向基本都应由下至上；
(3)分支间的交叉尽可能少；
(4)网络图总的形状基本为“椭圆”形。
（５）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。
（６）并联分支可合并为一条分支。
二、风量平衡定律
风量平衡定律是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说，流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等于零，即
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：

如图a，节点4处的风量平衡方程为：

无源回路：如回路2-4-5-7-2的各风量平衡方程：

三、能量平衡定律
假设：回路中分支风流方向为顺时针时，其阻力取“＋”
（一）无动力源（HNHf）
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２－３－４-6中有：
（二）有动力源
如图，对回路１－2－3－4-5-1中有：

一般表达式为：
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通风机风压的代数和。
第二节简单网络特性
一、串联风路
首尾相连，中间没有风流分汇点的线路
如1，2，3，4，5五条分支组成的串联风路。
（一）串联风路特性
1.总风量等于各分支的风量，即
MS=M1=M2=…=Mn
当各分支的空气密度相等时，
QS=Q1=Q2=…=Qn
2.总风压（阻力）等于各分支
风压（阻力）之和，即:

3.总风阻等于各分支风阻之和，即：

4.串联风路等积孔与各分支等积孔间的关系

（二）串联风路等效阻力特性曲线的绘制
“风量相等，阻力叠加”二、并联风网
相同始节点和末节点
（一）并联风路特性：
1.风量

当各分支的空气密度相等时,

2.风压

注意：当各分支的位能差不相等，或分支中存在风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等。
3.并联风网总风阻与各分支风阻的关系

∵∴
又∵

∴
即：

4.并联风网等积孔等于各分支等积孔之和，即

5.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，可由下式计算出分支i的风量。
∵

即

∴（二）并联风路等效阻力特性曲线的绘制
风压（阻力）相等，风量叠加三、串联风路与并联风网的比较
进、回风风路多为串联风路，而采区内部多为并联风网。
并联风网的优点：１、从提高工作地点的空气质量及安全性出发，采用并联风网具有明显的优点。
２、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R1=R2=0.04kg/m7，
串联：Rs１=R1+R2=0.08kg/m7
并联：

∴Rs１：Rs１＝８：１
即在相同风量情况下，串联的能耗为并联的8倍。四、角联风网
（一）几个概念
角联风网：是指内部存在角联分支的网络。
角联分支（对角分支）：是指位于风网的任意两条有向通路之间、且不与两通路的公共节点相连的分支，如图。
简单角联风网：仅有一条角联分支的风网。
复杂角联风网：含有两条或两条以上角联分支的风网。（二）角联分支风向判别
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低的节点；风流停滞--风流反向。
判别式：
1、分支5中无风
∵Q5=0∴Q1=Q3,Q2=Q4
由风压平衡定律：h1=h2,h3=h4
由阻力定律：

两式相比得：

即
或写为：２、当分支5中风向由2→3
节点②的压能高于节点③，则hR2＞hR1即：

即
同理，hR3＞hR4

即
又∵

∴
或写为：３、分支5中的风向由3→2
同理可得：

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。对图示简单角联风网，可推导出如下角联分支风流方向判别式：

第三节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
1.变阻分支本身