通风机的工作特性曲线[稻谷书苑]

1、回顾上节内容回顾上节内容 n1、矿井的通风动力有哪两种？、矿井的通风动力有哪两种？ n2、通风机按其服务范围分为哪三种？、通风机按其服务范围分为哪三种？ n3、通风机按照构造和原理分为哪两种？、通风机按照构造和原理分为哪两种？ n4、如何衡量通风机工作性能的好坏？、如何衡量通风机工作性能的好坏？ n 通风机的风量、风压、功率、效率等通风机的风量、风压、功率、效率等 1教学运用 通风机的工作（个体） 特性曲线 2教学运用 2021-5-29矿井通风学3 n4.3.1通风机工作参数通风机工作参数 n是指通风机的是指通风机的 n 风压风压H n 风量风量Q n 功率功率N n 效率效率 n 转速转速

2、n等等 3教学运用 2021-5-29矿井通风学4 n4.3.1通风机工作参数通风机工作参数 n1通风机风量通风机风量Q n是指单位时间内通过是指单位时间内通过通风机入风口空气的体通风机入风口空气的体 积积（无特殊说明时均指在（无特殊说明时均指在标准状态标准状态下）。下）。 n 单位为单位为m3/s、m3/min或或m3/h。 4教学运用 2021-5-29矿井通风学5 n4.3.1通风机工作参数通风机工作参数 n2通风机风压通风机风压 H n通风机的风压通风机的风压是单位体积空气通过通风机所是单位体积空气通过通风机所 获得的能量。获得的能量。 n 通风机的全压通风机的全压 Ht=Ptc- P

3、ti n通风机风压有通风机风压有全压全压Ht、静压、静压Hs和和动压动压Hv之分，之分， 单位为单位为Pa。 Ht=Hs+Hv 2 2 1 ccv vH 5教学运用 6 n4.3.1通风机工作参数通风机工作参数 n3通风机的功率通风机的功率N n通风机的功率分为通风机的功率分为输出功率输出功率（又称空气功率）（又称空气功率） 是指通风机单位时间内对空气所做的功。是指通风机单位时间内对空气所做的功。 n n ， n和和输入功率（输入功率（又称轴功率）通风机旋转轴从又称轴功率）通风机旋转轴从 电动机得到的功率。电动机得到的功率。 n 功率因数功率因数 1000 QH N t t 1000 QH N

4、 s s trm UI N 1000 cos3 cos 6教学运用 7 n4.3.1通风机工作参数通风机工作参数 n4通风机的效率通风机的效率 n是指通风机的输出功率与输入功率之比。是指通风机的输出功率与输入功率之比。 N N t t N N s s 7教学运用 2021-5-29矿井通风学8 n4.3.1通风机工作参数通风机工作参数 n5转速转速 n通风机单位时间内的转数称为转速。通风机单位时间内的转数称为转速。 n单位为单位为r/min。 8教学运用 4.3.2通风机的个体特性曲线通风机的个体特性曲线 n什么是通风机的个体特性曲线什么是通风机的个体特性曲线 ？ n通风机在通风机在一定一定的

5、转速下，对应于一定的风的转速下，对应于一定的风 量，就有一定的风压、功率和效率，如果量，就有一定的风压、功率和效率，如果 调节通风机的风量，其它三者也随之发生调节通风机的风量，其它三者也随之发生 改变。表示通风机的风压、功率和效率随改变。表示通风机的风压、功率和效率随 风量变化而变化的关系曲线，称为通风机风量变化而变化的关系曲线，称为通风机 的的个体个体特性曲线。特性曲线。 9教学运用 （1）轴流式通风机的个体个体特性曲线 nh通全 通全（ （h通静 通静） ）通风通风 机的个体全压（机的个体全压（静静 压）压）特性曲线。特性曲线。 nN通入 通入通风机的个体 通风机的个体 输入功率特性曲线输

6、入功率特性曲线 。 n通全 通全（ （通静 通静） ）通风通风 机的个体全压机的个体全压（静（静 压）压）效率特性曲线。效率特性曲线。 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通 入 h通 全 通 静h 通 全 通 静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 10教学运用 任务一：识别通风机的个体特性曲线任务一：识别通风机的个体特性曲线 n1、离心式通风机的个体特性曲线、离心式通风机的个体特性曲线 n2、62A14-11NO24型号通风机不同的叶片型号通风机不同的叶片 安装

7、角的个体特性曲线。安装角的个体特性曲线。 n2、BDNO28型号通风机不同的叶片安装角型号通风机不同的叶片安装角 的个体特性曲线。的个体特性曲线。 11教学运用 离 心 式 通 风 机 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通入 通全 通静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 h通全 通静h 12教学运用 13教学运用 （2）个体效率曲线一般用等效率曲线代替个体效率曲线一般用等效率曲线代替 14教学运用 15教学运用 任务二：分析轴流式通风机和离心任务二：分析轴流式通

8、风机和离心 式通风机的特性曲线的特点式通风机的特性曲线的特点 n1、风压特性曲线、风压特性曲线 n2、输入功率特性曲线。、输入功率特性曲线。 n3、效率特性曲线、效率特性曲线 16教学运用 离心式通风机 轴流式通风机 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通 入 通 全 通 静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 h通 全 通 静h 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通入 h通全

9、通静h 通全 通静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 N /KWh /KPa D B 17教学运用 结论一： 1、离心式通风机的风压特性曲线比较平缓，、离心式通风机的风压特性曲线比较平缓， 当风量变化时，风压变化不太大；轴流式当风量变化时，风压变化不太大；轴流式 通风机的风压特性曲线较陡，并有一个通风机的风压特性曲线较陡，并有一个 “马鞍形马鞍形”的的“驼峰驼峰”区，当风量变化时，区，当风量变化时， 风压变化较大。风压变化较大。 18教学运用 离心式通风机 轴流式通风机 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 3

10、00 0 20 40 60 80 400 N通 入 通 全 通 静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 h通 全 通 静h 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通入 h通全 通静h 通全 通静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 N /KWh /KPa D B 19教学运用 结论二 n2、离心式通风机当风量增加时，功率也随离心式通风机当风量增加时，功率也随 之增大，轴流式通风机在之增大，轴流式通风机在B B点的右下侧功率点

11、的右下侧功率 是随着风量的增加而减小，是随着风量的增加而减小， 20教学运用 启动通风机时应注意的事项启动通风机时应注意的事项 启动离心式通风机时，为了避免因启动负启动离心式通风机时，为了避免因启动负 荷过大而烧毁电动机，应先关闭闸门然后荷过大而烧毁电动机，应先关闭闸门然后 待通风机达到正常工作转速后再逐渐打开，待通风机达到正常工作转速后再逐渐打开， 叫叫“闭启动闭启动”。 启动轴流式应先全敞开或半敞开闸门，待启动轴流式应先全敞开或半敞开闸门，待 运转稳定后再逐渐关闭闸门至其合适位置，运转稳定后再逐渐关闭闸门至其合适位置， 以防止启动时电流过大，引起电动机过负以防止启动时电流过大，引起电动机过

12、负 荷，叫荷，叫“开启动开启动”。 21教学运用 离心式通风机 轴流式通风机 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通 入 通 全 通 静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 h通 全 通 静h 1.2 1.6 2.0 2.4 2.8 3.2 3.6 0 100 200 300 0 20 40 60 80 400 N通入 h通全 通静h 通全 通静 N /KW通入h /KPa通 /% 50100150 Q / m /s 通 3 N /KWh /KPa D B 22教学

13、运用 结论三： n当风量逐渐增加时，效率也逐渐增大，当当风量逐渐增加时，效率也逐渐增大，当 增大到最大值后便逐渐下降。增大到最大值后便逐渐下降。 23教学运用 4.3.3 通风机的工作点（即工况点）通风机的工作点（即工况点） n当以同样的比例把矿井总风阻特性曲线绘当以同样的比例把矿井总风阻特性曲线绘 制于通风机个体特性曲线图中时，则风阻制于通风机个体特性曲线图中时，则风阻 曲线与风压曲线交于曲线与风压曲线交于A点，此点就是通风机点，此点就是通风机 的工作点（也叫工况点）。产生的风量、的工作点（也叫工况点）。产生的风量、 风压、输入功率和效率，称为通风机的工风压、输入功率和效率，称为通风机的工

14、况参数。况参数。 24教学运用 25教学运用 注意：注意： n抽出式通风利用个体静压特性曲线。抽出式通风利用个体静压特性曲线。 n压入式通风利用个体全压特性曲线。压入式通风利用个体全压特性曲线。 26教学运用 4.3.4通风机合理的工作范围通风机合理的工作范围 轴流式通风机轴流式通风机 所以通风机的工作风压不应大于最大风压所以通风机的工作风压不应大于最大风压 的的0.9倍，即工作点应在倍，即工作点应在B点以下。为了经济，点以下。为了经济， 主通风机的效率不应低于主通风机的效率不应低于0.6，即工作点应在，即工作点应在 C点以上。点以上。BC段就是通风机合理的工作范围。段就是通风机合理的工作范围

15、。 对于图对于图4-16，其合理工作范围为图中阴影部，其合理工作范围为图中阴影部 分。分。 27教学运用 28教学运用 29教学运用 2.通风机合理的工作范围通风机合理的工作范围 离心式通风机离心式通风机 稳定的工作范围较宽，因此，工况点的合理范稳定的工作范围较宽，因此，工况点的合理范 围应该是运行效率高于围应该是运行效率高于60%区域。区域。 另外，主要通风机的工况点合理与否，应使用另外，主要通风机的工况点合理与否，应使用 实测的通风机装置特性曲线更为合理，因厂方提供实测的通风机装置特性曲线更为合理，因厂方提供 的通风机特性曲线一是未考虑上扩散器，二是通风的通风机特性曲线一是未考虑上扩散器，

16、二是通风 机运行一段时间后其特性曲线一般要发生变化。机运行一段时间后其特性曲线一般要发生变化。 规程规程规定，新安装的主要通风机投入使用前，规定，新安装的主要通风机投入使用前， 必须进行必须进行1次通风机次通风机性能测定性能测定和试运转工作，以后和试运转工作，以后每每 5年年至少进行至少进行1次性能测定次性能测定。 30教学运用 任务三：解算通风机的工况点任务三：解算通风机的工况点 n某矿使用2K60-118轴流 式通风机做抽出式通风， 通风机的个体特性曲线如 右图所示，若矿井的总风 阻R1=0.56 Ns2/m8 ， R2=0.14 Ns2/m8 ， R 3=1.5Ns2/m8分别求解工 况

17、点，通风机的风量、静 压、效率和输入功率各为 多少？通风机运转是否经 济，可靠？ 31教学运用 2021-5-29矿井通风学32 n4.3.5通风机无因次系数与通风机无因次系数与类型特性曲线类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(1)通风机的相似条件通风机的相似条件 n必要条件是结构必要条件是结构上上几何相似几何相似； n充分条件是风流的充分条件是风流的运动相似运动相似和和动力相似动力相似。 n同类型通风机同类型通风机，它们符合通风机，它们符合通风机相似的相似的必要必要 和充分条件。和充分条件。 32教学运用 2021-5-29矿井通风学33 n4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线通风

18、机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n压力系数压力系数 由动力相似条件可推得由动力相似条件可推得 n ， n 动轮外缘速度动轮外缘速度 常数一 t t H u H 2 2 常数二 s s H u H 2 2 常数 H u H 2 2 60 2 Dn u 33教学运用 2021-5-29矿井通风学34 n4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n流量系数流量系数 由几何相似和运动相似可得由几何相似和运动相似可得 n n 动轮外缘速度动轮外缘速度 60 2 Dn

19、u 常数 Q uD Q 2 2 4 34教学运用 2021-5-29矿井通风学35 n4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n 功率系数功率系数 由由 n n 动轮外缘速度动轮外缘速度 60 2 Dn u 1000 HQ N 常数N QH uD N 3 2 2 4 1000 35教学运用 2021-5-29矿井通风学36 n4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n三个参数三个参数 、 、 都都不含因次不含因次，因，因

20、 此叫做无因次系数。此叫做无因次系数。 Q HN 36教学运用 2021-5-29矿井通风学37 n4.3.4通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n - 、 - 和和- 曲线，此曲线即为曲线，此曲线即为 该类型通风机的该类型通风机的类型特性曲线类型特性曲线，亦叫通风机，亦叫通风机 的的无因次特性曲线无因次特性曲线或或抽象特性曲线抽象特性曲线 Q HN QQ 37教学运用 2021-5-29矿井通风学38 n4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无

21、因次系数无因次系数 n4-72-11型离型离 n心式通风机的心式通风机的 n类型曲线类型曲线 38教学运用 2021-5-29矿井通风学39 4.3通风机的工作特性通风机的工作特性 n4.3.4通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n FBCDZ系列对旋式通风机的类型曲线系列对旋式通风机的类型曲线 39教学运用 2021-5-29矿井通风学40 n4.3.5通风机无因次系数与类型特性曲线通风机无因次系数与类型特性曲线 n1无因次系数无因次系数 n(2)无因次系数无因次系数 n根据通风机类型特性曲线和通风机直径、转根

22、据通风机类型特性曲线和通风机直径、转 速速，可，可算得算得通风机工作特性曲线通风机工作特性曲线。 40教学运用 2021-5-29矿井通风学41 n4.3.5通风机比例定律与通用特性曲线通风机比例定律与通用特性曲线 n1通风机比例定律通风机比例定律 n由由同类型风机无因次系数同类型风机无因次系数相等及相等及 得得 60 2 Dn u HnDH 22 00274. 0 QnDQ 3 04108. 0 NnDN 357 10127. 1 41教学运用 2021-5-29矿井通风学42 n4.3.5通风机比例定律与通用特性曲线通风机比例定律与通用特性曲线 n1通风机比例定律通风机比例定律 n由由同类

23、型风机无因次系数同类型风机无因次系数相等及相等及 得得 n 60 2 Dn u HnDH 22 00274. 0 2 2 1 2 2 1 2 1 2 2 2 2 22 1 2 1 2 11 2 1 00274. 0 00274. 0 n n D D HnD HnD H H 42教学运用 2021-5-29矿井通风学43 n4.3.5通风机比例定律与通用特性曲线通风机比例定律与通用特性曲线 n1通风机比例定律通风机比例定律 n由由同类型风机无因次系数同类型风机无因次系数相等及相等及 得得 n 60 2 Dn u QnDQ 3 04108. 0 Q Q D n Q D nQ D D n n 1 2

24、 1 3 11 2 3 22 1 2 3 1 2 004108 004108 . . 43教学运用 2021-5-29矿井通风学44 n4.3.6通风机比例定律与通用特性曲线通风机比例定律与通用特性曲线 n1通风机比例定律通风机比例定律 n由由同类型风机无因次系数同类型风机无因次系数相等及相等及 得得 n 60 2 Dn u NnDN 357 10127. 1 3 2 1 5 2 1 2 1 2 3 2 5 22 7 1 3 1 5 11 7 2 1 10127. 1 10127. 1 n n D D NnD NnD N N 44教学运用 2021-5-29矿井通风学45 n4.3.6通风机比例定律与通用特性曲线通风机比例定律与通用特性曲线 n1通风机比例定律通风机比例定律 两台相似通风机两台相似通风机H、Q和和N的