通风动力和通风设施（通风除尘技术）

自然通风主要内容321自然通风的产生自然风压的计算自然风压的影响因素一、自然通风的产生自然通风由有限空间内外空气的密度差、大气运动、大气压力差等自然因素引起有限空间内外空气能量差，促使有限空间的气体流动并与大气交换的现象自然通风动力（自然风压）自然通风的应用单层工业厂房多层或高层工业建筑中的热车间特种（殊）建筑物、构筑物及容器各类建筑物中的防排烟系统促使有限空间内气体流动的能量差一、自然通风的产生例1：烟囱内外密度差形成（烟囱效应）一、自然通风的产生例2：工业厂房密度差形成工业厂房密度差形成的自然通风一、自然通风的产生例3：矿井密度差形成的自然通风矿井密度差形成的自然通风一、自然通风的产生例4：大气运动形成的自然通风大气运动形成的自然通风大气运动形成的室内自然通风二、自然风压力的计算1密度差形成的自然风压计算矿井密度差形成的自然通风二、自然风压力的计算2大气运动（风压）形成的自然风压计算二、自然风压力的计算3密度差与大气运动（风压）合成的自然风压计算热源挡风板三、自然风压的影响因素1密度差形成的自然风压的影响因素温度差空气成分和湿度与大气温度或密度不等的有限空间高度大气压力三、自然风压的影响因素2大气运动（风压）形成自然风压的影响因素213室外空气风速室外温度T、大气压p和相对湿度φ建筑物形状、风向在实际通风设计中，自然通风仅以密度差形成自然风压作用计算通风机械的分类1.按气流运动方向分类1离心式通风机气流进入旋转的叶片通道，在离心力作用下气体被压缩并沿着半径方向流动，如图所示叶片出口构造角与风流速度图1.按气流运动方向分类1离心式通风机1.按气流运动方向分类2轴流式通风机使气流轴向进入风机叶轮后，在旋转叶片的流道中又沿着轴线方向流动的通风机特点：流量大、体积小、压头低1.按气流运动方向分类3混流式（斜流式）通风机叶轮轮毂和主体风筒的形状为圆锥形特点：压力系数高于轴流式风机，流量系数高于离心式风机1.按气流运动方向分类4横流式通风机也称贯流式通风机，内有一个筒形的多叶叶轮转子，气流沿着与转子轴线垂直的方向，从转子一侧的叶栅进入叶轮，然后穿过叶轮转子内部，通过转子另一侧的叶栅，将气流派出特点：动压较高，气流不乱，但效率较低。适用装置在各种扁平或细长形的设备里2.按产生风流的方式分类1叶轮旋转式通风机通过电机使叶轮旋转产生风量、风压；效率高，应用广泛2流体射流通风装置通过一定压力的液体或气体在风道中射流卷吸作用喷射而产生风量、风压；效率较低，但适用于一些特殊场合，如有爆炸性气体或粉尘的场所1通风机排气压力低于11.27×104Pa2鼓风机排气压力在11.27×104Pa～34.3×104Pa范围内3.按产生空气压力的高低分4.按通风机服务范围分类主要通风机为整个通风系统服务局部通风机为通风系统局部地段服务5.按用途分一般通风换气用通风机——只适宜输送温度低于80℃的空气01排尘通风机02高温通风机03防爆通风机——选用与砂粒、铁屑等物料碰撞时不发生火花的材料制作04防腐通风机——输送的气体介质较为复杂，所用材质因气体介质而异05消防用排烟通风机——输送气体温度在300℃以上的工业炉用通风机06粉体用通风机——适用于输送含尘气体，分为直吹式和吹吸式两种076.其它类型通风机如屋顶通风机、空调用通风机、冷却塔用通风机等通风机械的构造及工作原理主要内容321离心式通风机的构造和工作原理轴流式机械通风机的构造和工作原理流体射流机的构造和工作原理一、离心式通风机的构造和工作原理离心式通风机一般由进风口、工作轮（叶轮）、螺形机壳和前导器等部分组成离心式通风机的构造1-进风口；2-工作轮；3-螺形机壳；4-前导器1通风机构造一、离心式通风机的构造和工作原理1通风机构造一、离心式通风机的构造和工作原理2工作原理同时，在叶片入口（叶根）形成较低的压力（低于进风口压力），则此压力差使进风口的风流流入叶片流道，自叶根流出如此源源不断，形成连续的流动电机通过传动装置带动叶轮旋转，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，经扩散器排出一、离心式通风机的构造和工作原理2工作原理二、轴流式机械通风机的构造和工作原理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整流器环形扩散器使流出气流逐渐扩大到全断面，部分动压转化为静压减小动能和涡流损失增加空气的全压二、轴流式机械通风机的构造和工作原理轴流式通风机1-电动机；2-联轴器；3-前隔板；4-主轴；5-进风口；6-中隔板；7-叶轮；8-主体风筒；9-整流器；10-后隔板；11-轴承；12-环形扩散器；13-拉筋板二、轴流式机械通风机的构造和工作原理FBD系列轴流式通风机结构示意图1-集流器；2-一级电机；3-一级风机；4-一级叶轮；5-二级叶轮；6-二级风机；7-二级电机；8-消声器二、轴流式机械通风机的构造和工作原理2工作原理当叶（动）轮转动时，翼栅以圆周速度u移动。处于叶片迎面的气流受挤压，静压增加；同时，叶片背面的气体静压降低，翼栅受压差作用，但受轴承限制，不能向前运动，则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三、流体射流机的构造和工作原理又称引射器，分为水气射流通风器和气气射流通风器1水气射流通风器由喷嘴、吸入室喉管、扩散管以及风筒等部件组成水气射流通风器工作原理示意图1-喷嘴；2-吸入室；3-喉管；4-扩散器；5-风筒三、流体射流机的构造和工作原理1水气射流通风器76582三、流体射流机的构造和工作原理1水气射流通风器由于工作流体连续喷射，吸入室继续保持真空，于是得以不断地抽吸和排出流体将高压的工作流体7，由压力管送入工作喷嘴6，经喷嘴后压能变成高速动能，将喷嘴外围的液体(或气体)带走此时因喷嘴出口形成高速使扩散室2的喉部吸入室5造成真空，从而使被抽吸流体8不断进入与工作流体7混合，然后通过扩散室将压力稍升高输送出去76582三、流体射流机的构造和工作原理环隙式气射流通风器结构图1-环维间隙；2-集风器；3-环形气室；4-凸缘；5-喷嘴；6-卡箍；7-扩散器；8-压气街头结构与水气射流通风器基本相同采用一定压力的压缩空气作为工作流体进行喷射分为两种：一种是中心喷射式一种是环隙喷射式2气气射流通风器三、流体射流机的构造和工作原理2气气射流通风器为提高供风量和送风距离，除提高射流通风器的射流压力外，还采取多台射流通风器分散串联工作的方式压缩空气的射流压力升高，引射的风量和压力均增加，耗气量也增加气气射流通风器的特性与压缩空气的射流压力及喷嘴的结构和大小有关通风机个体特征曲线主要内容21通风机工作参数通风机的个体特征曲线一、通风机工作参数1通风机（实际）风量Q一般指单位时间内通过通风机入口空气的体积，也称体积流量（标准状态下），单位为m3/h、m3/min或m3/s2通风机（实际）全压Ht与静压Hs全压：对空气做功，消耗于单位体积空气的能量（单位为N·m/m3或Pa），其值为通风机出口风流的全压与入口风流全压之差一、通风机工作参数2通风机（实际）全压Ht与静压HsHt用以克服通风道网阻力h和通风机出口动能损失hv，即Ht=h+hv静压Hs（Pa）：克服管网通风阻力的风压Ht=Hs+hv当流动处于紊流粗糙区时:Hs=RQ2

一、通风机工作参数3通风机功率通风机的输出功率，指单位时间内通风机对空气所作的功，是风流压力和风量的乘积分为全压功率Nt和静压功率NsNt=HtQ，WNs=HsQ，W一、通风机工作参数4通风机的效率指通风机的输出功率和输入功率的比值，也分全压效率ηt和静压效率ηs设电动机的效率为ηm、传动效率为ηtτ时，电动机的输入功率为Nm，则二、通风机的个体特征曲线通风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Q、H和N等称为工况点，一般工况点是指Q和H两参数通风机在某一转速条件下，通过改变管网风阻得到的H-Q、N-Q和η-Q曲线，称为通风机在该转速条件下的个体特性曲线二、通风机的个体特征曲线通风机装置的全压Htd为扩散器出口与通风机入口风流的全压之差，与通风机的全压Ht之间关系为式中：hks——扩散器阻力通风机装置静压HsdHsd=Ht–（hks+hdk）式中：hdk——扩散器出口动压Htd=Ht-hks轴流式通风机个体特性曲线二、通风机的个体特征曲线离心式通风机个体特性曲线“马鞍形驼峰”二、通风机的个体特征曲线离心式通风机风压曲线工作段较平缓；当管网风阻做相同量变化时，其风量变化比轴流式通风机要大轴流式通风机应在风阻最小时启动，以减小启动负荷离心式通风机在启动时应将风道中的闸门全闭，待其达到正常转速后再将阀门逐渐打开通风机联合运转主要内容21通风机串联工作通风机并联工作一、通风机串联工作两台或两台以上风机在同一管网上工作。叫风机联合工作。风机联合工作可分为串联和并联两大类。一个风机的吸风口直接或通过一段巷道（或管道）联结到另一个风机的出风口上同时运转，称为风机串联工作F1F22.总风压等于两台风机的工作风压之和，即H＝H1＋H2

1.通过管网的总风量等于每台风机的风量，即Q=Q1=Q2特点一、通风机串联工作F1F2F1+F2R1M0M2M1QR’Q’ⅡR”HQQ”ⅡQ’Q”M’H2H1M’2M”2H’H”M”风机的实际工况点作图方法效果分析按风量相等，风压叠加的原则用等效风机产生的风量Q与能力较大风机的F2单独工作产生风量QⅡ之差表示一、通风机串联工作HQⅠ/ⅡMⅠ+ⅡR1QHQ1R2Q’两台特性曲线相同的风机串联工作M1H1M’M’1Q’1H’H’1风机串联工作适用于因风阻大而风量不足的管网风压特性曲线相同的风机串联工作较好串联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果串联工作的任务是增加风压，用于克服管网过大阻力，保证按需供风1234一、通风机串联工作M1M’1QHⅠ+ⅡM”2M”Q1Q”2ⅠⅡⅡQMRHH’1Ⅰ+ⅡH”1风机与自然风压串联工作自然风压随风量增大略有增大。风机停止工作时自然风压依然存在。故一般用平行Q轴的直线表示自然风压的特性自然风压对风机工况点影响自然风压对机械风压的影响，类似于两个风机串联工作当自然风压为正时，机械风压与自然风压共同作用克服矿井通风阻力，使风量增加；当自然风压为负时，成为矿井通风阻力12特点二、通风机并联工作两台风机的吸风口直接或通过一段巷道连结在一起工作叫通风机并联。风机并联分为：集中并联和对角并联之分F1F2Q1Q2QACBF1F2R1R0R2O集中并联特点H=H1=H2Q=Q1+Q2二、通风机并联工作风压特性曲线不同风机集中并联工作QRMM1M2M1Q=Q1+Q2Q’1Q1HⅠⅠ+ⅡⅡQ2H1H’11二、通风机并联工作二、通风机并联工作风压特性曲线不同风机集中并联工作1QRMM1M2M1Q=Q1+Q2Q1Q1Q1R’R”HⅠⅠ+ⅡⅡAQ=Q1QQ2M’M”(A)当工作风阻R=R时，工况点位于A点右下侧，ΔQ=Q-Q1>0，并联有效(B)当工作风阻R=R’时，工况点与A点重合，ΔQ=Q-Q1＝0，并联增风无效(C)当工作风阻R=R”>R’时，工况点位于A点左上侧，ΔQ=Q-Q1＜0，并联有害二、通风机并联工作风压特性曲线相同风机并联工作2QRMⅠⅡM1Ⅰ+ⅡM’QQ1=Q2Q1=Q2HA1.风机并联工作适用于因风机能力小，风阻小而风量不足的管网2.风压特性曲线相同的风机并联工作较好3.并联合成特性曲线与工作风阻曲线相匹配，才会有较好的增风效果4.并联工作的任务是增加风量，用于风机能力小，保证按需供风二、通风机并联工作并联与串联工作的比较3R2BQH0N--QNPNSR1ADIIIR3CEQ并Q串Q串并NSNPNSNPQ串Q并MIMII当风阻R2通过B点时，两者增风效果相同（两者实际工况点分别为MI和MII），但串联功率大于并联功率，即Q并=Q串，NS>NP当风阻为R1时Q并＞Q串，N串>N并当风阻为R3时Q串＞Q并，N串>N并二、通风机并联工作并联与串联工作的比较3R2BQH0N--QNPNSR1ADIIIR3CEQ并Q串Q串并NSNPNSNPQ串Q并MIMII并联适用于管网风阻较小，但因风机能力小导致风量不足的情况风压相同的风机并联运行较好轴流式风机并联作业时，若风阻过大则可能出现不稳定运行。所以，使用轴流式风机并联工作时，除要考虑并联效果外，还要进行稳定性分析123二、通风机并联工作对角并联工况分析4ACBF2R1R0R2OCF1F2ABO二、通风机并联工作对角并联工况分析4ＨＱR2R1Ⅱ2Ⅰ1ⅡⅠaabbⅠ1+Ⅱ2对角并联等效风机曲线二、通风机并联工作对角并联工况分析4公共段风阻增大工况分析HＱR2R1Ⅱ２Ⅰ1ⅢR0ⅡⅠM2M1Q2Q0Q1M0M2M1R3M3M4M5M6M7二、通风机并联工作对角并联工况分析4某一分支风阻增大工况分析ＨＱR2R1Ⅱ2Ⅰ1R0ⅡⅠMⅡMⅠQ2Q0Q1M0M2M1Ⅰ2R3M4M5M6M7M3Ⅰ1+Ⅱ2Ⅰ2+Ⅱ2通风机运行与调节主要内容21通风机工况点合理工作范围风机工况点的调节一、通风机工况点合理工作范围RM0Q0HQH0工况点当风机以某一转速、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时的工况点一、通风机工况点合理工作范围离心式通风机轴流式通风机上限为最大风压0.9倍的连线、下限为η=0.6的等效曲线，且通风机叶（动）轮的转速不应超过额定转速运转效率不低于0.6二、风机工况点的调节nn1n2MM1M2QQ2Q1HH1H2QH1改变通风机特性曲线二、风机工况点的调节1改变通风机特性曲线特点：系统总风阻不变，改变通风机特性，工况点随风阻特性曲线移动装有前导器的离心式通风机，可以改变前导器叶片转角进行风量调节轴流通风机可采用改变叶片安装角或叶片数达到增减风量的目的改变通风机转速a.改变电机转速b.利用传动装置调速二、风机工况点的调节2改变风阻特性曲线R1R1’R1”MM’M”HH’H”HQ二、风机工况点的调节2改变风阻特性曲线减风调节01增阻调节，对于离心式通风机可利用风道中阀门增阻（减小其开度）轴流式风机，可采用增大外部漏风的方法AB··增风调节02减少系统总风阻A·优点：主要通风机的运转费用经济缺点：工程费用较大堵塞外部漏风B·优点：实施简单，经济效益较好缺点：调节幅度不大通风机附属装置1消声器2减振器3扩散器4防爆器5反风装置主要内容一、消声器降低通风机声源噪声01合理选择通风机的机型通风机的工作点应接近最高效率点在可能条件下适当降低通风机的转速设计通风系统应尽量减少通风阻力气流在管道内的流速不宜过高注意通风机与电机的传动方式1降低通风机噪声的途径一、消声器在传递途径上对通风机噪声抑制021降低通风机噪声的途径及时保养03及时维护保养，定期检修，及时更换破损零部件e.将通风机布置在远离要求安静的房间d.在通风机的进、排气通道采取消声措施c.对通风机做隔声处理b.通风机设减振基座，进、出风口用软管连接a.在通风机的进、出口上装配恰当的消声器一、消声器一、消声器2消声器的分类阻性消声器01利用吸声材料消声，将一部分声能转化为热能片式A·折板式B·蜂窝式C·声流式D·一、消声器2消声器的分类抗性消声器02基于声电滤波原理，通过消声器内不同声阻、声顺、声质量的适当组合消除特定频率的噪声扩张消声器A·共振式消声器B·微穿孔板消声器C·一、消声器2消声器的分类扩散消声器03在其器壁上设许多小孔，气流经过小孔喷射后，通过降压减速，达到消声目的。主要用于消除以低频或低中频噪声为主的设备声源缓冲式消声器04利用多孔管及腔室的阻抗作用，将脉冲流转换为平滑流的消声设备干涉型消声器05利用波的干涉原理，在气流通道上设一旁通管，使部分声能分岔到旁通管里一、消声器2消声器的分类阻抗复合消声器06阻性消声器对中、高频消声效果较好，抗性消声器对低、中频消声效果较好，将两者结合起来组成阻抗复合消声器扩张—阻性复合式消声器A·共振—阻性复合式消声器B·一、消声器3消声器选择注意事项ACDB根据通风机的噪声级、现场可能产生的主要声音频率范围等因素选择通过消声