矿井通风网络中风量分配与调节修

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1、第五章矿井通风网络中风量分配与调节第一节风量分配基本规律第二节简单网络特性第三节通风网络动态特性分析第四节矿井风量调节第五节用计算机解算复杂通风网络第一节风量分配基本规律一、矿井通风网络与网络图(一）矿井通风网络通风网络图：用直观的几何图形来表示通风网络。1.分支（边、弧）：表示一段通风井巷的有向线段，线段的方向代表井巷中的风流方向。每条分支有一个编号，称分支号。2.节点（结点、顶点）：是两条或两条以上分支的交点。3.路（通路、道路）：是由若干条方向相同的分支首尾相连而成的线路。如图中，1－2－5、1－2－4－6和1

2、－3－6等均是通路。4.回路：由两条或两条以上分支首尾相连形成闭合线路称为回路。如图中，2－4－3、2－5－6－3和1－3－6－7矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的一个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其属性组成的系统，称为通风网络。5234１２３４５1675、树：是指任意两节点间至少存在一条通路但不含回路的一类特殊图。由于这类图的几何形状与树相似，故得名。树中的分支称为树枝。包含通风网络的全部节点的树称为其生成树，简称树。（二）矿井通风网络图特点：１）通风网络图只反映风流方向

3、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。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：将上述节点扩展为无源回路，则上述风量平衡定律依然成立。如图b所示，回路2-

4、4-5-7-2的各邻接分支的风量满足如下关系：1652４3图a8４217356图b三、能量平衡定律假设：一般地，回路中分支风流方向为顺时针时，其阻力取“＋”，逆时针时，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：23456（二）有动力源设风机风压Hf，自然风压HN。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。23

5、456第二节简单网络特性定义：由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分汇点的线路称为串联风路。123456789458123679一、串联1．串联特性2．绘等效图二、并联1．并联特性2．绘等效图三、比较四、角联1．基本概念2．风向判定3.角联分析一、串联一、串联风路（一）串联风路特性1.总风量等于各分支的风量：MS=M1=M2=…=Mn当各分支的空气密度相等时，QS=Q1=Q2=…=Qn2.总风压（阻力）等于各分支风压（阻力）之和，即:一、串联1．串联特性2．绘等效图二、并联1．并联特性2．绘等效图三、比较四、

6、角联1．基本概念2．风向判定3.角联分析1．串联特性3.总风阻等于各分支风阻之和：（一）串联风路特性一、串联1．串联特性2．绘等效图二、并联1．并联特性2．绘等效图三、比较四、角联1．基本概念2．风向判定3.角联分析1．串联特性（一）串联风路特性4.串联风路等积孔及与各分支等积孔间的关系一、串联1．串联特性2．绘等效图二、并联1．并联特性2．绘等效图三、比较四、角联1．基本概念2．风向判定3.角联分析1．串联特性方法：根据串联风路的特性，绘制串联风路等效阻力特性曲线。２1３１２R1R2R1R2R1+R2QH（二）串联风

7、路等效阻力特性曲线的绘制１、首先在h—Q坐标图上分别作出串联风路1、2的阻力特性曲线R1、R2；２、根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴的若干条等风量线，在等风量线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到串联风路的等效阻力特性曲线上的点；３、将所有等风量线上的点联成曲线R3，即为串联风路的等效阻力特性曲线。一、串联1．串联特性2．绘等效图二、并联1．并联特性2．绘等效图三、比较四、角联1．基本概念2．风向判定3.角联分析2．绘等效图定义：由两条或两条以上具有相同始节点和末节点的分支所组成的通风网络，称为

8、并联风网。二、并联风网123412345一、串联1．串联特性2．绘等效图二、并联1．并联特性2．绘等效图三、比较四、角联1．基本概念2．风向判定3.角联分析二、并联1.总风量等于各分支的风量之和，即当各分支的空气密度相等时,2.总风压等于各分支风压，即注意：当分支中存在风机等通风动力时，并联分支的阻力并不相等。（一）并联风网特性1