虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)

1、安朝理工犬爭(zhēng)ANHUI CNB ERSITYOI SCIENCH & THCHNOLO（；V本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng) 1VIRTUAL MINE VENTILATION SYSTEM 1學(xué)院（部）：機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級(jí)：機(jī)設(shè)0712班學(xué)生：磊指導(dǎo)教師：立祥教授2011年 6月 3日虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng) 1摘要礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由向井下各作業(yè)地點(diǎn)供給新鮮空氣并排出污濁空氣的通風(fēng) 網(wǎng)絡(luò)、通風(fēng)動(dòng)力和通風(fēng)控制設(shè)施等構(gòu)成的體系的總稱。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井生產(chǎn) 系統(tǒng)的重要組成部分， 其設(shè)計(jì)是否合理， 對(duì)整個(gè)礦井通風(fēng)狀況的好壞和能否保障 礦井安全生產(chǎn)起著重要的作用。現(xiàn)階段的有關(guān)礦井通風(fēng)系統(tǒng)方面的教學(xué)都采

2、用板書(shū)和 PPT 的形式，一般都 是文字化描述， 比較抽象， 很難被接受。 如果在教學(xué)過(guò)程中能夠插入一些形象具 體的視頻動(dòng)畫(huà)，將有助于學(xué)生理解掌握。虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)是運(yùn)用3dmax等軟件 對(duì)礦井通風(fēng)的一種虛擬模擬， 能夠形象直觀的表達(dá)出礦井通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理過(guò) 程及狀況，將相關(guān)動(dòng)畫(huà)放入教學(xué)中能使其被形象具體地理解，更加容易吸收。關(guān)鍵詞：礦井通風(fēng)系統(tǒng)，教學(xué)，虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)，3dmaxVIRTUAL MINE VENTILATION SYSTEM 1ABSTRACTMine ventilation system is operating from the location of all un d

3、ergro und supply to the fresh air and exhaust polluted air ven tilati on network, ventilation facilities, power and ventilation control system composed of a group.Mine ventilation system is an important part of the producti on system, its desig n is reas on able, on the whole good or bad of mine ven

4、tilation and mine safety protection can play an important role.At this stage about the teaching of mine ventilation systems are used in the form of writ ing on the blackboard and the PPT are gen erally text of the description, more abstract, it is difficult to be accepted. If in the teachi ng proces

5、s the image to in sert some specific video ani matio n will help stude nts un dersta nd and masteVirtual mi ne ven tilati on system is to use the software such as 3D Studio Max on a virtual simulation of mine ventilation, to express the visual image of the mine ventilation system and the status of t

6、he working principle of the process will be related to the ani mati on into the teachi ng of specific un dersta nding of the image to be more easily absorpti on.KEY WORDS:mine ven tilati on system, teachi ng , virtual mi neventilation system , 3d studio max目錄摘要（中文） 1摘要（英文） 21概述 51.1 本課題的意義 51.2 本領(lǐng)域的

7、工作進(jìn)展 52礦井通風(fēng)系統(tǒng) 52.1 系統(tǒng)的組成、作用和要求 52.1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成 52.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用 62.1.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求 62.2 礦井通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng) 72.2.1 礦井通風(fēng)方式 72.2.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)82.3 礦井通風(fēng)設(shè)備 92.3.1 礦井通風(fēng)設(shè)備的要求 92.3.2 通風(fēng)機(jī)的工作原理 92.3.3 反風(fēng)裝置 122.3.4 礦井漏風(fēng)及有效風(fēng)量 132.3.5 通風(fēng)機(jī)的特性參數(shù) 142.3.6 離心式與軸流式通風(fēng)機(jī)的比較 162.4通風(fēng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)工況 172.4.1 通風(fēng)網(wǎng)路的特性 172.4.2 工況和工業(yè)利用區(qū) 173虛擬工作系統(tǒng)的一般制作

8、流程 203.1 選用軟件平臺(tái) 203.1.1 電腦三維動(dòng)畫(huà)軟件 3dmax簡(jiǎn)介 203.1.2 3dmax的特點(diǎn)203.1.3 學(xué)習(xí)3dmax必須掌握的容 203.2 建模 213.3 渲染 233.4 動(dòng)畫(huà)制作 233.4.1 動(dòng)畫(huà)制作23342動(dòng)畫(huà)輸出 234虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng) 244.1 虛擬通風(fēng)裝置244.1.1 風(fēng)井及防爆門 254.1.2 電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器 254.1.3 風(fēng)門 264.1.4 軸流式通風(fēng)機(jī) 264.2 虛擬通風(fēng)系統(tǒng) 275總結(jié)與展望 28參考文獻(xiàn) 29致 301 概述1.1 本課題的意義在煤礦井下開(kāi)采時(shí)，不但煤層中所含的有毒氣體（如甲烷、一氧化碳、硫 化氫、二氧化碳

9、等）會(huì)大量涌出，而且伴隨著采煤過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生大量易燃、易爆 的煤塵；同時(shí)， 由于地?zé)岷蜋C(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量， 使井下空氣溫度和濕度也隨之 增高。這些有毒的氣體、 過(guò)高的溫度以及容易引起爆炸的煤氣和瓦斯， 不但影響 井下工作人員的身體健康， 而且對(duì)礦井安全構(gòu)成很大的威脅。 通風(fēng)的目的是為了 向井下輸送新鮮空氣， 供人呼吸，并使有害氣體的濃度降低到對(duì)人體和安全無(wú)害 的程度；同時(shí)，調(diào)節(jié)溫度和濕度，改善井下工作環(huán)境，保證煤礦生產(chǎn)安全。虛擬 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是對(duì)礦井通風(fēng)的一種軟件模擬， 能夠形象直觀的表達(dá)出礦井通風(fēng)系 統(tǒng)的工作原理過(guò)程及狀況， 將相關(guān)動(dòng)畫(huà)放入教學(xué)中能使其被形象具體地理解， 更 加容易吸收。1.2

10、 本領(lǐng)域的工作進(jìn)展現(xiàn)階段的有關(guān)礦井通風(fēng)系統(tǒng)方面的教學(xué)都采用板書(shū)和 PPT的形式，一般都是 文字化描述， 比較抽象， 很難被接受。 如果在教學(xué)過(guò)程中能夠插入一些形象具體 的視頻動(dòng)畫(huà)，將有助于學(xué)生理解掌握。當(dāng)然，目前也有一些相應(yīng)的視頻，不過(guò)都 是直接拍攝的。 對(duì)于礦井而言， 如果運(yùn)用攝像機(jī)等對(duì)其進(jìn)行拍攝， 將具有很多安 全隱患，并且礦井通風(fēng)系統(tǒng)，貫穿整個(gè)礦井，拍攝工作也不易進(jìn)行，故而對(duì)我們 的實(shí)際研究沒(méi)有可行性。因此本系統(tǒng)是運(yùn)用3DmaX等軟件對(duì)礦井通風(fēng)系統(tǒng)的一種 軟件模擬， 將礦井通風(fēng)系統(tǒng)的工作過(guò)程及原理制作成動(dòng)畫(huà)形式， 再將相關(guān)動(dòng)畫(huà)用 于實(shí)際教學(xué)。2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)21 系統(tǒng)的組成、作用和要求2

11、.1.1 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的組成利用機(jī)械或自然通風(fēng)動(dòng)力， 使地面空氣進(jìn)入井下， 并在井巷中作定向和定量 地流動(dòng)，最后排出礦井的全過(guò)程稱為礦井通風(fēng)。 風(fēng)流由入風(fēng)井口進(jìn)入礦井后， 經(jīng) 過(guò)井下各用風(fēng)場(chǎng)所， 然后進(jìn)入回風(fēng)井， 由回風(fēng)井排出礦井， 風(fēng)流所經(jīng)過(guò)的整個(gè)路 線稱為礦井通風(fēng)系統(tǒng)。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是礦井通風(fēng)方式、 通風(fēng)方法和通風(fēng)網(wǎng)路與通 風(fēng)設(shè)施的總稱。 礦井通風(fēng)系統(tǒng)是由通風(fēng)機(jī)和通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)兩部分組成。 礦井通風(fēng)系統(tǒng) 是否合理，對(duì)整個(gè)礦井通風(fēng)狀況的好壞和能否保障礦井安全生產(chǎn)起著重要的作用，同時(shí)還應(yīng)在保證安全生產(chǎn)的前提下，盡量減少通風(fēng)工程量，降低通風(fēng)費(fèi)用， 力求經(jīng)濟(jì)合理。2.1.2 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的作用在煤礦井下

12、開(kāi)采時(shí)，不但煤層中所含的有毒氣體（如甲烷、一氧化碳、硫化 氫、二氧化碳等）會(huì)大量涌出，而且伴隨著采煤過(guò)程還會(huì)產(chǎn)生大量易燃、易爆的 煤塵；同時(shí)， 由于地?zé)岷蜋C(jī)電設(shè)備散發(fā)的熱量， 使井下空氣溫度和濕度也隨之增 高。這些有毒的氣體、 過(guò)高的溫度以及容易引起爆炸的煤氣和瓦斯， 不但影響井 下工作人員的身體健康， 而且對(duì)礦井安全構(gòu)成很大的威脅。 因此，礦井通風(fēng)系統(tǒng) 的作用是為井下輸送新鮮空氣， 供人呼吸， 并使有害氣體的濃度降低到對(duì)人體和 安全無(wú)害的程度；同時(shí)，調(diào)節(jié)溫度和濕度，改善井下工作環(huán)境，保證煤礦生產(chǎn)安 全。2.1.3 礦井通風(fēng)系統(tǒng)的要求1）礦井必須裝設(shè)兩套同等能力的主通風(fēng)設(shè)備，其中一套作備用。2

13、）選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開(kāi)采水平各個(gè)時(shí)期工況變化，并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng) 期高效率運(yùn)行。3）風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。4）進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150 m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井 深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。5）每一礦井必須有完整的獨(dú)立通風(fēng)系統(tǒng)。6）進(jìn)風(fēng)井囗應(yīng)按全年風(fēng)向頻率，必須布置在不受粉塵、煤塵、灰塵、有害氣 體和高溫氣體侵入的地方。7）箕斗提升井或裝有膠帶輸送機(jī)的井筒不應(yīng)兼作進(jìn)風(fēng)井，如果兼作回風(fēng)井使用，必須采取措施，滿足安全的要求。8）多風(fēng)機(jī)通風(fēng)系統(tǒng)， 在滿足風(fēng)量按需分配的前提下， 各主要通風(fēng)機(jī)的工作風(fēng) 壓應(yīng)接近。9）每一個(gè)生產(chǎn)水平和每一采區(qū)，必須布置回風(fēng)巷，實(shí)行分區(qū)通風(fēng)

14、。10）井下爆破材料庫(kù)必須有單獨(dú)的新鮮風(fēng)流，回風(fēng)風(fēng)流必須直接引入礦井的 總回風(fēng)巷或主要回風(fēng)巷中。11）井下充電室必須單獨(dú)的新鮮風(fēng)流通風(fēng)，回風(fēng)風(fēng)流應(yīng)引入回風(fēng)巷。2.2礦井通風(fēng)方式和通風(fēng)系統(tǒng) 礦井通風(fēng)方式煤礦安全規(guī)程規(guī)定，所有礦井都必須采用機(jī)械通風(fēng)，其通風(fēng)方式可分為 抽出式和壓入式兩種。（a）（b）圖2-1礦井通風(fēng)方式示意圖（a） 抽出式（b）壓入式1進(jìn)風(fēng)井；2井底車場(chǎng)；3石門；4運(yùn)輸平巷；5采煤工作面；6回風(fēng) 巷；7出風(fēng)井；8風(fēng)哃；9 通風(fēng)機(jī)；10風(fēng)門圖2-1（a）所示為抽出式通風(fēng)方式示意圖。裝在地面的通風(fēng)機(jī)9運(yùn)行時(shí)，在其入口處產(chǎn)生一定的負(fù)壓，由于外部大氣壓力的作用，迫使新鮮空氣進(jìn)入風(fēng)井 1,流

15、經(jīng)井底車場(chǎng)2、石門3、運(yùn)輸平巷4,到達(dá)采煤工作面5,與工作面的有害 氣體及煤塵混合變成污濁氣體后，沿回風(fēng)巷 6、出風(fēng)井7、風(fēng)哃8,最后由通風(fēng) 機(jī)排出地面。通風(fēng)機(jī)連續(xù)不斷的運(yùn)轉(zhuǎn)，新鮮空氣不斷流入礦井，污濁空氣又不斷 地排出，在井巷中形成連續(xù)的風(fēng)流，從而達(dá)到通風(fēng)目的。目前，煤礦通常采用抽 出式通風(fēng)方式。抽出式通風(fēng)的特點(diǎn)是：1、在礦井主要通風(fēng)機(jī)的作用下，礦空氣處于低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ呢?fù)壓狀態(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)，漏風(fēng)從地面漏入井。2、抽出式通風(fēng)礦井在主要進(jìn)風(fēng)巷無(wú)需安設(shè)風(fēng)門， 便于運(yùn)輸、行人和通風(fēng)管理。3、 在瓦斯礦井采用抽出式通風(fēng)，若主要通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)，井下風(fēng)流壓力提高， 在短時(shí)間可以防

16、止瓦斯從采空區(qū)涌出，比較安全。壓入式通風(fēng)方式圖2-1 (b)是將地面的新鮮空氣由通風(fēng)機(jī)壓入井下巷道 和工作面，再由風(fēng)井排出。壓入式通風(fēng)的特點(diǎn)是：1、在礦井主通風(fēng)機(jī)的作用下，礦空氣處于高于當(dāng)?shù)?大氣壓力的正壓狀態(tài)，當(dāng)?shù)V井與地面間存在漏風(fēng)通道時(shí)， 漏風(fēng)從井漏向地面。2、 壓入式通風(fēng)礦井中，由于要在礦井的主要進(jìn)風(fēng)巷中安裝風(fēng)門， 使運(yùn)輸、行人不便， 漏風(fēng)較大，通風(fēng)管理工作較困難。3、當(dāng)?shù)V井主通風(fēng)機(jī)因故停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，井下風(fēng) 流壓力降低，有可能使采空區(qū)瓦斯涌出量增加，造成瓦斯積聚，對(duì)安全不利。壓入式通風(fēng)的使用條件1、礦井淺部開(kāi)采時(shí)，由于地表塌陷出現(xiàn)裂縫與井下 溝通，為避免用抽出式通風(fēng)將塌陷區(qū)的有害氣體吸入井

17、下，可在礦井開(kāi)采第一水平時(shí)采用壓入式通風(fēng)，當(dāng)開(kāi)采下水平時(shí)再改為抽出式通風(fēng)。2、當(dāng)?shù)V井煤炭自然發(fā)火比較嚴(yán)重時(shí)，為避免將火區(qū)的有毒有害氣體抽到巷道中，有時(shí)也可采用壓入 式通風(fēng)。礦井通風(fēng)系統(tǒng)連接在一起的所有通風(fēng)巷道及通風(fēng)機(jī)構(gòu)成了礦井通風(fēng)系統(tǒng)。按通風(fēng)機(jī)和巷道 布置方式的不同，有三種通風(fēng)系統(tǒng)，如圖 2-2所示。圖2-2(a)為中央并列式通風(fēng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是進(jìn)風(fēng)井和出風(fēng)井均在通風(fēng)系統(tǒng)中 部，一般布置在同一工業(yè)廣場(chǎng)。圖2-2 (b)為對(duì)角式通風(fēng)系統(tǒng)。它是利用中央主要井筒作為進(jìn)風(fēng)井，在井田兩 翼各開(kāi)一個(gè)出風(fēng)井抽出式通風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)。圖2-2(c)為中央邊界式通風(fēng)系統(tǒng)。它是利用中央主要井筒作為進(jìn)風(fēng)井，在井 田邊界開(kāi)

18、一個(gè)出風(fēng)井抽出式通風(fēng)的通風(fēng)系統(tǒng)。2.3 礦井通風(fēng)設(shè)備2.3.1 礦井通風(fēng)設(shè)備的要求：礦井通風(fēng)設(shè)備是指主要通風(fēng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)。為了保證通風(fēng)機(jī)安全可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)， 規(guī)程中規(guī)定：1. 主要通風(fēng)機(jī)必須安裝在地面； 裝有通風(fēng)機(jī)的井口必須封閉嚴(yán)密， 其外部漏 風(fēng)率在無(wú)提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò) 5%，有提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò) 15%。2. 必須保證主要通風(fēng)機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。3. 必須安裝 2 套同等能力的主要通風(fēng)機(jī)裝置，其中一套作備用，備用通風(fēng) 機(jī)必須能在 10min 開(kāi)動(dòng)。在建井期間可安裝 1套通風(fēng)機(jī)和 1部備用電動(dòng)機(jī)。 生產(chǎn) 礦井現(xiàn)有的 2 套不同能力的主要通風(fēng)機(jī)，在滿足生產(chǎn)要求時(shí)，可繼續(xù)使用。4. 嚴(yán)禁采用局部通風(fēng)機(jī)或局部通

19、風(fēng)機(jī)群作為主要通風(fēng)機(jī)使用。5. 裝有主要通風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口應(yīng)安裝防爆門，防爆門每 6 個(gè)月檢查維修 1 次。6. 新安裝的主要通風(fēng)機(jī)投入使用前， 必須進(jìn)行 1 次通風(fēng)機(jī)性能測(cè)定和試運(yùn)轉(zhuǎn) 工作，以后每 5年至少進(jìn)行 1次性能測(cè)定。 主要通風(fēng)機(jī)至少每月檢查 1次。改變 通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)或葉片角度時(shí)，必須經(jīng)礦技術(shù)負(fù)責(zé)人批準(zhǔn)。7. 主要通風(fēng)機(jī)因檢修、 停電或其它原因停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 必須制訂停風(fēng)措施。 主 要通風(fēng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，受停風(fēng)影響的地點(diǎn)，必須立即停止工作、切斷電源，工作 人員撤到進(jìn)風(fēng)巷道中， 由值班礦長(zhǎng)迅速?zèng)Q定全礦井是否停止生產(chǎn)、 工作人員是否 全部撤出。主要通風(fēng)機(jī)在停止運(yùn)轉(zhuǎn)期間， 對(duì)由 1 臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)擔(dān)

20、負(fù)全礦井通風(fēng)的 礦井，必須打開(kāi)井口防爆門和有關(guān)風(fēng)門， 利用自然風(fēng)壓通風(fēng)； 對(duì)由多臺(tái)主要通風(fēng) 機(jī)聯(lián)合通風(fēng)的礦井，必須正確控制風(fēng)流，防止風(fēng)流紊亂。8. 選擇通風(fēng)設(shè)備應(yīng)滿足第一開(kāi)采水平各個(gè)時(shí)期工況變化， 并使通風(fēng)設(shè)備長(zhǎng)期 高效率運(yùn)行。9. 風(fēng)機(jī)能力應(yīng)留有一定的余量。10. 進(jìn)、出風(fēng)井井口的高差在150m以上，或進(jìn)、出風(fēng)井井口標(biāo)高相同，但井 深400m以上時(shí)，宜計(jì)算礦井的自然風(fēng)壓。2.3.2 通風(fēng)機(jī)的工作原理通風(fēng)機(jī)根據(jù)其作用原理的不同， 一般可分為離心式、 軸流式兩類。 離心式通 風(fēng)機(jī)是氣體沿軸向流入葉輪， 在葉輪部轉(zhuǎn)為徑向流出， 用在壓力較高的條件下輸 送氣體；軸流式通風(fēng)機(jī)是氣體沿軸向進(jìn)入葉輪， 經(jīng)

21、葉輪后仍沿軸向流出， 在壓力 較小的條件下輸送比較大量的氣體。232.1 離心式通風(fēng)機(jī)1. 組成及作用離心式通風(fēng)機(jī)的主要結(jié)構(gòu)部件為葉輪、機(jī)殼、進(jìn)氣口、出氣口，如圖2-3所示。其中，葉輪1是傳送能量的關(guān)鍵部件，它由前、后盤(pán)和均布在其間的彎曲 葉片組成，如圖2-4所示。葉片有前彎、徑向、后彎3種，煤礦通風(fēng)機(jī)大多采用 后彎葉片。葉片的形狀一般可分為平板、圓弧和機(jī)翼型，目前多采用機(jī)翼型葉片 來(lái)提高通風(fēng)機(jī)的效率。機(jī)殼由一個(gè)截面逐漸擴(kuò)大的螺旋流道和一個(gè)擴(kuò)壓器組成，用來(lái)收集葉輪來(lái)的氣流，并導(dǎo)致通風(fēng)機(jī)出口，同時(shí)將氣流部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓。改變前導(dǎo)器中葉片的開(kāi)啟度，可控制進(jìn)氣大小或葉輪入口氣流方向，以擴(kuò)大離心式通

22、風(fēng)機(jī)的使用圍和改善調(diào)節(jié)性能。集流器的作用是引導(dǎo)氣流均勻地充滿葉輪入口， 并減少流動(dòng)損失和降低入口 渦流噪聲。進(jìn)氣箱安裝在進(jìn)口集流器之前，主要應(yīng)用于大型離心式通風(fēng)機(jī)入口前需接彎 管的場(chǎng)合（如雙吸離心式通風(fēng)機(jī)）。因?yàn)闅饬鬓D(zhuǎn)彎會(huì)使葉輪入口截面上的氣流很 不均勻，安裝進(jìn)氣箱則可改善葉輪入口的氣流狀況。圖2-3離心式通風(fēng)機(jī)簡(jiǎn)圖1葉輪；2軸；3進(jìn)風(fēng)口； 4 機(jī)殼；5前導(dǎo)葉；6擴(kuò)散器3圖2-4 葉輪結(jié)構(gòu)示意圖1前盤(pán)；2 葉片；3后盤(pán)2. 工作原理當(dāng)葉輪1被電動(dòng)機(jī)拖到旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片流道間的空氣受葉片的推動(dòng)隨之旋轉(zhuǎn)， 并在離心力的作用下，由葉輪中心以較高的速度被拋向輪緣，進(jìn)入螺旋蝸殼4后經(jīng)擴(kuò)散器6排出。與此同時(shí)，

23、葉輪入口處形成負(fù)壓，外部空氣在大氣壓力作用 下，經(jīng)進(jìn)風(fēng)口 3進(jìn)入葉輪，葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，形成連續(xù)的風(fēng)流。2.3.2.2 軸流式通風(fēng)機(jī)1. 組成及作用軸流式通風(fēng)機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2-5所示，主要由集風(fēng)器、葉輪、導(dǎo)葉和擴(kuò)散器等 組成。葉輪由若干扭曲的機(jī)翼型葉片和輪轂組成，葉片以一定的安裝角度安裝在輪轂上，導(dǎo)葉固定在機(jī)殼上，電動(dòng)機(jī)與葉輪直接聯(lián)接。根據(jù)葉輪與導(dǎo)葉的相對(duì)位 置不同，導(dǎo)葉分為前導(dǎo)葉、中導(dǎo)葉和后導(dǎo)葉，其主要作用是確保氣流按所需的方 向流動(dòng)，減少流動(dòng)損失。對(duì)于后導(dǎo)葉，還有將葉輪出口旋繞速度的動(dòng)壓轉(zhuǎn)換成靜 壓的作用；而前導(dǎo)葉，若做成可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，則可以調(diào)節(jié)進(jìn)入葉輪的氣流方向，改 變通風(fēng)機(jī)工況。各種導(dǎo)葉的數(shù)目

24、與葉片數(shù)互為質(zhì)數(shù)， 以避免氣流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生共振 現(xiàn)象。集流器和疏流罩的主要作用是使進(jìn)入通風(fēng)機(jī)的氣流成流線形，減少入口流動(dòng)損失，提高通風(fēng)機(jī)效率。擴(kuò)散器的作用是使氣流中的一部分動(dòng)壓轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓， 以提高通風(fēng)機(jī)的靜壓和靜壓效率。1集流器；2前導(dǎo)葉；3第一級(jí)葉輪；4中導(dǎo)葉；5第二級(jí)葉輪；6后 導(dǎo)葉；7擴(kuò)散器；8主軸；9疏流器；10外殼2. 工作原理當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉輪流道中的氣體受到葉片的作用而增加能量， 經(jīng)固定的各導(dǎo)葉校正流動(dòng)方向后，以接近軸的方向通過(guò)擴(kuò)散器7排出。由于風(fēng)機(jī) 葉輪的葉片具有一定的斜面形狀，當(dāng)葉輪在機(jī)殼中高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使葉輪周圍氣體 一面隨葉輪旋轉(zhuǎn)；一面沿軸向推進(jìn)，氣體在通過(guò)葉輪時(shí)獲

25、得能量，壓力升高，進(jìn) 入擴(kuò)散管后一部分軸向氣流的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能， 最后以一定的壓力從擴(kuò)散管流 出。反風(fēng)裝置1. 反風(fēng)目的當(dāng)?shù)V井在進(jìn)風(fēng)井口附近、井筒或井底車場(chǎng)及其附近的進(jìn)風(fēng)巷中發(fā)生火災(zāi)、瓦斯和煤塵爆炸時(shí)，為了防止事故蔓延，縮小災(zāi)情，以便進(jìn)行災(zāi)害處理和救護(hù)工作， 有時(shí)需要改變礦井的風(fēng)流方向。規(guī)程規(guī)定：生產(chǎn)礦井主要通風(fēng)機(jī)必須裝有反風(fēng)設(shè)施，并能在lOmin改變巷道中的風(fēng)流方向；當(dāng)風(fēng)流方向改變后，主要通風(fēng)機(jī)的供給風(fēng)量不應(yīng)小于正常供 風(fēng)量的60%。每季度應(yīng)至少檢查1次反風(fēng)設(shè)施，每年應(yīng)進(jìn)行1次反風(fēng)演習(xí)；當(dāng) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)有較大變化時(shí)，應(yīng)進(jìn)行 1次反風(fēng)演習(xí)。2. 反風(fēng)方法:（1）利用專用反風(fēng)門和反風(fēng)道反風(fēng)。如

26、：離心式主通風(fēng)機(jī)；部分老式軸流式主通風(fēng)機(jī)。（2）調(diào)節(jié)通風(fēng)機(jī)葉片角度反風(fēng)。如：GAF軸流式主通風(fēng)機(jī)（停機(jī)、調(diào)整葉片角度 90度）（3）風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)反風(fēng)。如：軸流式通風(fēng)機(jī)普遍采用。對(duì)旋式主通風(fēng)機(jī)。目前，礦井反風(fēng)裝置主要有反風(fēng)道反風(fēng)和風(fēng)機(jī)葉輪反轉(zhuǎn)反風(fēng)兩種形式。漏風(fēng)及有效風(fēng)量1、礦井漏風(fēng)及其危害性有效風(fēng)量：礦井中流至各用風(fēng)地點(diǎn)，起到通風(fēng)作用的風(fēng)量。漏風(fēng)：未經(jīng)用風(fēng)地點(diǎn)而經(jīng)過(guò)采空區(qū)、地表塌陷區(qū)、通風(fēng)構(gòu)筑物和煤柱 裂隙等通道直接流（滲）入回風(fēng)道或排出地表的風(fēng)量。漏風(fēng)的危害：使工作面和用風(fēng)地點(diǎn)的有效風(fēng)量減少，氣候和衛(wèi)生條件 惡化，增加無(wú)益的電能消耗，并可導(dǎo)致煤炭自燃等事故。減少漏風(fēng)、提高 有效風(fēng)量是通風(fēng)管理部門的

27、基本任務(wù)。2、漏風(fēng)的分類及原因1）漏風(fēng)的分類礦井漏風(fēng)按其地點(diǎn)可分為：（1 ）外部漏風(fēng)（或稱井口漏風(fēng)）泛指地表 附近如箕斗井井口，地面主通風(fēng)機(jī)附近的井口、防爆蓋、反風(fēng)門、調(diào)節(jié)閘 門等處的漏風(fēng)。（2）部漏風(fēng)（或稱井下漏風(fēng)）是指井下各種通風(fēng)構(gòu)筑物的 漏風(fēng)、采空區(qū)以及碎裂的煤柱的漏風(fēng)。2）漏風(fēng)的原因當(dāng)有漏風(fēng)通路存在，并在其兩端有壓差時(shí)，就可產(chǎn)生漏風(fēng)。漏風(fēng)風(fēng)流 通過(guò)孔隙的流態(tài)，視孔隙情況和漏風(fēng)大小而異。3、礦井漏風(fēng)率及有效風(fēng)量率1）礦井有效風(fēng)量 Qe是指風(fēng)流通過(guò)井下各工作地點(diǎn)實(shí)際風(fēng)量總和。2） 礦井有效風(fēng)量率：礦井有效風(fēng)量率是礦井有效風(fēng)量Qe與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。礦井有效風(fēng)量率應(yīng)不低于85%。3

28、）礦井外部漏風(fēng)量指直接由主要通風(fēng)機(jī)裝置及其風(fēng)井附近地表漏失的風(fēng)量總和?？捎酶?臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量的總和減去礦井總回（或進(jìn)）風(fēng)量。4）礦井外部漏風(fēng)率指礦井外部漏風(fēng)量 QL與各臺(tái)主要通風(fēng)機(jī)風(fēng)量總和之比。礦井主要通風(fēng)機(jī)裝置外部漏風(fēng)率無(wú)提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò)5%,有提升設(shè)備時(shí)不得超過(guò)15 %。4、減少漏風(fēng)、提高有效風(fēng)量漏風(fēng)風(fēng)量與漏風(fēng)通道兩端的壓差成正比，和漏風(fēng)風(fēng)阻的大小成反比。 應(yīng)增加地面主要通風(fēng)機(jī)的風(fēng)硐、反風(fēng)道及附近的風(fēng)門的氣密性，以減少漏 風(fēng)。通風(fēng)機(jī)的特性參數(shù)通風(fēng)機(jī)特性參數(shù)主要有流量 Q風(fēng)壓H、轉(zhuǎn)速n功率P效率 等，其含義與水 泵對(duì)應(yīng)的特性參數(shù)基本相同，下面作一簡(jiǎn)要說(shuō)明。1. 風(fēng)壓風(fēng)壓表征介質(zhì)通過(guò)風(fēng)機(jī)所

29、獲得的能量大小，單位為 Pa。風(fēng)機(jī)風(fēng)壓又可分為 全壓（H）、靜壓（Hst）和動(dòng)壓（H6,分別指單位體積氣體從風(fēng)機(jī)獲得的全部能 量、勢(shì)能和動(dòng)能。三者的關(guān)系為2. 風(fēng)量H H st H d風(fēng)量指單位時(shí)間通風(fēng)機(jī)輸送氣體的體積，一般用Q表示,單位為m3/s。3. 功率功率又分為有效功率和軸功率。因?yàn)轱L(fēng)壓是通風(fēng)機(jī)輸出給單位氣體的功， 而流量Q為單位時(shí)間輸出氣體的功，則 有效功率為M QH ” NeKw1000軸功率是指原動(dòng)機(jī)輸入的功率，用 N表示，單位為Kw4. 效率效率是有效功率與軸功率之比，分為全壓效率和靜壓效率 st表達(dá)式分別為-QHQHst1000 Nst1000N2.3.6 離心式與軸流式通風(fēng)

30、機(jī)的比較離心式通風(fēng)機(jī)和軸流式通風(fēng)機(jī)在礦井通風(fēng)中都廣泛使用， 它們各有不同的特 點(diǎn)，現(xiàn)從以下幾方面做一簡(jiǎn)單比較。1. 結(jié)構(gòu) 軸流式風(fēng)機(jī)：結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，重量較輕，可采用高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)直接拖 動(dòng)，傳動(dòng)方式簡(jiǎn)單，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維修困難；離心式風(fēng)機(jī)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，但結(jié)構(gòu)尺寸較大， 安裝占地大，轉(zhuǎn)速低， 傳動(dòng)方式較軸流式復(fù)雜。 目前新型的離心式風(fēng)機(jī)由于采用機(jī)翼形葉片， 提高了轉(zhuǎn) 速，使體積與軸流式接近。2. 性能 軸流式風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓低，流量大，反風(fēng)方法多；離心式風(fēng)機(jī)則相反。在聯(lián)合運(yùn)行時(shí)，由于軸流式風(fēng)機(jī)的特性曲線呈馬鞍型，因此可能會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的工況點(diǎn)， 聯(lián)合工作穩(wěn)定性較差；噪聲大，所以應(yīng)采取消聲措施；

31、平均效率高。離心式風(fēng)機(jī)：風(fēng)壓高，流量小，反風(fēng)方法少；聯(lián)合運(yùn)行比較可靠；噪聲??； 最高效率比軸流式風(fēng)機(jī)要高一些；3. 啟動(dòng)、運(yùn)轉(zhuǎn)離心式風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 閘門必須關(guān)閉， 以減小起動(dòng)負(fù)荷； 軸流式通風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)， 閘門可半開(kāi)或全開(kāi)。 在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中， 當(dāng)風(fēng)量突然增大時(shí)， 軸流式風(fēng)機(jī)的功率增加 不大，不易過(guò)載，而離心式風(fēng)機(jī)則相反。4. 工況調(diào)節(jié)軸流式風(fēng)機(jī)： 可通過(guò)改變?nèi)~輪葉片或靜導(dǎo)葉片的安裝角度， 改變?nèi)~輪的級(jí)數(shù)、 葉片片數(shù)、 前導(dǎo)器等多種方法調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工況， 特別是葉輪葉片安裝角的調(diào)節(jié)， 既 經(jīng)濟(jì)、又方便可靠；離心式風(fēng)機(jī)：一般采用閘門調(diào)節(jié)、尾翼調(diào)節(jié)、前導(dǎo)器調(diào)節(jié)或改變風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等 調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)工況，其總的調(diào)節(jié)性能不如

32、軸流式風(fēng)機(jī)。5. 適用圍 離心式風(fēng)機(jī)適應(yīng)于流量小、風(fēng)壓大、轉(zhuǎn)速較低的情況，軸流式風(fēng)機(jī)則相反。通常當(dāng)風(fēng)壓在（33.2 ） kPa以下時(shí)，應(yīng)盡量選用軸流式通風(fēng)機(jī)。另外，由于軸 流式風(fēng)機(jī)的特性曲線有效部分陡斜， 適用于礦井阻力變化大而風(fēng)量變化不大的礦 井；而離心式風(fēng)機(jī)的特性曲線較平緩， 適用風(fēng)量變化大而礦井阻力變化不大的礦 井。 大、中型礦井：軸流式通風(fēng)機(jī)；中、小型礦井：葉片前彎式葉輪的離心式 風(fēng)機(jī)，因?yàn)檫@種風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓大，但效率低；特大型礦井：大型的葉片后彎式葉輪 的離心式風(fēng)機(jī)，主要因?yàn)檫@種風(fēng)機(jī)的效率高。2.4通風(fēng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)工況氣流在礦井中所流經(jīng)的通道（井巷）稱為網(wǎng)路。在礦井通風(fēng)系統(tǒng)中，通風(fēng)機(jī) 被安置在

33、網(wǎng)路上，與網(wǎng)路共同作用。因此，要求通風(fēng)機(jī)與網(wǎng)路之間應(yīng)合理匹配， 不僅要滿足礦井通風(fēng)的要求，還要使通風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)濟(jì)、可靠。通風(fēng)網(wǎng)路的特性氣流在通過(guò)網(wǎng)路時(shí)，由于網(wǎng)路阻力的存在會(huì)產(chǎn)生各種損失，這就需要通風(fēng)機(jī) 提供能量（風(fēng)壓）來(lái)彌補(bǔ)損失，維持氣流在網(wǎng)路中的流動(dòng)。氣流在通過(guò)網(wǎng)路時(shí)， 網(wǎng)路流量與所需風(fēng)壓的關(guān)系就是通風(fēng)網(wǎng)路阻力特性，簡(jiǎn)稱網(wǎng)路特性。通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路上的工作可用圖 2-6示意。設(shè)通風(fēng)機(jī)全壓為 H,列截面1 1 和22間有能量輸入的伯努利方程式（不計(jì)空氣重度）Pi22 V1P2式中 p整個(gè)網(wǎng)路的流動(dòng)損失，Pa；P1 p2分別為1-1和2-2截面處的氣流靜壓，Pa；V1,V2 分別為1-1和2-2截面處

34、的氣流速度，m/s.圖2-6 通風(fēng)機(jī)在網(wǎng)路中的工作的示意圖因?yàn)閜1=p2=pa（大氣壓力），V10,所以上式可以寫(xiě)為(5-1 )上式表明，通風(fēng)機(jī)全壓H中，一部分用來(lái)克服流動(dòng)損失，即靜壓；另一部分用來(lái)增加空氣動(dòng)能。對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)來(lái)講，氣流從通風(fēng)機(jī)獲得的網(wǎng)路出口空氣動(dòng)量最 終耗損在大氣中，所以通風(fēng)機(jī)提供給網(wǎng)路有效能量的大小為網(wǎng)路靜壓Hst。由流體力學(xué)的阻力損失公式可得式中R 通網(wǎng)路阻力系數(shù)，網(wǎng)路一定時(shí)， R為常數(shù)。設(shè)網(wǎng)路的出口截面積為F,貝U H = BQA2（5-3）式中b 比例系數(shù)，b=R+ （2F a，2）網(wǎng)路一定時(shí)，b為常數(shù)。式（5-2 ）和（5-3）分別為通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路靜壓特性方程和全壓特性方程

35、。以 流量為橫坐標(biāo)，風(fēng)壓為縱坐標(biāo)，將特性方程繪制成曲線，此曲線就稱為通風(fēng)機(jī)網(wǎng) 路特性曲線（圖2-7 ），其中曲線R和b分別為靜壓和全壓特性曲線，它們都是 通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的二次拋物線。對(duì)于具體網(wǎng)路，當(dāng)其參數(shù)確定時(shí)，它的網(wǎng)路特性曲 線也是確定的。由曲線可以看出，隨著通風(fēng)量的變化，所需的風(fēng)壓也隨之變化。RQ2圖2-7通風(fēng)網(wǎng)路特性曲線工況和工業(yè)利用區(qū)1. 工況在通風(fēng)系統(tǒng)中，風(fēng)機(jī)裝置的風(fēng)壓特性曲線與通風(fēng)機(jī)網(wǎng)路特性曲線在同一坐 標(biāo)圖上的交點(diǎn)稱為工況，與工況點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的各參數(shù)稱為工況參數(shù)。在確定工況時(shí), 若風(fēng)機(jī)裝置為全壓特性，網(wǎng)路特性也應(yīng)該是全壓特性；若風(fēng)機(jī)裝置為靜壓特性， 網(wǎng)路特性也應(yīng)該是靜壓特性。但無(wú)論用全

36、壓特性還是靜壓特性，兩工況點(diǎn)的流量 是相等的（圖2-8 ）。圖2-8 工況點(diǎn)的確定2. 工業(yè)利用區(qū)劃分工業(yè)利用區(qū)的目的，是保證通風(fēng)機(jī)工作時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于軸流式通風(fēng)機(jī)而言，由于其特性曲線有凹凸區(qū)域，見(jiàn)圖2-9中MK區(qū)域， 此區(qū)域?yàn)椴环€(wěn)定區(qū)域，為了保證通風(fēng)機(jī)穩(wěn)定工作，應(yīng)使通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn)落在K點(diǎn)以右的區(qū)域?？紤]到電壓變化使通風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，因此限定軸流式通風(fēng)機(jī)工業(yè)利用區(qū)工況靜壓不得超過(guò)最高靜壓的 90%另外，從經(jīng)濟(jì)性講，對(duì)于工況點(diǎn)的效 率也應(yīng)有一定要求，所以劃定工業(yè)利用區(qū)的條件是穩(wěn)定性 Hst Qm經(jīng)濟(jì)性 min且 0.8 max式中 Hmst 最高靜壓；max 風(fēng)機(jī)的最高效率；mi

37、n規(guī)定的最低效率，一般取 0.6。對(duì)于離心式通風(fēng)機(jī)，由于它的特性曲線上沒(méi)有不穩(wěn)定段(個(gè)別除外) ，其工 業(yè)利用區(qū)的劃分只有效率要求，即 min且 0.8 max如圖2-9(b)中的xy段。(a)軸流式通風(fēng)機(jī)；(b)離心式通風(fēng)機(jī)3虛擬工作系統(tǒng)的一般制作流程3.1選用軟件平臺(tái)電腦三維動(dòng)畫(huà)軟件3dmax簡(jiǎn)介3D Studio Max，常簡(jiǎn)稱為3ds Max或MAX是Autodesk公司開(kāi)發(fā)的基于 PC 系統(tǒng)的三維動(dòng)畫(huà)渲染和制作軟件。其前身是基于DOS操作系統(tǒng)的3DStudio系列 軟件，最新版本是2011。在Windows NT出現(xiàn)以前，工業(yè)級(jí)的CG制作被SGI圖 形工作站所壟斷。3D Studio

38、 Max + Windows NT組合的出現(xiàn)一下子降低了 CG制 作的門檻，首選開(kāi)始運(yùn)用在電腦游戲中的動(dòng)畫(huà)制作，后更進(jìn)一步開(kāi)始參與影視片的特效制作，例如X戰(zhàn)警II，最后的武士等。在應(yīng)用圍方面，廣泛應(yīng)用于廣告、影視、工業(yè)設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、多媒體制作、 游戲、輔助教學(xué)以及工程可視化等領(lǐng)域。3.1.2 3dmax 的特點(diǎn)1、功能強(qiáng)大，擴(kuò)展性好。建模功能強(qiáng)大，在角色動(dòng)畫(huà)方面具備很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，另外豐富的插件也是 其一大亮點(diǎn)2、操作簡(jiǎn)單，容易上手。與強(qiáng)大的功能相比，3dmax可以說(shuō)是最容易上手的 3D軟件3、和其它相關(guān)軟件配合流暢。4、做出來(lái)的效果非常的逼真。學(xué)習(xí)3dmax必須掌握的容1. 三維空間能力三維空

39、間能力的鍛煉，熟練掌握視圖、坐標(biāo)與物體的位置關(guān)系。應(yīng)該 要做到放眼過(guò)去就可以判斷物體的空間位置關(guān)系，可以隨心所欲地控制物 體的位置。這是最基本的要掌握的容，如果掌握不好，學(xué)習(xí)本軟件的所有容都會(huì)受到影響。對(duì)于我們學(xué)習(xí)機(jī)械的即將畢業(yè)的同學(xué)都具有這方面的能力。2. 基本操作命令基本的幾個(gè)操作命令：選擇、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、縮放、鏡像、對(duì)齊、陣列、 視圖工具，這些命令是最常用也是最基本的，幾乎所有制作都用到。幾個(gè)常用的三維和二維幾何體的創(chuàng)建及參數(shù)，熟悉了之后，就掌握了 3dmax的基本操作習(xí)慣。3. 二維圖案編輯二維圖案的編輯，這是非常重要的一部分容，很多三維物體的生成和 效果都是取決于二維圖案。主要是用“

40、Edit Spl ine ”來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于曲線圖 案的點(diǎn)、段、線編輯主要涉及到幾個(gè)常用的命令：Attach Refi ne Outli neBoo nl ean Trim Wed Fillet Chemfer等，熟練掌握這些子命令，才可以自如地編輯各類圖案。4. 材質(zhì)燈光材質(zhì)、燈光是不可分割的，材質(zhì)效果是靠燈光來(lái)體現(xiàn)的，材質(zhì)也應(yīng)該 影響燈光效果表現(xiàn)。沒(méi)有燈光的世界都是黑的。材質(zhì)、燈光效果是效果圖 的靈魂，也是效果圖制作一個(gè)難點(diǎn)。如何掌握好材質(zhì)燈光效果，大概也有 以下幾個(gè)途徑和方法：（1 ）掌握常用的材質(zhì)參數(shù)、貼圖的原理和應(yīng)用。（2）熟悉燈光的參數(shù)及與材質(zhì)效果的關(guān)系。（3）燈光、材質(zhì)效果地表現(xiàn)主要

41、是物理方面的體現(xiàn)，應(yīng)該加強(qiáng)實(shí)際常識(shí)的認(rèn)識(shí)和物理知識(shí)。（4）想掌握好材質(zhì)、燈光效果的控制，除了以上的幾方面，感覺(jué)也是很重要的，也是突破 境界的一個(gè)瓶頸。所謂的感覺(jué)，就是藝術(shù)方面的修養(yǎng)，這就需要我們不斷 加強(qiáng)美術(shù)方面的修養(yǎng)，多注意觀察實(shí)際生活中的效果，加強(qiáng)色彩方面的知 識(shí)等！本設(shè)計(jì)對(duì)具體尺寸沒(méi)有要求，只要比例相差不大，能夠形象地反應(yīng)出通風(fēng)系 統(tǒng)主要的運(yùn)動(dòng)過(guò)程就可以。鑒于 3dmax具有以上特點(diǎn)，故選用此軟件。3.2建模建模就是在視圖（Viewport）中進(jìn)行物體的制作?？梢酝ㄟ^(guò)二維繪圖工具繪 制形體的截面，然后通過(guò)指定的路徑進(jìn)行三維放樣； 也可以利用三維繪圖工具可 以直接生成三維形體。幾個(gè)三維形體

42、之間可以通過(guò)布爾運(yùn)算功能組合成新的形 體。當(dāng)然，3dmax也提供了許多復(fù)雜形體的創(chuàng)建功能，比如造山、造水、創(chuàng)建閃 電和爆炸效果等等。首先，先選取制作物體的工具，然后制作你所希望的物體， 當(dāng)然也可以將由其它軟件所制作的幾何物體，輸入（Import ）至3dmax中，比如 通過(guò)AUTO CAI建模?？梢栽诿蠲姘澹–omma nd Pan el）的卷展欄中，控制物 體的制作參數(shù)，物體可以是“表面”（Surface ）或“樣條” （Spline ）、2D 或3D的幾何物體，而這些物體全都放置在三維空間中。最后給做好的三維形體 賦予材質(zhì)，一方面，3dmax提供了強(qiáng)大的材質(zhì)庫(kù)供你選擇，另一方面，你可以在

43、 材質(zhì)編輯器中任意編輯所需的材料，調(diào)整它們的顏色、材料類型、表面貼圖、凹 凸效果、反光效果、發(fā)光屬性、透明度等等，直到滿意為止。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)之時(shí)老師帶領(lǐng)我們?nèi)ガF(xiàn)場(chǎng)參觀實(shí)習(xí)，通過(guò)老師的指導(dǎo)和礦區(qū)工作人員的解說(shuō)，我們對(duì)不同類型通風(fēng)系統(tǒng)的特點(diǎn)及工作過(guò)程有了一定了解，回校后通過(guò)查閱相關(guān)書(shū)籍、上網(wǎng)搜索資料的方式，對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)的各個(gè)部件有了更進(jìn)一 步的了解。準(zhǔn)備工作完畢，開(kāi)始進(jìn)行建模。通過(guò)編輯可編輯多邊形，將各個(gè)部件 單獨(dú)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行合成。以下就是用3dmax繪制的軸流式通風(fēng)裝置和系統(tǒng)的模 型圖。圖3-2軸流式通風(fēng)裝置19M Lnv10圖3-3軸流式通風(fēng)系統(tǒng)3.3 渲染渲染是CG的最后一道工序，也是最終使

44、你圖象符合你的 3d場(chǎng)景的階段。首先，必須定位三維場(chǎng)景中的攝像機(jī)， 這和真實(shí)的攝影是一樣的。 一般來(lái)說(shuō)， 三維軟件已經(jīng)提供了四個(gè)默認(rèn)的攝像機(jī)， 那就是軟件中四個(gè)主要的窗口， 分為頂 視圖、正視圖、側(cè)視圖和透視圖。 我們大多數(shù)時(shí)候渲染的是透視圖而不是其它視 圖，透視圖的攝像機(jī)基本遵循真實(shí)攝像機(jī)的原理， 所以我們看到的結(jié)果才會(huì)和真 實(shí)的三維世界一樣，具備立體感。接下來(lái)，為了體現(xiàn)空間感，渲染程序要做一些 “特殊”的工作， 就是決定哪些物體在前面、 哪些物體在后面和那些物體被遮擋 等。空間感僅通過(guò)物體的遮擋關(guān)系是不能完美再現(xiàn)的， 很多初學(xué)三維的人只注意 立體感的塑造而忽略了空間感。 要知道空間感和光源

45、的衰減、 環(huán)境霧、景深效果 都是有著密切聯(lián)系的。渲染程序通過(guò)攝像機(jī)獲取了需要渲染的圍之后，就要計(jì)算光源對(duì)物體的影 響，這和真實(shí)世界的情況又是一樣的。許多三維軟件都有默認(rèn)的光源，否則，我 們是看不到透視圖中的著色效果的， 更不要說(shuō)渲染了。 因此， 渲染程序就是要計(jì) 算我們?cè)趫?chǎng)景中添加的每一個(gè)光源對(duì)物體的影響。和真實(shí)世界中光源不同的是， 渲染程序往往要計(jì)算大量的輔助光源。在場(chǎng)景中，有的光源會(huì)照射所有的物體， 而有的光源只照射某個(gè)物體， 這樣使得原本簡(jiǎn)單的事情又變得復(fù)雜起來(lái)。 在這之 后，還要是使用深度貼圖陰影還是使用光線追蹤陰影？這往往取決于在場(chǎng)景中是 否使用了透明材質(zhì)的物體計(jì)算光源投射出來(lái)的陰影

46、。 另外，使用了面積光源之后， 渲染程序還要計(jì)算一種特殊的陰影軟陰影 （只能使用光線追蹤） ，場(chǎng)景中的 光源如果使用了光源特效，渲染程序還將花費(fèi)更多的系統(tǒng)資源來(lái)計(jì)算特效的結(jié) 果，特別是體積光，也稱為燈光霧，它會(huì)占用代量的系統(tǒng)資源，使用的時(shí)候一定I I I、I -、八要注意。在這之后，渲染程序還要根據(jù)物體的材質(zhì)來(lái)計(jì)算物體表面的顏色，材質(zhì)的 類型不同，屬性不同，紋理不同都會(huì)產(chǎn)生各種不同的效果。而且，這個(gè)結(jié)果不是 獨(dú)立存在的， 它必須和前面所說(shuō)的光源結(jié)合起來(lái)。 如果場(chǎng)景中有粒子系統(tǒng)， 比如 火焰、煙霧等，渲染程序都要加以“考慮”。3.4 動(dòng)畫(huà)制作3.4.1 動(dòng)畫(huà)制作場(chǎng)景設(shè)置完成，便可以開(kāi)始以“關(guān)鍵幀

47、”（ Key frame ）的方式，進(jìn)行動(dòng)畫(huà) 的設(shè)定。先選取場(chǎng)景中的物體，然后按下 Animate （動(dòng)畫(huà)）按鈕，您可以移動(dòng)、 旋轉(zhuǎn)或縮放（Scale）場(chǎng)景中的物體，進(jìn)行動(dòng)畫(huà)的設(shè)定。你可以使用“時(shí)間滑塊” （ Time Slider ）移動(dòng)至任何一幀動(dòng)畫(huà)， Animate 按鈕為您自動(dòng)設(shè)定關(guān)鍵幀，任何參數(shù)的改變都將產(chǎn)生動(dòng)畫(huà)的效果，而你可以直接在視圖中看到大部分的動(dòng)畫(huà)效 果。復(fù)雜的動(dòng)畫(huà)還包括形體與形體之間的關(guān)系，比如手關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，急速前行的車子上的轉(zhuǎn)動(dòng)車輪。在3DStudioMAX中，您還可以制作許多其它類型的動(dòng)畫(huà)： 可以在動(dòng)畫(huà)軌跡中 加入Motion （運(yùn)動(dòng)）控制器，制作真實(shí)的機(jī)械動(dòng)畫(huà)；可以運(yùn)

48、用“原動(dòng)力性質(zhì)”（Dynamics），模擬重力及固體物體之間的碰撞；可以使物體沿著特定路徑飛行， 或使用Noise （噪音）控制器，使物體震動(dòng)；攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)（跟蹤）產(chǎn)生拍攝角 度的變化和行進(jìn)效果；可以使用 morpher （變形）編輯器，使物體變形。動(dòng)畫(huà)的輸出當(dāng)動(dòng)畫(huà)完成時(shí)，您可以使用3dmax的渲染功能（Rendering ），進(jìn)行作品的渲 染，您可將動(dòng)畫(huà)以電腦影像的格式、或是序列靜態(tài)圖像的方式輸出。3DStudio MAX 可以產(chǎn)生大部分行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的文件格式，您可以將輸出圖像設(shè)定成任意的分辨率。 當(dāng)渲染完成后，還可以進(jìn)一步進(jìn)行圖像的后期（Post ）特效處理，例如：耀光（G1oW、模糊（B1u

49、r）或顏色校正等。在廣告制作中，將動(dòng)畫(huà)幀逐渲染后的序 列靜態(tài)圖像導(dǎo)入到視頻非線性編輯系統(tǒng)中進(jìn)行后期編輯合成，最終輸出到錄像 上。4虛擬礦井通風(fēng)系統(tǒng)4.1虛擬通風(fēng)裝置虛擬通風(fēng)裝置是由風(fēng)井、防爆門裝置、電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器、風(fēng)門、軸流式通風(fēng) 機(jī)、擴(kuò)散塔以及風(fēng)道等組成。其結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。圖4-1虛擬通風(fēng)裝置風(fēng)井及防爆門裝置風(fēng)井的防爆門裝置如圖4-2所示。正常情況下，防爆門在四個(gè)重錘的作用下 處于懸空狀態(tài)。當(dāng)發(fā)生礦井爆炸等礦難時(shí)，由于爆炸等產(chǎn)生的壓力會(huì)頂開(kāi)防爆門， 重錘下降，防爆門被提起。爆炸氣流沿風(fēng)井流出，對(duì)后面的通風(fēng)機(jī)等裝置起到了 保護(hù)作用。圖4-2風(fēng)井及防爆門裝置電動(dòng)機(jī)及聯(lián)軸器電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)直接電動(dòng)機(jī)與軸流式通風(fēng)機(jī)的主軸之間通過(guò)聯(lián)軸器進(jìn)行連接, 傳遞給軸流式通風(fēng)機(jī)。其示意圖如圖 4-3所示。圖4-3電動(dòng)機(jī)和聯(lián)軸器風(fēng)門風(fēng)門采用百葉窗式。當(dāng)風(fēng)門關(guān)閉時(shí)所有窗葉都處于豎直狀態(tài)，當(dāng)所有窗葉都旋轉(zhuǎn)90度變?yōu)樗椒较驎r(shí)風(fēng)門處于開(kāi)啟狀態(tài)。其結(jié)構(gòu)如圖4-4所