自然風(fēng)壓課件

空氣能在井巷中流動，是由于風(fēng)流的始末兩點(diǎn)間存在著能量差。這種能量差的產(chǎn)生，若是由扇風(fēng)機(jī)造成的，則為機(jī)械風(fēng)壓，若是礦井自然條件產(chǎn)生的，則為自然風(fēng)壓。機(jī)械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓均是礦井通風(fēng)的動力，用以克服礦井的通風(fēng)阻力，促使空氣流動。第四章礦井通風(fēng)動力，l和2兩點(diǎn)以上空氣柱的重量差完全決定于兩井口的標(biāo)高差、兩空氣柱的溫度差以及能影響空氣重率變化的其它自然因素。因此，稱為自然風(fēng)壓，一般用hn表示。一.自然風(fēng)壓及其變化規(guī)律如圖4-1所示的通風(fēng)系統(tǒng)中，平峒口與出風(fēng)井口的標(biāo)高差為Z米，當(dāng)井外空氣柱4-1和井內(nèi)空氣柱2-3的平均溫度有差異時，兩空氣柱中空氣的重率也不相同。所以，在兩空氣柱各自的底面積1、2上所承受的重量也不一樣，造成了1、2兩點(diǎn)間的能量差，從而促使空氣流動自然風(fēng)壓的大小和方向，主要受地面空氣溫度變化的影響。根據(jù)實(shí)測資料可知，出風(fēng)風(fēng)流的溫度全年幾乎保持不變，而進(jìn)風(fēng)風(fēng)流的氣溫則隨季節(jié)不同而變化。因此，自然風(fēng)壓亦隨季節(jié)而變化。例如在冬季，地面氣溫很低，空氣柱4-1比空氣柱3-2重，風(fēng)流由1流向2，經(jīng)出風(fēng)井2-3排至地面；夏季，地面氣溫高于井筒2-3內(nèi)的平均氣溫，使風(fēng)流由平峒按2-1的方向排出。而在春秋季節(jié)，地面氣溫與井筒內(nèi)空氣柱的平均氣溫相差不大，自然風(fēng)壓很小，因此，將造成井下風(fēng)流的停滯現(xiàn)象。在一些山區(qū)，由于地面氣溫在一晝夜之內(nèi)也有較大變化，所以自然風(fēng)壓也會隨之發(fā)生變化，夜晚，平峒進(jìn)風(fēng)；午間，平峒出風(fēng)。二.自然風(fēng)壓的測算在圖4-4所示的礦井中，進(jìn)風(fēng)井口和出風(fēng)井口的標(biāo)高差為Z1-2(m)。此高差內(nèi)的空氣重率平均值為γ1-2(N／m3)。圖中3-4段為井下最低標(biāo)高的水平巷道；2-3段和4-5段的高差分別為Z2-3(m)和Z4-5(m)，空氣重率平均值分別為γ2-3和γ4-5(N／m3)。地面空氣進(jìn)入地下后必與各種熱源進(jìn)行熱交換，致使井下各段的空氣重率不斷發(fā)生變化，同樣會造成進(jìn)風(fēng)與回風(fēng)兩側(cè)空氣柱的重力不平衡，產(chǎn)生能量差，推動風(fēng)流沿井巷流動。根據(jù)能量方程，可以寫出自進(jìn)風(fēng)井口到出風(fēng)井口通風(fēng)總阻力hr的測算式為:hr＝P0-P0'+(Z2-3γ2-3－Z4-5γ4-5)，Pa該礦井用來克服hr的唯一動力是該礦井的自然風(fēng)壓hn，以P0＝P0'＋(z1-2γ1-2)代入上式得：hr＝hn＝(z1-2γ1-2＋z2-3γ2-3)—(z4-5γ4-5)，Pa上式就是該礦井hn的具體測算式。此式表示：任何礦井的自然風(fēng)壓就是在井下最低標(biāo)高的巷道以上，進(jìn)風(fēng)段與回風(fēng)段兩側(cè)垂直空氣柱的重力壓強(qiáng)之差，寫成普通式為：hn＝Pi—Pr，Pa對于任一礦井，其自然風(fēng)壓的測算式可直接寫出：hn＝(z1-2γ1-2＋z2-3γ2-3＋z4-5γ4-5)—(z6-7γ6-7—z8-9γ8-9—z10-11γ10-11)測算礦井的hn時，由于各段標(biāo)高是定值，各段空氣重率的平均值不會瞬息變化，可根據(jù)上式，用兩組人力(各2—3人)分別在進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)兩側(cè)分段逐點(diǎn)、盡快(1～2h)地把各處的空氣重率(須測出各處的空氣溫度，絕對靜壓和相對濕度)測算出來(兩井口高差間的空氣重率可沿山坡逐點(diǎn)測算)。同時一人在地面每隔5min觀測一次大氣壓力值供校正用，然后算出各段空氣重率的平均值，連同各段的高差代入上式算出hn。實(shí)踐證明，這種測算法比較簡單可靠，但同時使用的儀表較多。三、自然風(fēng)壓的特性

自然風(fēng)壓特性是指自然風(fēng)壓與風(fēng)量之間的相互關(guān)系。在冬季，若用主扇加大礦井風(fēng)量，則風(fēng)量增加越大，進(jìn)、出風(fēng)側(cè)空氣柱的溫差越大，即hn隨著風(fēng)量的增加而增加，其特性可用圖中的1線來表示。由于增加的量不大，實(shí)際可用水平線2表示。在夏季，hn可能是負(fù)值，若用主扇增加礦井風(fēng)量，大量熱空氣進(jìn)入井下，hn隨著風(fēng)量的增加而增加，其特性可用4線表示，亦因增加量小，實(shí)際可用水平線3表示。第二節(jié)礦用扇風(fēng)機(jī)的構(gòu)造和附屬裝置通風(fēng)用的機(jī)械稱為扇風(fēng)機(jī)（或通風(fēng)機(jī)），按服務(wù)范圍分為主要扇風(fēng)機(jī)（簡稱主扇）、輔助扇風(fēng)機(jī)（輔扇）與局部扇風(fēng)機(jī)（局扇）。主扇是礦井的“肺臟”，必須晝夜運(yùn)轉(zhuǎn)，它對保證礦井安全生產(chǎn)有著重大意義，礦用扇風(fēng)機(jī)就其構(gòu)造可分為離心式和軸流式兩種類型。當(dāng)電動機(jī)經(jīng)過傳動機(jī)構(gòu)帶動動輪旋轉(zhuǎn)時，葉道內(nèi)的空氣質(zhì)點(diǎn)受到葉片的作用，沿葉道動輪外緣運(yùn)動，并匯集于螺旋狀的機(jī)殼中，而后由出口5排入擴(kuò)散器。與此同時，由于動輪中氣體外流，因而在它的入口處形成負(fù)壓，吸風(fēng)筒吸引外界空氣進(jìn)入動輪，這樣就形成了連續(xù)風(fēng)流?？諝馐艿綉T性力作用離開動輪時獲得能量，即動輪把電動機(jī)的機(jī)械能傳遞給空氣，使空氣的壓力提高?？諝饨?jīng)過動輪以后，總壓就不再提高，內(nèi)部各項(xiàng)壓力則不斷發(fā)生轉(zhuǎn)化。作抽出式通風(fēng)時，因螺旋殼和擴(kuò)散器的斷面逐漸增大，空氣的速壓不斷減少，靜壓逐漸增大，直至擴(kuò)散器出口以較小速壓流進(jìn)大氣中。(構(gòu)造圖)二、軸流式扇風(fēng)機(jī)軸流式扇風(fēng)機(jī)主要由動輪l，圓筒形機(jī)殼3、集風(fēng)器4、整流器5、流線體6和環(huán)形擴(kuò)散器7所組成。集風(fēng)器是外殼呈曲線形且斷面收縮的風(fēng)筒。流線體是一個遮蓋動輪輪轂部分的曲面圓錐形罩，它與集風(fēng)器構(gòu)成環(huán)形入風(fēng)口，以減少入口對風(fēng)流的阻力。動輪是由固定在輪軸上的輪轂和等間距安裝的葉片2組成。葉片的安裝角θ可以根據(jù)需要來調(diào)整，使用時可以每隔2.5°調(diào)一次。葉片等間距地安裝在動輪上，當(dāng)動輪的機(jī)翼形葉片在空氣中快速掃過時，由于葉片的凹面與空氣沖擊，給空氣以能量，產(chǎn)生正壓，將空氣從葉道壓出，葉片的凸面牽動空氣，產(chǎn)生負(fù)壓，將空氣吸入葉道。如此一壓一吸便造成空氣流動。一個動輪和它后面一個有固定葉片的整流器組成一段。整流器用來整理動輪流出的旋轉(zhuǎn)氣流，以減少渦流損失。為了提高扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓，有些軸流式扇風(fēng)機(jī)安裝兩段動輪。環(huán)形擴(kuò)散器是軸流式扇風(fēng)機(jī)特有的部件，其作用是使環(huán)狀氣流過渡到柱狀氣流時，速壓逐漸減少，以減少沖擊損失，同時使靜壓逐漸增加。(構(gòu)造圖)三、扇風(fēng)機(jī)的附屬裝置扇風(fēng)機(jī)的附屬裝置包括反風(fēng)裝置、防爆門、風(fēng)峒和擴(kuò)散器等。1.反風(fēng)裝置反風(fēng)就是使正常風(fēng)流反向。當(dāng)進(jìn)風(fēng)井筒附近和井底車場發(fā)生火災(zāi)或瓦斯煤塵爆炸時，會產(chǎn)生大量的一氧化碳和二氧化碳等有害氣體，如扇風(fēng)機(jī)照常運(yùn)轉(zhuǎn)，就會將這些有害氣體帶入采掘工作面，危及井下工人的生命安全。為了救人，就得利用主扇的反風(fēng)裝置迅速將風(fēng)流方向反轉(zhuǎn)過來。我國《規(guī)程》規(guī)定：要求在10min內(nèi)能把礦井風(fēng)流方向反轉(zhuǎn)過來，而且要求反風(fēng)后的風(fēng)量不小于正常風(fēng)量的60%。圖4-11為軸流式主扇壓入式通風(fēng)時的反風(fēng)示意圖。其中圖A是正常的通風(fēng)情況，圖B是兩扇反風(fēng)門位置改變后的反風(fēng)情況。離心式扇風(fēng)機(jī)的反風(fēng)情況如圖4-12所示，正常通風(fēng)時，反風(fēng)門1和2為實(shí)線位置，反風(fēng)時，反風(fēng)門1提起，而將反風(fēng)門2放下，風(fēng)流自反風(fēng)門2進(jìn)入扇風(fēng)機(jī)，再從反風(fēng)門1進(jìn)入反風(fēng)道3，經(jīng)風(fēng)井壓入井下。2.防爆門《規(guī)程》規(guī)定：裝有主要扇風(fēng)機(jī)的出風(fēng)井口，應(yīng)安裝防爆門。防爆門不得小于出風(fēng)井口的斷面積，并正對出風(fēng)口的風(fēng)流方向。當(dāng)井下發(fā)生瓦斯爆炸時，爆炸氣浪將防爆門掀起，從而起到保護(hù)主扇的作用。出風(fēng)立井井口的鐘形防爆門，門l用鋼板焊接而成，一般在四周用四條鋼絲繩繞過滑輪3，以平衡錘4牽住防爆門，其下端放入井口圈2的凹糟中，槽中盛水，以防止漏風(fēng)，凹槽的深度必須大于防爆門內(nèi)外的壓力差。斜井時，需要設(shè)置斜井防爆門。3．風(fēng)峒

風(fēng)峒是主扇和出風(fēng)井之間的一段聯(lián)絡(luò)巷道。通過風(fēng)峒的風(fēng)量很大，內(nèi)外的壓力差較大。要求：1)風(fēng)峒的斷面不宜太小，其風(fēng)速以10m／s為宜，最大不應(yīng)超過15m/s;2)風(fēng)峒的阻力不大于100～200Pa。因此，風(fēng)峒不宜過長，與井筒的夾角為60～90°之間，轉(zhuǎn)彎部分要呈圓弧形，內(nèi)壁光滑，并保持無堆積物。3)風(fēng)峒及閘門等裝置，結(jié)構(gòu)要嚴(yán)密，以防止漏風(fēng)。4)風(fēng)峒內(nèi)應(yīng)安設(shè)測量風(fēng)速及風(fēng)流壓力的裝置。風(fēng)峒長度應(yīng)不小于10～12D(D為主扇動輪的直徑)。5．消音裝置扇風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時產(chǎn)生噪音，特別是大直徑軸流式扇風(fēng)機(jī)的噪音更大，以致影響工業(yè)場地和居民區(qū)的工作和休息，為了保護(hù)環(huán)境，需要采取有效措施，把噪音降低到人們感覺正常的程度。我國規(guī)定扇風(fēng)機(jī)的噪音不得超過90dB。速度較大的風(fēng)流在扇風(fēng)機(jī)內(nèi)和高速旋轉(zhuǎn)的動輪葉片迅猛沖擊，產(chǎn)生空氣動力噪音，同時機(jī)件振動產(chǎn)生機(jī)械噪音。當(dāng)扇風(fēng)機(jī)的圓周速度大于20m/s時，空氣動力噪音占主要地位。正對扇風(fēng)機(jī)出口方向的噪音最大，側(cè)向逐漸減少。消音裝置分為主動式與反射式，前者的作用是吸收聲音的能量，后者是把聲能反射回聲源。扇風(fēng)機(jī)多采用主動式消音裝置，風(fēng)流通過多孔性材料裝成的通道時，其噪音被吸收。對不同頻率的噪音消音器，消音效果不同。為了更有效地降低高頻率的噪音，消音板要有足夠的厚度。也可制成空心消音板，以節(jié)省材料。第三節(jié)扇風(fēng)機(jī)的基本參數(shù)扇風(fēng)機(jī)的基本參數(shù)有流量，壓力，功率和效率。用這四個參數(shù)可以描述扇風(fēng)機(jī)的整個特性。1．流量(風(fēng)量)單位時間內(nèi)通過扇風(fēng)機(jī)的空氣體積，稱為扇風(fēng)機(jī)的流量，一般用Qf表示。其單位為m3/s、m3/min或m3/h。在礦井通風(fēng)中，通過扇風(fēng)機(jī)的流量，也就是扇風(fēng)機(jī)送入井下或從井下排出的空氣量。因此，扇風(fēng)機(jī)的流量是一個重要參數(shù)。扇風(fēng)機(jī)裝置的全壓hft’與扇風(fēng)機(jī)的安裝質(zhì)量和擴(kuò)散器的優(yōu)劣等因素有關(guān)，因此，hft’需對實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行實(shí)測獲得。扇風(fēng)機(jī)全壓(hft)和扇風(fēng)機(jī)裝置全壓(hft’)，在數(shù)值上一般相差不大，所以，在扇風(fēng)機(jī)選型計(jì)算中，可直接應(yīng)用廠家提供的性能曲線所給出的數(shù)值。對于抽出式通風(fēng)，扇風(fēng)機(jī)裝置全壓hft’，主要用來克服礦井的通風(fēng)阻力和排入大氣時的速壓損失。扇風(fēng)機(jī)用來克服井巷通風(fēng)阻力的那部分通風(fēng)壓力，稱為扇風(fēng)機(jī)靜壓，用hfs表示，而排入大氣時的速壓損失則為出口速壓：hft’＝hfs’＋hv3.扇風(fēng)機(jī)的輸出功率單位時間內(nèi)通過扇風(fēng)機(jī)的流量和扇風(fēng)機(jī)給予每1米3空氣的全部能量之乘積，稱為扇風(fēng)機(jī)的輸出功率，由于扇風(fēng)機(jī)壓力有扇風(fēng)機(jī)全壓hft和扇風(fēng)機(jī)靜壓hfs之分，所以扇風(fēng)機(jī)的輸出功率也分為扇風(fēng)機(jī)全壓輸出功率Nfot和扇風(fēng)機(jī)靜壓輸出功率Nfos，即：Nfot＝hft.Qf/1000，kWNfos＝hfs.Qf/1000，kW4．扇風(fēng)機(jī)的效率扇風(fēng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于機(jī)械損失及空氣流動損失等原因，扇風(fēng)機(jī)軸上的功率不可能全部傳遞給空氣，也就是說扇風(fēng)機(jī)的軸功率必然要大于扇風(fēng)機(jī)的輸出功率，扇風(fēng)機(jī)輸出功率和扇風(fēng)機(jī)軸功率N軸之比，叫做扇風(fēng)機(jī)的效率，即：ηft＝Nft/N軸＝hftQf/(1000N軸)ηfs＝Nfs/N軸＝hfsQf/(1000N軸)上式中ηft和ηfs分別表示扇風(fēng)機(jī)的全壓效率和靜壓效率。扇風(fēng)機(jī)的效率是衡量每臺扇風(fēng)機(jī)工作性能的重要指標(biāo)之一。第四節(jié)、扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線和工況點(diǎn)一.扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線將扇風(fēng)機(jī)裝在試驗(yàn)管道(或礦井)上運(yùn)轉(zhuǎn)，若不斷改變管道的風(fēng)阻值，則可以測得一系列與風(fēng)阻值相對應(yīng)的Q、h、N和η值。如以Q為橫坐標(biāo)，h為縱坐標(biāo)，將上述測得的各對應(yīng)的Q、h值描在坐標(biāo)紙上，并連結(jié)各點(diǎn)，可以獲得風(fēng)量—風(fēng)壓曲線，用同樣方法可以得到風(fēng)量—功率曲線和風(fēng)量—效率曲線。上述諸曲線即稱為扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。離心式扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線比較平緩，當(dāng)風(fēng)量變化時，風(fēng)壓變化不大；離心式扇風(fēng)機(jī)的功率曲線，在其穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)，功率隨風(fēng)量的增加而增加，為避免啟動負(fù)荷大引起的電流過大燒毀電動機(jī)，所以離心式扇風(fēng)機(jī)啟動時，應(yīng)將閘門關(guān)閉，待扇風(fēng)機(jī)啟動正常后再逐漸打開閘門。軸流式扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓曲線比較陡，并有一個類似“馬鞍形”的駝峰區(qū)，當(dāng)風(fēng)量變化時，風(fēng)壓變化較大。軸流式扇風(fēng)機(jī)的功率曲線，在其穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi)(圖中所示的GF區(qū))，功率隨著風(fēng)量的增加而減少，為減少啟動負(fù)荷，故軸流式扇風(fēng)機(jī)啟動時，不能關(guān)閉閘門。二.個體特性曲線的應(yīng)用1．對于抽出式通風(fēng)礦井扇風(fēng)機(jī)裝置的全壓(hft)是指扇風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出風(fēng)口斷面上空氣的絕對全壓與扇風(fēng)機(jī)入口斷面上空氣的絕對全壓之差：hft＝Pt3－Pt2＝(Ps3＋hv3)一(Ps2＋hv2)，Pa式中Pt2，Pt3——分別為②，③斷面上的絕對全壓，Pa，Ps2，Ps3——分別為②、③斷面上的絕對靜壓，Pahv2，hv3——分別為②、③斷面上的速壓，Pa因?yàn)閿嗝姊鄣慕^對靜壓Ps3就是該斷面同標(biāo)高的地面大氣壓P，即Ps3＝P，故上式可寫為：hft＝(P－Ps2)+hv3－h(huán)v2，Pahft＝hs2－h(huán)v2＋hv3，Pa式中hs2——為②斷面上的相對靜壓，Pa。上式表明，扇風(fēng)機(jī)裝置的全壓可以通過測定風(fēng)峒內(nèi)某斷面上的相對靜壓hs2、平均速壓hv2和擴(kuò)散器出口斷面上的平均速壓hv3而獲得。在礦山機(jī)械設(shè)備中，通常把扇風(fēng)機(jī)裝置的全壓分為靜壓hfs和速壓hfv兩部分，并且把擴(kuò)散器出口的平均速壓hv3作為扇風(fēng)機(jī)的速壓hfv，即：hft＝hfs＋hfv，Pa式中hfs——扇風(fēng)機(jī)裝置的靜壓。由于hfv＝hv3則：hft＝hfs＋hv3，Pa與hft＝hs2＋hv3－h(huán)v2對比則：hfs＝hs2－h(huán)v2，Pa對圖中1,2兩點(diǎn)應(yīng)用能量方程可以得到：hr1-2＝hs2－h(huán)v2＋(z1γ'－z2γ")，Pa或hr1-2＝hs2－h(huán)v2＋hn，Pa→hr1-2

＝hfs＋hn靜壓和礦井自然風(fēng)壓共同作用，克服礦井井巷通風(fēng)阻力hr1-2。因此，在抽出式通風(fēng)時主要應(yīng)用扇風(fēng)機(jī)靜壓。hv3只是將抽出的風(fēng)流排入大氣。上式表明：對抽出式通風(fēng)的礦井，扇風(fēng)機(jī)裝置的2．對于壓入式通風(fēng)礦井，扇風(fēng)機(jī)裝置全壓為扇風(fēng)機(jī)擴(kuò)散器出風(fēng)口斷面②與扇風(fēng)機(jī)入風(fēng)口斷面①的全壓之差。即：hft＝Pt2－Pt1因Pt1＝P0，Pt2＝Ps2＋hv2此外因hv1＝0故hft＝Ps2＋hv2－P0＝hs2＋hv2

上式表明，壓入式通風(fēng)礦井扇風(fēng)機(jī)裝置的全壓，為扇風(fēng)機(jī)風(fēng)峒內(nèi)某斷面上的相對靜壓hs2與平均速壓hv2之和。同樣對圖中2～3兩點(diǎn)應(yīng)用能量方程，可得：hr2-3＝hs2＋hv2＋Z(γ'一γ")－h(huán)v3＝hs2＋hv2＋hn－h(huán)v3，Pa與hft＝hs2＋hv2對比，得：hft＋hn＝hr2-3＋hv3，Pa它表明，對壓入式通風(fēng)礦井，扇風(fēng)機(jī)裝置全壓hft和自然風(fēng)壓hn共同作用，克服了礦井的通風(fēng)阻力以及由出風(fēng)井口排入大氣的速壓損失。三．扇風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)通風(fēng)管道或礦井的通風(fēng)阻力與風(fēng)流的平方成正比：h=RQ2。風(fēng)量越大，通風(fēng)阻力越高。當(dāng)扇風(fēng)機(jī)與通風(fēng)管道或礦井相連時，扇風(fēng)機(jī)的個體風(fēng)壓曲線與管道或礦井的風(fēng)阻特性曲線就有一交點(diǎn)，這個交點(diǎn)就叫做扇風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)。如圖所示，a、a1和a2為管道或礦井的風(fēng)阻由R變?yōu)镽1和R2時，所對應(yīng)的工況點(diǎn)。工況點(diǎn)所對應(yīng)的風(fēng)量就是此時通過管道或礦井的實(shí)際風(fēng)量，對應(yīng)的風(fēng)壓就是用以克服管道或礦井通風(fēng)阻力的通風(fēng)壓力。對應(yīng)的功率和效率值也是扇風(fēng)機(jī)此時的功率和效率。扇風(fēng)機(jī)的工作狀況取決于扇風(fēng)機(jī)工況點(diǎn)。工況點(diǎn)所在位置決定了扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量。在使用中，我們希望扇風(fēng)機(jī)能夠供給穩(wěn)定的風(fēng)壓和風(fēng)量，不至于由某些因素的影響致使風(fēng)壓和風(fēng)量產(chǎn)生較大的波動與變化。因此要求扇風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)處于扇風(fēng)機(jī)的合理工作范圍。四.扇風(fēng)機(jī)個體特性曲線的合理工作范圍為了使扇風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，保證扇風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)處于一個合理的工作范圍之內(nèi)，對任何扇風(fēng)機(jī)都有如下規(guī)定：1.實(shí)際應(yīng)用的風(fēng)壓不能超過最大風(fēng)壓的0.9倍；2.扇風(fēng)機(jī)動輪的轉(zhuǎn)數(shù)不能超過它的額定轉(zhuǎn)數(shù)。3.主要扇風(fēng)機(jī)的靜壓效率不應(yīng)低于0.6。左限：葉片安裝角θ的最小值，對一級葉輪為10°，二級葉輪為15°。右限：葉片安裝角θ的最大值，對一級葉輪為40°，二級葉輪為45°。(注：課本有錯)軸流式扇風(fēng)機(jī)的合理工作范圍：上限：應(yīng)在“駝峰”右側(cè)，實(shí)際應(yīng)用的最大風(fēng)壓值的0.9倍以下。下限：扇風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，不得低于0.6。第五節(jié)影響扇風(fēng)機(jī)實(shí)際特性的因素影響扇風(fēng)機(jī)個體特性曲線的因素有：1.動輪葉片安裝角度(指軸流式扇風(fēng)機(jī))；2.前導(dǎo)器葉片角度；3.扇風(fēng)機(jī)的新舊程度；4.動輪的轉(zhuǎn)數(shù)；5.動輪的直徑；6.空氣的重率。前3項(xiàng)只能通過試驗(yàn)觀測確定。而后三項(xiàng)對個體特性曲線的影響，則可根據(jù)比例定律求出。一.同類型扇風(fēng)機(jī)的比例定律同類型(又名同系列)的扇風(fēng)機(jī)是指符合幾何相似、運(yùn)動相似和動力相似的一組扇風(fēng)機(jī)。當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)n、葉輪直徑D和空氣重率發(fā)生改變時，其風(fēng)量、風(fēng)壓、功率的改變可用以下比例定律求出：上式表明：扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量與葉輪直徑的三次方成正比，和轉(zhuǎn)數(shù)的一次方成正比。上式表明：扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和空氣重率的一次方成正比，和葉輪直徑的平方成正此，和轉(zhuǎn)數(shù)的平方成正比。上式表明：扇風(fēng)機(jī)的功率和空氣重率的一次方成正比，和葉輪直徑的五次方成正比，和轉(zhuǎn)數(shù)的三次方成正比。上式表明：同類型扇風(fēng)機(jī)，它們對應(yīng)工作點(diǎn)的效率相等。二、同類型扇風(fēng)機(jī)比例定律的應(yīng)用應(yīng)用比例定律的公式，可以根據(jù)一臺扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線推算、繪制轉(zhuǎn)數(shù)，葉輪直徑和空氣重率都不相同的另一臺同類型扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。例如，已知某軸流式扇風(fēng)機(jī)的葉片安裝角為30°，轉(zhuǎn)數(shù)n1＝1500轉(zhuǎn)/分時的特性曲線，如圖所示。當(dāng)其它條件不變時，利用比例定律可得轉(zhuǎn)數(shù)為n2＝1000轉(zhuǎn)/分時的特性曲線。其方法是：先在n1特性曲線上取1、2、3、4……等各點(diǎn)，并將各對應(yīng)點(diǎn)的hfs1、Qf1、Nf1和η1等值記錄下來，根據(jù)比例定律求得各對應(yīng)點(diǎn)的hfs2、Qf2、Nf2、η2等值，在同一坐標(biāo)圖上描得各點(diǎn)，并連接成hfs2一Qf2、Nf2一Qf2和η2一Qf2曲線。即圖中的n2曲線。第六節(jié)扇風(fēng)機(jī)的類型特性曲線應(yīng)用上述比例定律，可以根據(jù)模型試驗(yàn)所得的結(jié)果，繪制同類型扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。但是，當(dāng)扇風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)和葉輪直徑都改變時，則上述個體特性曲線的數(shù)目將是兩者的乘積，曲線很多，故仍感不便，同時也無法對不同類型的扇風(fēng)機(jī)進(jìn)行比較。為了簡化特性曲線，常常采用扇風(fēng)機(jī)的類型特性曲線。類型特性曲線與個體特性曲線的區(qū)別，在于它只用一條曲線就能代表同類型扇風(fēng)機(jī)的工作特性。類型特性曲線的用途：1．使扇風(fēng)機(jī)的特性曲線簡化；2．根據(jù)類型特性曲線可以選取最有利的扇風(fēng)機(jī)；3．可以比較不同類型的扇風(fēng)機(jī)的工作性能。一、扇風(fēng)機(jī)類型特性曲線的參數(shù)由比例定律得出。因扇風(fēng)機(jī)葉片外緣的圓周速度u為：式中D——葉輪外徑，m；n——葉輪轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/min

空氣密度ρ＝γ/g，將上式代入得：式中——扇風(fēng)機(jī)的壓力系數(shù)，無因次。根據(jù)式：可得：引入得：式中——扇風(fēng)機(jī)的流量系數(shù)，無因次。由式得：即：或：式中——扇風(fēng)機(jī)的功率系數(shù)，無因次。此外扇風(fēng)機(jī)效率和各系數(shù)的關(guān)系為：

要繪出某一類型的風(fēng)機(jī)類型特性曲線，上式中流量系數(shù)

和壓力系數(shù)

可以利用同類型扇風(fēng)機(jī)的相似模型試驗(yàn)獲得，即將扇機(jī)模型與試驗(yàn)管道相連接運(yùn)轉(zhuǎn)，并利用試驗(yàn)管道依次調(diào)節(jié)扇風(fēng)機(jī)的工況點(diǎn)，然后依次算出各工況點(diǎn)相對應(yīng)的

、

值。如以

橫坐標(biāo)，

為縱坐標(biāo)，將各工況點(diǎn)所對應(yīng)

、

各值繪于同一坐標(biāo)紙上，并連各點(diǎn)即為該扇風(fēng)機(jī)類型特性曲線中的

—

曲線。同樣可得

—

曲線和η—曲線。同樣，有了某類扇風(fēng)機(jī)的類型特性曲線，就可推算出此類型扇風(fēng)機(jī)中某種機(jī)號(即葉輪徑D為已知)，以某一轉(zhuǎn)數(shù)(即n為已知)運(yùn)轉(zhuǎn)時的個體特性曲線。二、扇風(fēng)機(jī)類型特性曲線的應(yīng)用下圖分別為4-72和4-62型離心式風(fēng)機(jī)的類型特性曲線。通過比較可以看出；4-72型風(fēng)機(jī)的工作范圍大，效率高。因此，4-62扇風(fēng)機(jī)被4-72型所代替而不再生產(chǎn)。利用類型特性曲線選擇最優(yōu)扇風(fēng)機(jī)的方法是：首先，根據(jù)已知的礦井最大風(fēng)壓hmax計(jì)算動輪的圓周速度：由：得：，m/s式中

——風(fēng)壓系數(shù)，采用類型曲線中效率最高點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)值，對于4-72型離心式扇風(fēng)機(jī)，

＝0.4；對于G4-73型離心式扇風(fēng)機(jī)，

=0.44；對于70B2型軸流式扇風(fēng)機(jī)，二級動輪的：

＝0.45，一級動輪的：

＝0.23。其它符號意義同前。其次，根據(jù)已知的風(fēng)量Q和圓周速度u，計(jì)算最優(yōu)動輪直徑。因故有：，m式中

——流量系數(shù)，采用類型曲線中效率最高點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)值，對于4-72型離心式扇風(fēng)機(jī)：

＝0.22；對于G4-73型離心式扇風(fēng)機(jī)，

=0.23；對于70B2型軸流式扇風(fēng)機(jī)：

＝0.19。根據(jù)計(jì)算的D值，在扇風(fēng)機(jī)產(chǎn)品目錄中選擇接近此值的標(biāo)準(zhǔn)動輪直徑(即機(jī)號)。第三，根據(jù)動輪直徑D和圓周速度u，計(jì)算所需轉(zhuǎn)數(shù)n：第七節(jié)國產(chǎn)扇風(fēng)機(jī)的特征和特性簡介一、離心式扇風(fēng)機(jī)國產(chǎn)離心式扇風(fēng)機(jī)類型較多，其中4-72-11型的全壓效率最高達(dá)91％，較為常用。其符號的意義舉例如下：4-72-11No.10C

表示扇風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動方式表示扇風(fēng)機(jī)的機(jī)號，即為葉輪直徑D2(m))×10表示扇風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)順序?yàn)榈谝淮伪硎旧蕊L(fēng)機(jī)進(jìn)口為單吸口表示扇風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時的比轉(zhuǎn)數(shù)表示扇風(fēng)機(jī)在最高效率點(diǎn)時的全壓系數(shù)乘10倍的化整數(shù)傳動方式分為A、B、C、D四段，其中：A一表示無軸承箱裝置，與電動機(jī)直接傳動；B——表示懸臂支承裝置，皮帶傳動，皮帶輪在扇風(fēng)機(jī)軸承中間；C——表示懸臂支承裝置，皮帶傳動，皮帶輪在扇風(fēng)機(jī)軸承外側(cè)；D——表示懸臂支承裝置，用聯(lián)軸節(jié)聯(lián)結(jié)傳動。比轉(zhuǎn)數(shù)是表示同類型扇風(fēng)機(jī)在效率最高時風(fēng)壓系數(shù)與風(fēng)量系數(shù)的關(guān)系的一個常數(shù)。比轉(zhuǎn)數(shù)越大，風(fēng)量越高。62A14—11No.24

表示扇風(fēng)機(jī)的機(jī)號，即動輪直徑(m)的10倍表示該型扇風(fēng)機(jī)第—次設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)表示該型扇風(fēng)機(jī)為一級動輪表示該型扇風(fēng)機(jī)之葉形第14次設(shè)計(jì)應(yīng)用表示該型扇風(fēng)機(jī)的輪葉為扭曲機(jī)翼形表示該型扇風(fēng)機(jī)的轂輪比的100倍取整數(shù)這種扇風(fēng)機(jī)動輪的葉片是扭曲形，共16片。在不同轉(zhuǎn)數(shù)、不同輪葉數(shù)以及γ＝11.76N／m3時，個體特性曲線分別如圖4-32至圖4-39所示。這些圖的左下角是動輪反轉(zhuǎn)時特性曲線。從這些曲線看出，這種扇風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量較小，較難滿足反風(fēng)要求。二、軸流式扇風(fēng)機(jī)return另一種新型軸流式扇風(fēng)機(jī)是2K60—4型，共有N0.18、24、28、30等幾個機(jī)號。其符號意義舉例如下：2K60—1No.18

扇風(fēng)機(jī)的機(jī)號即為動輪直徑的10倍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的順序號輪轂比的100倍礦井通風(fēng)用兩級動輪這種扇風(fēng)機(jī)有兩級動輪，14片扭曲形的動輪葉片，中間和后面整流器的葉片也是扭曲形，并有改變整流器葉片角度的裝置，及時改變這種葉片角度，可使動輪反轉(zhuǎn)后的風(fēng)量較大，能基本符合反風(fēng)要求。三、離心式和軸流式扇風(fēng)機(jī)的比較4結(jié)構(gòu)方面：軸流式扇風(fēng)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是比較緊湊，體積小，轉(zhuǎn)速高。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，噪音大，故障較多。離心式扇風(fēng)機(jī)則結(jié)構(gòu)簡單，造價低，維修方便，噪音小。但它的體積大。性能方面：軸流式扇風(fēng)機(jī)在工作范圍內(nèi)，當(dāng)?shù)V井總風(fēng)阻變化時，風(fēng)量變化較小。離心式扇風(fēng)機(jī)則相反。軸流式扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量調(diào)節(jié)比較方便，反風(fēng)方法較多。離心式扇風(fēng)機(jī)則麻煩一些，反風(fēng)時必須有反風(fēng)道。軸流式扇風(fēng)機(jī)的起動負(fù)荷小，風(fēng)量增加時功率的變化不大，不致過載。離心式扇風(fēng)機(jī)則相反。軸流式扇風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較差，而離心式扇風(fēng)機(jī)并聯(lián)工作的穩(wěn)定性較好。第八節(jié)扇風(fēng)機(jī)的性能測定為了合理使用扇風(fēng)機(jī)，必須先掌握其個體特性曲線。扇風(fēng)機(jī)制造廠提供的特性曲線都是根據(jù)不帶擴(kuò)散器模型試驗(yàn)獲得的，而實(shí)際運(yùn)行的扇風(fēng)機(jī)都裝有擴(kuò)散器，加之安裝質(zhì)量和運(yùn)轉(zhuǎn)時的磨損等原因，扇風(fēng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)性能往往與廠方提供的性能曲線不相符合。因此，扇風(fēng)機(jī)在正式運(yùn)轉(zhuǎn)之前，和運(yùn)轉(zhuǎn)幾年后，必須通過試驗(yàn)以測定其個體特性曲線。進(jìn)行扇風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)，除測定扇風(fēng)機(jī)的入口或出口斷面的靜壓，扇風(fēng)機(jī)風(fēng)峒內(nèi)某斷面的平均風(fēng)速外，還應(yīng)測定扇風(fēng)機(jī)的軸功率，扇風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，扇風(fēng)機(jī)試驗(yàn)時的大氣條件如大氣壓力、溫度和濕度等。1.扇風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的布置及參數(shù)測定扇風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)時的布置方案較多，如利用防爆門短路進(jìn)風(fēng)進(jìn)行試驗(yàn)，或利用備用風(fēng)機(jī)的風(fēng)道進(jìn)行試驗(yàn)(不停產(chǎn))等。因此，可根據(jù)現(xiàn)場的具體條件，因地制宜地選取。但總的要求是能準(zhǔn)確、方便地測得通過扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量和扇風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的風(fēng)壓。為此，必須使測壓和測風(fēng)地點(diǎn)的風(fēng)流處于穩(wěn)定狀態(tài)，測定方法必須完善合理。圖4-34是軸流式扇風(fēng)機(jī)作抽出式通風(fēng)的礦井，利用防爆門進(jìn)風(fēng)進(jìn)行的扇風(fēng)機(jī)試驗(yàn)。進(jìn)行試驗(yàn)時，須打開防爆門作為主要進(jìn)風(fēng)口，在風(fēng)峒和風(fēng)井交接處安設(shè)欄桿b，距b約2米處布置調(diào)節(jié)風(fēng)量的裝置c，距c約2D(D為風(fēng)峒的寬度)處安置整流柵d(用1米長的木板隔成0.1米×0.1米的方格)，并在彎道內(nèi)安設(shè)導(dǎo)向板e。各項(xiàng)數(shù)據(jù)的測定方法如下；1)扇風(fēng)機(jī)靜壓的測定由式hfs＋hn＝hr1-2可知，對于抽出式通風(fēng)的礦井，扇風(fēng)機(jī)的靜壓與礦井的自然風(fēng)壓共同克服礦井通風(fēng)阻力，所以，鑒定時只測定扇風(fēng)機(jī)的靜壓hfs。由于hfs＝hs2－h(huán)v2，扇風(fēng)機(jī)的靜壓可以通過測定扇風(fēng)機(jī)入口處(斷面2-2)風(fēng)流的相對靜壓hs2和該斷面的平均速壓hv2而計(jì)算出來。2-2斷面處風(fēng)流相對靜壓的測定方法，如前圖所示。2)風(fēng)速測定測定風(fēng)速的目的是為了計(jì)算通過扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量Qf和2-2斷面的平均速壓hv2。因此，準(zhǔn)確地測得給定斷面的平均風(fēng)速，是扇風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)的關(guān)鍵之—。目前一般用風(fēng)表或皮托管兩種方法進(jìn)行風(fēng)速測定，有時為了互相校核，用上述兩種方法同時進(jìn)行，用風(fēng)表測風(fēng)時，測風(fēng)地點(diǎn)應(yīng)選在風(fēng)流較為穩(wěn)定的直線段，如上圖的1—1斷面處；用皮托管測風(fēng)時，一般在環(huán)形擴(kuò)散器斷面3-3處(距葉輪2.5～3倍葉片長度)。同時，為了準(zhǔn)確地測得該斷面的平均速壓，應(yīng)在環(huán)形擴(kuò)散器的測風(fēng)位置，預(yù)先焊接若干根鋼筋，并在鋼筋上對稱固定一定數(shù)量的皮托管。皮托管的固定位置，可按下式計(jì)算：

式中Ri——每根鋼筋上第i個測點(diǎn)距圓筒中心的距離，i——測點(diǎn)序號；d——心筒直徑，m；D——外筒直徑，m；n——劃分等面積環(huán)的個數(shù)，個。對于No.12～18，n＝3～4；No.24～28，n＝5～6，速壓值的測定，可以用多臺微壓計(jì)同時讀取每支皮托管的示值，也可利用1～2臺微壓計(jì)分別測定各支皮托管的示值。環(huán)形空間內(nèi)測風(fēng)斷面的平均風(fēng)速用下式計(jì)算：

式中hv1、hv2、…h(huán)vn——分別為各支皮托管的速壓值，Pa。扇風(fēng)機(jī)的排風(fēng)量按下式計(jì)算：3)扇風(fēng)機(jī)軸功率的測定扇風(fēng)機(jī)的軸功率為電動機(jī)的輸入功率乘以電動機(jī)的效率和傳動效率，可用電流表、電壓表、功率因數(shù)表分別測得電流I(安)、電壓V(伏)及功率因數(shù)(cosψ)等值，然后用下式計(jì)算：

式中η電——電動機(jī)效率，％；(查表)η傳——傳動效率％，直接傳動取1.0，間接傳動時取0.95。電動機(jī)的輸入功率，也可以直接用瓦特表測得。4)轉(zhuǎn)數(shù)的測定扇風(fēng)機(jī)與電動機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)，可用轉(zhuǎn)數(shù)表測定。測定時用手平托轉(zhuǎn)數(shù)表，將頂帽壓緊在扇風(fēng)機(jī)或電動機(jī)軸的中心孔內(nèi)，借其摩擦力將風(fēng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)數(shù)傳遞到轉(zhuǎn)數(shù)表上，根據(jù)指針的指示值，直接記取轉(zhuǎn)數(shù)表瞬時值。用轉(zhuǎn)數(shù)表測定同步電動機(jī)帶動的扇風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，具有足夠精度。5)大氣物理?xiàng)l件的測定大氣物理?xiàng)l件一般在斷面1-1處測量，測定的主要參數(shù)有：大氣壓力(毫米水銀柱)、溫度和濕度，以便計(jì)算空氣的重率。2．實(shí)際操作與注意事項(xiàng)扇風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)工作必須在統(tǒng)一指揮下進(jìn)行，每調(diào)節(jié)一次風(fēng)量，就要同時測定一次風(fēng)壓、風(fēng)量、轉(zhuǎn)數(shù)、功率和大氣物理?xiàng)l件等參數(shù)，并記入預(yù)先制定的記錄表格中。在扇風(fēng)機(jī)性能測定過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：1)為了不致燒壞扇風(fēng)機(jī)的電動機(jī)，啟動時必須控制功率，離心式扇風(fēng)機(jī)應(yīng)在關(guān)閉閘門后啟動；軸流式扇風(fēng)機(jī)可在閘門全開狀態(tài)下啟動；2)在整個測定過程中，由于扇風(fēng)機(jī)工況的改變，會出現(xiàn)井下風(fēng)量低于正常風(fēng)量的情況，將不利于排除井下瓦斯和火區(qū)管理。因此，要求試驗(yàn)時間盡可能縮短；同時為了避免發(fā)生意外事故，應(yīng)加強(qiáng)井上下的檢查與管理，并做好安全措施；3)必須隨時檢查電動機(jī)的負(fù)載和各部件的溫升情況，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，應(yīng)立即報(bào)告指揮人員，以便采取措施；4)全體人員必須思想集中，聽從統(tǒng)一指揮，以保證測定工作協(xié)調(diào)一致，有條不紊地進(jìn)行，5)各項(xiàng)測定數(shù)據(jù)必須記錄清楚，同時為了避免返工，應(yīng)配備速算人員，迅速計(jì)算有關(guān)測定數(shù)據(jù)，隨時核實(shí)各測定結(jié)果，并草繪出扇風(fēng)機(jī)的特性曲線。3．實(shí)測數(shù)據(jù)的整理與制圖1)風(fēng)量計(jì)算式中S——測風(fēng)斷面1-1的面積，m2。2)在試驗(yàn)條件下扇風(fēng)機(jī)靜壓h’fs的計(jì)算：h’fs＝hs2－h(huán)v2，Pa式中hs2——在風(fēng)峒斷面2-2測得的相對靜壓，Pa；S'——斷面2-2的面積，m2。3)在試驗(yàn)條件下扇風(fēng)機(jī)輸入功率N‘軸和輸出功率N‘fos的計(jì)算：

N’fos＝hfs.Qf/1000，kW4)扇風(fēng)機(jī)靜壓效率計(jì)算：試驗(yàn)過程中所測得的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，一般應(yīng)換算到標(biāo)準(zhǔn)大氣狀態(tài)(γ＝11.8N／m3)(為便于現(xiàn)場應(yīng)用也可換算成該礦全年平均氣象條件下的數(shù)值)和固定轉(zhuǎn)數(shù)條件下(不同工況點(diǎn)轉(zhuǎn)速有所改變)的數(shù)值，然后繪制扇風(fēng)機(jī)的個體特性曲線。因此，先計(jì)算校正系數(shù)：1.轉(zhuǎn)速校正系數(shù)：

2.空氣重率校正系數(shù)：校正后的扇風(fēng)機(jī)排風(fēng)量Qfs＝Q‘fs·Kin，m3/s校正后的扇風(fēng)機(jī)靜壓hfs＝h‘fs·Kin2·Kiγ，Pa校正后的扇風(fēng)機(jī)軸功率N軸和輸出功率NfsN軸＝N‘軸Kin3·Kiγ，kWNfs＝N‘fsKin3·Kiγ＝hfsQfs/1000，kW以上計(jì)算是一個工況點(diǎn)所對應(yīng)的數(shù)值。扇風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)時，為了獲得比較光滑的個體特性曲線，一般要調(diào)節(jié)十個以上的工況點(diǎn)，有十組以上的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)，應(yīng)填入預(yù)先制好的表格中。以Qfs為橫坐標(biāo)，分別以hfs、N軸、ηfs為縱坐標(biāo)，將與Qfs對應(yīng)的hfs、N軸、ηfs等值繪到同一圖上，即可得各工況點(diǎn)，將各工況點(diǎn)用連接起來，便是扇風(fēng)機(jī)裝置在礦井標(biāo)準(zhǔn)條件下的個體特性曲線。第九節(jié)扇風(fēng)機(jī)的聯(lián)合作業(yè)兩臺或兩臺以上的扇風(fēng)機(jī)同時對風(fēng)網(wǎng)進(jìn)行工作，叫做扇風(fēng)機(jī)的聯(lián)合作業(yè)或聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)。這種作業(yè)基本分串聯(lián)作業(yè)和并聯(lián)作業(yè)兩種。一、扇風(fēng)機(jī)的串聯(lián)作業(yè)當(dāng)通風(fēng)網(wǎng)路的阻力較大，一臺扇風(fēng)機(jī)不能滿足需要時，應(yīng)采用扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作。礦井主扇作串聯(lián)工作的較少，一般用于長距離掘進(jìn)通風(fēng)。扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作可分為集中串聯(lián)和間隔串聯(lián)兩種，下面以集中串聯(lián)為例進(jìn)行分析。兩臺扇風(fēng)機(jī)的特性曲線分別為Ⅰ和Ⅱ，網(wǎng)路的總風(fēng)阻為R1。扇風(fēng)機(jī)作串聯(lián)工作時，通過兩臺扇風(fēng)機(jī)的風(fēng)量必然相等，而風(fēng)壓則相加。因此，兩臺扇風(fēng)機(jī)的合成曲線可按“風(fēng)量相等，風(fēng)壓相加”的原則，在等風(fēng)量線l1，l2……上將曲線Ⅰ和Ⅱ的縱坐標(biāo)相加，連接各點(diǎn)即為合成特性曲線Ⅲ，它與風(fēng)阻曲線R1的交點(diǎn)M0，即為聯(lián)合工況點(diǎn)。與M0所對應(yīng)的Q0為通風(fēng)網(wǎng)路的總風(fēng)量，且Q0＝QⅠ＝QⅡ；網(wǎng)路的總風(fēng)壓為h0。由M0引垂直線交曲線Ⅰ于MⅠ，交曲線Ⅱ于MⅡ(實(shí)際工況點(diǎn))，與MI、MⅡ所對應(yīng)的風(fēng)壓為hft1和hft2，顯然有：h0＝hft1＋hft2。若扇風(fēng)機(jī)Ⅰ和Ⅱ單獨(dú)工作，則其工況點(diǎn)分別為M'Ⅰ和M'Ⅱ，這時其風(fēng)壓分別為h'Ⅰ和h'Ⅱ，風(fēng)量分別為Q'Ⅰ和Q'Ⅱ。可見，Q0>QⅠ，Q0>QⅡ，說明串聯(lián)工作效果較好，這種情況在網(wǎng)路風(fēng)阻R越大時，越顯著。所以，扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作，適合于通風(fēng)阻力大的通風(fēng)網(wǎng)路。當(dāng)風(fēng)阻由R1降為R2，工況點(diǎn)為B時，則hⅢ＝hⅠ而hⅡ＝0，說明串聯(lián)后的風(fēng)壓與單獨(dú)開動扇風(fēng)機(jī)Ⅰ時的風(fēng)壓相等，Ⅱ號扇風(fēng)機(jī)雖在運(yùn)轉(zhuǎn)，但產(chǎn)生的風(fēng)壓為零。所以B點(diǎn)稱為串聯(lián)工作時的極限點(diǎn)。當(dāng)風(fēng)路風(fēng)阻由R2降到R3時，聯(lián)合工作點(diǎn)位于極限點(diǎn)B的右側(cè)，此時的聯(lián)合風(fēng)壓和風(fēng)量均小于扇風(fēng)機(jī)Ⅰ工單獨(dú)工作時的風(fēng)壓和風(fēng)量。顯然，這時扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作是不合理的。因此，可以得出結(jié)論，扇風(fēng)機(jī)串聯(lián)工作，只有在由于網(wǎng)路風(fēng)阻增大而使風(fēng)量不足的情況下才能運(yùn)用。二、主扇和自然風(fēng)壓串聯(lián)主扇與自然風(fēng)壓串聯(lián)工作時，其扇風(fēng)機(jī)風(fēng)壓與自然風(fēng)壓的關(guān)系，如下圖所示。礦井主扇的靜壓特性曲線為I，礦井風(fēng)阻特性曲線為R，在冬季，礦井自然風(fēng)壓幫助機(jī)械通風(fēng)，其特性曲線為Ⅱ，由曲線Ⅰ和Ⅱ按“風(fēng)量相等，風(fēng)壓相加”的原則，可以得到聯(lián)合工作特性曲線Ⅲ，它與R曲線的交點(diǎn)即為聯(lián)合工況點(diǎn)M0(Q0、h0)，而扇風(fēng)機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)為M1(hfs，Q0)。顯然，hfs＋hn＝hr，表明扇風(fēng)機(jī)提供的風(fēng)壓hfs加上自然風(fēng)壓hn用來克服礦井通風(fēng)阻力hr。若無自然風(fēng)壓作用時，扇風(fēng)機(jī)單獨(dú)工作的工況點(diǎn)為MⅠ(h'0，Q'0)，Q'0<Q0，說明自然風(fēng)壓為正值時，提高了扇風(fēng)機(jī)的通風(fēng)能力。在夏季，自然風(fēng)壓是削弱機(jī)械通風(fēng)的。設(shè)自然風(fēng)壓特性曲線為Ⅱ’；而主扇的靜壓特性曲線Ⅰ不變。運(yùn)用“風(fēng)量相等，風(fēng)壓相加”的原則，可得Ⅰ和Ⅱ’的聯(lián)合作業(yè)特性曲線Ⅲ’，