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矿井通风技术测定 主要通风机性能鉴定技术 一、 主要通风机性能鉴定时工况点快速调节的研究 1、工况点快速调节的方法原理 要使测得的主扇性能曲线各工况点分布均匀，主要应合理调节主扇入风口的过风断面，使主扇的工作风量和风压（通风阻力）变化均匀。这样，问题可归结为在预设的、变化均匀的各点风量和风压下，反算对应的各工况点应如何调节。 风流从1点至4点的流动是一个克服阻力（消耗能量），同时又获得通风机的机械能的过程。由伯努利方程可得： P1+hv1-h1-h12-h2-h23+Pf-h34-h4=P4+hv4+Pz4 (1) P1——反风口的静压，即该处的大气压力，pa； hv1——反风口的动压，pa； h1——反风口处的局部阻力，pa， h12——风流经风硐弯道产生的局部阻力，pa； h2——风流在立闸门处产生的局部阻力，pa； h23——立闸门至主扇（2、3两点间）的沿程阻力，pa； Pf ——主扇的工作风压，pa； h34——扩散器弯段的局部阻力，pa； h4——扩散器出口的局部阻力，pa； P4——扩散器出口处的静压，即该处的大气压力pa； hv4——扩散器出口处的动压，pa； Pz4——扩散器出口处的位压，pa。 由于P1= P4+Pz4 所以由（1）式得： Pf = hv4- hv1+ h1+ h12+ h2+ h23+ h34+ h4 (2) 而hv4-hv1=ρQ2/2 S42-ρQ2/2 S12 (3) 式中，ρ──空气密度，kg/m3； Q──主扇工作风量，m3/s； S4──扩散器出口的断面积，m2； S1──反风口的断面积，m2。 h1为风流在反风口因断面突然缩小所产生的局部阻力，有： h1 =ρQ2/2 S12 （4） 1、2两点间的弯道产生的局部阻力为： h12=ξ12ρQ2/2 S122=0.008θ120.75(R12/d12)-0.6ρQ2/2 S122 (5) 式中，ξ12──1、2两点间的弯道的局部阻力系数，无因次； S12──1、2 两点间风硐的断面积，m2； θ12——1、2两点间弯道的风流转弯角，度（°）； R12──1、2两点间的弯道的的曲率半径，m； d12──1、2 两点间风硐的通风当量直径，m。 h2为局部节流装置产生的局部阻力，有： h2=ξ2ρQ2/2 S22=ξ2ρQ2/2h2B2 （6） 式中，ξ2──立闸门处的局部阻力系数，无因次； S2──立闸门处风流通过的断面积，m2； h──立闸门提起高度，m； B──立闸门处风硐宽，m。 由流体力学中沿程阻力的计算公式得： h23=(λL/d23) ρQ2/2 S232 (8) 式中，λ──立闸门至主扇的沿程阻力系数，无因次； L──立闸门至主扇的距离，m； d23──立闸门至主扇间风硐的当量直径，m； S23──立闸门至主扇间风硐的断面积，m2。 由于矿井通风风流结构服从紊流分布，其阻力与风量的平方成正比，由尼古拉斯（Nikuradse）提出的阻力平方区的阻力系数计算式得： λ=1/[1.74+2lg(r/ε)]2 (9) 上式中，r/ε为风硐的相对光滑度，无因次。 扩散器弯段产生的局部阻力为： h34=ξ34ρQ2/2 S342 =0.008θ340.75/(R34/d34)-0.6ρQ2/2S342 (10) 式中，ξ34──3、4两点间弯道的局部阻力系数，无因次； θ34——3、4两点间弯道的风流转弯角，度（°）； R34──3、4两点间弯道的曲率半径，m； d34──3、4 两点间弯道的通风当量直径，m； S34──3、4 两点间扩散器的断面积，m2。 风流在扩散器出口因断面突然扩大产生的局部阻力为： h4 =ρQ2/2 S42 （11） 根据流体力学有关局部阻力的实验数据，ξ2与闸门提起高度h及闸门处的风硐高度H有关（如图1的I-I剖面），具体数值按下表选取。 将（3）至（11）式代入（2）式，即可得到不同风量（对应于不同的立闸门提起高度）下相应的主扇风压Pf的计算式为： Pf={2/ S42 +0.008θ120.75(R12/d12)-0.6 S122+ξ2/ h2B2+ L/d23[1.74+2lg(r/ε)]2S