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第四章 矿井通风动力
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第一节 自然风压
第二节 矿用通风机的类型及构造
第三节 通风机附属装置
第四节 通风机实际特性曲线
第五节 通风机工况点及其经济运行
第六节 通风机的联合运转
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1、上一章内容回顾
1)、上一章所讲的主要内容
风速在井巷断面上的分布、摩擦阻力定律及摩擦阻力的计算、摩擦阻力系数、摩擦风阻、尼古拉兹实验、矿井局部阻力系数的计算方法、矿井风阻特性曲线及画法、总风阻与等积孔的计算及降低矿井通风阻力的措施。
2)、能解决的实际问题
(1)判断井巷风流状态；
(2)摩擦阻力系数及摩擦风阻值的计算；
(3)矿井通风阻力计算问题
(4)降低矿井通风阻力的技术措施
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2、本章的重点：
1)自然风压的产生、计算、利用与控制
2)轴流式和离心式主要通风机特性
3)主要通风机的联合运转
4)主要通风机的合理工作范围
3、本章的难点：
1)自然风压的计算、利用与控制
2)主要通风机的联合运转
3)主要通风机的合理工作范围
4、本章的思考题
1)烟囱为什么能够排烟？
2)矿井主要通风机为什么要有反风装置？
3)通风机为啥有个体特性曲线、类型曲线和通用特性曲线？
4)矿井主要通风机工况点是静态的，还是动态的，为什么？
5)轴流式通风机为什么会出现喘振现象？
6)两台风机并联运行时矿井风量一定增大吗？
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概述
通风动力两种：自然通风与机械通风
风流在矿井中流动，新鲜空气进入，浑浊气体（乏风）排出，这都需要通风动力，不论是自然风压还是机械通风机，这些都是通风动力。
通风动力的发展情况总体上来说：纯自然风压→风箱、牛皮囊、水车→蒸汽机→现在的通风机。
古代采煤，井深一般在20丈之内（50米）。（《魏都赋》的注中讲明井深8丈（约27米）），由于没有机械设备，通风动力人们就自发地利用自然风压。
最初采用是一个独眼井(《天工开物》中有记载)。首先是依靠井壁温度与大气温度(或燃火)不同造成空气流动来进行通风，后来井下有了通风回路，靠进、出井口的高度来通风，这时也利用火炉（在回风井筒内），靠热动力来通风，空气加热密度变轻上升，来产生空气流动。
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概述
随着开采深度的增加，通风阻力增大，这时人们就采用井下多设置火炉，就是提高温度，加快气流上升的动力。
自然风压利用到了极限后，仍不能满足开采用风时，开始利用水车、风箱、风扇、牛皮囊等机械装置向矿井内压风。这标志着机械通风的开始。
随着科学技术的发展，瓦特发明了蒸汽机，真正意义上的机械通风开始了瓦特。
虽然现在矿井要求必须进行机械通风，但自然风压是始终存在的，任何矿井中都不可避免自然风压，它在现代矿井通风中也起着很重要的作用，。
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第一节 自然风压
一、 自然风压及其形成和计算
1、自然风压与自然通风

由自然因素作用而形成的通风叫自然通风。
冬季：空气柱0-1-2比5-4-3的
平均温度较低，平均 空气密
度较大，导致两空气柱作用
在2-3水平面上的重力不等。
它使空气源源不断地从井
口1流入，从井口5流出。
夏季：相反。
自然风压：在通风系统中，由于重力差引起的通风压力，就叫该系统的自然风压。其大小等于作用在最低水平两侧空气柱重力差。
0
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2
3
4
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dz
ρ1
dz
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z
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2、自然风压的计算
根据自然风压定义，自然风压是“势函数”，是一种势能，因此要注意选取计算的参考面，即0势位面，图所示系统的自然风压HN可用下式计算 ：
为了简化计算，一般采用测算出0-1-2和5-4-3井巷中空气密度的平均值ρm1和ρm2，用其分别代替上式的ρ1和ρ2，则上式可写为：
在实际测量计算中，常取：
注意：1）自然风压的计算必须取一闭合系统。
2）进风系统和回风系统必须取相同的标高。
3）一般选取最低点作为基准面。
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ρ1
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二、 自然风压的影响因素及变化规律
影响自然风压的决定性因素是两侧空气柱的密度差，而空气密度又受温度T、大气压力P、气体常数R(气体常数 ，是一个只与气体的种类有关，与气体所处的状态无关的一个物理量 )和相对湿度φ等因素影响。因此，影