简单通风网路解算法

【摘 要】本文提出了一种解算通风网路的可行方法,论述了它的理论依据,再现了该方法的简捷明了,阐述了该方法的应用.

【关 键 词】风量自然分配,总阻力,总风阻

解算通风网路的理论根据是通风阻力定律、风量平衡定律、风压平衡定律,自然风压和由扇风机特性曲线推导的方程式是自然规律,也是通风网络解算的理论根据.首先解算通风分支风量自然分配,然后解算通风网络总阻力和总风阻,公式简单,解算过程加快,可解一般简单通风网络.例题：图示通风网路

由A流入风量136m3/s,各分支风阻为R1等于0.058,R2等于0.685,R3等于0.089,R4等于0.648,R5等于0.746,R6等于0.805,R7等于0.068,R8等于0.068,R9等于0.01（Ns2/m8）,在A、B、C三点有常量风量QA等于2,QB等于10,QC等于2(m3/s)流出,求各分支风量自然分配,由O到D通风阻力和风阻.

图示通风网路是一般的简单通风网路,因为在矿井进风中有硐室和其他用风,因此有常量风量流出,相应地在回风系统中有常量风量流入.这样的通风网路只有把各分支风量表达为统一自变量的函数后,才能用简单通风网路解算法逐渐逼近真值,得出正确结果.

解题方法如下：

首先检测定在在A、B、C三点没有常量风量流出,解算出各分支自然分配风量,Q1等于38.02m3/s,Q3等于34.06m3/s,按下式把节点流出的常量风量表达为Q1、Q3的函数,即

QA等于Q1等于0.052Q

QB等于Q1等于0.263Q1

QC等于Q3等于0.058Q3

风量前系数取小值是因为A、B、C有常量风量流出时Q1、Q3值将会增大.把QA、QB表达为Q1的函数,QC表达为Q3的函数,在节点就可减去,使下风流各分支风量和通风阻力都可以表达为Q1的函数,利用简单通风网路解算法就可解算图示的通风网路.

R2等于R1

Q2Q1等于Q1

等于0.29098Q1

如图

Q7+QA等于Q1+Q2

Q7等于Q1+Q2-QA等于1.23898Q1

由O到B通风阻力为

hOB等于R1Q+R7Q

等于0.058Q+0.068(1.23898)2Q

等于0.1623848Q

O到B还有通风分支OCB.为把OCB各分支风量表达为Q1的函数.先把各分支风量表达为Q3的函数,然后再表达为Q1的函数.

R4等于R3

Q4等于Q3等于Q3等于0.37060Q3

Q8等于Q3+Q4-Qc

等于1.37060Q3-0.058Q3

等于1.3126Q3

hocB等于0.089+0.068×（1.3126Q3）2

等于0.089+0.1171584

等于0.2061585

hocB等于hoB

0.2061585等于0.1623848

Q3等于Q1

等于0.8875075Q1

hocB等于hoB

Q4等于0.37060×0.8875075Q1

等于0.32891Q1

Q8等于1.31260×0.8875075Q1

等于1.16494Q1

同理R5等于0.1623848

Q5等于等于0.46656Q1

Q9等于Q7+Q8+Q5-QB

等于1.23898Q1+1.31260×0.8875075Q1+0.46656Q1-0.263Q1

等于2.60748Q1

hOD等于hOB+hBD

等于0.1623848Q+0.01（2.60748Q1）2

等于0.2303743Q

R6等于hOD

Q6等于Q1等于0.53496Q1

Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6等于136m3/s

Q1+0.29098Q1+0.8875075Q1+0.32891Q1+0.46656Q1

+0.53496Q1等于136

3.50891Q1等于136

Q1等于等于38.758≈38.76(m3/s)

Q2等于0.29098×38.758等于11.278(m3/s)

Q3等于0.8875075×38.758等于34.398(m3/s)

Q4等于0.32891×38.758等于12.747(m3/s)

Q5等于0.46656×38.758等于18.082(m3/s)

Q6等于0.53496×38.758等于20.734(m3/s)

以上风量之和为136m3/s

QA等于0.052Q1等于0.052×38.758等于2.01(m3/s)

QB等于0.263×38.758等于10.19(m3/s)

QC等于0.058×34.398等于2.00(m3/s)

Q7等于Q1+Q2-QA等于38.758+11.278-2.01等于48.026(m3/s)

Q8等于Q3+Q4-QC等于34.398+11.278-2.00等于45.145(m3/s)

Q9等于Q7+Q8+Q5-QB等于48.026+45.145+18.082-10.19

等于101.068(m3/s)

由O到D通风阻力

HOD等于0.2303743×38.7582等于346.06Pa

由O到D通风风阻

ROD等于等于0.0187≈0.019(NS2/N8)

在解算过程中,通风分支应用的通风阻力定律,并联分支应用的阻力平衡定律,在节点应用的风量平衡定律,解算结果自然符合通风定律,所以,只有A.B.C三点流出风量满足题给要求即可.解算结果仅在B点流出风量比题给风量多0.19m/S,误差很小,解算可结束.如果在A.B.C三点解算出风量与题给风量相差较多,就应该用解算出的Q1、Q2值代入公式再解算,直到达到要求为止,一般1至3次解算即可结束.如果在A.B.C三点没有常量流出,应用以上方法一次解算即可得到准确结果.

解算公式的简化,在使用计算机时程序自然简化,因为本文图示的通风网路可例方程式进行计算,自然可以利用计算机进行解算,而且解算次数可以增加,结果更准确.