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=0.058,R2=0.685, R3=0.089, R4=0.648, R5=0.746, R6=0.805,R7=0.068,R8=0.068, R9=0.01（N・s2/m8 ），在A、B、C三点有常量风量QA=2, QB=10, QC=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：

首先假定在在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=38.02m3/s, Q3=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=Q1=0.052 Q

QB=Q1=0.263 Q1

QC=Q3=0.058 Q3

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=R1

Q2Q1=Q1

=0.29098Q1

如图

Q7+QA=Q1+Q2

Q7=Q1+Q2-QA=1.23898Q1

由O到B通风阻力为

hOB=R1Q+R7Q

=0.058Q+0.068(1.23898)2Q

=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=R3

Q4=Q3=Q3=0.37060Q3

Q8=Q3+Q4-Qc

=1.37060 Q3-0.058Q3

=1.3126 Q3

hocB=0.089+0.068×（1.3126Q3）2

=0.089+0.1171584

=0.2061585

hocB= hoB

0.2061585=0.1623848

Q3=Q1

=0.8875075Q1

hocB= hoB

Q4=0.37060×0.8875075Q1

=0.32891Q1

Q8=1.31260×0.8875075Q1

=1.16494Q1

同理 R5=0.1623848

Q5==0.46656Q1

Q9=Q7+Q8+Q5-QB

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

=2.60748Q1

hOD=hOB+hBD

=0.1623848Q+0.01（2.60748Q1）2

=0.2303743Q

R6=hOD

Q6=Q1=0.53496Q1

Q1+Q2+Q3+Q4+Q5+Q6=136m3/s

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

+0.53496Q1=136

3.50891Q1=136

Q1==38.758≈38.76(m3/s)

Q2=0.29098×38.758=11.278(m3/s)

Q3=0.8875075×38.758=34.398(m3/s)

Q4=0.32891×38.758=12.747(m3/s)

Q5=0.46656×38.758=18.082(m3/s)

Q6=0.53496×38.758=20.734(m3/s)

以上风量之和为136m3/s

QA=0.052 Q1=0.052×38.758=2.01(m3/s)

QB=0.263×38.758=10.19(m3/s)

QC=0.058×34.398=2.00(m3/s)

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

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

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

=101.068(m3/s)

由O到D通风阻力

HOD=0.2303743×38.7582=346.06Pa

由O到D通风风阻

ROD==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。