可以通过运行菜单实现通风仿真系统的主要模拟功能。注意这些命令也可以从工具按钮访问。
标准功能
• 风流
• 稳定污染物
VentsimVisal™高级版功能
• 热量模拟
• 柴油机颗粒物
• 动态污染物、气体、热及DPM模拟
• 循环风检测
• 经济性
VentsimVisal™高级版/VentFIRE™火灾版功能
• VentFIRE™火灾模拟
• 多类型复合动态模拟
对模型中的稳定风流进行模拟。标准版只能模拟非压缩性风流,而高级版和高级版可以由设置菜单选择性执行压缩性风流平衡状态下的模拟。
进行稳定状态下的热模拟,少量风流(或大量)基于风流模拟基础上。热模拟是非常复杂的,尽量模拟矿井环境中遇到的多种参数。模拟方法采用的是诸如 Malcolm J. McPherson 编写的《矿井通风和环境工程学》上写的方法,高级版的Ventsim系统考虑的热参数包括:
• 围岩和地下水的热量和湿度
• 不同种类岩石的热性质
• 点源(如电动机)热量、线源(如传送带)热量、柴油机热量以及矿石的氧化作用产生的热量
• 空气自动压缩产生的热量
• 空气的制冷和局部降温
• 矿井下随深度、温度和通风压力变化而变化的空气密度
• 考虑空气密度变化的自然风压
• 诸如除尘水雾的人工加湿
• 湿度过饱和空气的冷凝水
为了精确地对一个矿井建模,必须考虑以上所有的因素。如果有一个参数数据没有输入,系统将假定一个设置好的缺省值并且绝大部分情况下系统都将模拟得出一个结果。
结果的精确度取决于输入数据和所使用缺省值的精确度。更多关于热量模拟的信息在后面的章节有更加详细的介绍。
模拟矿井通风网络中柴油机颗粒物的扩散,该扩散源来自遍布网络中的柴油机热源。 模拟过程假设柴油机颗粒物源头稳定地释放颗粒物,并且在整个网络和节点处均匀混合。
注意现实矿井中可能不会总是这种情况,可能是不均匀混合,排放颗粒也是在不停变化着的,不同的时间柴油机颗粒释放的浓度可能会不一样,但是这种模拟将为通风回路和风流调整后的效果提供一个实用的参照。
更多相关信息请查阅柴油机颗粒物模拟章节。
动态模拟污染物、气体、热、及DPM污染物扩散时间。基于时间上的动态模拟可以暂停或重新观察在屏幕上的模拟结果随时间变化的增量。
每次模拟只能显示一个参数(但高级版的火灾模拟软件可以同时模拟多参数)。要记录历史模拟结果,可以在预定位置设置监视器记录风流变化。
更多相关信息查阅动态模拟章节。
VentFIRE™正像它的名字一样提供更复杂的火灾热模拟及污染物扩散模拟。另外,它能实现多参数如风流、气体、污染物、DPM和热量同时模拟。
VentFIRE™允许模型在整个模拟过程中自动修正,例如改变风机运行、开启或关闭风门或动态移动设备。
更多相关信息查阅VentFIRE™章节。
检测模型中是否存在循环通风回路并报告每条风路中循环风的百分数
循环风流定义为矿井中风流不止一次地通过同一地点。Ventsim 系统运用传统算法追踪整个矿井每一条风流路径,报告出可能循环的风流位置。
为了防止允许的循环风(例如高风阻车场的少量漏风)的琐碎报告,可以通过“设置”菜单设置循环风的界限如允许 1m3/s 。通过相同路径的循环风流将以一定比例或百分数表示。

图5-10 风机循环风流的例子
注意不一定是所有的循环风都流经同一地点,只是一定比例的循环风从当前位置出发又返回了当前同一地点。
有些情况下在矿井不同的区域循环风会逆流而上,顺流而下的风流往往不被认为是循环风。
要查看顺流循环风的影响程度,打开“循环风流”数据或颜色选项,替换循环风百分比选项。
提供一系列方法优化巷道断面尺寸,包括固定巷道尺寸及开拓成本来考虑,或者通过各种开拓预算投资和固定因素来考虑,因此可以考虑大量的巷道尺寸方案。
更多信息查阅经济优化章节。
空气中污染源的顺流或逆流污染物扩散。这些程序通常可以展示来自污染源的气味、气体、灰尘和烟雾的扩散路径和浓度,或者可以预测特定污染物的来源。
不推荐使用该程序预测大型火灾,因为自然火灾具有动态变化特性,动态热量影响自然风压。
要清除通风模型中的污染源或气体,点击污染物子菜单底部或工具栏菜单的“清除所有”清除网络中设置的污染源。
更多相关信息查阅污染物和气体模拟章节。
选择性显示当前模型的内容总结或在不同的分栏格式中分类。这些数据可以复制到粘贴板,然后粘帖到 Word或邮件。
注意:如果使用了图层,则总结内容为当前图层显示的内容。
下表列举一个高级版总结报告的例子说明。
模型风路数 | 2772 | 通风网络总风路数 |
总 长 度 | 66196.0m | 风路总长度 |
总进风量 | 1025.5m3/s | 地表进入矿井新鲜风总量 |
总回风量 | 1040.2m3/s | 排出地面污风总量,由于空气密度受海拔高度、热,空气具有压缩性导致进出风流总量不一致。 |
矿井风阻 | 0.00164Ns2/m8 | 总风量通过矿井的累计风阻,其中包括局扇风筒、循环风,要注意这些基础风路数据的采集。 |
风流总质量 | 1260kg/s | 通过矿井风流的总质量。注意这是去除水分的干空气质量。 |
功率小结 |
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摩擦损失功率 | 1772.2kW | 推动风流通过所有巷道的理论总功率 |
输入功率 | 3609.2kW | 矿井通风的装机功率 |
组成部分…… |
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9风机 @ | 3607.6 kW |
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0固定风压 @ | 0.0 kW |
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2固定风量 @ | 1.6 kW |
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网络效率 | 49.1 % | 理论功耗和装机功率的比率。通风机安装越多网络模型效率越低。风机串联安装按逐级风机效率降低值累计。 |
网络风机小结 |
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风机安装点 | 7 | 网络风机总安装点数 |
风机数量 | 9 | 网络风机装机数 |
关机状态风机 | 0 | 关机状态风机 |
失速风机 | 0 | 失速风机数 |
低压风机数 | 1 | 风机运行在风机高效区最低风压以下 |
负压风机 | 0 | 风机运行在 0 风压或负压状态 |
反转风机 | 0 | 反转运行风机 |
风机总装机功率 | 3607.6 kW | 所有风机的总电功率。该值通过风机电机效率和风机效率来计算。风机功率由风机功率曲线计算而来。如果风机功率曲线不可用,该值将通过风机全压效率曲线估算。如果以上数据都没有,将使用缺省风机缺省效率。 |
热与水分输入报告 |
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柴油机热源 | 0.0 kW 共0热源 | 柴油机热源和污染源 |
显热源 | 0.0 kW 共0热源 | 显(干)热源 |
线性热源 | 0.0 kW 共0热源 | 沿风路释放的热源 |
潜热源 | 0.0 kW 共0热源 | 潜(水蒸气)热源 |
氧化热源 | 0.0 kW 共0热源 | 氧化热热源 |
电转化热源 | 3609.2 kW | 电转化热源 |
总用户输入热 | 3609.2 kW | 人工设置输入的总热源 |
总围岩散热 | 2885.1 kW | 巷道围岩释放的总热量 |
总热量报告 | 6494.3 kW | 所有热量总数 |
总制冷 | 0.0kWR共0制冷源 | 降温设备安装点数 |
总热平衡 | 6494.3 kW | 总热量与降温热量之差 |
点湿源 | 0 | 点湿源数量 (如皮带机喷雾或除尘强制喷雾) |
线性湿源 | 0 | 线性湿源数量 (人工的,如喷雾降尘系统) |
潜湿源输入 | 0 ml/sec | 从潜热源输入的水分(如柴油机引擎和潜在点热源) |
风路壁面水分 | 4404 ml/sec | 风路围岩蒸发的水分 |
冷凝水量 | 0 ml/sec | 水气冷凝量 (通常在回风井中产生)也指矿井中的水雾。 |
排出水分 | 4403 ml/sec | 矿井中排出水分总量 |
热审计 |
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井下热源入网热量 | 6454.5 kW | 确认排出热源来自井下热源。 |
高程调整(压缩热) | 29.5 kW | 进风口与出风口高程差对应的热量差(自动压缩) |
进风/排风热量差 | 6469.9 kW | 从地表进风口进入的热量与出风口排出的热量之差 |
潜在热不平衡量 | 14.1kW (0.2 %) | 井下输入热量与地表记录热量的误差 |
潜在温度不平衡量 | 0.01℃ | 温度结果潜在误差 |
点湿源 | 0 | 点湿源数量 (如皮带机喷雾或除尘强制喷雾) |
线性湿源 | 0 | 线性湿源数量 (人工的,如喷雾降尘系统) |
潜湿源输入 | 0 ml/sec | 从潜热源输入的水分(如柴油机引擎和潜在点热源) |
风路壁面水分 | 4404 ml/sec | 风路围岩蒸发的水分 |
冷凝水量 | 0 ml/sec | 水气冷凝量 (通常在回风井中产生)也指矿井中的水雾 |
排出水分 | 4403 ml/sec | 矿井中排出水分总量 |
热审计 |
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井下热源入网热量 | 6454.5 kW | 确认排出热源来自井下热源。 |
高程调整(压缩热) | 29.5 kW | 进风口与出风口高程差对应的热量差(自动压缩) |
进风/排风热量差 | 6469.9 kW | 从地表进风口进入的热量与出风口排出的热量之差 |
潜在热不平衡量 | 14.1kW(0.2 %) | 井下输入热量与地表记录热量的误差 |
潜在温度不平衡量 | 0.01℃ | 温度结果潜在误 |
图5-11 总结报告输出举例
热审计错误一般是由于热模拟期间空气密度改变而引起的,这种错误不会引起风流和质流的的变化。下次模拟时会纠正这种小错误,但下次模拟也会有空气密度的改变, 因此,这种错误不会真正消除。
热审计错误容忍度 决定于通风网络和温度边界容忍度,一般不超过 5%是可以接受的,只会给温度带来轻微的不平衡。超过 5%的错误会导致模型中过多的微风或零风流风路。
大多数情况下,可以通过去除模型中的微风巷道,或者减少热模拟设置中的总风流限制,或者减少热模拟设置中的温度错误来减少这样的错误。
图表 由模型参数选择图表
能量损失 表述输入各种通风系统电能损失,例如表面摩擦力、局部阻力、出口阻力损失。出口能量损失由污风进入大气时速度的突变引起。注意这些能量通过提高扩散器尺寸与降低出口风速可以收集或转化为有用的风机静压。
热量增加/损失 表述矿井空气中热量的增加或减少。注意对于深井矿山空气的压缩性会是一个明显供热源,热量会随着空气的流动带出地面。也要注意由于地面主通风机本身的热量不会影响井下空气,总结中的热量不包含在这些图表中。

图5-12 矿井总结图表
水分增加 表述井下空气中水分的增加。注意大多数情况下,水分取决于加下围岩的水分挥发或者柴油机潜在热源。
阻力及功率曲线表示通常矿井风量的增加或减少对应风压及功率的变化图表。矿井通风阻力是基于已有通风路径的风阻及风机阻力下计算得出来的。如果风量分配及阻力随着可变的风机安装及阻力发生了变化,那么通风模型阻力也发生了变化。
为使用图表,任何风流的变化必须认定为通常情况和等效变化通过模型。仅通过某一部分风路(用阻力或风机)而不顾其它部分去增加风量将会改变矿井总阻力,最终会导致风压和功率曲线的变化不再遵循正确的曲线。
矿井阻力有2种曲线表示—较低的红色曲线不包括局扇辅助通风风筒,绿色的曲线包括局扇辅助通风风筒。
