流體網(wǎng)絡復習資料

1、一名詞解釋：通風網(wǎng)絡一名詞解釋：通風網(wǎng)絡是將通風系統(tǒng)中的風道、調(diào)節(jié)設施和風機等實際裝置抽象為分支流阻等流體元件，及由此連接而成的網(wǎng)絡。圖的定。圖的定義：義：一個圖G定義為頂點集合V和頂點間的關(guān)系集合E（邊的集合）構(gòu)成的，可以用一個偶對表示：G=（V，E）其中：V=(v1v2…vm)是圖的節(jié)點集合，m=|V|是節(jié)點數(shù)；E=(e1e2…en)是圖的分支集合，n=|E|是分支數(shù)。在圖中，若用箭頭標明了邊是有方向性的，則稱這樣的圖為有向圖，有向

2、圖，否則稱為無向圖。具有n個頂點，n(n1)2條邊的圖，稱為完全無向圖。完全無向圖。具有n個頂點，n(n1)條弧的有向圖稱為完全有完全有向圖。向圖。完全無向圖和完全有向圖都稱為完全圖。同構(gòu)：同構(gòu)：若圖G=（V，E）和G′=（V′，E′）的頂點集合之間保持關(guān)聯(lián)性質(zhì)的條件下一一對應，則G和G′成為同構(gòu)。度在圖中，一個頂點依附的邊或弧的數(shù)目，稱為該頂點的度。入度：入度：在有向圖中，一個頂點依附的弧頭數(shù)目，稱為該頂點的入度。出度：出度：一個頂點

3、依附的弧尾數(shù)目，稱為該頂點的出度。握手定理：握手定理：若圖中有n個頂點，e條邊或弧，第i個頂點的度為di，則有：子圖：子圖：若有兩個圖G1和G2G1=(V1E1)G2=(V2E2)滿足如下條件：V2?V1，E2?E1，即V2為V1的子集，E2為E1的子集，稱圖G2為圖G1的子圖。賦權(quán)圖（網(wǎng)）：賦權(quán)圖（網(wǎng)）：在圖的邊或弧中給出相關(guān)的數(shù)，稱為權(quán)。權(quán)可以代表一個頂點到另一個頂點的距離、風阻、壓力、流量等，帶權(quán)圖一般稱為網(wǎng)。連通圖：連通圖：在無

4、向圖中，若從頂點i到頂點j有路徑，則稱頂點i和頂點j是連通的。若任意兩個頂點都是連通的，則稱此無向圖為連通圖，否則稱為非連通圖。強連通圖：強連通圖：在有向圖中，若從頂點i到頂點j有路徑，則稱從頂點i和頂點j是連通的，若圖中任意兩個頂點都是連通的，則稱此有向圖為強連通圖，否則稱為非強連通圖。連通分量：連通分量：無向圖中，極大的連通子圖為該圖的連通分量。顯然，任何連通圖的連通分量只有一個，即它本身，而非連通圖有多個連通分量。強連通分量：強連

5、通分量：有向圖中，極大的強連通子圖為該圖的強連通分量。顯然，任何強連通圖的強連通分量只有一個，即它本身，而非強連通圖有多個強連通分量。回路：回路：閉合的鏈稱為回路。若回路中除始、末節(jié)點重合外，無其它重復節(jié)點，則稱為基本回路。樹：樹：不含回路的連通圖，稱為樹。組成樹的邊稱為樹枝。樹中僅有一條分支與其相關(guān)聯(lián)的節(jié)點，稱為懸掛點。不同節(jié)點和分支交替銜接的連線稱為鏈。鏈。在鏈中不考慮分支的風流方向。各分支的風流方向都一致的順向路稱為通路。樹：樹聯(lián)

6、通且無回路。生成樹通路。樹：樹聯(lián)通且無回路。生成樹:包含了圖G中全部節(jié)點，而又不構(gòu)成回路的連通子圖.即包含了圖G中全部節(jié)點的樹稱為圖G的生成樹。余樹余樹:圖G去掉生成樹后剩下的邊構(gòu)成余樹，余樹所含的邊稱為余樹邊，余樹邊數(shù)目為（nm1）個。最小生成樹：最小生成樹：一棵生成樹所有樹枝上權(quán)的總和稱為樹的權(quán)。圖G中所有生成樹中權(quán)最小者，稱為最小樹。圖的節(jié)點鄰接矩陣：表示圖的節(jié)點間鄰接關(guān)系的矩陣稱為節(jié)點鄰接矩陣。關(guān)聯(lián)矩陣關(guān)聯(lián)矩陣：表示圖的節(jié)點與分

7、支之間關(guān)聯(lián)關(guān)系的矩陣?；净芈肪仃嚕骸；净芈肪仃嚕罕硎疽粋€圖的邊與回路關(guān)系的矩陣。任取圖G的一顆生成樹T，以余樹弦為獨立分支，得到一組線性無關(guān)的回路，稱為基本回路回路風壓平衡定律、能量平衡定律是指在任一回路中，各分支的通風阻力代數(shù)和等于該回路中通風機風壓與自然風壓的代數(shù)和。通風機工況：通風機工況：通風機對管網(wǎng)系統(tǒng)進行通風時，其工作風壓、風量、效率、軸功率以及運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性等情況稱為通風機的工況。通風機工況點：通風機工況點：通風機工作管網(wǎng)的

8、風阻曲線與風機風壓特性曲線的交點。通風機合理的工作區(qū)域通風機合理的工作區(qū)域是由最高轉(zhuǎn)速（或最大輪葉安裝角）和額定最低轉(zhuǎn)速（或最小輪葉安裝角）的風壓特性曲線，允許最低效率的等效曲線以及允許最高工作風壓線所圍成的區(qū)域。二、簡答題二、簡答題1建立通風網(wǎng)絡解算模型遵循那三個基本定律？寫出用矩陣形式表示的回路風量法網(wǎng)絡解算模型？并寫出其風量修正的迭代公式？建立通風網(wǎng)絡解算模型遵循那三個基本定律？寫出用矩陣形式表示的回路風量法網(wǎng)絡解算模型？并寫出其

9、風量修正的迭代公式？三個基本定律：三個基本定律：阻力定律，節(jié)點質(zhì)量流量守恒定律和回路風壓平衡定律數(shù)學模型：數(shù)學模型：整理得風量修正迭代式：整理得風量修正迭代式：)(y1yyyykkFFkQQQQQ??????????????????????????????????????????????????????????NNNNNNqfqfqfqfqfqfqfqfqfFy2y1yy22y21y2y12y11y1y?????????????Q2通風

10、網(wǎng)絡按需分風解算與自然分風解算的數(shù)學模型和解算方法、步驟上有何異同點？通風網(wǎng)絡按需分風解算與自然分風解算的數(shù)學模型和解算方法、步驟上有何異同點？a數(shù)學模型：數(shù)學模型：自然風風：按需風分：0fcydiagydiag???CPCHQCQCCRTTb方法步驟方法步驟自然風分：自然風風弦的風量，其個數(shù)有N=n－m＋1，與方程個數(shù)相同，因此方程組有定解。當余樹分支風量計算出來后，由式可計算出所有分支的風量。這種以自然的風網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和分支風阻求解風網(wǎng)

11、內(nèi)風量分配的過程，稱為自然分風解算。按需分風：先進行自然風分，再進行按需分風。3在用回路風量法進行按需分風網(wǎng)絡解算時，為什么將按需分風分支（定流分支）作為當然的余樹分支，并將風量調(diào)節(jié)點就設在該分支在用回路風量法進行按需分風網(wǎng)絡解算時，為什么將按需分風分支（定流分支）作為當然的余樹分支，并將風量調(diào)節(jié)點就設在該分支上？如果將定流分支作為當然的余樹分支，那么對定流分支設定的數(shù)量和位置有何限制要求？上？如果將定流分支作為當然的余樹分支，那么對定

12、流分支設定的數(shù)量和位置有何限制要求？1）采用回路風量法求解通風網(wǎng)絡按需分風問題時，求解的未知數(shù)有余樹分支的風量和調(diào)節(jié)量。如果將固定風量分支和風機分支都作為余樹分支，首先待求的未知余樹分支數(shù)目減少，每臺風機也僅包含在一個回路中，需要進行風量修正迭代計算回路數(shù)目減少，軟件實現(xiàn)簡單易行；其次當風量求出后，對于固定風量分支所在回路的風壓不平衡值可作為阻力調(diào)節(jié)量施加在固定風量分支上，即可實現(xiàn)方便的阻力調(diào)節(jié)。2）定流分支設定數(shù)量的限制要求）定流分支

13、設定數(shù)量的限制要求（1）最多有效調(diào)節(jié)點數(shù)量：假設在每條余樹分支中安設一個調(diào)節(jié)設施，通風網(wǎng)絡中的最多有效調(diào)節(jié)點數(shù)量為（n－m＋1），就可以實現(xiàn)全風網(wǎng)的風量控制。（2）最少的調(diào)節(jié)點數(shù)量：若網(wǎng)絡僅靠自然分風就能滿足全部風量要求，則網(wǎng)絡內(nèi)部不需調(diào)節(jié)。但每個通風系統(tǒng)至少應由一臺通風機提供通風動力，而通風機可視為一個調(diào)節(jié)設施，因此通風網(wǎng)絡的最少調(diào)節(jié)點數(shù)為1。（3）實際通風網(wǎng)絡調(diào)節(jié)點數(shù)量：在實際通風網(wǎng)絡中，常有些不需調(diào)節(jié)的自然分風子網(wǎng)絡包含ｋ個獨立回

14、路，則網(wǎng)絡中應具有的獨立調(diào)節(jié)點數(shù)目為：s=nmk1。3）定流分支設定位置的限制要求：）定流分支設定位置的限制要求：調(diào)節(jié)點位置放在所有余樹分支中；不同的生成樹對應了一個調(diào)節(jié)方案。4一個含有多進風井和多回風井的通風系統(tǒng)應如何形成一個強連通的通風網(wǎng)絡圖一個含有多進風井和多回風井的通風系統(tǒng)應如何形成一個強連通的通風網(wǎng)絡圖？①對于入風井為多風井的情況，選取入風井標高最大的一點為起點，以其他通風井口為末點作為大氣聯(lián)通分支。（入風）②對于出風井為多風

15、井的情況，選取出風井標高最大的一點為末點，以其他出風井口為起點作為大氣聯(lián)通分支。（出風）③以標高最大的出風開口為起點，標高最大的進風井口為末點作為總大氣連通分支。5如果通風網(wǎng)絡中所有分支風量均已知，此時的網(wǎng)絡解算有何特點？如果通風網(wǎng)絡中所有分支風量均已知，此時的網(wǎng)絡解算有何特點？全控制風網(wǎng)，定出一個目標函數(shù)，找出最佳調(diào)節(jié)點，求目標函數(shù)的極值。（無需進行風網(wǎng)解算。無需進行風網(wǎng)解算。若網(wǎng)絡僅靠自然分風就能滿足全部風量要求，則網(wǎng)絡內(nèi)部不需調(diào)節(jié)

16、。但每個通風系統(tǒng)至少應由一臺通風機提供通風動力，而通風機可視為一個調(diào)節(jié)設施，因此通風網(wǎng)絡的最少調(diào)節(jié)點數(shù)為1。）6如果已給出了通風機的風壓特性曲線和輸入功率特性曲線，試說明求效率特性曲線的方法？如果已給出了通風機的風壓特性曲線和輸入功率特性曲線，試說明求效率特性曲線的方法？可以采用作圖法求出效率特性曲線。首先diagyyfdiag0TTpCH???CRCQCQCPyfdiagydiagy2QPCCQCCRQddFTT????diagyyf

17、diag0TTpCH???CRCQCQCP列出若干個風量值，然后在每個風量下在風壓特性曲線和輸入功率特性曲線上取相對應的點，根據(jù)η=HQ1000N，其中H為風壓，Q為風量，N為輸入功率。求出對應風量下的效率，根據(jù)已知點描圖作出曲線即可。(通風機的個體特性曲線對于任何一臺通風機，通風機的特性參數(shù)：流量，壓力，功率和效率之間都存在著一定的依存關(guān)系。例如，將通風機裝在試驗管道(或礦井)上運轉(zhuǎn)，若不斷改變管道的風阻值，則可以測得一系列與風阻值相

18、對應的Q、h、N和η值。如以Q為橫坐標，h為縱坐標，將上述測得的各對應的Q、h值描在坐標紙上，并連結(jié)各點，可以獲得風量—風壓曲線(簡稱風壓曲線)，用同樣方法可以得到風量—功率曲線(簡稱功率曲線)和風量—效率曲線(簡稱效率曲線)。上述諸曲線即稱為通風機的個體特性曲線。)7求通風機風壓特性曲線函數(shù)時，如何確定采集風機工況點的數(shù)量和分布范圍？求通風機風壓特性曲線函數(shù)時，如何確定采集風機工況點的數(shù)量和分布范圍？應當預先分析風機特性曲線的合理工況

19、范圍，風機工況點的采集應均勻覆蓋整個合理工況的范圍，軟件的要求一般每條曲線需采集4個工況點，其中包含風機可能達到的最大風壓、高效點和風量最大點。對于每一條曲線的4個工況點應在該風機特性曲線上均勻分布，對一條風機特性曲線不能出現(xiàn)任何兩個工況點風量相等的情況。8根據(jù)通風機風壓特性曲線函數(shù)的性質(zhì)和特點，在風機風量根據(jù)通風機風壓特性曲線函數(shù)的性質(zhì)和特點，在風機風量q0的情況下，試討論的情況下，試討論中三個系數(shù)的取值范圍？中三個系數(shù)的取值范圍？2

20、012???paaqaqa20a0a14a229對于有對于有n條分支、條分支、m個節(jié)點的通風網(wǎng)絡圖，其包含的基本回路數(shù)有多少？個節(jié)點的通風網(wǎng)絡圖，其包含的基本回路數(shù)有多少？(nm1)生成樹有m1條分支，所以余數(shù)弦有nm1條，包含的基本回路數(shù)有(nm1).10簡述采用最小二乘法擬合通風機特性函數(shù)曲線的原理和適用條件簡述采用最小二乘法擬合通風機特性函數(shù)曲線的原理和適用條件設通風機的風壓特性方程為:對應k個測點所測得的通風機風量，得下列關(guān)系式

21、：由于實測的通風機風壓存在誤差，則有以下的誤差方程組：而最小二乘法是一種數(shù)學優(yōu)化技術(shù)，它通過最小誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配。利用最小二乘法可以簡便的求得未知的數(shù)據(jù)，并使這些求得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和最小，最小二乘法還可用于曲線擬合。從測定的k組數(shù)據(jù)出發(fā)，為求取一個最佳的風壓特性系數(shù)值，使誤差最小，就需要求用最小二乘求誤差方程組的解。適用范圍：適用范圍：對具有4個點以上的通風機性能測定參數(shù)的風機，采用可優(yōu)化多項式次數(shù)的最

22、小二乘法擬合，并限制最高次數(shù)為3次。對通風機進行測定時，設共對k個工況點進行了測定，獲得k組通風機的風壓和風量數(shù)據(jù)，設為，i=1，2，…，k。由于測定工作中儀器的誤差、視覺誤差以及其它原因?qū)е碌恼`差，造成測定數(shù)據(jù)偏離通風機的實際工況點，這k組數(shù)據(jù)不可能連成一條平滑的曲線，所以不能將測定的工況點作為插值基點用插值法求算。為了求得符合實際通風機特性的平滑曲線，須對測定數(shù)據(jù)進行最小二乘擬合。11在進行礦井通風網(wǎng)絡解算時，通風網(wǎng)絡圖簡化的基本原

23、則是什么？在進行礦井通風網(wǎng)絡解算時，通風網(wǎng)絡圖簡化的基本原則是什么？簡化后的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)必須體現(xiàn)出原通風系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點不失真；由于簡化導致的網(wǎng)絡解算誤差應在允許的誤差范圍內(nèi)，解算的結(jié)果有使用價值。（把復雜的通風網(wǎng)絡，逐步地進行合成轉(zhuǎn)化為單一風機與單一巷道的關(guān)系，已達到解算的目的；確保分析結(jié)果可信的前提是網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及其基礎參數(shù)與所表達的實際通風系統(tǒng)相吻合。）12在進行礦井通風網(wǎng)絡解算時，為什么要用風阻值和風阻與風量之積作為權(quán)值選擇最小生成樹在進

24、行礦井通風網(wǎng)絡解算時，為什么要用風阻值和風阻與風量之積作為權(quán)值選擇最小生成樹為了提高迭代收斂性和收斂速度。選用余數(shù)弦的最大風阻來增大雅可比矩陣主對角元素值，用來提高迭代的收斂性，用風量與風阻的乘積作為權(quán)值可進一步提高收斂的速度。13闡述評價一個礦井通風系統(tǒng)優(yōu)劣的基本要素有哪些？如何運用計算機網(wǎng)絡解算軟件工具進行礦井通風系統(tǒng)改造優(yōu)化工作？闡述評價一個礦井通風系統(tǒng)優(yōu)劣的基本要素有哪些？如何運用計算機網(wǎng)絡解算軟件工具進行礦井通風系統(tǒng)改造優(yōu)化工

25、作？1）評價一個礦井通風系統(tǒng)優(yōu)劣的基本要素為技術(shù)可行性，經(jīng)濟合理性和安全可靠性三個方面，還可細分為若干子指標。安全可靠性包括調(diào)節(jié)設施的數(shù)量與類型、礦井抗災能力、用風地點風流穩(wěn)定性、礦井主要通風機運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。經(jīng)濟合理性包括通風設備購置費、通風井巷工程費、噸煤主要通風機電費、主要通風機年電耗、主要通風機效率、主要通風機房壓煤、占地。技術(shù)可行性包括通風方式、噸煤供風量、礦井風量供需比、礦井等積孔、礦井風壓、礦井風量。（礦井通風系統(tǒng)是由通風動力

26、及其裝置、通風井巷網(wǎng)絡、風流監(jiān)測與控制設施四部分組成。在生產(chǎn)時期其任務是利用通風動力、以最經(jīng)濟的方式，向井下各用風地點供給質(zhì)優(yōu)量足的新鮮空氣，保證工作人員的呼吸，稀釋并排除瓦斯、粉塵等各種有害物質(zhì)，降低熱害，給井下工人創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境；在發(fā)生災變時，能有效、及時地控制風向及風量，并與其他措施結(jié)合，防止災害的擴大，進而消滅事故。因此將礦井完成以上任務作為評價要素。）2）進行礦井通風系統(tǒng)改造優(yōu)化工作時，首先根據(jù)生產(chǎn)要求，確定礦井通風系統(tǒng)改

27、造目標，通過對通風系統(tǒng)現(xiàn)狀調(diào)查：通風機鑒定、阻力測定、風量分配，分析出通風現(xiàn)狀，查明通風系統(tǒng)存在的問題。若是系統(tǒng)不合理配風不合理，1.調(diào)整通風系統(tǒng)2.調(diào)整采掘布局3.封堵漏風4.提高通風設施質(zhì)量。若是井巷通風能力不足，1.清理維修井巷2.增加并聯(lián)風道3.調(diào)整系統(tǒng)、縮短風路4.擴大高阻段斷面5.新開風道或風井。若是通風機能力不足或過剩，1.調(diào)整葉片安裝角2.調(diào)整通風機轉(zhuǎn)速3.換電機4.更換通風機5.通風機聯(lián)合運轉(zhuǎn)。擬定礦井通風系統(tǒng)技術(shù)改造

28、方案，初步的技術(shù)比較，確定進行比較的方案，利用計算機對通風系統(tǒng)比較方案進行模擬，確定礦井通風系統(tǒng)技術(shù)改造最優(yōu)方案。（①礦井通風網(wǎng)絡設計優(yōu)化。礦井通風網(wǎng)絡設計優(yōu)化。如在保證礦井需要風量的前提下，求使通風巷道的掘進費、維護費和通風電費總和為最小的巷道最優(yōu)斷面以及相應的礦井最優(yōu)風壓值；②通風網(wǎng)絡調(diào)節(jié)優(yōu)化。通風網(wǎng)絡調(diào)節(jié)優(yōu)化。如當網(wǎng)絡中各分支的風阻為已知、各分支的風量都已給定或已計算出來之后，如何確定通風機的最優(yōu)風壓值和各調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)設施的最佳位置及

29、參數(shù)，使得礦井通風總功率為最??；③通風網(wǎng)絡風量分配優(yōu)化。通風網(wǎng)絡風量分配優(yōu)化。如當網(wǎng)絡中各分支的風阻已知、主要用風地點的風量已給定之后，如何求網(wǎng)絡中其余分支的最優(yōu)風量值，以使得礦井通風總功率最??；④通風機優(yōu)選。通風機優(yōu)選。如當風機所需擔負的風壓和風量為已知時，如何選擇滿足礦井通風要求且通風功率為最小的風機。（1）結(jié)合礦井生產(chǎn)發(fā)展規(guī)劃，按不同生產(chǎn)時期、不同生產(chǎn)水平選擇多種通風系統(tǒng)方案，以便比較、優(yōu)選。（2）根據(jù)所提的不同方案，分別按生產(chǎn)要