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1、第二章第二章 礦井通風壓力礦井通風壓力 ：介紹空氣的主要物理參數(shù)、性質(zhì)，討論空氣在流動介紹空氣的主要物理參數(shù)、性質(zhì)，討論空氣在流動過程中所具有的能量（壓力）及其能量的變化。推導(dǎo)了礦井空氣流動過過程中所具有的能量（壓力）及其能量的變化。推導(dǎo)了礦井空氣流動過程中的能量方程，介紹了能量方程在礦井通風中的應(yīng)用。程中的能量方程，介紹了能量方程在礦井通風中的應(yīng)用。第一節(jié)第一節(jié) 空氣的主要物理參數(shù)空氣的主要物理參數(shù)一、溫度一、溫度 溫度是描述物體冷熱狀態(tài)的物理量。礦井表示氣候條件的主溫度是描述物體冷熱狀態(tài)的物理量。礦井表示氣候條件的主要參數(shù)之一。熱力學(xué)絕對溫標的單位要參數(shù)之一。熱力學(xué)絕對溫標的單位K K T

2、=273.15+tT=273.15+t二、壓力（壓強）二、壓力（壓強）空氣的壓力也稱為空氣的靜壓，用符號空氣的壓力也稱為空氣的靜壓，用符號P P表示。壓強在表示。壓強在礦井通風中習慣稱為壓力。它是空氣分子熱運動對器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)。礦井通風中習慣稱為壓力。它是空氣分子熱運動對器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)。P=2/3n(1/2mvP=2/3n(1/2mv2 2)礦井常用壓強單位：礦井常用壓強單位：Pa Pa MpaMpa mmHg mmH mmHg mmH2 20 0 mmbarmmbar bar bar atmatm 等等。換算關(guān)系：換算關(guān)系：1 1 atmatm=760 mmHg=1013.25 =7

3、60 mmHg=1013.25 mmbarmmbar=101325 Pa =101325 Pa mmbarmmbar=100 Pa =10.2 mmH=100 Pa =10.2 mmH2 20,0,mmHg=13.6mmHmmHg=13.6mmH2 20=133.32 Pa0=133.32 Pa三、密度三、密度 單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，與與P P、t t、濕度等有關(guān)。濕度等有關(guān)。=M/V =M/V 四、比容四、比容 空氣的比容是指單位質(zhì)量空氣所占有的體積，空氣的比容是指單位質(zhì)量空氣所占有的體積，用符號用符號（m m3 3/kg/kg）表示

4、，比容和密度互為倒數(shù)，）表示，比容和密度互為倒數(shù)，它們是一個狀態(tài)參數(shù)的兩種表達方式它們是一個狀態(tài)參數(shù)的兩種表達方式即即:=V/M=1/=V/M=1/四、粘性四、粘性流體抵抗剪切力的性質(zhì)。當流體層間發(fā)生相對運動時，在流體內(nèi)部兩個流體抵抗剪切力的性質(zhì)。當流體層間發(fā)生相對運動時，在流體內(nèi)部兩個流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力(內(nèi)摩擦力內(nèi)摩擦力)以阻止相對運動，流以阻止相對運動，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。其大小主要取決于溫度。體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。其大小主要取決于溫度。式中：式中：比例系數(shù)，代表空氣粘性，稱為比例系數(shù)，代表空氣粘性，稱為動力粘性動力

5、粘性或或絕對粘度絕對粘度。其。其 溫度是影響流體粘性主要因素，氣體，隨溫度升高而增大，液體而降低溫度是影響流體粘性主要因素，氣體，隨溫度升高而增大，液體而降低 V y第二節(jié)第二節(jié) 風流能量與壓力風流能量與壓力 能量與壓力是通風工程中兩個重要的基本概念，壓力可以理解為：單能量與壓力是通風工程中兩個重要的基本概念，壓力可以理解為：單位體積空氣所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ臋C械能。位體積空氣所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ臋C械能。一、風的能量與壓力一、風的能量與壓力1.1.靜壓能靜壓靜壓能靜壓（1 1）靜壓能與靜壓的概念）靜壓能與靜壓的概念 空氣的分子無時無刻不在作無秩序的熱運動。這種由分子熱運動產(chǎn)生空氣的分子無時無

6、刻不在作無秩序的熱運動。這種由分子熱運動產(chǎn)生的分子動能的一部分轉(zhuǎn)化的能夠?qū)ν庾鞴Φ臋C械能叫的分子動能的一部分轉(zhuǎn)化的能夠?qū)ν庾鞴Φ臋C械能叫靜壓能靜壓能E E靜靜，J Jm m3 3，在礦井通風中，壓力的概念與物理學(xué)中的壓強相同，即單位面積上受在礦井通風中，壓力的概念與物理學(xué)中的壓強相同，即單位面積上受到的垂直作用力。到的垂直作用力。靜壓力靜壓力P P靜靜=N/m=N/m2 2也可稱為是靜壓能也可稱為是靜壓能，值相等，值相等（）靜壓特點（）靜壓特點 a.a.無論靜止的空氣還是流動的空氣都具有靜壓力；無論靜止的空氣還是流動的空氣都具有靜壓力；b.b.風流中任一點的靜壓各向同值，且垂直于作用面；風流中

7、任一點的靜壓各向同值，且垂直于作用面；c.c.風流靜壓的大?。梢杂脙x表測量）反映了單位體積風流所具有風流靜壓的大小（可以用儀表測量）反映了單位體積風流所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。如說風流的壓力為的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。如說風流的壓力為101332Pa101332Pa，則指則指風流風流1m1m3 3具有具有101332J101332J的靜壓能。的靜壓能。（）壓力的兩種測算基準（表示方法（）壓力的兩種測算基準（表示方法）根據(jù)壓力的測算基準不同，壓力可分為：根據(jù)壓力的測算基準不同，壓力可分為：絕對壓力和相對壓力絕對壓力和相對壓力。A A、絕對壓力：絕對壓力：以真空為測算零點（比較基準

8、）而測得的壓力稱之為以真空為測算零點（比較基準）而測得的壓力稱之為絕對壓力，用絕對壓力，用 P P 表示。表示。B B、相對壓力：相對壓力：以當時當?shù)赝瑯烁叩拇髿鈮毫闇y算基準以當時當?shù)赝瑯烁叩拇髿鈮毫闇y算基準(零點零點)測測得的壓力稱之為相對壓力，即通常所說的表壓力，用得的壓力稱之為相對壓力，即通常所說的表壓力，用 h h 表示。表示。風流的絕對壓力（風流的絕對壓力（P P）、）、相對壓力（相對壓力（h h）和與其對應(yīng)的大氣壓（和與其對應(yīng)的大氣壓（P P0 0）三者之間的關(guān)系如下式所示：三者之間的關(guān)系如下式所示：h =P h =P P P0 0P Pi i 與與 h hi i 比較：比較：

9、I I、絕對靜壓總是為正，而相對靜壓有絕對靜壓總是為正，而相對靜壓有正負正負之分；之分；IIII、同一斷面上各點風流的絕對靜壓隨高度的變化而變化，而相對靜壓與同一斷面上各點風流的絕對靜壓隨高度的變化而變化，而相對靜壓與高度無關(guān)。高度無關(guān)。IIIIII、P Pi i 可能大于、等于或小于與該點同標高的大氣壓可能大于、等于或小于與該點同標高的大氣壓(P(P0i0i)。2 2、位能、位能（1)1)位能的概念位能的概念 位能的產(chǎn)生位能的產(chǎn)生 如果把質(zhì)量為如果把質(zhì)量為M M（kgkg）的物體從某一基準面提高的物體從某一基準面提高Z Z（m m），），就要對物體克服就要對物體克服重力作功重力作功M.g.Z

10、M.g.Z（J J），），物體因而獲得同樣數(shù)量（物體因而獲得同樣數(shù)量（M.g.ZM.g.Z）的重力位能。的重力位能。即：即：E EPOPO=M.g.Z =M.g.Z 重力位能是一種潛在的能量，它只有通過計算得重力位能是一種潛在的能量，它只有通過計算得其大小，而且是一個其大小，而且是一個相對值相對值 。實際工作中一般計算位能差。實際工作中一般計算位能差。（）位能計算（）位能計算 dzi（3)3)位能與靜壓的關(guān)系位能與靜壓的關(guān)系（4)4)位能的特點位能的特點 a.a.位能是相對某一基準面而具有的能量，它隨所選基準面的變化而變位能是相對某一基準面而具有的能量，它隨所選基準面的變化而變化?；?。但位能差

11、為定值。但位能差為定值。b.b.位能是一種潛在的能量，它在本處對外無力的效應(yīng)，即不呈現(xiàn)壓力，位能是一種潛在的能量，它在本處對外無力的效應(yīng)，即不呈現(xiàn)壓力，故不能象靜壓那樣用儀表進行直接測量。故不能象靜壓那樣用儀表進行直接測量。c.c.位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化，在進行能量轉(zhuǎn)化時遵循能量守恒定律。位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化，在進行能量轉(zhuǎn)化時遵循能量守恒定律。3.3.動能動壓動能動壓（1)1)動能與動壓的概念動能與動壓的概念 當空氣流動時，除了位能和靜壓能外，還有空氣定向運動的動能，當空氣流動時，除了位能和靜壓能外，還有空氣定向運動的動能，用用E E動動表示，表示，J/mJ/m3 3；其動能所轉(zhuǎn)化顯現(xiàn)的壓力

12、叫其動能所轉(zhuǎn)化顯現(xiàn)的壓力叫動壓動壓或稱或稱速壓速壓，用符號，用符號h h動動表示，單位表示，單位PaPa。（2)2)動壓的計算動壓的計算 單位體積空氣所具有的動能為：單位體積空氣所具有的動能為：E E動動 i iV V2 20.50.5 式中：式中：i i i i點的空氣密度，點的空氣密度，Kg/mKg/m3 3；v vi i點的空氣流速，點的空氣流速，m/sm/s。E E動動對外所呈現(xiàn)的動壓對外所呈現(xiàn)的動壓h h動動，其值相同。，其值相同。（3)3)動壓的特點動壓的特點 a.a.只有作定向流動的空氣才具有動壓，因此動壓具有方向性。只有作定向流動的空氣才具有動壓，因此動壓具有方向性。b.b.動

13、壓總是大于零。垂直流動方向的作用面所承受的動壓最大（即流動壓總是大于零。垂直流動方向的作用面所承受的動壓最大（即流動方向上的動壓真值）；當作用面與流動方向有夾角時，其感受到的動方向上的動壓真值）；當作用面與流動方向有夾角時，其感受到的動壓值將小于動壓真值。動壓值將小于動壓真值。c.c.在同一流動斷面上，由于風速分布的不均勻性，各點的風速不相等，在同一流動斷面上，由于風速分布的不均勻性，各點的風速不相等，所以其動壓值不等。所以其動壓值不等。d.d.某斷面動壓即為該斷面平均風速計算值。某斷面動壓即為該斷面平均風速計算值。全壓全壓 風道中任一點風流，在其流動方向上同時存在靜壓和動壓風道中任一點風流，

14、在其流動方向上同時存在靜壓和動壓，兩者之兩者之和稱之為該點風流的和稱之為該點風流的全壓全壓，即：，即：全壓靜壓動壓全壓靜壓動壓。由于靜壓有絕對和相對之分，故全壓也有由于靜壓有絕對和相對之分，故全壓也有絕對和相對絕對和相對之分。之分。、絕對全壓（、絕對全壓（P P全）全）P P全全 P P靜靜h h動動 B B、相對全壓（相對全壓（h htiti）h h全全P P全全 P Po o 壓入式風道中：壓入式風道中：h h全全0 0 抽出式風道中：抽出式風道中：h h全全0 0二、風流的點壓力之間相互關(guān)系二、風流的點壓力之間相互關(guān)系 風流的點壓力是指測點的單位體積風流的點壓力是指測點的單位體積(1m(

15、1m3 3)空氣所具有的壓力。通風管道空氣所具有的壓力。通風管道中流動的風流的點壓力可分為：中流動的風流的點壓力可分為：靜壓、動壓和全壓。靜壓、動壓和全壓。風流中任一點風流中任一點i i的動壓、絕對靜壓和絕對全壓的關(guān)系為的動壓、絕對靜壓和絕對全壓的關(guān)系為：h h動動=P=P全全-P-P靜靜 h hvivi、h hI I和和h htiti三者之間的關(guān)系為：三者之間的關(guān)系為：h h全全 =h=h靜靜 +h+h動動 。壓入式通風（正壓通風）壓入式通風（正壓通風）：風流中任一點的：風流中任一點的相對全壓恒相對全壓恒為正。為正。P P全全 and Pand P靜靜 P Po o h h 全全 0 0，h

16、 h靜靜 且且 h h 全全 h h靜靜 ，h h全全 =h=h靜靜 +h+h動動 壓入式通風的實質(zhì)：使風機出口風流的能量增加，即出口風流的絕對壓力壓入式通風的實質(zhì)：使風機出口風流的能量增加，即出口風流的絕對壓力大于風機進口的壓力大于風機進口的壓力。抽出式通風（負壓通風）：抽出式通風（負壓通風）：風流中任一點的相對全壓恒為負，對于抽出式風流中任一點的相對全壓恒為負，對于抽出式通風由于通風由于h h全全 和和 h h靜靜 為負為負，即：即：h h全全 =h=h靜靜 h h動動 抽出式通風的實質(zhì)：使風機入口風流的能量降低，即入口風流的絕對壓力抽出式通風的實質(zhì)：使風機入口風流的能量降低，即入口風流的

17、絕對壓力小于風機進口的壓力小于風機進口的壓力。風流點壓力間的關(guān)系風流點壓力間的關(guān)系例題例題2-2-1 2-2-1 如圖壓入式通風風筒中某點如圖壓入式通風風筒中某點i i的的h h靜靜=1000Pa1000Pa，h h動動=150Pa=150Pa，風風筒外與筒外與i i點同標高的點同標高的P P0 0=101332Pa=101332Pa，求：求：(1)i(1)i點的絕對靜壓點的絕對靜壓P P靜靜；(2)i(2)i點的相對全壓點的相對全壓h h全全；(3)i(3)i點的絕對全壓點的絕對全壓P P全全。解：解：(1)P(1)P靜靜=P=P0 0+h+h靜靜=101332+1000=102332Pa=

18、101332+1000=102332Pa (2)h (2)h全全=h=h靜靜+h+h動動=1000+150=1150Pa=1000+150=1150Pa (3 P (3 P全全=P=P0 0+h+h全全=101332+1150=101332+1150=PaPa例題例題2-2-2 2-2-2 如圖抽出式通風風筒中某點如圖抽出式通風風筒中某點i i的的h h靜靜=1000Pa=1000Pa，h h動動=150Pa=150Pa，風風筒外與筒外與i i點同標高的點同標高的P P0 0=101332Pa=101332Pa，求：求：(1)i(1)i點的絕對靜壓點的絕對靜壓P P靜靜；(2)i(2)i點的相

19、對全壓點的相對全壓h h全全；(3)i(3)i點的絕對全壓點的絕對全壓P P靜靜。解：解：(1)P(1)P靜靜=P=P0 0+h+h靜靜=101332.5-1000=100332Pa=101332.5-1000=100332Pa (2)h (2)h全全 =h=h靜靜 h h動動 1000-150=850Pa1000-150=850Pa (3)P (3)P全全=P=P0 0-h h全全=101332.5-850=100482Pa=101332.5-850=100482Pa三、風流點壓力的測定三、風流點壓力的測定、礦井主要壓力測定儀器儀表、礦井主要壓力測定儀器儀表 （）絕對壓力測量：空盒氣壓計、精

20、密氣壓計、水銀（）絕對壓力測量：空盒氣壓計、精密氣壓計、水銀氣壓計等。氣壓計等。（）壓差及相對壓力測量：恒溫氣壓計、（）壓差及相對壓力測量：恒溫氣壓計、“”水柱水柱計、補償式微壓計、傾斜單管壓差計。計、補償式微壓計、傾斜單管壓差計。（）感壓儀器：皮托管，承受和傳遞壓力，（）感壓儀器：皮托管，承受和傳遞壓力，+-+-測壓測壓（1）絕對壓力測量儀器：空盒壓差計 空盒氣壓計內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖空盒氣壓計內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1、2、3、4傳動機構(gòu)；5拉桿；6波紋真空膜盒；7指針；8彈簧（2）相對壓力測量儀器 A、皮托管 B、U型壓差計 C、單管傾斜壓差計 D、補償式微壓計 皮托管是承受和傳遞壓力的工具。它由兩個同心圓管相

21、套組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。內(nèi)管前端有中心孔，與標有“+”號的接頭相通；外管前端側(cè)壁上分布有一組小孔，與標有“-”號的接頭相通，內(nèi)外管互不相通。使用時，將皮托管的前端中心孔正對風流，此時，中心孔（+）接受的是風流的靜壓和動壓（即全壓），側(cè)孔（-）接受的是風流的靜壓。通過皮托管的“+”接頭和“-”接頭，分別將全壓和靜壓傳遞到壓差計上。B、U形壓差計 U形壓差計形壓差計a垂直形垂直形 b傾斜形傾斜形1U形玻璃管；2標尺C、單管傾斜壓差計 YYT200型單管傾斜壓差計結(jié)構(gòu)型單管傾斜壓差計結(jié)構(gòu)1底座；2水準指示器；3弧形支架；4加液蓋；5零位調(diào)整旋鈕；6三通閥門柄；7游標；8傾斜測壓管；9調(diào)平螺釘；10大

22、容器；11多向閥門D、補償式微壓計DJM9型補償式微壓計型補償式微壓計（3）礦井通風綜合參數(shù)檢測儀 JFY型礦井通風參數(shù)檢測儀面板圖型礦井通風參數(shù)檢測儀面板圖、壓力測定、壓力測定 （）絕對壓力直接測量讀數(shù)。（）絕對壓力直接測量讀數(shù)。（）相對靜壓（）相對靜壓(以如圖負壓通風為例以如圖負壓通風為例)（注意連接方法）：（注意連接方法）：z zP P0 i0 ih h0 00 0推導(dǎo)如圖推導(dǎo)如圖 h=hh=h靜靜?以水柱計的等壓面以水柱計的等壓面0 0 0 0 為基準面，為基準面，水柱計右邊等壓面上受到的力：水柱計右邊等壓面上受到的力：P P左左 P P+gZgZ 水柱計左邊等壓面上受到的力：水柱計左

23、邊等壓面上受到的力：P P右右 P P靜靜+m mg(z-h)+hg(z-h)+h 由等壓面的定義有：由等壓面的定義有：P P左左 P P右右 h=h=P P-P-P靜靜說明：（說明：（I I）水柱計上下移動時，水柱計上下移動時，h h 保持不變；保持不變；（IIII）在風筒同一斷面上、下移動皮托管，水柱計讀數(shù)不變，說明在風筒同一斷面上、下移動皮托管，水柱計讀數(shù)不變，說明同一斷面上同一斷面上 h h 相同。相同。（）相對全壓、動壓測量（）相對全壓、動壓測量 測定連接如圖（測定連接如圖（說明連接方法及水柱高度變化說明連接方法及水柱高度變化）z zP P0 i0 ih ht th hi ih hv

24、 v四、通風壓力與壓差 1、通風壓力與壓差的概念 風流在流動過程中，因阻力作用引起通風壓力的降落，稱為壓降、壓差、或壓力損失。井巷風流中兩斷面之間的總壓差是造成空氣流動的根本原因井巷內(nèi)空氣借以流動的壓力稱為通風壓力。礦井通風壓力？2、靜壓差與全壓差測量 工具：皮托管和壓差計 連接方法本節(jié)課重點本節(jié)課重點 能量方程及在礦井中的應(yīng)用能量方程及在礦井中的應(yīng)用第三節(jié)第三節(jié) 通風能量方程通風能量方程 當空氣在井巷中流動時，將會受到通風阻力的作用，消耗其當空氣在井巷中流動時，將會受到通風阻力的作用，消耗其能量；為保證空氣連續(xù)不斷地流動，就必需有通風動力對空氣作能量；為保證空氣連續(xù)不斷地流動，就必需有通風動

25、力對空氣作功，使得通風阻力和通風動力相平衡。功，使得通風阻力和通風動力相平衡。一、空氣流動連續(xù)性方程一、空氣流動連續(xù)性方程 在礦井巷道中流動的風流是連續(xù)不斷的介質(zhì)，充滿它所流經(jīng)的空在礦井巷道中流動的風流是連續(xù)不斷的介質(zhì)，充滿它所流經(jīng)的空間。在間。在無點源或點匯無點源或點匯存在時，存在時，根據(jù)質(zhì)量守恒定律根據(jù)質(zhì)量守恒定律：對于：對于穩(wěn)定流，穩(wěn)定流，流入某空間的流體質(zhì)量必然等于流出其的流體質(zhì)量。流入某空間的流體質(zhì)量必然等于流出其的流體質(zhì)量。如圖井巷中風流從如圖井巷中風流從1 1斷面流向斷面流向2 2 斷面，作定常流動時，有：斷面，作定常流動時，有：Mi=constMi=const V V1 1 S

26、 S1 1 V V S S 、2 2 1 1、2 2斷面上空氣的平均密度，斷面上空氣的平均密度，kg/mkg/m3 3；V V1 1,，V V2 21 1、2 2 斷面上空氣的平均流速，斷面上空氣的平均流速，m/sm/s；S S1 1、S S2 2 1 1、斷面面積，斷面面積，m m2 2。兩種特例兩種特例：（I I）若若 S S1 1S S2 2 ，則則 V V1 1 V V ；（IIII）若若 ，則則 V V1 1 S S1 1 V V S S 。對于不可壓縮流體，通過任一斷面的體積流量相等，即對于不可壓縮流體，通過任一斷面的體積流量相等，即Q=Q=v vi iS Si i=const=c

27、onst課本例題課本例題 二、巷道中風流的能量方程二、巷道中風流的能量方程能量方程表達了空氣在流動過程中的壓能、動能和位能的變化規(guī)律，是能量守恒和能量方程表達了空氣在流動過程中的壓能、動能和位能的變化規(guī)律，是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律在礦井通風中的應(yīng)用。轉(zhuǎn)換定律在礦井通風中的應(yīng)用。（一）、單位質(zhì)量（一）、單位質(zhì)量(1kg)(1kg)流量的能量方程流量的能量方程在井巷通風中，任一斷面單位體積空氣對某基準面而言具有三種能量，即在井巷通風中，任一斷面單位體積空氣對某基準面而言具有三種能量，即（靜壓能、動壓能、位能靜壓能、動壓能、位能），而這三種能量一般又分別用靜壓，而這三種能量一般又分別用靜壓P P靜靜、動

28、壓、動壓P P動動和位壓和位壓P P位位三種壓力來體現(xiàn)。三種壓力來體現(xiàn)。推導(dǎo)過程：推導(dǎo)過程：結(jié)論：結(jié)論：2211221-2121122vvhPPgZg22Z阻關(guān)于公式的幾點說明：關(guān)于公式的幾點說明：1 1、1m1m3 3 空氣在流動過程中的能量損失（通風阻力）空氣在流動過程中的能量損失（通風阻力）等于兩斷面間的機械能差。等于兩斷面間的機械能差。2 2、各單位要統(tǒng)一使用各單位要統(tǒng)一使用PaPa3 3、動壓計算時，分別使用、動壓計算時，分別使用1-11-1和和2-22-2斷面的空氣密度。斷面的空氣密度。4 4、位壓計算中的密度，應(yīng)分別取位壓計算中的密度，應(yīng)分別取1-11-1和和2-22-2斷面與基

29、斷面與基準面之間的空氣柱的平均密度。準面之間的空氣柱的平均密度?；鶞拭孢x取基準面選?。喝y段之間的最低標高作為基準面。：取測段之間的最低標高作為基準面。（二）、關(guān)于能量方程使用的幾點說明（二）、關(guān)于能量方程使用的幾點說明1.1.能量方程的意義是，表示能量方程的意義是，表示1kg1kg（或或1m1m3 3）空氣由空氣由1 1斷面流向斷面流向2 2斷面的過程中斷面的過程中所消耗的能量（通風阻力），等于流經(jīng)所消耗的能量（通風阻力），等于流經(jīng)1 1、2 2斷面間空氣總機械能（靜壓斷面間空氣總機械能（靜壓能、動壓能和位能）的變化量。能、動壓能和位能）的變化量。2.2.風流流動必須是穩(wěn)定流，即斷面上的參數(shù)

30、不隨時間的變化而變化；所風流流動必須是穩(wěn)定流，即斷面上的參數(shù)不隨時間的變化而變化；所研究的始、末斷面要選在緩變流場上。研究的始、末斷面要選在緩變流場上。3.3.風流總是從總能量（機械能）大的地方流向總能量小的地方。在判斷風流總是從總能量（機械能）大的地方流向總能量小的地方。在判斷風流方向時，應(yīng)用始末兩斷面上的總能量來進行，而不能只看其中的某風流方向時，應(yīng)用始末兩斷面上的總能量來進行，而不能只看其中的某一項。如不知風流方向，列能量方程時，一項。如不知風流方向，列能量方程時，應(yīng)先假設(shè)風流方向應(yīng)先假設(shè)風流方向，如果計算，如果計算出的能量損失（通風阻力）出的能量損失（通風阻力）為正為正，說明風流方向假

31、設(shè)正確；如果，說明風流方向假設(shè)正確；如果為負為負，則風流方與假設(shè)相反。則風流方與假設(shè)相反。4.4.正確選擇求位能時的基準面。正確選擇求位能時的基準面。5.5.應(yīng)用能量方程時要注意各項單位的一致性。應(yīng)用能量方程時要注意各項單位的一致性。6 6、對于流動過程中流量發(fā)生變化，則按總能量守恒與轉(zhuǎn)換定律列方程、對于流動過程中流量發(fā)生變化，則按總能量守恒與轉(zhuǎn)換定律列方程 R133R122323333322222221211111hQhQ2vPZQ2vPZQ2vPZQgggmmm312三、能量方程在礦井通風中的應(yīng)用三、能量方程在礦井通風中的應(yīng)用 1、計算井巷通風阻力并判斷風流方向 例 2、通風阻力與某斷面相

32、對壓力之間的關(guān)系通風阻力與某斷面相對壓力之間的關(guān)系（1）抽出式通風礦井 h阻h靜4h動4h自h全4h自，Pa 規(guī)程要求，都要在主通風機房內(nèi)安裝水柱計，此儀器就是顯示風硐斷面相對壓力的垂直U型壓差計，一般是靜壓水柱計。例：例：某礦井采用抽出式通風如圖所示，測得風硐斷面的風量Q50m3/s，風硐凈斷面積S45m2，空氣密度41.14kg/m3，風硐外與其同標高的大氣壓力P0101324.5Pa，主通風機房內(nèi)靜壓水柱計的讀數(shù)h靜42240 Pa，礦井的自然風壓H自120 Pa，自然風壓的方向幫助主通風機工作。試求P靜4、h動4、P全4、h全4和礦井的通風阻力h阻各為多大？解解：P靜4P0h靜4101

33、324.5224099084.5 Pa h動44v42/24（Q/S）2/21.14（50/5）2/257 Pa P全4P靜4h動499084.55799141.5 Pa h全4h靜4h動42240572183 Pa h阻h靜4h動4h自2240571202303 Pa（2）壓入式通風礦井 h阻（h靜2h動2）（h靜3h動3h自）h全2h全3h自，Pa 說明：對于壓入式通風礦井，吸風道1-2段的阻力，不論在通風設(shè)計中或通風管理中都應(yīng)該考慮，不可忽略。例：如圖 所示的壓入式通風礦井中，已知主通風機吸風段2斷面與風硐3斷面的靜壓水柱計讀數(shù)分別為h靜2162 Pa，h靜31468 Pa；測得兩斷面的動壓分別為h動2110Pa，h動388 Pa；地面大氣壓力P0101324 Pa，自然風壓 h自100 Pa，自然風壓的作用方向與主通風機風流方向相同。試求2、3斷面的絕對靜壓、絕對全壓、相對全壓和礦井的通風阻力各為多大？（P靜2101162 Pa，P靜3102792 Pa；P全2101272 Pa，P全3102880 Pa；h全252 Pa，h全31556 Pa；h阻1708 Pa）