1、 Mine Ventilation甘肅煤炭工業(yè)學(xué)校采礦科通風(fēng)教研組一、教學(xué)內(nèi)容一、教學(xué)內(nèi)容1、空氣的主要物理參數(shù)；2、風(fēng)流的能量與壓力；3、壓力測(cè)算基準(zhǔn)、測(cè)量方法以及壓力之間的關(guān)系；4、礦井通風(fēng)能量方程及其應(yīng)用。二、難點(diǎn)重點(diǎn)：二、難點(diǎn)重點(diǎn)：1、風(fēng)流的能量與壓力之間的關(guān)系；2、壓力測(cè)算基準(zhǔn)、測(cè)量方法以及壓力之間的關(guān)系；3、礦井通風(fēng)能量方程及其應(yīng)用。三、教學(xué)要求：三、教學(xué)要求：1、了解風(fēng)流能量與壓力之間的關(guān)系；2、掌握風(fēng)流的三種點(diǎn)壓力的性質(zhì)、測(cè)量方法以及不同壓力測(cè)算基準(zhǔn)下壓力之間的關(guān)系；3、掌握礦井通風(fēng)能量方程，會(huì)應(yīng)用方程解決風(fēng)流方向的判定以及不同斷面之間阻力的計(jì)算。第一節(jié)空氣的主要物理性質(zhì)第一節(jié)

2、空氣的主要物理性質(zhì)第二節(jié)風(fēng)流的能量與壓力第二節(jié)風(fēng)流的能量與壓力第三節(jié)通風(fēng)能量方程第三節(jié)通風(fēng)能量方程一、空氣的密度一、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，用來表示。即： （2-1） 一般將空氣壓力為101325Pa，溫度為20，相對(duì)濕度為60%的礦井空氣稱為標(biāo)準(zhǔn)礦井空氣，其密度為1.2kg/m3VM二、空氣的壓力（壓強(qiáng)）二、空氣的壓力（壓強(qiáng)） 礦井通風(fēng)中，習(xí)慣將壓強(qiáng)稱為空氣的壓力?？諝獾膲毫σ卜Q為空氣的靜壓，用符號(hào)P表示。壓強(qiáng)在礦井通風(fēng)中習(xí)慣稱為壓力。它是空氣分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)。根據(jù)物理學(xué)的分子運(yùn)動(dòng)理論，空氣的壓力可用下式表示： P （2-3）地面空氣壓力習(xí)慣稱為大氣

3、壓。越靠近地表大氣壓力也越大。此外，大氣壓力還與當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件有關(guān)，即便是同一地區(qū)，也會(huì)隨季節(jié)不同而變化，甚至一晝夜內(nèi)都有波動(dòng)。 礦井常用壓強(qiáng)單位：礦井常用壓強(qiáng)單位：PaPa、MPaMPa、KPaKPa、mmHgmmHg、mmHmmH2 20 0、atm atm 等。等。 換算關(guān)系：換算關(guān)系：1atm = 760 mmHg = 101325 Pa 1mmHg = 133.32 Pa1atm = 760 mmHg = 101325 Pa 1mmHg = 133.32 Pa1mmH1mmH2 20 = 9.8 Pa 1MPa =1000 KPa =100 = 9.8 Pa 1MPa =1000 K

4、Pa =106 6 Pa Pa)21(322mvn當(dāng)流體層間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流體內(nèi)部兩個(gè)流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力(內(nèi)摩擦力)以阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。在礦井通風(fēng)中還常用運(yùn)動(dòng)粘性系數(shù) (m2s)和動(dòng)力粘性系數(shù) (Pas)表示。溫度是影響流體粘性的主要因素之一，但對(duì)氣體和液體的影響不同。氣體的粘性隨溫度的升高而增大；液體的粘性隨溫度的升高而減小。 第二節(jié)第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力風(fēng)流的能量與壓力風(fēng)流的能量風(fēng)流的能量與壓力壓力是通風(fēng)工程中兩個(gè)重要的基本概念，完全不同的概念，且有著緊密的聯(lián)系，當(dāng)能量具有對(duì)外做功的能力時(shí)以壓力的形式呈現(xiàn)，壓力可以理解為：?jiǎn)挝惑w積空氣所具

5、有的能夠?qū)ν庾鞴Φ臋C(jī)械能。風(fēng)流在井巷道斷面上所具有的總機(jī)械能和內(nèi)能之和稱為風(fēng)流的能量，總機(jī)械能包括靜壓能、動(dòng)能、位能之和。壓力可以測(cè)定，通過討論壓力關(guān)系來研究能量的變化。風(fēng)流能量總機(jī)械能內(nèi)能靜壓能靜壓動(dòng)能動(dòng)壓位能位壓一、風(fēng)流的能量與壓力一、風(fēng)流的能量與壓力1.靜壓能靜壓（1）靜壓能與靜壓的概念 空氣的分子無時(shí)無刻不在作無秩序的熱運(yùn)動(dòng)對(duì)容器壁撞擊產(chǎn)生的壓力。（）靜壓特點(diǎn)a.無論靜止的空氣還是流動(dòng)的空氣都具有靜壓力；b.風(fēng)流中任一點(diǎn)的靜壓各向同值，且垂直于作用面；c.風(fēng)流靜壓的大小（可以用儀表測(cè)量）反映了單位體積風(fēng)流所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。如說風(fēng)流的壓力為101332Pa，則指風(fēng)流1m

6、3具有101332J的靜壓能。（）壓力的兩種測(cè)算基準(zhǔn)（表示方法）（）壓力的兩種測(cè)算基準(zhǔn)（表示方法）根據(jù)壓力的測(cè)算基準(zhǔn)不同，壓力可分為：絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力。絕對(duì)壓力：絕對(duì)壓力：真空為測(cè)算零點(diǎn)，用 P 表示。相對(duì)壓力：相對(duì)壓力： 以當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)赝瑯?biāo)高的大氣壓力P0為測(cè)算基準(zhǔn)，表壓力，用 h 表示。 風(fēng)流的絕對(duì)壓力（P）、相對(duì)壓力（h）和與其對(duì)應(yīng)的大氣壓（P0）三者之間的關(guān)系如下式所示： h = P P0在壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)礦井中，井下空氣的絕對(duì)壓力都高于當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)同標(biāo)高的大氣壓力，相對(duì)壓力是正值，稱為正壓通正壓通風(fēng)風(fēng)；在抽出式通風(fēng)抽出式通風(fēng)礦井中，井下空氣的絕對(duì)壓力都低于當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)同標(biāo)高的大氣壓力，相對(duì)

7、壓力是負(fù)值，又稱為負(fù)壓負(fù)壓通風(fēng)通風(fēng)。由此可以看出，相對(duì)壓力有正壓和負(fù)壓之分。abPa真空P0Pbha(+)hb(-)P02.位能位壓(1)位能與位壓的概念單位體積空氣由于位置高度不同而具有的一種能量叫位能，用E位（J/m3）表示。位能所呈現(xiàn)的壓力叫位壓，用P位（Pa）表示。位能和位壓的大小，是相對(duì)于某一個(gè)參照基準(zhǔn)面而言的。(2)位壓的計(jì)算式E位Mg Z （2-5）P位12gZ12，Pa 2-6）(3)位壓的特點(diǎn)位壓的特點(diǎn)a .位壓只相對(duì)于基準(zhǔn)面存在，是該斷面相對(duì)于基準(zhǔn)面的位壓差。基準(zhǔn)面的選取是任意的，因此位壓可為正值，也可為負(fù)值。一般將基準(zhǔn)面設(shè)在所研究系統(tǒng)風(fēng)流的最低水平。b .位壓是一種潛在的

8、壓力，不能在該斷面上呈現(xiàn)出來。c .位壓和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化。當(dāng)空氣從高處流向低處時(shí)，位壓轉(zhuǎn)換為靜壓；反之，當(dāng)空氣由低處流向高處時(shí)，部分靜壓將轉(zhuǎn)化成位壓。d .不論空氣是否流動(dòng)，上斷面相對(duì)于下斷面的位壓總是存在的。3.動(dòng)能動(dòng)能動(dòng)壓動(dòng)壓(1)動(dòng)能與動(dòng)壓的概念 空氣做定向流動(dòng)時(shí)具有動(dòng)能，用E動(dòng)表示（J/m3），其動(dòng)能所呈現(xiàn)的壓力稱為動(dòng)壓（或速壓），用h動(dòng)（或h速）表示，單位Pa。(2)動(dòng)壓的計(jì)算式 則單位體積空氣所具有的動(dòng)能為E動(dòng)： E動(dòng) ，J/m3 （2-7） E動(dòng)對(duì)外所呈現(xiàn)的動(dòng)壓為： h動(dòng) ，Pa （2-8）221mv221v(3)動(dòng)壓的特點(diǎn)只有做定向流動(dòng)的空氣才呈現(xiàn)出動(dòng)壓；動(dòng)壓具有方向性，僅對(duì)

9、與風(fēng)流方向垂直或斜交的平面施加壓力。垂直流動(dòng)方向的平面承受的動(dòng)壓最大，平行流動(dòng)方向的平面承受的動(dòng)壓為零；在同一流動(dòng)斷面上，因各點(diǎn)風(fēng)速不等，其動(dòng)壓各不相同；動(dòng)壓無絕對(duì)壓力與相對(duì)壓力之分，總是大于零。 4.全壓、勢(shì)壓和總壓力全壓、勢(shì)壓和總壓力 礦井通風(fēng)中，把風(fēng)流中某點(diǎn)的靜壓與動(dòng)壓之和稱為全壓；將礦井通風(fēng)中，把風(fēng)流中某點(diǎn)的靜壓與動(dòng)壓之和稱為全壓；將某點(diǎn)的靜壓與位壓之和稱為勢(shì)壓；把井巷風(fēng)流中任一斷面（點(diǎn)）某點(diǎn)的靜壓與位壓之和稱為勢(shì)壓；把井巷風(fēng)流中任一斷面（點(diǎn)）的靜壓、動(dòng)壓、位壓之和稱為該斷面（點(diǎn)）的總壓力。的靜壓、動(dòng)壓、位壓之和稱為該斷面（點(diǎn)）的總壓力。 井巷風(fēng)流中兩斷面上存在的能量差即總壓力差是風(fēng)流

10、之所以井巷風(fēng)流中兩斷面上存在的能量差即總壓力差是風(fēng)流之所以能夠流動(dòng)的根本原因，空氣的流動(dòng)方向總是從總壓力大處流向總能夠流動(dòng)的根本原因，空氣的流動(dòng)方向總是從總壓力大處流向總壓力小處，而不是取決于單一的靜壓、動(dòng)壓或位壓的大小。壓力小處，而不是取決于單一的靜壓、動(dòng)壓或位壓的大小。靜壓靜壓+動(dòng)壓動(dòng)壓=全壓全壓靜壓靜壓+位壓位壓=勢(shì)壓勢(shì)壓靜壓靜壓+位壓位壓+動(dòng)壓動(dòng)壓=總壓總壓1.風(fēng)流點(diǎn)壓力風(fēng)流點(diǎn)壓力 井巷風(fēng)流斷面上任一點(diǎn)的壓力稱為風(fēng)流的點(diǎn)壓力。就井巷風(fēng)流斷面上任一點(diǎn)的壓力稱為風(fēng)流的點(diǎn)壓力。就其形成的特征來說，點(diǎn)壓力可分為靜壓、動(dòng)壓和全壓其形成的特征來說，點(diǎn)壓力可分為靜壓、動(dòng)壓和全壓.風(fēng)流三種點(diǎn)壓力風(fēng)流三

11、種點(diǎn)壓力靜壓動(dòng)壓 h動(dòng)全壓絕對(duì)靜壓P靜相對(duì)靜壓h靜絕對(duì)全壓P靜相對(duì)全壓h靜三個(gè)問題：三個(gè)問題：（1）根據(jù)不同連接形式，三種壓差計(jì)各測(cè)哪種壓力？（2）壓差計(jì)兩端哪一端液面下降（或上升）？（3）三種點(diǎn)壓力之間存在什么關(guān)系？ 三種點(diǎn)壓力之間的關(guān)系：三種點(diǎn)壓力之間的關(guān)系：（1）P 靜靜、P全全、h動(dòng)動(dòng)P全全P 靜靜h動(dòng)動(dòng)（2） P 靜靜、P全、全、P0與與h全全、 h靜靜抽出式， h全全 P0 P全全 h靜靜 P0 P 靜靜壓入式，h全全 P全全 P0h靜靜 P 靜靜 P0（3）h全全、 h靜、靜、h動(dòng)動(dòng)h全=h靜 h動(dòng) 例例2-1如圖如圖22中壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)中壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)i的的h靜靜1

12、000Pa, h動(dòng)動(dòng)=150Pa，風(fēng)筒外與，風(fēng)筒外與i點(diǎn)同標(biāo)高的點(diǎn)同標(biāo)高的P0=101 332Pa，求：，求：（1）i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓點(diǎn)的絕對(duì)靜壓P靜靜；（2）i點(diǎn)的相對(duì)全壓點(diǎn)的相對(duì)全壓h全全；（3）i點(diǎn)的絕對(duì)全壓點(diǎn)的絕對(duì)全壓P全全。解解（1）P靜靜=P0+ h靜靜=101 332+1000=102 332 Pa(2) h全全=h靜靜+h動(dòng)動(dòng)=1000+150=1150 Pa(3) P全全=P0+ h全全=101 332+1150=102 482 Pa例例2-2如圖如圖22中抽出式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)中抽出式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)i的的h靜靜=1000Pa, h動(dòng)動(dòng)=150Pa,風(fēng)筒外與風(fēng)筒外與i點(diǎn)同標(biāo)高的點(diǎn)同

13、標(biāo)高的P0=101 332 Pa，求：，求：（1）i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓點(diǎn)的絕對(duì)靜壓P靜靜；（2）i點(diǎn)的相對(duì)全壓點(diǎn)的相對(duì)全壓h全全；（3）i 點(diǎn)的絕對(duì)全壓點(diǎn)的絕對(duì)全壓P全全。解解（1）P靜靜=P0- h靜靜=101 3321000=100 332Pa（2）h全全=h靜靜-h動(dòng)動(dòng)1000150850 Pa（3）P全全=P0- h全全= 101 332850=100 482 Pa1.通風(fēng)壓力與壓差的概念通風(fēng)壓力與壓差的概念 風(fēng)流在流動(dòng)過程中，因阻力作用而引起通風(fēng)壓力的降落，稱為壓降、壓差或稱壓力損失。壓差可表現(xiàn)為總壓差、靜壓差、動(dòng)壓差、位壓差和全壓差。2.靜壓差與全壓差測(cè)量靜壓差與全壓差測(cè)量測(cè)量井巷風(fēng)流中

14、兩點(diǎn)之間的靜壓差與全壓差常用皮托管和壓差計(jì)，其布置方法如下圖所示。在兩測(cè)點(diǎn)各布置一支皮托管，將兩支皮托管的“-”管腳用膠皮管連到一個(gè)壓差計(jì)的兩側(cè)玻璃管上，則此時(shí)壓差計(jì)兩側(cè)管內(nèi)液面高低差即為該兩點(diǎn)間的靜壓差h靜；將兩支皮托管的“+”管腳用膠皮管連到一個(gè)壓差計(jì)的兩側(cè)玻璃管上，則此時(shí)壓差計(jì)兩側(cè)管內(nèi)液面高低差即為該兩點(diǎn)間的全壓差h全。 三、通風(fēng)壓力與壓差三、通風(fēng)壓力與壓差 在礦井通風(fēng)測(cè)量儀器中，測(cè)定空氣壓力的便攜式在礦井通風(fēng)測(cè)量儀器中，測(cè)定空氣壓力的便攜式儀器有三類：一是測(cè)量絕對(duì)壓力的氣壓計(jì)；二是測(cè)量儀器有三類：一是測(cè)量絕對(duì)壓力的氣壓計(jì)；二是測(cè)量相對(duì)壓力的壓差計(jì)和皮托管；三是可同時(shí)測(cè)定絕對(duì)壓相對(duì)壓力的

15、壓差計(jì)和皮托管；三是可同時(shí)測(cè)定絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力的精密氣壓計(jì)或礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測(cè)力、相對(duì)壓力的精密氣壓計(jì)或礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測(cè)儀等。儀等。 測(cè)壓儀器分類測(cè)量絕對(duì)壓力的測(cè)量絕對(duì)壓力的空盒氣壓計(jì)空盒氣壓計(jì)測(cè)量相對(duì)壓力測(cè)量相對(duì)壓力壓差計(jì)和皮托管壓差計(jì)和皮托管礦井通風(fēng)綜合礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測(cè)儀參數(shù)檢測(cè)儀1.絕對(duì)壓力測(cè)量儀器絕對(duì)壓力測(cè)量儀器最常用的是空盒氣壓計(jì)最常用的是空盒氣壓計(jì) 圖圖29空盒氣壓計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖空盒氣壓計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖1、2、3、4傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；5拉桿；6波紋真空膜盒；7指針；8彈簧 測(cè)壓時(shí)，將儀測(cè)壓時(shí)，將儀器水平放置在測(cè)點(diǎn)器水平放置在測(cè)點(diǎn)處，輕輕敲擊儀器處，輕輕敲擊儀器外殼，以消除傳動(dòng)外殼，以

16、消除傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦誤差，機(jī)構(gòu)的摩擦誤差，放置放置35min待指待指針變化穩(wěn)定后讀數(shù)。針變化穩(wěn)定后讀數(shù)。讀數(shù)時(shí)，視線與刻讀數(shù)時(shí)，視線與刻度盤平面要保持垂度盤平面要保持垂直，同時(shí)，還要根直，同時(shí)，還要根據(jù)每臺(tái)儀器出廠時(shí)據(jù)每臺(tái)儀器出廠時(shí)提供的校正表（或提供的校正表（或曲線），對(duì)讀數(shù)進(jìn)曲線），對(duì)讀數(shù)進(jìn)行刻度、溫度及補(bǔ)行刻度、溫度及補(bǔ)償校正。償校正。 因精度較低，因精度較低，一般只適用于粗略一般只適用于粗略測(cè)量和空氣密度測(cè)測(cè)量和空氣密度測(cè)算。算。圖211U型傾斜壓差計(jì)圖20 U型垂直壓差計(jì)4、單管傾斜壓差計(jì)、單管傾斜壓差計(jì)YYT2000B型單管傾斜壓差計(jì)結(jié)構(gòu)型單管傾斜壓差計(jì)結(jié)構(gòu)1底座；2大容器；3玻璃管

17、；4膠皮管；5注液孔螺釘；6三通閥旋塞；7零位調(diào)整螺釘；8水準(zhǔn)泡；9調(diào)平螺釘；10弧形板；11游標(biāo)；12 管接頭。儀器的操作和使用方法如下(詳細(xì))：（1）注入工作液。（2）排氣泡。（3）調(diào)零。（4）測(cè)壓。(5)再調(diào)零。（6)收回儀器。常用的YYB200B型單管傾斜壓差計(jì)最大測(cè)量值為2000Pa，最小分刻度為2Pa，誤差不超過最大讀數(shù)的1.0%。單管傾斜壓差計(jì)是通風(fēng)測(cè)量中應(yīng)用最廣的一種壓差計(jì)。 DJM9型補(bǔ)償式微壓計(jì)型補(bǔ)償式微壓計(jì)1小容器；2大容器；3讀數(shù)盤；4指針；5螺蓋；6反射鏡；7水準(zhǔn)器；8調(diào)節(jié)螺母；9膠皮管；10調(diào)平螺釘；11標(biāo)尺儀器的操作和使用方法如下：（1）注入蒸餾水并調(diào)零。（2）測(cè)

18、定。常用的補(bǔ)償式微壓計(jì)有DJM9型、YJB-150/250-1型、BWY-150/250型等。其中，DJM9型的測(cè)量范圍為01500Pa，最小分度值為0.1Pa。這類儀器的精度高，可用于微小壓差測(cè)量，但受壓力波動(dòng)影響大，水準(zhǔn)針尖不宜調(diào)準(zhǔn)，多用于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)。 皮托管如圖所示，系由內(nèi)外兩小管組成。內(nèi)管前端有中心孔與標(biāo)有“+”號(hào)的管腳相通，外管前端不通，在其側(cè)壁上開有46個(gè)小孔與標(biāo)有“-”號(hào)的管腳相通。內(nèi)外管之間互不連通。皮托管的用途是接受壓力并通過膠皮管傳遞給壓差計(jì)。使用時(shí)其中心孔應(yīng)正對(duì)(迎向)風(fēng)流方向，此時(shí)中心孔將接受風(fēng)流的點(diǎn)靜壓和點(diǎn)動(dòng)壓，即與中心孔相連通的標(biāo)有“+”號(hào)的管腳傳遞絕對(duì)全壓；而皮托管

19、側(cè)壁上的小孔則只能接受風(fēng)流的點(diǎn)靜壓，即與管側(cè)壁小孔相連通的標(biāo)有“一”號(hào)的管腳僅傳遞絕對(duì)靜壓。圖214皮托管6.礦井通礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢風(fēng)綜合參數(shù)檢測(cè)儀測(cè)儀 我國生產(chǎn)我國生產(chǎn)的的JFY型礦井型礦井通風(fēng)綜合參數(shù)通風(fēng)綜合參數(shù)檢測(cè)儀，是一檢測(cè)儀，是一種能同時(shí)測(cè)量種能同時(shí)測(cè)量空氣的絕對(duì)壓空氣的絕對(duì)壓力、相對(duì)壓力、力、相對(duì)壓力、風(fēng)速、溫度、風(fēng)速、溫度、濕度和時(shí)間的濕度和時(shí)間的精密便攜式本精密便攜式本質(zhì)安全型儀器，質(zhì)安全型儀器，適用于煤礦井適用于煤礦井下使用。下使用。 該儀器由該儀器由壓力傳感器、壓力傳感器、風(fēng)速傳感器、風(fēng)速傳感器、溫度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以濕度傳感器以及智能微機(jī)組及智能微機(jī)組成。

20、成。JFY型礦井通風(fēng)參數(shù)檢測(cè)儀面板圖型礦井通風(fēng)參數(shù)檢測(cè)儀面板圖1氣孔；氣孔；2電源開關(guān)；電源開關(guān)；3電源電壓指示燈；電源電壓指示燈；4壓力記憶開壓力記憶開關(guān)；關(guān)；5充電插座；充電插座；6絕對(duì)壓力鍵；絕對(duì)壓力鍵；7壓差鍵；壓差鍵；8溫度鍵；溫度鍵；9相對(duì)濕度鍵；相對(duì)濕度鍵；10風(fēng)速鍵；風(fēng)速鍵；11記風(fēng)速鍵；記風(fēng)速鍵；12讀平均風(fēng)讀平均風(fēng)速鍵；速鍵；13總清鍵；總清鍵；14備用鍵；備用鍵；15風(fēng)速傳感器；風(fēng)速傳感器；16溫溫度傳感器；度傳感器；17濕度傳感器；濕度傳感器；18液晶顯示；液晶顯示；19單位顯示；單位顯示；20電子表電子表一、空氣流動(dòng)連續(xù)性方程一、空氣流動(dòng)連續(xù)性方程 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，

21、風(fēng)流從根據(jù)質(zhì)量守恒定律，風(fēng)流從1斷面流向斷面流向2斷面，在流動(dòng)過程中斷面，在流動(dòng)過程中既無漏風(fēng)又無補(bǔ)給（穩(wěn)定流），既無漏風(fēng)又無補(bǔ)給（穩(wěn)定流），則流入則流入1斷面的空氣質(zhì)量斷面的空氣質(zhì)量M 1與流與流出出2斷面的空氣質(zhì)量斷面的空氣質(zhì)量M 2相等，即相等，即M 1M 2， kg/s或或 1v1S12v 2S2 對(duì)于不可壓縮流體，即對(duì)于不可壓縮流體，即12，則有，則有v1 S1v 2S2 圖218一元穩(wěn)定流單位質(zhì)量不可壓縮的實(shí)際流體從單位質(zhì)量不可壓縮的實(shí)際流體從1斷面流向斷面流向2斷面的能量方程為：斷面的能量方程為：）（）（阻gZvPgZvPh22222211211112221. 1. 能量方程的意

22、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斷面的過程中所消耗的能量（通風(fēng)阻力），等于流經(jīng)斷面的過程中所消耗的能量（通風(fēng)阻力），等于流經(jīng)1 1、2 2斷面間斷面間空氣總機(jī)械能（靜壓能、動(dòng)壓能和位能）的變化量空氣總機(jī)械能（靜壓能、動(dòng)壓能和位能）的變化量, ,即風(fēng)流流經(jīng)任即風(fēng)流流經(jīng)任意兩個(gè)斷面之間的能量損失意兩個(gè)斷面之間的能量損失( (通風(fēng)阻力通風(fēng)阻力) )等于兩個(gè)斷面之間的總壓等于兩個(gè)斷面之間的總壓差。依據(jù)結(jié)論可以列出方程，不是固定的方程。差。依據(jù)結(jié)論可以列出方程，不是固定的方程。2. 2. 風(fēng)流總是從總能量（機(jī)械能）大的地方流向

23、總能量小的地風(fēng)流總是從總能量（機(jī)械能）大的地方流向總能量小的地方。方。3 .3 .正確選擇求位能時(shí)的基準(zhǔn)面正確選擇求位能時(shí)的基準(zhǔn)面, ,傾斜巷道，最低水平兩側(cè)。傾斜巷道，最低水平兩側(cè)。4 .4 .礦井通風(fēng)中應(yīng)用的能量方程是近似的能量方程；能量方程礦井通風(fēng)中應(yīng)用的能量方程是近似的能量方程；能量方程反映的能量的轉(zhuǎn)換與守恒。反映的能量的轉(zhuǎn)換與守恒。 利用公式計(jì)算時(shí)，應(yīng)注意動(dòng)壓中1、2與位壓中 1、2的選取方法。動(dòng)壓中的1、2分別取1、2斷面 風(fēng)流的空氣密度，位壓中的1、2視基準(zhǔn)面的選取情況 按下述方法計(jì)算：（1）當(dāng)1、2斷面位于礦井最低水平的同一側(cè)時(shí)，如圖可將位壓的基準(zhǔn)面選在較低的2斷面，如精度不高

24、時(shí)可取12（12）/2（1、2為1、2兩斷面風(fēng)流的空氣密度）。（2）當(dāng)1、2斷面分別位于礦井最低水平的兩側(cè)時(shí)，如圖應(yīng)將位壓的基準(zhǔn)面（00）選在最低水平，當(dāng)高差不大或精度不高時(shí)，可取10（10）/2，20（20）/2。（一）計(jì)算井巷通風(fēng)阻力并（一）計(jì)算井巷通風(fēng)阻力并判斷風(fēng)流方向判斷風(fēng)流方向例例24某傾斜巷道如圖所某傾斜巷道如圖所示，已知斷面示，已知斷面-和斷面和斷面-的的p靜靜1 =100421Pa，p靜靜2 =100782Pa；1=4m/s,2=3m/s；11.21kg/m3, 21.20kg/m3；斷面和斷面和斷面的高差斷面的高差為為Z60m。試求兩斷面間的通風(fēng)。試求兩斷面間的通風(fēng)阻力，并判

25、斷風(fēng)流方向。阻力，并判斷風(fēng)流方向。例例25 水平不等斷面水平不等斷面例例26 水平等斷面水平等斷面解設(shè)風(fēng)流方向是由解設(shè)風(fēng)流方向是由斷面流向斷面流向斷面，基準(zhǔn)面選定為通過斷面，基準(zhǔn)面選定為通過斷面中心的水平面。根據(jù)通風(fēng)能量方程，兩斷面之間的通風(fēng)阻力為兩斷斷面中心的水平面。根據(jù)通風(fēng)能量方程，兩斷面之間的通風(fēng)阻力為兩斷面的總壓力之差，即：面的總壓力之差，即：（1004219.7）（）（1007825.4709.3）100430.7101496.71066 Pa因?yàn)橥L(fēng)阻力為負(fù)值，說明因?yàn)橥L(fēng)阻力為負(fù)值，說明斷面的總壓力小于斷面的總壓力小于斷面的總壓力，斷面的總壓力，原假設(shè)的風(fēng)流方向是錯(cuò)誤的，實(shí)際風(fēng)流

26、方向應(yīng)從原假設(shè)的風(fēng)流方向是錯(cuò)誤的，實(shí)際風(fēng)流方向應(yīng)從斷面流向斷面流向斷面，斷面，其通風(fēng)阻力為其通風(fēng)阻力為1066 Pa。)2()2(22222211211121gpgph阻能量方程是礦井通風(fēng)中的基本定律，通過實(shí)例分析可以得出以能量方程是礦井通風(fēng)中的基本定律，通過實(shí)例分析可以得出以下規(guī)律：下規(guī)律：（1）不論在任何條件下，風(fēng)流總是從總壓力大的斷面流向總）不論在任何條件下，風(fēng)流總是從總壓力大的斷面流向總壓力小的斷面；壓力小的斷面；（2）在水平巷道中，因?yàn)槲粔翰畹扔诹?，風(fēng)流將由絕對(duì)全壓）在水平巷道中，因?yàn)槲粔翰畹扔诹?，風(fēng)流將由絕對(duì)全壓大的斷面流向絕對(duì)全壓小的斷面；大的斷面流向絕對(duì)全壓小的斷面；（3）在等

27、斷面的水平巷道中，因?yàn)槲粔翰?、?dòng)壓差均等于零，）在等斷面的水平巷道中，因?yàn)槲粔翰睢?dòng)壓差均等于零，風(fēng)流將從絕對(duì)靜壓大的斷面流向絕對(duì)靜壓小的斷面。風(fēng)流將從絕對(duì)靜壓大的斷面流向絕對(duì)靜壓小的斷面。2.通風(fēng)阻力與某斷面相對(duì)壓力之間的關(guān)系通風(fēng)阻力與某斷面相對(duì)壓力之間的關(guān)系（1）抽出式通風(fēng)礦井中通風(fēng)阻力與主通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐斷面相對(duì)壓力之間的關(guān)系 h阻h靜4h動(dòng)4H自h全4H自 ，Pa 結(jié)論：(略)礦井通風(fēng)中，按規(guī)程要求，都要在主通風(fēng)機(jī)房內(nèi)安裝水柱計(jì)，此儀器就是顯示風(fēng)硐斷面相對(duì)壓力的垂直U型壓差計(jì)，一般是靜壓水柱計(jì)。 （2）壓入式通風(fēng)礦井中通風(fēng)阻力與主通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐）壓入式通風(fēng)礦井中通風(fēng)阻力與主通風(fēng)機(jī)風(fēng)硐斷面相對(duì)壓力之間的關(guān)系斷面相對(duì)壓力之間的關(guān)系h阻（h靜2h動(dòng)2）（h靜3h動(dòng)3） H自 h全2h全3H自，Pa 結(jié)論：(略)無論是抽出式還是壓入式礦井，礦井通風(fēng)總阻力可以通過測(cè)定風(fēng)硐斷面的相對(duì)壓力和自然風(fēng)壓值計(jì)算出來。實(shí)際上，礦井風(fēng)硐斷面的動(dòng)壓值不大，變化也較小；自然風(fēng)壓值變化一般也不大，因此，只要用壓差計(jì)測(cè)出風(fēng)硐斷面的相對(duì)靜壓值，就能近似了解到礦井通風(fēng)總阻力的大小。此