局部阻力系数

1、局部阻力系数局部阻力系数(coefficient of local resistance)与流体方向和速度变化有关的系数具体指:流体流经设备及管道附件所产生的局部阻力与相应动压的比值，其值为 无量纲数。功能:用于计算流体受局部阻力作用时的能量损失。公式:动压二局部阻力系数*p*V*V*l/2hf二-Ap/p.局部阻力表示为动能u八2的倍数,hf'Hu八2/2也可表示为管件的当量长度hf'二入lu八2/2d.人可根据雷诺数Re求得，层流入 =64/Re,另外还有一些公式雷诺数在3000lxl0八5,入二0.3164/ReA0.25.对于 雷诺数在30003xl0八6,入=0.00

2、56 + 0.5/Re八0.32,还有其他的可以通过查表入 与Re 8/d可得。通风压力克服通风阻力，两者因次相同，数值相等，方向相反。知道通风阻力 的大小就能确定所需通风压力的大小。在矿井通风中，存在着摩擦阻力和局部 阻力,必须分析研究它们的特性、测定方法以及降低措施等,从而作为选择通 风设备，进行通风管理与设计的依据。这在通风设计中尤其重要。第一讲空 气流动状态流体产生的阻力与流体流动过程中的状态有关。流体流动时有两种 状态;一种是流体呈层状流动，各层间流体互不混合，流体质点流动的轨迹为直 线或有规则的平滑曲线,这一状态称为层流。在流速很小、管径很小、或粘性 较大的流体流动时会发生层流。另

3、一种是流体流动时，各部分流体强烈地互相 混合，流体质点的流动轨迹是极不规则的。除了有沿流体总方向的位移外,还 有垂直于液流总方向的位移，流体内部存在看时而产生时而消灭的漩涡，这种 状态称为紊流。研究层流与紊流的主要意义在于两种流态有着不同的阻力定律。 试验证明，层流与紊流彼此间的转变关系决定于液体的空度P、绝对粘性系数U, 流体的平均速度V与管道水力直径d ,这些因素的综合影响可以用雷诺数来表 示为：式中，V-运动粘性系数，m VdVd矿井巷道很少为圆形,对于非圆形通 风巷道,以4S/U(水力直径)代替上式中的d ,即：U-巷道周界长度，m。C- 断面形状系数，梯形断面4.16;三心拱3.85

4、泮圆拱3.90;圆断面3.54。/s，试 计算出风流开始出现紊流时的平均风速？解:当风流开始出现紊流时，则其 Re=2000，当完全紊流时，Re=10000，因此1458 1458第二讲摩擦阻力1、 摩擦阻力及影响因素风流在井巷中作均匀流动时，沿程受到井巷固定壁面的限 制，引起内外摩擦，因而产生阻力，这种阻力,叫做摩擦阻力。所谓均匀流动 是指风流沿程的速度和方向都不变，而且各断面上的速度分布相同。流态不同 的风流，摩擦阻力hfr的产生情况和大小也不同。一般情况下，摩擦阻力要占 能量方程中通风阻力的80 %90% ,它是矿井通风设计，选择扇风机的主要参 数，也是生产中分析与改善矿井通风工作的主要

5、对象。前人实验得出水流在圆 管中的沿程阻力公式(达西公式)入一实验比例系数，无因次;P-水流的密度, kg/m L-圆管的长度，m;d一圆管的直径，m; V-管内水流的平均速度，m/so 尼古拉兹在壁面分别胶结各种粗细砂粒的圆管中，实验得出了流态不同的水流入 系数同管壁的粗糙程度、雷诺数的关系。管壁的粗糙程度用管道的直径d比来 表示。并用阀门不断改变管内水流速度，结果如图所示。在lgRe3.3(Re2320) 时，即当液体作层流流动，由左边斜线可以看出，所有试验点都分布于其上，入 随Re的增加而减小，且与管道的相对粗糙度无关，这时人与Re的关系式为：A =64/Re在3.3<lgRe&l

6、t;5.0(2320<Rel00000)的范围内，流体由层流向紊流过 渡，入系数既和Re有关，也和管壁的粗糙度有关。当RelOOOOO时，流体成 为紊流流动。入与Re无关,只和管壁的粗糙度有关。管壁的粗糙度越大，入系数 就越大。其试矿井巷道中的风流，其性质与上面完全一样，所不同的是矿井巷 道的粗糙度较大,在较小的Re时，便开始由层流变为紊流;此外,由于大多数 矿井巷道风流的Re均大于100000 ,故人值仅决定于井巷壁的相对粗糙度，而 与Re无关。在一定时期内，各井巷壁的相对粗糙度可认为不变，因之入值即为 常Ig74 2、井巷摩擦阻力计算公式由于矿井巷道极少为圆形，可用当量直径 d=4S

7、/U代入沿程阻力公式得：由于矿井中巷道的长度，周界及摩擦阻力系数 在巷道形成后一般变化较小，可看作常数。再令:fr-为巷道的摩擦风阻。这时: 这就是完全紊流情况下的摩擦阻力定律。当巷道风阻一定时，摩擦阻力与风量 的平方成正比。ff，沿断面的周长为8.3m ,巷道摩擦阻力系数c（通过查表得 到的标准值为0.018NS /min，试求其摩擦阻力？应当注意，巷道的a值随p的 改变而改变，在高原地区,空气稀薄，当地的a值需进行校正。校正式如下：Pa 60960 200018 4、降低井巷摩擦阻力的措施井巷通风阻力是引起风压损失的主 要根源，因此降低井巷通风阻力，特别是降低摩擦阻力就能用较少的风压消耗

8、而通过较多的风量。许多原来是阻力大，通风困难的矿井,经降低阻力后即变 为阻力小、通风容易的矿井。根据h fr =（aLU/S的关系式可以看出，保证一 定风量，降低摩擦阻力的方法就是降低摩擦风阻，根据影fr的各因素，降低摩 擦阻力的主要措施有：f与c（成正比，而c（主要决定于巷道粗糙度，因此降低a , 就应尽量使巷道光滑。当采用棚子支护巷道时，要很好地刹帮背顶，在无支护 的巷道，要注意尽可能把顶底板及两帮修整好;对于井下的主要巷道，在采用料 石或混凝土砌璇，特别是采用锚杆支护技术时，更能有效地使a系数减小。成 反比，所以扩大巷道断面有时成为降低摩擦阻力的主要措施。由于摩擦阻力又与 风量的平方成 正比，因此在采用这种措施时,应抓主要矛盾，即首 先应考虑风 量大、断面小的总回风道的扩大，其次再考虑其它巷道的扩大。fr与U成正 比，在断面积相等的条件下，选用周长较小的拱形断面比周长较大的梯形断面 好。f与L成正比，进行开拓设计时，就应在