项目四 通风机房房内压力监测装置的安设

1、项目四 通风机房房内压力监测装置的安设任务1 安设矿井主通风机房内静 压水柱计和负压传感器能力目标：能力目标：1、能根据通风机房静压水柱计的读数估算矿井通风总阻力；2、能正确安设主通风机房内的静压水柱计装置。知识目标：知识目标：1、正确理解并能陈述矿井通风中的能量方程及其意义；2、能理解并解释矿井通风机房静压水柱计的工作原理并能陈述其作用.项目目标项目四 通风机房房内压力监测装置的安设一、空气流动连续性方程一、空气流动连续性方程根据质量守恒定律，对于流动参数不随时间变化的稳定流，流入某空间的流体质量必然等于流出其空间的流体质量。矿井通风中，空气在井巷中的流动可以看作是稳定流，同样满足质量守恒定

2、律。 M 1M 2， kg/s 或 1v1S12v 2S2 对于不可压缩流体，即12，则有v1 S1v 2S2 1221ssvv图4-1二、矿井通风中应用的能量方程二、矿井通风中应用的能量方程能量方程是用能量守恒定律描述风流沿程流动的能量转换和守恒规律的数学表达式。矿井通风中应用的能量方程则表达了空气的静压能、动能和位能在井巷流动过程中的变化规律，是能量守恒和转化定律在矿井通风中的应用。 ）（）（阻gZvPgZvPh2222221121111222或或 从能量观点来说，它表示单位体积风流流经井巷时的能量损失等于第一断面上的总机械能（静压能、动能和位能）与第二断面上的总机械能之差。从压力观点上来

3、说，它表示风流流经井巷的通风阻力等于风流在第一断面上的总压力与第二断面上的总压力之差。 1222222211211122阻hgZvPgZvP1 1、动压中的、动压中的1 1、2 2分别取分别取1 1、2 2断面风流的空气密度。断面风流的空气密度。2 2、位压中的、位压中的1 1、2 2视基准面的选取情况按下述方法视基准面的选取情况按下述方法计算：计算：（1 1）当）当1 1、2 2断面位于矿井最低水平的同一侧时，如图断面位于矿井最低水平的同一侧时，如图4-2a4-2a所示，所示， 1212（1 12 2）/2 /2 （2 2）当）当1 1、2 2断面分别位于矿井最低水平的两侧时，如断面分别位于

4、矿井最低水平的两侧时，如图图4-2b4-2b所示，所示， 1010（1 10 0）/2/2，2020（2 20 0）/2/2。 动压中动压中1 1、2 2与位压中与位压中1 1、2 2的选取方法的选取方法 图图4-2 4-2 能量方程中位压基准面的确定及能量方程中位压基准面的确定及的取法的取法（a a）两断面位于井底同一侧）两断面位于井底同一侧 （b b）两断面分别位于井底两侧）两断面分别位于井底两侧 三、能量方程在矿井通风中的应用三、能量方程在矿井通风中的应用能量方程是矿井通风的理论基础，应用极为广泛，特别是在有关通风机性能测定、矿井通风阻力测定和矿井通风技术管理、通风仪器仪表的设计等方面都

5、与该理论密切相关。 （一）抽出式通风矿井中通风阻力与主通风机风硐断面相对压（一）抽出式通风矿井中通风阻力与主通风机风硐断面相对压力之间的关系力之间的关系h阻阻h静静4h动动4（Z12gZ34g） h阻阻h静静4h动动4H自自 h全全4H自自 ，Pa 图4-3例例2-5 2-5 某矿井采用抽出式通风如图4-3所示，测得风硐断面的风量Q50m3/s，风硐净断面积S45m2，空气密度41.14kg/m3，风硐外与其同标高的大气压力P0101324.5Pa，主通风机房内静压水柱计的读数h静42240 Pa，矿井的自然风压H自120 Pa，自然风压的方向帮助主通风机工作。试求P静4、h动4、P全4、h全

6、4和矿井的通风阻力h阻各为多大？解解 P静4P0h静4101324.5224099084.5 Pa h动44v42/24（Q/S）2/21.14（50/5）2/2 57 Pa P全4P静4h动499084.55799141.5 Pa h全4h静4h动42240572183 Pa h阻h静4h动4H自2240571202303 Pa（二）矿井主通风机房内水柱计的安装和作用（二）矿井主通风机房内水柱计的安装和作用通过矿井通风阻力与主通风机风硐断面相对压力之间的关系式可以看出，矿井通风总阻力可以通过测定风硐断面的相对压力和自然风压值计算出来。实际上，矿井风硐断面的动压值不大，变化也较小；自然风压值随

7、季节而变化，一般也不大，因此，只要用压差计测出风硐断面的相对静压值，就能近似了解到矿井通风总阻力的大小。 测量风硐断面的相对压力时，压差计的安装按取压方法不同有两种，即壁面取压法和环形管取压法。如图4-4所示。 图图4-4 4-4 静压水柱计的安装方法静压水柱计的安装方法aa壁面取压法壁面取压法 bb环形管取压法环形管取压法11风硐；风硐；22静压管；静压管；33三通；三通；44胶管；胶管；55环形管环形管水柱计的两个液面一般是稳定的或有微小的波动。1、若水柱计液面高差突然增大，可能是主要通风巷道发生冒顶或其它堵塞事故，增大了通风阻力；2、如果液面高差突然变小，可能是控制通风系统的主要风门被打

8、开，或发生了其它风流短路事故，通风阻力变小。3、如果通风机的传动皮带打滑，使通风机的转数忽高忽低，电源不稳定时也会引起水柱计读数波动。只要测点位置选择合理，通过水柱计可以反映出矿井通风系统的正常状况。因此，在主通风机房内设置压差计，是通风管理中不可缺少的监测手段。矿井主通风机房内水柱计的作用矿井主通风机房内水柱计的作用1、 矿井通风中的能量方程是什么？从能量和压力观点讲，分别代表什么含义？2、 为什么从单位质量不可压缩流体的能量方程可以推导出矿井通风中的能量方程？矿井风流应满足什么条件？3、 为什么说风流在有高差变化的井巷中流动时，其静压和位压之间可以相互转化？4、 能量方程式中动压和位压项中空气密度是否一样？如何确定？5、 在抽出式和压入式通风矿井中，主通风机房内的U型水柱计读数与矿井通风总阻力各有何关系？6、 为什么说主通风机房内安装压差计是通风管理中不可缺少的监测