二风流的能量与能量方程资料课件

风流的能量与能量方程矿井通风宛孝哮葬鲸俊刷虱刷村肮湛满挨责趁缩偶幕卜涤辞伍诗发弹忌屯晕骑贼闲二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程风流的能量与能量方程矿井通风宛孝哮葬鲸俊刷虱刷村肮湛满挨责趁1本章目的：正确理解矿井空气的主要物理参数是掌握空气在流动过程中能量与压力变化规律的前提，矿井通风中应用的能量方程是矿井通风的基本理论。本章重点：☆空气的主要物理参数；☆风流的能量与压力；☆空气压力测量及压力关系；☆矿井通风的能量方程及其应用。风流的能量与能量方程祝检旅扇镇任狄漆货阳跳补锭浚潭几钨梨买深垮干迅侥泽脾滨笑芝善字虽二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程本章目的：正确理解矿井空气的主要物理参数是掌握空气在流动过程21、矿井空气的主要物理参数（一）密度定义：单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，用ρ来表示。式中ρ——空气的密度，kg/m3；M——空气的质量，kg；V——空气的体积，m3。在标准大气状况下（P＝101325Pa，t＝0℃，φ＝0%），干空气的密度为1.293kg/m3。当空气的相对湿度不为0时，称为湿空气，其计算式为

风流的能量与能量方程坡驮错谷孩狞疼刘汀答式格下吻阜殃蔽油年邯森韦匡搅孺庶鸟备扼午差涪二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（一）密度定义：单位体积空气所具有31、矿井空气的主要物理参数式中p——空气的压力，Pa；T——热力学温度（T＝273+t），K；t——空气的温度，℃；φ——空气的相对湿度，%；p饱——温度为t（℃）时的饱和水蒸气压力，pa。

一般将空气压力为101325Pa，温度为20℃，相对湿度为60%的矿井空气称为标准矿井空气，其密度为1.2kg/m3。

由上式可见，压力越大，温度越低，空气密度越大。当压力和温度一定时，湿空气的密度总是小于干空气的密度。风流的能量与能量方程漳软检谗携歹设砒湛狗先喜颊腑恍棕牺苹郁速天畜扔梳贵犊免裂巧溺蛆染二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数式中p——空气的压力，Pa；41、矿井空气的主要物理参数（二）比容定义：单位质量空气所占有的体积称为空气的比容，用ν来表示。式中ν——空气的比容，m3/kg

。风流的能量与能量方程断递犯饱奢琵撒崎友尤竭处纽颂均伴沸态浚凝熏笋短脏益咬背淄京抄谱蒜二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（二）比容定义：单位质量空气所占有51、矿井空气的主要物理参数（三）空气的压力（压强）矿井通风中，习惯将压强称为空气的压力。由于空气分子的热运动，分子之间不断碰撞，同时气体分子也不断地和容器壁碰撞，形成了气体对容器壁的压力。气体作用在单位面积上的力称为空气的压力，用P表示。根据物理学的分子运动理论可导出理想气体作用于容器壁的空气压力关系式为：空气压力的单位为帕斯卡（Pa），简称帕，1Pa=1N/m2。压力较大时还有千帕（KPa）、兆帕（MPa），1MPa=103KPa=106Pa。有的压力仪器也用百帕（hPa）表示，1hPa=100Pa。风流的能量与能量方程社溪肥狂蚌谴赘莹丁擒躇妄牡渭彰拦笼谷熟萌尽箔乳墨涪籽抓柔表躯栓暂二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（三）空气的压力（压强）61、矿井空气的主要物理参数（四）空气的黏性定义：当流体以任一流速在管道中流动时，靠近管道中心的流层流速快，靠近管道壁的流层流速慢，相邻两流层之间的接触面上便产生粘性阻力（内摩擦力），以阻止其相对运动，流体具有的这一性质，称为流体的粘性。根据牛顿内摩擦力定律，流体分层间的内摩擦力为：式中μ——动力黏性系数，Pa·s；S——相邻流体层间的接触面积，m2；dv/dy——垂直于流体方向上的速度梯度，1/s。风流的能量与能量方程每锡碧缆谋骇迂剧誊橱矿黄驹狂敢突称杉坝虫熔膘显鲜令亥座黑泵任痴叠二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（四）空气的黏性定义：当流体以任一71、矿井空气的主要物理参数在空气动力学中，通常用运动黏性系数来表示空气的黏性，即流体的粘性随温度和压力的变化而变化。对空气而言，粘性系数随温度的升高而增大，压力对粘性系数的影响可以忽略。当温度为20℃，压力为0.1MPa时，空气的动力粘性系数μ=1.808×10-5Pa·s；运动粘性系数ν=1.501×10-5m2/s。风流的能量与能量方程笼滋炸伟坡奸盐软旺琅横华丹很再圣盲倦凭妹勃幂饰握戊同舵丸梭仅熏胡二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数在空气动力学中，通常用运动黏性系数82、风流的能量与压力风流的能量与能量方程矿井通风系统中，风流在井巷某断面上所具有的总机械能（包括静压能、动能和位能）及内能之和叫做风流的能量。风流之所以能够流动，其根本原因是系统中存在着能量差，所以风流的能量是风流流动的动力。单位体积空气所具有的能够对外做功的机械能就是压力。能量与压力即有区别又有联系，除了内能是以热的形式存在于风流中外，其它三种能量一般通过压力来体现，也就是说井巷任一通风断面上存在的静压能、动能和位能可用静压、动压、位压来呈现。席司浚市孤贾彝饰霞支壶证补乌培九狰地杏铝鸿俭责梦誉雌瞪框皋宫氦种二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力风流的能量与能量方程92、风流的能量与压力定义：由分子热运动理论可知，不论空气处于静止状态还是流动状态，空气分子时刻都在做无规则的热运动。这种由空气分子热运动产生的不断撞击接触面所呈现出来的压强称为静压，它是空气具有静压能的体现，用p静表示，单位是帕斯卡。由于静压是静压能的体现，二者分别代表着空气分子热运动所具有的外在表现和内涵，所以在数值上大小相等，静压是静压能的等效表示值。一、静压能—静压E静=p静风流的能量与能量方程跺辗忘葵威酚虐蔓叭贤球罕淋驾毖差枣疫营容踞寡市听离蛙辨两妈歇舒辗二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力定义：由分子热运动理论可知，不论空气处于10特点：（1）只要有空气存在，不论是否流动都会呈现静压；（2）由于空气分子向器壁撞击的机率是相同的，所以风流中任一点的静压各向同值，且垂直作用于器壁；（3）静压是可以用仪器测量的，大气压力就是地面空气的静压值；（4）静压的大小反映了单位体积空气具有的静压能。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力撕混搭股陇及份擂衡荧矣隅假斥重批延制耕柳凭诗乐匹锣森巩串恳难淘买二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程特点：风流的能量与能量方程2、风流的能量与11空气压力的两种测算标准：空气的压力根据所选用的测算基准不同可分为两种，即绝对压力和相对压力。（1）绝对压力：以真空为基准测算的压力称为绝对压力，用P表示。由于以真空为零点，有空气的地方压力都大于零，所以绝对压力总是正值。（2）相对压力：以当地当时同标高的大气压力为基准测算的压力称为相对压力，用h表示。对于矿井空气来说，井巷中空气的相对压力h就是其绝对压力P与当地当时同标高的地面大气压力P0的差值。即：h＝P－P0

风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力蚌渗溅矢雄闲权吹魏桃披貉藕堪宦扯乡尧刚叼襟菩婶含扭峻绞挨诗喀市滞二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程空气压力的两种测算标准：风流的能量与能量方12当井巷空气的绝对压力一定时，相对压力随大气压力的变化而变化。在压入式通风矿井中，井下空气的绝对压力都高于当地当时同标高的大气压力，相对压力是正值，称为正压通风；在抽出式通风矿井中，井下空气的绝对压力都低于当地当时同标高的大气压力，相对压力是负值，又称为负压通风。由此可以看出，相对压力有正压和负压之分。在不同通风方式下，绝对压力、相对压力和大气压力三者的关系见图2.1所示。风流的能量与能量方程图2.1绝对压力、相对压力和大气压力之间的关系2、风流的能量与压力胖恬釜壮凋高跨愚肮筛专粤皖惊订奉元支放陨碑宜孤术规逼鱼滤拭的汪菠二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程当井巷空气的绝对压力一定时，相对压力随大气压力的变化而变13定义：空气做定向流动呈现出的能量称为动能，用E动表示（J/m3），其动能所呈现的压力称为动压（或速压），用h动（或h速）表示，单位Pa。二、动能—动压计算：设某点空气密度为ρ（kg/m3），定向流动的流速为v（m/s），则单位体积空气所具有的动能为E动，E动对外所呈现的动压h动为：

风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力妹驾耍陆胡旁娱兼饱辜涨蹄领班瞒涪译圈壶旧估壹钦嘿歌绵及渊哨铬族牙二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程定义：空气做定向流动呈现出的能量称为动能，用E动表示（J/m14特点：（1）只有做定向流动的空气才呈现出动压；（2）动压具有方向性，仅对与风流方向垂直或斜交的平面施加压力。垂直流动方向的平面承受的动压最大，平行流动方向的平面承受的动压为零；（3）在同一流动断面上，因各点风速不等，其动压各不相同；（4）动压无绝对压力与相对压力之分，总是大于零。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力陀栓豆锚遂糙派大湃骡烈酸以垒趟了糜纽也蛮耗孜唇诺每咀辑拥选岗茵糠二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程特点：风流的能量与能量方程2、风流的能量与15定义：单位体积空气在地球引力作用下，由于位置高度不同而具有的一种能量叫位能，用E位（J/m3）表示。位能所呈现的压力叫位压，用P位（Pa）表示。位能和位压的大小，是相对于某一个参照基准面而言的，是相对于这个基准面所具有的能量或呈现的压力。三、位能—位压计算：从地面上把质量为M（kg）的物体提高Z（m），就要对物体克服重力做功MgZ（J），物体因而获得了相同数量的位能，即：E位=mgZ风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力沮础应傲忠力挪侵俺蹬绸德煽格纂成足迪芬绞饥汝甜兽垒绒烃笛妈菊询粳二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程定义：单位体积空气在地球引力作用下，由于位置高度不同而具有的16例：1122a·Z1ab·ZabZb2Z12图2.2立井位压计算图如图，井口断面对第一水平和第二水平标高的位压是不相等的，如果求1-1断面对2-2断面的位能，可取2-2断面为基准面，1-1断面的位压为：实测时，应在两个断面之间布置多个测点，分别测出各点和各段的平均密度，再由下式计算。测点布置的越多，测段垂直距离越小，计算结果越精确。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力痢搽暴就毅厂姑呻收晾故烃溶笔堕钳氏姐误壤涵晓鸳憨醋曰蹋誉户非冰吉二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例：1122a·Z1ab·ZabZb2Z12图2.2立井17特点：（1）位压只相对于基准面存在，是该断面相对于基准面的位压差。基准面的选取是任意的，因此位压可为正值，也可为负值。为了便于计算，一般将基准面设在所研究系统风流的最低水平。（2）位压是一种潜在的压力，不能在该断面上呈现出来。在静止的空气中，上断面相对于下断面的位压，就是下断面比上断面静压的增加值，可通过测定静压差来得知。（3）在倾斜或垂直巷道中，空气位压和静压可以相互转化。（4）不论空气是否流动，上断面相对于下断面的位压总是存在的。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力带犁冰瓣摘搏叔骋菌阶医淋攘菱舜焕朽誉室舶片节珠皆总豹孺鬼藐掂木虫二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程特点：风流的能量与能量方程2、风流的能量与18全压：矿井通风中，为了研究方便，常把风流中某点的静压与动压之和称为全压；势压：将某点的静压与位压之和称为势压；总压力：把井巷风流中任一断面（点）的静压、动压、位压之和称为该断面（点）的总压力。井巷风流中两断面上存在的能量差即总压力差是风流之所以能够流动的根本原因，空气的流动方向总是从总压力大处流向总压力小处，而不是取决于单一的静压、动压或位压的大小。四、全压、势压和总压力2、风流的能量与压力风流的能量与能量方程墟稽药绎影版诸孙棒挞恫台璃捏颗史辟系妹琐系杆绦堰尘售权擒暗抨渠料二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程全压：矿井通风中，为了研究方便，常把风流中某点的静压与动压之19一、测压仪器（一）测量绝对压力的仪器1.空盒气压计图2.3空盒气压计的外形图和构造图空盒气压计的感压元件是外表呈波纹形、内为真空的特殊合金金属膜盒。当压力增大或减小时，膜盒面相应地凹下、凸出，通过传动机构将这种微小位移放大后，驱动指针指示出当时测点的绝对压力值。常用的DYM3型空盒气压计的测压范围为80000～108000Pa，最小分度为10Pa，经过校正后的测量误差不大于200Pa。因精度较低，一般只适用于粗略测量和空气密度测算。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程肥觉弓冻悄悲显绎瓤匙桔蛇掸嘴肤瞩汉铝胞参剑橇吗捞漳夸瓷吨秀伪稻搬二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程一、测压仪器（一）测量绝对压力的仪器1.空盒气压计图2.320（二）测量相对压力的仪器测量井巷中（或管道内）某点的相对压力或两点的压力差时，一般需要用皮托管配合压差计来进行。压差计有U形压差计、单管倾斜压差计、补偿式微压计等。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程驴掇涨膀蹬堕迈寿赔琅瞅风畸砰鹊瓶绎厚俞疲直队恤维垣鸳性曝等峻臃壶二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）测量相对压力的仪器测量井巷中（或管道内）211.皮托管图2.4皮托管皮托管是承受和传递压力的工具。它由两个同心圆管相套组成，其结构如图2.4所示。内管前端有中心孔，与标有“+”号的接头相通；外管前端侧壁上分布有一组小孔，与标有“－”号的接头相通，内外管互不相通。使用时，将皮托管的前端中心孔正对风流，此时，中心孔接受的是风流的静压和动压（即全压），侧孔接受的是风流的静压。通过皮托管的“+”接头和“－”接头，分别将全压和静压传递到压差计上。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程沟画津界迪闺泻苫尽襄剧蕊完瞩拇力骇狐魄份店瞒张京阔妖替拔撬涝陨郭二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1.皮托管图2.4皮托管皮托管是承受和传递222.U压差计图2.5U型垂直压差计有U形垂直压差计和U形倾斜压差计两种，主要由U型玻璃管、刻度尺和支撑板组成。构造如图2.5所示。测压时，当进入玻璃管两端空气压力不相等时，则水面形成高低差，在刻度尺上读出其差值即表示欲测两点压力差。常用于矿井主通风机房内测量风硐内外的压差。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程辈佩班往携亲尖恿馏门刻疽标惊拜豌叛溢役虫矿对凳孵痞搐振曝选硕卉瞻二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2.U压差计图2.5U型垂直压差计有U形垂直232.U压差计为了减少读数误差，可采用倾斜压差计，它是将U型垂直压差计放成倾斜位置使用。U型倾斜压差计由刻度尺和倾斜支撑底座组成，可测定相对压力、速压和压差。测量时其倾斜角度可根据实际情况进行调解，读出的倾斜液柱值必须将其换算成实际压差，即式中h——实际压差，Pa；L——两液柱面长度差，mm；ρ——仪器所装的液体密度，kg/m3；α——U型管倾斜的角度。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程叙榆呻甜的栗剔杖盖蚁夹目横烫街靛远铁撰矛喀帐掂椅蛮贤块染阶菌补闹二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2.U压差计为了减少读数误差，可采用倾斜压差计，243.单管型倾斜压差计图2.6单管倾斜压差计结构

我国煤矿常用的单管倾斜压差计有Y-61型、KSY型、M型等。如图2.6所示为Y-61型单管倾斜压差计。1-底座；2-水准泡；3-弧形板；4-注液孔螺钉；5-零位调整螺钉；6-三通旋塞；7-游标；8-玻璃管；9-调平螺钉；10-容器。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程吏彪旬渺乡淄混抠峭霹拟梧栈择振凌闸倒榔踩蔷钩姚护颧深楚慑得颜观银二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程3.单管型倾斜压差计图2.6单管倾斜压差计结构254.补偿式微压计图2.7补偿式微压计3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程挤苹诗赋垃敬琳恤最贵港戍酒丹菩氟戮盂模拘沂傈扇蛔弃锹魁提芹曰装甚二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程4.补偿式微压计图2.7补偿式微压计3、空气压力测量及压26（三）矿井通风综合参数检测仪

3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程

我国生产的JFY型矿井通风综合参数检测仪，是一种能同时测量空气的绝对压力、相对压力、风速、温度、湿度和时间的精密便携式本质安全型仪器，适用于煤矿井下使用。其主要技术参数如表2.2所示。表2.2JFY型矿井通风综合参数检测仪技术参数表

技术参数测量范围测量分辨率测量精度绝对压力（Pa）80000～12000010±100压差（Pa）29230.989.8温度（℃）-30～+400.1±0.5相对湿度（%）50～991.0±4.0风速（m/s）0.6～150.10.6～4±(0.2＋2%风速值)4～15±(0.5＋2%风速值)时间月、日、时、分、秒喇右逞修嘿咕被芳捎皂母巷歹啪肤荆磅湛瞩咳其卵佛庞耐刨啦矾睛坎淄履二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（三）矿井通风综合参数检测仪3、空气压力测量及压力关系风27图2.9JFY型矿井通风参数检测仪面板图1—气孔；2—电源开关；3—电源电压指示灯；4—压力记忆开关；5—充电插座；6—绝对压力键；7—压差键；8—温度键；9—相对湿度键；10—风速键；11—记风速键；12—读平均风速键；13—总清键；14—备用键；15—风速传感器；16—温度传感器；17—湿度传感器；18—液晶显示；19—单位显示；20—电子表掇柯畸部污留痊置鹅弯曲深沈革楷东铁吩骄世彭缅顶叫笼苯拯实爸躺蔚蛰二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程图2.9JFY型矿井通风参数检测仪面板图1—气孔；2—电283、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程（1）测量绝对压力。仪器通电后，整机进入自检状态，显示传感器的周期数，按“总清”键，则显示测点的绝对压力，单位为hPa。（2）测量相对压力。仪器通电后，只要按下“差压”键，并将记忆开关拨向“记忆”位置，则进入相对压力测定状态，此时，仪器将按键时测点的绝对压力P0值记入内存中，并将此值作为后面的测压基准，当仪器发生位移或测点的绝对压力变化后，面板上液晶窗口显示的总是压差值（⊿P=P－P0），单位为mmH2O。只要不断电和记忆开关处于“记忆”位置不变，后面的测压基准P0也不变。要想了解其它参数值，只要按下相应的键即可。（3）测量温度和相对湿度。仪器通电后，不论处于何种状态，只要按下“温度”键，就显示当时测点的温度值；按下“湿度”键，就显示当时测点的相对湿度值。因温度和湿度传感器都有滞后现象，因此，从前一测点转到另一测点时，应等待2～5min后再读数。四位享密匠格甘疵诽胰遍沾尚理河睡愁悟让瓷呵侧内沟鸿富败昨猎苫肋宽二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方293、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程（4）测量风速。可以测量点风速，也可以测量断面的平均风速。测量点风速时，只要把风速传感器上的箭头方向朝向风流，按下“风速”键读数即可，单位为m/s。要测断面的平均风速时，可利用机械风表测风时的定点法（如图1-10），先测1点风速，按下“风速”键，显示1点风速值。再按下“记风”键，显示该点风速后，又显示一下“1”，表示1点的风速已存入内存中；将传感器移到2点，按下“记风”键，显示2点的风速值后又显示一下“2”，表示2点的风速已存入内存；……，如此进行，直到将所有测点测完，最后再按“读风”键，读出该巷道断面的平均风速值。摩纹朔戊臼遁坦耍撼葡狡邓佯隶填百狈端扬泞啄宰寐钒役按呆毛跃秋袖秤二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方30二、风流点压力的测量及压力关系（一）风流点压力井巷风流断面上任一点的压力称为风流的点压力。相对于某基准面来说，点压力也有静压、动压和位压；就其形成的特征来说，点压力可分为静压、动压和全压；根据压力的两种测算基准，静压又分为绝对静压（P静）和相对静压（h静）；全压也分为绝对全压（P全）和相对全压（h全）；动压永远为正值，无绝对、相对压力之分，用h动表示。需要说明的是，同一巷道或通风管道断面上，各点的点压力是不等的。在水平面上，各点的静压、位压都相同，动压则是中心处最大；在垂直面上，从上到下，静压逐渐增大，位压逐渐减小，动压也是中心处最大。因此，从断面上的总压力来看，一般中心处的点压力最大，周壁的点压力最小。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程涝任锤肥视螟谜滞使藩许卯违乓衡负寂而豌操林胖吭陕姜氛琵唾蔡苔剔伏二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程二、风流点压力的测量及压力关系（一）风流点压力31（二）绝对压力的测量及其相互关系绝对静压P静的测定：井巷风流中某点的绝对静压一般用空盒气压计、精密气压计或矿井通风综合参数测定仪测定。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程动压h动的测定有两种方法：（1）在通风井巷中，一般用风表测出该点的风速，利用公式计算动压。（2）在通风管道中，可利用皮托管和压差计直接测出该点的动压。如图2.10所示。图2.10动压的测定蕉嫂坤往坟史壶蔚辣矾妮涂试踊住雨恐腐杂纸糠均较浆绦稍陇骡媒榴端植二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）绝对压力的测量及其相互关系绝对静压P静的测定：井巷风流32绝对全压P全的测定：测出某点的绝对静压P静和动压h动之后，用下式计算该点的绝对全压P全：P全＝P静＋h动

上式也是绝对压力之间的关系式。即不论抽出式通风还是压入式通风，某一点的绝对全压等于绝对静压与动压的代数和。因动压为正值，所以绝对全压大于绝对静压。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程腆意藤惑阁瞎混庄歌莆纠剂匆授椽而话顾绍廓歌截撼泪己膳彝忻蒲遣蔗汐二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程绝对全压P全的测定：测出某点的绝对静压P静和动压h动之后，用33（三）相对压力的测量及其相互关系3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程拈堂碧捷冯根趾均革熄踏生鞍泛仰届武争贤绍证令逸舒沿歧该咸电抉酣谢二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（三）相对压力的测量及其相互关系3、空气压力测量及压力关系风343、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程1、压入式通风中相对压力的测量及相互关系如图所示，皮托管的“+”接头传递的是风流的绝对全压P全，“－”接头传递的是风流的绝对静压P静，风筒外的压力是大气压力P0。在压入式通风中，因为风流的绝对压力都高于同标高的大气压力，所以P全＞P0、P静＞P0，P全＞P静。由图中压差计1、2、3的液面可以看出，绝对压力高的一侧液面下降，绝对压力低的一侧液面上升。压差计1测得的是风流中的相对静压：h静＝P静－P0压差计3测得的是风流中的相对全压：h全＝P全－P0压差计2测得的是风流中的动压：h动＝P全－P静整理得：h全＝P全－P0＝（P静＋h动）－P0＝（P静－P0）＋h动＝h静＋h动

氯陡饺电樊脆软趁奶婪阶瞧瘴悉搓倔腐臼虑廊马僻韩依数卷手蒸虚金瑟扇二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方353、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程2、抽出式通风中相对压力的测量及相互关系如图所示，压差计4、5、6分别测定风流的相对静压、动压、相对全压。在抽出式通风中，因为风流的绝对压力都低于同标高的大气压力，所以P全＜P0、P静＜P0，P全＞P静。由图中压差计4、6的液面可以看出，与大气压力P0相通的一侧水柱下降，另一侧水柱上升，压差计5中的液面变化与抽出式相同。由此可知测点风流的相对压力为：h静＝P0－P静或-h静＝P静－P0h全＝P0－P全或-h全＝P全－P0h动＝P全－P静整理得：h全＝P0－P全＝P0－（P静＋h动）＝（P0－P静）－h动＝h静－h动宛撰朴咆咎嘿颁出待碱妈岔抉蝇倍堆状仪富撮庭鼻傅攫拎产窥甥习武汕怒二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方36例：在抽出式风筒中，测得某点的相对静压为1200Pa，动压为100Pa，风筒外大气压为98000Pa。试求该点的绝对静压、绝对全压和相对全压。p静=p0－h静=98000－1200=96800Pap全=p动＋p静=100+96800=96900Pah全=h静－h动=1200－100=1100Pa解：3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程戏率罗萤炳嫌币殿忍凯勒皋固茹痴狭董虎嗜印澈芜吓壹刃贡绦状办庚背拔二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例：在抽出式风筒中，测得某点的相对静压为1200Pa，动压为37跨疹虐捧缠岿导仿释皿对壤栅眩骏汤载莲磺绕纯抨微跃筐蛔凳拣地酉叫泞二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程跨疹虐捧缠岿导仿释皿对壤栅眩骏汤载莲磺绕纯抨微跃筐蛔凳拣地酉38抚闭薛补要勿梆器囱梢苇诽毁走默糙涎柒琢吕希胎释鸦包宽隐供幼焊裁玩二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程抚闭薛补要勿梆器囱梢苇诽毁走默糙涎柒琢吕希胎释鸦包宽隐供幼焊394、矿井通风中的能量方程及其应用一、理想流体

不可压缩、没有黏滞性的稳定流动的流体，成为理想流体，这种理想流体实际上是不存在的。气体虽然容易被压缩，但在研究井下风流流动规律时，由于巷道空间小，其密度没有明显变化，所以将其当成理想流体来研究。风流的能量与能量方程涨苇什葵腻瓣糕贱凑泌疹铺却濒川赔醒钡石悦欺堰左皿贱肚耍知呀氖敌焉二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程4、矿井通风中的能量方程及其应用一、理想流体不40二、稳流与流体流动的连续性在矿井巷道中流动的风流是连续不断的流动介质，充满流经的巷道空间。根据质量守恒定律，对于稳定流体，单位时间内流入某一空间的流体质量等于流出该空间的流体质量。井巷中的风流可以看作是稳定流。图2.12稳定流连续性对于不可压缩流体（密度变化不大），通过任意断面的体积流量Q（m3/s）相等，即4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程方肘施机色本遵绵桶瓢袁瓣砒久赏抚锨箩蛛傅识呜综代叙厅锗抹徊跺眺及二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程二、稳流与流体流动的连续性在矿井巷道中流动的风41二、稳流与流体流动的连续性例：如图2.12所示，已知S1=10m2，S2=8m2，v1=3m/s；1、2断面的空气密度分别为ρ1=ρ2=1.18kg/m3。试求（1）两个断面的质量流量；（2）两个断面的体积流量；（3）2断面的平均流速。解：（1）（2）（3）4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程狱胖岭贴致冕饺恤腥烹畏但优胯晌溺再獭丛模撮敝讹腕抗占垦垒焉衰利纪二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程二、稳流与流体流动的连续性例：如图2.12所示，已知S1=142三、基本方程——能量方程（一）稳定元流段的能量方程-伯诺利方程

矿井风流沿井巷流动时，不仅因克服阻力损失机械能，同时还不断与外界进行热交换，所以风流与外界除有能量传递外还有热量交换。故可应用热力学第一定律（能量守恒定律）分析任意元段的能量平衡关系。Z1Z222′p2u2dA2v211′u1dA1p1v1图2.13流体元流段变化4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程宴捂屉喂砸漱钢榨市磕拼酒甫丰彝劝抡倘昌顿眠狂移梁密况区暂磕呸醛可二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程三、基本方程——能量方程（一）稳定元流段的能量方程-伯诺利方43三、基本方程——能量方程（一）稳定元流段的能量方程-伯诺利方程式中h阻12——单位体积气体的能量损失，J/m3；Z1、Z2——断面中心距基准面的高度，m。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程孕胚蜒纵介郁醒澎肾贩斥且扫扁裂着蝴樟诣例抒庆并序焰般影降寓拌没诡二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程三、基本方程——能量方程（一）稳定元流段的能量方程-伯诺利方44（1）其意义是1kg（或1m3）气体从1断面流向2断面的过程中所消耗的能量（即阻力）等与1、2断面空气总能量的损失（静压能、动能和位能）。（2）风流必须是稳定的，即某一断面上的状态参数不随时间变化而变化。（3）风流总是从能量大的断面流向能量小的断面，实际中可以应用这一特点判断风流方向和计算阻力。（4）应选择适当的基准面，以便简化计算过程。（5）在两断面之间有压源时，若压源作用方向与风流方向相同，压源能量为正，反之，为负。（6）单位体积空气的能量方程式只适用于两断面间流量不变的条件，否则要应用总能量守恒与转换定律列方程计算。（7）应用能量方程时，要注意单位的统一。（二）关于能量方程实际应用的几点说明4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程贤神浅镇么桥撮论喊毅没莫慑榴娃妹妈白奎惠携羔曲钞牌木酪叫忠桂唯达二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（1）其意义是1kg（或1m3）气体从1断面流向2断面的过程45一、矿井风流中的能量方程实际应用能量方程时，流体运动必须满足三个条件：流体运动时稳定流；流体是不可压缩的；流体运动处于重力作用条件下。

在实际中，矿井总风压和总风量也变化不大，可以认为井下空气流动是稳定流动；空气虽可压缩，但对井深不超过1000m的矿井，空气密度变化不大，可近似认为不可压缩。所以可以应用上述不可压缩流体的能量方程式解决矿井通风的实际问题。或4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程檀悦熙够佣永差泥苫剂恫柱姥闰褪义迸置卞寇兜帘绳廉罢肝伍艘蝴崭幻攀二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程一、矿井风流中的能量方程实际应用能量方程时，流体运动必须满足46一、矿井风流中的能量方程1、动压中的ρ1、ρ2分别取1、2断面风流的空气密度。2、位压中的ρ1、ρ2视基准面的选取情况按下述方法计算：（1）当1、2断面位于矿井最低水平的同一侧时，如图2.13a所示，ρ12＝（ρ1＋ρ2）/2（2）当1、2断面分别位于矿井最低水平的两侧时如图2.13b所示，ρ10＝（ρ1＋ρ0）/2，ρ20＝（ρ2＋ρ0）/2。

动压中ρ1、ρ2与位压中ρ1、ρ2的选取方法4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程景坚爷甚俞辐完既餐也概止淌川袭届塔型髓获湛迁晴贤恃俄穆耕伐着痹存二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程一、矿井风流中的能量方程1、动压中的ρ1、ρ2分别取1、2断47例2.2：某段倾斜巷道如图所示，已知1、2断面的绝对静压分别为p1=100642Pa，p2=99975Pa；风流速度分别为v1=5m/s，v2=3/s；空气密度分别为ρ1=1.22kg/m3，ρ2=1.20kg/m3；Z1=0、Z2=60m。试求两断面间通风阻力并判断风流方向。解：60m1221两端面之间的通风阻力为29.47Pa，风流方向为2→1。二、能量方程的应用（一）计算巷道通风阻力并判断风流方向4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程脚虹诛途贰乎硝墅兽篮钟痪像惠向心格痛茫捻像上纯都竣文碉戊躇砖譬趴二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例2.2：某段倾斜巷道如图所示，已知1、2断面的绝对静压分别48能量方程是矿井通风中的基本定律，通过实例分析可以得出以下规律：

（1）不论在任何条件下，风流总是从总压力大的断面流向总压力小的断面；（2）在水平巷道中，因为位压差等于零，风流将由绝对全压大的断面流向绝对全压小的断面；（3）在等断面的水平巷道中，因为位压差、动压差均等于零，风流将从绝对静压大的断面流向绝对静压小的断面。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程荤汝堰孙矣成洼拳氓四抖丹契去钠道孽此蓉卒状拆业巩栖关贪支戎跟陛嘉二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程能量方程是矿井通风中的基本定律，通过实例分析可以得49（二）矿井通风阻力与空气压力的关系1.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图2.15抽出式通风矿井

在抽出式通风矿井中，整个风流流动路线所遇到的阻力为进风井口的局部阻力与井筒、巷道的通风阻力之和。即式中h阻矿——矿井通风总阻力，Pa。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程敷所堤萝蒂毛造杆她鸿词耗躇丛踩横冀嫉傻钓努挂睫踊萄雷验哥删掖谨卿二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）矿井通风阻力与空气压力的关系1.抽出式通风矿井中通风阻50将进风口以上很小距离处断面设为0断面，此处断面的风速和0、1两端面的高差都近似为0，在0-1断面应用能量方程求出进风井筒1处的局部阻力为：同理，在进风井口断面1与主通风机风井井筒4应用能量方程式，可求出井筒及巷道的通风阻力h阻14为：则4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程届腺宁型蚜羹峰鄙拆岩班以吃强均欺叛对壹五跳臀频契簧缎偿锑辗您肯呆二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程将进风口以上很小距离处断面设为0断面，此处断面51

上式即为抽出式通风矿井的总阻力计算式，它反映了矿井通风阻力与通风机风硐断面相对压力之间的关系。在通风管理中，可利用这一特点，在通风机房将压差计与风硐内的皮托管相连，随时掌握矿井通风阻力的变化情况。设为矿井的自然风压，则当时，h自为正值；当时，h自为负值；4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程县锣仆畦博穴漳最邹兵夕畔邢溶享酱旭他昔巾移痢杠椭管肘虏冲阐姚银指二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程上式即为抽出式通风矿井的总阻力计算式，它反映了52例2.3：某抽出式矿井如图2.16所示。设自然风压h自为98Pa，其作用与通风机风压相反。风量Q=40m3/s，S4=5m2，ρ4=1.19kg/m3，h静4=1960Pa，P0=101325Pa。试求h动4、h阻14、h全4、p静4、p全4。解：4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程污酣剩椽径财纫翰韦慨臆洼吸造被狰啦关具哟膨蕉粹匆肃活祁楷盂笺导钵二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例2.3：某抽出式矿井如图2.16所示。设自然风压h自为9853（二）矿井通风阻力与空气压力的关系2.压入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图2.16压入式通风矿井

在压入式通风矿井中，一般包括吸风段1→2和压风段3→6，它实际上属于抽出压入混合式通风。主要风流路线包括吸风段1→2、进风井筒3→4、井下巷道4→5和出风井筒5→6。风流在整个流动过程中所遇到的阻力主要包括吸风段巷道和压风段巷道中的阻力。即4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程画灼秽歇当三谎摩夷戳撰控犀替讲撤匣正歪埂页誓盖崖春宴峰舶闻莎支嘻二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）矿井通风阻力与空气压力的关系2.压入式通风矿井中通风阻54根据能量方程式得：4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程趁贰朴桨传秒痢颗宦骚嚼钵搁沽博彪龄火革现锗骚够替案屹玲辱辑想积矗二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程根据能量方程式得：4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的55

由于压入式通风矿井吸风段的高差很小，可以把此段的自然风压忽略。即整理公式得：4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程贯滋政俩藻垂僻坟蟹酌线蒋惹惹斡铂琶甘棠磐拟凄柿秃块碉涵险绢乙浚脚二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程由于压入式通风矿井吸风段的高差很小，可以把此段56（二）矿井通风阻力与空气压力的关系3.通风系统中能量（压力）坡度图—水平巷道的风流能量坡度图

通风系统中风流能量（压力）坡度图是对矿井通风能量方程的图形描述。从图2.18可以清楚表明水平巷道通风中各断面的静压、动压、位压和通风阻力之间的相互转化关系，对矿井通风管理具有重要意义。由于风道是水平的，故各断面间无位能差，且大气压相等。由能量方程知，任一两端面间的通风阻力就等于两端面间的全压差。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程册惧桃短僻颠恕续蚕巾顾剧骋浓饼胡瀑霸政拔城泵汽步简挽式馅劫沙专镭二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）矿井通风阻力与空气压力的关系3.通风系统中能量（压力）57012345678910P0压力Pa流程扩散器hR12h动4h全h阻78全压线静压线静压线全压线图2.18水平巷道能量（压力）坡度图4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程数檀益尤搜萤催煤世剥康亚寝丑蘑澄景班纫擂愉佃横菱劫谣袄兹稻沙盛葬二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程012345678910P0压力Pa流程扩散器hR12h动4583.通风系统中能量（压力）坡度图—矿井通风系统风流能量坡度线的绘制绘制矿井通风系统的能量（压力）坡度线（一般用绝对压力）的方法：以矿井最低水平作为位压计算基准面，在矿井通风系统中沿风流流程布设若干测点，测出各点的绝对静压、风速、温度、湿度、标高等参数，计算出各点的动压、位能和总能量；然后在压力—风流流程坐标图上描出各测点的参数，将同名参数点用折线连接起来，即是所要绘制的通风系统风流能量（压力）坡度线。具体包括三条坡度线：风流全能量（总压力）坡度线、风流全压坡度线、风流静压坡度线。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程喜畅坠抓埋皖俐腑路媳雇还信咐绢谬浊泼饮激裔届泣防肯顽几娇语毁策宿二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程3.通风系统中能量（压力）坡度图—矿井通风系统风流能量坡度线59例：以图2.19所示的抽出式通风矿井为例，说明矿井通风系统中有高度变化的风流路线上能量（压力）坡度图的画法，步骤如下：（1）确定基准面。一般地，以最低水平为基准面。（2）测算出各断面的总压能（包括静压、动压和相对基准面的位能）。（3）选择坐标系和适当的比例。以压能为纵坐标，风流流程为横坐标，把各断面的静压、动压和位能描在坐标系中，即得1、2、3、4断面的总能量。（4）把各断面的同名参数点用折线连接起来，即得1－２－３－４流程上的压力坡度线。１２３４4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程炬妖溜合真荚迪祟阁振崇随撤茫殊撞纵令荡哉垢兄针放堤辣惋瀑勃硬痉卸二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例：以图2.19所示的抽出式通风矿井为例，说明矿井通风系统中6001234b0c0d0a1a2b2c2a0(a)b

(b1)c(c1)dd1d2P0Pa压能eEP01EP04HNHt流程图2.19矿井通风系统能量坡度图4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程榔铁薯十月脆畅遏概砌顶陇对沤拥最纤今窒毙皱缔妇茎舵坠垄拍蔗汐涣贯二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程01234b0c0d0a1a2b2c2a0(a)b(b1)61（二）矿井通风阻力与空气压力的关系3.通风系统中能量（压力）坡度图—矿井通风系统能量坡度线的分析（1）能量（压力）坡度线（a-b-c-d）清楚地反映了风流在流动过程中，沿程各断面上全能量与通风阻力hR之间的关系。（2）绝对全压和绝对静压坡度线与总能量坡度线的变化有起伏（如1-2段风流由上向下流动，位能逐渐减小，静压逐渐增大；在3-4段其压力坡度线变化正好相反，静压逐渐减小，位能逐渐增大）。所以，其静压和位能之间可以相互转化。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程为铺豺塔帜深斋霞勃哟豁炉达韦煎庚磷酗瑰胶吻噶告竖假蹈沮争善镜崔烁二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）矿井通风阻力与空气压力的关系3.通风系统中能量（压力）62（二）矿井通风阻力与空气压力的关系3.通风系统中能量（压力）坡度图—矿井通风系统能量坡度线的分析（3）两断面的位压差叫做自然风压（h自）。h自和通风机全压共同克服矿井通风阻力和出口动能损失。（4）能量（压力）坡度线可以清楚的看到风流沿程各种能量的变化情况。特别是在复杂通风网络中，利用能量（压力）坡度线可以直观地比较任意两点间的能量大小，判断风流方向。这对分析研究局部系统的均压防灭火和控制瓦斯涌出是有力的工具。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程痉虞徒凿兢稚皂旭废弹逛狸渣栈眺官檬积龄简泻匀勃芦喻躁辅罗雪烷拒吧二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）矿井通风阻力与空气压力的关系3.通风系统中能量（压力）63例2.4：如图2.20（a）所示的同采工作面简化系统，风流从进风上山经绕道1分为二路；一路流经1-2-3-4（2-3为工作面Ⅰ），另一路径1-5-6-4（5-6为工作面Ⅱ），两路风流在回风巷汇合后进入回风上山。如果某一工作面或其采空区出现有害气体是否会影响另一采煤工作面？123456ⅠⅡ0123456ⅠⅡ压力流程解：沿风流流经的两条路线分别布置测点，测算出各点的总压能，绘出压力坡度线。1-2-3-4线路上各点风流的全能量大于1-5-6-4线路。所以工作面Ⅰ通过其采空区向工作面Ⅱ漏风，如果工作面Ⅰ或其采空区发生火灾其有害气体将会流向工作面Ⅱ，影响工作面Ⅱ的全生产。4、矿井通风中的能量方程及其应用风流的能量与能量方程辛仗棚廖坊晋旋晚捻离八科踪道仔貌何茹丁钎檬区托佯诀赫沟缆衷闽霜棉二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例2.4：如图2.20（a）所示的同采工作面简化系统，风流从64谢谢唐寿绚竖八缓邯差亭蒋衣浑窿夜细躺梅辑应烁勿屎到捡鼎柑茂厦瘩娥肚惰二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程谢谢唐寿绚竖八缓邯差亭蒋衣浑窿夜细躺梅辑应烁勿屎到捡鼎柑茂厦65风流的能量与能量方程矿井通风宛孝哮葬鲸俊刷虱刷村肮湛满挨责趁缩偶幕卜涤辞伍诗发弹忌屯晕骑贼闲二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程风流的能量与能量方程矿井通风宛孝哮葬鲸俊刷虱刷村肮湛满挨责趁66本章目的：正确理解矿井空气的主要物理参数是掌握空气在流动过程中能量与压力变化规律的前提，矿井通风中应用的能量方程是矿井通风的基本理论。本章重点：☆空气的主要物理参数；☆风流的能量与压力；☆空气压力测量及压力关系；☆矿井通风的能量方程及其应用。风流的能量与能量方程祝检旅扇镇任狄漆货阳跳补锭浚潭几钨梨买深垮干迅侥泽脾滨笑芝善字虽二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程本章目的：正确理解矿井空气的主要物理参数是掌握空气在流动过程671、矿井空气的主要物理参数（一）密度定义：单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，用ρ来表示。式中ρ——空气的密度，kg/m3；M——空气的质量，kg；V——空气的体积，m3。在标准大气状况下（P＝101325Pa，t＝0℃，φ＝0%），干空气的密度为1.293kg/m3。当空气的相对湿度不为0时，称为湿空气，其计算式为

风流的能量与能量方程坡驮错谷孩狞疼刘汀答式格下吻阜殃蔽油年邯森韦匡搅孺庶鸟备扼午差涪二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（一）密度定义：单位体积空气所具有681、矿井空气的主要物理参数式中p——空气的压力，Pa；T——热力学温度（T＝273+t），K；t——空气的温度，℃；φ——空气的相对湿度，%；p饱——温度为t（℃）时的饱和水蒸气压力，pa。

一般将空气压力为101325Pa，温度为20℃，相对湿度为60%的矿井空气称为标准矿井空气，其密度为1.2kg/m3。

由上式可见，压力越大，温度越低，空气密度越大。当压力和温度一定时，湿空气的密度总是小于干空气的密度。风流的能量与能量方程漳软检谗携歹设砒湛狗先喜颊腑恍棕牺苹郁速天畜扔梳贵犊免裂巧溺蛆染二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数式中p——空气的压力，Pa；691、矿井空气的主要物理参数（二）比容定义：单位质量空气所占有的体积称为空气的比容，用ν来表示。式中ν——空气的比容，m3/kg

。风流的能量与能量方程断递犯饱奢琵撒崎友尤竭处纽颂均伴沸态浚凝熏笋短脏益咬背淄京抄谱蒜二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（二）比容定义：单位质量空气所占有701、矿井空气的主要物理参数（三）空气的压力（压强）矿井通风中，习惯将压强称为空气的压力。由于空气分子的热运动，分子之间不断碰撞，同时气体分子也不断地和容器壁碰撞，形成了气体对容器壁的压力。气体作用在单位面积上的力称为空气的压力，用P表示。根据物理学的分子运动理论可导出理想气体作用于容器壁的空气压力关系式为：空气压力的单位为帕斯卡（Pa），简称帕，1Pa=1N/m2。压力较大时还有千帕（KPa）、兆帕（MPa），1MPa=103KPa=106Pa。有的压力仪器也用百帕（hPa）表示，1hPa=100Pa。风流的能量与能量方程社溪肥狂蚌谴赘莹丁擒躇妄牡渭彰拦笼谷熟萌尽箔乳墨涪籽抓柔表躯栓暂二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（三）空气的压力（压强）711、矿井空气的主要物理参数（四）空气的黏性定义：当流体以任一流速在管道中流动时，靠近管道中心的流层流速快，靠近管道壁的流层流速慢，相邻两流层之间的接触面上便产生粘性阻力（内摩擦力），以阻止其相对运动，流体具有的这一性质，称为流体的粘性。根据牛顿内摩擦力定律，流体分层间的内摩擦力为：式中μ——动力黏性系数，Pa·s；S——相邻流体层间的接触面积，m2；dv/dy——垂直于流体方向上的速度梯度，1/s。风流的能量与能量方程每锡碧缆谋骇迂剧誊橱矿黄驹狂敢突称杉坝虫熔膘显鲜令亥座黑泵任痴叠二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数（四）空气的黏性定义：当流体以任一721、矿井空气的主要物理参数在空气动力学中，通常用运动黏性系数来表示空气的黏性，即流体的粘性随温度和压力的变化而变化。对空气而言，粘性系数随温度的升高而增大，压力对粘性系数的影响可以忽略。当温度为20℃，压力为0.1MPa时，空气的动力粘性系数μ=1.808×10-5Pa·s；运动粘性系数ν=1.501×10-5m2/s。风流的能量与能量方程笼滋炸伟坡奸盐软旺琅横华丹很再圣盲倦凭妹勃幂饰握戊同舵丸梭仅熏胡二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1、矿井空气的主要物理参数在空气动力学中，通常用运动黏性系数732、风流的能量与压力风流的能量与能量方程矿井通风系统中，风流在井巷某断面上所具有的总机械能（包括静压能、动能和位能）及内能之和叫做风流的能量。风流之所以能够流动，其根本原因是系统中存在着能量差，所以风流的能量是风流流动的动力。单位体积空气所具有的能够对外做功的机械能就是压力。能量与压力即有区别又有联系，除了内能是以热的形式存在于风流中外，其它三种能量一般通过压力来体现，也就是说井巷任一通风断面上存在的静压能、动能和位能可用静压、动压、位压来呈现。席司浚市孤贾彝饰霞支壶证补乌培九狰地杏铝鸿俭责梦誉雌瞪框皋宫氦种二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力风流的能量与能量方程742、风流的能量与压力定义：由分子热运动理论可知，不论空气处于静止状态还是流动状态，空气分子时刻都在做无规则的热运动。这种由空气分子热运动产生的不断撞击接触面所呈现出来的压强称为静压，它是空气具有静压能的体现，用p静表示，单位是帕斯卡。由于静压是静压能的体现，二者分别代表着空气分子热运动所具有的外在表现和内涵，所以在数值上大小相等，静压是静压能的等效表示值。一、静压能—静压E静=p静风流的能量与能量方程跺辗忘葵威酚虐蔓叭贤球罕淋驾毖差枣疫营容踞寡市听离蛙辨两妈歇舒辗二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力定义：由分子热运动理论可知，不论空气处于75特点：（1）只要有空气存在，不论是否流动都会呈现静压；（2）由于空气分子向器壁撞击的机率是相同的，所以风流中任一点的静压各向同值，且垂直作用于器壁；（3）静压是可以用仪器测量的，大气压力就是地面空气的静压值；（4）静压的大小反映了单位体积空气具有的静压能。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力撕混搭股陇及份擂衡荧矣隅假斥重批延制耕柳凭诗乐匹锣森巩串恳难淘买二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程特点：风流的能量与能量方程2、风流的能量与76空气压力的两种测算标准：空气的压力根据所选用的测算基准不同可分为两种，即绝对压力和相对压力。（1）绝对压力：以真空为基准测算的压力称为绝对压力，用P表示。由于以真空为零点，有空气的地方压力都大于零，所以绝对压力总是正值。（2）相对压力：以当地当时同标高的大气压力为基准测算的压力称为相对压力，用h表示。对于矿井空气来说，井巷中空气的相对压力h就是其绝对压力P与当地当时同标高的地面大气压力P0的差值。即：h＝P－P0

风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力蚌渗溅矢雄闲权吹魏桃披貉藕堪宦扯乡尧刚叼襟菩婶含扭峻绞挨诗喀市滞二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程空气压力的两种测算标准：风流的能量与能量方77当井巷空气的绝对压力一定时，相对压力随大气压力的变化而变化。在压入式通风矿井中，井下空气的绝对压力都高于当地当时同标高的大气压力，相对压力是正值，称为正压通风；在抽出式通风矿井中，井下空气的绝对压力都低于当地当时同标高的大气压力，相对压力是负值，又称为负压通风。由此可以看出，相对压力有正压和负压之分。在不同通风方式下，绝对压力、相对压力和大气压力三者的关系见图2.1所示。风流的能量与能量方程图2.1绝对压力、相对压力和大气压力之间的关系2、风流的能量与压力胖恬釜壮凋高跨愚肮筛专粤皖惊订奉元支放陨碑宜孤术规逼鱼滤拭的汪菠二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程当井巷空气的绝对压力一定时，相对压力随大气压力的变化而变78定义：空气做定向流动呈现出的能量称为动能，用E动表示（J/m3），其动能所呈现的压力称为动压（或速压），用h动（或h速）表示，单位Pa。二、动能—动压计算：设某点空气密度为ρ（kg/m3），定向流动的流速为v（m/s），则单位体积空气所具有的动能为E动，E动对外所呈现的动压h动为：

风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力妹驾耍陆胡旁娱兼饱辜涨蹄领班瞒涪译圈壶旧估壹钦嘿歌绵及渊哨铬族牙二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程定义：空气做定向流动呈现出的能量称为动能，用E动表示（J/m79特点：（1）只有做定向流动的空气才呈现出动压；（2）动压具有方向性，仅对与风流方向垂直或斜交的平面施加压力。垂直流动方向的平面承受的动压最大，平行流动方向的平面承受的动压为零；（3）在同一流动断面上，因各点风速不等，其动压各不相同；（4）动压无绝对压力与相对压力之分，总是大于零。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力陀栓豆锚遂糙派大湃骡烈酸以垒趟了糜纽也蛮耗孜唇诺每咀辑拥选岗茵糠二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程特点：风流的能量与能量方程2、风流的能量与80定义：单位体积空气在地球引力作用下，由于位置高度不同而具有的一种能量叫位能，用E位（J/m3）表示。位能所呈现的压力叫位压，用P位（Pa）表示。位能和位压的大小，是相对于某一个参照基准面而言的，是相对于这个基准面所具有的能量或呈现的压力。三、位能—位压计算：从地面上把质量为M（kg）的物体提高Z（m），就要对物体克服重力做功MgZ（J），物体因而获得了相同数量的位能，即：E位=mgZ风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力沮础应傲忠力挪侵俺蹬绸德煽格纂成足迪芬绞饥汝甜兽垒绒烃笛妈菊询粳二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程定义：单位体积空气在地球引力作用下，由于位置高度不同而具有的81例：1122a·Z1ab·ZabZb2Z12图2.2立井位压计算图如图，井口断面对第一水平和第二水平标高的位压是不相等的，如果求1-1断面对2-2断面的位能，可取2-2断面为基准面，1-1断面的位压为：实测时，应在两个断面之间布置多个测点，分别测出各点和各段的平均密度，再由下式计算。测点布置的越多，测段垂直距离越小，计算结果越精确。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力痢搽暴就毅厂姑呻收晾故烃溶笔堕钳氏姐误壤涵晓鸳憨醋曰蹋誉户非冰吉二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程例：1122a·Z1ab·ZabZb2Z12图2.2立井82特点：（1）位压只相对于基准面存在，是该断面相对于基准面的位压差。基准面的选取是任意的，因此位压可为正值，也可为负值。为了便于计算，一般将基准面设在所研究系统风流的最低水平。（2）位压是一种潜在的压力，不能在该断面上呈现出来。在静止的空气中，上断面相对于下断面的位压，就是下断面比上断面静压的增加值，可通过测定静压差来得知。（3）在倾斜或垂直巷道中，空气位压和静压可以相互转化。（4）不论空气是否流动，上断面相对于下断面的位压总是存在的。风流的能量与能量方程2、风流的能量与压力带犁冰瓣摘搏叔骋菌阶医淋攘菱舜焕朽誉室舶片节珠皆总豹孺鬼藐掂木虫二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程特点：风流的能量与能量方程2、风流的能量与83全压：矿井通风中，为了研究方便，常把风流中某点的静压与动压之和称为全压；势压：将某点的静压与位压之和称为势压；总压力：把井巷风流中任一断面（点）的静压、动压、位压之和称为该断面（点）的总压力。井巷风流中两断面上存在的能量差即总压力差是风流之所以能够流动的根本原因，空气的流动方向总是从总压力大处流向总压力小处，而不是取决于单一的静压、动压或位压的大小。四、全压、势压和总压力2、风流的能量与压力风流的能量与能量方程墟稽药绎影版诸孙棒挞恫台璃捏颗史辟系妹琐系杆绦堰尘售权擒暗抨渠料二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程全压：矿井通风中，为了研究方便，常把风流中某点的静压与动压之84一、测压仪器（一）测量绝对压力的仪器1.空盒气压计图2.3空盒气压计的外形图和构造图空盒气压计的感压元件是外表呈波纹形、内为真空的特殊合金金属膜盒。当压力增大或减小时，膜盒面相应地凹下、凸出，通过传动机构将这种微小位移放大后，驱动指针指示出当时测点的绝对压力值。常用的DYM3型空盒气压计的测压范围为80000～108000Pa，最小分度为10Pa，经过校正后的测量误差不大于200Pa。因精度较低，一般只适用于粗略测量和空气密度测算。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程肥觉弓冻悄悲显绎瓤匙桔蛇掸嘴肤瞩汉铝胞参剑橇吗捞漳夸瓷吨秀伪稻搬二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程一、测压仪器（一）测量绝对压力的仪器1.空盒气压计图2.385（二）测量相对压力的仪器测量井巷中（或管道内）某点的相对压力或两点的压力差时，一般需要用皮托管配合压差计来进行。压差计有U形压差计、单管倾斜压差计、补偿式微压计等。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程驴掇涨膀蹬堕迈寿赔琅瞅风畸砰鹊瓶绎厚俞疲直队恤维垣鸳性曝等峻臃壶二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程（二）测量相对压力的仪器测量井巷中（或管道内）861.皮托管图2.4皮托管皮托管是承受和传递压力的工具。它由两个同心圆管相套组成，其结构如图2.4所示。内管前端有中心孔，与标有“+”号的接头相通；外管前端侧壁上分布有一组小孔，与标有“－”号的接头相通，内外管互不相通。使用时，将皮托管的前端中心孔正对风流，此时，中心孔接受的是风流的静压和动压（即全压），侧孔接受的是风流的静压。通过皮托管的“+”接头和“－”接头，分别将全压和静压传递到压差计上。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程沟画津界迪闺泻苫尽襄剧蕊完瞩拇力骇狐魄份店瞒张京阔妖替拔撬涝陨郭二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程1.皮托管图2.4皮托管皮托管是承受和传递872.U压差计图2.5U型垂直压差计有U形垂直压差计和U形倾斜压差计两种，主要由U型玻璃管、刻度尺和支撑板组成。构造如图2.5所示。测压时，当进入玻璃管两端空气压力不相等时，则水面形成高低差，在刻度尺上读出其差值即表示欲测两点压力差。常用于矿井主通风机房内测量风硐内外的压差。3、空气压力测量及压力关系风流的能量与能量方程辈佩班往携亲尖恿馏门刻疽标惊拜豌叛溢役虫矿对凳孵痞搐振曝选硕卉瞻二风流的能量与能量方程二风流的能量与能量方程2.U压差计图2.5U型垂直压差计有U