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项目三 井下空气压力测定与分析 项目目标 项目三 井下空气压力测定与分析 例1、在压入式通风风筒中，测得风流中某点的相对静压h静＝1200Pa，动压h动＝100Pa，风筒外与该点同标高的大气压力P0＝98000Pa，求该点的P静、h全、P全分别是多少？ 解：（1）P静＝P0－h静＝98000－1200＝96800 Pa （2）h全＝h静－h动＝1200－100＝1100 Pa （3）P全＝P0－h全＝98000－1100＝96900 Pa 或P全＝P静＋h动＝96800＋100＝96900 Pa 复习思考题 习 题 5 、两个不同的管道通风系统如图a、b所示，试判断它们的通风方式，区别各压差计的压力种类并填涂液面高差和读数 1、 井下某地点有两道单扇风门，测得每道风门内外压差为800Pa，风门门扇的尺寸高为1.5m，宽为0.8m，门扇把手距门轴0.7m，问至少用多大的力才能把门扇拉开？ 2 、测得某回风巷的温度为20℃，相对湿度为90%，绝对静压为102500Pa，求该回风巷空气的密度和比容。 3 、用皮托管和压差计测得通风管道内某点的相对静压h静＝250Pa，相对全压h全＝200 Pa。已知管道内的空气密度ρ＝1.22kg/m3，试判断管道内的通风方式并求出该点的风速。 4 、在压入式通风管道中，测得某点的相对静压h静＝550Pa，动压h动＝100 Pa，管道外同标高的绝对压力P0＝98200Pa。求该点的相对全压和绝对全压。 任务1— 测定并分析空气压力 能力目标： 1、会测算空气的密度； 2、会计算井下风流中某点的压力值； 3、会测定井巷断面某一点的各种压力； 4、会利用速压的物理意义测算井巷的风速和井巷断面的速度场系数。 知识目标： 1、能理解并陈述空气的密度、比容、压力（压强）、黏性等基本概念和表达式； 2、能解释概述风流静压能、动能、位能和空气的静压、动压、位压的概念，并能解释其相互关系； 3、理解并能解释抽出式通风、压入式通风矿井中压力之间的关系； 4、能概述各种测压仪器的构造、原理和使用方法。 一、空气的主要物理参数 （一）空气的密度 单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，用ρ来表示。即： （3-1） 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＝O℃， φ ＝0% ） ， 干空气的密度为1.293 kg/m3。 湿空气密度的计算公式为： ρ湿＝0.003484 （1－0.378 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，℃； ——相对湿度，%； P饱——温度为t（℃）时的饱和水蒸气压力，pa。 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。 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。 （二）空气的比容 单位质量空气所占有的体积叫空气的比容，用υ（m3/kg）表示，比容和密度互为倒数，它们是一个状态参数的两种表达方式。即： （三）空气的压力（压强） 气体作用在单位面积上的力称为空气的压力，用P表示。 空气压力的单位为帕斯卡（Pa），简称帕，1 Pa=1N/m2。 压力较大时还有千帕（KPa）、兆帕（MPa）， 1MPa=103KPa=106 Pa。有的压力仪器也用百帕（hPa） 表示，1hPa=100Pa。 地面空气压力习惯称为大气压。由于地球周围大气层的厚度高达数千千米，越靠近地表空气密度越大，空气分子数越多，分子热运动的平均动能越大，所以大气压力也越大。 此外，大气压力还与当地的气候条件有关，即便是同一地区，也会随季节不同而变化，甚至一昼夜内都有波动。 （四）空气的粘性 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。 在矿井通风中，用动力粘性系数μ和运动粘性系数ν （m2/s）表示空气粘性大小。 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