第3章 通风阻力.pptVIP

由此得到：这就是计算矿井等积孔常用的公式。计算出矿井的风阻和等积孔后，就可以对该矿井的通风难易程度进行评价，评价的标准如下表：第29页，共47页，星期日，2025年，2月5日例已知矿井总阻力为1440Pa，风量为60m3/s，试求该矿井的风阻与等积孔?如生产上要求将风量提高到70m3/s，问风阻与等积孔之值是否改变?阻力增加到多少?解：当井巷的规格尺寸与连接形式没有改变及采掘工作面没有移动时，则风量的增加并不改变等积孔与风阻之值。由于风量增加到70m3/s，故阻力增加到：h＝RQ2＝0.4×702＝1960Pa第30页，共47页，星期日，2025年，2月5日3、风流的功率与电耗物体在单位时间内所做的功叫做功率，其计量单位是N·m/s。风流的风压h乘风量Q的计量单位就是N/m2×m3/s＝N·m/s。故风流功率N的计算式为N=h·Q/1000，kW矿井一天的通风电费是：e——每度电的单价，y/(kW·h)；η——风机、输电、变电、传动等总效率。直接传动时，取0.6；间接传动时，取0.5。第31页，共47页，星期日，2025年，2月5日例：如图所示的矿井，左右两翼的通风阻力分别是；hr1＝1274Pa；hr2＝1960Pa通过两翼主扇的风量分别是Qf1＝60m3/s；Qf2＝70m3/s。两翼的外部漏风率分别是Le1＝4%；Le2＝5%。则两翼不包括漏风的风量分别是：Qm1＝(1－Le1)Qf1＝(1－4%)×60＝57.6m3/sQm2＝(1－Le2)Qf2＝(1－5%)×70＝66.5m3/s第32页，共47页，星期日，2025年，2月5日两翼不包括外部漏风的风阻分别是：R1＝hr1/Qm12＝1274/(57.6)2＝0.38399N.s2/m8R2＝hr2/Qm22＝1960/(66.5)2＝0.44321N.s2/m8两翼不包括外部漏风的等积孔分别是：第33页，共47页，星期日，2025年，2月5日第3章通风阻力第1页，共47页，星期日，2025年，2月5日第3章矿井通风阻力3.1风流的流动状态3.2摩擦阻力3.3局部阻力3.4通风阻力定律和特性3.5通风阻力测量第2页，共47页，星期日，2025年，2月5日风流流动时，必须具有一定的能量(通风压力)，用以克服井巷及空气分子之间的摩擦对风流所产生的阻力。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3页，共47页，星期日，2025年，2月5日第1节风流的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。第4页，共47页，星期日，2025年，2月5日另一种是流体流动时，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，流体内部存在着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。第5页，共47页，星期日，2025年，2月5日试验证明，层流与紊流彼此间的转变关系决定于液体的密度ρ、绝对粘性系数μ，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，ν——运动粘性系数，m2/s。第6页，共47页，星期日，2025年，2月5日当Re≤2000时，流体呈层流流动；当Re＞2000时，液流开始向紊流流动过渡；当Re＞10000时，流体完全呈现为紊流。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；半圆拱3.90；圆断面3.54。第7页，共47页，星期日，2025年，2月5日例：某巷道的断面S＝2.5m2，周界U＝6.58m，风流的ν＝14.4×10－6m2/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：由于煤矿中大部分巷道的断面均大于2.5m2，井下巷道中的最低风速均在0.25米/秒以上，所以说井巷中的风流大部为紊流，很少为层流