矿井通风与安全ch3_34.3.2 电子教案

第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力计算方法
在一般情况下，井下各处的局部阻力之和只占矿井总阻 力的10～20%左右。
因此，在通风设计工作中，不逐一计算井下各处的局部 阻力，只在这个百分数范围内估计一个总数。但对掘进 通风用的风筒和风量较大的井巷，由于其中风流的速压 较大，就要逐一计算局部阻力。
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力的概念
渐变：主要是由于沿流动方向出现减速增压现象，在边 壁附近产生涡漩。因为 V 降低，导致 hv 降低，P升高， 压差的作用方向与流动方向相反，使边壁附近，流速本 来就小，趋于0, 在这些地方主流与边壁面脱离，出现与 主流相反的流动，形成涡漩。
计算局部阻力时，先要根据井巷局部地点的特征，查表 得出局部阻力系数的近似值，然后用图表中所指定的相 应风速进行计算。
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力计算方法
表1：各种巷道突扩和突缩的值（光滑管道）
表示巷道局部地点小断面S1和大断面S2的比值相同时， 突然缩小比突然扩大的局部阻力系数要小；
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力的概念
由于井巷断面、方向变化以及分岔或汇合等原因，使均 匀流动在局部地区受到影响而破坏，从而引起风流速度 场分布变化和产生涡流等，造成风流的能量损失，这种 阻力称为局部阻力。
由于局部阻力所产生风流速度场分布的变化比较复杂性， 对局部阻力的计算一般采用经验公式。
如右图所示的突然扩大的巷道，该局部地点的局部 阻力为：
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力定律
若通过局部地点的风量为Q，前后两个断面积是S1和S2，
则两个断面上的平均风速为：v1=Q/S1 ，m/s ； v2=Q/S2
，m/s；代入上式，得
S2 S1
完全紊流状态下的局部阻 力定律，当Rer一定时， her 和Q 2成正比。
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力计算方法
表2：几种局部阻力的ζ值 （光滑管道）
表中第一项所示的进风口比最后一项所示的出风口的 局部阻力系数也要小。这是因为风流突然缩小时，所 产生的冲击现象没有风流突然扩大时那样急剧的缘故
井下产生局部阻力的地点较多，例如巷道拐弯、分叉和 汇合处，巷道断面变化处，进风井口和回风井口等。
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部பைடு நூலகம்力的概念
几种常见的局部阻力产生的类型：
突变：紊流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流 与边壁脱离的现象，在主流与边壁之间形成涡漩区，从 而增加能量损失。
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力的概念
转弯处：流体质点在转弯处受到离心力作用，在外侧出 现减速增压，出现涡漩。
分岔与会合：上述的综合。
局部阻力的产生主要是与涡漩区有关，涡漩区愈 大，能量损失愈多，局部阻力愈大。
第三章 井巷通风阻力
3、局部风阻与阻力
局部阻力定律
前人实验证明，在完全紊流状态下，不论井巷局部 地点的断面、形状和拐弯如何变化，产生的局部阻 力都和局部地点前或后断面上的速压成正比。