通风摩擦阻力系数
矿井通风摩擦阻力计算公示
矿井通风摩擦阻力计算公示
通风摩擦阻力的计算公式如下：
通风摩擦阻力=0.0136某K某L某V2/D2
其中，K为阻力系数；L为通风管道长度，单位为米；V为通风管道
内空气流速，单位为米/秒；D为管道直径，单位为米。
阻力系数K是通风系统管道的特性参数，与管道的壁面状态、管道直径、空气流速等因素有关。
通常情况下，K的取值范围为0.01~0.05，具
体取值需要根据通风系统管道的具体情况进行确定。
通风管道长度L是通风阻力中的一个重要参数，通风系统中管道长度
越长，阻力成分就越大，所以在设计通风系统时需要尽量减小管道长度，
从而降低摩擦阻力。
空气流速V是通风摩擦阻力公式中最重要的参数，通过控制空气流速
可以有效降低通风系统中的摩擦阻力。
因此，在设计和使用通风系统时，
需要根据通风管道的长度、直径等参数合理控制空气流速，以达到最佳的
通风效果和经济效益。
通风管道直径D的大小也会对通风摩擦阻力产生影响。
一般情况下，
管道直径越大，阻力越小；而管道直径越小，阻力就越大。
因此，设计通
风管道时也需要根据通风系统的实际情况来选择合适的管道直径。
综上所述，通风摩擦阻力计算公式是煤矿通风中非常重要的一个公式，用于计算通风系统中的摩擦损失。
设计和使用通风系统时，需要根据通风
管道的长度、直径等参数来合理选择空气流速，降低通风摩擦阻力，并达
到最佳的通风效果和经济效益。
矿井通风总阻力计算
华蓥市老岩湾煤业有限公司矿井通风总阻力计算沿着矿井通风容易时期和矿井通风困难时期的通风路线计算矿井通风总阻力。
通风摩擦阻力计算公式如下： h=23Q S P L a ⋅⋅⋅ 式中：h —— 通风摩擦阻力，Pa ；α—— 井巷摩擦阻力系数，N.S 2/m 4； L —— 井巷长度，m ； P —— 井巷净断面周长，m ； Q —— 通风井巷的风量，m 3/s ； S —— 井巷净断面面积，m 2； 通风局部阻力取同时期摩擦阻力的15％。
经计算，矿井通风容易时期采用中央分列式通风系统，其总阻力h 为573.99Pa ；矿井通风困难时期采用两翼对角式通风系统，其北风井和南平硐风井阻力分别为489.42Pa 、401.51Pa 。
(详见矿井通风阻力计算表5-2-2、表5-2-3、表5-2-4)。
五、对矿井通风状况的评价 计算矿井的风阻和通风等积孔a 、矿井通风容易时期采用中央分列式通风系统，矿井的总风阻R 易和矿井通风等积孔A 易为：R 易 =h 易/ Q 易2 =573.99÷30.42 =0.62N ·S 2/m 8 A 易 =易易h Q /19.1 =1.19×30.4÷99.573 =1.51m 2b 、矿井通风困难时期采用两翼对角式通风系统，其北风井的风阻R 1、通风等级孔A 1和南平硐风井的风阻R 2、通风等级孔A 2以及矿井的通风等积孔A 难为：R 1 =h 1/ Q 12 =489.42÷15.952 =1.92N ·S 2/m 8 A 1 =11/19.1h Q=1.19×15.95÷42.489 =0.86m 2 R 2 =h 2/ Q 22 =401.51÷12.552 =2.55N ·S 2/m 8 A 2 =22/19.1h Q=1.19×12.55÷51.401 =0.75 m 2A 难=()11111121)(19.1Q Q h Q h Q Q Q +++⨯=()55.1295.1551.40155.1242.48995.15)55.1295.15(19.1+⨯+⨯+⨯=1.6（m 2）式中： R 易－为矿井通风容易时期的矿井风阻，N ·S 2/m 8；A 易－为矿井通风容易时期的矿井通风等积孔，m 2； h 易―为通风容易时期的矿井通风阻力，Pa ； R 1－为北风井通风困难时期的矿井风阻，N ·S 2/m 8； A 1－为北风井通风困难时期的通风等积孔，m 2；h 1―为北风井通风困难时期的矿井通风阻力，Pa；Q1－为北风井通风困难时期的风量，(m3/s)R2－为南平硐风井通风困难时期的矿井风阻，N·S2/m8；A2－为南平硐风井通风困难时期的通风等积孔，m2；h 2―为南平硐风井通风困难时期的矿井通风阻力，Pa；Q2－南平硐风井通风困难时期的风量，(m3/s)A难－为矿井通风困难时期的总通风等级孔，(m2)经计算，矿井通风容易时期的风阻R易为0.62N·S2/m8，矿井通风等积孔A易为1.51m2，通风难易程度为中等。
通风管道阻力计算
通风管道阻力计算
通风管道阻力计算
空气在风管内流动时会产生两种阻力，一种是摩擦阻力，即空气本身的粘滞性和与管壁间的摩擦所产生的沿程能量损失；另一种是局部阻力，即空气流经管件和设备时由于流速和方向变化以及涡流所产生的比较集中的能量损失。
一、摩擦阻力
根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力可以按以下公式计算：
ΔPm=λν2ρl/8Rs
对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：
ΔPm=λν2ρl/2D
圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：
Rs=λν2ρ/2D
其中，λ为摩擦阻力系数，ν为风管内空气的平均流速，ρ为空气的密度，l为风管长度，Rs为风管的水力半径，f为管道中充满流体部分的横断面积，P为湿周（即风管的周长），D为圆形风管直径。
矩形风管的摩擦阻力计算需要先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径（即当量直径），再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种。
二、局部阻力
当空气流动经过断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）和流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）时，会产生局部阻力。
局部阻力可以按以下公式计算：
Z=ξν2ρ/2
其中，ξ为局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应注意减小局部阻力。
为了达到这个目的，通常采用以下措施：尽量减少弯头，圆形风管弯头的曲率半径一般应大于（1~2）
倍管径；矩形风管弯头断面的长宽比愈大，阻力愈小；在矩形直角弯头中应设导流片。
风机计算_通风管道阻力计算
通风管道阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l ————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1. 弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
通风管道阻力计算
通风管道阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l ————风管长度，m ;Rs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1.弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
实验三：通风管道中风流摩擦阻力及阻力系数的测定
、h。静动
(4)然后用同样的方法同时读取抽出
式管道的h、h、h。全静动
(5)将实验数据填写于实验报告中。
(二)测定管道中某断面的平均风速并计算风量
附图3管道中空气点压力测定1.原理
风流在管道中流动时，各点的风速并
不一致，用皮托管测得的动压，实际上是风流在管道中流动时，皮托管所在测试断面风流某点的动压值，而不是整个断面风流动压的平均值。在实际工作中，由于时间限制，逐点测定并计算平均值是比较困难的。通常只测量断面中心点最大动压值，然后用式
附表6管道中某断面动压记录表
管道直径D=
平均最大速度管道
风速风速场系风量测量次数(Pa) (Pa) (Pa) (Pa) (Pa) hhhhh动1动2动3动4动大3(m/s) (m/s)数(K) (m/s) 1 2 3平均六、思考题
1(从U型垂直压差计上如何判断风机的工作方法,
2(如何确定皮托管管脚,
(一)实验原理
根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，
且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于两点之间的绝对
静压差()。h,h,p,p12阻1,2摩
根据第三章内容可知，管道的摩擦阻力可用下式计算:
LU2Pa h,,Q，摩3S
h28摩Ns/m风阻为，R,2Q
(1)掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点空气的静压、动压和全压的方法，以
h,h,h巩固的概念。动全静
(2)掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点平均风速、最大风速的方法，并计算风量。
三、实验仪器和设备(附表3)
附表3实验二所用的仪器和设备
序号名称型号或规格数量
风机计算通风管道阻力计算
通风管道阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l ————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
通风管道沿程摩擦风阻及局部阻力系数计算方法
通风管道沿程摩擦风阻及局部阻力系数计算方法B.1 通风管道沿程摩擦风阻通风管道沿程摩擦风阻可按公式（B.1）~（B.2）计算：55.6d L R f α=.....................................(B.1) =8λρα.......................................(B.2) 式中：α——通风管道摩擦阻力系数（kg/m 3）；λ——通风管道达西系数，对柔性通风管进行计算时可取0.019～0.021；ρ——空气密度（kg/m 3）；d ——通风管道当量直径（m ）。
B.2 通风管道的局部阻力系数通风管道的局部阻力系数取值应根据局部损失的具体形式确定，并可按照以下规定进行取值： a) 突然扩大的异径管接头，其局部阻力系数可按公式（B.3）计算：()212=1/A A ξ-...................................(B.3)式中：A 1——进风处接头的管道截面面积（m 2）；A 2——出风处接头的管道截面面积（m 2）。
b) 突然缩小的异径管接头，其局部阻力系数可按公式（B.4）计算： ()221=0.51/A A ξ-..................................(B.4)式中：A 1——进风处接头的管道截面面积（m 2）；A 2——出风处接头的管道截面面积（m 2）。
c) 通风管道转弯时，其局部阻力系数可按公式（B.5）~（B.6）计算：0.750.8=0.008/n ξθ...................................(B.5) /n R d =......................................(B.6)式中：θ——转弯角度；R ——转弯处的曲率半径（m ）；d ——管道直径（m ）。
d)管道入口处的局部阻力系数ξ可取为0.6；e)管道出口处的局部阻力系数ξ可取为1.0；f)管道分岔处的局部阻力系数ξ可取为1.0。
通风工程管道阻力计算
通风工程管道阻力计算通风工程中的管道阻力计算是重要的一项工作，它直接关系到系统的通风效果和节能效果。
本文将详细介绍通风工程中的管道阻力计算方法及其影响因素。
一、管道阻力计算方法：通风系统中的管道阻力是指空气在管道中流动时所遇到的阻力。
通常采用以下公式计算：ΔP=K×L×ρ×(V/3600)^2(1)其中，ΔP为管道阻力（Pa），K为阻力系数（Pa/m），L为管道长度（m），ρ为空气密度（kg/m³），V为风量（m³/h）。
阻力系数K是根据流量速度（m/s）和管道直径（m）来计算的。
对于圆形截面的管道，可以使用以下公式计算：K=(0.51+0.002D)×(V/D)^2(2)其中，D为管道直径（m），V为流量速度（m/s）。
二、影响因素：1.管道材质：不同材质的管道具有不同的内表面粗糙度，粗糙度越大，摩擦阻力越大，导致管道阻力增加。
2.管道长度：管道长度越长，空气流动经过的阻力表面越多，阻力增加。
3.管道直径：管道直径越大，流通面积越大，阻力减小。
4.管道弯头和弯管：弯头和弯管的存在会增加管道的阻力，尤其是对空气流动有较大影响的90度弯头。
5.风量：风量越大，管道阻力越大。
三、实际计算：1.根据风量和设计条件选择管道直径。
2.根据管道直径计算阻力系数K。
3.根据管道直径和长度计算总阻力。
4.根据管道阻力和所需风压，判断所选管道是否满足要求。
5.根据需要，可以进行多次迭代计算，直到找到满足要求的管道尺寸。
四、优化策略：1.尽量选择材质光滑、粗糙度低的管道，以减小阻力。
2.在管道设计中尽量减少弯头和弯管的使用，或者采取流线型弯头，以减小阻力。
3.如果风量较大，可以考虑分段设计，通过增加出风口数量来减小单个风口的风量，从而减小管道阻力。
4.在实际计算中可根据实验数据进行修正，以提高计算精度。
总结：通风工程中的管道阻力计算是一个复杂的过程，需要综合考虑管道材质、直径、长度、弯头等因素，并进行科学合理的计算和优化。
通风管道阻力的计算与公式
风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l————风管长度，mRs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
局部阻力在通风、空调系统中占有较大的比例，在设计时应加以注意，为了减小局部阻力，通常采用以下措施：1.弯头布置管道时，应尽量取直线，减少弯头。
2020矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法-编制说明
本项目立项后，修订单位煤科集团沈阳研究院有限公司、国家能源投资集团 有限责任公司、四川煤炭产业集团公司立即成立了标准研究小组，制定了详细的 标准研究方案和进度计划，并按照计划于2013年3月～6月在原标准的基础上开展 了调研及资料收集工作，编制了标准修订提纲，2013年8月～11月，完成了标准 修订讨论稿，2014年3月邀请有关专家进行了研讨，对讨论稿进行了进一步完善， 并与7月形成了标准《征求意见稿》。2014年9月，将《征求意见稿》向大同煤矿 集团公司、淮北矿业集团公司、辽宁工程技术大学、河南理工大学、中国矿业大
标准主要起草单位：煤科集团沈阳研究院有限公司、国家能源投资集团有限 责任公司、四川煤炭产业集团公司。
本标准主要起草人：王刚、王寿全、张卫亮、唐辉、尤文顺、于贵生、伍厚 荣、王大强、王伟。起草人员参与了标准的起草、编写、资料查询、试验验证、 技术研讨等工作。 二、标准编写原则和确定标准主要内容 1、 编写原则
3.5 气压计同步测定法 Synchronization method with air gauge 两台气压计同时测定两测点气压测定矿井巷道通风阻力的方法。”
说明： 1 增加了标准相关主要关键词的定义，给出了术语所必需的定义。 2 增加了压差计测定法、气压计基点测定法、气压计同步测定法三种方法 的定义，有助于了解三种测定方法的区别。 3 专家提出的摩擦阻力测定系数的定义是否参考其他标准，标准研究小组 参考了《煤矿科技术语》GBT 15663.8-2008，并引用了该标准的内容。 （2）修订了测定仪器参数（见 4.1，1996 版的 2.a） 新标准将旧标准中的普通型空盒气压计改为精密气压计，分度值 50Pa 修订
矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法
MT/T 635—202X 4 测定仪器
4.1 气压计
测量范围83.6 kPa～114 kPa，最小分度值1 Pa。
4.2 压差计
测量范围0 Pa～3000 Pa，最小分度值2 Pa。
4.3 干湿温度计
测量范围 -25 ℃～+50 ℃，最小分度值0.2 ℃。
4.4 皮托管
校正系数0.998～1.004。
用气压计测量1、2两测点绝对静压；用通风干湿温度计测量1、2两测点空气的干球温度和湿球温度， 填入表A.5中。
7 测定结果计算
7.1 空气密度计算
空气密度按式（1）计算：
3.484 103 P 0.3779Pw ……………………………………（1） 273.15 t
式中：
—空气密度，单位为千克每立方米（ kg / m3 ）； P —测点的绝对静压，单位为帕（ Pa ）；
（征求意见稿） （报批稿）
202×-××-××发布
国家煤矿安全监察局
202×-××-××实施 发布
MT/T 635—202X
目 次
前 言....................................................................................................................................................... Ⅱ 1 范围............................................................................................................................................................. 1 2 规范性引用文件.........................................................................................................................................1 3 术语和定义.................................................................................................................................................1 4 测定仪器.....................................................................................................................................................2 5 测定内容.....................................................................................................................................................3 6 测定结果计算.............................................................................................................................................4 7 测定结果表述.............................................................................................................................................7 附录 A（资料性附录）数据记录表格示例.................................................................................................9 附录 B（标准的附录）压差计测定法风压测定示意图...........................................................................11 附录 C（标准的附录）编写报告格式....................................................................................................... 11
2024矿井巷道通风摩擦阻力系数测定方法
数据点
每秒采集的数据点数量
99.9%
准确率
数据处理后的准确率
10
分钟
数据分析所需时间
系数计算公式的推导
风阻公式
首先，需要应用风阻公式来计算 风阻力，该公式包含风速、巷道 横截面积、风阻系数等参数。
摩擦阻力系数
通过实验测得的风阻力与风速、 巷道横截面积等参数，可以利用 公式推导出摩擦阻力系数的计算 公式。
3 3. 数据统计
对多次测量结果进行统计分析，判断其稳定性和重复性。
实际应用案例分析
在某矿井巷道通风系统改造项目中，采用本文提出的测定方法对巷道摩擦阻力 系数进行了测量。结果表明，该方法测得的系数与传统方法测得的结果基本一 致，误差小于5%，有效提高了测量精度。
此外，该方法还应用于矿井通风系统优化设计，根据测得的摩擦阻力系数，合 理调整通风参数，提高了通风效率，节约了能源消耗。
测量阶段
利用设计好的测量装置对巷道进行实地测量，获取关键参数数据。
数据处理阶段
对采集到的数据进行整理、分析和计算，得到巷道摩擦阻力系数。
结果分析阶段
对比分析测定结果，评估新方法的准确性和可靠性，并提出改进建议。
测量装置的结构设计
测量装置的设计应考虑实用性和准确性。采用模块化结构，便于 拆卸和组装。主要部件包括风速传感器、压力传感器、流量计、 数据采集器、控制系统等。每个部件需进行独立校准，确保测量 精度。
目前常用的测定方法
风压差法
这是传统方法，测量两端风压差，计算摩擦阻力。 适用于简单巷道，受巷道形状影响较大。
风速差法
测量巷道两端风速差，计算摩擦阻力。 精度相对较高，但需考虑风速测量误差。
测定方法的局限性
水工隧洞通风管道漏风系数、沿程摩擦风阻及局部阻力系数、机械通风方式介绍
（规范性）通风管道漏风系数风管漏风率是影响管道通风效果的主要因素之一，通过中铁第一勘察设计院集团有限公司“引汉济渭工程安全生产技术关键技术研究——秦岭超长隧洞施工通风技术研究”项目的研究，得到了独头送风式通风条件下初始风量和风管弯曲角度对风管漏风率影响系数的计算公式，以优化风管漏风率计算。
A.1 通风管道漏风系数可按下式计算：10011100P L P =-（A.1） 式中：L ——通风管道长度（m ）；P 100——平均百米漏风率。
A.2 软质通风管道平均百米漏风率可综合考虑其弯曲角度、初始通风量等因素，并应符合如下规定：1 在风速一定时，软质风管平均百米漏风率随其转弯角度的增大而线性增大，平均百米漏风率风管转弯角度影响系数K θ应按下式计算：0.0171K θθ=+ （A.2-1）式中：K θ——风管弯曲角度影响系数；θ——风管转弯角度（°）。
2 其他条件一定时，初始通风量对软质风管平均百米漏风率影响系数K Q 的影响规律应按下式计算：00.4279ln 0.154Q K Q =+ （A.2-1）式中：K Q ——风管初始风量影响系数；Q 0——风管初始通风量（m 3/s ）。
（规范性）通风管道沿程摩擦风阻及局部阻力系数通风管道的通风阻力损失包括沿程阻力损失和局部阻力损失两部分，其中沿程摩擦风阻和局部阻力系数是其计算过程中最重要的参数，本规范参照《铁路隧道施工通风技术与标准化管理指导手册》和《铁路隧道运营通风设计规范》TB 10068-2010给出了隧洞施工通风计算中常用的系数取值，由于局部损失的形式多样，局部流场也较为复杂，其他未给出的类型可参照相关规范进行取值。
B.1 通风管道沿程摩擦风阻通风管道沿程摩擦风阻应按下式计算：56.5f LR d α= （B.1-1）=8λρα （B1-2）式中：α——通风管道摩擦阻力系数（kg/m 3）； λ——通风管道达西系数，对柔性通风管进行计算时可取0.019~0.021；ρ——空气密度（kg/m 3）；d ——通风管道当量直径（m ）。
矿井通风阻力计算方法
矿井通风阻力第一节通风阻力产生的原因当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。
井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。
一、风流流态（以管道流为例）同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的流动状态。
当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。
当流速较大时，流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。
(降低风速的原因)(二)、巷道风速分布由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀的。
在同一巷道断面上存在层流区和紊区，在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流区。
在层流区以外，为紊流区。
从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线分布。
巷壁愈光滑，断面上风速分布愈均匀。
第二节摩擦阻力与局部阻力的计算一、摩擦阻力风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿程阻力)。
由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失（能量损失）来反映的摩擦阻力可用下式来计算：H f =λ×L/d×ρν2/2 paλ——摩擦阻力系数。
L——风道长度，md——圆形风管直径，非圆形管用当量直径；ρ——空气密度，kg/m3ν2——断面平均风速，m/s；1、层流摩擦阻力：层流摩擦阻力与巷道中的平均流速的一次方成正比。
因井下多为紊流，故不详细叙述。
2、紊流摩擦阻力：对于紊流运动，井巷的摩擦阻力计算式为：H f =α×LU/S3×Q2 =R f×Q2 paR f=α×LU/S3α——摩擦阻力系数，单位kgf·s2/m4或N·s2/m4，kgf·s2/m4=9.8N·s2/m4 L、U——巷道长度、周长，单位m；S——巷道断面积，m2Q——风量，单位m/sR f——摩擦风阻，对于已给定的井巷，L，U，S都为已知数，故可把上式中的α，L，U，S 归结为一个参数R f，其单位为：kg/m7 或 N·s2/m83、井巷摩擦阻力计算方法新建矿井：查表得α→ h f→ R f生产矿井：已测定的h f→ R f→α，再由α→ h f→ R f二、局部阻力由于井巷断面，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。
井巷通风摩擦阻力系数的影响因素
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通风管道阻力计算
通风管道阻力计算 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】通风管道阻力计算风管内空气流动的阻力有两种，一种是由于空气本身的粘滞性及其与管壁间的摩擦而产生的沿程能量损失，称为摩擦阻力或沿程阻力；另一种是空气流经风管中的管件及设备时，由于流速的大小和方向变化以及产生涡流造成比较集中的能量损失，称为局部阻力。
一、摩擦阻力根据流体力学原理，空气在横断面形状不变的管道内流动时的摩擦阻力按下式计算：ΔPm=λν2ρl/8Rs对于圆形风管，摩擦阻力计算公式可改写为：ΔPm=λν2ρl/2D圆形风管单位长度的摩擦阻力（比摩阻）为：Rs=λν2ρ/2D以上各式中λ————摩擦阻力系数ν————风管内空气的平均流速，m/s;ρ————空气的密度，Kg/m3;l————风管长度，m;Rs————风管的水力半径，m;Rs=f/Pf————管道中充满流体部分的横断面积，m2；P————湿周，在通风、空调系统中既为风管的周长，m；D————圆形风管直径，m。
矩形风管的摩擦阻力计算我们日常用的风阻线图是根据圆形风管得出的，为利用该图进行矩形风管计算，需先把矩形风管断面尺寸折算成相当的圆形风管直径，即折算成当量直径。
再由此求得矩形风管的单位长度摩擦阻力。
当量直径有流速当量直径和流量当量直径两种；流速当量直径：Dv=2ab/(a+b)流量当量直径：DL=1.3（ab）0.625/(a+b)0.25在利用风阻线图计算是，应注意其对应关系：采用流速当量直径时，必须用矩形中的空气流速去查出阻力；采用流量当量直径时，必须用矩形风管中的空气流量去查出阻力。
二、局部阻力当空气流动断面变化的管件（如各种变径管、风管进出口、阀门）、流向变化的管件（弯头）流量变化的管件（如三通、四通、风管的侧面送、排风口）都会产生局部阻力。
局部阻力按下式计算：Z=ξν2ρ/2ξ————局部阻力系数。
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中华人民共和国煤炭工业部
矿井通风巷道摩擦阻力系数（a标）表
（试行）
主编部门：沈阳煤矿设计研究院
批准部门：煤炭工业部规划设计总院
试行日期：1985年1月1日
整理：
校核：
二ΟΟ三年一月
说明
1．井巷道通风摩擦阻力系数表，是我国自行实测的矿井巷道通风阻力系数，（除锚喷支护外其它各种支护巷道系验证测定）于1983年3月由煤炭工业部设计管理局主持召开了鉴定会，本表系根据鉴定会纪要精神，进行修改后，汇编而成。
2．表中摩擦阻力系数a标是标准状态下（t=20℃，P=760mmHg，ψ=60%）空气重率r=1.2kg ƒ/m3时的a值。
3．巷道类别划分原则，以支护特征、巷道壁面特征、巷道装备等与摩擦阻力系数相关的影响因素分类，不以巷道使用名称和进、回风道等分类。
4．表中凡是平巷的皆包含无行人台阶的倾斜巷道，凡是斜巷皆指设有行人台阶而言，通风行人巷为不铺轨的巷道，胶带输送机巷均铺设一条单轨轨道。
5．无轨道的锚喷胶带输送机巷道的a值，未能实测，暂可参照锚喷通风行人巷（无轨道、台阶）的a值与胶带机的附加a值综合选取。
即光爆凸凹度<150mm，a=（10.9～17.6）×10-4；普爆凸凹度>150mm，a=(11.6～19.9)×10-4。
6．光面爆破与壁面凸凹度划分的标准以煤炭部制订的“煤矿井巷工程光面爆破、锚杆、喷浆、喷射混凝土支护施工试行规程”为准，普通爆破系指采用光面爆破的煤矿一般常用的爆破方法。
7．巷道壁面平滑与粗糙的划分标准，以粗糙度的平均突起高度为准。
混凝土井巷壁面，壁面平滑的粗糙度平均突起高度为0.00025m，壁面粗糙的粗糙度平均突起高度为0.0007m，为测量和选取方便，将壁面经过抹光或粉刷的视为壁面平滑，壁面未经过抹光或未粉刷的视为壁面粗糙。
8．系数值的来源依据，除已注明资料出处之外的实测值，均可查找本资料的附件部分，以便于选取系数值时参考现场条件。
9．本表所给出的a值，应用时需要乘以10-4，并不需再考虑装有设备、台阶和工作面采煤机的a附加值。
10．经实测、资料统计提供各类的a附加值：装有胶带输送机的巷道,a附加值(4～10)×10-4；没有行人台阶的巷道，a附加值(1～3)×10-4；巷道堵塞较严重时，a附加值(3～10)×10-4；弯曲的巷道，a附加值(2～5)×10-4；巷道断面局部变化（单、双轨）a附加值3×10-4；铺轨无道渣填充的平巷a附加值(1～3)×10-4；工作面采煤机的a附加值(6～9)×10-4.
11．1mmH2O=9.80665Pa
h摩=(a×L×U/S3)×Q2
=R×Q2
矿井巷道通风摩擦阻力系数（a标）表（试行）。