2风流基本性质分析
第二章矿井风流的基本特性及其ceding
• 1．密度
2.1 矿井空气的物理性质
m V
• 式中，m—空气的质量，kg； • V—空气的体积，m3。 • 大气压为10l325 Pa、气温0℃(273.15K）时， 干空气密度1.293 kg / m3。
2.1 矿井空气的物理性质
• 湿空气的密度是1m3 空气中所含干空气质量和水蒸 气质量之和： d v •
p pk psh
sh 0.001293 0.003484 , kg / m 3 0T T
0
• 湿空气密度
p k 0.003484 (1 0.378 s ), kg / m 3
T p
id、iv——分别为1(kg)干空气和1(kg)水蒸汽的焓， 2.2 矿井空气的状态 t， t • kJ/kg，id=cpd· iv=2051+cpv· 2.2.4 焓 随温度而变化的热量，称之为“显热”。 cpd—干空气定压比热，常温下1.01J/(kg· ℃)； • 一定状态下湿空气的内能与流动功之和称焓。含 而（2501d）是0℃时kg水的汽化热，它仅随含湿量 cpv—水蒸汽定压比热，常温下1.85kJ/(kg· ℃)； 1kg干空气的湿空气的焓称为比焓。 变化，而与温度无关，故称为“潜热” 。 t——空气温度，℃； • 1kg干空气的焓和d kg水蒸汽的焓两者的总和，称 由此可见，湿空气的焓将随着温度和含湿量的升高 为(1+d)kg湿空气的焓。如果取0℃的干空气和0℃的 2501——0℃时水的汽化潜热，kJ/kg。 而加大，随其降低而减小。 水的焓值为零，则湿空气的焓： i id d iV • ，kJ/kg • 将比热值代入，得湿空气焓计算式 i 1.01t d (2501 1.85t ) ，kJ/kg • • ，kJ/kg i (1.01 1.85d )t 2501d
第7章矿井通风网路中风流基本定律和风量自然分配
的若干条等风压线，在等风压线上将1、2分支阻力h1、h2叠加，得到并 联风路的等效阻力特性曲线上的点；
３、将所有等风压线上的点联成曲线R3，即为并联风路的等效阻力特性曲 线。
•H
•R1 •R2
•R1+R2
•2
•1•R1
•R2 •2
•1
•Q 第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
例题：某个通风网络如图所示，已知各条 巷道的风阻R1=0.25, R2=0.34, R3=0.46 N s2/m8,巷道1的风量Q1=65m/s。求BC、 BD风路自然分配的风量及风路ABC、 ABD的阻力为多少？
２、根据串联风路“风量相等，阻力叠加”的原则，作平行于h轴
的若干条等风量线，在等风量线上将1、2分支阻力h1、h2叠加， 得到串联风路的等效阻力特性曲线上的点；
３、将所有等风量线上的点联成曲线R3，即为串联风路的等效阻
力特性曲线。
•H •R1+R2
•R2
•３
•R1
•R2 •２
•２
•R1 •１ •1
第7章矿井通风网路中风流•Q基本定律
改。
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
四、基本定律
1 风量平衡定律 是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点
的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说， 流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等 于零。
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
特例：对于两条巷道并联风量自然分配
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
第7章矿井通风网路中风流基本定律 和风量自然分配
真正的风流无关男女,而是一种人格美
真正的风流无关男女，而是一种人格美01风流是一种美，所以什么是可以称为风流性质的内容，也是不能用言语传达的。
我们可以讲的，也只是构成风流的一部分的条件。
已经知道什么是风流的人，经此一讲，或者可以对于风流之美，有更清楚的认识。
不知道什么是风流的人，经此一讲，或者心中更加糊涂，也未可知。
先要说的是：普通以为风流必与男女有关，尤其是必与男女间随便的关系有关，这以为是错误的。
我们以下“论风流”所举的例，大都取自《世说新语》。
这部书可以说是中国的风流宝鉴，但其中很少说到男女关系。
当然，说男女有关的事是风流，也是风流这个名词的一种用法。
但我们所谓风流，不是这个名词的这一种用法的所谓风流。
《世说新语》常说名士风流，我们可以说风流是名士的主要表现。
是名士，必风流。
所谓“是真名士自风流”。
不过冒充名士的人，无时无地无之，在晋朝也是不少。
《世说新语· 任诞》说：“王孝伯言，名士不必须奇才，但使常得无事，痛饮酒，熟读《离骚》，便可称名士。
”这话是对于当时的假名士说的。
假名士只求常得无事，只能痛饮酒，熟读《离骚》，他的风流，也只是假风流。
嵇康阮籍等真名士的真风流，若分析其构成的条件，不是如此简单。
我们于以下就四点说真风流的构成条件。
02就第一点说，真名士真风流的人，必有玄心。
《世说新语》云：阮浑长成，风气韵度似父，亦欲作达，步兵日：“仲容已预之，卿不得复尔。
“刘孝标注云：“‘竹林七贤论’曰：‘籍之抑浑，盖以浑未识己之所以为达也’……是时竹林诸贤之风虽高，而礼教尚峻。
迨元康中，遂至放荡越礼。
乐广讥之曰：‘名教中自有乐地，何至于此？’乐令之言，有旨哉。
谓彼非有玄心，徒利其纵恣而已。
”“作达”大概是当时的一个通行名词，达而要作，便不是真达，真风流的人必是真达人。
作达的人必不是真风流的人，真风流的人有其所以为达。
其所以为达就是其有玄心。
玄心可以说是超越感，晋人常说超越，《世说新语》说：郭景纯诗云：林无静树，川无停流。
风流的能量及其变化规律21页PPT文档
1.风流的动能修正系数α
若干元流组成的总流，其断面上的各元流能量不均匀， 总流断面上的总能量须用该断面上所有元流能能量的 平均值之和来表示。但因为总流断面S上各元流的流 速ω不相等，单位时间t流过S的流体总动能并不等于 该断面上平均流速 计算出来的动能，所以需要一个 动能修正系数α来校正 。即v ，
2dQv2Q
Байду номын сангаас
2s
2
J/S ――⑻
稳定总流的能量方程
通过对上式左侧进行化简，可得
n
3ds
v3 i
Si
――⑼
S 3
v S
i1 vS
稳定总流的能量方程
⒉不可压缩气体总流的能量方程 根据以上分析，只须用⑼式去修正⑺式即得：
P 1P 2(z1z2 )g1v1 22v22H r 2
管道风流的特征
二．管道风流的特征
1．由于工业通风时的管路铺设均采用同 一材质，管路距离亦有限（<10km)。 风机的风压较稳定，无局部风流产生 瞬时扰动等，因此大部分管道流均是 稳定流（定常流）。
2．风流为连续介质：其运动要素都是连 续分布的。
管道风流的特征
3．风流可视为一维运动：
管道风流是沿着管道的轴线方向运动的。 4．风流具有可控制性：
通过一些换算，可得多变过程的压能变化为：
Ps n (Ps2 Ps1)
n1 2 1
∴可压缩的风流单位质量的能量方程为：
n(P s1 P s2) (z1 z2 )g1 v 1 22v 2 2 H r
n 11 2
2
§3―3 能量方程的意义及其应用
（自学）
e d Q h ( P s 1 v 1 P s 2 v 2 ) d h d w （1）
2风流基本性质详解
风流点压力测定示意图
Diagram of Surveys for Airflow Pressure
+
+
－
Ht
Ht Hv
Hs
Hs
Hv
压入式通风
Hs= ps- pa, Ht= pt- pa , Hv= pt- ps
2018/10/11
抽出式通风
Hs= pa- ps, Ht= pa- pt , Hv= pt- ps
当静压用绝对静压Ps表示时，则Ps与动压Hv叠加
后的压力称为绝对全压, Pt，即Pt=Ps+Hv。
若静压用相对压力Hs表示时，则Hs与动压Hv叠加 所得的压力称为相对全压,Ht。由于前面提到Hs可 正可负，故Ht也可正可负，则我们说相对全压为 相对静压和动压的代数和。
压入式与抽出式通风的全压表达式是不同的。
（2）重力位能
3）位能与静压的关系
由空气静力学知，当空气静止时（v=0）：各断面的机械能
相等。设以2-2断面为基准面： １ １ dzi ２ ２
1-1断面的总机械能 E1=EPO1 + P1
2-2断面的总机械能 E2=EPO2 + P2 由E1 = E2得： EPO1 + P1 = EPO2 + P2 所以：P2 = EPO1 + P1= 12.g.Z12+ P1 说明：a、位能与静压能之间可以互相转化。 b、在矿井通风中把某点的静压和位能和称为势能。 由于EPO2= 0（2-2断面为基准面），EPO1 = 12.g.Z12，
解：(1) Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa (2) hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa (3） Pti=P0i+hti=Pi+hvi=101332.32+1150=Pa
第二章--风流性质和能量方程
第二章矿井风流的基本性质§2—1 矿井空气的物理性质一、空气的密度指单位体积空气的质量，用ρ表示，单位：kg/m3。
ρ＝vm式中：v—空气的体积，m3；m—v体积空气的质量，kg。
由理想气态方程，对于干空气：ρ干＝3.484TP对于湿空气：ρ湿＝（3.458~3.473）TP式中：P—空气绝对大气压力，kPa；T—热力学温度，T＝（273.15＋t）K；t—空气的温度，℃。
将标准大气压力P ＝101.325 kPa，t＝0℃，φ＝0代入上式，得ρ干＝1.293 kg/m3。
将标准大气压力P ＝101.325 kPa，t＝20℃，φ＝60%代入上式，得ρ湿＝1.20 kg/m3。
二、空气的重度指单位体积空气的重力，用γ表示，单位：N/m3。
γ＝vW式中：v—空气的体积，m3；W—空气的重力，N。
将W＝mg代入上式，得γ＝ρg N/m3因此，对于干、湿空气γ干＝1.293×9.81＝12.684 （N/m3）γ湿＝1.20×9.81＝11.772 （N/m3）三、空气的比容指单位质量的空气具有的容积，用ν表示，单位：m3/kg。
ν＝V/m＝1/ρ显然，空气的比容与空气的密度互为倒数。
四、空气的比热指质量为1 kg的空气，温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或放出）的热量，单位：k.J/kg. ℃。
五、空气的粘性指空气抗拒剪切力的性质，是空气在流动时产生阻力的内在因素。
由于空气的粘性，空气在巷道中流动时靠近巷道轴部流速快，靠近巷道边沿流速慢。
V小V大§2—2 井巷中的风速与测定一、井巷断面风速分布井巷风速指风流单位时间内流过的距离，用V表示，单位：m/s或m/min。
由于空气的粘性，空气在巷道轴部流动速率快，靠近边沿流速慢，我们所说的风速是指巷道的平均风速。
平均风速与最大风速的比值叫风速分布系数，用k速表示，即k速＝V均/V大，一般在0.7~0.9之间。
对于不同的巷道砌碹巷道：k速≈0.83；木棚支护巷道：k速≈0.73；无支护巷道：k速≈0.75。
主扇风机操作工
主扇风机操作工第一章通风机的基本理论第一节风流的基本性质一、大气压力在地球的表面，空气中流动产生的的气流就是风。
由于各地海拔高度、温度和湿度的不同，形成了有的地方气压高，有的地方气压低。
空气是从气压高的地方流向气压低的地方，气压的高低差就是引起空气流动的原因。
这种空气流动的现象就是风流。
在一条水平巷道的两端，若空气压力不同，就会产生风流。
但是在倾斜垂直巷道的两端，由于空气具有不同的能量，仅用空气的压力大小说明风流的运动方向就不够确切。
而矿井空气流动是从能量大的一端流向能量小的一端，这就是风流运动的必要条件。
矿井通风是借助于通风机压力驱动空气流动，供给井下通风空间足够的风量。
单位体积空气所具有的质量称为空气的密度。
当温度为20℃、相对湿度50%、绝对压力为760毫米汞柱、重力加速度为9.807密/秒2时，干燥空气的状态称为大气的标准状态。
在标准大气状态下空气的密度为1.293公斤/米3，也就是说每一立方米空气的重量在标准状态下只有1.293公斤，他对地面产生的压力叫做大气压力。
二、矿井通风压力1、矿井风流的点压力（1）静压。
空气的静压是气体分子间的点压力或气体分子对容器壁所施加的点压力。
所以，空气中某一点的静压在各个方向都相等。
静压有绝对静压与相对静压之分。
绝对静压是以真空状态为零点计算的压力，某点绝对静压的值，就是该点空气压力的真实值，因为绝对静压总是一个大于零的值。
矿井通风中所说的空气压力都是的是压强，即单位面积上的压力。
矿井通风中常使用的静压一般是相对压力，就是以当地大气压为计算基准的静压差。
这个差值往往是由于通风机械或某种自然力所造成的。
因而，相对静压所表示的不是该点压力的真实大小，而是该点的真是压力与当地同一标高大气压力之差，所以其值可为正，亦可为负。
（2）动压。
空气流动时，施加于与风流垂直的平面上的压力除静压外，还有动压。
动压的大小与风流的运动速度有关。
只有运动的风流才有动压，静止的空气没有动压，并且动压永远是大于零的值。
2矿井风流的基本性质
逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。
四、黏性
流体抵抗剪切力的性质。当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个 流体层的接触面上，便产生粘性阻力(内摩擦力)以阻止相对运动，流 体具有的这一性质，称作流体的黏性。其大小主要取决于温度。
y V
根据牛顿内摩擦定律有：
F
S
dv dy
式中：μ－－比例系数，代表空气粘性，称为动力黏性或绝对黏度。
➢ 在我国法定计量单位(亦即国际单位制)中以帕斯卡作为压强单 位，简称帕，以Pa表示。它的物理意义是每平方米面积所承受多
少牛顿(N)的压力。
➢ 工程上还常用标准大气压。1个标准大气压=760mm水银柱 =10336mm水柱=101.3kPa.
三、湿度
表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。表示空气湿度的方法：绝 对湿度、相对温度和饱和湿度三种
其国际单位：帕.秒，写作：。 ，随温度升高而增大，液体而降低
五、密度
密度：单位体积的空气所具有的质量。
ρ= M / V (㎏/m3), M－质量，V－体积；
干空气密度：
ρ0p/p0T (㎏/m3) ， 或代入具体条件后：
ρ
(㎏/m3)；
不同湿度条件下空气的密度：
• 测量压差时，常用到皮托管，它与压差计相配合使用 ，主要作用是接收和传递风流压力。
• 如图所示，它由两根金属小圆管1和2构成，内管1和外 管2同心套结成一整体，但互不相通。内管前端开一小 孔4与标有“+”的脚管相通，前孔4正对风流，内管就 能接受测点的全压。外管前端不通，在前端不远处的 管壁上开有4-6个小孔3，侧孔3与标有“一”的脚管相 通。当前孔4正对风流时，外管上的侧孔3垂直于风流 不受动压作用，只能接受静压，实现将压力传递到测 压设备，从而配合测压计实现压力测定。
矿井通风与空气调节 习题集
4、某运输平巷长300米，用不完全棚架支护，支柱的直径为20厘米，柱子中心间的距离为80厘米。平巷的净断面积按巷道顶部宽度为2.1米，底部宽度为2.6米，高度为2.1米计算。试求该运输平巷的风阻值。
5、已知某巷道的风阻为46.6缪，通过的风量为16米3/秒，试求该巷道的通风阻力。
2、动能校正系数K值的意义是什么？
3、主扇有效静压的含义是什么？
4、在一段断面不相同的水平巷道中，用皮托管和压差计测得两断面间的静压差为6毫米水柱如图3-1所示。断面Ⅰ处的平均风速为4米/秒，断面Ⅱ处的平均风速为8米/秒，空气的平均重率γ=1.20公斤/米3。求该段巷道的通风阻力。
图3-1
5、在图3-2中（a）、（b）、（c）三种情况下，用空盒气压计测得1点的气压为P1=750毫米水银柱，2点的气压为P2=755毫米水银柱，空气重率γ=1.2公斤/米3，求在三种不同情况下1、2两点之间的阻力，并判断巷道中的风流方向。
11、某矿利用自然通风，自然风压为40毫米水柱时，矿井总风量为20米3/秒，若自然风压降为30毫米水柱，但矿井风量仍要保持不小于20米3/秒，问该矿井风阻应降低多少？矿井等积孔是多少？
12、已知巷道风阻R1=0.05，R2=0.02，R3=0.006千缪，试做风阻R1、R2和R3的特性曲线。
第五章 矿井自然通风
8、某通风巷道的断面由2米2，突然扩大到10米2，若巷道中流过的风量为20米3/秒，巷道的摩擦阻力系数为0.0016，求巷道突然扩大处的通风阻力。
9、巷道断面由10米2突然收缩到2米2，若巷道的摩擦阻力系数为0.0016，流过的风量为20米3/秒，求巷道突然收缩处的通风阻力。
10、在100米长的平巷中，测得通风阻力为5.95毫米水柱，巷道断面5米2，周界9.3米，测定时巷道的风量为20米3/秒，求该巷道的摩擦阻力系数？若在此巷道中停放一列矿车，风量仍保持不变，测得此段巷道的总风压损失为7.32毫米水柱，求矿车的局部阻力系数。
第二章 风流性质与能量方程
第二章矿井风流的基本性质§2—1 矿井空气的物理性质一、空气的密度指单位体积空气的质量，用ρ表示，单位：kg/m3。
ρ＝vm式中：v—空气的体积，m3；m—v体积空气的质量，kg。
由理想气态方程，对于干空气：ρ干＝3.484TP对于湿空气：ρ湿＝（3.458~3.473）TP式中：P—空气绝对大气压力，kPa；T—热力学温度，T＝（273.15＋t）K；t—空气的温度，℃。
将标准大气压力P ＝101.325 kPa，t＝0℃，φ＝0代入上式，得ρ干＝1.293 kg/m3。
将标准大气压力P ＝101.325 kPa，t＝20℃，φ＝60%代入上式，得ρ湿＝1.20 kg/m3。
二、空气的重度指单位体积空气的重力，用γ表示，单位：N/m3。
γ＝vW式中：v—空气的体积，m3；W—空气的重力，N。
将W＝mg代入上式，得γ＝ρg N/m3因此，对于干、湿空气γ干＝1.293×9.81＝12.684 （N/m3）γ湿＝1.20×9.81＝11.772 （N/m3）三、空气的比容指单位质量的空气具有的容积，用ν表示，单位：m3/kg。
ν＝V/m＝1/ρ显然，空气的比容与空气的密度互为倒数。
四、空气的比热量，单位：k.J/kg. ℃。
五、空气的粘性指空气抗拒剪切力的性质，是空气在流动时产生阻力的内在因素。
由于空气的粘性，空气在巷道中流动时靠近巷道轴部流速快，靠近巷道边沿流速慢。
V小V大§2—2 井巷中的风速与测定一、井巷断面风速分布井巷风速指风流单位时间内流过的距离，用V表示，单位：m/s或m/min。
由于空气的粘性，空气在巷道轴部流动速率快，靠近边沿流速慢，我们所说的风速是指巷道的平均风速。
平均风速与最大风速的比值叫风速分布系数，用k速表示，即k速＝V均/V大，一般在0.7~0.9之间。
对于不同的巷道砌碹巷道：k速≈0.83；木棚支护巷道：k速≈0.73；无支护巷道：k速≈0.75。
风流基本原理
11S1 22S2
ρ１、ρ2 －1、2断面上空气的平均密度，kg/m3 ； V1、V2－1、2断面上空气的平均流速，m/s； S1、S2－1、２断面面积，m2。
不可压缩流体
Q iSi const
１
２
注意：
（1）流体必须是恒定流
（2）流体必须是连续的
（3）要分清是可压缩流体还是不可压缩流体
（4）中途有流量输入或输出时
器
铁芯B
差动变压器原理
KG9501型风流压力传感器 R0
平衡器
R1 压力传感器
R4
R2
Uc
R3
工作电源
E
原理：压力传感器是由四个应变电阻片固定在一个弯梁上组成的， 当弯梁受力时，这四个应变电阻片的阻值发生变化，从而反应弯梁 受力的大小
应用最为广泛的是压阻式压力传感器，它具有极低的价格和较高的 精度以及较好的线性特性
Pti Pi hi hti hi hi
压入式通风：ht＞0,h＞0 抽出式通风：ht＜0,h＜0
风流点压力间的关系
a 压入式通风
P0
b
抽出式通风
Pat P0
Pa
hv hat(+) ha(+)
hb(-)
Pb
hbt(-)
hv
Pbt 真空
压入式通风 抽出式通风
例：压入式通风，h 50Pa，h 800Pa ht h h 800 50 850Pa P0 101332Pa P P0 h 101332 800 102132Pa Pt P h 102132 50 102182Pa 或Pt P0 ht 101332 850 102182Pa
若 1.2kg / m3
2h 2 50 9.15m / s
通风与安全
2020/12/10
11
2020/12/10
图2-1 水银气压计
12
图2-2 空盒气压计
2020/12/10
13
（2）相对压力的测定
U型压差计，透明的U型管中装有蒸镏水，U型管 两个管口接有空心塑料管，U型管中两个液面的高度差 即为两个塑料管口处的空气压力差值。
•
感情上的亲密，发展友谊；钱财上的 亲密， 破坏友 谊。20.12.102020年12月10日 星期四 11时41分48秒 20.12.10
谢谢大家！
2020/12/10
30
•
每一次的加油，每一次的努力都是为 了下一 次更好 的自己 。20.12.1020.12.10Thursday, December 10, 2020
•
天生我材必有用，千金散尽还复来。11:41:4811:41:4811:4112/10/2020 11:41:48 AM
•
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.1011:41:4811:41Dec-2010-Dec-20
一温度和压力条件下的饱和空气的含湿度之比。
2020/12/10
17
（4）井下空气湿度的变化特征
冬季井上空气温度低，空气较为干燥，进入井巷 后，吸收井巷中的水分；夏季空气进入井巷后，随着 温度巷的下降，空气中的水分容易向井巷壁面上冷凝。 因此，进风巷道往往出现冬干、夏湿的现象。
2.空气湿度的测定
用干湿温度计构成温度计测量相对湿度的原理是 利用干湿温度计相对于温度水蒸发带走的热量较小， 其温度值较湿温度计要高的现象，通过读取二者的温 度差，再查表确定该温度下空气的相对湿度。
矿井通风网络中风流基本定律及风量自然分配
hi——通风网络i分支的通风阻力； Ri——通风网络i分支的风阻； Qi——通风网络i分支的风量； h——通风网络的通风总阻力； R——通风网络的总风阻； Q——通风网络的总风量。
第二节 串联、并联通风网路的基本性质
一、串联通风风路
由两条或两条以上分支彼此首尾相连，中间没有风流分
矿井通风网络中风流基本定律及风量自 然分配7章 矿井通风网络与风量自然分
配
矿井通风网络中风流基 本定律及风量自然分配
本章主要内容及重点和难点 1、风量分配基本定律----三大定律 2、网络图及网络特性 1) 2)角联及复杂网络 3、计算机解算复杂网络
第一节 概述 一、通风网络
矿井通风系统是由纵横交错的井巷构成的 一个复杂系统。用图论的方法对通风系统进行 抽象描述，把通风系统变成一个由线、点及其 属性组成的系统，称为通风网络。
改。
四、基本定律
1 风量平衡定律
是指在稳态通风条件下，单位时间流入某节点 的空气质量等于流出该节点的空气质量；或者说， 流入与流出某节点的各分支的质量流量的代数和等 于零。
若不考虑风流密度的变化，则流入与流出某节点 的各分支的体积流量（风量）的代数和等于零，即：
Qi 0
1
2
5
图a
４
3
6
如图a，节点4处的风量平衡方程为：
R 1
Q Q
4 5
2
R2
1
Q Q
1 5
2
R5
４
2
C
５
B
3 1
Q0
又：巷道风流方向为 C→B
则有：
Q1Q4Q5Q0
４
2
C
５
矿井灾变时期通风理论与技术
灾变时期矿井通风理论与技术 1 矿井灾变时期的风流控制
1.2 井下火灾对主要通风机工况的影响 矿井火灾时，火风压无论是正还是负，总是与主扇串 联，作用于矿井通风系统。 1.2.1 上行风流中发生火灾时对主扇工况的影响 这时火风压的作用方向与主扇相同，成为帮助主扇通风 的动力。 （1）对离心式风机的影响 火灾后在火风压的影响下，扇风机的工况点下移， 扇风机风量增加（Q扇→Q扇′）。功率由N增大到N′ （2）对轴流式风机的影响 火灾后在火风压的作用下，风机工况点下移，扇风 机风压降低（h→h′），扇风机风量增加（Q→Q′），扇 风机轴功率下降（N→N ′ ）
h内 ＜ h外 h内 h外
R内 b风路中风向A→B，即Qb＞0,不发生逆转。 R外
R内 = R外 b风路中风流停滞，即Qb=0,要逆转。 R内 R外 b风路中风向B→A，即Qb＜0,发生逆转。
h内 ＞ h外
灾变时期矿井通风理论与技术 1 矿井灾变时期的风流控制
1.1.4 防止风流逆转的技术措施 （1）增大R内措施：在火源上风侧挂风帘、打临时板闭 等。 （2）减小R措施：打开回风巷调节风门，使排烟通道畅 通，提起风硐中的闸板门等。 （3）降低h内措施：尽快直接灭火，阻止火势发展等。 （4）提高或保持h外。不能随意停主要通风机，可下放 风硐中的闸板门。 采取这些措施时要特别注意瓦斯积聚，以防引起瓦斯 爆炸。 对于下行风流火灾时，本侧风路风流逆转的分析比上 行风复杂得多，这里不再讨论。实验和实践表明，下行风 比上行风更容易发生风流逆转和烟流逆退现象。
灾变时期矿井通风理论与技术
（3）.当火风压很大，大到影响主要通风机正常运转时， 应及时调节主要通风机工况，或停止主要通风机运转。 一是火风压与主要通风机风压反向，其值接近或超过主 要通风机风压时,矿井风量很小，轴流式风机处于不稳定区 工作,应停止运转。 二是两者同向，火风压较大时，矿井风量剧增，风速增 大，煤尘飞扬可能造成爆炸。若是离心式风机，其功率急 剧增加还有可能烧毁电机。此时，可考虑停止主要通风机 运转，或增加矿井风阻值，以达到控制风量的目的。
矿井通风与安全培训课件(ppt 共30页)
2.1.4空气湿度及其测定 1.空气湿度 （1）绝对湿度 单位体积或单位质量湿空气中所 含有的水蒸气质量数，fa,g.m-3或g/kg。 （2）饱和湿度 单位体积或质量在某一温度和压 力下所能含有的最大水蒸汽量，fs。 （3）相对湿度 实际空气含有的水蒸气质量与同 一温度和压力条件下的饱和空气的含湿度之比。
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图2-3 U型压差计
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图2-4 皮托管
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2.1.3空气温度 1.绝对温度
2.矿井内空气温度变化特征 由于地下岩石的储热能力较空气大很多，井下岩石 的温度随季节的变化就不如地表空气那样显著。因此， 从地表送入井下的空气将会与沿途中接触的岩石壁进行 温度差造成的对流换热，加之水气交换的潜热传递和空 气压力的变化都会引起井下风流的温度与地表空气存在 明显的不同。 一般冬季井下空气要高于地表空气温度，夏季则相 反，井下空气低于地表空气温度。
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图2-9 风表移动线路
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2.2矿井风流的流动状态与运动型式
2.2.1 流动状态
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2.2.2运动型式 矿内风流的运动型式指的是风流在不同类 型井巷空间的运动方式。其中一种为在井巷及 管道边界限制下气流运动—巷道型风流；另一 种为气流在相对空间较大、边界对气流的限制 不明显的大空间诸如采场中的气流运动型式— 硐室风流。 巷道型风流的排烟原理如图2.10，随着气 流的向前推移，炮烟被向前运移的同时，炮烟 区的形状也逐渐发生变形，通过紊流的运移和 变形将炮烟吹出与稀释，使断面的平均浓度逐 步降低。
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不同湿度条件下空气的密度：
ρ=3.48(p/T)(1-0.378φpb/p) (㎏/m3) p－空气压力（KPa），T－空气绝对温度（K），
φ －空气相对湿度（％），pb－饱和水蒸气压力(KPa)。
经验公式: ρ=3.45p/T
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(㎏/m3) , (湿度对密度影响小)
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3.3
实验证明，流体的运动状态，受着流体的速度、粘滞性和 管道的尺寸等因素的影响。这三个影响因素，可用一种没 有量纲的数值Re （雷诺数）来表示。 Re = Vd/υ V— 流体在管道中的平均速度（m/s）；d— 管道直径 (米）; υ— 流体粘性运动系数（m2/s）。
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皮 托 管
Pitot Tube
1 内管；2 外管；3 侧孔；4 前孔
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不同通风方式的压力关系示意图
Diagram of Pressure Relationship with Different Ventilation Method
Hv Hs
Ht
Pa
Pt Ps Pt 真空
Ep012=∫i g dzi J/m3
１ １
dzi
２ ０ ２ ０
（2）重力位能
测量1 、a 、b、 2四点的数据：
• 静压
• 温度 • 相对湿度
直接测量
１
a
１ dzi
b
２
各段的密度
Байду номын сангаас
２
Ps P 0.378 0.003484 1 273 t P
EP012 1a Z1a g ab Z ab g b2 Zb2 g ij Zij g J / m3
3
3.1 前言
矿内风流的基本性质
the Basic Properties of Airflow in Mine
3.2 矿内空气的密度及计算 3.3 矿内空气压力及测定 3.4 矿内风流的流动（运动）状态 3.5 矿内风流的流速及测定 3.6 矿内风流的流动（运动）形式
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空气静压（静压强）Air Static Pressure
空气的静压是气体分子间的压力或气体分子对容器壁所施 加的压力。空气的静压在各个方向上均相等。井下空间某 一点空气静压的大小与该点在大气中所处的位置和受扇风 机所造成的人工压力有关。
在矿井里，随着深度的增加，空气静压亦增加。对于海拔 高度不大的矿井来说，通常垂直深度每增加100m就要增 加1.2－1.3 KPa的压力。 空气静压根据量度时所选择的基准不同，可分为绝对静压 和相对静压。
三个导出压力的比较
3.4
矿内风流的流动（运动）状态
Airflow State in Mine
3.4.1 流体流态的种类
3.4.2 流体流态的判断
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3.4.1
流体流态的种类
Variety of Airflow State
严格地讲，风流的流态有三种：层流、紊流和过 渡流。 风速极小时，风流中出现分层现象，层与层间互 不干扰。如在风流中施放烟雾，可以看到烟雾在 断面上各点沿着一定的轨迹前进，这种流态叫做 层流。 风速较大时，风流在前进途中发生强烈的横向脉 动，如施放烟雾，将很快弥漫全断面，看不清烟 雾的运动轨迹，这种流态称为紊流。
压入式通风 Hs= ps- pa, Ht= pt- pa , Hv= pt- ps
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Pa Ht Hv Ps Hs
真空
抽出式通风 Hs= pa- ps, Ht= pa- pt , Hv= pt- ps
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例题
例题 1 如图压入式通风风筒中某点 i 的 hi=1000Pa ， hvi=150Pa ，风 筒外与i点同标高的P0i=101332Pa，求： (1) (2) (3) i点的绝对静压Pi； i点的相对全压hti； i点的绝对全压Pti。
解：(1) Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa (2) hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa (3） Pti=P0i+hti=Pi+hvi=101332.32+1150=Pa
例题
例题2 如图抽出式通风风筒中某点i的hi=1000Pa，hvi=150Pa ，风筒外与i点同标高的P0i=101332Pa，求： (1) (2) (3) i点的绝对静压Pi； i点的相对全压hti； i点的绝对全压Pti。
3.1
前
言
Preface
在一条风道中的两点空气能量不同，空气必然从 能量高的地点流向能量低的地点，从而形成风流。 这说明空气流动必须具备两个条件:一是有通路， 一是能量不同。空气本身能量的变化是造成风流 流动的根本原因。 欲了解矿内空气流动规律，必须先了解矿内风流 的基本性质。本章将着重讨论风流的物理性质和 状态变化，流态和运动型式，风流压力和流速等。
解：(1) Pi=P0i+hi=101332-1000=100332Pa
(2) |ht|=|hi|－hvi＝1000-150=850Pa
hti ＝－850 Pa (3) Pti=P0i+hti=101332.5-850=100482Pa
空气压力的单位
Unit of Air Pressure
（1）Kg/m2；（2）mmH2O ；（3）mmHg；（4）帕斯卡 (Pascal)，Pa（N/m2）。 因为1Kg重的水铺在1 m2的面积上将形成1mm高的水柱，所 以 1Kg/m2 =1mm水柱=9.8Pa (ρ 水=1000kg/m3) 通风工程中常用mm水柱表示压力，当压力很大时，也用mm 水银柱表示。水银比重为13.6，故 1mm水银柱=13.6mm水 柱。 在我国法定计量单位(亦即国际单位制)中以帕斯卡作为压 强单位，简称帕，以Pa表示。它的物理意义是每平方米面 积所承受多少牛顿(N)的压力。 工程上还常用标准大气压。1个标准大气压=760mm水银柱 =10336mm水柱=101.3kPa.
（2）重力位能
4)位能的特点 a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选 基准面的变化而变化。但位能差为定值。 b.位能是一种潜在的能量，它对外无力的效应，即 不呈现压力，故不能象静压那样用仪表进行直接 测量。 c.位能和静压可以相互转化，在进行能量转化时遵 循能量守恒定律。
三个基本压力的比较
流动空气具有一定的动能，因此，风流中 任一点除有静压Hs外，还有动压Hv。动压 因空气运动而产生，恒为正值且具有方向。 Hv=ρv2/2 (Pa),
ρ－单位体积空气的质量，kg/m3;
v －风流速度，m/s。
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全
压
Total Pressure
某点风流的全压,即该点的静压和动压的叠加。
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压入式及抽出式通风
Exhaust and Blowing Ventilation
压入式，扇风机安装在入风井，压入新风，井下巷道内 的风流都处于正压状态（即高于大气压）。 在压入通风风流中, 相对全压Ht为： Ht = Hs+ Hv ， Ht >Hs , Hv，Ht 均为正值，Hs可正可负； 抽出式，扇风机安装在回风井，抽出污风，井下巷道内 的风流均处于负压状态（低于大气压）。 在抽出式通风中， Ht 、 Hs为负值，相对全压Ht为： Ht (负值)= Hs(负值)+ Hv 在实际应用中习惯取绝对值，则 | Ht | = | Hs | - Hv
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2
3.2
ρ= M / V
矿内空气的密度及计算
(㎏/m3), M－质量，V－体积；
(㎏/m3) ，或代入具体条
Air Density and Its Calculation in Mine
密度：单位体积的空气所具有的质量。 干空气密度：ρ=1.293T0p/p0T 件后：ρ=3.48p/T (㎏/m3)；
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3.4.1
流体流态的种类
Variety of Airflow State
在层流和紊流之间的流态称为过渡流态或中间流态，人 们通常都将过渡流也划归为紊流范围，是还没有达到完 全稳定的紊流状态。
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3.4.2
流体流态的判断（1）Judging Airflow State
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绝对压力、相对压力和大气压力的关系
the Relationship among Absolute, Relative Pressure and atmosphere
a
Pa Hs(a)(+)
b
Pa
Ps(a)
Ps(b)
Hs(b)(-)
真空
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动
压
Velocity Pressure
矿内空气压力及测定
Air Pressure and Its Measure
3.3.1 空气压力 1 空气静压（静压强）
2 动压
3 全压
4 空气压力的单位
3.3.2 矿内空气压力的测定
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3.3.1
空 气 压 力
Air Pressure
单位体积空气包围着地球的大气，受地心 吸引力的作用，对其底部单位面积上所具 有的重力称为大气压力，也称为气压。所 以大气压力是一个压强的概念。
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绝对静压和相对静压
Absolute and Relative Pressure