《通风阻力模拟系统》PPT课件
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矿井通风阻力测定ppt课件
u 3.2.2气压计基点测定法
1)风压测量
2测定内容和要求
1．测算井巷风阻。井巷风阻是反映井巷通风特性的重要参数， 很多通风问题都和这个参数有关。只要测定出各条井巷的通风阻 力和该巷通过的风量，就可以计算出它们的风阻值。只要井巷断 面和支护方式不变，测一次即可；如果发生了变化，则需要重测 。测风阻时，要逐段进行，不能赶时间，力求一次测准。
了解现有通风系统中阻力分布情况，发现通风阻力 较大的区段和地点，为了使通风系统更为经济合理 ，为下一步提出切合实际的改进意见提供依据。
作为矿井扩建、延深等提供有关通风设计数据参考 依据，为下一步进行通风系统优化等提供依据。
《煤矿安全规程》第119条规定：新井投产前应进行 1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次；在 矿井转入新水平或改变一翼通风系统后，都必须重 新进行矿井通风阻力的测定。
u 3.2.1倾斜压差计法
1）风压测量
倾斜压差计法风压测量是在巷道中①和②两测点各安置一根皮 托管，如图2-1。皮托管布置于巷道中心，为消除速压，需将尖部 迎向风流，管轴与风向平行；在末点②安放倾斜压差计；同时，用 风表在①和②两测点分别量出风速，还需同时用湿度计和气压计在 两测点附近分别测出风流的干、湿球温度和风流的绝对静压，从而 测算出两测点的空气密度。此时压差计所测得的数值是两测点之间 的静压差和势能差。
3测定原理与方法
矿井通风阻力测定的常用方法有压差计法和气压计法两 种，前者适合于局部范围内或部分巷道的通风阻力测定 ，测量资料的整理计算工作量少，但在现场铺设、收放 胶管费时费力，工作量大；后者则与之相反，仪器体积 小重量轻，现场测量工作简便、快速、省人省力，更适 合于全矿性的大规模测量。
3.1测定原理
2．测算摩擦阻力系数。断面形状和支护方式不同的井巷，其摩 擦阻力系数也不同。只要测出各井巷的阻力、长度、净断面积和 通过的风量，代入公式即可计算出摩擦阻力系数。测摩擦阻力系 数时，可以分段、分时间进行测量，不必测量整个巷道的阻力， 但测量精度要求高。
矿井通风与安全 精品课课件 第二章 通风阻力及动力
•
第二章
通风阻力及动力
• 2.1.2 矿井风流的能量方程 • 当空气在井巷中流动时，将会受到通 风阻力的作用，消耗其能量；为保证空气 连续不断地流动，就必须有通风动力对空 气做功，使得通风阻力和通风动力相平衡。 空气在其流动过程中，由于自身的因素和 流动环境的综合影响，空气的压力、能量 和其他状态参数沿程将发生变化。本节将 重点讨论矿井通风中空气流动的压力和能 量变化规律，导出矿井风流运动的连续性 方程和能•
通风阻力及动力
(三)关于能量方程使用的几点说明 从能量方程的推导过程可知，方程是在一定的条件下导出的，并对它 做了适当的简化。 因此，在应用能量方程时应根据矿井的实际条件，正确理解能量方程中各 参数的物理意义， 灵活应用。 (1)能量方程的意义是，表示1kg(或1m3)空气由1断面流向2断面的过程 中所消耗的能量(通风阻力)等于流经1、2断面间空气总机械能(压能、位能、 动能)的变化量。 (2)风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化； 所研究的始、末断面要选在缓变流场上。 (3)风流总是从总能量(机械能)大的地方流向总能量小的地方。在判断 风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一 项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的 能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确；如果为负，则风流 方向假设错误。 (4)正确选择基准面。 (5)在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压 源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成 为通风阻力。
第二章
• • • • • • •
通风阻力及动力
(一)单位质量(1kg)流体能量方程 1．能量组成(讨论1kg空气所具有的能量) 在井巷通风中，风流的能量由机械能(压能、位能、动 能)和内能组成，常用lkg空气或1m3空气所具有的能量表 示。 1)风流具有的机械能 风流具有的机械能包括压能、位能和动能。 2)风流具有的内能 风流的内能是风流内部储存能的简称，它是风流内部 所具有的分子内动能与分子位能之和。 2．风流流动过程中能量分析 风流在如图2-2-2所示的井巷中流动，设1、2断面的 参数分别为风流的绝对静压P1、P2(Pa)；风流的平均流 速(m/s)；风流的内能ul、u2(J/kg)；风流的密度(kg/m3)距 基准面的高程Z1、Z2(m)。
通风系统 ppt课件
1—叶轮；2—机轴；3—机壳；4—吸气口；5—排气口 图e. 离心风机结构示意图
1) 离心风机 用于低压或高压送风系统，特别是低噪音和高风压
的系统。叶轮的叶片型式有流线型、后弯叶型、前弯叶 型和径向型四种
离心风机构造示意图
舒适性空调中的风机
一般都使用离心风机。 四种叶轮设计构成了风机的四种基本形式：
在相同面积下，圆形管阻力比矩形管小。矩形 风管设计时，长短边比例在3.0以下。
3. 风机的进出口布置
风机进出口的连接管对风机能力的发挥有很大影 响，因为进、出口处空气的动压很大，连接管做法不 当，将引起可观的压头损失，而使风量受到严惩损失， 为此，必须在管路设计中注意这个问题。
1) 转弯或弯头的风管内边到风机进口的距离应大于 风机进口直径，以保证气流均匀进入风机叶轮。当 转弯曲率半径不够时，应弯管处加导流叶片，见下 图。
3) 止回阀：防止风机停止后气流倒转
四、风管系统设计中的注意事项
1. 风管布置 风管的布置应力求顺直，避免复杂的局部构件，
弯头、三通等构件要安排得当，与风管连接要合理， 以减少阻力和噪声。风管上应该设置必要的调节和 测量装置或预留安排测量装置的接口。调节和测量 装置应设在便于操作和观察的地点。
2. 风管断面形状
活动支吊架
固定支架
固定吊架
2. 弯头 直角弯头和弧弯头：改变气流走向
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3. 三通 1) 合流三通 2) 分流三通
4. 变径管 1) 突然扩大和缩小：风量改变。（见左图） 2) 渐变管：风量改变。（见右图）
5. 风管阀门
1) 调节风量、打开或关断风系统： 蝶阀、对开多叶调节阀、三通调节阀
2) 防火阀：当火灾发生时，切断气流通路，防止火 势沿风管蔓延
烟风系统阻力计算ppt课件
Ay fy kg / kg 100 y0Vy, pj
10
③. 压力修正
若烟气流速以质量流量表示，则
w Gy 1
F
∵
H反比于 正比于 b
H反比于b
101325 ∴烟气压力修正（不包括自生风）可对全部烟道总阻力乘以
by
ⅰ对平衡通风，烟道总阻力大于3000Pa
by
(b
h) 2
当地平均大气压力
ⅱ对一般锅炉，如 h 3000Pa
从除尘器到引风机及引风机后的烟道则按引 风机处的烟气温度和烟气量计算。
引风机处的烟气量
Vyf
B j (Vpy
Vk0
)
yf 273
273
引风机处的烟气温度
尾部受热面后烟道中的漏风系数，
yf
pypy tlk py
对砖烟道每10m∆α＝0.05；对钢 烟道10m∆α＝ 0.01；对旋风除尘 器∆α＝0.05，对电除尘器∆α＝0.1
4
2、锅炉本体阻力 hg
－烟气离开炉膛后冲刷受热面管束所产生的阻力。
可使用8.2中的计算公式和线算图表，但需注意：① 计算结果还要以烟气密度、气流中灰分浓度和烟气压 力等等进行修正和换算；②考虑积灰因素引入修正系 数，按表8－3取值。 也由下表估算：
炉型
铸铁锅炉 卧式水管锅炉 卧式烟管锅炉
锅炉本体 烟气阻力/Pa
hzs
Hg (1.2
0 y
273
273 y
)Pa
所计算烟道初、终截面间的垂直高度差
当烟气向上流动，取＋
烟气向下流动，取－
机械通风时，烟道总阻力大大超过自生风，计算 可简化：分烟道自生风相加为总的自生风（烟囱 自生风也包括在内）
模块3矿井通风阻力ppt课件(共41张PPT)
0.3
1.5
0.63
2.0
0.35 减5%,R的最大值
0.45
2.0
0.35
3.0
0.16 加10％；外部漏
0.6
2.0
0.35
3.0
0.16 风允许15％时，A
0.9
2.0
0.35
4.0
0.09 的最小值减10％，
1.2
2.5
0.23
5.0
0.06 R的最大值加20％，
1.8
2.5
0.23
6.0
0.04 即为矿井A的最小
Re≤2300 为层流摩擦阻力的措施有：
3-2 摩擦阻力系数与哪些因素有关？ 表3-1 矿井通风难易程度的分级标准
1．减少摩擦阻力系数 将计算结果记入附表3-5和附表3-6中。
此外，通过阻力测量，还可求出矿井各类巷道的风阻值和摩擦阻力系数值，以备通风技术管理和通风计算时使用。
2．井巷风量要合理 式中 h阻——单管倾斜压差计的读数，mm；
大量实验研究表明，紊流局部阻力系数主要取决于局部 阻力物的形状，而边壁的粗糙程度为次要因素。
由于产生局部阻力的过程非常复杂，所以系数一般由实验 求得，计算局部阻力时查表附录二即可。
（二〕局部风阻R局
R局＝
2S 2
， Kg/m7或 Ns2 /m8
（三〕局部阻力定律
h局＝R局Q2
在一般情况下，由于井巷内的风流速压较小，所产生的 局部阻力也较小，井下所有的局部阻力之和只占矿井总阻力 的10％～20％左右。故在通风设计中，一般只对摩擦阻力进 行计算，对局部阻力不作详细计算，而按经验估算。
（六〕绘制压力坡线图和压能图 △h动——两断面动压之差，Pa。
《通风阻力》PPT课件
❖ 对于圆形管道：
❖
Re
Vd
（V3d—1）
❖ 式中 V─管道中流体的平均速度，m/s；
❖
d─圆形管道的直径，m；
❖
v─流体的运动粘性系数，与流体的温度、压力有关，对于矿井
风流，通常取平均值14.4×10-6m2/s。
6
❖ 对于非圆形管道： ❖ 公式3—1中的管道直径应以井巷断面的当量直径来表示
❖ ❖
运动，沿程阻力系数与雷诺数Re，相对糙度的关系较为复 杂，用当量直径de=4S/U代入（3—4）式中的d，则可得紊 流状态下的井巷摩擦阻力计算式：
❖ ❖
hf
LU V 2
8S
8
LS，U3 QP2a
（3—7）
❖ 应当指出，用当量直径代替圆管直径计算非圆管的沿程阻 力，并不适合所有断面形状，但对于矿井巷道常用的断面 而言，造成的误差很小，可不预考虑。
❖ 将（3—8）式代入（3—7）中，得
❖
hf ，LSUP3 aQ2 （3—9）
❖ 这是完全紊流状态下摩擦阻力的计算式，只要知道巷道的 、L、U、S和通 过的风量Q，便可计算出该巷道的摩擦阻力。
❖ 摩擦阻力系数 值一般是通过实测和模型实验得到。下面所附的表为标准状态 下（0 = 1.2kg/m3）条件下的各类巷道摩擦阻力系数值。
❖ 实验表明，流体在直圆管内流动时，当Re≤2320时，流动状态为层流；当Re＞ 4000时,流动状态为紊流；在Re=2300~4000的区域内,流动状态不是固定的，由 管道壁的粗糙程度、流体进入管道的情况等外部条件而定，只要稍有干扰，流 态就会发生变化，因此称为不稳定的过渡区。在实际工程计算中，为简便起见， 通常把管道流动状态的判断基准数定为：
为确定阻力系数的问题。无因次系数必须通过大量典型实验求得。这样，公式中没
❖
Re
Vd
（V3d—1）
❖ 式中 V─管道中流体的平均速度，m/s；
❖
d─圆形管道的直径，m；
❖
v─流体的运动粘性系数，与流体的温度、压力有关，对于矿井
风流，通常取平均值14.4×10-6m2/s。
6
❖ 对于非圆形管道： ❖ 公式3—1中的管道直径应以井巷断面的当量直径来表示
❖ ❖
运动，沿程阻力系数与雷诺数Re，相对糙度的关系较为复 杂，用当量直径de=4S/U代入（3—4）式中的d，则可得紊 流状态下的井巷摩擦阻力计算式：
❖ ❖
hf
LU V 2
8S
8
LS，U3 QP2a
（3—7）
❖ 应当指出，用当量直径代替圆管直径计算非圆管的沿程阻 力，并不适合所有断面形状，但对于矿井巷道常用的断面 而言，造成的误差很小，可不预考虑。
❖ 将（3—8）式代入（3—7）中，得
❖
hf ，LSUP3 aQ2 （3—9）
❖ 这是完全紊流状态下摩擦阻力的计算式，只要知道巷道的 、L、U、S和通 过的风量Q，便可计算出该巷道的摩擦阻力。
❖ 摩擦阻力系数 值一般是通过实测和模型实验得到。下面所附的表为标准状态 下（0 = 1.2kg/m3）条件下的各类巷道摩擦阻力系数值。
❖ 实验表明，流体在直圆管内流动时，当Re≤2320时，流动状态为层流；当Re＞ 4000时,流动状态为紊流；在Re=2300~4000的区域内,流动状态不是固定的，由 管道壁的粗糙程度、流体进入管道的情况等外部条件而定，只要稍有干扰，流 态就会发生变化，因此称为不稳定的过渡区。在实际工程计算中，为简便起见， 通常把管道流动状态的判断基准数定为：
为确定阻力系数的问题。无因次系数必须通过大量典型实验求得。这样，公式中没
专题四+通风阻力
风流的流动状态
那么如何判断流动状态，并加以利用呢？ 气体的流动状态主要受：
ｖ（速度），γ（粘性）及ｄ（管道尺寸） 的影响 。 由此，出现了通风学中的一个较著名参 数—雷诺数Re
风流的流动状态
Re vd
――⑴
其中d为管道直径（m） γ为运动粘性系数
临界雷诺数：由紊流变为层流的雷诺数。 Re＝2000～2320（与管壁质量有关）
8S
v2
LU S
v2
LU S3
Q2
定义摩擦风阻： Rfr
f
L S3
U
(N S 2 / m8)
则得摩擦风阻定律：hfr Rfr Q2
摩擦阻力定律
三.层流状态下的摩擦阻力定律
如前所述，层流时λ=64/Re,而 Re=（v·d）/γ
64 d
h R Qx 其中R : N S x / m23x
x为指数，在1 2之间
其中⒉⒊状态下一般在科研中才会用到。
二、通风阻力定律的应用
⒈等积孔：主要在矿井或较大型的通风管网 中应用此概念。主要是为了形象化，习惯引 用一个和风阻的数值相当，意义相同的假想 孔口的面积值（m²）来表示某一通风系统的 难易程度。这个假想的孔口叫做该系统的等 积孔。 推导公式见《矿井通风与防尘》之77～78页。
A 1.189Q / h 1.189 / R
通风阻力定律的应用
矿井中通常将等积孔作为其通风难易的标准。 如：1873年由缪尔格（英）提出：
阻力等级
A(m²) R(N·S²/m8 )
大阻力通风系统 中阻力通风系统 小阻力通风系统
A<1
第3章-通风阻力
第3章-通风阻力
➢ 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 4 节 通风阻力定律和特性
1、井巷风阻及其阻力特性
➢ 在矿井巷道中，任何井巷的通风阻力，不管它是摩擦阻力、 局部阻力或系两者同时具有的阻力，其阻力公式均可写成 通式：
h＝RQ2
2、井巷等积孔
当研究井巷通风阻力时，为了在概念上更形象化，有时采 用井巷等积孔来代替井巷风阻。等积孔就是用一个与井巷 风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷通风的难易程度。 设想将一个矿井的入风口到出风口，沿着井下主要巷道进 行均匀压缩，最后形成一个薄片，在这个薄片上将形成一 个孔口，这个孔口面积A使得薄片的两端作用有矿井的风 压差P时，通过孔口的风量正好为该矿井的风量Q，这时， 该孔口面积即为矿井的等积孔。
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。
➢ 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。
➢ 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 4 节 通风阻力定律和特性
1、井巷风阻及其阻力特性
➢ 在矿井巷道中，任何井巷的通风阻力，不管它是摩擦阻力、 局部阻力或系两者同时具有的阻力，其阻力公式均可写成 通式：
h＝RQ2
2、井巷等积孔
当研究井巷通风阻力时，为了在概念上更形象化，有时采 用井巷等积孔来代替井巷风阻。等积孔就是用一个与井巷 风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷通风的难易程度。 设想将一个矿井的入风口到出风口，沿着井下主要巷道进 行均匀压缩，最后形成一个薄片，在这个薄片上将形成一 个孔口，这个孔口面积A使得薄片的两端作用有矿井的风 压差P时，通过孔口的风量正好为该矿井的风量Q，这时， 该孔口面积即为矿井的等积孔。
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。
➢ 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。
矿井通风阻力测定-推荐精选PPT
（一）测定前的准备工作
1．仪表和人员的准备2. Fra bibliotek择测量路线和测点
3．准备记录表格
（二）压差计法测量通风阻力
1．测量仪器
图6-2
此种测量法一般是用单管倾斜压差计作为显示压差的仪器，传
递压力用内径4-6mm的胶皮管，接受压力的仪器用皮托管或静压管。
2．测量阻力原理
图6-1
用单管倾斜压差计测量阻力的计算公式为：
计算的数据包括每一个测点的密度、风速、断面积、风量、动压、位压、静压、相对压力、两测点的通风阻力、最大阻力路线上的总
要求连续、快速。 阻力、井巷风阻、摩擦阻力系数等，并要有具体的计算过程，并将结果绘制成表。
式中 h阻——单管倾斜压差计的读数，mm； 3、人员组织和任务分配
一、通风阻力测定的方法及步骤
通风阻力的测量方法常用的有两种，一为压差计测 量法，二为气压计测量法。
通风阻力测定的基本内容及要求包括以下几个方面： 1．测算井巷风阻。井巷风阻是反映井巷通风特性的重 要参数，很多通风问题都和这个参数有关。只要测定出各条 井巷的通风阻力和该巷通过的风量，就可以计算出它们的风 阻值。只要井巷断面和支护方式不变，测一次即可；如果发 生了变化，则需要重测。测风阻时，要逐段进行，不能赶时 间，力求一次测准。 2．测算摩擦阻力系数。断面形状和支护方式不同的井 巷，其摩擦阻力系数也不同。只要测出各井巷的阻力、长度、 净断面积和通过的风量，代入公式即可计算出摩擦阻力系数。 测摩擦阻力系数时，可以分段、分时间进行测量，不必测量 整个巷道的阻力，但测量精度要求高。
h 阻 1 2 ＝ P 静 h 位 h 动
气压计测量通风阻力的方法有逐点测定法和双测点同 时测定法。
1）逐点测定法
通风与空气调节 通风系统PPT课件
比较经济，应尽量采用。当自然通风达不到卫生或生产要求时，才采用机械通风或自然与机械的联合通风。
实际上，在很多情况下是同时采用几种通风方式，如既有局部通风又有全面通风，既有局部排风又有局部
送风等。
第16页/共130页
3.1.2 通风方式
• 3.除尘系统
• （1） 粉尘特性
•
粉尘特性主要包括粉尘的密度、粒径分布、比电阻、润湿性、爆炸性等，它直接影响除尘装置的性能。
第13页/共130页
3.1.2 通风方式
•
全面送风系统利用风机把室外的新鲜空气(必要时经过过滤和加热)送入室内，在室内造成正压，把室内
污浊的空气排出，达到全面通风的效果。
•
② 全面排风 为了使室内产生的有害物质尽可能不扩散到其他区域或邻室，可以在有害物质比较集中
产生的区域或房间采用全面排风。图3.1.9所示为利用安装在外墙上的离心风机抽出室内的空气，使室内形
间防暑降温的最经济有效的通风措施，应用非常广泛。
•
自然通风的突出优点是不需要动力设备，因此比较经济，使用、管理也比较简单。其缺点是：（1) 自
然进入的室外空气一般不能预先进行处理，因此，对空气的温度、湿度要求较高的车间就难以满足要求；
（2) 从车间排出来的有污染的空气也不能进行除尘和净化，会污染周围的环境；（3) 受自然条件的影响，
有害物并且不断扩散的情况。利用全面通风排除有害气体或者送入大量的新鲜空气，将空气中有害物的浓
度降低到允许的范围之内。
•
全面通风可以分为全面送风系统、全面排风系统和全面送排风系统。
•
① 全面送风 在不希望邻室或室外空气渗入室内时，寒冷地区的冬季为了保持室内一定的温度，同时
希望送入的空气要经过简单的过滤或加热，多采用图3.1.8所示的全面送风系统。