安徽理工大学：《通风安全学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 井巷通风阻力

《通风安全学》 第三章井巷通风阻力 安徽理工大学能源与安全学院 安全工程系

安徽理工大学能源与安全学院 安全工程系 《通 风 安 全 学》 第三章 井巷通风阻力

本章主要内容 第一节井巷断面上风速分布 、风流流动状态 、井巷断面上风速分布 第二节摩擦阻力 、摩擦阻力 、摩擦阻力系数与摩擦风阻 、井巷摩擦阻力计算方法 第三节局部阻力 、局部阻力及其计算 二、局部阻力系数和局部风阻

本章主要内容 第一节 井巷断面上风速分布 一、风流流动状态 二、井巷断面上风速分布 第二节 摩擦阻力 一、摩擦阻力 二、摩擦阻力系数与摩擦风阻 三、井巷摩擦阻力计算方法 第三节 局部阻力 一、局部阻力及其计算 二、局部阻力系数和局部风阻

本章主要内容 第四节矿井总风阻与等级孔 、井巷阻力特性 、矿井总风阻 三、矿井等级孔 第五节井巷通风阻力测算 一、通风阻力hR测算 、局部阻力测算 三、井筒阻力测算 四、测算结果分析 第六节降低矿井通风阻力措施 、降低井巷摩擦阻力的措施 二、降低局部阻力措施

本章主要内容 第四节 矿井总风阻与等级孔 一、井巷阻力特性 二、矿井总风阻 三、矿井等级孔 第五节 井巷通风阻力测算 一、通风阻力hR测算 二、局部阻力测算 三、井筒阻力测算 四、测算结果分析 第六节 降低矿井通风阻力措施 一、降低井巷摩擦阻力的措施 二、降低局部阻力措施

本章主要内容 本章重点和难点: 摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算

本章主要内容 本章重点和难点： 摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算

第三章井巷通风阻力 第一节井巷断面上风速分布 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

第三章 井巷通风阻力 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。 第一节 井巷断面上风速分布

第一节井巷断面上风速分布 一、风流流态 有色液体 、管道流 水 层流:同一流体在同一管 金属网 道中流动时,不同的流速 色液体管 节门 会形成不同的流动状态。 当流速较低时,流体质点排水进水 雷诺试验 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)

第一节 井巷断面上风速分布 一、风流流态 1、管道流 层流：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)

第一节井巷断面上风速分布 紊流: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)。 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

第一节 井巷断面上风速分布 • 紊流：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)。 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

第一节井巷断面上风速分布 风流流态判断 (1)雷诺数- Re Res vd 平均流速v管道直径a流体的运动粘性系数。 在实际工程计算中,通常以R=2300作为管道流动流 态的判定准数,即: R≤2300层流, R>2300紊流

第一节 井巷断面上风速分布 风流流态判断 （１）雷诺数－Re 平均流速v、管道直径d和流体的运动粘性系数。 在实际工程计算中，通常以Re =2300作为管道流动流 态的判定准数，即： Re≤2300 层流， Re＞2300 紊流  vd Re =

第一节井巷断面上风速分布 (2)当量直径 对于非圆形断面的井巷,Re数中的管道直径d应以井巷断 面的当量直径d来表示: S 4 非圆形断面井巷的雷诺数 4vS Re 对于不同形状的井巷断面,其周长U与断面积s的关系, 可用下式表示: U=C√S C断面形状系数:梯形c4.16;三心拱c=3.85;半圆拱 C=3.90

第一节 井巷断面上风速分布 （２）当量直径 对于非圆形断面的井巷，Re数中的管道直径d应以井巷断 面的当量直径de来表示： 非圆形断面井巷的雷诺数 对于不同形状的井巷断面，其周长U与断面积S的关系， 可用下式表示： C—断面形状系数：梯形C=4.16；三心拱C=3.85；半圆拱 C=3.90。 U S de = 4 U v S Re  4 = U = C S

第一节井巷断面上风速分布 (3)、孔隙介质流 在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为: Re、1K 式中:K—冒落带渗流系数,m2;/滤流带粗糙度系数,m。 层流,R≤0.25;紊流,R>2.5;过渡流0.25230,紊流 巷道条件同上,Re=230层流临界风速: V=Re×U×v/4s 2300×4.16×3×15×106(4×9)=0.012m/s<0.15

第一节 井巷断面上风速分布 （3）、孔隙介质流 在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为： 式中：K—冒落带渗流系数，m 2；l—滤流带粗糙度系数，m。 层流，Re≤0.25； 紊流，Re＞2.5； 过渡流 0.252300,紊流 巷道条件同上，Re=2300层流临界风速： V=Re×U×ν/4S =2300×4.16×3×15×10-6/(4×9)=0.012m/s<0.15 l vK Re =