通风工程：《矿井通风》课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 井巷通风阻力

第四章井巷通风阻力 主要内容与基本要求 第一节井巷通风阻力形式 第二节降低井巷通风阻力的方法 第三节井巷等积孔与井巷风阻特性曲线 友A

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 1 第四章 井巷通风阻力 主要内容与基本要求 第一节 井巷通风阻力形式 第二节 降低井巷通风阻力的方法 第三节 井巷等积孔与井巷风阻特性曲线

主要内容与基本要求 理解井巷通风阻力的种类、产生的原因及其计算 2、掌握降低通风阻力的措施与方法。 3、掌握井巷等积孔与的概念、物理意义及其计算 4、掌握井巷风阻特性曲线的概念其物理意义。 2021年2月24日星期三 《矿井通风》 BACK2

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 2 主要内容与基本要求 1、理解井巷通风阻力的种类、产生的原因及其计算。 2、掌握降低通风阻力的措施与方法。 3、掌握井巷等积孔与的概念、物理意义及其计算。 4、掌握井巷风阻特性曲线的概念其物理意义

⊙第一节并卷通风阻力 一、井巷通风阻力的概念 二、通风阻力种类 1、摩擦阻力 2、局部阻力 3、正面阻力 三、矿井通风阻力定律 四、通风总阻力 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 3 一、井巷通风阻力的概念 二、通风阻力种类 1、摩擦阻力 2、局部阻力 3、正面阻力 三、矿井通风阻力定律 四、通风总阻力

一、井巷通风阻力的概念 空气沿井巷流动时,井巷对风流所呈现的阻力(如质点间 的摩擦、碰撞、涡流流动、质点与巷道壁的摩擦、速度变化 等)统称为井巷通风阻力。 h-2=(p1+pngz1+p1)-(p2+pn28 mlg 二,十 2 风流从断面1流到断面2时为克服通风阻力而造成的压力降低 值,称为压降,或风压损失。 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 4 一、井巷通风阻力的概念 空气沿井巷流动时，井巷对风流所呈现的阻力（如质点间 的摩擦、碰撞、涡流流动、质点与巷道壁的摩擦、速度变化 等）统称为井巷通风阻力。 ) 2 ) ( 2 ( 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 1  1 1    v p gz v h p gz − = + m + − + m + 风流从断面1流到断面2时为克服通风阻力而造成的压力降低 值，称为压降，或风压损失

通风阻力种类 1、摩擦阻力 (1)摩擦阻力的概念 风流在井巷作均匀流动时,由于受到井巷壁面的限制,引起 质点间相互摩擦(内摩擦)以及风流和井巷周壁的摩擦(外摩 擦),这两种摩擦对风流呈现的 pp 用于克服摩擦阻力所造成 P2 p2 的风压损失称为摩擦损失。 ZI 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 5 二、通风阻力种类 1、摩擦阻力 （1）摩擦阻力的概念 风流在井巷作均匀流动时，由于受到井巷壁面的限制，引起 质点间相互摩擦（内摩擦）以及风流和井巷周壁的摩擦（外摩 擦），这两种摩擦对风流呈现的阻力，称为摩擦阻力。 用于克服摩擦阻力所造成 的风压损失称为摩擦损失

(2)摩擦阻力的计算 达西公式: salve Pe 式中L管道长度,m d管道直径,m ⅴ管道中流体的平均流速,m/s 流体密度,kg/m3 λ达西系数,无因次,由管道粗糙度和雷诺数决定 的常数 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 6 （2）摩擦阻力的计算 达西公式： Pa v d L hf   2 2 = (1) 式中L——管道长度，m d——管道直径，m v——管道中流体的平均流速，m/s ρ——流体密度，kg/m3 λ——达西系数，无因次，由管道粗糙度和雷诺数决定 的常数

对非圆形巷道用水力半径来代替圆管直径: 4s P (2) 将式(2)代入(1)得:h Mp Pl 8 令 Lp C 则把a称为摩擦阻力系数。 式(3)可写成: PL C Pa(4) 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 7 P s d 4 = 2 8 v s PL hf  = 8   = 对非圆形巷道用水力半径来代替圆管直径： （2） 将式（2）代入（1）得： Pa (3) 令： kg/m3 则把α称为摩擦阻力系数。 式（3）可写成： 2 v s PL hf =  Pa (4)

若通过井巷的风量为Q,则v=Q代入上式得: PL Pa(5) (3)影响a系数的因素 由=~p/8中可看出,影响a的因素有两个(p,λ)。 ①p对的影响 a与p成正比,[=3482(1-0.378)而p=f(p,T,p) ②λ对a的影响 a与入成正比,而A又是由井巷粗糙度和雷诺数所决定,因 此,井巷粗糙度和雷诺数也是α的影响因素。 故Q系数仅决定于井巷粗糙度而与Re无关,在一定时期内, Q可视为常数。 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 8 Pa (5) 2 3 Q s PL hf =  若通过井巷的风量为Q，则 v=Q/s 代入上式得： （3）影响α系数的因素 由α=λρ/8中可看出，影响α的因素有两个（ρ，λ）。 ①ρ对α的影响 α与ρ成正比， [ 3 48 (1 0.378 )] 而ρ=f(p,T, φ) P P T p  B  =  − ②λ对α的影响 α与λ成正比，而λ又是由井巷粗糙度和雷诺数所决定，因 此，井巷粗糙度和雷诺数也是α的影响因素。 故α系数仅决定于井巷粗糙度而与Re无关，在一定时期内， α可视为常数

4)a系数的确定 ①查有关手册选取(用于新设计的矿井) 注意a值在工程单位制中,因次为kgfs2/m。化为国际单位制 时乘以g。 ②实际测定α值(用于生产矿井) 实测的根据是摩擦阻九八、WP,2 S 得 Ns/m (1) LPy 2021年2月24日星期三 《矿井通风》

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 9 （4）α系数的确定 ①查有关手册选取（用于新设计的矿井） 注意α值在工程单位制中，因次为kgfs2/m4 。化为国际单位制 时乘以g。 ②实际测定α值（用于生产矿井） 实测的根据是摩擦阻力公式： 2 v s LP hf =  得 （1） 2 4 2 Ns / m LPv h sf  =

(5)摩擦风阻 Q 对于具体的矿井或巷道来说,在一定时期内,a、L、P、s都 是不变的,均可看作常量 LP 令Rr=a Ns2/m8 则把R称为井巷的摩擦风阻。 摩擦阻力公式可写成: R Q2 上式表明,任一井巷的摩擦阻力等于该井巷的摩擦风阻与流过 该井巷的风量平方的乘积。 2021年2月24日星期三 《矿井通风》 BACK 10

2021年2月24日星期三 《矿井通风》 10 则把Rf称为井巷的摩擦风阻。 2 3 Q s LP hf =  3 s LP Rf =  摩擦阻力公式可写成： hf = Rf Q2 上式表明，任一井巷的摩擦阻力等于该井巷的摩擦风阻与流过 该井巷的风量平方的乘积。 （5）摩擦风阻 对于具体的矿井或巷道来说，在一定时期内，α、L、P、s 都 是不变的，均可看作常量 令 Ns2 /m8