【正文】 第一篇：礦井通風(fēng)與安全計算題（課本p72，習(xí)題p8182）2通風(fēng)管道或礦井的通風(fēng)阻力與風(fēng)流的平方成正比：h=RQ。風(fēng)量越大，通風(fēng)阻力越高。當(dāng)通風(fēng)機與通風(fēng)管道或礦井相連時，通風(fēng)機的個體風(fēng)壓曲線與管道或礦井的風(fēng)阻特性曲線就有一交點，這個交點就叫做通風(fēng)機的工況點。如圖所示，a、a1和a2為管道或礦井的風(fēng)阻由R變?yōu)镽1和R2時，所對應(yīng)的工況點。工況點所對應(yīng)的風(fēng)量就是此時通過管道或礦井的實際風(fēng)量，對應(yīng)的風(fēng)壓就是用以克服管道或礦井通風(fēng)阻力的通風(fēng)壓力。風(fēng)流中任一點i的動壓、絕對靜壓和絕對全壓的關(guān)系為：對全壓總是等于相對靜壓與動壓的代數(shù)和。）例、壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點i的（1）i點的絕對靜壓（2）i點的相對全壓（3）i點的絕對全壓解（1）（2）（3）hvi=PtiPi（無論是壓入式還是抽出式通風(fēng)，任一點風(fēng)流的相hvi、hi和hti三者之間的關(guān)系為：hti=hi+hvihi＝1000Pa，hvi＝150Pa，風(fēng)筒外與i點同標(biāo)高的P0i=101332Pa，求：Pi； hti； Pti。Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa Pti=P0i+hti=Pi+hvi=102332+150=102482Pa hi＝1000Pa，hvi＝150Pa，P0i=101332Pa，求： 例、抽出式通風(fēng)風(fēng)筒中某點i的風(fēng)筒外與i點同標(biāo)高的（1）i點的絕對靜壓（2）i點的相對全壓（3）i點的絕對全壓解（1）（2）Pi； hti； Pti。Pi=P0i+hi=1013321000=100332PaPa hti=hihvi=1000150=8500iti（3）tiPa（a）壓入式通風(fēng)；（b）抽出式通風(fēng) （p43）等積孔就是用一個與井巷風(fēng)阻值相當(dāng)?shù)睦硐肟椎拿娣e值來衡量井巷通風(fēng)的難易程度。P=P+h=101332850=（p41）風(fēng)流在井巷的局部地點，由于速度或方向突然發(fā)生變化，導(dǎo)致風(fēng)流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，形成極為紊亂的渦流，因而在該局部地帶產(chǎn)生一種附加的阻力，稱為局部阻力。Q,m2h=RQ2 hA=,m2 A=局部阻力her =x1hn1=x2hn2=x1rv122=x2rv222式中 vv2分別是局部地點前后斷面上的平均風(fēng)速，m/s；x1，x2－局部阻力系數(shù)，無因次，分別對應(yīng)于hvhv2。若通過局部地點的風(fēng)量為Q，前后兩個斷面積是S1和S2，則兩個斷面上的平均風(fēng)速為： v1=Q/S1，m/s ； v2=Q/S2，m/s。Q2rQ2rher =x1=x2(Pa)222S12S2rr局部風(fēng)阻Rer =x1=x（Ns2/m8)2222S12S2her =RerQ2上式表示完全紊流狀態(tài)下的局部阻力定律，和完全紊流狀態(tài)的摩擦阻力定律一樣，當(dāng)Rer一定時，her和Q平方成正比。例如，某進(jìn)風(fēng)井內(nèi)的風(fēng)速＝8m／s， kg／m3，井口的凈斷面S＝ m2，則該井口的局部阻力和局部風(fēng)阻。her=180。82180。Rer=180。(2180。)2=(Ns2/m8）如果上列是條件相同的回風(fēng)井口，查表332知該井口風(fēng)流突然擴大的局部阻力系數(shù)是l，則該井口的局部阻力和局部風(fēng)阻分別為162。=1180。82180。（p30課本例題）全壓=靜壓+ 動壓相對全壓=相對靜壓 + 動壓 絕對全壓= 絕對靜壓 +動壓 絕對靜壓=相對靜壓+大氣壓 162。=1180。(2180。)2=hti=hi+hvi Pti=Pi+hvi Pi=hi+P0對于抽出式通風(fēng)，可以寫成：hti(負(fù))=hi(負(fù))+hviivii 在實際應(yīng)用中，習(xí)慣取、的絕對值，則：ti；ti例 如圖231a中壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點i的hi＝1000 Pa，hvi＝150 Pa，風(fēng)筒外與i點同標(biāo)高的P0i= 101332 Pa，求：（1）i點的絕對靜壓Pi；（2）i點的相對全壓hti ；（3）i點的絕對全壓Pti。h=hhhhPi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa Pti=P0i+hti=Pi+hvi=102332+150=102482Pa例 如圖231b中抽出式通風(fēng)風(fēng)筒中某點i的hi＝1000 Pa，hvi＝150 Pa，風(fēng)筒外與i點同標(biāo)高的P0i= 101332 Pa，求：（1）i點的絕對靜壓Pi；（2）i點的相對全壓hti ；（3）i點的絕對全壓Pti。Pi=P0i+hi=1013321000=100332Pahti=hihvi=1000150=850PaPti=P0i+hti=101332850=100482Pa（p115）局部阻力計算，結(jié)合通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)，計算不同分支阻力，計算分支風(fēng)量大小，判別風(fēng)流方向。大家參考課本例題P119。（1）串聯(lián)網(wǎng)路風(fēng)量關(guān)系式Q0=Q1=Q2=Q3==Qn上式表明：串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量等于各條分支的風(fēng)量。2 風(fēng)壓關(guān)系式h0=h1+h2+h3++hn上式表明：串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于其中各條分支的風(fēng)壓之和。3 風(fēng)阻關(guān)系式R0=R1+R2+R3++Rn上式表明：串聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)阻等于其中各條分支的風(fēng)阻之和。（2）并聯(lián)網(wǎng)路 1 風(fēng)量關(guān)系式Q0=Q1+Q2+Q3++Qn上式表明：并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)量等于各分支的風(fēng)量之和。2 風(fēng)壓關(guān)系式h0=h1=h2=h3==hn上式表明：并聯(lián)風(fēng)路的總風(fēng)壓等于各分支的風(fēng)壓 3 風(fēng)阻關(guān)系式 自然分配風(fēng)量的計算在簡單并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中，第一和第二條分支的自然分配風(fēng)量的計算式分別為：（3）簡單角聯(lián)網(wǎng)路如右圖所示：在單角聯(lián)風(fēng)網(wǎng)中，對角分支5的風(fēng)流方向，隨著其它四條分支的風(fēng)阻值RRRR4的變化，而有以下三種變化：當(dāng)風(fēng)量Q5向上流時，由風(fēng)壓平衡定律hlh2，h3Q4。則：R1Q12R2Q22 → R1Q12R2Q42 R3Q32 R4Q42 → R3Q12 R4Q42 將上面兩式相除，得：這就是Q5向上流的判別式。同理可得Q5向下流的判別式。Q5等于零的判別式為 K=1 例（課本P119）圖所示的風(fēng)網(wǎng)中，各分支的風(fēng)阻分別為：R1＝，R2＝；R3=，R4＝；R5＝s2/m8。風(fēng)網(wǎng)總風(fēng)量Q＝30m3/s，無附加的機械風(fēng)壓和自然風(fēng)壓。求各分支的自然分配風(fēng)量和該風(fēng)網(wǎng)的總阻力、總風(fēng)阻。解：故該對角分支中的風(fēng)流是自b流向c。對于其它風(fēng)網(wǎng)，如事先無法判別其中不穩(wěn)定風(fēng)流的方向，可先假定，若計算出該假定風(fēng)向的風(fēng)量是負(fù)值時，則假定的風(fēng)向不正確，改正過來即可。(R1R4)/R2R3)=因該風(fēng)網(wǎng)的分支數(shù)N＝5，節(jié)點數(shù)J＝4，則獨立網(wǎng)孔或回路數(shù)M＝N－J＋1＝5－4＋1＝2。因該風(fēng)網(wǎng)的樹枝數(shù)為J－1＝4－1＝3，故選風(fēng)阻較小的三條分支c—d、b—d和a—b為樹枝，構(gòu)成圖中實線所示的最小樹c—d—b—a。又因弦數(shù)M＝2，故選風(fēng)阻較大的兩條分支a—c和b—c為弦。由此確定出1個獨立回路a—b—d—c—a和1個獨立網(wǎng)孔b—d—c—b來進(jìn)行迭代計算。 首先把各個網(wǎng)孔看作是并聯(lián)，用并聯(lián)網(wǎng)路中自然分配風(fēng)量計算公式給出各分支的風(fēng)量： Q2＝Q－Q1＝30－＝ m3/s Q4＝Q－Q3＝30－＝ m3/s Q5＝Q1－Q3＝－＝ m3/s 5．進(jìn)行迭代計算(具體過程參考課本P121)對所選定的1個回路和1個網(wǎng)孔計算其風(fēng)量校正值△Qi，然后對網(wǎng)孔或回路中的各分支的風(fēng)量進(jìn)行校正。這種校正要循環(huán)進(jìn)行多次，直到達(dá)到規(guī)定的精度。例如，對回路a—b—d—c—a，第一次的△Qi值用下式計算：已知某礦井總回風(fēng)量為4500 m3/min，%，日產(chǎn)量為4000 t，試求該礦井的絕對瓦斯涌出量和相對瓦斯涌出量。并確定該礦瓦斯等級（該礦無煤與瓦斯突出現(xiàn)象）。（5分）解：絕對瓦斯涌出量：Qg=4500%=27m3/min相對瓦斯涌出量： qg=（45006024%）/4000=：Qg，高2米，風(fēng)量Q＝480 m3/min，（1）若風(fēng)量Q為960 m3/min，求阻力損失（2）求原R如圖所示的并聯(lián)風(fēng)網(wǎng)，已知各分支風(fēng)阻：R1＝，R2＝ N?s2/m8，總風(fēng)量Q＝48 m3/s，巷道斷面的面積均為5 m2，求：（1）分支1和2中的自然分配風(fēng)量Q1和Q2；（2）若分支1需風(fēng)量為15 m3/s，分支2需風(fēng)量為33 m3/s，若采用風(fēng)窗調(diào)節(jié)，試確定風(fēng)窗的位置和開口面積。（12分）4風(fēng)流點壓力計算三、計算題（1213每題10分，14題12分，15題15分，共47分）1如圖所示，980Pa，請問：（1）判斷如圖所示通風(fēng)方式，標(biāo)出風(fēng)流方向、皮托管正負(fù)端；（2）I、II、III號水柱計測得是何壓力?求出I號水柱計讀數(shù)?（10分）解：（1）管道通風(fēng)方式為抽出式（2分），風(fēng)流方向為從左向右（1分），皮托管正（右）、負(fù)（左）端（2分），（2）I號測的是相對靜壓，II號測的是動壓，III號測的是相對全壓（3分）由|hti|=|hi|hvi，可以得出I號管的讀數(shù)為196+980=1176Pa（2分）第二篇：中國礦業(yè)大學(xué)礦井通風(fēng)與安全計算題壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，風(fēng)筒外與i點同標(biāo)高的P0i=101332Pa，求：(1)i點的絕對靜壓Pi；(2)i點的相對全壓hti；(3)i點的絕對全壓Pti。解：(1)Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa（3分）(2)hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa（3分）(3)Pti=P0i+hti =101332+1150=102482Pa或Pti =Pi+hvi=102332+150=102482Pa（4分）在某一通風(fēng)井巷中，測得2兩斷面的絕對靜壓分別為101324Pa和101858Pa，若S1=S2，兩斷面間的高差Z1Z2=100m，求2兩斷面間的通風(fēng)阻力，并判斷風(fēng)流方向。解：假設(shè)風(fēng)流方向為1斷面－2斷面，根據(jù)能量方程知兩斷面間的通風(fēng)阻力為hr12=(P1+hv1+r1gZ1)(P2+hv2+r2gZ2)（2分）因為S1=S2且巷道中空氣密度無變化，所以動能差值為零，則hr12=(P1+hv1+r1gZ1)