【正文】 lnv112=lnP1lnP2lnr1lnr2有壓源 Lt 在時(shí)，單位質(zhì)量可壓縮空氣井巷中流動(dòng)時(shí)能量方程可寫成如下一般形式。246。231。r1r2n22246。LR230。)即為：?jiǎn)挝毁|(zhì)量可壓縮空氣在無壓源的井巷中流動(dòng)時(shí)能量方程的一般形式。246。122230。vdP1式中：v為空氣的比容，m3/kg。根據(jù)能量守恒定律：P1+v1++u+q+q=P2+v2++u11222r12Rr222＋ LR11 根據(jù)熱力學(xué)第一定律，傳給空氣的熱量（qR+q），一部分用于增加空氣的內(nèi)能，一部分使空氣膨脹對(duì)外作功，即：2qR+q=u2u1+242。機(jī)械能：靜壓能、動(dòng)壓能和位能之和。如圖井巷中風(fēng)流從1斷面流向2斷面，作定常流動(dòng)時(shí)，有：ρ１ V1 S1＝ ρ２ V２ S２Mi=const 式中 ρ１、ρ2 －－2斷面上空氣的平均密度，kg/m3 ；V1,，V2－－2 斷面上空氣的平均流速，m/s；SS2 －－2斷面面積，m2。g=hi對(duì)于負(fù)壓通風(fēng)的情況請(qǐng)自行推導(dǎo)（注意連接方法）： 說明：（I）水柱計(jì)上下移動(dòng)時(shí)，hi 保持不變；（II）在風(fēng)筒同一斷面上、下移動(dòng)皮托管，水柱計(jì)讀數(shù)不變，說明同一斷面上hi相同。則水柱計(jì)等壓面0 ’－0’兩側(cè)的受力分別為：水柱計(jì)左邊等壓面上受到的力：P左＝ P０+ ρ水gh ＝P0i + ρm’g(zh)+ ρ水gh 水柱計(jì)右邊等壓面上受到的力：P右＝ P0i+ρmgz由等壓面的定義有：P左＝ P右，即：P0i+ρm’g(zh)+ρ水gh＝ P0i+ρmgz若ρm＝ ρm’有：h0＋－zP0 ih=∵ ρ水＞＞ ρmpip0ir水rm180。(介紹實(shí)物)（2）壓差及相對(duì)壓力測(cè)量：恒溫氣壓計(jì)、“Ｕ”水柱計(jì)、補(bǔ)償式微壓計(jì)、傾斜單管壓差計(jì)。即：|hti | =|hi |－h(huán)vi抽出式通風(fēng)的實(shí)質(zhì)是使風(fēng)機(jī)出口風(fēng)流的能量降低，即出口風(fēng)流的絕對(duì)壓力小于風(fēng)a壓入式通風(fēng)P0b抽出式通風(fēng)hvPatP0Pa hat(+)hbt()hvPbt真空ha(+)hb()Pb壓入式通風(fēng)抽出式通風(fēng)機(jī)進(jìn)口的壓力。壓入式通風(fēng)（正壓通風(fēng)）：風(fēng)流中任一點(diǎn)的相對(duì)全壓恒為正。Ａ、絕對(duì)全壓（Pti）Pti＝Pi＋hvi B、相對(duì)全壓（hti）hti＝hi＋hvi＝Pti－Poi 說明：`A、相對(duì)全壓有正負(fù)之分；B、無論正壓通還是負(fù)壓通風(fēng)，PtiPi，hti＞ hi。，由于風(fēng)速分布的不均勻性，各點(diǎn)的風(fēng)速不相等，所以其動(dòng)壓值不等。Evi對(duì)外所呈現(xiàn)的動(dòng)壓hvi，其值相同。，它在本處對(duì)外無力的效應(yīng)，即不呈現(xiàn)壓力，故不能象靜壓那樣用儀表進(jìn)行直接測(cè)量。設(shè)以22斷面為基準(zhǔn)面：11斷面的總機(jī)械能E1=EPO1+P22斷面的總機(jī)械能E2=EPO2+P由E1=E2得： EPO1+P1=EPO2+P2由于EPO2=0（22斷面為基準(zhǔn)面），EPO1=，所以：P2=EPO1+P1=+P1說明：Ｉ、位能與靜壓能之間可以互相轉(zhuǎn)化。即：EPO= 重力位能是一種潛在的能量，它只有通過計(jì)算得其大小，而且是一個(gè)相對(duì)值。風(fēng)流的絕對(duì)壓力（Pi）、相對(duì)壓力（h）和與其對(duì)應(yīng)的大氣壓（P0）三者之間的關(guān)系如下式所示：hi = Pi －P0aP0ha(+)bP0Pahb()Pb真空Pi與hi比較：I、絕對(duì)靜壓總是為正，而相對(duì)靜壓有正負(fù)之分；II、同一斷面上各點(diǎn)風(fēng)流的絕對(duì)靜壓隨高度的變化而變化，而相對(duì)靜壓與高度無關(guān)。如說風(fēng)流的壓力為Pa，則指風(fēng)流1m3具有101332J的靜壓能。這種由分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的分子動(dòng)能 的一部分轉(zhuǎn)化的能夠?qū)ν庾鞴Φ臋C(jī)械能叫靜壓能。溫度是影響流體粘性主要因素，氣體，隨溫度升高而增大，液體而降低六、密度單位體積空氣所具有的質(zhì)量稱為空氣的密度，與P、t、濕度等有關(guān)。當(dāng)流體層間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在流體內(nèi)部?jī)蓚€(gè)流體層的接觸面上，便產(chǎn)生粘性阻力(內(nèi)摩擦力)以阻止相對(duì)運(yùn)動(dòng)，流體具有的這一性質(zhì)，稱作流體的粘性。溫度下降，其相對(duì)濕度增大，冷卻到φ=1時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)露點(diǎn)：將不飽和空氣冷卻時(shí)，隨著溫度逐漸下降，相對(duì)濕度逐漸增大，當(dāng)達(dá)到100％時(shí)，此時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)。這種含有極限值水蒸汽的濕空氣叫飽和空氣，這時(shí)水蒸氣分壓力叫飽和水蒸分壓力，PS，其所含的水蒸汽量叫飽和濕度rs。表示空氣濕度的方法：絕對(duì)濕度、相對(duì)溫度和含濕量三種。壓強(qiáng)在礦井通風(fēng)中習(xí)慣稱為壓力。第一篇：礦井通風(fēng)與安全02第二章礦井空氣流動(dòng)的基本理論本章主要研究?jī)?nèi)容：空氣的物理參數(shù)T、P、Φ、μ、ρ；風(fēng)流的能量與點(diǎn)壓力靜壓，靜壓能；動(dòng)壓、動(dòng)能；位能；全壓；抽出式和壓入式相對(duì)靜壓、相對(duì)全壓與動(dòng)壓的關(guān)系能量方程連續(xù)性方程；單位質(zhì)量能量方程、單位體積能量方程能量方程在礦井中的應(yīng)用邊界條件、壓力坡度圖 本章的難點(diǎn)： 點(diǎn)壓力之間的關(guān)系能量方程及其在礦井中的應(yīng)用第一節(jié)空氣的主要物理參數(shù)一、溫度溫度是描述物體冷熱狀態(tài)的物理量。它是空氣分子熱運(yùn)動(dòng)對(duì)器壁碰撞的宏觀表現(xiàn)。每立方米空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量叫空氣的絕對(duì)溫度。單位體積空氣中實(shí)際含有的水蒸汽量（rV）與其同溫度下的飽和水蒸汽含量（rS）之比稱為空氣的相對(duì)濕度。上例甲地、乙地的露點(diǎn)分別為多少？ 含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量（kg）稱為空氣的含濕量。其大小主要取決于溫度。濕空氣密度為干空氣密度和水蒸汽密度之和，即：r=+rv根據(jù)氣體狀態(tài)方程，可推出空氣密度計(jì)算公式：r=()kg/m3式中：P為大氣壓，Ｐsat為飽和水蒸汽壓，單位：Pa；φ為相對(duì)濕度；Ｔ為空氣絕對(duì)溫度，T= t + 273 , K。在礦井通風(fēng)中，壓力的概念與物理學(xué)中的壓強(qiáng)相同，即單位面積上受到的垂直作用力。（3）壓力的兩種測(cè)算基準(zhǔn)（表示方法）根據(jù)壓力的測(cè)算基準(zhǔn)不同，壓力可分為：絕對(duì)壓力和相對(duì)壓力。III、Pi 可能大于、等于或小于與該點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓(P0i)。實(shí)際工作中一般計(jì)算位能差。II、在礦井通風(fēng)中把某點(diǎn)的靜壓和位能之和稱之為勢(shì)能。，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化時(shí)遵循能量守恒定律。（3）動(dòng)壓的特點(diǎn)，因此動(dòng)壓具有方向性。二、風(fēng)流的點(diǎn)壓力之間相互關(guān)系風(fēng)流的點(diǎn)壓力是指測(cè)點(diǎn)的單位體積(1m3)空氣所具有的壓力?！逷ti and Pi Po i∴hi＞０，hti＞0且 hti＞hi壓入式通風(fēng)的實(shí)質(zhì)是使風(fēng)機(jī)出口風(fēng)流的能量增加，即出口風(fēng)流的絕對(duì)壓力大于風(fēng)機(jī)進(jìn)口的壓力。風(fēng)流點(diǎn)壓力間的關(guān)系例題221如圖壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，風(fēng)筒外與i點(diǎn)同標(biāo)高的P0i=101332Pa，求：(1)i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓Pi；(2)i點(diǎn)的相對(duì)全壓hti；(3)i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓Pti。（3）感壓儀器：皮托管，承受和傳遞壓力，+測(cè)壓。g0 h=pip0ir水180。（3）相對(duì)全壓、動(dòng)壓測(cè)量測(cè)定連接如圖（說明連接方法及水柱高度變化）（以上關(guān)系，實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證）第三節(jié)礦井通風(fēng)中的能量方程當(dāng)空氣在井巷中流動(dòng)時(shí)，將會(huì)受到通風(fēng)阻力的作用，消耗其能量；為保證空氣連續(xù)不斷地流動(dòng)，就必需有通風(fēng)動(dòng)力對(duì)空氣作功，使得通風(fēng)阻力和通風(fēng)動(dòng)力相平衡。兩種特例：（I）若 S1＝S2，則ρ１ V1＝ρ２V２；（II）若ρ１＝ ρ２，則V1 S1＝ V２ S２。內(nèi)能：風(fēng)流內(nèi)部所具有的分子內(nèi)動(dòng)能與分子位能之和。Pdv1P2P1222r2 r1=P2v2P1v1=242。又因?yàn)椋?1242。v1v2vdP+231。247。過程 式中稱為伯努力積分項(xiàng)，它反映了風(fēng)流從1斷面流至2斷面的 過 程中的靜壓能變化，它與空氣流動(dòng)過程的狀態(tài)密切相關(guān)。P1P2231。230。22247。247。230。r1n22246。+231。22247。LR 令：230。r1n246。式中，rm表示1，2斷面間按狀態(tài)過程考慮的空氣平均密度，得P1P2230。r1n246。P1P2lnlnP1P2230。246。rm==P1/r1P2/r2則單位質(zhì)量流量的能量方程式又可寫為：LR=P1P2rmP1P222230。231。LR=rm22230。231。（二）單位體積(1m3)流量的能量方程我國礦井通風(fēng)中習(xí)慣使用單位體積（1m3）流體的能量方程。()=P1P2+231。248。其中，關(guān)鍵是rm的計(jì)算，及基準(zhǔn)面的選取。其位能差為：而要求3兩斷面的位能差，其基準(zhǔn)面應(yīng)選在00位置。v1=231。247。即上式寫成：22230。246。其中： ρ１、ρ2分別為2斷面風(fēng)流的平均氣密度。su3dsv3S因?yàn)槟芰糠匠淌街械膙v2分別為2斷面上的平均風(fēng)速。由于動(dòng)能差項(xiàng)很小，在應(yīng)用能量方程時(shí)，可取Kv為1。+(grm1Z1grm2Z2)187。212232。v2247。231。，即斷面上的參數(shù)不隨時(shí)間的變化而變化；所研究的始、末斷面要選在緩變流場(chǎng)上。246。231。2231。248。246。231。解：假設(shè)風(fēng)流方向1174。+(Z1Z2)grm12=(P1P2)+231。248。例2 在進(jìn)風(fēng)上山中測(cè)得2兩斷面的有關(guān)參數(shù)，絕對(duì)靜壓P1=，P2=；標(biāo)高差Z1Z2=－400m；氣溫t1=15℃，t2=20℃；空氣的相對(duì)濕度j1=70%，j2=80%；斷面平均風(fēng)速v1=，v2=5m/s；求通風(fēng)阻力LR、hR。230。=180。3180。r2=180。+g(Z1Z2)=231。r1r2248。231。(400247。231。rr2248。231。r2248。v1v2246。22247。22247。(400232。擴(kuò)散器0壓力Pa12345678910hR78H tP0hR12流程 如圖所示的通風(fēng)機(jī)－水平風(fēng)道系統(tǒng)，繪制能量（壓力）坡度線。4）最后將圖上的同名參數(shù)點(diǎn)用直線或曲線連接起來，就得到所要繪制的能量（壓力）坡度線。求正壓段任意兩斷面（i、j）的通風(fēng)阻力： 同理可推導(dǎo)兩斷面之間的通風(fēng)阻力為：hRi～j ＝hti －h(huán)tj （壓力）坡度線直觀明了地表達(dá)了風(fēng)流流動(dòng)過程中的能量變化絕對(duì)全壓（相對(duì)全壓）沿程是逐漸減小的；絕對(duì)靜壓（相對(duì)靜壓）沿程分布是隨動(dòng)壓的大小變化而變化。通風(fēng)機(jī)的全壓Ht等于通風(fēng)機(jī)出口全壓與入口全壓之差：Ht = Pt6－Pt出口動(dòng)能損失的關(guān)系由能量方程和能量（壓力）坡度線可以看出： hR6～10 = Pt6－Pt10∴Pt6 = hR6～10＋Pt10，hR0～5 = Pt 0－Pt∴Pt5 = Pt 0－h(huán)R0～5，Ht = Pt6－Pt5 = hR6～10＋Pt10－（Pt 0－h(huán)R0～5）=hR6～10＋P0＋hv10－（P0－h(huán)R0～5）=hR6～10＋hv10＋hR0～5Ht= hR0～10＋hv10通風(fēng)機(jī)全壓是用以克服風(fēng)道通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失。以下圖所示簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)為例，說明礦井通風(fēng)系統(tǒng)中有高度變化的風(fēng)流路線上能量（壓力）坡度線的畫法。全能量沿程逐漸下降，從入風(fēng)口至某斷面的通風(fēng)阻力就等于該斷面上全能量的下降值（如b0b），任意兩斷面間的通風(fēng)阻力等于這兩個(gè)斷面全能量下降值的差。HN和通風(fēng)機(jī)全壓（Ht)共同克服礦井通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失。例2 如圖244所示的同采工作面簡(jiǎn)化系統(tǒng)，風(fēng)流從進(jìn)風(fēng)上山經(jīng)繞道1Ⅰ壓力436Ⅱ2150流程Ⅰ152流程01234壓能P0PaEP01a1a2a0(a)b0b2b(b1)c2c0c(c1)ed0dEP04HNd1Htd2 分為二路；一路流經(jīng)1－2－3－4(2－3為工作面Ⅰ)；另一路流經(jīng)1－5－6－4（5－6為工作面Ⅱ）。根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)，沿風(fēng)流流經(jīng)的兩條路線分別布置測(cè)點(diǎn)，測(cè)算出各點(diǎn)的總壓能。第二篇：礦井通風(fēng)與安全礦井通風(fēng)與安全煤礦井下為什么要進(jìn)行[1]?？不進(jìn)行通風(fēng)不行嗎？經(jīng)過實(shí)踐證明，不進(jìn)行通風(fēng)是不行的。礦井通風(fēng)的基本任務(wù)是：（1）、供給井下足夠的新鮮空氣，滿足人員對(duì)氧氣的需要。故礦井通風(fēng)是礦井生產(chǎn)環(huán)節(jié)中最基本的一環(huán)，它在礦井建設(shè)和生產(chǎn)期間始終占有非常重要的地位。編輯本段 空氣 地面空氣地面空氣是我們居住的地球表面包圍著的地面大氣，它由干空氣和水蒸氣組成的混合氣體，在正常情況下干空氣由下列幾種成分組成：氣體名稱體積濃度氮（N2）%氧（O2）%二氧化碳（CO2）%氬（Ar）%% 井下空氣地面空氣進(jìn)入井下后，因發(fā)生物理和化學(xué)兩種變化，使其成份和濃度發(fā)生改變。化學(xué)變化：井下一切物質(zhì)的緩慢氧化、爆破工作、火區(qū)氧化等這些變化均對(duì)井下空氣產(chǎn)生影響。編輯本段 井下空氣的主要成分： 氧（O2）氧氣的性質(zhì)：是一種無色、無味、無臭的氣體，其化學(xué)性質(zhì)很活潑，可以和所有的氣體相化合，氧能助燃，氧是人和動(dòng)物新陳代謝不可缺少的物質(zhì)，沒有氧氣人就不能生存。《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定：在采掘工作面的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中，按體積計(jì)算，空氣中的于20%。《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定：在采掘工作面的進(jìn)風(fēng)風(fēng)流中，按體積計(jì)算，%。因此,一氧化碳吸入人體后就阻礙了氧和血色素的正常結(jié)合,使人體各部分組織和細(xì)胞缺氧,引起窒息和中毒死亡。煤層自燃。硫化氫氣體。(3)、從采空區(qū)廢舊巷道涌出或煤圍巖中放出?！睹旱V安全規(guī)程》%。二氧化氮（NO2）性質(zhì):二氧化氮為紅褐色氣體,極易溶于水,對(duì)眼睛鼻腔、呼吸道及肺部有強(qiáng)烈的刺激作用,二氧化氮與水結(jié)合生成硝酸,因此對(duì)肺部組織起腐蝕破壞作用,可以引起肺部浮腫。二、防止有害氣體的措施:加強(qiáng)通風(fēng)。如瓦斯抽放。若有人由于缺氧窒息或呼吸有毒有害氣體中毒時(shí)立即將中毒者移到有新鮮空氣的巷道或地面并進(jìn)行人工呼吸(NOH2S中毒除外)施行急救。風(fēng)橋:風(fēng)橋是將兩股平面交*的新、污風(fēng)流隔成立體交*新、污風(fēng)分開的一種通風(fēng)設(shè)施。風(fēng)障:在巷道內(nèi)利用木板、葦席、風(fēng)筒布做布障起到引導(dǎo)風(fēng)流的作用。當(dāng)井下發(fā)生煤塵、瓦斯爆炸時(shí),防爆門即能被氣浪沖開,爆炸波直接沖入大氣,從而起到保護(hù)扇風(fēng)機(jī)的作用。1)臨時(shí)擋風(fēng)墻:一般是在立柱上釘木板,木板上抹黃泥建成臨時(shí)擋風(fēng)墻。風(fēng)門:在不允許風(fēng)流通過,但需行人或行車的巷道內(nèi),必須設(shè)置風(fēng)門。（3）、通風(fēng)設(shè)施由通風(fēng)部門管理，其他單位無權(quán)移動(dòng)、拆除等權(quán)力，如需要拆除、移動(dòng)需要提前和通風(fēng)部門聯(lián)系。測(cè)風(fēng)站長(zhǎng)度不少于4m。測(cè)風(fēng)方法測(cè)風(fēng)采用定點(diǎn)法、九