【文章內(nèi)容簡介】 量。 ，在進行能量轉(zhuǎn)化時遵循能量守恒定律。 dzi１２０ ０２１第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力－動壓 (1) 動能與動壓的概念 當(dāng)空氣流動時，除了位能和靜壓能外，還有空氣定向運動的動能，用 Ev表示， J/m3； 其動能所轉(zhuǎn)化顯現(xiàn)的壓力叫 動壓 或稱 速壓 ，用符號 hv表示，單位 Pa。 (2) 動壓的計算 單位體積空氣所具有的動能為： Evi ＝ ?iv 2 ，J/m3 式中： ?i－ i點的空氣密度， kg/m3； v－ i點的空氣流速， m/s。 Evi對外所呈現(xiàn)的動壓 hvi， 其值相同。第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力 (3) 動壓的特點 a. 只有作定向流動的空氣才具有動壓，因此動壓具有方向性。 b. 動壓總是大于零。垂直流動方向的作用面所承受的動壓最大（即流動方向上的動壓真值）；當(dāng)作用面與流動方向有夾角時，其感受到的動壓值將小于動壓真值。 c. 在同一流動斷面上，由于風(fēng)速分布的不均勻性，各點的風(fēng)速不相等，所以其動壓值不等。 d. 某斷面動壓即為該斷面平均風(fēng)速計算值。第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力（４）全壓 風(fēng)道中任一點風(fēng)流，在其流動方向上同時存在靜壓和動壓，兩者之和稱之為該點風(fēng)流的 全壓 ，即： 全壓＝靜壓＋動壓 。 由于靜壓有絕對和相對之分，故全壓也有 絕對和相對 之分。 （ Pti） Pti＝ Pi＋ hvi （ hti） hti＝ hi＋ hvi＝ Pti－ Poi 說明 ： ； ， PtiPi hti＞ hi。二、風(fēng)流的點壓力之間相互關(guān)系 風(fēng)流的點壓力是指測點的單位體積 (1m3)空氣所具有的壓力。通風(fēng)管道中流動的風(fēng)流的點壓力可分為： 靜壓、動壓和全壓。 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 ： hvi=PtiPi hvi、 hI和 hti三者之間的關(guān)系為： hti = hi + hvi 。第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力壓入式通風(fēng)（正壓通風(fēng)） ：風(fēng)流中任一點的 相對全壓恒 為正。 ∵ Pti and Pi Poi ∴ h i＞０， hti ＞ 0 且 hti ＞ hi ， hti = hi + hvi 壓入式通風(fēng)的實質(zhì)是使風(fēng)機出口風(fēng)流的能量增加，即出口風(fēng)流的絕對壓力大于風(fēng)機進口的壓力 。抽出式通風(fēng)（負壓通風(fēng)）： 風(fēng)流中任一點的相對全壓恒為負，對于抽出式通風(fēng)由于 hti 和 hi 為負，實際計算時取其絕對值進行計算 。 ∵ Pti and Pi ＜ Po i hti＜ 0 且 hti＞ hi，但 |hti||hi|實際應(yīng)用中，因為負通風(fēng)風(fēng)流的相對全壓和相對靜壓均為負值，故在計算過程中取其絕對值進行計算。 即： |hti| =|hi|－ hvi 抽出式通風(fēng)的實質(zhì)是使風(fēng)機入口風(fēng)流的能量降低，即入口風(fēng)流的絕對壓力小于風(fēng)機出口的壓力 。 第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力hvhtb ()hb()風(fēng)流點壓力間的關(guān)系a bPa真空P0Pbha(+)P0Ptahvhta (+)Ptb抽出式通風(fēng)壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng) 抽出式通風(fēng)第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力例題 221 如圖壓入式通風(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 (2) hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa (3) Pti=P0i+hti=Pi+hvi=+1150=Pa例題 222 如圖抽出式通風(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==100332Pa (2) |hti| = |hi|－ hvi ＝ 1000150=850Pa hti ＝－ 850 Pa (3) Pti=P0i+hti==100482Paii第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力三、風(fēng)流點壓力的測定１、礦井主要壓力測定儀器儀表 （１）絕對壓力測量：空盒氣壓計、精密氣壓計、水銀氣壓計等。 （２）壓差及相對壓力測量：恒溫氣壓計、 “ Ｕ ”水柱計、補償式微壓計、傾斜單管壓差計。 （３）感壓儀器：皮托管，承受和傳遞壓力。２、壓力測定 （１）絕對壓力－－直接測量讀數(shù) （２）相對靜壓＋－０ ０hiz－第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力 測定布置如下圖所示，以水柱計的等壓面 0－ 0為基準(zhǔn)面，設(shè) i點至基準(zhǔn)面的高度為 z，膠皮管內(nèi)的空氣平均密度為 ρ m， 膠皮管外的空氣平均密度為 ρ m’ ；與 i點同標(biāo)高的大氣壓 P0。則水柱計等壓面 0－ 0兩側(cè)的受力分別為： 水柱計左邊等壓面上受到的力： 水柱計右邊等壓面上受到的力： 由等壓面的定義有： P左 ＝ P右 ，即： ０ ０hiz＋－設(shè) ，且忽略 這一微小量，經(jīng)整理得：第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力作業(yè)? 21? 23? 24? 測得風(fēng)筒內(nèi)某點 i相對壓力如圖所示，求動壓，并判斷通風(fēng)方式zP0 i100 150hv第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力本節(jié)課重點? 能量方程及在礦井中的應(yīng)用? 問題： 單位質(zhì)量與單位體積流量能量方程有哪些不同特點？ 我國礦井通風(fēng)中為何習(xí)慣使用單位體積流量能量方程？ 抽出式通風(fēng)的風(fēng)機出口為什么要外接擴散器？第二節(jié) 風(fēng)流的能量與壓力 當(dāng)空氣在井巷中流動時，將會受到通風(fēng)阻力的作用，消耗其能量；為保證空氣連續(xù)不斷地流動，就必需有通風(fēng)動力對空氣作功，使得通風(fēng)阻力和通風(fēng)動力相平衡。一、空氣流動連續(xù)性方程 在礦井巷道中流動的風(fēng)流是連續(xù)不斷的介質(zhì)，充滿它所流經(jīng)的空間。在無點源或點匯 存在時， 根據(jù)質(zhì)量守恒定律 ：對于穩(wěn)定流， 流入某空間的流體質(zhì)量必然等于流出其的流體質(zhì)量。 如圖井巷中風(fēng)流從 1斷面流向 2斷面，作定常流動時，有： Mi=const ρ １ V1 S1＝ ρ ２ V２ S２ ρ １ 、 ρ 2 －－ 2斷面上空氣的平均密度， kg/m3 ； V V2－－ 2斷面上空氣的平均流速， m/s； S S2 －－ 2斷面面積， m2。 １ ２第三節(jié) 礦井通風(fēng)中的能量方程若 ρ １ ＝ ρ ２ ，則 V1 S1＝ V２ S2 。對于不可壓縮流體，通過任一斷面的體積流量相等，即Q=ViSi=const第三節(jié) 礦井通風(fēng)中的能量方程二、可壓縮流體的能量方程能量方程表達了空氣在流動過程中的壓能、動能和位能的變化規(guī)律，是能量守恒和轉(zhuǎn)換定律在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用。（一）單位質(zhì)量 (1kg)流量的能量方程 在井巷通風(fēng)中， 風(fēng)流的能量 由 機械能 （ 靜壓能、動壓能、位能 ）和 內(nèi)能 組成，常用 1kg空氣或 1m3空氣所具有的能量表示。 機械能： 靜壓能、動壓能和位能之和。 內(nèi)能： 風(fēng)流內(nèi)部所具有的 分子內(nèi)動能 與 分子位能 之和。 用 u表示 1kg空氣所具有的內(nèi)能， J/kg。 式中： T— 空氣的溫度， K； ν— 空氣的比容， m3/kg。第三節(jié) 礦井通風(fēng)中的能量方程假設(shè)： 1kg空氣由 1斷面流至 2斷面的過程中， LR（ J/kg）： 克服流動阻力消耗的能量； qR（ J/kg）： LR部分轉(zhuǎn)化的熱量 (這部分被消耗的能量將轉(zhuǎn)化成熱能仍存在于空氣中 ） ； q（ J/kg）： 外界傳遞給風(fēng)流的熱量（巖石、機電設(shè)備等）。 根據(jù)能量守恒定律及轉(zhuǎn)換定律：１ ２z1z20 0第三節(jié) 礦井通風(fēng)中的能量方程 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