【正文】 通風(fēng)中的應(yīng)用 兩個特例 ： a）無正壓通風(fēng)段（ 6斷面直接通大氣 ） 通風(fēng)機全壓仍為： Ht = Pt6－ Pt5 ∵ Pt5=Pt０ － hR０～ 5 ； Pt6= P0＋ hv6 ∴ H t= hR０～ 5＋ hv6 抽出式通風(fēng)方式 5 0 6 91 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 b）無負(fù)壓通風(fēng)段（ ５斷面直接通大氣 ） ∵ Pt6=hR6～ 10＋ Pt10 ， Pt10=P0＋ hv10 ； Pt5=P0 ∴ H t=hR6～ 10＋ hv10 ∴ 從上面兩種特例驗證了，無論通風(fēng)機作何中工作方式，通風(fēng)機的全壓都是用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力和出口動能損失，通風(fēng)機的靜壓用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力。 壓入式通風(fēng)方式 6 5 10 92 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 二、通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流能量（壓力）坡度線 (一 ) 通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流能量（壓力）坡度線 繪制通風(fēng)系統(tǒng)能量（壓力）坡度線 (一般用絕對壓力 )方法： 布置測點： 沿風(fēng)流流程布設(shè)若干測點； 測定參數(shù)： 測出各點的 絕對靜壓 、 風(fēng)速 、 溫度、濕度、標(biāo)高 等參數(shù)； 計算出各點能量： 動壓、位能和總能量； 繪圖： 以能量 (壓力 )為縱坐標(biāo)，以風(fēng)流流程為橫坐標(biāo) 在坐標(biāo)圖上描出各測點能量 (壓力 ) ，將同名參數(shù)點用折線連接起來，即是所要繪制的通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流能量（壓力）坡度線。 93 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 有高度變化的風(fēng)流路線上能量 (壓力 )坡度線的 作圖步驟： 。一般地，以最低水平 (如 23)為基準(zhǔn)面。 (包括靜壓、動壓和相對基準(zhǔn)面位能 )。 。以壓能為縱坐標(biāo)，風(fēng)流流程為橫坐標(biāo)，把各斷面的靜壓、動壓和位能描在坐標(biāo)系中，即得 4斷面的 總能量 。 用折線連接起來， 即得 1－２－３－４流程上 的壓力坡度線。 １ ２ ３ ４ 94 a0,b0,c0,d0風(fēng)流不流動時各斷面的總能量； a, b, c, d 風(fēng)流流動時各斷面的總能量； （除去阻力損失 h） a1,b1,c1,d1風(fēng)流流動時各斷面的絕對全壓能； （除去位能） a2,b2,c2,d2風(fēng)流流動時各斷面的絕對靜壓能。 （除去動能） a1 a2 b2 c2 b c d d1 d2 P0 Pa 壓能 b0 c0 d0 a0 e EP01 HN Ht 0 1 3 4 流程 (a) (b1) (c1) h12 h23 h34 h14 EP04 EP04 HN+ HT h14 hv4 2 95 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 (二 ) 礦井通風(fēng)系統(tǒng)能量（壓力）坡度線的分析 能量（壓力）坡度線（ abcd ）清楚地反映了風(fēng)流在流動過程中，沿程各斷面上全能量與通風(fēng)阻力 hR之間關(guān)系。 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)阻力等于這兩個斷面全能量下降值的差。 絕對全壓和絕對靜壓坡度線的坡度線變化有起伏（如1～ 2段風(fēng)流由上向下流動，位能逐漸減小，靜壓逐漸增大；在3～ 4段其壓力坡度線變化正好相反，靜壓逐漸減小，位能逐漸增大）。說明，靜壓和位能之間可以相互轉(zhuǎn)化。 96 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 ４斷面的位能差 (EP01EP04)叫做自然風(fēng)壓 (HN)。 HN和通風(fēng)機全壓（ Ht)共同克服礦井通風(fēng)阻力和出口動能損失。 HN +Ht = (d2～ e)=(d0～ d)+(d1～ d2) ４、能量（壓力）坡度線可以清楚的看到風(fēng)流沿程各種能量的變化情況。特別是在復(fù)雜通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)中，利用能量（壓力）坡度線可以直觀地比較任意兩點間的能量大小，判斷風(fēng)流方向。這對分析研究局部系統(tǒng)的均壓防滅火和控制瓦斯涌出是有力的工具。（例見 P33） 97 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 三、通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相對壓能圖和相對等熵靜壓圖 對于較復(fù)雜的通風(fēng)系統(tǒng)，由于井巷分支多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用壓力坡度線表示就會出現(xiàn)坡度線相互交錯，給使用帶來不便。為此提出了使用通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)相對壓能圖或相對等熵靜壓圖。 相對壓能圖 實質(zhì) ：就是 節(jié)點賦于壓能值的通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 。 壓能圖各節(jié)點的壓能值是 相對于某一基準(zhǔn)點 (面 )所具有的總能量值 ；或是 相對某一參考面（如進(jìn)風(fēng)井口等）之間的通風(fēng)阻力 。 壓能圖的繪制與能量（壓力）坡度線的繪制基本相同。 98 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 例 2 如圖 244所示的同采工作面簡化系統(tǒng)，風(fēng)流從進(jìn)風(fēng)上山經(jīng)繞道 1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 ）。兩路風(fēng)流在回風(fēng)巷匯合后進(jìn)入回風(fēng)上山。如果某一工作面或其采空區(qū)出現(xiàn)有害氣體是否會影響另一工作面？ 1 2 3 4 5 6 Ⅰ Ⅱ 0 99 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 解 ：要回答這一問題，可以借助壓力坡度線來進(jìn)行分析。為了繪制壓力坡度線，必須對該局部系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的測定。根據(jù)系統(tǒng)特點，沿風(fēng)流流經(jīng)的兩條路線分別布置測點，測算出各點的總壓能 。根據(jù)測算的結(jié)果即可繪出壓力坡度線見圖 245。 0 1 4 6 2 3 Ⅰ 5 Ⅱ 壓力 流程 1 2 3 4 5 6 Ⅰ Ⅱ 0 100 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 由壓力坡度線可見， 1－２－３－４線路上各點風(fēng)流的全能量大于１－５－６－４線路上各對應(yīng)點風(fēng)流的全能量。所以工作面 Ⅰ 通過其采空區(qū)向工作面 Ⅱ 漏風(fēng)，如果工作面 Ⅰ 或其采空區(qū)發(fā)生火災(zāi)時其有害氣體將會流向工作面 Ⅱ ，影響工作面 Ⅱ 的安全生產(chǎn)。 101 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 相對等熵壓能圖 波蘭學(xué)者提出了用相對等熵靜壓圖來表示通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流各點的能位關(guān)系，因為某一節(jié)點的 相對靜壓 hi = Pi P0i ，而井巷風(fēng)流的 P0i 未知。假設(shè)大氣壓隨高度變化屬理想的絕熱等熵過程，根據(jù)氣態(tài)方程可推算 P0i ， 記為 Pi 。 只要實測出通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流 i點的絕對靜壓 Pi，它與對應(yīng)高度的等熵靜壓之差就是相對等熵靜： 1nn0i00i PgZn1n1PP ????????????? ??? ?iii PPh ??102 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 步驟： 1）布置測點： 沿風(fēng)流方向； 2）測定參數(shù)： 測定各測點絕對靜壓和標(biāo)高； 3）計算： 計算各測點等熵靜壓和相對等熵靜壓； 4）繪圖： 以相對等熵靜壓為縱坐標(biāo)，以風(fēng)流方向為橫坐標(biāo)，按通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置，即可畫出相對等熵靜壓圖。 注意： 1)節(jié)點間的動力、熱源； 2)抽出式通風(fēng)，相對等熵靜壓為負(fù)值，取其 絕對值 。 103 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 例，某通風(fēng)系統(tǒng)如圖，根據(jù)通風(fēng)阻力測定資料計算整理得各節(jié)點相對于基準(zhǔn)面 1的壓能降低值如下，試畫出該系統(tǒng)的相對壓能圖。 節(jié)點 1 2 3 4 5 6 7 8 相對壓能 /Pa 0 150 350 800 1050 350 750 1400 3 1 2 4 6 7 5 8 104 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 3 1 2 4 6 7 5 8 050100150200250300350400450500550600650700750800850900950100010501100115012001250130013501400145015000 112673548105 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 某礦通風(fēng)系統(tǒng)如圖，今測得各點風(fēng)流的有關(guān)參數(shù)如表，試畫出該系統(tǒng)的相對等熵靜壓圖。 節(jié)點號 標(biāo)高 /m 空氣密度 /kg/m3 絕對靜壓 /Pa 等熵靜壓 /Pa 相對等熵靜壓 /Pa 1 0 2 200 3 300 4 300 5 200 6 0 7 200 8 200 106 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 02004006008001000120014001600180020212200240026000 1 2 3 4 5 6 7 8 9相對等熵靜壓 /Pa1273485AB61 2 3 4 7 8 5 6 B A 107 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 四、礦井通風(fēng)系統(tǒng)諸壓力參數(shù)的關(guān)系 抽出式通風(fēng)礦井 h2=P2P0 (1) h2與阻力的關(guān)系 |h2|=hR12+hv2HN h2反映了礦井通風(fēng)阻力和自然 風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。 108 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 (2) h2與主要機風(fēng)壓的關(guān)系 Ht= |h2|hv2+hRd+hv4 hRd不計， Ht≈ |h 2|hv2+hv4 — 可估算風(fēng)機的全壓 (3) Ht、 HN、 hR12之間的關(guān)系 Ht177。 HN=hR12+hRd+hv4 風(fēng)機風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴(kuò)散器的阻力以及擴(kuò)散器出口動能損失。 109 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 壓入式通風(fēng)礦井 h1=P1P0 (1) h1與阻力的關(guān)系 h1=hR12+hv2hv1HN h1反映了礦井通風(fēng)阻力和 自然風(fēng)壓等參數(shù)的關(guān)系。 1 2 Z1 Z2 + 1’ 110 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 (2) h2與主要機風(fēng)壓的關(guān)系 Ht= h1+hv1 h1— 可估算風(fēng)機的全壓 (3) Ht、 HN、 hR12之間的關(guān)系 Ht177。 HN=hR12+hv2 風(fēng)機風(fēng)壓和自然風(fēng)壓聯(lián)合作用，克服礦井和擴(kuò)散器的阻力以及擴(kuò)散器出口動能損失。 111 第四節(jié) 能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用 例 題 某抽出式通風(fēng)礦井主要通風(fēng)機房水柱計讀數(shù)h2=,風(fēng)峒通過的風(fēng)量 ，測定當(dāng)時的自然風(fēng)壓為 HN=+25mmH2O，風(fēng)峒測壓處的斷面 S2=，測點空氣密度 ρ 2=。若擴(kuò)散器出口斷面為 S4= ，出口密度 ρ 4=。 1)求礦井通風(fēng)阻力； 2)求 通風(fēng)機全壓。 解： 1)hv2=1/2ρ 2(Q2/S2)2=1/2 ()2= hR12=|h2|hv2+HN= +25 == 2) hv4=1/2ρ 4(Q2/S4)2=1/2**()2= Ht≈ |h 2|hv2+hv4=*+= 112 作 業(yè) 題 25 28 210 213 215 217 113 本章內(nèi)容結(jié)束 謝謝