【正文】 通風(fēng)中的應(yīng)用 兩個(gè)特例 ： a）無正壓通風(fēng)段（ 6斷面直接通大氣 ） 通風(fēng)機(jī)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(yàn)證了，無論通風(fēng)機(jī)作何中工作方式，通風(fēng)機(jī)的全壓都是用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力和出口動(dòng)能損失，通風(fēng)機(jī)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(duì)壓力 )方法： 布置測(cè)點(diǎn)： 沿風(fēng)流流程布設(shè)若干測(cè)點(diǎn)； 測(cè)定參數(shù)： 測(cè)出各點(diǎn)的 絕對(duì)靜壓 、 風(fēng)速 、 溫度、濕度、標(biāo)高 等參數(shù)； 計(jì)算出各點(diǎn)能量： 動(dòng)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(cè)點(diǎn)能量 (壓力 ) ，將同名參數(shù)點(diǎn)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(dòng)壓和相對(duì)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(dòng)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(dòng)時(shí)各斷面的總能量； a, b, c, d 風(fēng)流流動(dòng)時(shí)各斷面的總能量； （除去阻力損失 h） a1,b1,c1,d1風(fēng)流流動(dòng)時(shí)各斷面的絕對(duì)全壓能； （除去位能） a2,b2,c2,d2風(fēng)流流動(dòng)時(shí)各斷面的絕對(duì)靜壓能。 （除去動(dòng)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(dòng)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(gè)斷面全能量下降值的差。 絕對(duì)全壓和絕對(duì)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(dòng)，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(jī)全壓（ Ht)共同克服礦井通風(fēng)阻力和出口動(dòng)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(diǎn)間的能量大小，判斷風(fēng)流方向。這對(duì)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(duì)壓能圖和相對(duì)等熵靜壓圖 對(duì)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(huì)出現(xiàn)坡度線相互交錯(cuò)，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(duì)壓能圖或相對(duì)等熵靜壓圖。 相對(duì)壓能圖 實(shí)質(zhì) ：就是 節(jié)點(diǎn)賦于壓能值的通風(fēng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖 。 壓能圖各節(jié)點(diǎn)的壓能值是 相對(duì)于某一基準(zhǔn)點(diǎn) (面 )所具有的總能量值 ；或是 相對(duì)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(huì)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(duì)該局部系統(tǒng)進(jìn)行有關(guān)的測(cè)定。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 。根據(jù)測(cè)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(diǎn)風(fēng)流的全能量大于１－５－６－４線路上各對(duì)應(yīng)點(diǎn)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(shí)其有害氣體將會(huì)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(duì)等熵壓能圖 波蘭學(xué)者提出了用相對(duì)等熵靜壓圖來表示通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流各點(diǎn)的能位關(guān)系，因?yàn)槟骋还?jié)點(diǎn)的 相對(duì)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(shí)測(cè)出通風(fēng)系統(tǒng)中風(fēng)流 i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓 Pi，它與對(duì)應(yīng)高度的等熵靜壓之差就是相對(duì)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(cè)點(diǎn)： 沿風(fēng)流方向； 2）測(cè)定參數(shù)： 測(cè)定各測(cè)點(diǎn)絕對(duì)靜壓和標(biāo)高； 3）計(jì)算： 計(jì)算各測(cè)點(diǎn)等熵靜壓和相對(duì)等熵靜壓； 4）繪圖： 以相對(duì)等熵靜壓為縱坐標(biāo)，以風(fēng)流方向?yàn)闄M坐標(biāo)，按通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)布置，即可畫出相對(duì)等熵靜壓圖。 注意： 1)節(jié)點(diǎn)間的動(dòng)力、熱源； 2)抽出式通風(fēng)，相對(duì)等熵靜壓為負(fù)值，取其 絕對(duì)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(cè)定資料計(jì)算整理得各節(jié)點(diǎn)相對(duì)于基準(zhǔn)面 1的壓能降低值如下，試畫出該系統(tǒng)的相對(duì)壓能圖。 節(jié)點(diǎn) 1 2 3 4 5 6 7 8 相對(duì)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(cè)得各點(diǎn)風(fēng)流的有關(guān)參數(shù)如表，試畫出該系統(tǒng)的相對(duì)等熵靜壓圖。 節(jié)點(diǎn)號(hào) 標(biāo)高 /m 空氣密度 /kg/m3 絕對(duì)靜壓 /Pa 等熵靜壓 /Pa 相對(duì)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(duì)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(jī)風(fēng)壓的關(guān)系 Ht= |h2|hv2+hRd+hv4 hRd不計(jì)， Ht≈ |h 2|hv2+hv4 — 可估算風(fēng)機(jī)的全壓 (3) Ht、 HN、 hR12之間的關(guān)系 Ht177。 HN=hR12+hRd+hv4 風(fēng)機(jī)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(dòng)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(jī)風(fēng)壓的關(guān)系 Ht= h1+hv1 h1— 可估算風(fēng)機(jī)的全壓 (3) Ht、 HN、 hR12之間的關(guān)系 Ht177。 HN=hR12+hv2 風(fēng)機(jī)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(dòng)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(jī)房水柱計(jì)讀數(shù)h2=,風(fēng)峒通過的風(fēng)量 ，測(cè)定當(dāng)時(shí)的自然風(fēng)壓為 HN=+25mmH2O，風(fēng)峒測(cè)壓處的斷面 S2=，測(cè)點(diǎn)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(jī)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