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第三章井巷通風(fēng)阻力第一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四本章主要內(nèi)容第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
一、風(fēng)流流動狀態(tài)二、井巷斷面上風(fēng)速分布第二節(jié)摩擦阻力一、摩擦阻力二、摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻三、井巷摩擦阻力計(jì)算方法第三節(jié)局部阻力一、局部阻力及其計(jì)算二、局部阻力系數(shù)和局部風(fēng)阻第二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四本章主要內(nèi)容第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與等級孔一、井巷阻力特性二、礦井總風(fēng)阻三、礦井等級孔第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測算一、通風(fēng)阻力hR測算二、局部阻力測算三、井筒阻力測算四、測算結(jié)果分析第六節(jié)降低礦井通風(fēng)阻力措施一、降低井巷摩擦阻力的措施二、降低局部阻力措施第三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四本章主要內(nèi)容本章重點(diǎn)和難點(diǎn):摩擦阻力和局部阻力產(chǎn)生的原因和測算第四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三章井巷通風(fēng)阻力
當(dāng)空氣沿井巷運(yùn)動時(shí),由于風(fēng)流的粘滯性和慣性以及井巷壁面等對風(fēng)流的阻滯、擾動作用而形成通風(fēng)阻力,它是造成風(fēng)流能量損失的原因。井巷通風(fēng)阻力可分為兩類:摩擦阻力(也稱為沿程阻力)和局部阻力。第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布第五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
一、風(fēng)流流態(tài)1、管道流層流:同一流體在同一管道中流動時(shí),不同的流速,會形成不同的流動狀態(tài)。當(dāng)流速較低時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)互不混雜,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡為直線或有規(guī)則的平滑曲線且與管道軸線基本平行,稱為層流(或滯流)。第六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
紊流:當(dāng)流速較大時(shí),流體質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)烈互相混合,質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡不規(guī)則,有總方向上位移,也有垂直總方向的位移,且流體內(nèi)部存在時(shí)而產(chǎn)生,時(shí)而消失的漩渦流動,稱為紊流(或湍流)。研究層流與紊流的主要意義:在于兩種流態(tài)有著不同的阻力定律。第七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
風(fēng)流流態(tài)判斷(1)雷諾數(shù)-Re平均流速v、管道直徑d和流體的運(yùn)動粘性v系數(shù)。在實(shí)際工程計(jì)算中,通常以Re=2300作為管道流動流態(tài)的判定準(zhǔn)數(shù),即:
Re≤2300層流,Re>2300紊流第八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
(2)當(dāng)量直徑對于非圓形斷面的井巷,Re數(shù)中的管道直徑d應(yīng)以井巷斷面的當(dāng)量直徑de來表示:非圓形斷面井巷的雷諾數(shù)對于不同形狀的井巷斷面,其周長U與斷面積S的關(guān)系,可用下式表示:C—斷面形狀系數(shù):梯形C=4.16;三心拱C=3.85;半圓拱C=3.90。第九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
(3)、孔隙介質(zhì)流在采空區(qū)和煤層等多孔介質(zhì)中風(fēng)流的流態(tài)判別準(zhǔn)數(shù)為:式中:K—冒落帶滲流系數(shù),m2;l—濾流帶粗糙度系數(shù),m。層流,Re≤0.25;紊流,Re>2.5;過渡流0.25<Re<2.5例:某巷道采用工字鋼支護(hù),S=9m2,Q=240m3/min=4m3/s,判斷風(fēng)流流態(tài)。解:Re=Vd/ν=4VS/(Uν)=4×4×9/(15×10-6×4.16×3)=84615>2300,紊流巷道條件同上,Re=2300層流臨界風(fēng)速:V=Re×U×ν/4S=2300×4.16×3×15×10-6/(4×9)=0.012m/s<0.15第十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
由于煤礦中大部分巷道的斷面均大于2.5m2,井下巷道中的最低風(fēng)速均在0.25m/S以上,所以說井巷中的風(fēng)流大部為紊流,很少為層流。第十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
二、井巷斷面上風(fēng)速分布(1)紊流脈動風(fēng)流中各點(diǎn)的流速、壓力等物理參數(shù)隨時(shí)間作不規(guī)則(2)時(shí)均速度:即瞬時(shí)風(fēng)速的平均值(巷道斷面某點(diǎn)風(fēng)速)瞬時(shí)速度vx隨時(shí)間τ的變化。其值雖然不斷變化,但在一足夠長的時(shí)間段T內(nèi),流速vx總是圍繞著某一平均值上下波動。Tvxvxt第十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
(3)巷道風(fēng)速分布
由于空氣的粘性和井巷壁面摩擦影響,井巷斷面上風(fēng)速分布是不均勻的。
層流邊層:在貼近壁面處仍存在層流運(yùn)動薄層,即層流邊層。其厚度δ隨Re增加而變薄,它的存在對流動阻力、傳熱和傳質(zhì)過程有較大影響。第十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布
在層流邊層以外,從巷壁向巷道軸心方向,風(fēng)速逐漸增大,呈拋物線分布。δvvmaxvmax巷道剖面第十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布平均風(fēng)速:
式中:巷道通過風(fēng)量Q。則:Q=V×S風(fēng)速分布系數(shù):斷面上平均風(fēng)速v與最大風(fēng)速vmax的比值稱為風(fēng)速分布系數(shù)(速度場系數(shù)),用Kv表示:
巷壁愈光滑,Kv值愈大,即斷面上風(fēng)速分布愈均勻。
砌碹巷道,Kv=0.8~0.86;木棚支護(hù)巷道,Kv=0.68~0.82;無支護(hù)巷道,Kv=0.74~0.81。速度分布不對稱最大風(fēng)速不在軸線上!第十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)井巷中風(fēng)速與風(fēng)量的測定
風(fēng)速既是影響氣候條件的主要因素之一,又是測定井下巷道風(fēng)量的基礎(chǔ)。單位時(shí)間內(nèi)通過井巷斷面的空氣體積叫做風(fēng)量,它等于井巷的斷面積與通過井巷的平均風(fēng)速的乘積。因此,測量風(fēng)量時(shí)必然測定風(fēng)速。風(fēng)速和風(fēng)量測定是礦井通風(fēng)測定技術(shù)中的重要組成部分,也是礦井通風(fēng)管理中的基礎(chǔ)性工作。
第十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四《規(guī)程》規(guī)定:礦井必須建立測風(fēng)制度,每10天進(jìn)行一次全面測風(fēng)。對采掘工作面和其它用風(fēng)地點(diǎn),應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要隨時(shí)測風(fēng),每次測風(fēng)結(jié)果應(yīng)記錄并寫在測風(fēng)地點(diǎn)的記錄牌上。礦井應(yīng)根據(jù)測風(fēng)結(jié)果采取措施,進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。需要注意的是,由于受到井巷斷面形狀、支護(hù)形式、直線程度及障礙物的影響,最大風(fēng)速不一定正好位于井巷的中軸線上,風(fēng)速分布也不一定具有對稱性。巷道斷面風(fēng)速分布圖第十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四一、測風(fēng)儀表測量井巷風(fēng)速的儀表叫風(fēng)表,又稱風(fēng)速計(jì)。目前,煤礦中常用的風(fēng)表按結(jié)構(gòu)和原理不同可分為機(jī)械式、熱效式、電子葉輪式和超聲波式等幾種;風(fēng)表按測量風(fēng)速的范圍不同分為高速風(fēng)表(0.8~25m/s)、中速風(fēng)表(0.5~10m/s)和微(低)速風(fēng)表(0.3~5m/s)三種。三種風(fēng)表的結(jié)構(gòu)大致相同,只是葉片的厚度不同,起動風(fēng)速有差異。第十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四二、測風(fēng)方法及步驟(一)測風(fēng)地點(diǎn)井下測風(fēng)要在測風(fēng)站內(nèi)進(jìn)行,為了準(zhǔn)確、全面的測定風(fēng)速、風(fēng)量,每個(gè)礦井都必須建立完善的測風(fēng)制度和分布合理的固定測風(fēng)站。對測風(fēng)站的要求如下:1.應(yīng)在礦井的總進(jìn)風(fēng)、總回風(fēng),各水平、各翼的總進(jìn)風(fēng)、總回風(fēng),各采區(qū)和各用風(fēng)地點(diǎn)的進(jìn)、回風(fēng)巷中設(shè)置測風(fēng)站,但要避免重復(fù)設(shè)置。2.測風(fēng)站應(yīng)設(shè)在平直的巷道中,其前后各10m范圍內(nèi)不得有風(fēng)流分叉、斷面變化、障礙物和拐彎等局部阻力。
第二十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四3.采煤工作面不設(shè)固定的測風(fēng)站,但必須隨工作面的推進(jìn)選擇支護(hù)完好、前后無局部阻力物的斷面上測風(fēng)。4.若測風(fēng)站位于巷道斷面不規(guī)整處,其四壁應(yīng)用其它材料襯壁呈固定形狀斷面,長度不得小于4m。5.測風(fēng)站內(nèi)應(yīng)懸掛測風(fēng)記錄板(牌),記錄板上寫明測風(fēng)站的斷面積、平均風(fēng)速、風(fēng)量、空氣溫度、大氣壓力、瓦斯和二氧化碳體積分?jǐn)?shù)(含量)、測定日期以及測定人等項(xiàng)目。第二十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四(二)井巷斷面上的風(fēng)速分布及測定方法1.風(fēng)速分布空氣在井巷中流動時(shí),由于空氣的粘性和井巷壁面粗糙程度的影響,風(fēng)速在巷道斷面上的分布是不均勻的。一般來說,位于巷道軸心部分的風(fēng)速最大,靠近巷道周壁部分的風(fēng)速最小,如圖1-7所示,通常所謂巷道內(nèi)的風(fēng)速都是指平均風(fēng)速v均。
第二十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四平均風(fēng)速v均與最大風(fēng)速v大的比值叫做巷道的風(fēng)速分布系數(shù)(速度場系數(shù)),用K速表示,其值與井巷粗糙程度有關(guān),巷道周壁越光滑,K速就越大,即斷面上的風(fēng)速分布越均勻。據(jù)調(diào)查,對于砌碹巷道,K速=0.8~0.86;木棚支護(hù)巷道,K速=0.68~0.82;無支護(hù)巷道,K速=0.74~0.81。第二十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四2.測風(fēng)方法由井巷斷面上的風(fēng)速分布可知,巷道斷面上的各點(diǎn)風(fēng)速是不同的,為了測得平均風(fēng)速,可采用線路法或定點(diǎn)法。線路法是風(fēng)表按一定的線路均勻移動;定點(diǎn)法是將巷道斷面分為若干格,風(fēng)表在每一個(gè)格內(nèi)停留相等的時(shí)間進(jìn)行測定,如圖1-9所示,根據(jù)斷面大小,常用的有9點(diǎn)法、12點(diǎn)法等。第二十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四測風(fēng)時(shí),根據(jù)測風(fēng)員的站立姿勢不同又分為迎面法和側(cè)身法兩種。迎面法是測風(fēng)員面向風(fēng)流,手持風(fēng)表,將手臂伸向正前方測風(fēng)。由于測風(fēng)斷面位于人體前方,且人體阻擋了風(fēng)流,使風(fēng)表的讀數(shù)值偏小,為了消除人體對風(fēng)速的影響,需將測得的真風(fēng)速乘以1.14的校正系數(shù),才能得到實(shí)際風(fēng)速。側(cè)身法是測風(fēng)員背向巷道壁站立,手持風(fēng)表,將手臂向風(fēng)流垂直方向伸直,然后在巷道斷面內(nèi)作均勻移動。由于測風(fēng)員立于測風(fēng)斷面內(nèi)減少了通風(fēng)面積,從而增大了風(fēng)速,測量結(jié)果較實(shí)際風(fēng)速偏大,故需對測得的真風(fēng)速進(jìn)行校正。校正系數(shù)K由下式計(jì)算:第二十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四(三)用機(jī)械式風(fēng)表測風(fēng)步驟1.測風(fēng)員進(jìn)入測風(fēng)站或待測巷道中,根據(jù)實(shí)際情況估測風(fēng)速范圍,然后選用相應(yīng)量程的風(fēng)表。2.測風(fēng)員在測風(fēng)前,先將風(fēng)表指針和秒表回零,然后使風(fēng)表葉輪平面面向風(fēng)流,并與風(fēng)流方向垂直,待葉輪轉(zhuǎn)動正常后(約20~30s),同時(shí)打開風(fēng)表的計(jì)數(shù)器開關(guān)和秒表,在1min的時(shí)間內(nèi),風(fēng)表要均勻地走完測量路線(或測量點(diǎn)),然后同時(shí)關(guān)閉秒表和計(jì)數(shù)器開關(guān),讀取風(fēng)表指針讀數(shù)。為保證測定準(zhǔn)確,一般在同一地點(diǎn)要測三次,取平均值,并按下式計(jì)算表速:第二十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
式中v表——風(fēng)表測得的表速,m/s;
n——風(fēng)表刻度盤的讀數(shù),取三次平均值,m;
t——測風(fēng)時(shí)間,一般60s。3.根據(jù)表速查風(fēng)表校正曲線,求出真風(fēng)速v真。
風(fēng)表的校正曲線還可用下面的表達(dá)式來表示:
v真=a+bv表
式中v真——真風(fēng)速,m/s;
a——表明風(fēng)表啟動初速的常數(shù),決定于風(fēng)表轉(zhuǎn)動部件的慣性和摩擦力;
b——校正常數(shù),決定于風(fēng)表的構(gòu)造尺寸;
v表——風(fēng)表的指示風(fēng)速,m/s。根據(jù)表速查風(fēng)表校正曲線,求出真風(fēng)速v真。第二十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四4.根據(jù)測風(fēng)員的站立姿勢,將真風(fēng)速乘以校正系數(shù)K得實(shí)際平均風(fēng)速v均,即:v均=Kv真,m/s5.根據(jù)測得的平均風(fēng)速和測風(fēng)站的斷面積,按下式計(jì)算巷道通過的風(fēng)量:Q=v均S
式中
Q——測風(fēng)巷道通過的風(fēng)量,m3/s;S——測風(fēng)站的斷面積,m2,按下列公式測算:矩形和梯形巷道:S=H·B三心拱巷道:S=B(H-0.07B)半圓拱巷道:S=B(H-0.11B)H——巷道靜高,m;B——梯形巷道為半高處寬度,拱形巷道為凈寬,m。第二十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四(四)測風(fēng)時(shí)應(yīng)注意的問題1.風(fēng)表使用一定時(shí)間后,必須按規(guī)定進(jìn)行檢修、校正,以免造成測量誤差。2.風(fēng)表的測量范圍要與所測風(fēng)速相適應(yīng),避免風(fēng)速過高、過低造成風(fēng)表損壞或測量不準(zhǔn)。3.風(fēng)表葉輪平面要與風(fēng)流方向垂直,偏角不得超過10°,在傾斜巷道中測風(fēng)時(shí)尤其要注意。4.風(fēng)表不能距離人體和巷道壁太近,否則會引起較大誤差。第二十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四5.按線路法測風(fēng)時(shí),路線分布要合理,風(fēng)表的移動速度要均勻,防止忽快忽慢,造成讀數(shù)偏差。6.秒表和風(fēng)表的開關(guān)要同步,確保在1min內(nèi)測完全線路(或測點(diǎn))。7.有車輛或行人時(shí),要等其通過后風(fēng)流穩(wěn)定時(shí)再測。8.同一斷面需測定三次,三次測得的計(jì)數(shù)器讀數(shù)之差不應(yīng)超過5%,然后取其平均值。第三十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四四、微風(fēng)測量當(dāng)風(fēng)速很?。ǖ陀?.1~0.2m/s)時(shí),很難吹動機(jī)械風(fēng)表的葉輪,即便能使葉輪轉(zhuǎn)動也難測得準(zhǔn)確結(jié)果,此時(shí)可以采用煙霧、氣味或者粉末作為風(fēng)流的傳遞物進(jìn)行風(fēng)速測定。具體方法為:在通風(fēng)巷道兩端各安排一名測風(fēng)員,位于上風(fēng)側(cè)的測風(fēng)員帶發(fā)煙器(發(fā)味器或粉末)和聲響(或光信號)發(fā)射器具;下風(fēng)側(cè)測風(fēng)員帶秒表。一人放出煙霧(氣味或粉末),同時(shí)發(fā)出聲響或光信號,另一人聽到信號后開始記時(shí),接到煙霧(氣味或粉末)為止關(guān)閉秒表。用下式計(jì)算巷道內(nèi)的平均風(fēng)速:
式中v——巷道斷面內(nèi)的平均風(fēng)速,m/s;
L——風(fēng)流流經(jīng)的巷道距離,m;
t——風(fēng)流流經(jīng)巷道所用的時(shí)間,s。第三十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四例題:使用具有回零裝置的機(jī)械——葉片式風(fēng)表測量某巷道中的風(fēng)速,用迎風(fēng)法測得的三次讀數(shù)分別為210m、214m、206m,每次側(cè)風(fēng)時(shí)間均為1min。若巷道凈斷面積為5.8m,風(fēng)表的校正曲線方程為V真=0.8V表+1.2,試求巷道中的平均風(fēng)速和通過該巷道的風(fēng)量。解:1、檢驗(yàn)3次測量結(jié)果的最大誤差:最大誤差=(最大誤差-最小誤差)/最小誤差×100%=(214-206)/206×100%=3.9%<5%;3次測量結(jié)果的最大誤差小于5%,測量精度符合要求,測量數(shù)據(jù)有效。
2、求表速:(210+214+206)/3/60=3.5m/S3、由校正曲線方程求真風(fēng)速:V真=0.8V表+1.2=0.8×3.5+1.2=4m/S第三十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
4、求巷道中平均風(fēng)速:V均=KV真=1.14×4=4.56m/S5、求巷道通過風(fēng)量:Q=SV均=5.8×4.56=26.5m3/S第三十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四用皮托管和壓差計(jì)可測量扇風(fēng)機(jī)風(fēng)硐或風(fēng)筒內(nèi)高速風(fēng)速的測定,他是通過測量測點(diǎn)的動壓,然后按下式換算出測點(diǎn)的風(fēng)速:皮托管與精度為0.01毫米的水柱壓差計(jì)配合使用,在測定1.5米、/秒以上風(fēng)速時(shí),其誤差不超過5%,當(dāng)風(fēng)速過低或壓差計(jì)精度不夠是誤差比表大。圓形風(fēng)筒的橫斷面應(yīng)劃分成若干個(gè)等面積同心部分,每個(gè)等面積里相應(yīng)的有一個(gè)測點(diǎn)圓環(huán),用皮托管和壓差計(jì)測定時(shí),在互相垂直的兩個(gè)直徑上,可以測得每個(gè)測點(diǎn)圓環(huán)的四個(gè)動壓值,以此一系列的動壓值即可計(jì)算風(fēng)筒全斷面的平均風(fēng)速。第三十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
測點(diǎn)圓環(huán)的數(shù)量n,根據(jù)被測風(fēng)筒直徑確定,一般直徑為300-600毫米時(shí)n=3,直徑為700——1000時(shí)n=4。式中:Ri——第i個(gè)測點(diǎn)圓環(huán)半徑;R——風(fēng)筒半徑;i——從風(fēng)筒中心算起圓環(huán)序號;n——測點(diǎn)圓環(huán)數(shù)。風(fēng)筒全斷面的平均風(fēng)速即可算出,其式為:風(fēng)筒全斷面的平均風(fēng)速即可算出,其式為:式中:hv——各測點(diǎn)動壓;m——測點(diǎn)總數(shù)第三十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
第三章井巷通風(fēng)阻力第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力第三十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
一、摩擦阻力風(fēng)流在井巷中作沿程流動時(shí),由于流體層間的摩擦和流體與井巷壁面之間的摩擦所形成的阻力稱為摩擦阻力(也叫沿程阻力)。由流體力學(xué)可知,無論層流還是紊流,以風(fēng)流壓能損失來反映的摩擦阻力可用下式來計(jì)算:Pa
λ-無因次系數(shù),即摩擦阻力系數(shù),通過實(shí)驗(yàn)求得。d-圓形風(fēng)管直徑,非圓形管用當(dāng)量直徑;第三十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
1.尼古拉茲實(shí)驗(yàn)?zāi)芰繐p失原因:內(nèi)因:取決于粘滯力和慣性力的比值,用雷諾數(shù)Re來衡量;外因:是固體壁面對流體流動的阻礙作用,與管道長度、斷面形狀及大小、壁面粗糙度有關(guān)。壁面粗糙度的影響通過λ值來反映。絕對糙度:砂粒的直徑ε就是管壁凸起的高度,相對糙度:絕對糙度ε與管道半徑r的比值ε/r第三十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
1.尼古拉茲實(shí)驗(yàn)1932~1933年間,尼古拉茲把經(jīng)過篩分、粒徑為ε的砂粒均勻粘貼于管壁。水作為流動介質(zhì)、對相對糙度分別為1/15、1/30.6、1/60、1/126、1/256、1/507六種不同的管道進(jìn)行試驗(yàn)研究。對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理,在對數(shù)坐標(biāo)紙上畫出λ與Re的關(guān)系曲線,如圖下頁所示(書中圖3-2-1)。第三十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力Ⅰ區(qū)—層流區(qū)當(dāng)Re<2320(即lgRe<3.36)時(shí),只與Re有關(guān),且λ=64/Re。與ε/r無關(guān);Ⅱ區(qū)—過渡流區(qū)。2320≤Re≤4000(即3.36≤lgRe≤3.6),不同的管內(nèi)流體由層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。λ隨Re增大而增大,與ε/r無明顯關(guān)系。Ⅲ區(qū)—水力光滑管區(qū)。紊流狀態(tài)(Re>4000)λ與ε仍然無關(guān),只與Re有關(guān)Ⅳ區(qū)—紊流過渡區(qū),各種不同相對糙度的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)各自分散呈一波狀曲線,λ值既與Re有關(guān),也與ε/r有關(guān)。第四十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
2.層流摩擦阻力當(dāng)流體在圓形管道中作層流流動時(shí),從理論上可以導(dǎo)出摩擦阻力計(jì)算式:
∵μ=ρ·ν(ν——運(yùn)動粘度,μ——動力粘度)
∴可得圓管層流時(shí)的沿程阻力。層流摩擦阻力和平均流速的一次方成正比。第四十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
3、紊流摩擦阻力
對于紊流運(yùn)動,λ=f(Re,ε/r),關(guān)系比較復(fù)雜。用當(dāng)量直徑de=4S/U代替d,代入阻力通式,則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計(jì)算式:第四十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
二、摩擦阻力系數(shù)與摩擦風(fēng)阻1.摩擦阻力系數(shù)α大多數(shù)通風(fēng)井巷風(fēng)流的Re值已進(jìn)入阻力平方區(qū),λ值只與相對糙度有關(guān),對于幾何尺寸和支護(hù)已定型的井巷,相對糙度一定,則λ可視為定值;在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度ρ=1.2kg/m3。令:α稱為摩擦阻力系數(shù),單位為kg/m3或N.s2/m4。第四十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù):通過大量實(shí)驗(yàn)和實(shí)測所得的、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(ρ0=1.2kg/m3)條件下的井巷的摩擦阻力系數(shù),即所謂標(biāo)準(zhǔn)值α0值,井巷中空氣密度ρ≠1.2kg/m3時(shí),α值應(yīng)修正:則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計(jì)算式寫為:第四十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
α系數(shù)影響因素對于砌碹、錨噴巷道—只考慮橫斷面上方向相對粗糙度;對于木棚、工字鋼、U型棚等還要考慮縱口徑Δ=l/d0ld0工字鋼支架在巷道中流動狀態(tài)α隨Δ變化實(shí)驗(yàn)曲線第四十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
2.摩擦風(fēng)阻Rf對于已給定的井巷,L、U、S都為已知數(shù),故可把上式中的α、L、U、S歸結(jié)為一個(gè)參數(shù)Rf:Rf稱為巷道的摩擦風(fēng)阻,其單位為:kg/m7或N.s2/m8。工程單位:kgf.s2/m8,或?qū)懗蒶μ,1N.s2/m8=9.8kμ
第四十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
Rf=f(ρ,ε,S,U,L)。在正常條件下當(dāng)某一段井巷中的空氣密度ρ一般變化不大時(shí),可將Rf看作是反映井巷幾何特征的參數(shù)。則得到紊流狀態(tài)下井巷的摩擦阻力計(jì)算式寫為:此式就是完全紊流(進(jìn)入阻力平方區(qū))下的摩擦阻力定律。
Rf與hf區(qū)別:Rf是風(fēng)流流動的阻抗參數(shù);hf是流動過程能量損失。第四十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
三、井巷摩擦阻力計(jì)算方法
新建礦井:查表得α0→計(jì)算α→計(jì)算Rf→計(jì)算hf→計(jì)算總阻力損失→選擇通風(fēng)設(shè)備
生產(chǎn)礦井:測得hf→計(jì)算Rf→計(jì)算α→計(jì)算α0
→指導(dǎo)生產(chǎn)第四十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
例題3-3某設(shè)計(jì)巷道為梯形斷面,S=8m2,L=1000m,采用工字鋼棚支護(hù),支架截面高度d0=14cm,縱口徑Δ=5,計(jì)劃通過風(fēng)量Q=1200m3/min,預(yù)計(jì)巷道中空氣密度ρ=1.25kg/m3,求該段巷道的通風(fēng)阻力。解根據(jù)所給的d0、Δ、S值,由P401附錄4附表4-4查得:α0=284.2×10-4×0.88=0.025Ns2/m4實(shí)際摩擦阻力系數(shù)Ns2/m4巷道摩擦風(fēng)阻巷道摩擦阻力 第四十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力
四、通風(fēng)阻力功耗和電耗設(shè)主要通風(fēng)機(jī)效率η=60%,為了克服這段阻力,一年耗多少度電?第五十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
第三章井巷通風(fēng)阻力第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力第五十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
由于井巷斷面、方向變化以及分岔或匯合等原因,使均勻流動在局部地區(qū)受到影響而破壞,從而引起風(fēng)流速度場分布變化和產(chǎn)生渦流等,造成風(fēng)流能量損失,這種阻力稱為局部阻力。由于局部阻力所產(chǎn)生風(fēng)流速度場分布的變化比較復(fù)雜性,對局部阻力的計(jì)算一般采用經(jīng)驗(yàn)公式。第五十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
一、局部阻力及其計(jì)算和摩擦阻力類似,局部阻力hl一般也用動壓的倍數(shù)來表示:
ξ——局部阻力系數(shù),無因次。層流ξ:
計(jì)算局部阻力,關(guān)鍵是局部阻力系數(shù)確定,因v=Q/S,當(dāng)ξ確定后,便可用:第五十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
幾種常見的局部阻力產(chǎn)生的類型:1、突變紊流通過突變部分時(shí),由于慣性作用,出現(xiàn)主流與邊壁脫離的現(xiàn)象,在主流與邊壁之間形成渦漩區(qū),從而增加能量損失。第五十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
2、漸變主要是由于沿流動方向出現(xiàn)減速增壓現(xiàn)象,在邊壁附近產(chǎn)生渦漩。因?yàn)閂↓hv↓p,壓差的作用方向與流動方向相反,使邊壁附近,流速本來就小,趨于0,在這些地方主流與邊壁面脫離,出現(xiàn)與主流相反的流動,面渦漩。θ第五十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
3、轉(zhuǎn)彎處流體質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)彎處受到離心力作用,在外側(cè)出現(xiàn)減速增壓,出現(xiàn)渦漩。4、分岔與會合上述的綜合?!嗑植孔枇Φ漠a(chǎn)生主要是與渦漩區(qū)有關(guān),渦漩區(qū)愈大,能量損失愈多,局部阻力愈大。第五十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
二、局部阻力系數(shù)和局部風(fēng)阻(一)局部阻力系數(shù)ξ紊流局部阻力系數(shù)ξ一般主要取決于局部阻力物的形狀,而邊壁的粗糙程度為次要因素。第五十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
1.突然擴(kuò)大或v1、v2——分別為小斷面和大斷面的平均流速,m/s;S1、S2——分別為小斷面和大斷面的面積,m;ρm——空氣平均密度,kg/m3。對于粗糙度較大的井巷,可進(jìn)行修正:
第五十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
2.突然縮小對應(yīng)于小斷面的動壓,ξ值可按下式計(jì)算:
第五十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
3.逐漸擴(kuò)大逐漸擴(kuò)大的局部阻力比突然擴(kuò)大小得多,其能量損失可認(rèn)為由摩擦損失和擴(kuò)張損失兩部分組成。當(dāng)Θ<20°時(shí),漸擴(kuò)段的局部阻力系數(shù)ξ可用下式求算:
α—風(fēng)道的摩擦阻力系數(shù),Ns2/m4;n—風(fēng)道大、小斷面積之比,即S2/S1;
θ—擴(kuò)張角。
第六十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
4.轉(zhuǎn)彎巷道轉(zhuǎn)彎時(shí)的局部阻力系數(shù)(考慮粗糙程度)可按下式計(jì)算:當(dāng)巷高與巷寬之比H/b=0.2~1.0時(shí),當(dāng)H/b=1~2.5時(shí)ξ0——假定邊壁完全光滑時(shí),90°轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù),其值見教材表3-3-1;
α——巷道的摩擦阻力系數(shù),N.s2/m4;β——巷道轉(zhuǎn)彎角度影響系數(shù),見教材表3-3-2。第六十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
5.風(fēng)流分叉與匯合1)風(fēng)流分叉典型的分叉巷道如圖所示,1~2段的局部阻力hl1~2和1~3段的局部阻力hl1~3分別用下式計(jì)算:θ2θ3123第六十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
2)風(fēng)流匯合如圖所示,1~3段和2~3段的局部阻力hl1~3、hl2~3分別按下式計(jì)算:132θ1θ2第六十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
(二)局部風(fēng)阻在局部阻力計(jì)算式中,令,則有:式中Rl稱為局部風(fēng)阻,其單位為N.s2/m8或kg/m7。此式表明,在紊流條件下局部阻力也與風(fēng)量的平方成正比第六十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
hR=hf+hl一般Hf和hl不易分開,對于轉(zhuǎn)彎,Hf和hl可分開;突然擴(kuò)大,Hf占比重少,局部區(qū)段hR=hl正面阻力:罐籠、礦車、采煤機(jī)第六十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
例1:某巷道突然擴(kuò)大段,砌碹支護(hù),斷面S1=6m2,S2=24m2,通過風(fēng)量Q=48m3/s,空氣密度ρ=1.25kg/m3,求突然擴(kuò)大局部阻力;突然縮小則如何?解:設(shè)砌碹巷道α=0.005kg/m3ξ=(1-S1/S2)2=(1-6/24)2=0.563ξ’=ξ(1+α/0.01)=0.563(1+0.005/0.01)=0.845h大=ξ’ρV12/2=ξ’ρ(Q/S1)2/2=0.845×1.25(48/6)2/2=33.8Pa
ξ=0.5(1-S1/S2)2ξ=0.5(1-S1/S2)=0.375ξ’=ξ(1+α/0.013)=0.375(1+0.005/0.013)=0.52H小=ξ’ρV12/2=0.52*1.25*(48/6)2/2=20.8Pa第六十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
例2:某回風(fēng)道,斷面高2.8m,寬2.5m,混凝土棚支護(hù),α=0.02kg/m3,有一直角轉(zhuǎn)彎,內(nèi)角沒有弧度,求轉(zhuǎn)彎處的局部阻力系數(shù)ξ’解:表3-3-1,ξ0=0.93,由表3-3-2,β=1.0H/b=2.8/2.5=1.12,ξ’=[(ξ0+28α)b/H]β=[(0.93+28×0.02)2.5/2.8]×1=1.33若V=6m/s,ρ=1.2kg/m3,則:hL=ξ’ρV2/2=1.33×1.2×6×6/2=57Pa第六十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
例3:某直角分叉巷道,θ2=0,θ3=90°,α=0.015kg/m3,V1=8m/s,V2=6m/s,V3=3m/s,ρ=1.25kg/m3,求hL1-2,hL1-3解:已知α=0.015kg/m3,Kα=1.35(巷道粗糙度影響系數(shù),查P47表3-3-3可知)hL1-2=Kαρ/2
(V12-2V1V2cosθ2+V22)=1.35×1.25/2(82-2×8×6×1+62)=3.37PahL1-3=Kαρ/2
(V12-2V1V3cosθ3+V32)=1.35×1.25/2(82-2×8×3×0+32)=71.59Paθ2θ3123第六十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力
例4:某直角匯流巷道,θ1=0,θ2=90°,α=0.015kg/m3,V1=5m/s,V2=6m/s,V3=8m/s,ρ=1.25kg/m3,求hL1-3,hL2-3解:已知α=0.015kg/m3,Kα=1.35cosθ1=1,cosθ2=0,ω=Q1V1cosθ1/Q3=3.125hL1-3=Kαρ/2
(V12-2V3ω+V32)=1.35×1.25/2(52-2×8×3.125+82)=39PahL2-3=Kαρ/2
(V22-2V3ω
+V32)=1.35×1.25/2(62-2×8×33.125+82)=42Pa132θ1θ2第六十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
第三章井巷通風(fēng)阻力第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔第七十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
一、井巷阻力特性
在紊流條件下,摩擦阻力和局部阻力均與風(fēng)量的平方成正比。故可寫成一般形式:h=RQ2
Pa。對于特定井巷,R為定值。用縱坐標(biāo)表示通風(fēng)阻力(或壓力),橫坐標(biāo)表示通過風(fēng)量,當(dāng)風(fēng)阻為R時(shí),則每一風(fēng)量Qi值,便有一阻力hi值與之對應(yīng),根據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)(Qi,hi)即可畫出一條拋物線。這條曲線就叫該井巷的阻力特性曲線。風(fēng)阻R越大,曲線越陡。0QhR第七十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
二、礦井總風(fēng)阻
從入風(fēng)井口到主要通風(fēng)機(jī)入口,把順序連接的各段井巷的通風(fēng)阻力累加起來,就得到礦井通風(fēng)總阻力hRm,這就是井巷通風(fēng)阻力的疊加原則。已知礦井通風(fēng)總阻力hRm和礦井總風(fēng)量Q,即可求得礦井總風(fēng)阻:N.s2/m8
Rm是反映礦井通風(fēng)難易程度的一個(gè)指標(biāo)。Rm越大,礦井通風(fēng)越困難;第七十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
三、礦井等積孔礦井等積孔作為衡量礦井通風(fēng)難易程度的指標(biāo)。假定在無限空間有一薄壁,在薄壁上開一面積為A(m2)的孔口。當(dāng)孔口通過的風(fēng)量等于礦井風(fēng)量,且孔口兩側(cè)的風(fēng)壓差等于礦井通風(fēng)阻力時(shí),則孔口面積A稱為該礦井的等積孔。AIIIP2,v2P2,v2第七十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
設(shè)風(fēng)流從I→II,且無能量損失,則有:得:風(fēng)流收縮處斷面面積A2與孔口面積A之比稱為收縮系數(shù)φ,由水力學(xué)可知,一般φ=0.65,故A2=0.65A。則v2=Q/A2=Q/0.65A,代入上式后并整理得:第七十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
取ρ=1.2kg/m3,則:因Rm=hRm/Q2,故有A是Rm的函數(shù),故可以表示礦井通風(fēng)的難易程度。
當(dāng)A>2,容易;A=1~2,中等;A<1困難。第七十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
對于多風(fēng)井通風(fēng)系統(tǒng),應(yīng)根據(jù)各風(fēng)機(jī)系統(tǒng)的通風(fēng)阻力hRi和風(fēng)量Qi,按風(fēng)量加權(quán)平均求出全礦井總阻力:式中n風(fēng)機(jī)臺數(shù)hRm意義是全礦井各系統(tǒng)平均m3空氣所消耗能量。多風(fēng)井系統(tǒng)的礦井等級孔A計(jì)算式:第七十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
例1:某礦井為中央式通風(fēng)系統(tǒng),測得礦井通風(fēng)總阻力hRm=2800Pa,礦井總風(fēng)量Q=70m3/s,求礦井總風(fēng)阻Rm和等積孔A,評價(jià)其通風(fēng)難易程度。解第七十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔
例2:某對角式通風(fēng)礦井,東風(fēng)井的阻力hR1=280*9.81Pa,風(fēng)量Q1=80m3/s;西風(fēng)井的阻力hR2=100*9.81Pa,風(fēng)量Q2=60m3/s;求礦井總等級孔。解法一第七十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四解法二:根據(jù)功率相等,設(shè)礦井總通風(fēng)阻力為hr;hrQ總=hr1*Q1+hr1*Q2第七十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四
第三章井巷通風(fēng)阻力第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定第八十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
一、通風(fēng)阻力hR測算阻力測定目的:1、阻力分布,降阻增風(fēng);2、提供阻力系數(shù)和R,為設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)解算、改造、均壓防火;能力核定。1)測定路線的選擇和測點(diǎn)布置如果測定的目的是為了了解通風(fēng)系統(tǒng)的阻力分布,則必須選擇最大阻力路線;如果測量的目的是為了獲取摩擦阻力系數(shù)和分支風(fēng)阻,則應(yīng)選擇不同支護(hù)形式、不同類型的典型巷道。第八十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
測點(diǎn)布置應(yīng)考慮:1、測點(diǎn)間的壓差不小于10~20Pa;2、盡量避免靠近井筒和風(fēng)門;3、選擇風(fēng)量較穩(wěn)定的巷道內(nèi);4、局部阻力物前3倍巷寬,后8~12倍巷寬;5、風(fēng)流穩(wěn)定,無匯合交叉,測點(diǎn)前后3m巷道支護(hù)完好。2)一段巷道的通風(fēng)阻力hR測算兩種方法:壓差計(jì)法和氣壓計(jì)法第八十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第八十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第八十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四補(bǔ)償微壓計(jì)單管傾斜壓差計(jì)第八十五頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
(1)壓差計(jì)法測量原理Z1Z212用壓差計(jì)法測定通風(fēng)阻力的實(shí)質(zhì):測量風(fēng)流兩點(diǎn)間的勢能差和動壓差壓差計(jì)左右兩側(cè)所受壓力分別為:則壓差計(jì)所示測值為:設(shè)且則第八十六頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
(1)壓差計(jì)法測量原理Z1Z212則1、2間巷道通風(fēng)阻力為:該式成立的前提是:膠皮管內(nèi)的空氣平均密度與井巷中的空氣平均密度相等。為此,在測量前,應(yīng)將膠皮管放置在巷道相應(yīng)位置上保存一段時(shí)間,或用打氣筒將巷道空氣轉(zhuǎn)換掉膠皮管中空氣。第八十七頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
單管氣壓計(jì)放置位置對測量效果的影響:Z1Z212現(xiàn)假設(shè)單管氣壓計(jì)放置在兩測點(diǎn)中間則:左右側(cè)液面承壓分別為:則壓差計(jì)計(jì)數(shù)為:同理:且則1、2間巷道通風(fēng)阻力為:第八十八頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
(2)氣壓計(jì)法原理:用此方法測定通風(fēng)阻力,實(shí)質(zhì)是用精密氣壓計(jì)測出測點(diǎn)間的絕對靜壓差,再加上動壓差和位能差,以計(jì)算通風(fēng)阻力。用氣壓計(jì)測絕對靜壓P1、P2,同時(shí)測定t1、t2和φ1、φ2;用風(fēng)表測每斷面平均風(fēng)速v1、v2;查測點(diǎn)標(biāo)高Z1、Z2;P1-P2測準(zhǔn),兩臺溫漂相同儀器同時(shí)測量,逐點(diǎn)和雙測點(diǎn)測定21AB第八十九頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
氣壓計(jì)法的測定步驟:
1、在1號測點(diǎn)A、B儀器同時(shí)PA1、PB1;2、A儀器不動,B儀器移到2,3、同時(shí)約定時(shí)間同時(shí)讀數(shù),PA2、PB24、P1-P2=(PB1-PB2)+(PA2-PA1),上式右端第一項(xiàng)為B儀器在1、2測點(diǎn)的測值差,第二項(xiàng)為A儀器在1測點(diǎn)不同時(shí)間的測值差,它是前后兩次讀數(shù)時(shí)地面大氣壓變化(認(rèn)為基點(diǎn)氣壓變化與地面氣壓變化同步)和通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)氣壓變化的修正值。(修正值大則測定無效,很小則可認(rèn)為是地面大氣壓影響。)
5、將P1-P2代入上頁公式即可。21AB思考:1、為什么要用兩臺氣壓計(jì)?用一臺氣壓計(jì)先測1號點(diǎn),再測2號點(diǎn)不行嗎?第九十頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
3)摩擦阻力系數(shù)測算(1)測試方法—壓差計(jì)法;(2)支護(hù)方式和測段一致,無變化;(3)測點(diǎn)位置在局部阻力物前3~5巷寬,后8~12倍;(4)系統(tǒng)穩(wěn)定(5)hf和Q測準(zhǔn)Rf=hf/Q2α=RfS3/LU第九十一頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
二、局部阻力測算用壓差計(jì)測出1-2段阻力hR1-2和1-3段阻力hR1-3,若斷面一致,則hf與長度L成正比。則單純巷道轉(zhuǎn)彎的局部阻力hL。hL=hR1-3-(hR1-2/L12)L13RL=hL/Q2RL=ξ(ρ/2S2)ξ=2S2RL/ρ123第九十二頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
三、井筒通風(fēng)阻力測定1、進(jìn)風(fēng)井筒阻力測定1)壓差計(jì)法—吊測法50m,80m,100m,120m,150m,(H)h1,h2,h3,h4,h5Hf=a+bH(線性回歸求a,b)hR=hf+2hL2)氣壓計(jì)法從地表開始,每隔50m,測量P,t,t’→ρ靜壓差ΔPi,高差Z,hR=∑ΔPi+ρmZg-0.5ρV2井筒單管壓差計(jì)測繩膠皮管靜壓重錘第九十三頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
2、回風(fēng)井筒阻力測定1)壓差計(jì)法--吊測法防爆蓋上打孔;或在安全門內(nèi)2)氣壓計(jì)法在井底用氣壓計(jì)讀出相對壓力,在安全門內(nèi)再讀出相對壓力,兩者差值ΔP,hR=ΔP+ρmZg+0.5ρV2底-0.5ρV2井筒井筒單管壓差計(jì)測繩膠皮管靜壓重錘第九十四頁,共一百零六頁,編輯于2023年,星期四第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定
3、風(fēng)峒阻力測定1)壓差計(jì)法2)氣壓計(jì)法在安全門內(nèi)再讀出相對壓力,再接水柱計(jì)讀出相對壓力,兩者差值ΔP,
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