《通風(fēng)安全學(xué)》第三章井巷通風(fēng)阻力.ppt

通風(fēng)安全學(xué) 第三章井巷通風(fēng)阻力 河南工程學(xué)院安全工程系 本章主要內(nèi)容 風(fēng)流流動時 必須具有一定的能量 通風(fēng)壓力 用以克服井巷及空氣分子之間的摩擦對風(fēng)流所產(chǎn)生的阻力 通風(fēng)壓力克服通風(fēng)阻力 兩者因次相同 數(shù)值相等 方向相反 知道通風(fēng)阻力的大小就能確定所需通風(fēng)壓力的大小 在礦井通風(fēng)中 存在著摩擦阻力和局部阻力 必須分析研究它們的特性 測定方法以及降低措施等 從而作為選擇通風(fēng)設(shè)備 進行通風(fēng)管理與設(shè)計的依據(jù) 這在通風(fēng)設(shè)計中尤其重要 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 井巷摩擦阻力計算方法第三節(jié)局部阻力一 局部阻力及其計算二 局部阻力系數(shù)和局部風(fēng)阻 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 本章主要內(nèi)容 本章重點和難點 摩擦阻力和局部阻力產(chǎn)生的原因和測算 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 流速較低時 流體各層的質(zhì)點互不混合 質(zhì)點流動的軌跡為直線或有規(guī)則的平滑曲線 并與管道軸線方向基本平行 第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布 紊流 當(dāng)流速較大時 流體的質(zhì)點強烈互相混合 質(zhì)點的流動軌跡極不規(guī)則 除了沿流動總方向發(fā)生位移外 還有垂直于流動總方向的位移 且在流體內(nèi)部存在著時而產(chǎn)生 時而消失的旋渦 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 第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布 風(fēng)流流態(tài)判斷 雷諾數(shù) Re試驗證明 層流與紊流彼此間的轉(zhuǎn)變關(guān)系決定于平均流速V 管道直徑d和運動粘性系數(shù) 有關(guān) 這些因素的綜合影響可以用雷諾數(shù)來表示為 Re 2300 層流 Re 2300 紊流流體的流動狀態(tài)受流體的速度 粘性和管道尺寸等影響 流體的速度越大 粘性越小 管道的尺寸越大 則流體越易成為紊流 反之 越易成為層流 第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布 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 252300 紊流巷道條件同上 Re 2300層流臨界風(fēng)速 V Re U 4S 2300 4 16 3 15 10 6 4 9 0 012m s 0 15 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 15m s以上 所以說井巷中的風(fēng)流大部為紊流 很少為層流 只有風(fēng)速很小的漏風(fēng)風(fēng)流 才可能出現(xiàn)層流 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 紊流脈動風(fēng)流中各點的流速 壓力等物理參數(shù)隨時間作不規(guī)則變化 時均速度瞬時速度vx隨時間 的變化 其值雖然不斷變化 但在一足夠長的時間段T內(nèi) 流速vx總是圍繞著某一平均值上下波動 第一節(jié)井巷斷面上風(fēng)速分布 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動薄層 即層流邊層 其厚度 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 vmax 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 木棚支護巷道 Kv 0 68 0 82 無支護巷道 Kv 0 74 0 81 速度分布不對稱最大風(fēng)速不在軸線上 第三章井巷通風(fēng)阻力 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 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 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 一般情況下 摩擦阻力要占能量方程中通風(fēng)阻力的80 90 它是礦井通風(fēng)設(shè)計 選擇扇風(fēng)機的主要參數(shù) 也是分析和改善礦井通風(fēng)工作的主要對象 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算 Pa 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 1 尼古拉茲實驗?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 值來反映 絕對糙度 砂粒的直徑 就是管壁凸起的高度 相對糙度 絕對糙度 與管道半徑r的比值 r 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 1 尼古拉茲實驗1932 1933年間 尼古拉茲把經(jīng)過篩分 粒徑為 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行試驗研究 對實驗數(shù)據(jù)進行分析整理 在對數(shù)坐標(biāo)紙上畫出 與Re的關(guān)系曲線 如圖下頁所示 書中P41圖3 2 1 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 區(qū) 層流區(qū)當(dāng)Re 2320 即lgRe 3 36 時 只與Re有關(guān) 且 64 Re 與 r無關(guān) 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?隨Re增大而增大 與 r無明顯關(guān)系 區(qū) 水力光滑管區(qū) 紊流狀態(tài) Re 4000 與 仍然無關(guān) 只與Re有關(guān) 區(qū) 紊流過渡區(qū) 各種不同相對糙度的實驗點各自分散呈一波狀曲線 值既與Re有關(guān) 也與 r有關(guān) 區(qū) 水力粗糙管區(qū) 流體呈完全紊流狀態(tài) 值與Re有關(guān) 只與 r有關(guān) 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 從理論上可以導(dǎo)出摩擦阻力計算式 可得圓管層流時的沿程阻力 層流摩擦阻力和平均流速的一次方成正比 因 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 3 紊流摩擦阻力對于紊流運動 f Re 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算式 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) 大多數(shù)通風(fēng)井巷風(fēng)流的Re值已進入阻力平方區(qū) 值只與相對糙度有關(guān) 對于幾何尺寸和支護已定型的井巷 相對糙度一定 則 可視為定值 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下空氣密度 1 2kg m3 令 稱為摩擦阻力系數(shù) 單位為kg m3或N s2 m4 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 標(biāo)準(zhǔn)摩擦阻力系數(shù) 通過大量實驗和實測所得的 在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) 0 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 0值 井巷中空氣密度 1 2kg m3時 值應(yīng)修正 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 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 l d0 工字鋼支架在巷道中流動狀態(tài) 隨 變化實驗曲線 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 L U S歸結(jié)為一個參數(shù)Rf Rf稱為巷道的摩擦風(fēng)阻 其單位為 kg m7或N s2 m8 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 Rf f S U L 在正常條件下當(dāng)某一段井巷中的空氣密度 一般變化不大時 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算式寫為 此式就是完全紊流 進入阻力平方區(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 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 三 井巷摩擦阻力計算方法新建礦井 查表得 0 計算 計算Rf 計算hf 計算總阻力損失 選擇通風(fēng)設(shè)備生產(chǎn)礦井 測得hf 計算Rf 計算 計算 0 指導(dǎo)生產(chǎn) 第二節(jié)摩擦風(fēng)阻與阻力 例1某設(shè)計巷道為梯形斷面 S 8m2 L 1000m 采用工字鋼棚支護 支架截面高度d0 14cm 縱口徑 5 計劃通過風(fēng)量Q 1200m3 min 預(yù)計巷道中空氣密度 1 25kg m3 求該段巷道的通風(fēng)阻力 解根據(jù)所給的d0 S值 由附錄5附表5 4查得 0 284 2 10 4 0 88 0 025Ns2 m4實際摩擦阻力系數(shù)Ns2 m4巷道摩擦風(fēng)阻巷道摩擦阻力 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)機效率 60 為了克服這段阻力 一年耗多少度電 第三章井巷通風(fēng)阻力 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 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 對局部阻力的計算一般采用經(jīng)驗公式 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 一 局部阻力及其計算和摩擦阻力類似 局部阻力hl一般也用動壓的倍數(shù)來表示 局部阻力系數(shù) 無因次 讀音ksi 層流 計算局部阻力 關(guān)鍵是局部阻力系數(shù)確定 因v Q S 當(dāng) 確定后 便可用 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 突變紊流通過突變部分時 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 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 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 因為流速沿程減小 靜壓不斷增加 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 形成渦漩區(qū) 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 轉(zhuǎn)彎處流體質(zhì)點在轉(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 分岔與會合上述的綜合 局部阻力的產(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) 紊流局部阻力系數(shù) 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 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 1 突然擴大或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 m 空氣平均密度 kg m3 1 2 局部阻力系數(shù) 對于粗糙度較大的井巷 可進行修正 S1 S2 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 值可按下式計算 S1 S2 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 3 逐漸擴大逐漸擴大的局部阻力比突然擴大小得多 其能量損失可認(rèn)為由摩擦損失和擴張損失兩部分組成 當(dāng) 20 時 漸擴段的局部阻力系數(shù) 可用下式求算 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 2 1 擴張角 S1 S2 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 4 轉(zhuǎn)彎巷道轉(zhuǎn)彎時的局部阻力系數(shù) 考慮粗糙程度 可按下式計算 當(dāng)巷高與巷寬之比H b 0 2 1 0時 當(dāng)H b 1 2 5時 0 假定邊壁完全光滑時 90 轉(zhuǎn)彎的局部阻力系數(shù) 其值見教材表3 3 1 巷道的摩擦阻力系數(shù) N s2 m4 巷道轉(zhuǎn)彎角度影響系數(shù) 見教材表3 3 2 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hl 2和1 3段的局部阻力hl 3分別用下式計算 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hl 3 hl2 3分別按下式計算 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 二 局部風(fēng)阻在局部阻力計算式中 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 突然擴大 Hf占比重少 局部區(qū)段hR hl正面阻力 罐籠 礦車 采煤機 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 例2 某巷道突然擴大段 砌碹支護 斷面S1 6m2 S2 24m2 通過風(fēng)量Q 48m3 s 空氣密度 1 25kg m3 求突然擴大局部阻力 解 設(shè)砌碹巷道 0 005kg m3 1 S1 S2 2 1 6 24 2 0 563 1 0 01 0 563 1 0 005 0 01 0 845hL V12 2 Q S1 2 2 0 845 1 25 48 6 2 2 33 8Pa S1 S2 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 例3 某回風(fēng)道 斷面高2 8m 寬2 5m 混凝土棚支護 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) 解 表3 3 1 0 0 93 由表3 3 2 1 0H b 2 8 2 5 1 12 0 28 b H 0 93 28 0 02 2 5 2 8 1 1 33若V 6m s 1 2kg m3 則 hL V2 2 1 33 1 2 6 6 2 57Pa 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 例4 某直角分叉巷道 2 0 3 90 0 015kg m3 V1 8m s V2 6m s V3 3m s 1 25kg m3 求hL1 2 hL1 3解 已知 0 015kg m3 K 1 35hL1 2 K 2 V12 2V1V2cos 2 V22 1 35 1 25 2 82 2 8 6 1 62 3 37PahL1 3 K 2 V12 2V1V3cos 3 V32 1 35 1 25 2 82 2 8 3 0 32 71 59Pa 第三節(jié)局部風(fēng)阻與阻力 例5 某直角匯流巷道 1 0 2 90 0 015kg m3 V1 5m s V2 6m s V3 8m s 1 25kg m3 Q1 48m3 s Q2 30m3 s Q3 54m3 s 求hL1 3 hL2 3解 已知 0 015kg m3 K 1 35cos 1 1 cos 2 0 Q1 Q3V1cos 1 3 125hL1 3 K 2 V12 2V3 V32 1 35 1 25 2 52 2 8 3 125 82 39PahL2 3 K 2 V22 2V3 V32 1 35 1 25 2 62 2 8 3 125 82 42Pa 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 RQ2Pa 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 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 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 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 m8Rm是反映礦井通風(fēng)難易程度的一個指標(biāo) Rm越大 礦井通風(fēng)越困難 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 則孔口面積A稱為該礦井的等積孔 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) 由水力學(xué)可知 一般 0 65 故A2 0 65A 則v2 Q A2 Q 0 65A 代入上式后并整理得 第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔 取 1 2kg m3 則 因Rm h m 2 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 容易 A 2 中等 A 困難 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)的礦井等積孔A計算式 第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔 例6 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 評價其通風(fēng)難易程度 解 第四節(jié)礦井總風(fēng)阻與礦井等積孔 例7 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 第三章井巷通風(fēng)阻力 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 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)和阻力 為設(shè)計 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)選擇不同支護形式 不同類型的典型巷道 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 測點布置應(yīng)考慮 1 測點間的壓差不小于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 測點前后3m巷道支護完好 2 一段巷道的通風(fēng)阻力hR測算兩種方法 壓差計法和氣壓計法 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 1 壓差計法測量原理 用壓差計法測定通風(fēng)阻力的實質(zhì) 測量風(fēng)流兩點間的勢能差和動壓差 壓差計兩側(cè)所受壓力分別為 則壓差計所示測值為 設(shè) 且 則 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 1 壓差計法測量原理 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)位置上保存一段時間 或用打氣筒將巷道空氣轉(zhuǎn)換掉膠皮管中空氣 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 單管氣壓計放置位置對測量效果的影響 現(xiàn)假設(shè)單管氣壓計放置在兩測點中間 則 左右側(cè)液面承壓分別為 則1 2間巷道通風(fēng)阻力為 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 2 氣壓計法原理 用此方法測定通風(fēng)阻力 實質(zhì)是用精密氣壓計測出測點間的絕對靜壓差 再加上動壓差和位能差 以計算通風(fēng)阻力 用氣壓計測絕對靜壓P1 P2 同時測定t1 t2和 1 2 用風(fēng)表測每斷面平均風(fēng)速v1 v2 查測點標(biāo)高Z1 Z2 P1 P2測準(zhǔn) 兩臺溫漂相同儀器同時測量 逐點和雙測點測定 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 氣壓計法的測定步驟 1 在1號測點A B儀器同時PA1 PB1 2 A儀器不動 B儀器移到2 3 同時約定時間同時讀數(shù) P A1 PB24 P1 P2 PB1 PB2 P A1 PA1 5 將P1 P2代入上頁公式即可 思考 1 為什么要用兩臺氣壓計 用一臺氣壓計先測1號點 再測2號點不行嗎 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 3 測定方法的選擇用壓差計法測量通風(fēng)阻力時 只測定壓差計讀數(shù)和動壓差值 就可以測量出該段通風(fēng)阻力 不需要測算位壓 數(shù)據(jù)整理比較簡單 測量的結(jié)果比較精確 一般不會返工 所以 在標(biāo)定井巷風(fēng)阻和計算摩擦阻力系數(shù)時 多采用壓差計法 但這種方法收放膠皮管的工作量很大 費時較多 尤其是在回采工作面 井筒內(nèi)或者行人困難井巷及特長距離巷道 不宜采用此方法 用氣壓計法測量通風(fēng)阻力 不需要收放膠皮管和靜壓管 測定簡單 由于儀器有記憶功能 礦井通風(fēng)綜合參數(shù)檢測儀 在井下用一臺數(shù)字氣壓計就可以將阻力測量的所有參數(shù)測出 省時省力 操作簡單 但位壓很難準(zhǔn)確測算 精度較差 故一般適用于無法收放膠皮管或大范圍測量礦井通風(fēng)阻力分布的場合 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 三 摩擦阻力系數(shù)測算 1 測試方法 壓差計法 2 支護方式和測段一致 無變化 3 測點位置在局部阻力物前3 5倍巷寬 后8 12倍 4 系統(tǒng)穩(wěn)定 5 hf和Q測準(zhǔn) Rf hf Q2 RfS3 LU 第五節(jié)井巷通風(fēng)阻力測定 二 局部阻力測算 用壓差計測出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