第二章礦井空氣流動的基本理論

上次課內(nèi)容回顧1)上次課所講的主要內(nèi)容

礦井空氣成分，礦井空氣中主要成分的質(zhì)量（濃度）標(biāo)準(zhǔn)、礦井中有毒、有害氣體的基本性質(zhì)和危害性及安全濃度標(biāo)準(zhǔn)。礦井氣候條件平衡量指標(biāo)（干球溫度、濕球溫度、等效溫度、同感溫度、卡他度）。

2)理解并應(yīng)解決的實際問題

（1）要保證作業(yè)人員健康，井下空氣質(zhì)量和數(shù)量的最低要求；（2）礦井空氣中O2，CO2的濃度要求；（3）各種有害氣體的危害性與最高允許濃度標(biāo)準(zhǔn)；（4）礦井氣候條件衡量方法與指標(biāo)，保證有一個舒適的作業(yè)環(huán)境。第二章礦井空氣流動的基本理論一年中冬季還是夏季大氣壓力大？一天中哪個時間段大氣壓力最??？高山與井下，那個壓力大？溫度與壓力相同時，干空氣密度大還是濕空氣密度大？位能可以用儀表直接測量嗎？測量風(fēng)速時為什么風(fēng)表葉輪平面要正對風(fēng)流？為什么要采用線路法測量？測定風(fēng)流點(diǎn)壓力時，水柱計位置對測值的影響正壓通風(fēng)出現(xiàn)相對靜壓為負(fù)值的區(qū)段？風(fēng)機(jī)要加擴(kuò)展器？風(fēng)機(jī)全壓主要是來克服哪些能量的？思考分析題第一節(jié)空氣的主要物理參數(shù)一、溫度描述物體冷熱狀態(tài)的物理量。礦井表示氣候條件的主要參數(shù)之一。T=273.15+t

二、壓力（壓強(qiáng)）大氣壓力：地球表面一層很厚的空氣層對地面所形成的壓力。在地球引力場中的大氣受到分子熱運(yùn)動和重力場引力的綜合作用。其大小取決于重力場中位置相對高度，空氣相對溫度、濕度（相對濕度）和氣體成分等參數(shù)。空氣的壓力--空氣的靜壓P,單位體積內(nèi)氣體分子不規(guī)則熱運(yùn)動總動能的2/3轉(zhuǎn)化為能對外做功的機(jī)械能的宏觀表現(xiàn)。測壓儀器：空盒氣壓計、水銀氣壓計、水柱計、精密氣壓計。礦井常用壓強(qiáng)單位：PaMpammHgmmH20mmbarbaratm

等。

換算關(guān)系：1atm=760mmHg=1013.25mmbar=101325Pa(見P396)１mmbar=100Pa=10.2mmH20,

１mmHg=13.6mmH20=133.32Pa

1mmH20=9.81Pa三、濕度表示空氣中所含水蒸汽量的多少或潮濕程度。表示法：絕對濕度、相對溫度和含濕量三種１、絕對濕度每m3空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量。v=Mv/V

單位：Kg/m3其值等于水蒸汽在其分壓力與溫度下的密度。

飽和空氣：在一定的溫度和壓力下，單位體積空氣所能容納水蒸汽量超過極限值時，多余的水蒸汽就會凝結(jié)出來，此時的濕空氣叫飽和空氣，對應(yīng)的水蒸氣分壓力叫飽和水蒸分壓力，PS，其所含的水蒸汽量叫飽和濕度s。

舉例：18℃的空氣，飽和水蒸氣量為ρsat=0.01536kg/m3，

30℃時，ρsat=0.03037kg/m3結(jié)論：絕對濕度只能說明空氣中實際含有水蒸氣量，并不能說明其飽和程度。

２、相對濕度－－飽和度

φ＝V／S

反映空氣中所含水蒸汽量接近飽和的程度。

φ＝1飽和空氣，潮濕，－－此時的溫度稱為露點(diǎn)。

φ＝0干空氣，干燥，吸收水分能力強(qiáng)３、含濕量

含有1kg干空氣的濕空氣中所含水蒸汽的質(zhì)量（kg）

d=V／d

V=φPs/461Td=0.622φPs/(P-φPs)d=(P-φPs)/287T例題分析在井下某巷道用風(fēng)扇式濕度計測得，風(fēng)流的干球溫度為25.6℃,濕球溫度為23.5℃。求算風(fēng)流的相對濕度?解：利用內(nèi)插法求得相對濕度φ=83.8％23.584.581四、粘性流體抵抗剪切力的性質(zhì)。其大小主要取決于溫度。

根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律有：

式中：μ－－比例系數(shù)，代表空氣粘性，稱為動力粘性或絕對粘度。運(yùn)動粘度為：

溫度是影響粘性主要因素。氣體：T↑而粘性↑，液體：T↑而粘性↓

壓縮流體－－ρ變化－－ν與P有關(guān)Vy五、密度濕空氣密度為干空氣密度和水蒸汽密度之和，即：根據(jù)氣體狀態(tài)方程，可推出濕空氣密度計算公式：

空氣比容：=V/M=1/例：測知某巷道內(nèi)空氣壓力為P=10001Pa，干溫度td＝18.3℃，濕溫度為tw＝18.1℃，求空氣密度。六、焓

焓是一個復(fù)合的狀態(tài)參數(shù)，它是內(nèi)能u和壓力功PV之和，焓也稱熱焓。i=id+d?iV=1.0045t+d(2501+1.85t)

實際應(yīng)用焓-濕圖（I-d)例題分析已知某巷道內(nèi)空氣壓力P=101325Pa，空氣溫度t＝20℃，相對濕度φ＝60％，應(yīng)用i-d圖求解下列參數(shù)：（1）焓i；（2）水蒸氣分壓力；（3）含濕量d；（4）濕球溫度（5）露點(diǎn)；（6）當(dāng)前溫度下的飽和水蒸氣分壓力。第二節(jié)風(fēng)流的能量與壓力一、風(fēng)流的能量與壓力1.靜壓能－靜壓（1）壓力與壓能區(qū)別：能量促使空氣流動的根本原因是能量差壓力對外做功有力的表現(xiàn)聯(lián)系:壓能－－靜壓位能動能－－動壓（２）靜壓特點(diǎn)

a.無論靜止的空氣還是流動的空氣都具有靜壓力；

b.風(fēng)流中任一點(diǎn)的靜壓各向同值，且垂直于作用面；

c.風(fēng)流靜壓的大?。蓽y）反映了單位體積風(fēng)流所具有的能夠?qū)ν庾鞴Φ撵o壓能的多少。如說風(fēng)流的壓力為101332Pa，則指風(fēng)流1m3具有101332J的靜壓能。（３）壓力的兩種測算基準(zhǔn)（表示方法）根據(jù)壓力的測算基準(zhǔn)不同，壓力可分為：絕對壓力和相對壓力。

A、絕對壓力PB、相對壓力h：即通常所說的表壓力

h=P－P0abPa真空P0Pbha(+)hb(-)P02、重力位能（1)重力位能的概念簡稱位能EPO

Mkg物體從基準(zhǔn)面提高Z(m)，則克服重力作功M.g.Z（J），物體因而獲得同樣數(shù)量（M.g.Z）的重力位能。即：EPO=M.g.Z

潛在能量，只能通過計算得到，是相對值。實際工作中計算位能差。（２）位能計算 分測點(diǎn)計算m

：將1－2測段分為若干段，計算各測定斷面的空氣密度(測定P、t、φ)，求其幾何平均值。

參照基準(zhǔn)面（0－0）（3)位能與靜壓的關(guān)系

當(dāng)空氣靜止時，由空氣靜力學(xué)可知：各斷面的機(jī)械能相等。取2-2斷面為基準(zhǔn)面，EPO2=0，EPO1=12.g.Z12

1-1斷面的總機(jī)械能E1=EPO1+P12-2斷面的總機(jī)械能E2=EPO2+P2

由E1=E2得：

P2=EPO1+P1=12.g.Z12+P1

說明：Ｉ、位能與靜壓能之間可以互相轉(zhuǎn)化。

II、在礦井通風(fēng)中把某點(diǎn)的靜壓和位能之和稱之為勢能。（4)位能的特點(diǎn)

a.基準(zhǔn)面－－相對值，但位能差為定值。

b.潛在的能量，本處對外無力的效應(yīng)，即不呈現(xiàn)壓力，故不可測。

c.位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化時遵循能量守恒定律。dzi１２００２１3.動能－動壓（速壓）hv（1)動壓的計算

Evi

＝i×V2×0.5

Evi對外所呈現(xiàn)的動壓hvi，其值相同。（2)動壓的特點(diǎn)

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。

c.同一流動斷面上，風(fēng)速分布不勻，各點(diǎn)風(fēng)速不等，動壓值不等

d.某斷面動壓即為該斷面平均風(fēng)速計算值。風(fēng)表的使用（４）全壓全壓＝靜壓＋動壓Ａ、絕對全壓（Pti）

Pti＝Pi＋hviB、相對全壓（hti）

hti＝hi＋hvi＝Pti－Poi

說明：A、相對全壓有正負(fù)之分；

B、無論正壓通還是負(fù)壓通風(fēng)，Pti>Pi

hti＞hi二、風(fēng)流的點(diǎn)壓力之間相互關(guān)系點(diǎn)壓力－－測點(diǎn)處的1m3空氣所具有的壓力。通風(fēng)管道中流動的風(fēng)流的點(diǎn)壓力可分為：靜壓、動壓和全壓風(fēng)流中任一點(diǎn)i有：hvi=Pti-Pi

hvi=hti-hi壓入式通風(fēng)（正壓通風(fēng)）：風(fēng)流中任一點(diǎn)的hti恒為正。

∵PtiandPi>Poi∴hi＞０，hti＞0且hti＞hi

，hti=hi+hvi

實質(zhì)：使風(fēng)機(jī)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(jī)進(jìn)口的壓力抽出式通風(fēng)（負(fù)壓通風(fēng)）：風(fēng)流中任一點(diǎn)的hti恒為負(fù)

∵PtiandPi

＜Poi

hti

＜0且hti

＞hi

，但|hti|<|hi|計算時：|hti

|=|hi|－

hvi

實質(zhì)：使風(fēng)機(jī)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(jī)進(jìn)口的壓力

風(fēng)流點(diǎn)壓力間的關(guān)系abPa真空P0Pbha(+)hb(-)P0Pathvhat(+)hvhbt(-)Pbt抽出式通風(fēng)壓入式通風(fēng)壓入式通風(fēng)（正壓通風(fēng)）：風(fēng)流中任一點(diǎn)的hti恒為正。Hti=Pti-Poi抽出式通風(fēng)（負(fù)壓通風(fēng)）：風(fēng)流中任一點(diǎn)的hti恒為負(fù)。Hti=Pti-Poi例:壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，風(fēng)筒外與i點(diǎn)同標(biāo)高的P0i=101332Pa，求：

(1)i點(diǎn)的絕對靜壓Pi；

(2)i點(diǎn)的相對全壓hti；

(3)i點(diǎn)的絕對全壓Pti。解：(1)Pi=P0i+hi=101332+1000=102332Pa(2)hti=hi+hvi=1000+150=1150Pa(3Pti=P0i+hti=Pi+hvi=101332.32+1150=Pa例:抽出式通風(fēng)風(fēng)筒中某點(diǎn)i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，風(fēng)筒外與i點(diǎn)同標(biāo)高的P0i=101332Pa，求：

(1)i點(diǎn)的絕對靜壓Pi；

(2)i點(diǎn)的相對全壓hti；

(3)i點(diǎn)的絕對靜壓Pti。解：(1)Pi=P0i+hi=101332.5-1000=100332Pa(2)|hti|=|hi|－h(huán)vi

＝1000-150=850Pa

hti

＝－850Pa

或hti=hi＋hvi

＝-1000＋150=-850Pa(3)Pti=P0i+hti=101332.5-850=100482Pa三、風(fēng)流點(diǎn)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(bǔ)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，+-測壓２、壓力測定（１）絕對壓力－－直接測量。（２）相對靜壓(以正壓通風(fēng)為例)（注意連接方法）：＋－０’０’hP0izP0i推導(dǎo)如圖h讀

=hi?

以水柱計的等壓面0－0’為基準(zhǔn)面，

設(shè):i點(diǎn)至基準(zhǔn)面的高度為Z，膠皮管內(nèi)的空氣平均密度為ρm，膠皮管外的空氣平均密度為ρm’；與i點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓P0i。則水柱計左邊等壓面上受到的力：

P左＝

P０+ρ水gh

＝P0i+ρm’g(z-h)+h讀

水柱計右邊等壓面上受到的力：

P右＝

Pi+ρmgz

由等壓面的定義有：P左＝P右，即：

P0i+ρm’g(z-h)+h讀＝

Pi+ρmgz

若

ρm＝ρm’，略去ρm’gh,則h讀＝pi－p0i=hi＋－００’hP0izP0i說明：（I）水柱計上下移動時，hi

保持不變；（II）在風(fēng)筒同一斷面上、下移動皮托管，水柱計讀數(shù)不變，說明同一斷面上hi

相同。對于負(fù)壓通風(fēng)的情況請自行推導(dǎo)（注意連接方法）（３）相對全壓、動壓測量測定連接如圖（說明連接方法及水柱高度變化）zP0iht＋－h(huán)ihvzP0i＋－h(huán)00靜壓差與全壓差的測量作業(yè)2-13/14/15/16/17提問1：測得風(fēng)筒內(nèi)某點(diǎn)i相對壓力如圖所示，求動壓，并判斷通風(fēng)方式提問2：條件同上，如已知點(diǎn)i出的密度ρi＝4kg/m3，問可否求出該點(diǎn)的風(fēng)速值。zP0i100Pa150Pahv第三節(jié)礦井通風(fēng)中的能量方程通風(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)性方程連續(xù)介質(zhì)，充滿流經(jīng)空間。無點(diǎn)源或點(diǎn)匯，對于穩(wěn)定流，流入某空間的流體質(zhì)量必然等于流出的流體質(zhì)量。Mi=constρ１

V1S1＝ρ２

V２S２

兩種特例：（I）若S1＝S2，則ρ１

V1＝ρ２

V２

（II）若ρ１＝ρ２，則V1S1＝V２S２

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例：如圖，風(fēng)流由斷面1流至斷面2時，已知S1＝10m2，S2＝8m2

，V1＝3m/s，ρ1＝1.18kg/m3,ρ2＝1.2kg/m3,求：M1，M2，Q1，Q2和斷面2上的平均風(fēng)速。１２二、可壓縮流體的能量方程能量方程表達(dá)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(jī)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(jī)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?？諝獾膬?nèi)能是空氣狀態(tài)參數(shù)的函數(shù)，即：u=f（T，P）。能量分析１２z1z200p1、v1、u1p2、v2、u2qLRqR任一斷面風(fēng)流總機(jī)械能：壓能＋動能＋位能

任一斷面風(fēng)流總能量：壓能＋動能＋位能＋內(nèi)能

所以，對單位質(zhì)量流體有：

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(jī)電設(shè)備等）。

根據(jù)能量守恒定律：根據(jù)熱一律，傳給空氣的熱量（qR+q），一部分用于增加空氣的內(nèi)能，一部分使空氣膨脹對外作功，即：式中：v為空氣的比容，m3/kg。又因為：上述三式整理得：

---1m3可壓縮空氣在無壓源的井巷中流動時能量方程的一般形式。

式中稱為伯努力積分項，它反映了風(fēng)流從1斷面流至2

斷面的過程中的靜壓能變化，它與空氣流動過程的狀態(tài)密切相關(guān)。對于不同的狀態(tài)過程，其積分結(jié)果是不同的。對于多變過程，過程指數(shù)為n，對伯努利積分進(jìn)行積分計算，可得到：單位質(zhì)量可壓縮空氣在無壓源的井巷中流動時能量方程可寫成如下一般形式。其中過程指數(shù)n按下式計算：有壓源

Lt

在時，單位質(zhì)量可壓縮空氣井巷中流動時能量方程可寫成如下一般形式。令

式中m表示1，2斷面間按狀態(tài)過程考慮的空氣平均密度，得

則單位質(zhì)量流量的能量方程式又可寫為（二）、單位體積(1m3)流量的能量方程

考慮空氣的可壓縮性時，：hR=LR.m；則1m3流量的能量方程為：說明：1、1m3空氣在流動過程中的能量損失（通風(fēng)阻力）等于兩斷面間的機(jī)械能差。

2、gm（Z1-Z2）是1、2斷面的位能差,較大時必須準(zhǔn)確測算。其中，關(guān)鍵是m的計算，及基準(zhǔn)面的選取。

m的測算原則：將1－2測段分為若干段，計算各測定斷面的空氣密度(測定P、t、φ)，求其幾何平均值。

基準(zhǔn)面選?。喝y段之間的最低標(biāo)高作為基準(zhǔn)面。例如：求1、2斷面的位能差，基準(zhǔn)面可選在2的位置。求1、3兩斷面的位能差，基準(zhǔn)面應(yīng)選在0-0位置。３、是1、2兩斷面上的動能差

A、動能差較小，故在實際應(yīng)用時，式中可分別用各自斷面上的密度代替計算其動能差。即上式寫成：其中：ρ１、ρ2分別為1、２斷面風(fēng)流的平均氣密度。12300B、動能系數(shù)：斷面實際總動能與用斷面平均風(fēng)速計算出的總動能之比（井巷斷面上風(fēng)速分布的不均勻性）。即：

在礦井條件下，Kv一般為1.02～1.05。由于動能差項很小，在應(yīng)用能量方程時，可取Kv為1。

經(jīng)過上述簡化處理，流體的能量方程可近似的寫成：

或

（三）、關(guān)于能量方程使用的幾點(diǎn)說明1.能量方程的意義是，表示1kg（或1m3）空氣由1斷面流向2斷面的過程中所消耗的能量（通風(fēng)阻力），等于流經(jīng)1、2斷面間空氣總機(jī)械能（靜壓能、動壓能和位能）的變化量。2.風(fēng)流流動必須是穩(wěn)定流，即斷面上的參數(shù)不隨時間的變化而變化；所研究的始、末斷面要選在緩變流場上。3.風(fēng)流總是從總能量（機(jī)械能）大的地方流向總能量小的地方。在判斷風(fēng)流方向時，應(yīng)用始末兩斷面上的總能量來進(jìn)行，而不能只看其中的某一項。如不知風(fēng)流方向，列能量方程時，應(yīng)先假設(shè)風(fēng)流方向，如果計算出的能量損失（通風(fēng)阻力）為正，說明風(fēng)流方向假設(shè)正確；如果為負(fù)，則風(fēng)流方與假設(shè)相反。4.正確選擇求位能時的基準(zhǔn)面。5.在始、末斷面間有壓源時，壓源的作用方向與風(fēng)流的方向一致，壓源為正，說明壓源對風(fēng)流做功；如果兩者方向相反，壓源為負(fù)，則壓源成為通風(fēng)阻力。6.應(yīng)用能量方程時要注意各項單位的一致性。7.對于流動過程中流量發(fā)生變化，則按總能量守恒與轉(zhuǎn)換定律列方程312例1、在某一通風(fēng)井巷中，測得1、2兩斷面的絕對靜壓分別為101324.7Pa和101858Pa，若S1=S2，兩斷面間的高差Z1-Z2=100米，巷道中m12=1.2kg/m3，求：1、2兩斷面間的通風(fēng)阻力，并判斷風(fēng)流方向。解：假設(shè)風(fēng)流方向12，列能量方程：

=（101324.7－101858）＋0＋100×9.81×1.2=643.9J/m3。由于阻力值為正，所以原假設(shè)風(fēng)流方向正確，12。例2、在進(jìn)風(fēng)上山中測得1、2兩斷面的有關(guān)參數(shù)，絕對靜壓P1=106657.6Pa，P2=101324.72Pa；標(biāo)高差Z1-Z2=－400m；氣溫t1=15℃，t2=20℃；空氣的相對濕度1=70%，2=80%；斷面平均風(fēng)速v1=5.5m/s，v2=5m/s；求通風(fēng)阻力LR、hR。解：查飽和蒸汽表得；t1=15℃時，PS1=1704Pa；t2=20℃時，PS2=2337Pa；Z1-Z212

=

382.26J/kg

∴

=475.19J/m3

或hR=LR×m=382.26×1.23877=473.53J/m3。第四節(jié)能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用一、水平風(fēng)道的通風(fēng)能量（壓力）坡度線通風(fēng)能量（壓力）坡度線是對能量方程的圖形描述。從圖形上比較直觀地反映了空氣在流動過程中能量（壓力）沿程的變化規(guī)律、通風(fēng)能量（壓力）和通風(fēng)阻力之間的相互關(guān)系以及相互轉(zhuǎn)換。通風(fēng)能量（壓力）坡度線是通風(fēng)管理和均壓防滅火的有利工具。意義：掌握壓力沿程變化情況；有利于通風(fēng)管理。以通風(fēng)機(jī)－水平風(fēng)道系統(tǒng)為例，繪制能量（壓力）坡度線。（一）、能量（壓力）坡度線的作法１、風(fēng)流的邊界條件的確定

入口斷面處：風(fēng)流入口斷面處的絕對全壓等于大氣壓，即：

Ptin=P0，所以，htin=0，hin=-hvin；出口斷面處：風(fēng)流出口斷面處的絕對靜壓等于大氣壓，即：

Pex=P0，所以，hex=0，htex=hvex；２、作圖步驟１）、以縱坐標(biāo)為壓力（相對壓力或絕對壓力），橫坐標(biāo)為風(fēng)流流程。２）、根據(jù)邊界條件確定起始點(diǎn)位置。３）、將各測點(diǎn)的相對靜壓和相對全壓與其流程的關(guān)系描繪在坐標(biāo)圖中４）、最后將圖上的同名參數(shù)點(diǎn)用直線或曲線連接起來，就得到所要繪制的能量（壓力）坡度線。注意：假設(shè)（1）風(fēng)道的幾何參數(shù)不變（即能量或壓力坡度線的坡度不變）（2）局部阻力只發(fā)生在突變的斷面上012345678910P0壓力Pa流程擴(kuò)散器HthR02hR78hR7-10hR7-10測得相對靜壓，斷面動壓，斷面積及與風(fēng)道同標(biāo)高的大氣壓，計算出各點(diǎn)的相對全壓Ptin=P0,∴htin=0，hin=-hvinPex=P0,∴

hex=0，htex=hvex為什么斷面大處動壓??？hR23=?（二）、

能量（壓力）坡度線的分析1、通風(fēng)阻力與能量（壓力）坡度線的關(guān)系由于風(fēng)道是水平的，故各斷面間無位能差，且大氣壓相等。由能量方程知，任意兩斷面間的通風(fēng)阻力就等于兩斷面的全壓差：

（∵P0i=P0j）

a、抽出段求入口斷面至i斷面的通風(fēng)阻力，由上式得：

hR0～i=ht0－h(huán)ti

=－h(huán)ti

（ht0=0）

即：入口至任意斷面i的通風(fēng)阻力（hR0～i）就等于該斷面的相對全壓（hti）的絕對值。

任意兩點(diǎn)間的阻力：hRi～j=|htj|－|hti|b、壓入段求任意斷面i至出口的通風(fēng)阻力，由上式得：

hRi～10=hti

－h(huán)t10=hti－h(huán)v10(h10=0）

即：壓入段任意斷面i至出口的通風(fēng)阻力（hRi～10）等于該斷面的相對全壓（hti）減去出口斷面的動壓（hv10）。兩斷面之間的通風(fēng)阻力為：

hRi～j＝hti

－h(huán)tj2、能量（壓力）坡度線直觀明了地表達(dá)了風(fēng)流流動過程中的能量變化。絕對全壓（相對全壓）沿程是逐漸減小的；絕對靜壓（相對靜壓）沿程分布是隨動壓的大小變化而變化。這說明：全壓一定時，靜壓和動壓可以相互轉(zhuǎn)換。水平風(fēng)道中任意兩斷面間的通風(fēng)阻力等于全壓坡度線上兩斷面間的全壓降低值，通風(fēng)阻力越大，其全壓值下降越多。3、擴(kuò)散器回收動能（相對靜壓為負(fù)值）所謂擴(kuò)散器回收動能，就是在風(fēng)流出口加設(shè)一段斷面逐漸擴(kuò)大的風(fēng)道，使得出口風(fēng)速變小，從而達(dá)到減小流入大氣的風(fēng)流動能。擴(kuò)散器安設(shè)的是否合理，可用回收的動能值（hv）與擴(kuò)散器自身的通風(fēng)阻力（hRd）相比較來確定，即：

hv=hvex－h(huán)vex’hRd

合理hv=hvex－h(huán)vex’<hRd

不合理在壓入段出現(xiàn)相對靜壓為負(fù)值的現(xiàn)象分析，如上圖，對9～10段列能量方程：

hR9～10=(P9＋hv9)－(P10+hv10)=P9＋hv9－P0－h(huán)v10

=h9＋hv9－h(huán)v10∴h9=hR9～10－（hv9－h(huán)v10）如果：hv9－h(huán)v10>hR9～10，則，

h9<0（為負(fù)值）因此，測定擴(kuò)散器中的相對靜值就可判斷擴(kuò)散器的安裝是否合理，相對靜壓的負(fù)值越大，其擴(kuò)散器回收動能的效果越好。1099（三）、通風(fēng)機(jī)全壓（Ht）1、通風(fēng)機(jī)全壓的概念通風(fēng)機(jī)的作用：就是將電能轉(zhuǎn)換為風(fēng)流的機(jī)械能，促使風(fēng)流流動。通風(fēng)機(jī)的全壓Ht等于通風(fēng)機(jī)出口全壓與入口全壓之差：

Ht=Pt6－Pt5

2、通風(fēng)機(jī)全壓Ht與風(fēng)道通風(fēng)阻力、出口動能損失的關(guān)系由能量方程和能量（壓力）坡度線可以看出：

hR6～10=Pt6－Pt10∴

Pt6=hR6～10＋Pt10

hR0～5=Pt0－Pt5∴Pt5=Pt0－h(huán)R0～5，

Ht=Pt6－Pt5=hR6～10＋Pt10－（Pt0－h(huán)R0～5）

=hR6～10＋P0＋hv10－（P0－h(huán)R0～5）=hR6～10＋hv10＋hR0～5

Ht=hR0～10＋hv10

∴通風(fēng)機(jī)全壓是用以克服風(fēng)道通風(fēng)阻力和出口動能損失。通風(fēng)機(jī)用于克服風(fēng)道阻力的那一部分能量叫通風(fēng)機(jī)的靜壓Hs。

Hs=hR0～10,Ht=Hs

＋hv10

兩個特例：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－h(huán)R０～5

；Pt6=P0＋hv6∴Ht=hR０～5＋hv6b）、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∴Ht=hR6～10＋hv10

無論通風(fēng)機(jī)作何種工作方式，通風(fēng)機(jī)的全壓都是用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力和出口動能損失；其中通風(fēng)機(jī)靜壓用于克服風(fēng)道的通風(fēng)阻力。抽出式通風(fēng)方式壓入式通風(fēng)方式5066510二、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

繪制礦井通風(fēng)系統(tǒng)的能量（壓力）坡度線(一般