礦井空氣流動(dòng)的基本理論201303

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(shí)際問(wèn)題

（1）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(gè)舒適的作業(yè)環(huán)境。一年中冬季還是夏季大氣壓力大？一天中哪個(gè)時(shí)間段大氣壓力最?。扛呱脚c井下，那個(gè)壓力大？位能可以用儀表直接測(cè)量嗎？測(cè)量風(fēng)速時(shí)風(fēng)表葉輪平面與風(fēng)流風(fēng)向？測(cè)定風(fēng)流點(diǎn)壓力時(shí)，水柱計(jì)位置對(duì)測(cè)值的影響正壓通風(fēng)出現(xiàn)相對(duì)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(lái)克服哪些能量的？思考題一、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第一節(jié)空氣主要物理參數(shù)二、壓力（壓強(qiáng)）1、概念大氣壓力：地球表面一層很厚的空氣層對(duì)地面所形成的壓力。在地球引力場(chǎng)中的大氣受到分子熱運(yùn)動(dòng)和重力場(chǎng)引力的綜合作用。其大小取決于重力場(chǎng)中位置相對(duì)高度，空氣相對(duì)溫度、濕度（相對(duì)濕度）和氣體成分等參數(shù)。2、礦井常用壓強(qiáng)單位：

PaMpammHgmmH20atm換算關(guān)系：

1atm=760mmHg=101325Pa1mmH20=9.81Pa第一節(jié)空氣主要物理參數(shù)三、濕度四、密度與比容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(jì)算公式：

空氣比容：

=V/M=1/

例：測(cè)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。第一節(jié)空氣主要物理參數(shù)一、風(fēng)流能量與壓力1.靜壓能－靜壓（1）壓力與壓能的關(guān)系區(qū)別：能量促使空氣流動(dòng)的根本原因是能量差壓力對(duì)外做功有力的表現(xiàn)聯(lián)系:壓能－－靜壓位能動(dòng)能－－動(dòng)壓靜壓能Ep（J/m3）－－靜壓P（N/m2，即Pa）不加區(qū)分第二節(jié)風(fēng)流能量與壓力（２）靜壓特點(diǎn)

a.無(wú)論靜止的空氣還是流動(dòng)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(cè)）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(shuō)風(fēng)流的壓力為101332Pa，則指風(fēng)流1m3具有101332J的靜壓能。一、風(fēng)流的能量與壓力2、重力位能（1)重力位能的概念

簡(jiǎn)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(guò)計(jì)算得到，是相對(duì)值。實(shí)際工作中計(jì)算位能差。風(fēng)流的能量與壓力（２）位能計(jì)算 分測(cè)點(diǎn)計(jì)算

m

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

參照基準(zhǔn)面（0－0）一、風(fēng)流的能量與壓力（3)位能與靜壓的關(guān)系

當(dāng)空氣靜止時(shí)，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(shuō)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(shì)能。dzi１２００２１一、風(fēng)流的能量與壓力（4)位能的特點(diǎn)

a.基準(zhǔn)面－－相對(duì)值，但位能差為定值。

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

c.位能和靜壓可以相互轉(zhuǎn)化，在進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化時(shí)遵循能量守恒定律。一、風(fēng)流的能量與壓力3.動(dòng)能－動(dòng)壓（速壓）hv（1)動(dòng)壓的計(jì)算

Evi＝

i×V2×0.5

Evi對(duì)外所呈現(xiàn)的動(dòng)壓hvi，其值相同。（2)動(dòng)壓的特點(diǎn)

a.只有作定向流動(dòng)的空氣才具有動(dòng)壓，因此動(dòng)壓具有方向性。

b.動(dòng)壓總是大于零。垂直流動(dòng)方向的作用面所承受的動(dòng)壓最大。

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

d.某斷面動(dòng)壓即為該斷面平均風(fēng)速計(jì)算值。一、風(fēng)流的能量與壓力3.表示方法（測(cè)算基準(zhǔn)）

A、絕對(duì)壓力P：真空為基準(zhǔn)B、相對(duì)壓力h：即表壓力h=P－P01.概念：點(diǎn)壓力－－測(cè)點(diǎn)處的1m3空氣所具有的壓力。2.分類：通風(fēng)管道中流動(dòng)的風(fēng)流的點(diǎn)壓力分：靜壓、動(dòng)壓和全壓二、風(fēng)流點(diǎn)壓力及其相互關(guān)系Pa真空P0Pbha(+)hb(-)Pathvhat(+)hvhbt(-)Pbt4.壓力之間的關(guān)系：全壓＝靜壓＋動(dòng)壓Ａ、絕對(duì)全壓（Pti）Pti＝Pi＋hviB、相對(duì)全壓（hti）hti＝hi＋hvi＝Pti－Poi說(shuō)明：A、相對(duì)全壓有正負(fù)之分；

B、無(wú)論正壓還是負(fù)壓通風(fēng)，Pti>Pi

hti＞hi二、風(fēng)流點(diǎn)壓力及其相互關(guān)系Pa真空P0Pbha(+)hb(-)Pathvhat(+)hvhbt(-)Pbt例題解析例1: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(duì)靜壓Pi；

(2)i點(diǎn)的相對(duì)全壓hti；

(3)i點(diǎn)的絕對(duì)全壓Pti。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(duì)靜壓Pi；

(2)i點(diǎn)的相對(duì)全壓hti；

(3)i點(diǎn)的絕對(duì)靜壓Pti。例題解析正、負(fù)壓通風(fēng)的特點(diǎn)Pa真空P0Pbha(+)hb(-)Pathvhat(+)hvhbt(-)PbtP0b抽出式通風(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-Poia壓入式通風(fēng)P01、礦井主要壓力測(cè)定儀器儀表（１）絕對(duì)壓力測(cè)量：空盒氣壓計(jì)、精密氣壓計(jì)、水銀氣壓計(jì)等。（２）壓差及相對(duì)壓力測(cè)量：恒溫氣壓計(jì)、“Ｕ”型水柱計(jì)、補(bǔ)償式微壓計(jì)、傾斜單管壓差計(jì)。（３）感壓儀器：皮托管，承受和傳遞壓力，+-測(cè)壓2、壓力測(cè)定（１）絕對(duì)壓力－－直接測(cè)量。（２）相對(duì)靜壓(以正壓通風(fēng)為例)（注意連接方法）：-+０’０’hP0izP0i測(cè)壓儀器問(wèn)：水柱計(jì)上下移動(dòng)時(shí)，讀數(shù)（hi

）發(fā)生改變嗎？自學(xué)：對(duì)于負(fù)壓通風(fēng)的情況請(qǐng)自行推導(dǎo)（注意連接方法）zP0i＋－h(huán)003、如何讀取測(cè)壓值？如圖連接，讀數(shù)為

（ht、h、Pt、P）測(cè)壓儀讀數(shù)4、相對(duì)全壓、動(dòng)壓測(cè)量

測(cè)定連接如圖（說(shuō)明連接方法及水柱高度變化）zP0iht＋－h(huán)ihv風(fēng)流中任一點(diǎn)i有：hvi=Pti-Pi

（動(dòng)壓測(cè)定原理）

hvi=hti-hi測(cè)壓儀讀數(shù)練習(xí)題習(xí)題提問(wèn)1：測(cè)得風(fēng)筒內(nèi)某點(diǎn)i相對(duì)壓力如圖所示，求動(dòng)壓，并判斷通風(fēng)方式提問(wèn)2：條件同上，如已知點(diǎn)i出的密度ρi＝4kg/m3，問(wèn)可否求出該點(diǎn)的風(fēng)速值。zP0i100Pa150Pahv作業(yè)與思考題作業(yè)與思考題作業(yè)：P37頁(yè)，2-13/14/15/16/17思考題：可以用一個(gè)U形管一次測(cè)出兩個(gè)斷面間的靜壓差與全壓差嗎？如何測(cè)？畫(huà)出連接示意圖。測(cè)試題測(cè)試題通風(fēng)動(dòng)力對(duì)空氣作功，使得通風(fēng)阻力和通風(fēng)動(dòng)力相平衡。一、空氣流動(dòng)連續(xù)性方程假設(shè)：（1）連續(xù)介質(zhì)，充滿流經(jīng)空間。（2）無(wú)點(diǎn)源或點(diǎn)匯（3）穩(wěn)定流則：流入某空間的流體質(zhì)量必然等于流出的流體質(zhì)量。Mi=ρ１

V1S1＝ρ２

V２S２

=const兩種特例：（I）若S1＝S2，則ρ１

V1＝ρ２

V２

（II）若ρ１＝ρ２，則V1S1＝V２S２

即：不可壓縮流體，Q=viSi=const，通過(guò)任一斷面的體積流量相等。１２第三節(jié)通風(fēng)能量方程例：如圖，風(fēng)流由斷面1流至斷面2時(shí)，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例題分析能量方程表達(dá)了空氣在流動(dòng)過(guò)程中的壓能、動(dòng)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(dòng)壓能、位能）和內(nèi)能組成，常用1kg或1m3空氣所具有的能量表示。

機(jī)械能：靜壓能、動(dòng)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(dòng)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）。能量組成二、可壓縮流體的能量方程任一斷面風(fēng)流總機(jī)械能：壓能＋動(dòng)能＋位能

任一斷面風(fēng)流總能量：壓能＋動(dòng)能＋位能＋內(nèi)能

所以，對(duì)單位質(zhì)量流體有：１２z1z200p1、v1、u1p2、v2、u2qLRqR能量分析假設(shè)：1kg空氣由1斷面流至2斷面的過(guò)程中，

LR（J/kg）：克服流動(dòng)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：１２z1z200p1、v1、u1p2、v2、u2qLRqR能量方程的推導(dǎo)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(duì)外作功，即：式中：v為空氣的比容，m3/kg。又因?yàn)椋荷鲜鋈秸淼茫?/p>

---1kg可壓縮空氣在無(wú)壓源的井巷中流動(dòng)時(shí)能量方程的一般形式。能量方程的推導(dǎo)說(shuō)明：1、1m3空氣在流動(dòng)過(guò)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、g

m（Z1-Z2）是1、2斷面的位能差,較大時(shí)必須準(zhǔn)確測(cè)算。關(guān)鍵是

m的計(jì)算，及基準(zhǔn)面的選?。ǘ挝惑w積(1m3)流量的能量方程

考慮空氣的可壓縮性時(shí)，：hR=LR.

m；

則1m3流量的能量方程為：?jiǎn)挝惑w積的能量方程３、是1、2兩斷面上的動(dòng)能差

A、動(dòng)能差較小，故在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，式中可分別用各自斷面上的密度代替計(jì)算其動(dòng)能差。即上式寫(xiě)成：

其中：ρ１、ρ2分別為1、２斷面風(fēng)流的平均氣密度。經(jīng)過(guò)上述簡(jiǎn)化處理，流體的能量方程可近似的寫(xiě)成：?jiǎn)挝惑w積的能量方程（三）關(guān)于能量方程使用的幾點(diǎn)說(shuō)明1.能量方程意義是，表示1kg（或1m3）空氣由1斷面流向2斷面的過(guò)程中所消耗的能量（能量損失），等于流經(jīng)1、2斷面間空氣總機(jī)械能的變化量。從壓力觀點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，它表示風(fēng)流流經(jīng)井巷的通風(fēng)阻力等于風(fēng)流在第一斷面上的總壓力與第二斷面上的總壓力之差。能量方程的使用說(shuō)明2.風(fēng)流流動(dòng)必須是穩(wěn)定流，即斷面上的參數(shù)不隨時(shí)間的變化而變化；所研究的始、末斷面要選在緩變流場(chǎng)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(shí)，應(yīng)用始末兩斷面上的總能量來(lái)進(jìn)行，而不能只看其中的某一項(xiàng)。如不知風(fēng)流方向，列能量方程時(shí)，應(yīng)先假設(shè)風(fēng)流方向，如果計(jì)算出的能量損失（通風(fēng)阻力）為正，說(shuō)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(shí)的基準(zhǔn)面。合理確定密度ρ.能量方程的使用說(shuō)明1、動(dòng)壓中的ρ1、ρ2分別取1、2斷面風(fēng)流的空氣密度。2、位壓中的ρ1、ρ2視基準(zhǔn)面的選取情況按下述方法計(jì)算：（1）當(dāng)1、2斷面位于礦井最低水平的同一側(cè)時(shí)，

ρ12＝（ρ1＋ρ2）/2（2）當(dāng)1、2斷面分別位于礦井最低水平的兩側(cè)時(shí)，

ρ10＝（ρ1＋ρ0）/2，ρ20＝（ρ2＋ρ0）/2。

動(dòng)壓中ρ1、ρ2與位壓中ρ1、ρ2的選取方法

4.正確選擇求位能時(shí)的基準(zhǔn)面。合理確定密度ρ

。能量方程的使用說(shuō)明5.在始、末斷面間有壓源時(shí)，壓源的作用方向與風(fēng)流的方向一致，壓源為正，說(shuō)明壓源對(duì)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(shí)要注意各項(xiàng)單位的一致性。7.對(duì)于流動(dòng)過(guò)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能量方程的使用說(shuō)明【例1】在某一通風(fēng)井巷中，測(cè)得1、2兩斷面的絕對(duì)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1

2，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，1

2。Z1-Z212例題分析【例2】在進(jìn)風(fēng)上山中測(cè)得1、2兩斷面的有關(guān)參數(shù)，絕對(duì)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(duì)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hR、LR。解：（1）列出能量方程

（2）查飽和蒸汽表得；t1=15℃時(shí)，PS1=1704Pa；t2=20℃時(shí)，PS2=2337Pa；

LR=hR/

m（3）代入公式進(jìn)行計(jì)算。取m=(

1+2)/2，代入公式，算出hR，再代入例題分析復(fù)習(xí)根據(jù)靜壓、動(dòng)壓的特點(diǎn)，引入皮托管的測(cè)壓原理利用皮托管測(cè)量風(fēng)流點(diǎn)壓力（hti、hi、hvi、△ti、△hi、計(jì)算出Pti、Pi）、綜合題目空氣流動(dòng)連續(xù)性方程的推導(dǎo)——質(zhì)量守恒能量方程的推導(dǎo)——能量守恒與轉(zhuǎn)換并給出了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的例題分析。

通風(fēng)能量（壓力）坡度線是對(duì)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(dòng)過(guò)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。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。一、水平風(fēng)道的通風(fēng)能量（壓力）坡度線方法：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。假設(shè)：（1）風(fēng)道的幾何參數(shù)不變（即坡度線坡度不變）（2）局部阻力只發(fā)生在突變的斷面上第四節(jié)能量方程在礦井通風(fēng)中的應(yīng)用能量（壓力）坡度線的作法1、作圖步驟１）縱坐標(biāo)為壓力（相對(duì)或絕對(duì)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(cè)點(diǎn)的相對(duì)靜壓和相對(duì)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(lái)，就得到所要繪制的能量（壓力）坡度線。2、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(duì)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(duì)靜壓等于大氣壓，即：

Pex=P0，所以，hex=0，htex=hvex；測(cè)得相對(duì)靜壓，斷面動(dòng)壓，斷面積及與風(fēng)道同標(biāo)高的大氣壓，計(jì)算出各點(diǎn)的相對(duì)全壓Ptin=P0,∴htin=0，hin=-hvinPex=P0,∴

hex=0，htex=hvex為什么斷面大處動(dòng)壓小？hR23=?012345678910P0壓力Pa流程擴(kuò)散器HthR02hR78hR7-10hR7-10htihi（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(wú)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(duì)全壓（hti）的絕對(duì)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(duì)全壓（hti）減去出口斷面的動(dòng)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(dòng)過(guò)程中的能量變化。Pti（hti）沿程是逐漸減小的；Pi（hi）沿程分布是隨hv的大小變化而變化。說(shuō)明：全壓一定時(shí)，靜壓和hv可以相互轉(zhuǎn)換,但轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在能量損失。靜壓坡度線沿程是起伏變化的，而非單調(diào)下降。在判斷風(fēng)流流動(dòng)方向時(shí)，水平巷道可以應(yīng)用全壓，傾斜巷道必須使用全能量。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(dòng)能（相對(duì)靜壓為負(fù)值）所謂擴(kuò)散器回收動(dòng)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(dòng)能。擴(kuò)散器安設(shè)的是否合理，可用回收的動(dòng)能值（

hv）與擴(kuò)散器自身的通風(fēng)阻力（hRd）相比較來(lái)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(duì)靜壓為負(fù)值的現(xiàn)象分析，如上圖，對(duì)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(cè)定擴(kuò)散器中的相對(duì)靜值就可判斷擴(kuò)散器的安裝是否合理，相對(duì)靜壓的負(fù)值越大，其擴(kuò)散器回收動(dòng)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(dòng)。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(dòng)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＋Pt10hR0～5=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(dòng)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(gè)特例a）、無(wú)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

（Pt0=P0）Pt6=P0＋hv6∴Ht=hR０～5＋hv6b）、無(wú)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(wú)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(dòng)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(一般用絕對(duì)壓力)的方法：沿風(fēng)流流程布設(shè)若干測(cè)點(diǎn)，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)的動(dòng)壓、位能和總能量；然后在壓力（縱坐標(biāo)）－風(fēng)流流程（橫坐標(biāo)）坐標(biāo)圖上描出各測(cè)點(diǎn)，將同名參數(shù)點(diǎn)用折線連接起來(lái)，即是所要繪制的通風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)流能量（壓力）坡度線。以下圖所示簡(jiǎn)化通風(fēng)系統(tǒng)為例，說(shuō)明礦井通風(fēng)系統(tǒng)中有高度變化的風(fēng)流路線上能量(壓力)坡度線的畫(huà)法。

１２３４作圖步驟：確定基準(zhǔn)面。一般以最低水平(如2-3)為基準(zhǔn)面。測(cè)算出各斷面的總壓能(包括靜壓、動(dòng)壓和相對(duì)基準(zhǔn)