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第二章 矿井空气流动的基础理论 一、教学目的要求 掌握空气主要物理参数的概念及计算方法，了解矿内空气的热力变化过程。 掌握风流能量与压力的概念及压力测量、计算方法。掌握通风能量方程及能力方程在矿井通风中的应用。 二、重点难点 本章的重点： 1．空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ 第一节 空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标：T=273.15+t 二、压力（压强） 1、定义：空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。P=2/3n(1/2mv2) 2、压头：如果将密度为 ( 的某液体注入到一个断面为A的垂直的管中，当液体的高度为 h 时，液体的体积为： V = hA m3 3、矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa 三、湿度 表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。 表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。 １、绝对湿度 每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对温度。其单位与密度单位相同（Kg/ m3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密度。 (v=Mv/V 饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱和水蒸分压力，PS，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度(s 。 ２、相对湿度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（(V）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（(S）之比称为空气的相对湿度 φ＝ (V／ (S 反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。 Φ愈小 空气愈干爆， φ＝０ 为干空气； φ愈大 空气愈潮湿， φ＝１为饱和空气。 温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点。 例如：甲地：t = 18 ℃， (V ＝0.0107 Kg/m3, 乙地：t = 30 ℃， (V ＝0.0154 Kg/m3 解：查附表 当t为18 ℃， (s ＝0.0154 Kg/m3, , 当t为 30 ℃， (s ＝0.03037 Kg/m3, ∴ 甲地： φ＝ (V／ (S＝0.7 ＝70 % 乙地： φ＝ (V／ (S＝0.51＝51 % 乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。 露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。 上例 甲地、乙地的露点分别为多少？ ３、含湿量 含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（kg）称为空气的含湿量。 d= (V／ (d, (V= φPs/461T (d=(P-φPs)/287T d=0.622 φPs/(P- φPs) 井下空气湿度的变化规律 进风线路有可能出现冬干夏湿的现象。进风井巷有淋水的情况除外。在采掘工作面和回风线路上，气温长年不变，湿度也长年不变，一般都接近100％，随着矿井排出的污风，每昼夜可从矿井内带走数吨甚至上百吨的地下水。 四、焓 焓是一个复合的状态参数，它是内能u和压力功PV之和，焓也称热焓。 i=id+d×iV=1.0045t+d(2501+1.85t) 实际应用焓-湿图（I-d) 五、粘性 流体抵抗剪切力的性质。 当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力(内摩擦力)以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。其大小主要取决于温度。 根据牛顿内摩擦定律有： 运动粘度为： m2/s 式中：μ－－比例系数，代表空气粘性，称为动力粘性或绝对粘度。其国际单位：帕.秒，写作：Pa.S。 温度是影响流体粘性主要因素，气体，随温度升高而增大，