第三通风阻力精要.ppt

国家中职示范校建设精品课程 矿井通风 甘肃煤炭工业学校 采矿科通风教研组 2010年10月 第三章　矿井通风阻力 一、教学内容： 1、矿井通风阻力产生的原因； 2、矿井通风阻力的计算、参数的测定方法；矿井通风难易程度评价指标； 3、降低矿井通风阻力的具体措施； 4、矿井通风阻力测定的相关知识。 二、难点重点： 1、矿井通风阻力的计算； 2、降低矿井通风阻力的具体措施； 3、矿井通风难易程度评价指标。 三、教学要求： 1、了解矿井通风阻力产生的原因以及矿井通风阻力测定方法； 2、掌握矿井通风阻力计算方法、降阻措施、矿井通风难易程度评价指标的概念和计算。 第一节　风流的流动状态 第二节　矿井通风阻力的类型及计算 第三节　矿井总风阻与等积孔 第四节　矿井通风阻力的测定 第一节 风流的流动状态及判断 一、风流流态 （一）层流与紊流 风流流态指风流的流动状态。1883年英国物理学家雷诺通过实验发现，同一流体在同一管道中流动时，不同的流速会形成不同的流动状态。风流的流动状态有两种：层流和紊流。 （二）井巷风流的流动状态 雷诺曾用各种流体在不同直径的管路中进行了大量的实验，发现流体的流动状态与平均流速、管道直径和流体的粘性系数有关。流体的速度越大，粘性越小，管道尺寸越大，则流体越易成为紊流，反之，越易成为层流。这里可用一个无因次参数Re（雷诺数）来表示上述三因素的综合影响。 对于圆形管道： （3—1） 式中 V─管道中流体的平均速度，m/s； 　　d─圆形管道的直径，m； 　 v─流体的运动粘性系数，与流体的温度、压力有关，对于矿井风流，通常取平均值14.4×10-6m2/s。 [例3—1]某一巷道，断面形状为三心拱形，断面积9m2，巷道中供给风量为7m3/s，试判断其风流流态。 [解] 故此巷道中风流流态为紊流。 [例3—2 ] 条件同例题1，试求风流由层流向紊流过渡时的平均风速。 [解] 《煤矿安全规程》规定，井巷中风流的最低允许风速为0.15m/s，远远大于上述计算的临界风速，故井下巷道中风流都是呈紊流状态。只有在采空区漏风的情况下，采空区中风流才可能出现层流状态。 例3-1题解 第二节 矿井通风阻力 矿井通风阻力通常分为摩擦阻力（沿程阻力）、局部阻力两种。 一、摩擦阻力 （一）摩擦阻力的定义和物理基础 空气在井巷中流动时，由于空气和井巷周壁之间的摩擦以及流体层间空气分子发生的摩擦而造成的能量损失称为摩擦阻力（也叫沿程阻力）。 在矿井通风中，克服沿程阻力的能量损失，常用单位体积1m3风流的能量损失h摩来表示，无论层流还是紊流，都可以用下列通式来计算： ， Pa （3—4） 式中 L—风道长度， m； d—圆形风道直径，或非圆形风道的当量直径，m； V —断面平均风速，m/s； —空气的密度，kg/m3； —实验系数，无因次。 第三节 通风阻力定律及其特性 一、通风阻力定律 将摩擦阻力定律和局部阻力定律综合表示为通风阻力定律，即 ，Pa 说明（1）上式就是矿井通风学中的一个重要定律（三个基本定律），完全紊流状态下的通风阻力定律。它说明了通风阻力与风阻、风量之间的关系，阻力与风阻的一次方成正比，与风量的平方成正比。（2）适用于整个在矿井、一段井巷、一个通风网络。 第四节 矿井通风阻力测定 一、矿井通风阻力测定的目的与基本内容 （一）测定目的 《煤矿安全规程》第一百一十九条规定：新井投产前必须进行1次矿井通风阻力测定，以后每3年至少进行1次。矿井转入新水平生产或改变一翼通风系统后，必须重新进行矿井通风阻力测定。 矿井通风阻力大小及其分布是否合理，直接影响主通风机的工作状态和井下采掘工作面的风量分配，也是评价矿井通风系统和通风管理优劣的主要指标之一。测量矿井通风阻力是做好生产矿井通风管理工作的基础，也是掌握生产矿井通风情况的重要手段，其主要目的有： 1．掌握矿井通风阻力的分布情况，为改善矿井通风系统，减少通风阻力，降低矿井通风机的能耗以及为采用均压技术防灭火等提供依据。 2．为通风设