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1、第二章 风流流的能量量与能量量方程井下风流流的流动动遵循能能量守恒恒及转换换定律。本本章结合合矿井风风流流动动的特点点，介绍绍了空气气的主要要物理参参数，风风流的能能量与压压力， 压力测测量方法法及压力力之间的的关系，重重点阐述述了矿井井通风中中的能量量方程及及其应用用。第一节 空气的的主要物物理参数数与矿井通通风密切切相关的的物理参参数除了了反映气气候条件件的温度度、湿度度以外，还还有密度度、比容容、压力力、粘性性等。一、空气气的密度度单位体积积空气所所具有的的质量称称为空气气的密度度，用来表示示。即：（2-11）式中 空气气的密度度，kgg/m33；M空空气的质质量，mm；V空空气的体体积
2、，mm3。一般来说说，空气气的密度度是随温温度、湿湿度和压压力的变变化而变变化的。在在标准大大气状况况下（PP10013225Paa，tO，O%），干干空气的的密度为为1.2293 kg/m3。湿空空气密度度的计算算公式为为：湿00.00034884（110.3788） (2-22)式中 P空气的的压力，PPa；T热热力学温温度（TT2773+tt），KK；t空空气的温温度，；相对对湿度，%；P饱温度为为t（）时的饱饱和水蒸蒸气压力力(见表表1-99)，paa。由上式可可见，压压力越大大，温度度越低，空空气密度度越大。当当压力和和温度一一定时，湿湿空气的的密度总总是小于于干空气气的密度度。在矿
3、井通通风中，由由于通风风系统内内的空气气温度、湿湿度、压压力各有有不同，空空气的密密度也有有所变化化，但变变化范围围有限。在在研究空空气流动动规律时时，要根根据具体体情况考考虑是否否忽略这这种变化化。 一般将将空气压压力为11013325PPa，温温度为220，相对对湿度为为60%的矿井井空气称称为标准准矿井空空气，其其密度为为1.22kg/m3。 二、空空气的比比容 单位质质量空气气所占有有的体积积叫空气气的比容容，用（m3/kgg）表示示，比容容和密度度互为倒倒数，它它们是一一个状态态参数的的两种表表达方式式。即： （22-3） 三、空空气的压压力（压压强） 矿井通通风中，习习惯将压压强称
4、为为空气的的压力。由由于空气气分子的的热运动动，分子子之间不不断碰撞撞，同时时气体分分子也不不断地和和容器壁壁碰撞，形形成了气气体对容容器壁的的压力。气气体作用用在单位位面积上上的力称称为空气气的压力力，用PP表示。根根据物理理学的分分子运动动理论可可导出理理想气体体作用于于容器壁壁的空气气压力关关系式为为：P （2-4）式中 n单位位体积内内的空气气分子数数；分子子平移运运动的平平均动能能。上式表明明，空气气的压力力是单位位体积空空气分子子不规则则热运动动产生的的总动能能的三分分之二转转化为对对外做功功的机械械能。单单位体积积内的空空气分子子数越多多，分子子热运动动的平均均动能越越大，空空气
5、压力力越大。空气压力力的单位位为帕斯斯卡（PPa），简简称帕，11 Paa=1NN/m22。压力力较大时时还有千千帕（KKPa）、兆兆帕（MMPa），11MPaa=1003KPaa=1006 Paa。有的的压力仪仪器也用用百帕（hhPa）表表示，11hPaa=1000Paa。其它它旧的压压力单位位及换算算见表22-1所所示。表2-11 压力单单位换算算表单位名称帕斯卡Pa巴bar公斤力/米2mmH22O公斤力/厘米22（工程大大气压）at毫米汞柱柱mmHgg标准大气气压atmPammH22OmmHggatm19.8006655133.3222101332510-559.800665510-55
6、1.333322210-331.01132550.10019772113.5595103332.330.1001977210-441100-41.3559510-331.03332337.500062210-337.355559910-2217609.866923310-69.677841110-51.311579910-31注：英制制压力单单位采用用磅力/英寸22（1bbf/iin2），111bff/inn2=68894.7 PPa。11k PPa=1103 Paa； 11atmm=1001.3325kk Paa；1aat=998.006655k PPa（千千帕）；1baar(巴巴)=110
7、000mbaar（毫毫巴）地面空气气压力习习惯称为为大气压压。由于于地球周周围大气气层的厚厚度高达达数千千千米，越越靠近地地表空气气密度越越大，空空气分子子数越多多，分子子热运动动的平均均动能越越大，所所以大气气压力也也越大。此此外，大大气压力力还与当当地的气气候条件件有关，即即便是同同一地区区，也会会随季节节不同而而变化，甚甚至一昼昼夜内都都有波动动。四、空气气的粘性性任何流体体都有粘粘性。当当流体以以任一流流速在管管道中流流动时，靠靠近管道道中心的的流层流流速快，靠靠近管道道壁的流流层流速速慢，相相邻两流流层之间间的接触触面上便便产生粘粘性阻力力（内摩摩擦力），以以阻止其其相对运运动，流流
8、体具有有的这一一性质，称称为流体体的粘性性。根据据牛顿内内摩擦力力定律，流流体分层层间的内内摩擦力力为： FF =S （2-5）式中 F内摩擦擦力，NN；动动力粘性性系数，PPas；S流流层之间间的接触触面积，m2；dv/ddy垂直于于流动方方向上的的速度梯梯度，ss-1。由上式可可以看出出，当流流体不流流动或分分层间无无相对运运动时，dv/dy=0，则F =0。需要说明的是，不论流体是否流动，流体具有粘性的性质是不变的。在矿井通通风中，除除了用动动力粘性性系数表示空空气粘性性大小外外，还常常用运动动粘性系系数（m2/s）来来表示，与与动力粘粘性系数数的关系系为：（2-66）式中 空气气的密度
9、度，kgg/m33。流体的粘粘性随温温度和压压力的变变化而变变化。对对空气而而言，粘粘性系数数随温度度的升高高而增大大，压力力对粘性性系数的的影响可可以忽略略。当温温度为220，压力力为0.1MPPa时，空空气的动动力粘性性系数=1.808810-55 Paas；运运动粘性性系数=1.501110-55m2/s。第二节 风流流的能量量与压力力矿井通风风系统中中，风流流在井巷巷某断面面上所具具有的总总机械能能（包括括静压能能、动能能和位能能）及内内能之和和叫做风风流的能能量。风风流之所所以能够够流动，其其根本原原因是系系统中存存在着能能量差，所所以风流流的能量量是风流流流动的的动力。单单位体积积
10、空气所所具有的的能够对对外做功功的机械械能就是是压力。能能量与压压力即有有区别又又有联系系，除了了内能是是以热的的形式存存在于风风流中外外，其它它三种能能量一般般通过压压力来体体现，也也就是说说井巷任任一通风风断面上上存在的的静压能能、动能能和位能能可用静静压、动动压、位位压来呈呈现。一、静压压能静压1、静压压能与静静压的概概念由分子热热运动理理论可知知，不论论空气处处于静止止状态还还是流动动状态，空空气分子子都在做做无规则则的热运运动。这这种由空空气分子子热运动动而使单单位体积积空气具具有的对对外做功功的机械械能量叫叫静压能能，用EE静表示（JJ/m33）。空空气分子子热运动动不断地地撞击器
11、器壁所呈呈现的压压力（压压强）称称为静压压力，简简称静压压，用PP静表示（NN/m22，即PPa）。由于静压压是静压压能的体体现，二二者分别别代表着着空气分分子热运运动所具具有的外外在表现现和内涵涵，所以以在数值值上大小小相等，静静压是静静压能的的等效表表示值。2、静压压的特点点（1）只只要有空空气存在在，不论论是否流流动都会会呈现静静压；（2）由由于空气气分子向向器壁撞撞击的机机率是相相同的，所所以风流流中任一一点的静静压各向向同值，且且垂直作作用于器器壁；（3）静静压是可可以用仪仪器测量量的，大大气压力力就是地地面空气气的静压压值；（4）静静压的大大小反映映了单位位体积空空气具有有的静压压
12、能。3、空气气压力的的两种测测算基准准空气的压压力根据据所选用用的测算算基准不不同可分分为两种种，即绝绝对压力力和相对对压力。（1）绝绝对压力力：以真真空为基基准测算算的压力力称为绝绝对压力力，用PP表示。由由于以真真空为零零点，有有空气的的地方压压力都大大于零，所所以绝对对压力总总是正值值。（2）相相对压力力：以当当地当时时同标高高的大气气压力为为基准测测算的压压力称为为相对压压力，用用h表示。对对于矿井井空气来来说，井井巷中空空气的相相对压力力h就是其其绝对压压力P与当地地当时同同标高的的地面大大气压力力P0的差值值。即： hPP P0 （22-7）当井巷空空气的绝绝对压力力一定时时，相对
13、对压力随随大气压压力的变变化而变变化。在在压入式式通风矿矿井中，井井下空气气的绝对对压力都都高于当当地当时时同标高高的大气气压力，相相对压力力是正值值，称为为正压通通风；在在抽出式式通风矿矿井中，井井下空气气的绝对对压力都都低于当当地当时时同标高高的大气气压力，相相对压力力是负值值，又称称为负压压通风。由由此可以以看出，相相对压力力有正压压和负压压之分。在在不同通通风方式式下，绝绝对压力力、相对对压力和和大气压压力三者者的关系系见图22-1所所示。图2-11 绝绝对压力力、相对对压力和和大气压压力之间间的关系系二、动能能动压1、动能能与动压压的概念念空气做定定向流动动时具有有动能，用用E动表示
14、（JJ/m33），其其动能所所呈现的的压力称称为动压压（或速速压），用用h动（或h速）表示示，单位位Pa。2、动压压的计算算式设某点空空气密度度为（kg/m3），定定向流动动的流速速为v（m/s），则则单位体体积空气气所具有有的动能能为E动：E动，JJ/m33 （2-8）E动对外外所呈现现的动压压为： h动，Paa （22-9）3、动压压的特点点（1）只只有做定定向流动动的空气气才呈现现出动压压；（2）动动压具有有方向性性，仅对对与风流流方向垂垂直或斜斜交的平平面施加加压力。垂垂直流动动方向的的平面承承受的动动压最大大，平行行流动方方向的平平面承受受的动压压为零；（3）在在同一流流动断面面上，
15、因因各点风风速不等等，其动动压各不不相同；（4）动动压无绝绝对压力力与相对对压力之之分，总总是大于于零。三、位能能位压1、位能能与位压压的概念念单位体积积空气在在地球引引力作用用下，由由于位置置高度不不同而具具有的一一种能量量叫位能能，用EE位（J/mm3）表示示。位能能所呈现现的压力力叫位压压，用PP位（Paa）表示示。需要要说明的的是，位位能和位位压的大大小，是是相对于于某一个个参照基基准面而而言的，是是相对于于这个基基准面所所具有的的能量或或呈现的的压力。2、位压压的计算算式从地面上上把质量量为M（kgg）的物物体提高高Z（m），就就要对物物体克服服重力做做功MggZ（JJ），物物体因而
16、而获得了了相同数数量的位位能，即即： E位MgZ （22-100）在地球重重力场中中，物体体离地心心越远，即即Z值越大大，其位位能越大大。如图2-2所示示的立井井井筒中中，如果果求11断面面相对于于22断面面的位压压（或111断面面与22断面面的位压压差），可可取较低低的22断面面作为基基准面（222断面面的位压压为零），按按下式计计算：122gZ122，Paa （2-11）式中 121、22断面之之间空气气柱的平平均密度度，kgg/m33；Z121、22断面之之间的垂垂直高差差，m。图2-22 立井井井筒中位位压计算算图矿井通风风系统中中，由于于空气密密度与标标高的关关系比较较复杂，往往往不
17、是是线性关关系，空空气柱的的平均密密度12很难难确定，在在实际测测定时，应应在11和222断面面之间布布置多个个测点（如如图布置置了a、bb两个测测点），分分别测出出各点和和各段的的平均密密度（垂垂距较小小时可取取算术平平均值），再再由下式式计算111断面面相对于于22断面面的位压压。P位1221agZZ1a+abgZZab+b2gZZb2 ijgZZij ，PPa （2-12）测点布置置的越多多，测段段垂距越越小，计计算的位位压越精精确。3、位压压的特点点（1）位位压只相相对于基基准面存存在，是是该断面面相对于于基准面面的位压压差。基基准面的的选取是是任意的的，因此此位压可可为正值值，也可可
18、为负值值。为了了便于计计算，一一般将基基准面设设在所研研究系统统风流的的最低水水平。（2）位位压是一一种潜在在的压力力，不能能在该断断面上呈呈现出来来。在静静止的空空气中，上上断面相相对于下下断面的的位压，就就是下断断面比上上断面静静压的增增加值，可可通过测测定静压压差来得得知。在在流动的的空气中中，只能能通过测测定高差差和空气气柱的平平均密度度用公式式（2-12）计计算。（3）位位压和静静压可以以相互转转化。当当空气从从高处流流向低处处时，位位压转换换为静压压；反之之，当空空气由低低处流向向高处时时，部分分静压将将转化成成位压。（4）不不论空气气是否流流动，上上断面相相对于下下断面的的位压总
19、总是存在在的。四、全压压、势压压和总压压力矿井通风风中，为为了研究究方便，常常把风流流中某点点的静压压与动压压之和称称为全压压；将某某点的静静压与位位压之和和称为势势压；把把井巷风风流中任任一断面面（点）的的静压、动动压、位位压之和和称为该该断面（点点）的总总压力。井巷风流流中两断断面上存存在的能能量差即即总压力力差是风风流之所所以能够够流动的的根本原原因，空空气的流流动方向向总是从从总压力力大处流流向总压压力小处处，而不不是取决决于单一一的静压压、动压压或位压压的大小小。第三节 空气气压力测测量及压压力关系系一、测压压仪器在矿井通通风测量量仪器中中，测定定空气压压力的便便携式仪仪器有三三类：
20、一一是测量量绝对压压力的气气压计；二是测测量相对对压力的的压差计计和皮托托管；三三是可同同时测定定绝对压压力、相相对压力力的精密密气压计计或矿井井通风综综合参数数检测仪仪等。（一）绝绝对压力力测量仪仪器最常用的的是空盒盒气压计计，其内内部构造造如图22-3所所示。图2-33 空盒盒气压计计内部结结构图1、2、33、4传动机机构；55拉杆；6波纹真真空膜盒盒；7指针；8弹簧空盒气压压计的感感压元件件是外表表呈波纹纹形、内内为真空空的特殊殊合金金金属膜盒盒。当压压力增大大或减小小时，膜膜盒面相相应地凹凹下、凸凸出，通通过传动动机构将将这种微微小位移移放大后后，驱动动指针指指示出当当时测点点的绝对对
21、压力值值。测压时，将将仪器水水平放置置在测点点处，轻轻轻敲击击仪器外外壳，以以消除传传动机构构的摩擦擦误差，放放置35miin待指指针变化化稳定后后读数。读读数时，视视线与刻刻度盘平平面要保保持垂直直，同时时，还要要根据每每台仪器器出厂时时提供的的校正表表（或曲曲线），对对读数进进行刻度度、温度度及补偿偿校正。常用的DDYM33型空盒盒气压计计的测压压范围为为80000010880000Pa，最最小分度度为100Pa，经经过校正正后的测测量误差差不大于于2000Pa。因因精度较较低，一一般只适适用于粗粗略测量量和空气气密度测测算。（二）相相对压力力测量仪仪器测量井巷巷中（或或管道内内）某点点的
22、相对对压力或或两点的的压力差差时，一一般需要要用皮托托管配合合压差计计来进行行。压差差计有UU形压差差计、单单管倾斜斜压差计计、补偿偿式微压压计等。1、皮托托管皮托管是是承受和和传递压压力的工工具。它它由两个个同心圆圆管相套套组成，其其结构如如图2-4所示。内内管前端端有中心心孔，与与标有“+”号的接接头相通通；外管管前端侧侧壁上分分布有一一组小孔孔，与标标有“-”号的接接头相通通，内外外管互不不相通。图2-44 皮皮托管使用时，将将皮托管管的前端端中心孔孔正对风风流，此此时，中中心孔接接受的是是风流的的静压和和动压（即即全压），侧侧孔接受受的是风风流的静静压。通通过皮托托管的“+”接头和和“
23、-”接头，分分别将全全压和静静压传递递到压差差计上。2、U形形压差计计有U形垂垂直压差差计和UU形倾斜斜压差计计两种，构构造如图图2-55所示。图2-55 UU形压差差计a垂直直形 b倾斜形形1U形形玻璃管管；2标尺U形垂直直压差计计由垂直直放置的的U形玻璃璃管和标标尺组成成，U形玻璃璃管中装装入蒸馏馏水或酒酒精，当当玻璃管管两端分分别接入入不等的的空气压压力时，通通过两端端液面的的高差，在在标尺上上读出两两点之间间的空气气压力差差。U形垂直直压差计计精度低低，但量量程大，适适用于精精度要求求不高，压压差较大大的地方方，如矿矿井主通通风机房房内测量量风硐内内外的压压差。为为了减小小读数误误差，
24、可可使用UU形倾斜斜压差计计，其测测得的读读数按下下式计算算压差：hggLsiin （22-133）式中 h两液液面的垂垂直高差差，即压压差，PPa；玻玻璃管内内液体的的密度，kg/m3； L两端液液面倾斜斜长度差差，mmm；UU形管倾倾斜的角角度（可可调整），对对于U形垂直直压差计计900。3、单管管倾斜压压差计单管倾斜斜压差计计的外部部结构和和工作原原理如图图2-66所示。它它由一个个大断面面的容器器10（面面积为FF1）和一一个小断断面的倾倾斜测压压管8（面面积为FF2）及标标尺等组组成。大大容器110和测测压管88互相连连通，并并在其中中装有用用工业酒酒精和蒸蒸馏水配配成的密密度为00
25、.811kg/m3的工作作液。两两断面之之比（FF1/F2）为22503000。仪器器固定在在装有两两个调平平螺钉99和水准准指示器器2的底底座1上上，弧形形支架33可以根根据测量量范围的的不同将将倾斜测测压管固固定在55个不同同的位置置上，刻刻在支架架上的数数字即为为校正系系数。大大容器通通过胶管管与仪器器的“+”接头相相通，倾倾斜测压压管的上上端通过过胶皮管管与仪器器的“-”接头相相连，当当“+”接头的的压力高高于“-”接头的的压力时时，虽然然大容器器内液面面下降甚甚微，但但测压管管端的液液面上升升十分明明显，经经过下式式计算相相对压力力或压差差h： hLLKg ，PPa （22-144）
26、式中L倾斜斜测压管管的读数数，mmm；K仪仪器的校校正系数数（又称称常数因因子），测测压时倾倾斜测压压管在弧弧形支架架上的相相应数字字。图2-66 YYYT2000型单管管倾斜压压差计结结构1底座座；2水准指指示器；3弧形支支架；44加液盖盖；5零位调调整旋钮钮；6三通通阀门柄柄；7游标；8倾斜测测压管；9调平螺螺钉；110大容器器；111多向阀阀门仪器的操操作和使使用方法法如下：（1）注注入工作作液。将将零位调调整旋钮钮5调整整到中间间位置，测测压管固固定在弧弧形支架架的适当当位置，旋旋开加液液盖4，缓缓缓注入入预先配配置好的的密度为为0.881 kkg/mm3的工作作液，直直到液面面位于倾
27、倾斜测压压管的“0”刻度线线附近，然然后旋紧紧加液盖盖，再用用胶皮管管将多向向阀门111中间间的接头头与倾斜斜测量管管的上端端连通。将将三通阀阀门柄66拨在仪仪器的“测压”位置，用用嘴轻轻轻从“+”端吹气气，使酒酒精液面面沿测压压管缓慢慢上升，察察看液柱柱内有无无气泡，如如有气泡泡，应反反复吹吸吸多次，直直至气泡泡消除为为止。（2）调调零。首首先调整整仪器底底座上的的两个调调平螺钉钉9，观观察水准准指示器器内的气气泡是否否居中，使使仪器处处于水平平。顺时时针转动动三通阀阀门柄66到“校正”位置，使使大容器器和倾斜斜测压管管分别与与“+”接头和和“-”接头隔隔断，而而与大气气相通。旋旋动零位位调
28、整旋旋钮5，使使测压管管的酒精精液面对对准“0”刻度线线。（3）测测定。根根据待测测压差的的大小，将将倾斜测测压管固固定在弧弧形支架架相应的的位置上上，用胶胶皮管将将较大的的压力接接到仪器器的“+”接头，较较小的压压力接到到仪器的的“-”接头。逆逆时针转转动三通通阀门柄柄6到“测压”位置，读读取测压压管上酒酒精液面面的读数数和弧形形支架的的K值，用用式（22-144）计算算压差值值或相对对压力。常用的YYYB2000B型单单管倾斜斜压差计计最大测测量值为为20000Paa，最小小分刻度度为2PPa，误误差不超超过最大大读数的的1.00%。单单管倾斜斜压差计计是通风风测量中中应用最最广的一一种压
29、差差计。4、补偿偿式微压压计补偿式微微压计可可以作精精确的压压差测量量，其主主要构造造和原理理如图22-7所示。它它有充水水的大小小两个容容器2和和1，下下部用胶胶皮管99连通。大大容器与与仪器的的“-”接头相相通，小小容器与与仪器的的“+”接头相相通。转转动读数数盘3，大大容器可可随之上上下移动动。当“+”“-”接头的的压力相相同时，两两容器液液面处于于同一平平面上，通通过装在在小容器器上的反反射镜66可以看看到水准准器7的的尖端同同它自己己的像正正好相接接（如图图2-77b所示示）。当当“+”接头压压力大于于“-”接头压压力时，小小容器液液面下降降，反射射镜6内内的尖端端和影像像互相接接触
30、重叠叠，通过过转动读读数盘33，使两两液面再再次恢复复到同一一水平面面上，由由大容器器的垂直直移动距距离（从从标尺111和读读数盘33上读出出）来确确定大小小容器所所受到的的压力差差。图2-77 DDJM99型补偿偿式微压压计1小容容器；22大容器器；3读数盘盘；4指针；5螺盖；6反射镜镜；7水准准器；88调节螺螺母；99胶皮管管；100调平螺螺钉；111标尺仪器的操操作和使使用方法法如下：（1）注注入蒸馏馏水并调调零。转转动读数数盘3，使使读数盘盘及位移移指针44均处于于“0”点。打打开螺盖盖5，注注入蒸馏馏水，直直到从反反射镜中中观察到到水准器器7的正正、倒影影像近似似接触。盖盖紧螺盖盖，
31、缓慢慢转动读读数盘使使大容器器2上下下移动数数次，以以排除胶胶皮管99内的气气泡。用用调平螺螺钉100将仪器器调平，慢慢慢转动动调节螺螺母8使使小容器器微微移移动，水水准器中中的正、倒倒影尖恰恰好相接接触。若若两个影影尖重叠叠，表明明水量不不足，应应再加水水；若两两个影尖尖分离，表表明水量量过多，应应排出部部分水量量。（2）测测定。仪仪器调平平、调零零后，将将被测压压力较大大的胶皮皮管接到到仪器的的“+”接头，压压力较小小的胶皮皮管接到到仪器的的“-”接头上上。小容容器1中中的液面面下降，从从反射镜镜6中可可观察到到水准器器的正、倒倒影像消消失或重重叠，顺顺时针缓缓慢转动动读数盘盘3，直直到两
32、个个影像尖尖端再次次恰好相相接。指指针4所所指示的的标尺整整数与读读数盘所所指的小小数之和和，即为为所测压压力差值值。常用的补补偿式微微压计有有DJMM9型、YYJB-1500/2550-11型、BBWY-1500/2550型等等。其中中，DJJM9型型的测量量范围为为0115000Pa，最最小分度度值为00.1PPa。这这类仪器器的精度度高，可可用于微微小压差差测量，但但受压力力波动影影响大，水水准针尖尖不宜调调准，多多用于实实验室内内。（三）矿矿井通风风综合参参数检测测仪我国生产产的JFFY型矿矿井通风风综合参参数检测测仪，是是一种能能同时测测量空气气的绝对对压力、相相对压力力、风速速、温
33、度度、湿度度和时间间的精密密便携式式本质安安全型仪仪器，适适用于煤煤矿井下下使用。其其主要技技术参数数如表22-2所示。表2-22 JJFY型型矿井通通风综合合参数检检测仪技技术参数数表技术参数数测量范围围测量分辨辨率测量精度度绝对压力力（Paa）80000011200000101000压差（PPa）292330.9889.8温度（）-30+4000.10.55相对湿度度（%）509991.04.00风速（mm/s）0.6150.10.64(0.222%风速速值)4155(0.522%风速速值)时间月、日、时时、分、秒秒该仪器由由压力传传感器、风风速传感感器、温温度传感感器、湿湿度传感感器以及
34、及智能微微机组成成。其中中的压力力传感器器采用高高精度振振动筒压压力传感感器，其其结构如如图2-8所示，主主要由保保护筒、激激振元件件、振动动弹性体体、温度度传感器器、真空空腔和拾拾振元件件等组成成。振动动弹性体体3为一一个薄壁壁圆筒（壁壁厚0.08mmm），是是感受压压力的敏敏感元件件，与保保护筒11焊接在在一起，共共同构成成真空腔腔，此腔腔是测压压基准参参考腔。激激振元件件2、拾拾振元件件6与放放大器构构成测压压振荡器器，在常常压下产产生一个个固有的的振动频频率f，当压压力P变化时时，振荡荡器的固固有频率率也发生生变化，即即压力PP与频率率f一一对对应，并并且单值值连续。通通过测量量频率f
35、f（或周周期T）即可可测出外外界的绝绝对压力力P。图2-88 振振动筒压压力传感感器1保护护筒；22激振元元件；33振动弹弹性体；4温度度传感器器；5真空腔腔；6拾振元元件；77底座支支架仪器的操操作方法法参见仪仪器面板板布置图图2-99。测量量前先将将电源开开关打到到“通”的位置置，电源源电压指指示灯亮亮，若指指示灯发发暗，说说明电源源电压不不足，应应先充电电。图2-99JFYY型矿井井通风参参数检测测仪面板板图1气孔孔；2电源开开关；33电源电电压指示示灯；44压力记记忆开关关；5充电插插座；66绝对压压力键；7压差键键；8温度键键；9相对湿湿度键；10风速键键；111记风速速键；112读
36、平均均风速键键；133总清键键；144备用键键；155风速传传感器；16温度传传感器；17湿度传传感器；18液晶显显示；119单位显显示；220电子表表（1）测测量绝对对压力。仪仪器通电电后，整整机进入入自检状状态，显显示传感感器的周周期数，按按“总清”键，则则显示测测点的绝绝对压力力，单位位为hPPa。（2）测测量相对对压力。仪仪器通电电后，只只要按下下“差压”键，并并将记忆忆开关拨拨向“记忆”位置，则则进入相相对压力力测定状状态，此此时，仪仪器将按按键时测测点的绝绝对压力力P0值记入入内存中中，并将将此值作作为后面面的测压压基准，当当仪器发发生位移移或测点点的绝对对压力变变化后，面面板上液
37、液晶窗口口显示的的总是压压差值（P =P -P0），单位为mmH2O。只要不断电和记忆开关处于“记忆”位置不变，后面的测压基准P0也不变。要想了解其它参数值，只要按下相应的键即可。（3）测测量温度度和相对对湿度。仪仪器通电电后，不不论处于于何种状状态，只只要按下下“温度”键，就就显示当当时测点点的温度度值；按按下“湿度”键，就就显示当当时测点点的相对对湿度值值。因温温度和湿湿度传感感器都有有滞后现现象，因因此，从从前一测测点转到到另一测测点时，应应等待225mmin后后再读数数。（4）测测量风速速。可以以测量点点风速，也也可以测测量断面面的平均均风速。测测量点风风速时，只只要把风风速传感感器上
38、的的箭头方方向朝向向风流，按按下“风速”键读数数即可，单单位为mm/s。要要测断面面的平均均风速时时，可利利用机械械风表测测风时的的定点法法（如图图1-110），先先测1点点风速，按按下“风速”键，显显示1点点风速值值。再按按下“记风”键，显显示该点点风速后后，又显显示一下下“1”，表示示1点的的风速已已存入内内存中；将传感感器移到到2点，按按下“记风”键，显显示2点点的风速速值后又又显示一一下“2”，表示示2点的的风速已已存入内内存；，如如此进行行，直到到将所有有测点测测完，最最后再按按“读风”键，读读出该巷巷道断面面的平均均风速值值。矿井通风风综合参参数检测测仪广泛泛应用于于矿井通通风阻力
39、力测定、通通风压能能图测定定等工作作中。除除此之外外，常用用的数字字式气压压计还有有BJ1型、WWFQ2型等等，既能能测绝对对压力又又可测相相对压力力。二、风流流点压力力的测量量及压力力关系（一）风风流点压压力井巷风流流断面上上任一点点的压力力称为风风流的点点压力。相相对于某某基准面面来说，点点压力也也有静压压、动压压和位压压；就其其形成的的特征来来说，点点压力可可分为静静压、动动压和全全压；根根据压力力的两种种测算基基准，静静压又分分为绝对对静压（P静）和相对静压（h静）；全压也分为绝对全压（P全）和相对全压（h全）；动压永远为正值，无绝对、相对压力之分，用h动表示。需要说明明的是，同同一巷
40、道道或通风风管道断断面上，各各点的点点压力是是不等的的。在水水平面上上，各点点的静压压、位压压都相同同，动压压则是中中心处最最大；在在垂直面面上，从从上到下下，静压压逐渐增增大，位位压逐渐渐减小，动动压也是是中心处处最大。因因此，从从断面上上的总压压力来看看，一般般中心处处的点压压力最大大，周壁壁的点压压力最小小。（二）绝绝对压力力的测量量及其相相互关系系1、绝对对静压PP静的测定定井巷风流流中某点点的绝对对静压一一般用空空盒气压压计、精精密气压压计或矿矿井通风风综合参参数测定定仪测定定。2、动压压h动的测定定有两种方方法：（1）在在通风井井巷中，一一般用风风表测出出该点的的风速，利利用式（2
41、2-9）计算算动压。（2）在在通风管管道中，可可利用皮皮托管和和压差计计直接测测出该点点的动压压。如图图2-110所示示。图2-110 动压的的测定3、绝对对全压的的测定测出某点点的绝对对静压PP静和动压压h动之后，用用下式计计算该点点的绝对对全压PP全： P全全P静h动 （2-15）上式（22-155）也是是绝对压压力之间间的关系系式。即即不论抽抽出式通通风还是是压入式式通风，某某一点的的绝对全全压等于于绝对静静压与动动压的代代数和。因因动压为为正值，所所以绝对对全压大大于绝对对静压。（三）相相对压力力的测量量及其相相互关系系风流中某某点的相相对压力力常用皮皮托管和和压差计计测定，其其布置方
42、方法如图图2-111a所所示。左图为压压入式通通风，右右图为抽抽出式通通风。图2-111 不同通通风方式式下风流流中某点点压力测测量和压压力之间间的相互互关系a皮托托管和压压差计的的布置方方法 b风流中中某点各各种压力力之间的的关系1、压入入式通风风中相对对压力的的测量及及相互关关系如图2-11a左左图所示示，皮托托管的“+”接头传传递的是是风流的的绝对全全压P全，“-”接头传传递的是是风流的的绝对静静压P静，风筒筒外的压压力是大大气压力力P0。在压压入式通通风中，因因为风流流的绝对对压力都都高于同同标高的的大气压压力，所所以P全P0、P静P0，P全P静。由图图中压差差计1、22、3的的液面可
43、可以看出出，绝对对压力高高的一侧侧液面下下降，绝绝对压力力低的一一侧液面面上升。压差计11测得的的是风流流中的相相对静压压：h静P静P0压差计33测得的的是风流流中的相相对全压压：h全P全P0压差计22测得的的是风流流中的动动压：hh动P全P静整理得：h全P全P0（P静h动）P0（P静P0）h动h静h动 （2-16）式（2-16）说说明：就就相对压压力而言言，压入入式通风风风流中中某点的的相对全全压等于于相对静静压与动动压的代代数和。2、抽出出式通风风中相对对压力的的测量及及相互关关系如图2-11a右右图所示示。压差差计4、55、6分分别测定定风流的的相对静静压、动动压、相相对全压压。在抽抽出
44、式通通风中，因因为风流流的绝对对压力都都低于同同标高的的大气压压力，所所以P全P0、P静P0，P全P静。由图图中压差差计4、66的液面面可以看看出，与与大气压压力P0相通的的一侧水水柱下降降，另一一侧水柱柱上升，压压差计55中的液液面变化化与抽出出式相同同。由此此可知测测点风流流的相对对压力为为：h静PP0P静 或 -h静P静P0h全PP0P全或 -h全P全P0h动PP全P静整理得：h全P0P全P0（P静h动）（PP0P静）h动h静h动 （2-17）式（2-17）说说明：就就相对压压力而言言，抽出出式通风风风流中中某点的的相对全全压等于于相对静静压减去去动压。需要强调调的是，式式（2-17）中
45、的的 h全和h静分别是是绝对全全压和绝绝对静压压比同标标高大气气压力的的降低值值，而式式（2-16）中中的h全和h静则分别别是绝对对全压和和绝对静静压比同同标高大大气压力力的增加加值。公公式中采采用的都都是其绝绝对值。图2-111b清清楚地表表示出不不同通风风方式下下，风流流中某点点各种压压力之间间的关系系。例2-11 在在图2-11a所所示的压压入式通通风风筒筒中，测测得风流流中某点点的相对对静压hh静12200PPa，动动压h动1000Paa，风筒筒外与该该点同标标高的大大气压力力P09880000Pa，求求该点的的P静、h全、P全分别是是多少？解：（11）P静P0h静988000012200992200 Pa （22）h全