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1、第三章第三章 矿井风流的阻力矿井风流的阻力本章重点和难点：本章重点和难点：摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算2021/9/241第三章第三章 矿井风流的阻力矿井风流的阻力 当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。井的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力也称为沿程阻力)和局部阻力。和局部阻力。第一节第一节 阻力定律阻力定律
2、 一、风流流态一、风流流态1 1、管道流、管道流 同同一一流流体体在在同同一一管管道道中中流流动动时时，不不同同的的流流速速，会会形形成成不不同同的的流流动动状状态态。当当流流速速较较低低时时，流流体体质质点点互互不不混混杂杂，沿沿着着与与管管轴轴平平行行的的方方向向作作层层状状运运动动，称称为为层层流流(或或滞滞流流)。当当流流速速较较大大时时，流流体体质质点点的的运运动动速速度度在在大大小小和和方方向向上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为上都随时发生变化，成为互相混杂的紊乱流动，称为紊流紊流(或湍流或湍流)。2021/9/242（）雷诺数（）雷诺数Re 式中：平均流速式中：平均流
3、速v、管道直径、管道直径d和流体的运动粘性系数。和流体的运动粘性系数。在实际工程计算中，为简便起见，通常以在实际工程计算中，为简便起见，通常以Re=2300作为管道流作为管道流动流态的判定准数，即：动流态的判定准数，即：Re2300 层流，层流，Re2300 紊流紊流（）当量直径（）当量直径 对于非圆形断面的井巷，对于非圆形断面的井巷，Re数中的管道直径数中的管道直径d应以井巷断面的应以井巷断面的当量直径当量直径de来表示：来表示：因此，非圆形断面井巷的雷诺数可用下式表示：因此，非圆形断面井巷的雷诺数可用下式表示：2021/9/243 对于不同形状的井巷断面，其周长对于不同形状的井巷断面，其周
4、长U U与断面积与断面积S S的关系，可用下式表示：的关系，可用下式表示：式式中中：C C断断面面形形状状系系数数：梯梯形形C C=4.16=4.16；三三心心拱拱C C=3.85=3.85；半半圆圆拱拱C C=3.90=3.90。（举例见（举例见P38P38）2 2、孔隙介质流、孔隙介质流 在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为：在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为：式中：式中：KK冒落带渗流系数，冒落带渗流系数，m m2 2；ll滤流带粗糙度系数，滤流带粗糙度系数，m m。层流，层流，R Re e0.250.25；紊流，紊流，R Re e2.52.5；过渡流过渡流 0.2
5、5 0.25R Re e2.5，砂粒凸起高度几乎全暴露在紊流核心中，砂粒凸起高度几乎全暴露在紊流核心中，故故ReRe对对值的影响极小值的影响极小，略去不计，相对糙度成为，略去不计，相对糙度成为的唯一影响的唯一影响因素。故在该区段，因素。故在该区段，与与ReRe无关，而只与相对糙度有关。摩擦阻无关，而只与相对糙度有关。摩擦阻力与流速平方成正比，故称为阻力平方区，尼古拉兹公式：力与流速平方成正比，故称为阻力平方区，尼古拉兹公式：2021/9/24122 2层流摩擦阻力层流摩擦阻力当当流流体体在在圆圆形形管管道道中中作作层层流流流流动动时时，从从理理论论上上可可以以导导出出摩摩擦阻力计算式：擦阻力计
6、算式：=可得圆管层流时的沿程阻力系数：可得圆管层流时的沿程阻力系数：古古拉拉兹兹实实验验所所得得到到的的层层流流时时与与ReRe的的关关系系，与与理理论论分分析析得得到到的的关关系系完完全全相相同同，理理论论与与实实验验的的正正确确性性得得到到相相互互的的验证。验证。层流摩擦阻力和平均流速的一次方成正比。层流摩擦阻力和平均流速的一次方成正比。2021/9/2413 3、紊流摩擦阻力、紊流摩擦阻力 对于紊流运动，对于紊流运动，=f(Re，/r)，关系比较复杂。用当量直径，关系比较复杂。用当量直径de=4S/U代替代替d，代入阻力通式，则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计，代入阻力通式，则得到紊流状态
7、下井巷的摩擦阻力计算式：算式：4摩擦风阻摩擦风阻Rf 对于已给定的井巷，对于已给定的井巷，L、U、S都为已知数，故可把上式中的都为已知数，故可把上式中的、L、U、S 归结为一个参数归结为一个参数Rf：Rf 称为巷道的摩擦风阻，其单位为：称为巷道的摩擦风阻，其单位为：kg/m7 或或 N.s2/m8。工程单位：工程单位：kgf.s2/m8 ，或写成：，或写成：k。1 N.s2/m8=9.8 k2021/9/2414R Rf ff f(,S,U,L),S,U,L)。在在正正常常条条件件下下当当某某一一段段井井巷巷中中的的空空气气密密度度一般变化不大时，可将一般变化不大时，可将R R f f 看作是
8、反映井巷几何特征的参数。看作是反映井巷几何特征的参数。则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计算式写为：则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计算式写为：此式就是完全紊流此式就是完全紊流(进入阻力平方区进入阻力平方区)下的摩擦阻力定律。下的摩擦阻力定律。5.5.井巷摩擦阻力计算方法井巷摩擦阻力计算方法 新建矿井：查表得新建矿井：查表得0 0 R Rf f h hf f 生产矿井：生产矿井：h hf f R Rf f 0 0 2021/9/24156.6.生产矿井一段巷道阻力测定生产矿井一段巷道阻力测定(1)(1)、压差计法压差计法 用压差计法测定通风阻力的实质是测量风流两点间用压差计法测定通风阻力的实质是测量
9、风流两点间的势能差和动压差，计算出两测点间的通阻力。的势能差和动压差，计算出两测点间的通阻力。其中：右侧的第二项为动压差，通过测定、两断面的风速、大气其中：右侧的第二项为动压差，通过测定、两断面的风速、大气压、干湿球温度，即可计算出它们的值。第一项和第三项之和称为压、干湿球温度，即可计算出它们的值。第一项和第三项之和称为势能差，需通过实际测定。势能差，需通过实际测定。1 1）布置方式及连接方法）布置方式及连接方法z1z22021/9/2416）阻力计算）阻力计算 压差计压差计“”感受的压力：感受的压力：压差计压差计“”感受的压力：感受的压力：故压差计所示测值：故压差计所示测值：设设 且与且与1
10、 1、2 2断面间巷道中空气平均断面间巷道中空气平均 密度相等，则：密度相等，则：式中：式中：Z Z1212为为1 1、2 2断面高差，断面高差，h h 值即为值即为1 1、2 2两断面压能与位能和的差两断面压能与位能和的差值。根据能量方程，则值。根据能量方程，则1 1、2 2巷道段的通风阻力巷道段的通风阻力h hR R1212为：为：把压差计放在把压差计放在1 1、2 2断面之间，测值是否变化？断面之间，测值是否变化？2021/9/2417(2)(2)、气压计法、气压计法由能量方程：由能量方程：h hR12R12=(P=(P1 1-P-P2 2)+()+(1 1v v1 12 2/2-/2-
11、2 2v v2 22 2/2/2)+)+m12m12gZgZ1212用精密气压计分别测得用精密气压计分别测得1 1，2 2断面的静压断面的静压P P1 1，P P2 2用干湿球温度计测得用干湿球温度计测得t t1 1,t,t2 2,t,t1 1,t,t2 2,和和 1 1,2 2，进而计算，进而计算 1 1，2 2用风表测定用风表测定1 1，2 2断面的风速断面的风速v1,v2v1,v2。m12m12为为1 1，2 2断面的平均密度，若高差不大，就用算术平均值，断面的平均密度，若高差不大，就用算术平均值，若高差大，则有加权平均值；若高差大，则有加权平均值；Z Z121211，2 2断面高差，从
12、采掘工程平面图查得。断面高差，从采掘工程平面图查得。可用逐点测定法，一台仪器在井底车场监视大气压变化，然可用逐点测定法，一台仪器在井底车场监视大气压变化，然后对上式进行修正。后对上式进行修正。h hR12R12=(P=(P1 1-P-P2 2)+)+P P1212（+(+(1 1v v1 12 2/2-/2-2 2v v2 22 2/2/2)+)+m12m12gZgZ12122021/9/2418例例题题3-33-3某某设设计计巷巷道道为为梯梯形形断断面面，S S=8m=8m2 2，L L=1000m=1000m，采采用用工工字字钢钢棚棚支支护护，支支架架截截面面高高度度d d0 0=14cm
13、=14cm，纵纵口口径径=5=5，计计划划通通过过风风量量Q=1200mQ=1200m3 3/min/min，预预计计巷巷道中空气密度道中空气密度=1.25kg/m=1.25kg/m3 3，求该段巷道的通风阻力。，求该段巷道的通风阻力。解解 根据所给的根据所给的d d0 0、S S值，由附录值，由附录4 4附表附表4-44-4查得查得:0 0=284.210=284.2104 40.88=0.025Ns0.88=0.025Ns2 2/m/m4 4则：巷道实际摩擦阻力系数则：巷道实际摩擦阻力系数 Ns Ns2 2m m4 4巷道摩擦风阻巷道摩擦风阻巷道摩擦阻力巷道摩擦阻力2021/9/2419二
14、、局部阻力二、局部阻力 1.1.局部阻力及其计算局部阻力及其计算 由由于于井井巷巷断断面面、方方向向变变化化以以及及分分岔岔或或汇汇合合等等原原因因，使使均均匀匀流流动动在在局局部部地地区区受受到到影影响响而而破破坏坏，从从而而引引起起风风流流速速度度场场分分布布变变化化和和产产生生涡涡流流等等，造造成成风风流流的的能能量量损损失失，这这种种阻阻力力称称为为局局部部阻阻力力。由由于于局局部部阻阻力力所所产产生生风风流流速速度度场场分布的变化比较复杂性，对局部阻力的计算一般采用经验公式。分布的变化比较复杂性，对局部阻力的计算一般采用经验公式。和摩擦阻力类似，局部阻力和摩擦阻力类似，局部阻力h h
15、l l一般也用动压的倍数来表示：一般也用动压的倍数来表示：式中：式中：局部阻力系数，无因次。层流局部阻力系数，无因次。层流 计算局部阻力计算局部阻力，关键是局部阻力系数确定，因，关键是局部阻力系数确定，因v=Q/S,v=Q/S,当当确定后，便可用确定后，便可用 2021/9/2420几种常见的局部阻力产生的类型：几种常见的局部阻力产生的类型：（）、突变（）、突变 紊流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流与边壁脱离的现紊流通过突变部分时，由于惯性作用，出现主流与边壁脱离的现象，在主流与边壁之间形成涡漩区，从而增加能量损失。象，在主流与边壁之间形成涡漩区，从而增加能量损失。（）、渐变（）、渐变
16、主要是由于沿流动方向出现减速增压现象，在边壁附近产生涡漩。主要是由于沿流动方向出现减速增压现象，在边壁附近产生涡漩。因为因为 V hV hv v p p ，压差的作用方向，压差的作用方向与流动方向相反，使边壁附近，流速本来就小，趋于与流动方向相反，使边壁附近，流速本来就小，趋于0,0,在这些在这些地方主流与边壁面脱离，出现与主流相反的流动，面涡漩。地方主流与边壁面脱离，出现与主流相反的流动，面涡漩。2021/9/2421（）、转弯处（）、转弯处 流体质点在转弯处受到离心力作用，在外侧出现减速增流体质点在转弯处受到离心力作用，在外侧出现减速增压，出现涡漩。压，出现涡漩。（）、分岔与会合（）、分岔
17、与会合 上述的综合。上述的综合。局部阻力的产生主要是与涡漩区有关，涡漩区愈大，局部阻力的产生主要是与涡漩区有关，涡漩区愈大，能量损失愈多，局部阻力愈大。能量损失愈多，局部阻力愈大。2021/9/24222.2.局部阻力系数局部阻力系数 紊紊流流局局部部阻阻力力系系数数一一般般主主要要取取决决于于局局部部阻阻力力物物的的形形状状，而而边边壁壁的的粗粗糙糙程程度度为次要因素。为次要因素。(1)(1)突然扩大突然扩大或或式中：式中：v v1 1、v v2 2分别为小断面和大断面的平均流速，分别为小断面和大断面的平均流速，m/sm/s；S S1 1、S S2 2分别为小断面和大断面的面积，分别为小断面
18、和大断面的面积，m m；m m空气平均密度，空气平均密度，kg/mkg/m3 3。对于粗糙度较大的井巷，可进行修正对于粗糙度较大的井巷，可进行修正 2021/9/2423(2)(2)突然缩小突然缩小对应于对应于小断面的动压小断面的动压 ，值可按下式计算：值可按下式计算：(3)(3)逐渐扩大逐渐扩大 逐渐扩大的局部阻力比突然扩大小得多，其能量损失可认为由摩擦逐渐扩大的局部阻力比突然扩大小得多，其能量损失可认为由摩擦损失和扩张损失两部分组成。损失和扩张损失两部分组成。当当2020时，渐扩段的局部阻力系数时，渐扩段的局部阻力系数可用下式求算：可用下式求算：式中式中 风道的摩擦阻力系数，风道的摩擦阻力
19、系数，NsNs2 2/m/m4 4；n n风道大、小断面积之比，即风道大、小断面积之比，即2 21 1；扩张角。扩张角。2021/9/2424(4)(4)转弯转弯巷道转弯时的局部阻力系数巷道转弯时的局部阻力系数(考虑巷道粗糙程度考虑巷道粗糙程度)可按下式计算：可按下式计算：当巷高与巷宽之比当巷高与巷宽之比H H/b b=0.2=0.21.01.0 时，时，当当 H H/b b=1=12.5 2.5 时时 式中式中 0 0假定边壁完全光滑时，假定边壁完全光滑时，9090转弯的局部阻力系数，其值见转弯的局部阻力系数，其值见表表3-3-13-3-1；巷道的摩擦阻力系数，巷道的摩擦阻力系数，N.sN.
20、s2 2/m/m4 4；巷道转弯角度影响系数，见表巷道转弯角度影响系数，见表3-3-23-3-2。2021/9/2425(5)(5)风流分叉与汇合风流分叉与汇合1)1)风流分叉风流分叉 典典型型的的分分叉叉巷巷道道如如图图所所示示，1 12 2段段的的局局部部阻阻力力h hl l2 2和和1 13 3段段的的局局部部阻阻力力h hl l3 3分别用下式计算：分别用下式计算：2)2)风流汇合风流汇合 如图所示，如图所示，1 13 3段和段和2 23 3段的局部阻力段的局部阻力h hl l3 3、h hl l2 23 3分别按下式计算：分别按下式计算：式中：式中：12231232021/9/242
21、63.3.局部风阻局部风阻在局部阻力计算式中，令在局部阻力计算式中，令 ，则有：则有：式中式中R Rl l称为局部风阻，其单位为称为局部风阻，其单位为N.sN.s2 2/m/m8 8或或kg/mkg/m7 7。此式表明，在紊流条件下局部阻力也与风量的平方成正比此式表明，在紊流条件下局部阻力也与风量的平方成正比2021/9/2427三、正面阻力三、正面阻力若风流中存在物体，则空气流动时，必然使风速突然重新分布，造成风若风流中存在物体，则空气流动时，必然使风速突然重新分布，造成风流分子间的互相冲击而产生的阻力叫正面阻力，由正面阻力所引起的流分子间的互相冲击而产生的阻力叫正面阻力，由正面阻力所引起的
22、风流能量损失叫风流能量损失叫正面阻力损失。正面阻力损失。从实验得知：从实验得知：式中：式中：正面风阻。正面风阻。2021/9/2428四、矿井通风阻力定律四、矿井通风阻力定律 前面所介绍的三种阻力形式，它们虽然具有本身的特点，但都包含一个前面所介绍的三种阻力形式，它们虽然具有本身的特点，但都包含一个共同的规律，即：共同的规律，即：式中：式中：R R风阻。风阻。这个公式是矿井通风中风量与能量损失之间相互关系的一个普遍规律，称这个公式是矿井通风中风量与能量损失之间相互关系的一个普遍规律，称为矿井通风阻力定律。将以它作为一个基本的规律，去分析今后所遇为矿井通风阻力定律。将以它作为一个基本的规律，去分
23、析今后所遇到的矿井通风中的若干问题，从而找出解决矿井通风的方法。到的矿井通风中的若干问题，从而找出解决矿井通风的方法。2021/9/2429第三节第三节 矿井风阻特性曲线及等积孔矿井风阻特性曲线及等积孔 一、矿井风阻特性曲线一、矿井风阻特性曲线 在在紊紊流流条条件件下下，摩摩擦擦阻阻力力和和局局部部阻阻力力均均与与风风量量的的平平方方成成正正比比。故故可写成一般形式：可写成一般形式：h hRQRQ2 2 Pa Pa。对对于于特特定定井井巷巷，R R为为定定值值。用用纵纵坐坐标标表表示示通通风风阻阻力力(或或压压力力)，横横坐坐标标表表示示通通过过风风量量，当当风风阻阻为为R R时时，则则每每一
24、一风风量量Q Qi i值值，便便有有一一阻阻力力h hi i值值与与之之对对应应，根根据据坐坐标标点点（Q Qi i,h,hi i）即即可可画画出出一一条条抛抛物物线线。这这条条曲线就叫该井巷的曲线就叫该井巷的阻力特性曲线。风阻阻力特性曲线。风阻R R越大，曲线越陡。越大，曲线越陡。QhR2021/9/2430二、矿井总风阻二、矿井总风阻 从从入入风风井井口口到到主主要要通通风风机机入入口口，把把顺顺序序连连接接的的各各段段井井巷巷的的通通风风阻阻力力累累加起来，就得到矿井通风总阻力加起来，就得到矿井通风总阻力h hRmRm，这就是井巷通风阻力的叠加原则。，这就是井巷通风阻力的叠加原则。已知矿
25、井通风总阻力已知矿井通风总阻力h hRmRm和矿井总风量和矿井总风量Q Q，即可求得矿井总风阻：，即可求得矿井总风阻：N.s N.s2 2/m/m8 8 R Rm m是反映矿井通风难易程度的一个指标。是反映矿井通风难易程度的一个指标。R Rm m越大，矿井通风越困难；越大，矿井通风越困难；三、矿井等积孔三、矿井等积孔我国常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。我国常用矿井等积孔作为衡量矿井通风难易程度的指标。假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为假定在无限空间有一薄壁，在薄壁上开一面积为A A(m(m2 2)的孔口。当孔口通过的风量等于矿井风量，的孔口。当孔口通过的风量等于矿井风量，
26、且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则且孔口两侧的风压差等于矿井通风阻力时，则孔口面积孔口面积A A称为该矿井的等积孔。称为该矿井的等积孔。AIIIP2,v2P2,v22021/9/2431设风流从设风流从I III II，且无能量损失，且无能量损失，则有：则有：得：得：风流收缩处断面面积风流收缩处断面面积A A2 2与孔口面积与孔口面积A A之比称为之比称为收缩系数收缩系数，由水力学可知，由水力学可知，一般一般=0.65=0.65，故，故A A2 2=0.65=0.65A A。则。则v v2 2Q/AQ/A2 2=Q/0.65=Q/0.65A A，代入上式后并整理得：，代入上式后并整理得：
27、取取=1.2kg/m=1.2kg/m3 3，则：，则：因因R Rm m=h hm m2 2，故有，故有 由此可见，由此可见，A A是是R Rm m的函数，的函数，故可以表示矿井通风的难易程度。故可以表示矿井通风的难易程度。当当A A，容易；，容易；A A 2 2，中等；，中等；A A困难。困难。2021/9/2432例例题题3-73-7某某矿矿井井为为中中央央式式通通风风系系统统，测测得得矿矿井井通通风风总总阻阻力力h hRmRm=2800Pa=2800Pa，矿矿井井总总风风量量Q Q=70m=70m3 3/s/s，求求矿矿井井总总风风阻阻R Rm m和和等等积积孔孔A A，评评价价其其通通风
28、风难难易易程程度。度。解解 对照表对照表3-4-13-4-1可知，该矿通风难易程度属中等。可知，该矿通风难易程度属中等。1 1、对对于于多多风风机机工工作作的的矿矿井井，应应根根据据各各主主要要通通风风机机工工作作系系统统的的通通风风阻阻力力和和风风量量，分分别别计计算算各各主主要要通通风风机机所所担担负负系系统统的的等等积积孔孔，进进行行分分析析评评价。价。2021/9/2433 2、必须指出，表、必须指出，表3-4-1所列衡量矿井通风难易程度的等积孔值，所列衡量矿井通风难易程度的等积孔值，是是1873年缪尔格年缪尔格(Murgue)根据当时的生产情况提出的根据当时的生产情况提出的3，一直，
29、一直沿用至今。由于现代的矿井规模、开采方法、机械化程度和通风机沿用至今。由于现代的矿井规模、开采方法、机械化程度和通风机能力等较以前已有很大的发展和提高，表中的数据对小型矿井还有能力等较以前已有很大的发展和提高，表中的数据对小型矿井还有一定的参考价值，对大型矿井或多风机通风系统的矿井，衡量通风一定的参考价值，对大型矿井或多风机通风系统的矿井，衡量通风难易程度的指标还有待研究。难易程度的指标还有待研究。2021/9/2434第四节第四节 降低矿井通风阻力措施降低矿井通风阻力措施 降低矿井通风阻力，对保证矿井安全生产和提高经济效益具有重要意义。降低矿井通风阻力，对保证矿井安全生产和提高经济效益具有
30、重要意义。一、降低摩擦风阻一、降低摩擦风阻 1 1减小摩擦阻力系数减小摩擦阻力系数。2 2保保证证有有足足够够大大的的井井巷巷断断面面。在在其其它它参参数数不不变变时时，井井巷巷断断面面扩扩大大33%33%，R Rf f值可减少值可减少50%50%。3 3选选用用周周长长较较小小的的井井巷巷。在在井井巷巷断断面面相相同同的的条条件件下下，圆圆形形断断面面的的周周长长最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。最小，拱形断面次之，矩形、梯形断面的周长较大。4 4减少巷道长度。减少巷道长度。5 5避免巷道内风量过于集中。避免巷道内风量过于集中。2021/9/2435二、降低局部风阻二、降低局部风
31、阻 局部阻力与局部阻力与值成正比，与断面的平方成反比。因此，为降低局值成正比，与断面的平方成反比。因此，为降低局部阻力，应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小，断面大小悬部阻力，应尽量避免井巷断面的突然扩大或突然缩小，断面大小悬殊的井巷，其连接处断面应逐渐变化。尽可能避免井巷直角转弯或殊的井巷，其连接处断面应逐渐变化。尽可能避免井巷直角转弯或大于大于90的转弯，主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等。要加的转弯，主要巷道内不得随意停放车辆、堆积木料等。要加强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要及时处理。强矿井总回风道的维护和管理，对冒顶、片帮和积水处要及时处理。2021/9/243
32、6三、降低正面风阻三、降低正面风阻 在通风井巷中，应清除不必要的堆积物，尤其是抽出式通风的回风道，在通风井巷中，应清除不必要的堆积物，尤其是抽出式通风的回风道，往往不易引起人们的重视。这一点应予特别注意。往往不易引起人们的重视。这一点应予特别注意。四、合理选择降低风阻的井巷四、合理选择降低风阻的井巷 降低风阻的目的，是为了降低通风阻力从而降低电耗。在同样风阻的降低风阻的目的，是为了降低通风阻力从而降低电耗。在同样风阻的条件下，风量的大小对阻力的影响更为突出一些。那么在风量大的井条件下，风量的大小对阻力的影响更为突出一些。那么在风量大的井巷采取降低风阻的措施，收效就显著得多。所以对主要的进、出风
33、井巷采取降低风阻的措施，收效就显著得多。所以对主要的进、出风井巷，采用适当措施降低风阻就显得特别重要。巷，采用适当措施降低风阻就显得特别重要。2021/9/2437第五节第五节 风速的测定风速的测定一、风速表一、风速表1 1、翼式风速由于翼片较轻，可测定、翼式风速由于翼片较轻，可测定0.5-10m/s0.5-10m/s的风速。的风速。2 2、杯式风速用于测定大于、杯式风速用于测定大于10m/s10m/s的风速。的风速。3 3、热热球球式式电电风风速速计计是是一一种种灵灵敏敏性性较较高高的的风风表表，由由热热球球探探头头和和测测量量仪仪表表两两部部分分组组成成。该该风风速速计计不不必必携携带带秒
34、秒表表，操操作作简简便便，有有0.05-10m/s0.05-10m/s及及10m/s10m/s以以上两种测定范围的风速计。上两种测定范围的风速计。此此外外，还还可可根根据据皮皮托托管管测测出出的的动动压压值值计计算算风风速速；也也可可用用烟烟雾雾对对风风速速作作粗粗略略测定。测定。二、风速的测定二、风速的测定 由于风流在断面上速度分布不同，为了测定平均风速，可按以下方法测由于风流在断面上速度分布不同，为了测定平均风速，可按以下方法测定：定：1.1.迎面法测风员面向风流，手持风表，手臂伸向正前方。迎面法测风员面向风流，手持风表，手臂伸向正前方。2.2.侧身法侧风员背向巷道壁，手持风表，手臂伸出与
35、风流垂直。侧身法侧风员背向巷道壁，手持风表，手臂伸出与风流垂直。2021/9/2438第六节第六节 矿井巷道摩擦阻力系数的测定矿井巷道摩擦阻力系数的测定 矿井中大多数通风井巷风流的矿井中大多数通风井巷风流的ReRe值已进入阻力平方区，值已进入阻力平方区，值只与相对值只与相对糙度有关，对于几何尺寸和支护已定型的井巷，相对糙度一定，则糙度有关，对于几何尺寸和支护已定型的井巷，相对糙度一定，则可视可视为定值；在标准状态下空气密度为定值；在标准状态下空气密度=1.2kg/m=1.2kg/m3 3。对上式，对上式，令：令：称为摩擦阻力系数称为摩擦阻力系数，单位为，单位为kg/mkg/m3 3 或或 N.
36、s N.s2 2/m/m4 4。则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计算式写为：则得到紊流状态下井巷的摩擦阻力计算式写为：标准摩擦阻力系数：标准摩擦阻力系数：通过大量实验和实测所得的、在标准状态（通过大量实验和实测所得的、在标准状态（0 0=1.2kg/m=1.2kg/m3 3）条件下的）条件下的井巷的摩擦阻力系数，井巷的摩擦阻力系数，即所谓标准值即所谓标准值0 0值值，当井巷中空气密度，当井巷中空气密度1.2kg/m1.2kg/m3 3时，其时，其值应按下式修正：值应按下式修正：2021/9/2439 还应说明，当巷道漏风时，应按两测点的风量求出巷道还应说明，当巷道漏风时，应按两测点的风量求出巷道
37、的平均风量。再求出的平均风量。再求出a a值。测定时应注意以下几点值。测定时应注意以下几点:(1)(1)压差计应放在欲测段风流下方测点的后面距离压差计应放在欲测段风流下方测点的后面距离6 68m8m处，以免影响压差的测定。处，以免影响压差的测定。(2)(2)读数时，两测点之间不应有行人或车辆。读数时，两测点之间不应有行人或车辆。(3)(3)胶皮管内不能进水，管内应畅通无阻。胶皮管内不能进水，管内应畅通无阻。(4)(4)各接头处不能有漏气。各接头处不能有漏气。(5)(5)皮托管应用支架支撑牢固。皮托管应用支架支撑牢固。2021/9/2440第三章第三章 习题习题3-23-23-63-63-73-73-83-83-103-103-113-112021/9/2441