矿井通风阻力及风机静压负压全压.doc

矿井通风压力、通风阻力及风机静压、全压、负压
一、矿井通风压力(mine ventilation pressure)
指矿井风流的压强,包括静压、动压和全压。
静压空气分子之间或空气分子对风道壁施加的压力,不随方向而异。静止的空气和流动的空气均有静压。井巷或风筒中某点风流的静压与该点在深度上所处的位置和扇风机造成的压力有关。按度量静压所选择的计量基准不同,有绝对静压和相对静压之分。绝对静压是以真空状态的绝对零压为基准计量空气的静压,恒为正值。相对静压是以当地大气压力为基准计量的空气静压,当其高于大气压时为正值,称正压;反之为负值,称负压。
动压空气流动而产生的压力,恒为正值。风流动压的计算式,式中Hu为动压,Pa;u为风速,m/s;p为空气密度,kg/m3。
全压静压与动压之和,有绝对全压和相对全压之分。风流中任一点的绝对全压Pt等于该点绝对静压Ps与动压Hu相加,即Pt=Ps+Hu。风流中任一点的相对全压He等于该点相对静压Hs与动压Hu的代数和,即Ht=Hs+Hu。抽出式通风风流的相对静压Hs为负值。
压力测定绝对静压用水银气压计或空盒气压计测量。相对全压、相对静压和动压用U形压差计、单管倾斜压差计或补偿式微压计与皮托管配合测量。恒温压差计可测两点间的相对静压。数字式精密气压计能测绝对静压和相对静压。
二、矿井通风阻力
矿井通风阻力是指风流从进风井进入井下、通过井下巷道后从风井出来、再从风机排出沿途所遇到的阻力(也即需要风机克服的阻力),其值由下式计算:
式中:h阻j—矿井通风阻力,Pa;
hs—风机入口静压(也称负压,若忽略静压管实际入口至风机入口处的沿程摩擦损失时,hs即为水柱计上的读数),Pa;
hv—测静压断面的速压(也称动压),Pa;
HN—矿井自然风压,Pa。
三、风机的静压、全压及速压(动压)
如下图所示:
图中:2为风机,风机左侧1为风机吸风侧,风机右侧3为风机出风侧。
风机吸风侧装了3个U型水柱计,自左至右依次所测的参数为:第一个水柱计所测的参数为风机入口静压,静压的数值为hs。由该水柱计可见两点:1、引入风压接口的轴线与风流的轴线是互相垂直的。2、水柱是被吸起来的(图中黑色部分),该水柱计左边的出口是和大气接通的,故也可认为是大气压力把水柱压起来的,因测得的值是低于大气压力的,故也称之为负压。第二个水柱计所测的参数为风机入口全压,全压的数值为h。由该水柱计也可见两点:1、引入风压接口的轴线与风流的轴线是互相
平行的,也即让风流正对着接口吹。2、水柱也是被吸起来的(图中黑色部分),该水柱计左边的出口是和大气接通的,故也可认为是大气压力把水柱压起来的,因测得的值是低于大气压力的,故也称之为负压。由上述两个水柱计的叙述可知:风机的负压有两个:负静压和负全压。人们****惯上所称的风机负压仅指风机的负静压。第三个水柱计所测的参数为风机入口速压(动压),速压的数值为hd。由该水柱计也可见:水柱计的两个接口均引入了风压,一个接口测静压,另一个接口测全压,因入口静压(吸力)大于全压(吸力),故出现差值,该差值即为风机的入口速压(动压)。
风机出风侧也装了3个U型水柱计,自左至右依次所测的参数为:第一个水柱计所测的参数为风机出口静压,静压的数值为hs。由该水柱计可见两点:1、引入风压接口的轴线与风流的轴线是