矿内空气动力学基础知识培训精.ppt

矿内空气动力学基础知识培训课件第1页，本讲稿共20页n流体具有流动性，两层流体以一定速度作相对运动时，在两层的交界面上就要产生内摩擦力，又叫粘滞力。n一般来说，流体是可以压缩的，当压力改变时其体积就要改变，因而密度也随之必变。n既没有内摩擦又没有压缩性的流体，叫做理想流体。理想流体第2页，本讲稿共20页一、压力一、压力 压力压力（N/m2，Pa，J/m3）压压头头：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 m32风流压力与能量第3页，本讲稿共20页根据密度的定义，这时液体的质量为：mass=V=hA kg液体的重力为：F=hAg N根据压力的定义,有 P=F/A=gh N/m2 or Pa 因此，如果液体的密度已知，h就可代表压力第4页，本讲稿共20页_ _点压力：静压、全压、速压第5页，本讲稿共20页相对压力、绝对压力、大气压力大气压力相对压力绝对压力第6页，本讲稿共20页二、风流能量风流任一断面上能量（机械能）由三部分组成:n热能n位能n动能在通风测量中以压力的形式出现，这三部分能量分别表示为静压，位压和动压。第7页，本讲稿共20页n1、静压能（流动功、静压能（流动功）如图所示，有一两端开口的水平管道，断面为A，在其中放入一其体积为v质量为m的单元流体，即使不考虑磨擦阻力，由于管道中存在压力P，流体的运动受阻，因此必须施加一个力F克服阻力。当力F使流体移动一段距离后，就做了功。第8页，本讲稿共20页n2、动能、动能 对一个质量为m静止的物体，施加一个恒定的力F，在t时间内加速到u，由于是匀加速，其平均速度为：(0+u)/2=u/2 m/s移动的距离为：L=(u/2)t m加速度为：a=u/t=u/t m/s2第9页，本讲稿共20页n施加的力为：F=ma=mu/tNn从静止到速度为u，F做功为：Wd=Ev=FL =(mu/t)(u/2)t =mu2/2JnEv就是质量为m的流体所具有的动能.第10页，本讲稿共20页n3、位能(势能)任何标高都可用作位能的基点。在矿井中，不同的地点标高不同，则位能不一样。质量为m的物体位于基点上，其势能为0。当对其施加一个能克服重力向上的力F，使其向上移动到高于基点Zm，力F做的功为：Wd=FZ=Ep=mgZ JEp为物体在Z高度上的势能。第11页，本讲稿共20页3能量方程（伯努力方程）截面1能量U1截面2能量U2+损失h1-2第12页，本讲稿共20页n若认为流体不可压缩，则密度不变，那么单位质量流体的伯努利方程表达式为：第13页，本讲稿共20页4压力坡度线n通风压力坡度线通风压力坡度线是对能量方程的图形描述，反映空气在流动过程中压力沿程的变化规律、通风压力呵通风阻力之间的相互关系和相互转换。n通风压力坡度线是通风管理和均压防灭火的有力工具。第14页，本讲稿共20页如图所示的压入式通风系统，能量方程为：式中Hs=P1-P2通风机在风硐中所造成的相对静压；Hn自然风压，Pa压入式通风的压力分布第15页，本讲稿共20页由于通风机入口外P0，风速等于0，忽略这段巷道的阻力不计时，其能量方程式为：Hf通风机全压，Pa。n能量方程为：此式表明，通风机全压与自然风压共同作用，克服了矿井阻力，并在出风井口造成动压损失。第16页，本讲稿共20页压入式通风的压力坡度线压入式通风系统压力坡度图P0为地表大气压，Pa；第17页，本讲稿共20页如图所示的抽出式通风系统，能量方程为：通风机入口2到扩散塔出口3的能量方程式：抽出式通风的压力分布第18页，本讲稿共20页因此能量方程为：当不考虑自然风压时，在通风机的全压中，用于克服矿井阻力h1、2那一部分，常称为通风机有效静压，以Hs表示：上式说明，在抽出式通风时，通风机的有效静压，等于通风机在风硐中所造成的静压与风硐中风流动压之差，或者等于通风机的全压与扩散塔出口动压之差。第19页，本讲稿共20页抽出式通风的压力坡度线抽出式通风系统压力坡度图第20页，本讲稿共20页