ppt课件2.4矿井通风阻力测定.ppt

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1、完整版教学课件完整版教学课件2.4矿井通风阻力测定 安全工程实验教程学院学院 安全工程实验教程一、实验目的掌握用压差计法和气压计法测定矿井通风阻力的方法。 安全工程实验教程二、仪器设备补偿式微压计（U形水柱计，压差计）；胶皮管（内径46mm）40m及l00m各1根；皮托管2支；高、中、微速风表各1块，秒表1块；湿度计一台；空合气压计一个；皮尺（2030m）一根；工业酒精，直通管等。 安全工程实验教程三、实验原理1、压差计法 用压差计和皮托管测定井巷通风阻力的布置方式如图2-22所示；在测点m和n安设皮托管，用胶皮管分别将两个皮托管上的静压接在压差计上，此时压差计的读数值应为两点的静压差和位压差

2、之和，分析如下：图图2-22 2-22 压差计法测定布置示意图压差计法测定布置示意图z100-150mPm123Pnz1-皮托管；2-传压胶皮管；3-压差计 安全工程实验教程三、实验原理 从图上可知，皮托管将m点的绝对静压接受过来并经胶皮管传到压差计右侧液面上，由于胶皮管内空气柱的压力作用，其压力要减少（Z+Z）毫米水柱，所以右侧液面所受的压力为： （2-27）同理，压差计左侧液面所受的压力： （2-28）压差计液面上升高度就是两液面上的压力差所造成的，故： （2-29）式中：Pm测点m的空气绝对静压，毫米水柱； Pn测点n的空气绝对静压，毫米水柱； Z两测点的高差，m； 胶皮管中的空气密度，

3、kg/m3。 安全工程实验教程三、实验原理 测定时，如果胶皮管中空气的温度和巷道中空气的温度一致，即 ，那么 ，由此可得： （2-30）根据伯努利方程式，测点m和n间的通风阻力应为 （2-31） 安全工程实验教程三、实验原理对照上述两式可知，只要 ，则 （2-32）式中：L读压差计读数，毫米水柱； K压差计校正系数； vm，vn两测点上的平均风速，m/s； m，n两测点的空气密度，kg/m3。 上式就是用皮托管和压差计测定通风阻力计算式，所以还要用风表测定两点的平均风速，同时测量巷道的气压、温度、湿度，以计算空气密度。 安全工程实验教程三、实验原理 具体测定的做法时，从第一个测点开始，在前后两

4、测点处各设置一个静压管（或皮托管），在后测点的下风侧68m处安设压差计，将压差计调整水平并调零，长胶皮管的一端接m点的静压管（或皮托管的静压端），另一端接在压差计的“+”接管上-短胶皮管一端接n点的静压管，另一端接在压差计的“”接管上，此时待压差计液面稳定后可读数。如果液面波动，可连续读几个数求平均值。 在测定压差的同时，其他小组应进行风速、大气条件和巷道几何参数的测量。2、气压计法 气压计法是用恒温气压计或精密气压计测定两点间的绝对静压差，再加上两测点的位压差、速压差以计算通风阻力。 安全工程实验教程三、实验原理 用精密气压计法测算通风阻力，是气压计法中的一种方法。绝对静压差由数值显示的精密

5、气压计来测定，示意图和外观如图2-23所示。 该仪器的原理是利用真空膜合由于气压变化产生的位移带动差动变压器铁芯移动，其输出电压随着变化的道理，实现对气压的测定。整机为矿用本质安全型电路。图图2-23 2-23 矿用气压计示意图及外观矿用气压计示意图及外观1-压差灵敏度调电位计；2-气压零点调整电位计；3-气压灵敏度调整电位计；4-气压咀；5-充电器插座；6- 电源、开关；7- 压差调零电位计；8-转换开关图图2-23 2-23 矿用气压计示意图及外观矿用气压计示意图及外观 安全工程实验教程三、实验原理（1）仪器的操作方法 气压差显示：将仪器电源开关拔至“开”，转换开关拨至“压差”挡且调零电位

6、计不动，当气压发生变化时，仪器即可以毫米水柱为单位显示出大气压力的瞬间变化值。 气压值显示：将仪器电源开关拨至“开”，转换开关拨至“压差”档，调节“调零”电位计，使仪器显示为零，此时将转换开关拨到“气压”档，仪器显示的数值与基准气压值950毫巴相加，即可得到当地当时的大气压力值。（2）调试标定方法 压差灵敏度校正：将仪器电源开关拨至“开”，转换开关拨至“压差”档，调整仪器“调零”电位计，使仪器显示为负值，此时将一标准压力200mmH2O送至“气压咀”，仪器应显示200，如显示值与外加压力值有误差时，即调节压差灵敏度调整电位计，使仪器显示为200（显示值原负值+200）。 安全工程实验教程三、实

7、验原理 气压零点校正：将仪器电源开关拨至“开”，转换开关拨至“压差”档，调整仪器“调零”电位计，使仪器显示为零，此时将转换开关拨至“气压档，仪器显示的读数与950毫巴基准气压值相加，即为当地当时大气压力值。如与标准水银气压计读数差值超过仪器的精度指标，（压差显示精确度：士（0.3mmH2O+1%读数），气压显示精确度：100毫巴范围内，平均误差0.5毫巴），此时即调整气压零点调整电位计即可。 气压灵敏度校正：将仪器电源开关拨至“开”，转换开关拨至“压差”档，调整仪器“调零”电位计使仪器显示为零，又将转换开关拨至“气压”挡，此时仪器的气压显示值记为Pl，再将转换开关拨至“压差”档，调整“调零”电

8、位计，使仪器显示为158毫米水柱，再将转换开关拨至“气压”档，此时仪器气压显示值记为P2，计算P2Pl值应为15毫巴，如有误差，则调整气压灵敏度调整电位计。 安全工程实验教程三、实验原理（3）阻力测定方法 使用矿用气压计测定通风系统阻力及分布，可分3个步骤进行。 按通风系统拟定测定路线，进行实地调查，布置测点，并从地测图上查出各测点标高。 通风系统实测。 根据实际测量数据，进行数据整理，计算各测点间的各区段通风阻力值。 在井下用微气压计实际测定，大致可分为两种方法，即同时法与基点法。 安全工程实验教程三、实验原理 .同时法。将两台气压计带入井下，在同一地点读取气压计的读数，确定读数系统差，然后

9、二人分另进入A点与B点，在同一时刻测定两点气压，并且测定风速和温度、湿度，依次序测完通风系统内选定的线路，将数据列入表内，出井后进行数据处理。两点间的大气压力差为： （2-33）式中： 测点A与B在同一时刻的气压计读数差，mbar； 两台气压计在同一地点同一时刻的读数， mbar ； 在测点A与测点B两台气压计读数系统差校正，mbar。 （2-34） 安全工程实验教程三、实验原理 根据式(2-34)，两点间的全压差为： （2-35）式中：A，B分别为A、B两测点的空气密度，kg/m3； VA，VB分别为A、B两测点的平均风速，m/s； g重力加速度，9.8lm/s2。 因此可知，用同时法测定全

10、压差时，数据处理包括两测点的气压计读数差，两台气压计读数差校正，高程差校正和动压差等项。 安全工程实验教程三、实验原理 .基点法.这种方法只需带一台气压计到井下，测定者顺着测定路线在各测点读取气压计读数，并测取温度与风速。由于各测点不能同一时刻测定，而地表大气压力又是时刻变化的，因此需在地面井口或井底车场设一基点，放置另一台气压计，以监测大气压力的变化，并随时记录仪器的读数。 在井下巡回测定者，应准确记下读取气压计读数的时刻，最后到井上进行数据处理。两点间的大气压力差为： （2-36）式中： 分别为测定A、B点大气压时刻的基点大气压力，mbar； 基点大气压力变动校正， mbar 。 安全工程

11、实验教程三、实验原理 因此两点间的全压差为： （2-37） 从式（2-37）看出：用基点法测定全压差时，数据处理包括两测点的气压计读数差、基点大气压力变化校正、高程差校正与动压差等项。静压差及全压差为正值时，风向与巡回方向相同，为负值时，巡回方向相反。 同时法是在同一时刻测定某一区间两端的气压不需要校正大气压力的变动。通风系统的某些变动对其影响较小。基点法是在不同时刻测定某一区段两端的气压，通风系统的短暂风波动，可能引起较大误差。 注：空气密度的求算：按=0.416P/T（kg/m3）计算，P为大气压力，mmHg，T为绝对温度，273+t，K。 安全工程实验教程四、实验步骤 （1）在管网系统中

12、，在风道内选择某一测段，将单管压差计调平，分别在该测段的进风侧和回风侧两个测点放置皮托管，用胶皮管将测点皮托管中的静压管分别接到压差计的“+”、“-”两端，测算出该测段两断面间风流的势能差； （2）用皮托管和压差计分别测出各断面的平均动压并计算各断面的风量； （3）用皮尺和小钢尺量出测段长度和各断面的断面积、周长； （4）测算实验条件下的气压、温度、相对湿度，计算空气密度；进而计算各测段通风阻力、风阻、摩擦阻力系数。 （5）可根据实验装置选择多个测段。 安全工程实验教程五、注意事项（1）压差计测定防止积水，污泥进入胶皮管或因胶皮管打折而堵。（2）皮托管要正对风流，否则将影响测定精度。（3）皮托管放置在风流的涡流区内。（4）应尽可能增加两测点的长度，以减少分段测定的积累误差。