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文档简介
矿内空气动力学基础知识培训课件第1页,共20页,2023年,2月20日,星期二流体具有流动性,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。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。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,共20页,2023年,2月20日,星期二一、压力压力(N/m2,Pa,J/m3
)
压头: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=hAm32风流压力与能量第3页,共20页,2023年,2月20日,星期二根据密度的定义,这时液体的质量为:
mass=V=hAkg液体的重力为:F=hAgN根据压力的定义,有P=F/A=ghN/m2orPa
因此,如果液体的密度已知,h就可代表压力第4页,共20页,2023年,2月20日,星期二+_点压力:静压、全压、速压第5页,共20页,2023年,2月20日,星期二相对压力、绝对压力、大气压力大气压力相对压力绝对压力第6页,共20页,2023年,2月20日,星期二二、风流能量风流任一断面上能量(机械能)由三部分组成:热能位能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,共20页,2023年,2月20日,星期二1、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,共20页,2023年,2月20日,星期二2、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/2m/s移动的距离为:L=(u/2)tm加速度为:a=△u/△t=u/tm/s2第9页,共20页,2023年,2月20日,星期二施加的力为:
F=ma=mu/tN从静止到速度为u,F做功为:
Wd=Ev=FL=(mu/t)(u/2)t=mu2/2J
Ev就是质量为
m
的流体所具有的动能.第10页,共20页,2023年,2月20日,星期二3、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=mgZJ
Ep为物体在Z高度上的势能。第11页,共20页,2023年,2月20日,星期二3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,共20页,2023年,2月20日,星期二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,共20页,2023年,2月20日,星期二4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。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,共20页,2023年,2月20日,星期二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,共20页,2023年,2月20日,星期二由于通风机入口外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。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,共20页,2023年,2月20日,星期二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,共20页,2023年,2月20日,星期二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,共20页,2023年,2月20日,星期二因此能量方程为: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
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