风流的能量和压力

重庆工程职业技术学院矿井通风主讲教师：何荣军项目介绍01学习单元2

风流的能量和压力第三章矿井通风压力*风流的能量和压力主要内容：一静压能-静压二重力位能-位压三动能-动压四风流的点压力

风流压力：单位体积空气所具有的能够对外做功的机械能。一、静压能-静压由分子热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外做功的机械能叫静压能，用Ep表示（J/m3）。当空气分子撞击到器壁上时，就有了力的效应，这种单位面积上力的效应称为静压力，简称静压，用p表示（N/m2，即Pa）。在矿井通风中，压力的概念和物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力。1.概念一、静压能-静压（1）无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力。（2）风流中任一点的静压各向同值，且垂直作用面。（3）风流静压的大小（可用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外做功的静压能的多少。2.特点一、静压能-静压

（1）绝对静压：以真空为测算零点（比较基准）而测得的压力，用p表示。（2）相对静压：以当地当时同标高的大气压力为测算基准（零点）而测得的压力，用h表示。3.表示方法

绝对静压、相对静压和大气压之间的关系风流的绝对静压（p）、相对静压（h）和与其对应的大气压（p0）三者之间的关系（见图）：h=p-p0abpa真空p0pbha(+)hb(-)p0一、静压能-静压二、重力位能-位压单位体积风流对于某基准面而具有的位能，称为位压，用hz表示。物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量，叫重力位能，简称位能，用Ep0表示。1.概念Ep0=MgZabPiZ122211

位压计算图二、重力位能-位压

在图所示的井筒中，求1-1、2-2两断面之间的位压，取2-2点为基准面。此式是位压的数学定义式。即两断面间的位压的数值就等于两断面间单位面积上的空气柱重量的数值。2.计算二、重力位能-位压

（1）位压是相对某一基准面具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。（2）位压是一种潜在的能量，不能像静压那样用仪表进行直接测量。（3）位压和静压可以相互转化，当空气由标高高的断面流至标高低的断面时，位压转化为静压；反之，当空气由标高低的断面流至标高高的断面时，静压转化为位压。3.位压的特点三、动能-动压当空气流动时，除位压和静压外，还有空气定向运动的动能，用Ev表示，J/m3；其单位体积风流的动能所转化显现的压力叫动压或称速压，用hv表示，单位Pa。1.概念三、动能-动压设某点的空气密度为ρi（kg/m3），其定向运动的流速即风速为vi（m/s），则单位体积空气所具有的动能为：2.计算三、动能-动压（1）只有做定向流动的空气才具有动压。（2）动压无绝对压力与相对压力之分，动压总大于零。（3）在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相等，所以其动压值不等。（4）动压具有方向性。当作用面与流动方向有夹角时，其感受到的动压值将小于动压真值。故在测量动压时，应使感压孔垂直于运动方向。3.特点在矿井通风中为使用方便，通常把井巷风流中某断面（或某点）的静压与动压之和称为全压；将静压与位压之和称为势压；将静压、位压和动压之和称为点压力。由于静压有相对之分，全压也分为绝对全压（pt）和相对全压（ht）。

四、风流的点压力abPa真空P0PPbha