能量方程在矿井通风中的应用;能量方程在矿井通风中的应用;意义:掌握压力沿程变化情况;有利于通风管理。
如图所示的通风机-水平风道系统,绘制能量(压力)坡度线。;入口断面处:
风流入口断面处的绝对全压等于大气压(可用能量方程加以证明,对入口断面的内外侧列能量方程并忽略极小的入口流动损失)
出口断面处:
风流出口断面处的绝对静压等于大气压(可用能量方程加以证明,对出口断面的内外侧列能量方程并忽略极小的出口流动损失);;作图步骤:
(1)确定基准面。一般地,以最低水平(如2-3)为基准面。
(2)测算出各断面的总压能(包括静压、动压和相对基准面的位能)。
(3)选择坐标系和适当的比例。以压能为纵坐标,风流流程为横坐标,把各断面的静压、动压和位能描在坐标系中,即得1、2、3、4断面的总能量。
(4)把各断面的同名参数点用折线连接起来,即得1-2-3-4流程上的压力坡度线。;(1)能量(压力)坡度线(a-b-c-d)清楚地反映了风流在流动过程中,沿程各断面上全能量与通风阻力hR之间的关系。全能量沿程逐渐下降,从入风口至某断面的通风阻力就等于该断面上全能量的下降值(如b0b),任意两断面间的通风阻力等于这两个断面全能量下降值的差。;(2)绝对全压和绝对静压坡度线的坡度线变化有起伏(如1~2段风流由上向下流动,位能逐渐减小,静压逐渐增大;在3~4段其压力坡度线变化正好相反,静压逐渐减小,位能逐渐增大)。说明,静压和位能之间可以相互转化。;(3)1、4断面的位能差(EP01-EP04)叫做自然风压(HN)。HN和通风机全压(Ht)共同克服矿井通风阻力和出口动能损失。;(4)能量(压力)坡度线可以清楚的看到风流沿程各种能量的变化情况。特别是在复杂通风网络中,利用能量(压力)坡度线可以直观地比较任意两点间的能量大小,判断风流方向。这对分析研究局部系统的均压防灭火和控制瓦斯涌出是有力的工具。;例如图所示的同采工作面简化系统,风流从进风上山经绕道1分为二路;一路流经1-2-3-4(2-3为工作面Ⅰ);另一路流经1-5-6-4(5-6为工作面Ⅱ)。两路风流在回风巷汇???后进入回风上山。如果某一工作面或其采空区出现有害气体是否会影响另一工作面?
;解:要回答这一问题,可以借助压力坡度线来进行分析。为了绘制压力坡度线,必须对该局部系统进行有关的测定。根据系统特点,沿风流流经的两条路线分别布置测点,测算出各点的总压能。根据测算的结果即可绘出压力坡度线见下图。由压力坡度线可见,1-2-3-4线路上各点风流的全能量大于1-5-6-4线路上各对应点风流的全能量。所以工作面Ⅰ通过其采空区向工作面Ⅱ漏风,如果工作面Ⅰ或其采空区发生火灾时其有害气体将会流向工作面Ⅱ,影响工作面Ⅱ的安全生产。;通风能量方程;通风能量方程;风流在风道中的流动可以看作是稳定流(流动参数不随时间变化的流动)。当空气从风道的1断面流向2断面,且做定常流动时(即在流动过程中不漏风又无补给),则两个过流断面的空气质量流量相等,即
ρ1?1S1=ρ2?2S2;一、风流流动连续性方程;能量方程表达了空气在流动过程中的压能、动能和位能的变化规律,是能量守恒和转换定律在矿井通风中的应用。;三、几点说明;三、几点说明;三、几点说明;