*第三节通风能量方程（二）单位体积(1m3)流量的能量方程
我国矿井通风中习惯使用单位体积（1m3）流体的能量方程。在考虑空气的可压缩性时，那么1m3空气流动过程中的能量损失（hR，J/m3（Pa），即通风阻力）可由1kg空气流动过程中的能量损失（LRJ/Kg）乘以按流动过程状态考虑计算的空气密度?m，即：hR=LR.?m；
单位体积(1m3)流量的能量方程的书写形式为：
第63页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程关于单位体积能量方程几点说明：1、1m3空气在流动过程中的能量损失（通风阻力）等于两断面间的机械能差。2、g?m（Z1-Z2）是1、2断面的位能差。当1、2断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有很大的比重，必须准确测算。其中，关键是?m的计算，及基准面的选取。?m的测算原则：将1－2测段分为若干段，计算各测定断面的空气密度(测定P、t、φ)，求其几何平均值。基准面选取：取测段之间的最低标高作为基准面。第64页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程例如：如图所示的通风系统，如要求1、2断面的位能差，基准面可选在2的位置。其位能差为：而要求1、3两断面的位能差，其基准面应选在0-0位置。其位能差为：12300第65页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程３、是1、2两断面上的动能差A、在矿井通风中，因其动能差较小，故在实际应用时，式中可分别用各自断面上的密度代替计算其动能差。即上式写成：其中：ρ１、ρ2分别为1、２断面风流的平均气密度。第66页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程B、动能系数：是断面实际总动能与用断面平均风速计算出的总动能的比。即：因为能量方程式中的v1、v2分别为1、2断面上的平均风速。由于井巷断面上风速分布的不均匀性，用断面平均风速计算出来的断面总动能与断面实际总动能不等。需用动能系数Kv加以修正。在矿井条件下，Kv一般为1.02～1.05。由于动能差项很小，在应用能量方程时，可取Kv为1。第67页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程因此，在进行了上述两项简化处理后，单位体积流体的能量方程可近似的写成：或J／m3无源有源第68页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程（三）关于能量方程使用的几点说明1.能量方程的意义是表示1kg（或1m3）空气由1断面流向2断面的过程中所消耗的能量（通风阻力），等于流经1、2断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。2.风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化；所研究的始、末断面要选在缓变流场上。第69页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程3.风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确；如果为负，则风流方与假设相反。4.正确选择求位能时的基准面。5.在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力。第70页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程6、应用能量方程时要注意各项单位的一致性。7、对于流动过程中流量发生变化，则按总能量守恒与转换定律列方程：312第71页，共112页，星期日，2025年，2月5日*第三节通风能量方程例1、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7Pa和1