矿内空气动力学基础ppt课件.ppt

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1、矿井通风与安全MineVentilationandSafety采矿工程教学课件采矿工程系杜锋1第2章矿内空气动力学基础煤及煤层气工程教学课件2内容回顾第1章矿内空气1.1矿内空气成分及其基本性质1.2矿内空气的主要物理参数1.3矿井气候3第2章矿井空气流动基本理论研究矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律，根据能量平衡及转换定律，结合矿井风流的特点，分析矿井风流任一断面上的机械能和风流沿井巷运动的能量变化规律及其应用，为以后章节提供理论基础。42.1空气主要物理参数2.2风流能量与压力2.3风流压力及压力坡度通风能量方程2.4能量方程在矿井通风中

2、的应用第2章矿井空气流动基本理论5学习目标、重点与难点学习目标1、空气的物理参数2、风流能量与能量方程3、风流压力及压力坡度重点与难点1、点压力之间的关系2、能量方程及其在矿井中的应用6一、温度—大量分子热运动的集体表现温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄氏温标：T=273.15+t生产矿井采掘工作面的空气温度不超过26℃，机电硐室的空气温度不超过30℃。-170℃：生命存活的低温极限这样的温度已有最简单的微生物能够生存了。-130℃：地球最低气温南极最高峰文森峰，这里年平均气温-129℃，夏日平均气

3、温-117.7℃。而地球上第一高峰珠穆朗玛峰夏日平均气温也有-45℃，南极地区的冷烈可见一斑。40℃：人体自身的温度极限人属于恒温动物，一般说来不会超出35℃～42℃的范围，41℃时人体器官肝、肾、脑将发生功能障碍，连续几天42℃的高烧，足以致使成年人丧命。2.1空气主要物理参数7二、压力（压强）1）定义：空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在矿井通风中习惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。2）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=hAm32.1空气主要物理参数8根据密

4、度的定义，这时液体的质量为：mass=V=hAkg液体的重力为：F=hAgN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。2.1空气主要物理参数93、矿井常用压强单位：Pa、MPa、mmHg、mmH20、mmbar、bar、atm等换算关系：1atm=760mmHg=1013.25mbar=101325Pa1mbar=100Pa=10.2mmH201mmHg=13.6mmH20=133.32Pa2.1空气主要物理参数10三、湿度表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。表示空气湿度的方法：绝对湿度、相

5、对温度和含湿量三种。１)绝对湿度每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。其单位与密度单位相同（kg/m3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密度。v=Mv/V2.1空气主要物理参数11饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱和水蒸分压力，PS，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度，s。2.1空气主要物理参数12２、相对湿度单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（V）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（S）之比称为空气的相对湿度

6、：φ＝V／S反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度。Φ愈小空气愈干爆，φ＝０为干空气；φ愈大空气愈潮湿，φ＝１为饱和空气。露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。2.1空气主要物理参数13例如：甲地：t=18℃，V＝0.0107kg/m3乙地：t=30℃，V＝0.0154kg/m3解：查附表当t为18℃，s＝0.0154kg/m3，当t为30℃，s＝0.03037kg/m3，∴甲地：φ＝V／S＝0.70＝70%乙地：φ＝V／S＝0.51＝51%乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相

7、对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。2.1空气主要物理参数14将，代入得：2.1空气主要物理参数15井下空气湿度的变化规律进风线路有可能出现冬干夏湿的现象。进风井巷有淋水的情况除外。在采掘工作面和回风线路上，气温长年不变，湿度也长年不变，一般都接近100％，随着矿井排出的污风，每昼夜可从矿井内带走数吨甚至上百吨的地下水。进风路线回风路线采掘工作面湿度夏冬2.1空气主要物理参数16四、焓焓是一个复合的状态参数，它是内能u和压力功PV之和，焓也称热焓。单位质量物质的焓称为比焓（有时也将比焓简称为焓），即有：i=id+d•iV=1.0045t+d•(250

8、1+1.85t)实际应用焓-湿图（I-d)2.1空气主要物理参数17五、粘性流体