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【正文】 = Pt6－ Pt5 通风机全压 Ht与风道通风阻力、出口动能损失的关系 hR6～ 10 = Pt6－ Pt10 ∴ 　 Pt6 = hR6～ 10＋ Pt10， hR0～ 5 = Pt0－ Pt5 ∴ Pt5 = Pt0－ hR0～ 5， Ht = Pt6－ Pt5 = hR6～ 10＋ Pt10－（ Pt0－ hR0～ 5） =hR6～ 10＋ P0＋ hv10－（ P0－ hR0～ 5） =hR6～ 10＋ hv10＋ hR0～ 5 Ht= hR0～ 10＋ hv10 Hs = hR0～ 10, Ht= Hs ＋ hv10 b、 压入段 求 i断面至出口断面的通风阻力： hRi～ 10 = hti－ ht10 = hti － hv10 求任意两断面（ i 、 j ）的通风阻力 ： hRi～ j = Pti－ Ptj= hti－ htj 　　10（一）能量（压力）坡度线的作法（二）能量（压力）坡度线的分析 1. 通风阻力与能量（压力）坡度线关系 任意两断面间的通风阻力就等于两断面的 全压差： a. 抽出段 求入口断面至 i断面的通风阻力： hR0～ i = ht0－ hti = － hti 求任意两断面（ i 、 j ） 的通风阻力 ： hRi～ j = Pti－ Ptj= hti－ htj 　　 = | htj | － | hti | 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9P0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100能量（压力）坡度线直观明了地表达了风流流动过程中的能量变化。 绝对 全压 （相对全压）沿程是 逐渐减小的； 绝对 静压 （相对静压）沿程分布是 随动压的大小变化而变化 。9910相对静压的负值越大，其扩散器回收动能的效果越好 。第四节 能量方程在通风中的应用两个特例 ：a）无正压通风段（ 6断面直接通大气 ） 通风机全压仍为： Ht = Pt6－ Pt5 　　 ∵ Pt5=Pt０ － hR０～ 5 ； Pt6= P0＋ hv6 ∴ H t= hR０～ 5＋ hv6b）无负压通风段（ ５断面直接通大气 ） ∵ 　 Pt6=hR6～ 10＋ Pt10， Pt10=P0＋ hv10； Pt5=P0 ∴ H t=hR6～ 10＋ hv10 无论通风机作何种工作方式，通风机的全压都是用于克服风道的通风阻力和出口动能损失；其中通风机静压用于克服风道的通风阻力。抽出式通风方式压入式通风方式50665 10第四节 能量方程在通风中的应用二、通风系统风流能量（压力）坡度线(一 ) 通风系统风流能量（压力）坡度线 绘制矿井通风系统的能量（压力）坡度线 (一般用绝对压力 )的方法： 是沿风流流程布设若干测点，测出各点的绝对静压、风速、温度、湿度、标高等参数，计算出各点的动压、位能和总能量；然后在压力（纵坐标）－ － 风流流程（横坐标）坐标图上描出各测点，将同名参数点用折线连接起来，即是所要绘制的通风系统风流能量（压力）坡度线。 以下图所示简化通风系统为例，说明矿井通风系统中有高度变化的风流路线上能量 (压力 )坡度线的画法。 １２ ３４第四节 能量方程在通风中的应用作图步骤： 1. 确定基准面。一般地，以最低水平 (如 23)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 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。0 1 2 3 4b0 c0 d0a1a2b2 c2a0(a) b (b1) c(c1)dd1d2P0Pa压能eEP01 EP04HNHt流程第四节 能量方程在通风中的应用b0 c0 d0a1a2b2 c2a0(a) b (b1) c(c1)dd1d2P0Pa压能eEP01 EP04HNHt１、能量（压力）坡度线（ abcd ）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。 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。(二 ) 矿井通风系统能量（压力）坡度线的分析 ４ 断面的位能差 (EP01EP04)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。 HN+Ht(d2~e)=(d0~d)+(d1~d2)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 见Ｐ３３）第四节 能量方程在通风中的应用例 2 如图 244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合后进入回风上山。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。根据测算的结果即可绘出压力坡度线见图 245。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。123456Ⅰ Ⅱ0 123456ⅠⅡ压力流程第四节 能量方程在通风中的应用三、通风系统网络相对压能图和相对等熵静压图 对于较复杂的通风系统，由于井巷分支多，结构复杂，用压力坡度线表示就会出现坡度线相互交错，给使用带来不便。为此提出了使用通风系统网络相对压能图或相对等熵静压图。 实质：就是节点赋于压能值的通风系统网络图。压能图各节点的压能值是相对于某一基准面所具有的总能量值；或是相对某一参考面（如进风井口等）之间的通风阻力。 压能图的绘制与能量（压力）坡度线的绘制基本相同。 第四节 能量方程在通风中的应用波兰学者提出了用相对等熵静压图来表示通风系统中风流各点的能位关系，因为某一节点的 相对静压 hi = Pi P0i ，而井巷风流的 P0i 未知。假设大气压随高度变化属理想的绝热等熵过程，根据气态方程可推算 P0i ， 记为 Pi 。 只要实测出通风系统中风流 i点的绝对静压 Pi，它与对应高度的等熵静压之差就是相对等熵静： 以相对等熵静压为纵坐标，横坐标无标量，按通风系统结构布置，即可画出相对等熵静压图。第四节 能量方程在通风中的应用本章小结• 根据能量平衡及转换定律，结合矿井风流的特点，讨论了空气在流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。• 根据热力学第一定律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，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。• 25• 28• 210• 213• 215• 217本章作业本章内容结束谢