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1、矿内空气动力学基础矿内空气动力学基础1流体的概念n流体是一种受任何微小剪切力作用时都能连续变形的物质。流体可分为液体和气体。n气体的分子距很大，分子间的吸引力很小，因而，气体极易变形和流动，总是充满它所能够达到的全部空间。n液体的分子距较小，分子间的吸引力较大，因此流动性不如气体。一定质量的液体具有一定的体积，并取容器的形状，但不能够充满全部空间。n流体具有流动性，两层流体以一定速度作相对运动时，在两层的交界面上就要产生内摩擦力，又叫粘滞力。n一般来说，流体是可以压缩的，当压力改变时其体积就要改变，因而密度也随之必变。n既没有内摩擦又没有压缩性的流体，叫做理想流体。理想流体一、压力一、压力 压
2、力压力（N/m2，Pa ，J/m3）压压头头：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 = hA m32风流压力与能量根据密度的定义，这时液体的质量为：mass=V =hA kg液体的重力为：F=hAg N根据压力的定义,有 P=F/A=gh N/m2 or Pa 因此，如果液体的密度已知，h就可代表压力_ _点压力：静压、全压、速压相对压力、绝对压力、大气压力大气压力相对压力绝对压力二 、风流能量风流任一断面上能量（机械能）由三部分组成:热能位能动能在通风测量中以压力的形式出现，这三部分能量分别表示为静压，位压和动压。n1、静压能（流动功、静压
3、能（流动功 ）如图所示，有一两端开口的水平管道，断面为A，在其中放入一其体积为v质量为m的单元流体，即使不考虑磨擦阻力，由于管道中存在压力P，流体的运动受阻，因此必须施加一个力F克服阻力。当力F使流体移动一段距离后，就做了功。n2、动能、动能 对一个质量为m静止的物体，施加一个恒定的力F，在t时间内加速到u，由于是匀加速，其平均速度为： (0+u)/2=u/2 m/s移动的距离为：L=(u/2) t m加速度为：a=u/ t =u/t m/s2n施加的力为：F=ma=mu/tNn从静止到速度为u，F做功为：Wd =Ev =FL =(mu/t)(u/2)t =mu2/2JnEv就是质量为m的流体
4、所具有的动能.n3、位能(势能)任何标高都可用作位能的基点。在矿井中，不同的地点标高不同，则位能不一样。质量为m的物体位于基点上，其势能为0。当对其施加一个能克服重力向上的力F，使其向上移动到高于基点Zm，力F做的功为： Wd=FZ=Ep=mgZ JEp为物体在Z高度上的势能。3能量方程（伯努力方程）截面1能量U1截面2能量U2+损失h1-2n若认为流体不可压缩，则密度不变，那么单位质量流体的伯努利方程表达式为：4压力坡度线n通风压力坡度线通风压力坡度线是对能量方程的图形描述，反映空气在流动过程中压力沿程的变化规律、通风压力呵通风阻力之间的相互关系和相互转换。n通风压力坡度线是通风管理和均压防
5、灭火的有力工具。如图所示的压入式通风系统，能量方程为：式中Hs=P1-P2通风机在风硐中所造成的相对静压； Hn自然风压，Pa压入式通风的压力分布由于通风机入口外P0，风速等于0，忽略这段巷道的阻力不计时，其能量方程式为：Hf通风机全压，Pa。n能量方程为：此式表明，通风机全压与自然风压共同作用，克服了矿井阻力，并在出风井口造成动压损失。压入式通风的压力坡度线压入式通风系统压力坡度图P0为地表大气压，Pa；如图所示的抽出式通风系统，能量方程为：通风机入口2到扩散塔出口3的能量方程式： 抽出式通风的压力分布因此能量方程为：当不考虑自然风压时，在通风机的全压中，用于克服矿井阻力h1、2那一部分，常称为通风机有效静压，以Hs表示：上式说明，在抽出式通风时，通风机的有效静压，等于通风机在风硐中所造成的静压与风硐中风流动压之差，或者等于通风机的全压与扩散塔出口动压之差。抽出式通风的压力坡度线抽出式通风系统压力坡度图
