矿井通风与安全计算题_矿井通风与安全题库

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1.工况点计算（课本p72，习题p81-82）

2通风管道或矿井的通风阻力与风流的平方成正比：h=RQ。风量越大，通风阻力越高。当通风机与通风管道或矿井相连时，通风机的个体风压曲线与管道或矿井的风阻特性曲线就有一交点，这个交点就叫做通风机的工况点。

如图所示，a、a1和a2为管道或矿井的风阻由R变为R1和R2时，所对应的工况点。工况点所对应的风量就是此时通过管道或矿井的实际风量，对应的风压就是用以克服管道或矿井通风阻力的通风压力。2.风流点压力的相互关系

风流中任一点i的动压、绝对静压和绝对全压的关系为：对全压总是等于相对静压与动压的代数和。）例、压入式通风风筒中某点i的（1）i点的绝对静压（2）i点的相对全压（3）i点的绝对全压解（1）（2）（3）

hviPtiPi（无论是压入式还是抽出式通风，任一点风流的相

hvi、hi和hti三者之间的关系为：htihihvi

hi＝1000Pa，hvi＝150Pa，风筒外与i点同标高的P0i101332Pa，求：

Pi； hti； Pti。

PiP0ihi1013321000102332Pa htihihvi10001501150Pa PtiP0ihtiPihvi102332150102482Pa hi＝1000Pa，hvi＝150Pa，P0i101332Pa，求： 例、抽出式通风风筒中某点i的风筒外与i点同标高的（1）i点的绝对静压（2）i点的相对全压（3）i点的绝对全压解（1）（2）Pi； hti； Pti。

PiP0ihi1013321000100332Pa

Pa htihihvi10001508500iti（3）tiPa（a）压入式通风；（b）抽出式通风 3.等积孔（p43）

等积孔就是用一个与井巷风阻值相当的理想孔的面积值来衡量井巷通风的难易程度。PPh1013328501004824.局部阻力计算（p41）

风流在井巷的局部地点，由于速度或方向突然发生变化，导致风流本身产生剧烈的冲击，形成极为紊乱的涡流，因而在该局部地带产生一种附加的阻力，称为局部阻力。Q,m2hRQ2 hA1.1917/R,m2 A1.1917

局部阻力her 1h12h21v1222v222

式中 v1、v2分别是局部地点前后断面上的平均风速，m/s；

1，2－局部阻力系数，无因次，分别对应于hv1、hv2。若通过局部地点的风量为Q，前后两个断面积是S1和S2，则两个断面上的平均风速为： v1=Q/S1，m/s ； v2=Q/S2，m/s。

Q2Q2her 12(Pa)222S12S2

局部风阻Rer 1（Ns2/m8)2222S12S2

her RerQ2

上式表示完全紊流状态下的局部阻力定律，和完全紊流状态的摩擦阻力定律一样，当Rer一定时，her和Q平方成正比。例如，某进风井内的风速＝8m／s，井口空气密度是1.2 kg／m3，井口的净断面S＝12.6 m2，查表3-3-2知该井口风流突然收缩的局部阻力系数是0.6，则该井口的局部阻力和局部风阻。

her0.6821.2/223.04Pa

Rer0.61.2/(212.6)20.002268(Ns2/m8）

如果上列是条件相同的回风井口，查表3-3-2知该井口风流突然扩大的局部阻力系数是l，则该井口的局部阻力和局部风阻分别为

1821.2/238.4Paher

5.风流点压力计算（p30课本例题）全压=静压+ 动压

相对全压=相对静压 + 动压 绝对全压= 绝对静压 +动压 绝对静压=相对静压+大气压 11.2/(212.6)20.003779Rer

htihihvi PtiPihvi PihiP0

对于抽出式通风，可以写成：hti负hi负hvi

ivii 在实际应用中，习惯取、的绝对值，则：ti；ti例 如图2-3-1a中压入式通风风筒中某点i的hi＝1000 Pa，hvi＝150 Pa，风筒外与i点同标高的P0i= 101332 Pa，求：（1）i点的绝对静压Pi；（2）i点的相对全压hti ；（3）i点的绝对全压Pti。

hhhhhPiP0ihi1013321000102332Pa htihihvi10001501150Pa PtiP0ihtiPihvi102332150102482Pa

例 如图2-3-1b中抽出式通风风筒中某点i的hi＝1000 Pa，hvi＝150 Pa，风筒外与i点同标高的P0i= 101332 Pa，求：（1）i点的绝对静压Pi；（2）i点的相对全压hti ；（3）i点的绝对全压Pti。

PiP0ihi1013321000100332Pa

htihihvi1000150850Pa

PtiP0ihti101332850100482Pa

6.风网计算（p115）

局部阻力计算，结合通风网络，计算不同分支阻力，计算分支风量大小，判别风流方向。大家参考课本例题P119。（1）串联网路风量关系式

Q0=Q1=Q2=Q3=·······=Qn

上式表明：串联风路的总风量等于各条分支的风量。2 风压关系式

h0=h1+h2+h3+·······+hn

上式表明：串联风路的总风压等于其中各条分支的风压之和。3 风阻关系式

R0=R1+R2+R3+·······+Rn

上式表明：串联风路的总风阻等于其中各条分支的风阻之和。（2）并联网路 1 风量关系式

Q0=Q1+Q2+Q3+·······+Qn

上式表明：并联风路的总风量等于各分支的风量之和。2 风压关系式

h0=h1=h2=h3=·······=hn

上式表明：并联风路的总风压等于各分支的风压 3 风阻关系式自然分配风量的计算

在简单并联风网中，第一和第二条分支的自然分配风量的计算式分别为：

（3）简单角联网路

如右图所示：在单角联风网中，对角分支5的风流方向，随着其它四条分支的风阻值R1、R2、R3、R4的变化，而有以下三种变化：

当风量Q5向上流时，由风压平衡定律hl>h2，h3Q4。则：R1Q12>R2Q22 → R1Q12>R2Q42 R3Q32

这就是Q5向上流的判别式。同理可得Q5向下流的判别式。

Q5等于零的判别式为 K=1 例（课本P119）图所示的风网中，各分支的风阻分别为：R1＝0.38，R2＝0.5；R3=0.2，R4＝0.085；R5＝0.65N·s2/m8。风网总风量Q＝30m3/s，无附加的机械风压和自然风压。求各分支的自然分配风量和该风网的总阻力、总风阻。解：1.判别对角分支的风向

故该对角分支中的风流是自b流向c。对于其它风网，如事先无法判别其中不稳定风流的方向，可先假定，若计算出该假定风向的风量是负值时，则假定的风向不正确，改正过来即可。(R1R4)/R2R3)=0.323

因该风网的分支数N＝5，节点数J＝4，则独立网孔或回路数M＝N－J＋1＝5－4＋1＝2。3.选择独立网孔或回路

因该风网的树枝数为J－1＝4－1＝3，故选风阻较小的三条分支c—d、b—d和a—b为树枝，构成图中实线所示的最小树c—d—b—a。又因弦数M＝2，故选风阻较大的两条分支a—c和b—c为弦。由此确定出1个独立回路a—b—d—c—a和1个独立网孔b—d—c—b来进行迭代计算。

4.拟定各分支的初始风量 首先把各个网孔看作是并联，用并联网路中自然分配风量计算公式给出各分支的风量： Q2＝Q－Q1＝30－16.03＝13.97 m3/s Q4＝Q－Q3＝30－11.84＝18.16 m3/s Q5＝Q1－Q3＝16.03－11.84＝4.19 m3/s 5．进行迭代计算(具体过程参考课本P121)对所选定的1个回路和1个网孔计算其风量校正值△Qi，然后对网孔或回路中的各分支的风量进行校正。这种校正要循环进行多次，直到达到规定的精度。

例如，对回路a—b—d—c—a，第一次的△Qi值用下式计算：

1、已知某矿井总回风量为4500 m3/min，瓦斯浓度为0.6%，日产量为4000 t，试求该矿井的绝对瓦斯涌出量和相对瓦斯涌出量。并确定该矿瓦斯等级（该矿无煤与瓦斯突出现象）。（5分）解：绝对瓦斯涌出量：Qg=4500×0.6%=27m3/min

相对瓦斯涌出量： qg=（4500×60×24×0.6%）/4000=9.72m3/t 因为：Qg

2、某梯形巷道断面上底1.8米，下底2.8米，高2米，风量Q＝480 m3/min，阻力损失40.0Pa（1）若风量Q为960 m3/min，求阻力损失（2）求原R3、如图所示的并联风网，已知各分支风阻：R1＝1.18，R2＝0.58 N•s2/m8，总风量Q＝48 m3/s，巷道断面的面积均为5 m2，求：

（1）分支1和2中的自然分配风量Q1和Q2；（2）若分支1需风量为15 m3/s，分支2需风量为33 m3/s，若采用风窗调节，试确定风窗的位置和开口面积。（12分）

4风流点压力计算

三、计算题（12-13每题10分，14题12分，15题15分，共47分）

12、如图所示，已知II.III号水柱计的读数分别为196Pa，980Pa，请问：（1）判断如图所示通风方式，标出风流方向、皮托管正负端；

（2）I、II、III号水柱计测得是何压力?求出I号水柱计读数?（10分）

解：（1）管道通风方式为抽出式（2分），风流方向为从左向右（1分），皮托管正（右）、负（左）端（2分），（2）I号测的是相对静压，II号测的是动压，III号测的是相对全压（3分）由|hti|=|hi|-hvi，可以得出I号管的读数为196+980=1176Pa（2分）

中国矿业大学矿井通风与安全计算题

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