摩 擦 阻 力公开课教案_公开课摩擦力教案

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2012第二学期 公开课教案

§3.2 摩 擦 阻 力

教学目的和要求：

熟练掌握摩擦阻力的定义，计算公式；掌握摩擦风阻的计算公式、表示含义；掌握降低摩擦阻力的措施。

重点：摩擦阻力的定义、摩擦风阻表达式 难点：降低摩擦阻力的措施、计算摩擦阻力的公式 教学过程：

A组织教学：①点名

②强调课堂纪律

B复习提问：①稳定流、非稳定流的定义? ②用雷诺数Re如何划分层流与紊流? C讲授新课：

§3.2 摩 擦 阻 力

一、摩擦阻力的概念

1、定义：是指矿井风流沿程流动过程中因与井巷壁面摩擦及风流内摩擦产生的能量损失，也称沿程阻力。

2、分类：分为层流摩擦阻力和紊流摩擦阻力。

ReU由V计算出风流开始向紊流过渡的平均风速为0.022m/s, 井下风流呈现完全4S紊流的平均风速为0.95 m/s。井巷中最低风速都在0.15~0.25 m/s以上，井下风流的风速多数在0.95 m/s以上，故井下风流多数是完全紊流。本次课只介绍紊流状态下的摩擦阻力计算公式。

实际流体在流动过程中，沿程能量损失一方面（内因）取决于粘滞力和惯性力的比值，用雷诺数Re来衡量；另一方面（外因）是固体壁面对流体流动的阻碍作用，故沿程能量损失又与管道长度、断面形状及大小、壁面粗糙度有关。

根据水力学中圆形管道沿途水头损失的达西公式，可推导完全紊流状态下井巷摩擦阻力h摩的计算式为：

h摩式中

h摩——井巷摩擦阻力，Pa；

LU2Q

（3-3）3S ——井巷的摩擦阻力系数，kg/m；

3L ——井巷的长度，m；

2012第二学期 公开课教案

由式（3-7）得出，h摩与R摩成正比。因此，R摩也是反映矿井通风难易程度的一个重要指标。【例3-1】

已知某半圆拱形平巷，长400m，采用砖砌碹、外抹灰浆支护，巷道断面为6.25㎡，通过巷道的风量为1200m3/min，试求该巷道的摩擦风阻和摩擦阻力。解：查表得，采用砖砌碹、外抹灰浆支护方式的摩擦阻力系数

=24.5×10-4~29.4×10-4 kg/m3，取=28×10-4 kg/m3。

所以该巷道的摩擦风阻和摩擦阻力分别为：

R摩LUS32810-44003.846.2577kg/m0.044kg/m

6.25321200h摩R摩Q20.044Pa17.6Pa

60

四、降低摩擦阻力的措施

1、扩大巷道断面，降低摩擦风阻。

2、提高井巷壁面的平整、光滑度，降低摩擦阻力系数（）。（举例，甲、乙两巷规格尺寸、Q、支护方式相同，但甲巷壁面抹灰浆，平整、光滑，甲=39.2/104；乙巷不抹灰浆，甲，乙比甲摩擦阻力和通风电费都大75%）粗糙，乙=68.6/104。乙1.753、合理选择井巷断面形状，减少周界长度。

（梯形：U=4.16S；三心拱形： U=4.1S；半圆形：U=3.84S）

4、优化设计，准确施工，尽量缩短巷道长度。

5、风量不宜过大，满足要求即可。（h摩=RQ2）（Q↑2，h摩↑4）D巩固新课：①R摩，h摩公式书写及各字母含义

②降低h摩的措施

E布置作业：习题册 P19名词解释 一（1,2,3）P22问答题 五（1,2）F课后回忆：

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