矿井空气流动的基本理论
第二章矿井空气流动的基本理论
本章的重点：
1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ；
2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和
压入式相对静压、相对全压与动压的关系
3、能量方程
连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程
4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图
本章的难点：
点压力之间的关系
能量方程及其在矿井中的应用
主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论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，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。
第一节空气的主要物理参数
一、温度
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，摄式温标T=273.15+t
二、压力（压强）
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。
P=2/3n(1/2mv2)
矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。
换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa
(见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20,
１mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
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温度。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。
ρv=M v/V
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，P S，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度ρs。
２、相对湿度
单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（ρV）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（ρS）之比称为空气的相对湿度
φ＝ρV／ρS
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。
温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点
例如：甲地：t = 18 ℃，ρV＝0.0107 Kg/m3,
乙地：t = 30 ℃，ρV＝0.0154 Kg/m3
解：查附表当t为18 ℃，ρs＝0.0154 Kg/m3, ,
当t为30 ℃，ρs＝0.03037 Kg/m3,
∴甲地：φ＝ρV／ρS＝0.7 ＝70 %
乙地：φ＝ρV／ρS＝0.51＝51 %
乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。
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。
上例 甲地、乙地的露点分别为多少？ ３、含湿量
含有1kg 干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（
kg ）称为空气的含湿量。
d= ρV ／ ρd, ρV = φPs/461T ρd =(P-φPs)/287T
d=0.622 φPs/(P- φPs)
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。
i=i d +d?i V =1.0045t+d(2501+1.85t)
实际应用焓-湿图（I-d) 五、粘性
–
流体抵抗剪切力的性质。
当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力(内摩擦力)以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。其大小主要取决于温度。
根据牛顿内摩擦定律有：
运动粘度为： m 2/s
式中：μ－－比例系数，代表空气粘性，称为动力粘性或绝对粘度。其国际单位：帕.秒，写作：Pa.S 。
温度是影响流体粘性主要因素，气体，随温度升高而增大，液体而降低 六、密度
单位体积空气所具有的质量称为空气的密度， 与P 、t 、湿度等有关。湿空气密
V
y
dy
dv S
F μ=ρ
μν=
度为干空气密度和水蒸汽密度之和，即：
根据气体状态方程，可推出空气密度计算公式：
kg/m 3 式中：P 为大气压，Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：Pa ； φ为相对湿度；
Ｔ为空气绝对温度，T= t + 273 , K 。
kg/m 3 式中：P 为大气压，Ｐsat 为饱和水蒸汽压，单位：mmHg 。 注意：Ｐ和Ｐsat 单位一致。 空气比容：ν=V/M=1/ ρ
第二节 风流的能量与压力
能量与压力是通风工程中两个重要的基本概念，压力可以理解为：单位体积空气所具有的能够对外作功的机械能。 一、风流的能量与压力 1.静压能－静压
（1）静压能与静压的概念
空气的分子无时无刻不在作无秩序的热运动。这种由分子热运动产生的分子动能的一部分转化的能够对外作功的机械能叫静压能，
在矿井通风中，压力的概念与物理学中的压强相同，即单位面积上受到的垂直作用力。静压也可称为是静压能。 （２）静压特点
a.无论静止的空气还是流动的空气都具有静压力；
)
1(003484.0378.0P
P T
P sat
φρ-
=)
1(46457.0378.0P
P T
P sat
φρ-
=v
a d ρρρ+=.
b.风流中任一点的静压各向同值，且垂直于作用面；
c.风流静压的大小（可以用仪表测量）反映了单位体积风流所具有的能够对外作
功的静压能的多少。如说风流的压力为Pa，则指风流1m3具有101332J的静压能。
（３）压力的两种测算基准（表示方法）
根据压力的测算基准不同，压力可分为：绝对压力和相对压力。
A、绝对压力：以真空为测算零点（比较基准）而测得的压力称之为绝对压力，用 P
表示。
B、相对压力：以当地当时同标高的大气压力为测算基准(零点)测得的压力称之
为相对压力，即通常所说的表压力，用h 表示。
风流的绝对压力（Pi）、相对压力（h）和与其对应的大气压（P
）三者之间的
0关系如下式所示：hi = Pi －P0
P i与h i比较：
I、绝对静压总是为正，而相对静压有正负之分；
II、同一断面上各点风流的绝对静压随高度的变化而变化，而相对静压与高度无关。
III、P i可能大于、等于或小于与该点同标高的大气压(P0i)。
2、重力位能
（1)重力位能的概念
物体在地球重力场中因地球引力的作用，由于位置的不同而具有的一种能量叫重力位能，简称位能，用 E
表示。
PO
如果把质量为M（kg）的物体从某一基准面提高Z（m），就要对物体克服重力
作功M.g.Z（J），物体因而获得同样数量（M.g.Z）的重力位能。
即： E
PO
=M.g.Z
重力位能是一种潜在的能量，它只有通过计算得其大小，而且是一个相对值。
实际工作中一般计算位能差。
（２）位能计算
重力位能的计算应有一个参照基准面。
如下图1－２两断面之间的位能差：E p012=∫ρi gdz i
（3)位能与静压的关系
当空气静止时（v=0），由空气静力学可知：各断面
的机械能相等。设以2-2断面为基准面：
1-1断面的总机械能 E
1=E
PO1
+P
1
2-2断面的总机械能 E
2=E
PO2
+P
2
由E
1=E
2
得：E PO1+P1=E PO2+P2
由于E
PO2
=0（2-2断面为基准面），
E
PO1=ρ
12
.g.Z
12
，
所以：P2=E PO1+P1=ρ12.g.Z12+P1
说明：Ｉ、位能与静压能之间可以互相转化。
II、在矿井通风中把某点的静压和位能之和称之为势能。
（4)位能的特点
a.位能是相对某一基准面而具有的能量，它随所选基准面的变化而变化。但位能
差为定值。
b.位能是一种潜在的能量，它在本处对外无力的效应，即不呈现压力，故不能象
静压那样用仪表进行直接测量。
c.位能和静压可以相互转化，在进行能量转化时遵循能量守恒定律。
3.动能－动压
（1)动能与动压的概念
当空气流动时，除了位能和静压能外，还有空气定向运动的动能，用E
v
表示，
J/m3；其动能所转化显现的压力叫动压或称速压，用符号h
v
表示，单位Pa。
（2)动压的计算
单位体积空气所具有的动能为：
E vi ＝ρi×v2×0.5 式中：ρi－－I点的空气密度，Kg/m3； v－－I点的空气流速，m/s。
E
vi 对外所呈现的动压h
vi
，其值相同。
（3)动压的特点
a.只有作定向流动的空气才具有动压，因此动压具有方向性。
b.动压总是大于零。垂直流动方向的作用面所承受的动压最大（即流动方向上的
动压真值）；当作用面与流动方向有夹角时，其感受到的动压值将小于动压真值。
c.在同一流动断面上，由于风速分布的不均匀性，各点的风速不相等，所以其动
压值不等。
d.某断面动压即为该断面平均风速计算值。
（４）全压
风道中任一点风流，在其流动方向上同时存在静压和动压，两者之和称之为该点风流的全压，即：全压＝静压＋动压。
由于静压有绝对和相对之分，故全压也有绝对和相对之分。
Ａ、绝对全压（P
ti
）
P
ti ＝ P
i
＋h
vi
B、相对全压（h
ti
）
h
ti ＝ h
i
＋h
vi
＝ P
ti
－ P
oi
说明：`A、相对全压有正负之分；
B、无论正压通还是负压通风，P
ti >P
i
h
ti
＞ h
i
。
二、风流的点压力之间相互关系
风流的点压力是指测点的单位体积(1m3)空气所具有的压力。通风管道中流动的风流的点压力可分为：静压、动压和全压。
风流中任一点i的动压、绝对静压和绝对全压的关系为：h vi=P ti-P i
h vi、h I和h ti三者之间的关系为：h ti = h i + h vi。
压入式通风（正压通风）：风流中任一点的相对全压恒为正。
∵P ti and P i > P o i
∴h i ＞０，h ti＞0 且h ti＞h i
压入式通风的实质是使风机出口风流的能量增加，即出口风流的绝对压力大于风机进口的压力。
抽出式通风（负压通风）：风流中任一点的相对全压恒为负，对于抽出式通风由于hti 和hi 为负，实际计算时取其绝对值进行计算。
∵P ti and P i＜P o i
h ti＜0 且h ti＞h i，但| h ti | < | h i|
实际应用中，因为负通风风流的相对全压和相对静压均为负值，故在计算过程中取其绝对值进行计算。
即：| h ti | = | h i| －h vi
抽出式通风的实质是使风机出口风流的能量降低，即出口风流的绝对压力小于风机进口的压力。
风流点压力间的关系
例题2-2-1如图压入式通风风筒中某点i的hi=1000Pa，hvi=150Pa，风筒外与i点同标高的P0i=101332Pa，求：
(1) i点的绝对静压P
i
；
(2) i点的相对全压h
ti ；
(3) i点的绝对静压P
ti
。
解：(1) P
i =P
0i
+h
i
=101332+1000=102332Pa
(2) h
ti =h
i
+h
vi
=1000+150=1150Pa
(3 P
ti =P
0i
+h
ti
=P
i
+h
vi
=101332.32+1150=Pa
例题2-2-2如图抽出式通风风筒中某点i的h
i =1000Pa，h
vi
=150Pa，风筒外与i点同
标高的P
0i
=101332Pa，求：
(1) i点的绝对静压P
i
；
(2) i点的相对全压h
ti
；
(3) i点的绝对静压P
ti
。
解：(1) P
i =P
0i
+h
i
=101332.5-1000=100332Pa
(2) | h ti | = | h i| －h vi＝1000-150=850Pa
h ti ＝－850 Pa
(3) P ti=P0i+h ti=101332.5-850=100482Pa
三、风流点压力的测定
１、矿井主要压力测定仪器仪表
（１）绝对压力测量：空盒气压计、精密气压计、水银气压计等。(介绍实物)（２）压差及相对压力测量：恒温气压计、“Ｕ”水柱计、补偿式微压计、倾斜单管压差计。
（３）感压仪器：皮托管，承受和传递压力，+ - 测压
２、压力测定
（１）绝对压力－－直接测量读数。
（２）相对静压(以如图正压通风为例) （注意连接方法）：
推导如图h = h i?
以水柱计的等压面0 ’ －0’ 为基准面，
设: i点至基准面的高度为 Z ，胶皮管内的
空气平均密度为ρ
m
，胶皮管外的空气平均密
度为ρ
m ’；与i点同标高的大气压P
0i
。
则水柱计等压面0 ’ －0’两侧的受力分别为：
水柱计左边等压面上受到的力：
P 左＝ P ０+ ρ水gh ＝P 0i + ρm ’g(z-h)+ ρ水gh 水柱计右边等压面上受到的力： P 右＝ P 0i +ρm gz
由等压面的定义有： P 左＝ P 右 ，即： P 0i +ρm ’g(z-h)+ ρ水gh ＝ P 0i +ρm gz 若 ρm ＝ ρm ’ 有：
∵ ρ水 ＞＞ ρm
对于负压通风的情况请自行推导（注意连接方法）： 说明：（I ）水柱计上下移动时，h i 保持不变；
（II ）在风筒同一断面上、下移动皮托管，水柱计读数不变，说明同一断面上 h i 相同。
（３）相对全压、动压测量
测定连接如图（说明连接方法及水柱高度变化）
(以上关系，实验室验证)
第三节 矿井通风中的能量方程
g
h m
i i p p ?=
--ρρ水0i
i i i i
i h g
h g
p p g h p p =?=?-=?=-)(00水
ρ
当空气在井巷中流动时，将会受到通风阻力的作用，消耗其能量；为保证空气连续不断地流动，就必需有通风动力对空气作功，使得通风阻力和通风动力相平衡。
一、空气流动连续性方程
在矿井巷道中流动的风流是连续不断的介
质，充满它所流经的空间。在无点源或点汇存
在时，根据质量守恒定律：对于稳定流，流入某空间的流体质量必然等于流出其的流体质量。
如图井巷中风流从1断面流向2 断面，作定常流动时，有：
ρ
１
V1 S1＝ρ２V２S２Mi=const
式中ρ
１、ρ
2
－－1、2断面上空气的平均密度，kg/m3 ；
V1,，V2－－1、2 断面上空气的平均流速，m/s；
S1、S2－－1、２断面面积，m2。
两种特例：
（I）若S1＝S2 ，则ρ１V1＝ρ２V２；
（II）若ρ１＝ρ２，则V1 S1＝V２S２。对于不可压缩流体，通过任一断面的体积流量相等，即Q=v i S i=const
二、可压缩流体的能量方程
能量方程表达了空气在流动过程中的压能、动能和位能的变化规律，是能量守恒和转换定律在矿井通风中的应用。
（一）、单位质量(1kg)流量的能量方程
在井巷通风中，风流的能量由机械能（静压能、动压能、位能）和内能组成，常用1kg空气或1m3空气所具有的能量表示。
机械能：静压能、动压能和位能之和。
内能：风流内部所具有的分子内动能与分子位能之和。空气的内能是空气状态参数的函数，即：u = f（T，P）。能量分析
任一断面风流总机械能：压能＋动能＋位能 任一断面风流总能量：压能＋动能＋位能＋内能， 所以，对单位质量流体有：
假设：1kg 空气由1 断面流至2 断面的过程中，
L R （J/kg ）：克服流动阻力消耗的能量；
q R （J/kg ）：L R 部分转化的热量(这部分被消耗的能量将转化成热能仍存在于空气中）；
q （J/kg ）：外界传递给风流的热量（岩石、机电设备等）。 根据能量守恒定律：
根据热力学第一定律，传给空气的热量（q R +q ），一部分用于增加空气的内能，
一部分使空气膨胀对外作功，即：
式中：v 为空气的比容，m 3/kg 。 又因为：
??1
2
1
2
dP
1
=
dP ρ
v 1
12
111
u .2v
P :11+++-Z g ρ断面总能量2
22
222
u .2
v
P :22+++-Z g ρ断面总能量=+++++R
q q Z g 112
111u .2v P ρR 22
222L
u .2v P 2＋+++Z g ρ
上述三式整理得：
即为：单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程的一般形式。 式中 称为伯努力积分项，它反映了风流从1断面流至2
断面的 过 程中的静压能变化，它与空气流动过程的状态密切相关。对于不同的状态过程，其积分结果是不同的。
对于多变过程，过程指数为 n ，对伯努利积分进行积分计算，可得到：单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程可写成如下一般形式。
其中 过程指数n 按下式计算：
有压源 L t 在时，单位质量可压缩空气井巷中流动时能量方程可写成如下一般形式。
令
式中 ρm 表示1，2断面间按状态过程考虑的空气平均密度，得
m ρρρ2
12211
P P P P 1n n -=???
? ??-
-
则单位质量流量的能量方程式又可写为
（二）、单位体积(1m 3)流量的能量方程
我国矿井通风中习惯使用单位体积（1m 3）流体的能量方程。在考虑空气的可压缩性时，那么1m 3 空气流动过程中的能量损失（h R ，J/m 3（Pa ），即通风阻力）可由1kg 空气流动过程中的能量损失（L R J/Kg ）乘以按流动过程状态考虑计算的空气密度ρm ，即：h R =L R .ρm ；则单位体积(1m 3)流量的能量方程的书写形式为：
几点说明：
1、1m 3 空气在流动过程中的能量损失（通风阻力）等于两断面间的机械能差。
2、g ρm （Z 1-Z 2）是1、2 断面的位能差。当1、2 断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有很大的比重，必须准确测算。其中，关键是ρm 的计算，及基准面的选取。
ρm 的测算原则：将1－2 测段分为若干段，计算各测定断面的空气密度(测定 P 、t 、φ)，求其几何平均值。
基准面选取：取测段之间的最低标高作为基准面。
???
? ??--=
???
?
??-
--=
221
12
21
12
1
2
1221
1
2
1P P /P /P ln
P P ln
P P P P 1n n P P ρ
ρρρρρρm ()Lt Z +-+???? ??-+-=
212221m
2
1R Z g 2v 2v P P L ρ()Lt Z +-+???
? ??-+-=
212221m
2
1R Z g 2v 2v P P L
ρ
例如：如图所示的通风系统，如要求1、2断面的位能差， 基准面可选在2的位置。其位能差为： 而要求1、3两断面的位能差，其基准面应选 在0-0位置。其位能差为：
３、 是1、2两断面上的动能差
A 、 在矿井通风中，因其动能差较小，故在实际应用时，式中可分别用各自断
面上的密度代替计算其动能差。即上式写成：
其中： ρ１、ρ2分别为1、２断面风流的平均气密度。
B 、动能系数：是断面实际总动能与用断面平均风速计算出的总动能的比。即：
因为能量方程式中的v 1、v 2分别为1、2断面上的平均风速。由于井巷断面上风速分布的不均匀性，用断面平均风速计算出来的断面总动能与断面实际总动能不等。需用动能系数K v 加以修正。在矿井条件下，K v 一般为1.02～1.05。由于动能差项很小，在应用能量方程时，可取K v 为1。
因此，在进行了上述两项简化处理后，单位体积流体的能量方程可近似的写成：
?==
1
2
12
12
po12gZ gdZ E m ρ
ρ?-==
1
3
30
301010
po13gdZ E gZ gZ m m ρρ
ρm
ρ???
? ??-2v 2v 222
1???
? ?
?-
=2
22
1
2
112
2
v 2
v ρρv
h
J ／m 3
J ／m 3
（三）、关于能量方程使用的几点说明
1. 能量方程的意义是，表示1kg （或1m 3）空气由1断面流向2断面的过程中所消耗的能量（通风阻力），等于流经1、2断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。
2. 风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化；所研究的始、末断面要选在缓变流场上。
3. 风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用始末两断面上的总能量来进行，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确；如果为负，则风流方与假设相反。
4. 正确选择求位能时的基准面。
5. 在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力。
６. 应用能量方程时要注意各项单位的一致性。
7、对于流动过程中流量发生变化，则按总能量守恒与转换定律列方程
例 1、 在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7 Pa 和101858 Pa ，若S 1=S 2，两断面间的高差Z 1-Z 2=100米，巷道中ρm12=1.2kg/m 3，求：1、2两断
R13
3R12232
33333222
222212
111
11h Q h Q 2v P Z Q 2v P Z Q 2v P Z Q ?+?+???
? ??+++???? ??++=???? ??++ρρρρρρg g g m m m
面间的通风阻力，并判断风流方向。 解：假设风流方向1→2，列能量方程：
=（101324.7－101858）＋0＋100×9.81×1.2= 643.9 J/m 3。 由于阻力值为正，所以原假设风流方向正确，1→2。
例 2、 在进风上山中测得1、2两断面的有关参数，绝对静压P 1=106657.6Pa ，P 2=101324.72Pa ；标高差Z 1-Z 2=－400m ；气温t 1=15℃，t 2=20℃；空气的相对湿度?1=70%，?2=80%；断面平均风速v 1=5.5m/s ，v 2=5m/s ；求通风阻力L R 、h R 。 解：查饱和蒸汽表得；t 1=15℃时，P S1=1704Pa ；t 2=20℃时，P S2=2337Pa ；
= 382.26 J/kg 又 ∵
()()m12
21222
12121R12
g 2v 2v P P h ρρρZ Z -+???
? ??-+-=3
1/2841.16
.1066571704
7.0378.0115.2886.106657003484.0m kg =??
? ????-
??
=ρ3
2/1958.172.10132423378.0378.0115.29372.101324003484.0m
kg =??
? ????-??
=ρ72
.01958
.1ln 2841.1ln 2ln101324.7-ln106657.6ln ln lnP lnP =
n 2121=-=--ρρ()2122
2
12211R Z g 2v 2v P P 1n n L Z -+???
? ??-+???? ??--=ρρ()40081.9255.51958.172.1013242841.16.106657172.072.022-?+???
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??-+??? ??-?-=
= 1.23877 kg/m 3 ∴
= 475.19 J/m 3
或 h R =L R ×ρm =382.26×1.23877= 473.53 J/m 3。
第四节 能量方程在矿井通风中的应用
一、水平风道的通风能量（压力）坡度线 （一）、 能量（压力）坡度线的作法
意义：掌握压力沿程变化情况；有利于通风管理。
?
??? ??--=
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221
1221
121
2
122112
1P P /P /P ln P P ln
P P P P 1n n P P ρρρρρρρm ?
?? ??--=
1958.172.1013242841.16.1066571958
.1/101324.722841.1/106657.6ln
101324.72106657.6ln
72
.1013246.106657()21m 22
2121R Z g 2v 2v P P h Z m -+???? ?
?-+-=ρρ()40023877.181.923877.12525.572.1013246.10665722-??+?????
??-+-=
如图所示的通风机－水平风道系统，绘制能量（压力）坡度线。 １、风流的边界条件
入口断面处： 风流入口断面处的绝对全压等于大气压（可用能量方程加以证明，对入口断面的内外侧列能量方程并忽略极小的入口流动损失），即： P tin = P 0，所以，h tin = 0，h in = - h vin ；
出口断面处 ： 风流出口断面处的绝对静压等于大气压（可用能量方程加以证明，对出口断面的内外侧列能量方程并忽略极小的出口流动损失），即： P ex = P 0，所以，h ex = 0，h tex = h vex ； ２、作图步骤
１）、以纵坐标为压力（相对压力或绝对压力），横坐标为风流流程。 ２）、根据边界条件确定起始点位置。
３）、将各测点的相对静压和相对全压与其流程的关系描绘在坐标图中。 ４）、最后将图上的同名参数点用直线或曲线连接起来，就得到所要绘制的能量（压力）坡度线。
（二）、 能量（压力）坡度线的分析
1、 通风阻力与能量（压力）坡度线的关系
由于风道是水平的，故各断面间无位能差，且大气压相等。由能量方程知，任意两断面间的通风阻力就等于两断面的全压差：
()()tj
ti h h -=-=-+-=tj ti vj vi j i j ~Ri P P h h P P h
（∵P0i = P0j ）
a、抽出段求入口断面至i断面的通风阻力，由上式得：
h R0～i = h t0－h ti = －h ti（h t0=0）
即：入口至任意断面i的通风阻力（h R0～i）就等于该断面的相对全压（h ti）的绝对值。
求负压段任意两断面（i 、j ）的通风阻力：
h Ri～j = P ti－P tj
∵h ti = P ti - P0i 又∵| h ti | = | h i| －h vi
代入上式得：P ti = P0i－| h i| －h vi
同理：P tj = P0i－| h j| －h vj
∴h Ri～j = ( P0i－| h i|－h vi )－(P0i－| h j|－h vj)
＝| h j | －| h i | + h vi－h vj
＝| h tj |－| h ti |
若h vi＝h vj h Ri～j ＝| h j |－| h i |
b、压入段求任意断面i至出口的通风阻力，由上式得：
h Ri～10 = h ti －h t10 = h ti－h v10（h10=0）
即：压入段任意断面i至出口的通风阻力（h Ri～10）等于该断面的相对全压（h ti）减去出口断面的动压（h v10）。
求正压段任意两断面（i 、j ）的通风阻力：
同理可推导两断面之间的通风阻力为：
h Ri～j ＝h ti－h tj
2、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。
3、扩散器回收动能（相对静压为负值）
所谓扩散器回收动能，就是在风流出口加设一段断面逐渐扩大的风道，使得出口风速变小，从而达到减小流入大气的风流动能。扩散器安设的是否合理，可用回收的动能值（ h v）与扩散器自身的通风阻力（h Rd）相比较来确定，即：
矿井主扇风机选型计算
XX煤矿主通风系统选型 设计说明书 一、XX矿主要通风系统状况说明 根据我矿通风部门提供的原始参数：目前矿井总进风量为2726m3/min，总排风量为2826m3/min，负压为1480Pa，等积孔1.46㎡。16采区现有两条下山，16运输下山担负采区运输、进风，16轨道下山担负运料、行人和回风。我矿现使用的BDKIII-№16号风机2×75Kw，风量范围为25-50m3/S，风压范围为700-2700Pa，已不能满足生产需要。 随着矿井往深部开采及扩层扩界的开展，通风科提供数 :6743m3/min，最大负压据要求：矿井最大风量Q 大 :2509Pa。现在通风系统已不能满足生产要求，因此需对H 大 主通风系统进行技术改造。 二、XX煤矿主通风系统改造方案 根据通风科提供的最大风量6743m3/min，最大负压2509Pa，经选型计算，主通风机需选用FBCDZ-№25号风机2×220Kw。由于新选用风机能力增加，西井风机房低压配电盘、风机启动柜等也需同时改造。本方案中，根据主通风机选用的配套电机功率，选用高压驱动装置。即主通风系统配置主通风机2台，高压配电柜6块，高压变频控制装置2套，变压器1台。
附图：主通风机装置性能曲线图附件：主通风机选型计算
附件： 主扇风机选型计算 根据通风科提供数据，矿井需用风量为Q:67433/min m ，通风容易时期负压min h :1480Pa ，通风困难时期负压max h :2509Pa,矿井自然风压z h :±30Pa 。 1、 计算风机必须产生的风量和静压 （1）、通风机必须产生的风量为 f l Q K Q ==67433/min m =112.43/m s （2）根据通风科提供数据，在通风容易时期的静压为1480Pa ，在通风困难时期的静压为2509Pa 。 2、 选择通风机型号及台数 根据计算得到的通风机必须产生的风量，以及通风容易时期和通风困难时期的风压，在通风机产品样本中选择合适的通风机。可选用FBCDZ-8-№25轴流通风机2台，1台工作，1台备用。风机转速为740r/min 。 3、 确定通风机工况点 （1） 计算等效网路风阻和等效网路特性方程式 通风容易时期等效网路风阻 21min /s f R H Q ==1480/112.42 =0.1171(N ·S 2)/m 8 通风容易时期等效网路特性方程式 h=0.1171Q 2 通风困难时期等效网路风阻
矿井通风基本知识复习课程
矿井通风基本知识
矿井通风基本知识 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 矿内空气是矿井井巷内气体的总称。它包括地面进入井下的新鲜空气和井下的有毒有害气体、浮尘。矿内空气的主要来源是地面空气，但地面空气进入井下后，化学成分和物理状态会发生一系列的变化，因而矿内空气与地面空气在性质上和成分上均有较大差别。 地面空气进入井下后，由于煤岩中涌出各种气体以及可燃物的氧化，其成分发生变化。风流在经过采掘面等用风地点之前，气成分变化不大，称为新鲜空气或新风；风流经过采掘工作面等用风地点后，其成分发生较大的变化，称为污浊空气或乏风。 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%
时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
矿井空气流动的基本理论
第二章矿井空气流动的基本理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和 压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论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，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 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，摄式温标T=273.15+t 二、压力（压强） 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。 P=2/3n(1/2mv2) 矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
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温度。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。 ρv=M v/V 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，P S，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度ρs。 ２、相对湿度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（ρV）与其同温度下的饱和水蒸汽含量（ρS）之比称为空气的相对湿度 φ＝ρV／ρS 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。 温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点 例如：甲地：t = 18 ℃，ρV＝0.0107 Kg/m3, 乙地：t = 30 ℃，ρV＝0.0154 Kg/m3 解：查附表当t为18 ℃，ρs＝0.0154 Kg/m3, , 当t为30 ℃，ρs＝0.03037 Kg/m3, ∴甲地：φ＝ρV／ρS＝0.7 ＝70 % 乙地：φ＝ρV／ρS＝0.51＝51 % 乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故乙地的空气吸湿能力强。 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。
压缩空气基础知识
压缩空气基础知识 温度露点及相对湿度 状态及气量 温度 1、温度 温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。（或更简单的说，某一事物有多少热或多少冷）。 温度范围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100 度。在华氏温度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。从华氏转换成摄氏：华氏=1.8 摄氏＋32，摄氏=5/9 （华氏-32 ） 2、绝对温度 这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 基点零度为华氏零下459.67 度或摄氏零下273.15 度 绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。 3、冷却温度差 冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100％的效率，我们只能用冷却 温差衡量冷却器的效率。 冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。 4、中间冷却器 中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。 返回顶部 露点和相对湿度 1、露点和相对湿度就象晚上温度下降会产生露水一样，压缩空气系统内的温度下降也会产生水气。露点就是当湿空气在水蒸气分压力不变的情况下冷却至饱和的温度。 这是为什么呢? 含有水分的空气只能容纳一定量的水分。如果通过压力或冷却使体积缩小，就没有足够的空气来容纳所有的水分，因此多于的水分析出成为冷凝水。 离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。分离器内的冷凝水就显示了这一点，因此空气温度有任何的降低，就会产
设定的湿度可认为是湿空气所含水蒸气的重量，即：水蒸气重量和干燥空气重量之比。 相对湿度 X -湿度Ps 屮= ..................... = ............. X0- 饱和绝对湿度Pb 当Ps=O, =0时，称为干空气； Ps=Pb, =1时，称为饱和空气。 绝对湿度——1M3 湿空气所含水蒸气的重量。 Gs—水蒸气重量 X = --------------------- V—湿空气体积 水蒸气重量 含湿量= -------------------- 干空气重量 2、饱和空气 当没有再多的水气能容纳在空气中时，就产生了空气的饱和，任何加压或降温均会导致冷凝水的析出。 3、水气分离器水气分离器是用于收集和除去在冷却过程中从空气或气体中冷凝出来水的器件。储气筒是用于储存压缩机排放出来的压缩空气和气体的容器。储气筒有利于消除排气管路中的脉冲，并在需求量大于压缩机的能力时，可起储存和补充提供压缩空气的作用。 4、干燥机 干燥机是用于干燥空气的装置。用我们的术语，就是用其干燥的压缩空气。离开后冷却器的空气通常是完全饱和的，就是说任何降温都会产生冷凝水。冷冻式干燥机是通过降低压缩空气的温度，析去水分，然后将空气再加热到接近原来的温度。 再生式干燥机是使空气通过含有化学物质的过滤器以析出水分。这种装置比冷冻式装置更能吸附水气。
压缩空气用气量计算[资料]
压缩空气用气量计算[资料] 压缩空气用气量计算 压缩空气理论――状态及气量 1、标准状态 标准状态的定义是:空气吸入压力为0.1MPa，温度为15.6?(国内行业定义是0?)的状态下提供给用户系统的空气的容积。如果需要用标准状态，来反映考虑实际的操作条件，诸如海拔高度、温度和相 对湿度则将应实际吸入状态转换成标准状态。 2、常态空气 规定压力为0.1MPa、温度为20?、相对湿度为36,状态下的空气为常态空气。 常态空气与标准空气不同在于温度并含有水分。当空气中有水气，一旦把水气分离掉，气量将有所降低。 3、吸入状态 压缩机进口状态下的空气。 4、海拔高度 按海平面垂直向上衡量，海拔只不过是指海平面以上的高度。海拔在压缩机工程方面占有重要因素，因为在海拔高度越高,空气变得越稀薄，绝对压力变得越低。既然在海拔上的空气比较稀薄，那么电动机的冷却效果就比较差，这使得标准电动机只能局限在一定的海拔高度内运行。EP200 标准机组的最大容许运行海拔高度为2286米。 5、影响排气量的因素: Pj、Tj、海拔高度、n、V余、泄漏等。 6、海拔高度对压缩机的影响:
(1)、海拔越高，空气越稀薄，绝压越低，压比越高，Nd越大; (2)、海拔越高，冷却效果越差，电机温升越大; (3)、海拔越高，空气越稀薄，柴油机的油气比越大，N越小。 7、容积流量 容积流量是指在单位时间内压缩机吸入标准状态下空气的流量。用单 位:M3/min (立方米/分)表示。 标方用N M3/min表示。 1CFM=0.02832 M3/min, 或者 1 M3/min=35.311CFM, S--标准状态，A--实际状态 8、余隙容积 余隙容积是指正排量容积式(往复或螺杆)压缩机冲程终端留下的容积，此容积的压缩空气经膨胀 后返回到吸入口，并对容积系数产生巨大的影响。 9、负载系数 负载系数是指某一段时间内压缩机的平均输出与压缩机的最大额定输出之比。不明智的做法就是卖给用户的压缩机，正好满足用户的最大的需求，增加一个或几个工具或有泄漏会导致工厂的压力下降。为了避免这种情况，英格索兰多年来一直建议采用负载系数:取用户系统所需气量的极大值，并除以0.9或 0.8的负载系数。(或任何用户认为是个安全系数) 这种综合气量选择能顾及未预计到的空气需量的增加。无需额外的资本的投入，就可做一些小型的 扩建。 10、气量测试 (1)、往复式压缩机气缸容积
矿井主通风机管理办法
矿井主通风机管理 办法
矿井主要通风机安全管理办法 一、总则 第一条矿井主要通风机是保证煤矿安全生产的主要设备，为加强矿井主要通风机安全管理，确保主要通风机安全、可靠运行，依据《煤矿安全规程》（）、《山西省煤矿安全质量标准化标准》、《矿山安全法》，结合公司实际情况，特制定本办法。 第二条矿井主要通风机是指担负整个矿井、矿井的一翼或一定区域的通风装置，主要包括有：主要通风机、风机的供（配）电设备、润滑装置、控制与监测、调节风门、防爆门（盖）和风道观察孔等。 第三条本办法适用于韩家洼煤业地面主要通风机。 二基础管理 第四条主要通风机房必须张挂的相关制度及图表，矿机电科将相关管理制度装订成册： 1、操作规程。 2、交接班制度。 3、设备维修保养制度。 4、巡回检查制度。 5、岗位责任制。 6、设备包机制度。
7、干部上岗检查制度。 8、要害场所管理制度。 9、消防管理制度。 10、反风操作系统图。 11、供电系统图。 12、巡回检查路线图表。 13、设备主要技术特征表。 电气控制原理图册应在机房内存档。 第五条矿机电科及机电队必须建立有主要通风机管理档案，包括以下内容： 矿机电科建立的档案有： 1、主要通风机说明书。 2、主要通风机安装图。 3、设备技术特征。 4、机房的设备供电系统图 5、电气控制原理图。 6、技术测定与探伤报告。 7、事故记录。 8、风机切换记录。 9、改造及大修记录。 10、主要通风机无计划停电停风应急预案。
11、事故分析追查责任制。 机电队队建立的档案有： 1、主要通风机说明书。 2、主要通风机安装图。 3、设备技术特征。 4、电气控制原理图。 5、技术测定与探伤报告。 6、改造及大修记录。 7、风机切换记录。 8、事故记录。 9、运行日志。 10、干部上岗检查记录。 11、操作工交接班记录。 12、要害场所登记记录。 13、检查维修记录。 14、巡回检查记录。 15、事故分析追查责任制。 其中，7～14应在机房内存放当月记录。 第六条新安装及技术改造后的主要通风设施，必须及时修订操作规程及各项管理制度，并补充完善相关档案管理资料。
压缩空气基础知识
实用标准文档 压缩空气基础知识 温度 露点及相对湿度 状态及气量 温度 1、温度 温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。（或更简单的说，某一事物有多少热或多少 冷）。 温度范围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100度。在华氏温 度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。从华氏转换成摄氏：华氏=1.8摄氏＋32，摄氏 =5/9（华氏-32） 2、绝对温度 这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度 绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气 体缩到零时所存在的温度。 3、冷却温度差 冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100％的效率，我们只能用冷却 温差衡量冷却器的效率。 冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。 4、中间冷却器 中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。 返回顶部 露点和相对湿度 1、露点和相对湿度 就象晚上温度下降会产生露水一样，压缩空气系统内的温度下降也会产生水气。露点就是当湿空 气在水蒸气分压力不变的情况下冷却至饱和的温度。 这是为什么呢?含有水分的空气只能容纳一定量的水分。如果通过压力或冷却使体积缩小，就没 有足够的空气来容纳所有的水分，因此多于的水分析出成为冷凝水。
文案大全
实用标准文档 离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。分离器内的冷凝水就显示了这一点，因此空气温度有任 何的降低，就会产生冷凝水。 设定的湿度可认为是湿空气所含水蒸气的重量，即：水蒸气重量和干燥空气重量之比。 相对湿度ψ χ-湿度Ps ψ=-----------------=----------- χ0-饱和绝对湿度Pb 当Ps=0, ψ=0时，称为干空气； Ps=Pb,ψ=1时，称为饱和空气。 绝对湿度——1M3湿空气所含水蒸气的重量。 Gs—水蒸气重量 χ=---------------------- V—湿空气体积 水蒸气重量 含湿量=--------------------- 干空气重量 2、饱和空气 当没有再多的水气能容纳在空气中时，就产生了空气的饱和，任何加压或降温均会导致冷凝水的 析出。 3、水气分离器 水气分离器是用于收集和除去在冷却过程中从空气或气体中冷凝出来水的器件。 储气筒是用于储存压缩机排放出来的压缩空气和气体的容器。储气筒有利于消除排气管路 中的脉冲，并在需求量大于压缩机的能力时，可起储存和补充提供压缩空气的作用。 4、干燥机 干燥机是用于干燥空气的装置。用我们的术语，就是用其干燥的压缩空气。离开后冷却器的 空气通常是完全饱和的，就是说任何降温都会产生冷凝水。冷冻式干燥机是通过降低压缩空 气的温度，析去水分，然后将空气再加热到接近原来的温度。 再生式干燥机是使空气通过含有化学物质的过滤器以析出水分。这种装置比冷冻式装置更能吸附 水气。 返回顶部 状态及气量 1、标准状态
压缩空气基础知识
压缩空气净化系统技术问答汇编 一、相关知识 l一1什么叫饱和空气? 答：在一定的温度和压力下，湿空气中水蒸气的含量(即水蒸气密度)是有一定限度的；在某一温度下所含水蒸气的量达到最大可能含量时，这时的湿空气叫饱和空气。水蒸气未达最大可能含量时的湿气就叫未饱和空气。 l一2什么是大气压?什么是绝对压力?什么是表压力? 答：包围在地球表面一层很厚的大气层对地球表面或表面物体所造成的压力称为“大气压”，符号为B,直接作用于容器或物体表面的压力，称为“绝对压力”，绝对压力值以绝对真空作为起点，符号为PABS; 用压力表、真空表、u形管等仪器测出来的压力叫“表压力”(又叫相对压力，)“表压力”以大气压为起点，符号为Pg。 三者之间的关系是：PABS=B+Pg ： 压力的法定单位是帕(Pa)，大一些单位是兆帕(Mpa)1 MPa=106Pa ； 1标准大气压=0．1013MPa 在旧的单位制中，压力用kgf／cm2(公斤／平方厘米)作单位，1kd／cm2=0．098Mpa． 1—3什么叫温度?常用温度单位有哪些? 答：温度是物质分子热运动的统计平均值。 绝对温度：以气体分子停止运动时的最低极限温度为起点的温度，记为T。 单位为“开(开尔文)”，单位符号为K。 摄氏温度：以冰的融点为起点的温度，单位为“摄氏度”，单位符号为oC 此外英美国家还经常用“华氏温度”，单位符号为F。 温度单位之间的换算关系是：T(K)=t(℃)+273．16 t(F)：1．8t(℃)+32 l一4什么叫空气的湿度?湿度有几种? 答：表示空气干湿程度的物理置叫“湿度”。“含湿量”。
常用的湿度表示方法直：：绝对湿度”、“相对湿度” 在标准状态下，lm3容积中湿空气含有水蒸气的重量称为“绝对湿度”，单位是g／m3。绝对湿度只表明单位体积湿空气中。含有多少水蒸气，而不能表示湿空气吸收水蒸气的能力，即不能表示湿空气的潮湿程度。绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度。 湿空气中实际所含的水蒸气量与同温度下最大可能含有水蒸气量的比值称为“相对湿度”，相对湿度φ在O一100％之间。φ值越小．空气越干燥，吸水能力越强。φ值越大，空气越潮湿。吸水能力越弱。 1—5什么含湿量?含湿量怎样计算? 答：在湿空气中，Ikg干空气含有水蒸气的重量叫做“含湿量”，常用d来表示，单位：g／kg干空气。含湿量的计算公式是： 式中：p--空气压力(Pa)，Ps一水蒸气分压力(Pa)．Psb—饱和水蒸气分压(Pa)，φ一相对湿度(％)。 从上式可以看出，含湿量d几乎同水蒸气分压力Ps成正比，而同空气总压力P成反比。d确切反映了空气中含有的水蒸气量的多少。由于在某一地区，大气压力基本上是定值．所以空气含湿量仅同水蒸气分压力Ps有关． 1一6什么是空气的标准状态? 答：在温度t=20℃，绝对压力P=0．1Mpa，相对湿度‘p=65％时的空气状态叫空气的标准状态。 在标准状态下，空气密度是1．185kg／m3。(空压机排气量、干燥机、过滤器等后处理设备的处理能力都是以空气标准状态下的流量来标注的，单位写作Nm3／min也可以m3／min后加ANR)。 实际空气状态与标准状态通过状态方程进行转换。状态方程有多种形式。其中一种形式是 式中：P--气体的绝对压力(Pa)，V一气体的比容(m’／kg)，T--气体的温度(K) (单位符号带脚标0的是标准状态参量，带l的是实际状态参量) 因为加压前后空气质量是不变的。利用状态方程可以计算出加压后空气的体积： 1—7什么是压缩空气?有哪些特点? 答：空气具有可压缩性，经空气压缩机做机械功使本身体积缩小，压力提高后的空气叫压缩空气。压缩空气是一种重要的动力源。与其它能源比，它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便,没有特殊的有害性能．没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有，取之
矿井通风基本知识
矿井通风基本知识 集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-
矿井通风基本知识一、矿井通风概述 （一）矿内空气 1.矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。 （2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。
（3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感觉到呼吸道受刺激、咳嗽，经过6～24小时后才出现中毒征兆。俗称的炮烟熏人，其实质就是二氧化氮中毒。二氧化氮的主要来源是井下爆破。 （5）氨气：氨气是一种无色、具有强烈的刺激臭味的气体，易溶于水，毒性很强。氨气对人体上呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽，使人流泪、头晕，严重时可至肺水肿。氨气主要来源是井下爆破。 （二）矿井气候条件要求 煤矿作业人员在井下工作时，需要一个适宜的气候条件，包括适宜的温度、湿度、风速。（1）采掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20％，二氧化碳浓度不超过0.5％。
矿井通风基本理论知识
矿井通风基本理论知识 第一章空气 第一节矿井空气的主要成分 矿井空气主要由氧气(O2)、氮气（Ｎ２）、二氧化碳ＣＯ２组成，它们的体积百分比分别是%、79%、% 一、氧气(O2) 无色、无味、无臭的气体，比空气略重（对空气的相对密度是）能助燃和帮助人呼吸。《》第103条规定：按井下同时工作的最多人数计算，每人每分钟供给的风量不得少于４m3 ； 第100条规定：采掘的进风流中，氧气浓度不得低于20%； 人在一般情况下，在休息时的需氧量为～min ；在工作时的需氧量为1～3L/min 。 O2浓度为17%时静止时无影响，工作时呼吸困难心跳强烈 15%时呼吸及心跳加快，无力进行劳动 10－12%时失去知觉，昏迷，有生命危险 6-9%时短时间内失去知觉,呼吸停止,死亡 二、氮气 无色、无味、无臭的惰性气体，相对空气密度为，矿井中主要用于灭火。 矿井中的主要来源于井下爆破、有机物腐烂以及煤岩中涌出。 三、二氧化碳ＣＯ２ ＣＯ２无色、略带酸味的气体，比空气重常积聚于的底板，易溶于水，略带毒性。当空气中ＣＯ２浓度增高时会降低Ｏ２浓度使人窒息。 主要来源：人员呼吸、氧化、燃烧、爆炸、煤岩中涌出 《煤矿安全规程》规定：采掘工作面进风流中ＣＯ２浓度不得超过%；矿井总回风或一翼回风巷中，浓度超过%时立即查明原因进行处理；采区回风巷、采掘工作面回风巷中浓度超过%时,采掘工作面风流中浓度达到%时,都必须停止工作,撤出人员,采取进行处理。 四、矿井空气的检测方法 取样分析法用气相色谱仪在化验室进行，精确但操作复杂、时间长，一般用于井下火区成分检测或需要精确测定空气成分的场合。 快速测定法便携式仪器（Ｏ２）；比长式检测管 第二节矿井空气中的有害气体 矿井中的有害气体有一氧化碳（CO）、硫化氢(H2S)、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等。 一、矿井空气中的有害气体及其基本性质 (一)一氧化碳（CO） 基本性质无色、无味、无臭的气体，对空气的相对密度是,微溶于水，能燃烧、爆炸（13－17%）。 有剧毒；人体血液中的血红素与CO的亲和力比它与氧气的亲和力大250－300倍。
压缩空气基本理论知识
压缩空气基本理论知识 压缩和压缩比 1、压缩 绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。在一个完全隔热的气缸上述过程可成为现实。等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不变的压缩过程。 2、压缩比：（R ） 压缩比是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例：在海平面时进气绝对压力为0.1 MPa ，排气压力为绝对压力0. 8MPa 。则压缩比： R=81 .08.012==P P 多级压缩的优点： （1）、节省压缩功； （2）、降低排气温度； （3）、提高容积系数； （4）、对活塞压缩机来说，降低气体对活塞的推力。 压缩介质 为什么要用空气来作压缩介质？ 因为空气是可压缩、清晰透明的，并且输送方便（不凝结）、无害性、安全、取之不尽。 惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体，标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。 空气的性质： 干空气成分：氮气（N2） 氧气（O2） 二氧化碳（CO2） 78.03% 20.93% 0.03% 分子量：28.96 比重：在0℃、760mmHg 柱时，r0=1.2931kg/m3 比热：在25℃、1个大气压时，Cp=0.241大卡/kg －℃ 在t℃、压力为H （mmhg ）时，空气的比重： rt=1.2931× t +273273× 760 H kg/m 3 湿空气的比重，还应考虑饱和水蒸气分压力（0.378ψ，Pb ）。 压力 1、压力 这只是某一单位面积的力，如平方米上受1牛顿力度压力单位为1帕斯卡：
即：1Pa = 1N/m 2 1Kpa = 1,000 Pa = 0.01 kg/cm 2 1Mpa = 106Pa = 10 kg/ cm 2 2、绝对压力 绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比，我们所居住的环境大气具有0.1Mpa 的绝对压力。在海平面上，仪表压力加上0.1MPa 的大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就越低。 3、大气压力 气压表是用于衡量大气的压力。当加上仪表压力上就可得出绝对压力。 绝对压力=压力计压力＋大气压力 大气压力通常是以水银MM 为单位，但是任何一个压力单位都能作出同样很好的解释： 1个物理大气压力 = 760毫米汞柱 = 10.33米水柱 =1.033kgf/cm2≌0.1MPa. 大气压同海拔高度的关系： P=P 0 ×（1- 44300 H ）5.256 mmHg H ——海拔高度， P 0=大气压（0℃，760mmHg ） 4、压力单位换算： 单位： MPa ，Psi(bf/in 2) 1Psi=0.006895MPa, 1bar=0.1MPa, 1kgf/cm2=98.066KPa=0.098066MPa ≌0.1Mpa 温度 1、温度 温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。（或更简单的说，某一事物有多少热或多少冷）。 温度围是根据水的冰点和沸点。在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100度。在华氏温度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。 从华氏转换成摄氏：华氏=1.8摄氏＋32， 摄氏=5/9（华氏-32） 2、绝对温度 这是用绝对零度作为基点来解释的温度。 基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度 绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。 3、冷却温度差 冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。因为冷却器不可能达到100％的效率，我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。 冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。 4、中间冷却器 中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。
矿井主要通风机管理制度
矿井主要通风机管理制度 1 总则 第一条矿井主要通风机是保证煤矿安全生产的主要设备，为加强矿井主要通风机安全管理，确保主要通风机安全、可靠运行，依据《煤矿安全规程》（2011版）、《山西省煤矿安全质量标准化标准》、《矿山安全法》，结合公司实际情况，特制定本办法。 第二条矿井主要通风机是指担负整个矿井、矿井的一翼或一定区域的通风装置，主要包括有：主要通风机、风机的供（配）电设备、润滑装置、控制与监测、调节风门、防爆门（盖）和风道观察孔等。 第三条本办法适用于xx煤业地面主要通风机。 2 基础管理 第四条主要通风机房必须张挂的相关制度及图表，矿机电科将相关管理制度装订成册： 1、操作规程。 2、交接班制度。 3、设备维修保养制度。 4、巡回检查制度。 5、岗位责任制。 6、设备包机制度。 7、干部上岗检查制度。 8、要害场所管理制度。 9、消防管理制度。 10、反风操作系统图。 11、供电系统图。 12、巡回检查路线图表。 13、设备主要技术特征表。
电气控制原理图册应在机房内存档。 第五条矿机电科及机电队必须建立有主要通风机管理档案，包括以下内容：矿机电科建立的档案有： 1、主要通风机说明书。 2、主要通风机安装图。 3、设备技术特征。 4、机房的设备供电系统图 5、电气控制原理图。 6、技术测定与探伤报告。 7、事故记录。 8、风机切换记录。 9、改造及大修记录。 10、主要通风机无计划停电停风应急预案。 11、事故分析追查责任制。 第六条新安装及技术改造后的主要通风设施，必须及时修订操作规程及各项管理制度，并补充完善相关档案管理资料。 3 主要通风机及安全保护设施的要求 第七条主要通风机的各部分，包括主要通风机、蝶阀及其启动设备、防爆门（盖）、供电系统、电动机、控制设备和监测装备以及各种保护设施，必须齐全完整，安全可靠。 第八条主要通风机： 1、矿井主要通风机必须具有矿用产品安全标志证书（MA）。 2、主要通风机必须安装在地面；装有通风机的井口必须封闭严密，其外部漏风率不得超过5%；基本建设期间回风井有提升设备时，外部漏风率不得超过15%。 3、必须保证主要通风机连续运转。 4、必须安装2套同等能力的主要通风机装置，其中1套作备用，备用通风机必须能在10min内开动。
矿井通风基本知识(正式版)
文件编号：TP-AR-L8326 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 矿井通风基本知识(正式 版)
编订人：某某某 审批人：某某某 矿井通风基本知识(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 一、矿井通风概述 （一）矿内空气 1. 矿内空气主要成分 矿内空气与地面空气的成分尽管不同，但其成分仍是以氧气和氮气为主，另外包含少量其它气体。 2.矿内空气中的有毒有害气体 （1）一氧化碳：一氧化碳是无色、无味、无臭的气体。一氧化碳毒性很强，吸入人体后会引起中毒、窒息，浓度为0．4％就可使人致命中毒。一氧化碳的主要来源是：火灾、爆破工作、瓦斯和煤尘爆炸。
（2）硫化氢：硫化氢是一种无色、微甜、带有臭鸡蛋味的气体，能燃烧，有强烈的毒性。对人的眼睛、黏膜及呼吸系统有强烈刺激作用。浓度为0.05%时，半小时内人失去知觉、痉挛、死亡。硫化氢的主要来源：有机物腐烂、硫化矿物水解、老空积水中释放、煤岩中放出。 （3）二氧化硫：二氧化硫是一种无色、具有强硫磺臭味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部。二氧化硫对人体影响较大，能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎，呼吸麻痹，严重时会引起肺水肿。二氧化硫的主要来源：含硫矿物氧化、燃烧、在含硫矿体中爆破，以及从含硫矿层中涌出。 （4）二氧化氮：二氧化氮是一种红褐色气体，极易溶于水，它与水结合形成硝酸，对眼睛、鼻腔呼吸及肺部组织起破坏作用，引起肺水肿，但起初只感
压缩空气系统知识
压缩空气系统━耗电大户 根据美国能源部的统计, 在美国，空压机是工业中耗电最多的设备之一。尽管美国能源部一度认为电动机是耗电最多的设备, 改进压缩空气系统设计和运行所得到的节能大大超过电动机效率提高所产生的节能。 通过改进压缩空气系统的设计和运行可节能20-50%。许多企业将压缩空气视为等同于煤, 电, 水的实用品。它与其它实用品不同, 很少有人知道每立方米/分压缩空气的成本。 每立方米/分压缩空气的成本 通过下列计算可得到， ·假定: 电机服务系数 = 110% 功率因子 = 0.9 ·一台典型的空压机每1 HP可产生4CFM ·1 HP = 110%x0.746kW/0.9 = 0.912kW ·所以产生1CFM压缩空气需0.228kW ·如果每度电费为0.65元: 1CFM = 0.1482元/小时 ·1立方米/分= 35.315CFM ·所以 1立方米/分 = 5.23元/小时 ·所以一台10立方米/分的空压机运行8,000小时将耗电: 10 x 8,000 x 5.23 = 418,694元 何处可节约你的电费? 在一个典型的工厂, 压缩空气泄漏占总需求量的20%. 假定一个工厂的压缩空气系统 ·每年运行8,000小时 ·每度电费 0.65元 ·管路压力 = 7.0 kgf/cm2 ·工厂用气: 10立方米/分 ·管路泄漏: 20% ： 2立方米/分 ·总需气量: 12立方米/分 压缩空气的电费 10 x 8,000 小时 x 5.23 元 = 418,694 元 2 x 8,000 小时 x 5.2 3 元 = 83,738 元 合计 502,433 元 泄漏也产生足够的附加载荷迫使2台空压机同时运行. ·没有备机 ·不能对任何一台进行维护保养
矿井主要通风机停电停风安全技术措施(通用版)
Safety is the goal, prevention is the means, and achieving or realizing the goal of safety is the basic connotation of safety prevention. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 矿井主要通风机停电停风安全技 术措施(通用版)
矿井主要通风机停电停风安全技术措施(通 用版) 导语：做好准备和保护，以应付攻击或者避免受害，从而使被保护对象处于没有危险、不受侵害、不出现事故的安全状态。显而易见，安全是目的，防范是手段，通过防范的手段达到或实现安全的目的，就是安全防范的基本内涵。 回风井安设梯子间施工期间利用主要通风机风硐两侧的安全小风门、同时在施工期间需要从防爆盖安设绞车钢丝绳和消防水管口，两处进行风流短路，达到在回风井安设梯子间施工人员和矿井不停产下作业人员所需。特制定如下安全技术措施。 1、当主要通风机 1、矿井主要通风机联合运转两台同时停电停风安全技术措施 （一）有计划停电、停风措施 1.矿调度室接到供电系统停电通知后，立即向矿长、矿总工程师汇报有关停电原因和停电时间，由总工程师安排停电停风措施的编制及审批。 2.由矿长安排调度室通知各生产单位及其它井下施工单位在停电前将井下所有作业人员撤到地面，并安排安监、瓦检人员监督执行。 3.掘进工作面作业人员在接到主要通风机停电停风通知后，由作
业地点跟班领导和安监、瓦检人员共同组织将人员立即撤到地面，并切断工作面所有电源，停止局部通风机运转。该区域瓦检人员负责在巷道出口设置栅栏，揭示警标，禁止人员进入。待主要通风机恢复系统供风后，按排放瓦斯措施执行。 4.主要通风机停电停风期间： ①主要通风机停电停风期间，风机看护人员要及时打开回风井口防爆门，充分利用自然风压形成通风系统。 ②所有进、出风井都要由通风队设专人检查井口瓦斯和风流方向，并将记录资料整理保存； ③所有能够进入井下的通道,都要由安监设置警戒，揭示警标，防止人员随意进入； ④如果在有风的大巷需要做其他工程时，要制定专门措施报矿总工程师批准、调度室签发特别许可证，方可入井。 5.主要通风机恢复送风前，由救护队员对主要通风机附近10米范围内、进出风井井口、井下主要进回风大巷等主要地点进行瓦斯检查并确保不存在超限后，方可通知送电，启动风机。 6.经检查发现存在瓦斯超限现象，需要通过主要通风机排除矿井瓦斯时，风机启动前应首先关闭防爆门，打开风硐行人小风门，提起
如何做好矿井通风基础工作
如何做好矿井通风基础工作 【摘要】本文论述了矿井通风工作在煤矿安全生产过程中的重要性；阐述了做好矿井通风基础工作应从正确、合理的选择矿井通风系统，加强井下通风设施的管理及维护，合理选择矿井风量的调节方法，加强局部通风机的管理力度，加强瓦斯管理、防止瓦斯积聚，加强综合防尘工作、减少粉尘量等几个方面着手，努力做好矿井通风工作，杜绝安全事故发生，确保矿井安全发展。 【关键词】矿井通风通风设施风量调节瓦斯管理综合防尘 矿井通风安全工作是煤矿安全管理的主要内容，国家在制定年度安全生产政策时，都提出以“一通三防”为中心，矿井通风的基本任务是采用安全、经济、有效的通风方法，供给井下足够的新鲜空气；稀释和排除有毒有害气体和矿尘；调节井下气候条件和防止瓦斯、煤尘等重大事故的发生，是保证井下职工的安全和健康，提高矿井生产的效率。所以，我们必须要努力学习和掌握矿井通风安全理论知识、技术、方法和内容，努力做好以下几个方面工作，确保矿井安全生产。 一、正确、合理的选择矿井通风系统 矿井通风系统是由向井下各作业地点供给新鲜空气、排出污浊空气的通风网路和通风动力，以及通风控制设施等构成的工程体系。矿井通风系统与井下各作业地点相联系，对矿井通风安全状况具有全局性影响，是搞好矿井通风防尘的基础工程。无论新设计的矿井或已生产的矿井，都应建立和完善矿井通风系统，通风系统是否合理，对整个矿
井的通风状况的好坏和能否保障矿井安全生产起着重要作用，它是作为搞好安全生产，保护矿工安全健康，提高劳动生产率的一项重要措施。矿井通风系统按服务范围分为统一通风和分区通风；按进风井与回风井在井田范围内的布局分为中央式、对角式和中央对角混合式；按主扇的工作方式分为压入式、抽出式和压抽混合式。因此，选择合理的通风系统应在能保证安全生产的前提下，尽量减少通风工程量，降低通风费用，力求经济合理。 二、加强井下通风设施的管理及维护、减少漏风 矿井通风建(构)筑物是矿井通风系统中的风流调控设施，用以保证风流按生产需要的线路流动，凡用于引导风流、隔断风流和调节风量的装置，统称为通风构筑物。合理地安设通风构筑物，并使其能常处于完好状态，是矿井通风技术管理的一项重要任务。而通风设施损坏时，如不能及时维护就会造成大量漏风，井下通风设施严重漏风，一是会使工作地点有效风量减小；造成瓦斯积聚，煤尘不能被带走，气温升高，形成不良的气候条件；不仅使生产效益降低，而且影响人的身体健康。二是漏风大，必然会使通风系统复杂化，使通风系统的稳定性、可靠性受到一定影响，增加风量调节的困难。三是通风设施漏风太大的话，会使风流短路，使风流不能按我们指定的路线到达井下用风地点。所以，选择通风设施的安设位置、类型及质量都要慎重考虑，通风设施不应安设在有裂隙的地点，在风压大的巷道应该采用质量较高的设施；风门及密闭是矿井数量较多的通风设施，在井下漏风中，风
矿井空气流动的基础理论
第二章矿井空气流动的基础理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能；位能；全压；抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论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，推导了矿井空气流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 一、温度 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，摄式温标：T=273.15+t 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。P=2/3n(1/2mv2) 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 = hA m3 3、矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa