2 矿井空气流动基本理论

P T
(1
0.378P sat P
)
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：

V 1 M
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Hale Waihona Puke 2.2 风流能量与压力2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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2.1 空气主要物理参数
一、温度
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用 的主要参数之一，热力学绝对温标的单位K。
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温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件
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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 ㈠静压能－静压 ⒈静压能与静压的概念 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，J／m3，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Pa=N/m2也可称为是静压能，二者数值相等
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 atm 等。 换算关系：１atm=760mmHg=1013.25mmbar=101325Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar
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F S
du dy
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。 运动粘度为:

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
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2.1 空气主要物理参数
六、密度
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１
a dzi b
２
z12
E P012 gdZi
2 i
1
, J / m3
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2.2 风流能量与压力
⒊位能与静压的关系 当空气静止时（v=0），由空气静力 2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用 学可知：各断面的机械能相等。
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PS，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度s。
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2.1 空气主要物理参数
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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２、相对湿度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（V）与 其同温度下的饱和水蒸汽含量（S）之比称为空气 的相对湿度。 φ＝ V／ S 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。
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⒊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：以当时当地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，通
温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的 温度称为露点。
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2.1 空气主要物理参数
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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例如：甲地：t = 18 ℃， V ＝0.0107 Kg/m3 乙地：t = 30 ℃， V ＝0.0154 Kg/m3 解：查附表 当t为18 ℃， s ＝0.0154 Kg/m3 当t为30 ℃， s ＝0.03037 Kg/m3 ∴ 甲地：φ＝ V／ S＝0.7 ＝70 % 乙地：φ＝ V／ S＝0.51＝51 %
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上一章我们已经解决的问题： 1.我们需要什么样的空气？ 2.矿井中哪些气体有害？他们是从哪儿来的？ 对他 们的控制要求是什么？ 3.如何评价矿井气候条件？ 本章需要解决的问题： 1.描述空气流动用到哪些参数？ 2.空气流动的内在原因是什么？ 3.如何描述空气流动的基本规律？ 4.这些基本规律如何指导矿井通风？
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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=id+d•iV=1.0045t+d(2501+1.85t) 实际应用焓-湿图（i-d图）
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2.1 空气主要物理参数
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
必修课程
矿井通风与安全
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第二章
矿井空气流动的基本理论
主讲教师：王洪粱
黑龙江科技大学 2013.8
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温故而知新
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(见P396)
１mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH 20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
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2.1 空气主要物理参数
三、湿度
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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101332Pa，则指风流1m3具有101332J的静压能。
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2.2 风流能量与压力
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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本章主要内容
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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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
)
式中：P为大气压，Ｐsat为饱和水蒸汽压，单位：Pa；
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2.1 空气主要物理参数
六、密度
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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0.46457
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１
１
1-1断面的总机械能
2-2断面的总机械能
E1=EPO1+P1
E2=EPO2+P2
a dzi b
２
由E1=E2得： EPO1+P1=EPO2+P2 ∵EPO2=0（2-2断面为基准面） 又EPO1=12.g.Z12， ∴P2=EPO1+P1=12.g.Z12+P1
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= V／d V=φPs/461T d=(P-φPs)/287T d=0.622φPs/(P-φPs)
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2.1 空气主要物理参数
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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。 上例 甲地、乙地的露点分别为多少？
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2.1 空气主要物理参数
2矿井空气流动基 本理论 2.1空气主要物理 参数 2.2风流能量与压 力 2.3矿井通风中的 能量方程 2.4能量方程在矿 井通风中的应用
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。
a P P0 Pa
P0
b
ha(+)