风阻特性曲线的简单绘制方法
通风课后习题
《通风安全学》课程复习思考题与习题安徽理工大学能源与安全学院安全工程系编二00六年三月《通风安全学》复习思考题与习题第一章矿井空气1-1地面空气的主要成分是什么？矿井空气与地面空气有何区别？1-2氧气有哪些性质？造成矿井空气中氧浓度减少的主要原因是什么？1-3矿井空气中常见的有害气体有哪些？《煤矿安全规程》对矿井空气中有害气体的最高容许浓度有哪些具体规定？1-4 CO有哪些性质？试说明CO对人体的危害以及矿井空气中CO的主要来源。
1-5防止井下有害气体中毒应采取哪些措施？1-6什么叫矿井气候条件？简述气候条件对人体热平衡的影响。
1-7何谓卡他度？从事采掘劳动时适宜的卡他度值为多少？1-8《煤矿安全规程》对矿井空气的质量有那些具体规定？1-9某矿一采煤工作面CO2的绝对涌出量为7.56m3/min,当供风量为850m3/min时，问该工作面回风流中CO2浓度为多少？能否进行正常工作。
1-10井下空气中，按体积计CO浓度不得超过0.0024%，试将体积浓度Cv(%)换算为0℃及101325Pa状态下的质量浓度Cm(mg/m3)。
第二章矿井空气流动基本理论2-1 说明影响空气密度大小的主要因素，压力和温度相同的干空气与湿空气相比，哪种空气的密度大，为什么？2-2 何谓空气的静压，它是怎样产生的？说明其物理意义和单位。
2-3 何谓空气的重力位能？说明其物理意义和单位。
2-4 简述绝对压力和相对压力的概念，为什么在正压通风中断面上某点的相对全压大于相对静压；而在负压通风中断面某点的相对全压小于相对静压？2-5 试述能量方程中各项的物理意义。
2-6 在用压差计法测定通风阻力，当两断面相等时，为什么压差计的读数就等于通风阻力？2-7 动能校正系数的意义是什么？在通风工程计算中为什么可以不考虑动能系数？2-8 分别叙述在单位质量和单位体积流体能量方程中，风流的状态变化过程是怎样反映的？2-9 为什么风道入口断面的绝对全压可认为等于入口外面的大气压（或绝对静压），风道出口断面的绝对静压等于出口外面的大气压（或绝对静压）？2-10 抽出式通风矿井的主要通风机为什么要外接扩散器？扩散器安装有效的条件是什么？2-11 作为通风动力的通风机全压在克服风道通风阻力中起什么作用？已知通风机的进出口断面上的全压如何求算通风机全压？2-12 用压差计法测定通风阻力时，如果胶皮管中的空气温度大于井巷中的空气温度，测出的压差是否等于通风阻力？偏大还是偏小？=12.1324N/m3）γ=1.2380kg/m3，v=0.8078m3/kg，ρ为75%，求空气的密度、比容和重率。
通风安全学实验报告
实验一 通风阻力测定一、实验目的1.学习测算通风阻力及摩擦阻力系数的方法，加深对矿井通风阻力的理解。
2.掌握测定通风阻力、求算风阻、等积孔和绘制风阻特性曲线的方法。
3.掌握在通风管道中测算摩擦阻力系数的方法。
二、实验原理原理：根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于两点之间的绝对静压差（2121p p h h -＝＝－阻摩）。
根据第三章内容可知，管道的摩擦阻力可用下式计算：，摩23Q S LU h α=Pa风阻为2Q h R 摩=，82m /Ns等积孔为R A 19.1=, 2m摩擦阻力系数为 ，摩测23ULQ S h =α 2Ns /m4换算为标准状态的标α为，测测标ραα2.1=2Ns /m 4矿井空气的密度为0.3780.003484(1)sat P PT Pϕρ=-测断面平均风速为 v =均管道风量为sm S v Q /3，均=三、实验仪器和设备干湿球温度计、空盒气压计、通风管道、皮托管、单管倾斜压差计。
四、实验内容及步骤1.依据空盒气压计和干湿温度计的测定结果计算空气的密度。
2. 测定风道的断面平均风速；测点布置：为了准确测得断面风速分布，必积平分线上布置测点，如图1所示为三等面积环的测点布置。
如速度场纵横对称，也可以只在纵向（或横向）上布置测点。
记入实验报告书中。
4.当水柱计稳定时，同时读取h阻1-25.用皮尺量出测点1、2之间的距离，根据管道直径，计算出管道面积和周长，记入实验报告书中。
6.根据上述数据计算风阻、等积孔、摩擦阻力系数，记入实验报告书中。
五、实验数据记录本实验共测了4组数据，同学们有选择性的抄其中一组即可，第1组数据：表2 管道参数与压差计读数记录表表3 平均风速测量参数表表4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表第二组数据：表2 管道参数与压差计读数记录表表4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表第三组数据：表2 管道参数与压差计读数记录表表4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表第四组数据：表2 管道参数与压差计读数记录表表4 管道摩擦风阻与摩擦阻力计算结果表实验二 扇风机特性测定一、 实验目的1. 掌握扇风机特性测定方法。
实验三：通风管道中风流摩擦阻力及阻力系数的测定
、h。静动
(4)然后用同样的方法同时读取抽出
式管道的h、h、h。全静动
(5)将实验数据填写于实验报告中。
(二)测定管道中某断面的平均风速并计算风量
附图3管道中空气点压力测定1.原理
风流在管道中流动时，各点的风速并
不一致，用皮托管测得的动压，实际上是风流在管道中流动时，皮托管所在测试断面风流某点的动压值，而不是整个断面风流动压的平均值。在实际工作中，由于时间限制，逐点测定并计算平均值是比较困难的。通常只测量断面中心点最大动压值，然后用式
附表6管道中某断面动压记录表
管道直径D=
平均最大速度管道
风速风速场系风量测量次数(Pa) (Pa) (Pa) (Pa) (Pa) hhhhh动1动2动3动4动大3(m/s) (m/s)数(K) (m/s) 1 2 3平均六、思考题
1(从U型垂直压差计上如何判断风机的工作方法,
2(如何确定皮托管管脚,
(一)实验原理
根据能量方程可知，当管道水平放置时，两测点之间管道断面相等，没有局部阻力，
且空气密度近似相等时，则两点之间的摩擦阻力就是通风阻力，它等于两点之间的绝对
静压差()。h,h,p,p12阻1,2摩
根据第三章内容可知，管道的摩擦阻力可用下式计算:
LU2Pa h,,Q，摩3S
h28摩Ns/m风阻为，R,2Q
(1)掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点空气的静压、动压和全压的方法，以
h,h,h巩固的概念。动全静
(2)掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点平均风速、最大风速的方法，并计算风量。
三、实验仪器和设备(附表3)
附表3实验二所用的仪器和设备
序号名称型号或规格数量
习题三 矿井通风阻力
习题三矿井通风阻力一、解释题1．层流与紊流答：流体具有层流和紊流两种流动状态，不同流态的速度分布和阻力损失各不相同。
作层流运动的物体，各质点互不干扰地沿着自己的流束运动。
作紊流运动的物体，各质点则相互混杂、碰撞，除沿流动方向运动外还有横向运动，它们的轨迹极其复杂。
雷诺通过试验指出，流体的流动状态与平均速度u有关系，平均速度大时层紊流状态，反之呈层流状态。
此外流动状态还与管道的直径d及流体的粘性有关。
这些因素的综合影响可用一个无量纲参数Re来表示，它叫雷诺数。
用它可以判定流体的运动状态是属于层流还是紊流。
Re=ud/v式中 u——平均速度，m/s；D——管道直径，m；v——流体运动粘性系数，m2/s。
公式表明，尽管流体类型、速度及管径不同，只要雷诺数相同其流态就应该一样。
也就是说，不管流体的速度、粘性及管径多大，只要知道雷诺数就可以确定流动状态。
由紊流运动变为层流运动的雷诺数称为临界雷诺数（流体力学中称下临界雷诺数），其值为2300。
空气是流体的一种，它遵守上述规律。
如想知道井巷中流动的空气究竟是紊流还是层流，可根据井巷风流的具体条件，用公式Re=ud/v进行计算就能够判断。
为便于分析，先把此公式改写为u=Rev/d，m/s。
假设梯形巷道断面面积为4m2，风流的运动粘性系数取v=15*10-6m2/s，以临界雷诺数2300和巷道等值直径d=4S/p代入公式u=Rev/d，即得该巷道风流在临界雷诺数时的速度。
其中巷道周边长p=4.16S，故u=Rev/d=S v4Re16.4=4410* 15*2300*16.46=0.018m/s计算说明，在4m2的巷道里，当风速大于0.018m/s时即属紊流风流。
大多数井巷面积与风流平均速度大于上述数值，因此井巷中风流几乎都是紊流状态。
虽然井巷里的空气主要是紊流，但在速度非常小的地方也可能出现层流。
例如空气在采空区中、岩石裂缝中、风墙和充填物的空隙中以及在矿仓里的矿石间渗流时多属层流状态运动。
主要通风机工况点调节改变风阻特性曲线改变风机特性曲线
第4讲 通风机工况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
二、解方程法 二元风机特性与其系统阻力特性组成的方程组得到
H a0 a1Q a2Q2 a3Q3 h RQ2
式中 a0、a1、a2、a3──曲线拟合系数;Ｒ为通风机工作管网风阻。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
2 主要通风机工况点分析
第4讲 通风机工况点及其 经济运行
第4讲 通风机ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ况点及其经济运行
1 工况点的确定方法
工况点：风机在某一特定转速和工作风阻条件下的工作参数，如Ｑ、Ｈ、Ｎ和η 等，一般是指Ｈ和Ｑ两参数。
一、图解法 理论依据：风机风压特性曲线的函数式为Ｈ=f(Ｑ)，管网风阻特性曲线函数式是
h=ＲＱ2，因此两曲线的交点即两方程的联立解。 方法：在风机风压特性（Ｈ-Ｑ）曲线的坐标上，按相同比例作出工作管网的风
4、风机的转速不得超过额定转速。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
3 主要通风机工况点调节
一、改变风阻特性曲线
增风调节
H”
（1）减少矿井总风阻。
H
H’
（2）当地面外部漏风较大时，可以采取
R1”
M” R1
M
R1’
M’
堵塞地面的外部漏风措施。
减风调节 （1）增阻调节。
Q” Q Q’
（2）对于轴流式通风机，可以用增大外部漏风的方法，减小矿 井风量。
第4讲 通风机工况点及其经济运行
3 主要通风机工况点调节 H 二、改变风机特性曲线
轴流风机可采用改变叶片安装角度达 H2 到增减风量的目的。
装有前导器的离心式风机，可以改变 H
前导器叶片转角进行风量调节。
H1
通风实验方面的一些资料
实验 通风管道中风流点压力和风速的测定实验名称：通风管道中风流点压力和风速的测定 参加实验年级及学期：矿井通风与安全2年级第四学期 实验学时数：2学时一、实验目的1 学习用皮托管及压差计测定通风管道中的点压力，并了解皮托管及压差计的构造。
2 学习用皮托管及压差计测定通风管道中某断面的平均风速并计算风量。
二、理论基础在井巷和通风管道中流动的的风流的点压力，就其形成特征来说，可分为静压、动压和全压，根据压力的两种计算基准，静压又分为绝对与相对静压，全压也可分为绝对和相对全压。
我们可以用皮托管配合压差计来测定管道中任一点的相对静压，动压及相对全压。
三、实验要求1 掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点空气的静压、动压和全压的方法，以巩固动静全h h h ±=的概念。
2 掌握用皮托管及压差计测定通风管道中某点平均风速、最大风速和速度场系数K 的方法，并计算风量。
四、实验仪器和设备附表3—1 实验三所用的仪器和设备五、实验内容及步骤1 管道中空气点压力的测定 （1）原理皮托管与压差计布置如附图3-2所示，左图为压入式通风，右图为抽出式通风。
皮托管“+”管脚接受该点的绝对全压p全，皮托管“-”管脚接受该点的绝对静压p静，压差计开口端接受同标高的大气压p0。
所以1、4压差计的读数为该点的相对静压h静；2、5压差计为该点的动压h动；3、6压差计的读数为相对全压h全。
就相对压力而言，h全＝h静 h动；压入式通风为“+”，抽出式通风为“-”。
通过本实验数据可以验证相对压力之间的关系。
附图3—1 皮托管附图3—2 皮托管与压差计的布置方法（2）实验方法和步骤1）将U型压差计和皮托管用胶皮管连接。
先验证压入式通风相对压力之间关系。
2）检查无误后，开动风机。
3）当水柱计稳定时，同时读取h全、h静、h动。
4）然后用同样的方法同时读取抽出式管道的h全、h静、h动。
5）将实验数据填写于实验报告中。
附图3—3 U 型压差计 1—U 型玻璃管 2—标尺附图3—4单管倾斜压差计结构1一底座；2一水准指示器；3一弧形支架；4一加液盖；5一零位调整旋钮；6—三通阀门柄； 7一游标；8一倾斜测压管；9一调平螺钉；10一大容器；1l 一多向阀门 2 测定管道中某断面的平均风速并计算风量 （1）原理风流在管道中流动时，各点的风速并不一致，用皮托管测得的动压，实际上是风流在管道中流动时，皮托管所在测试断面风流某点的动压值，而不是整个断面风流动压的平均值。
通风安全学习题
5-14如图5-6-4所示并联风网，已知各分支风阻：R1=1.186，R2=0.794，单位为N•s2/m8；总风量Q=40m3/s。求：(1)分支1和2中的自然分风量Q1和Q2；(2)若分支1需风10m3/s，分支2需风30m3/s；采用风窗调节，风窗应设在哪个分支？风窗风阻和开口面积各为多少？
图5-6-3图5-6-4
618某煤巷掘进长度500m断面7m2采用爆破掘进方法一次爆破炸药量6kg若最大瓦斯涌出量2m3min求工作面所需风619柔性与刚性风筒的风阻有何异同点两者的漏风状况有何不同620筒的选择与使用中应注意哪些问题6211000m直径800mm接头风j02ns2m8节长50m风筒摩擦阻力系数0003ns2m4风筒拐两个90622为开拓新区而掘进的运输大巷长度1800m断面为12m2一次爆破炸药量为15kg若风筒直径为600mm50m风筒百米漏风率为1
3-5摩擦阻力系数α与哪些因素有关?
3-6摩擦阻力hf与摩擦风阻Rf有何区别?
3-7已知某梯形巷道摩擦阻力系数α=0.0177Ns2/m4，巷道长L=200m，净断面积S=5m2，通过风量Q=720m3／min，试求摩擦风阻与摩擦阻力。(Rf=0.2634Ns2/m8，hf＝37.9Pa)
3-8有一木支架梯形巷道，长1500m，断面积为6m2，木柱直径d0=0.22m，支架纵口径Δ=6，通过风量为900m3/min，巷道中空气平均密度为1.25kg/m3，求：(1)摩擦风阻Rf；(2)摩擦阻力hf；(3)该巷通风所消耗的功率N(设风机效率η=0.6)。(Rf=1.1309Ns2／m8，hf＝254.5Pa，N=6.36kW)
通风实验报告2016
实验报告姓名：黄靖东班级：安全132班学号：13063002312016年5月29日实验一大气压、空气湿度和空气密度的测定实验目的掌握测定大气压和空气湿度的常用仪表的构造、原理和使用方法，计算空气密度。
实验内容本实验需要测定大气压、空气相对湿度和卡他度，但是由于实验室仪器问题只测量了卡他度和空气温度。
本实验用到的仪器有水银气压计、空盒气压计、TES-1360温度湿度两用计、卡他计。
①水银气压计是实验室挂门口的管状气压计，管的上端水银面上是真空的，槽内液面则通向大气，所以玻璃管内水银柱高度就表示大气压力，可直接读数，单位毫米汞柱。
②空盒气压计，由一个波纹金属真空盒和一套杠杆机构组成。
使用前先用水银气压计校正，测定时，将其水平放置，用手指轻轻敲击盒面数次，消除指针的蠕动现象，等待数分钟之后再读数读数应根据仪器所附检定证进行刻度和温度的补充校正。
单位pa③温度湿度两用计，打开电源开关，将功能键拨到相应的位置，屏幕即可读出温度和湿度。
④卡他计，卡他计分为干卡他计和湿卡他计，测定时，将卡他计放入55℃左右的热水中使酒精面上升至仪器上部空间的三分之一处，取出卡他计抹干，然后挂在待测点，酒精面开始下降，记录由38度下降到35度所需时间。
本实验大气压可以通过水银气压计和空盒气压计直接测出。
空气的温度、湿度可通过温湿度计直接读出。
空气的密度可以通过测量的大气压温度和湿度计算出卡他度可以通过卡他计上的卡他常熟和测量的时间计算出，H=F/T思考题1.空盒气压计为何要进行校正？空气的绝对静压发生变化时，薄片随即向上或向下弯曲，用齿轮和杆杠的机械传动作用，把这种弯曲变化量转变为指针在刻度盘上的转动量，校正时消除机构中的摩擦。
2．为什么说卡他计是检查气温、湿度及风速综合作用的一种仪器？卡他度只能反映对流和辐射的散热效果,而湿卡他度可反映对流、辐射和蒸发的综合散热效果。
实验二通风管道中风流点压力和风速的测定一、实验目的（一）学习用皮托管及压差计测定通风管道中的点压力，并了解皮托管及压差计的构造。