第三章矿内风流运动的能量方程 主要内容与基本要求 第一节能量方程式 第二节能量方程在矿井通风中的应用 仫A
《矿井通风》 1 第三章 矿内风流运动的能量方程 ◆ 主要内容与基本要求 ◆ 第一节 能量方程式 ◆ 第二节 能量方程在矿井通风中的应用
主要内容与基本要求 了解理想流体与实际流体的能量方程式。 2、掌握能量方程在矿井通风阻力测定中的应用。 3、掌握利用能量方程分析矿井通风动力与阻力的关系。 4、了解矿井通风分支路的能量方程式。 《矿井通风》 BACK2
《矿井通风》 2 主要内容与基本要求 1、了解理想流体与实际流体的能量方程式。 2、掌握能量方程在矿井通风阻力测定中的应用。 3、掌握利用能量方程分析矿井通风动力与阻力的关系。 4、了解矿井通风分支路的能量方程式
第一节能量方程 一、理想流体的能量方程式 1、理想流体的假设条件 2、理想流体的伯诺里方程式 二、实际流体的能量方程 《矿井通风》
《矿井通风》 3 一、理想流体的能量方程式 1、理想流体的假设条件 2、理想流体的伯诺里方程式 二、实际流体的能量方程
理想流体的能量方程式 1、理想流体的假设条件 ou (1)流动为恒定流。此时 0 at atat at (2)流体是不可压缩的,密度p=常数。 (3)作用在流体上的质量力 只有重力;即Ⅹ=Y=0, Z g 0 《矿井通风》
《矿井通风》 4 一、理想流体的能量方程式 1、理想流体的假设条件 （1）流动为恒定流。此时 = 0 = = = t p t u t u t ux y z （2）流体是不可压缩的，密度ρ= 常数。 （3）作用在流体上的质量力 只有重力；即 X = Y = 0， Z = - g
2、理想流体的伯诺里方程式 常数 18 2 g 上式就是理想流体沿流线的伯诺里方程(又称能量方程)。 也就是微小流束的伯诺里方程。 对于同一微小流束沿流动方向上任意两点(1点和2点),则 上式可写成 u 2 pg 2g pg 2g 0 《矿井通风》
《矿井通风》 5 + + = 常数 g u g p z 2 2 上式就是理想流体沿流线的伯诺里方程（又称能量方程）。 也就是微小流束的伯诺里方程。 对于同一微小流束沿流动方向上任意两点（1点和2点），则 上式可写成 g u g p z g u g p z 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 + + = + + 2、理想流体的伯诺里方程式
、实际流体的能量方程 实际流体具有粘性,使其机械能将沿程减少。 设h为单位重量流体的水头损失,则根据能量守恒原理,可 得实际流体微小流束恒定流的能量方程为 二1 z,+型2+22-+h 理想流体总压头 g g 实际总水头纔F 压 头筑 各项同除以γQ,可得 a h r 2g g 《矿井通风》
《矿井通风》 6 二、实际流体的能量方程 实际流体具有粘性，使其机械能将沿程减少。 设 为单位重量流体的水头损失，则根据能量守恒原理，可 得实际流体微小流束恒定流的能量方程为 w h hw g p u z g p u z + + = + + + 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 w h g p v z g p v z + + = + + + 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 各项同除以γQ，可得
C Cl y 2 g 2 g 在总流能量方程中: z+D代表过流断面上单位重量流体的平均势能(包括压能 和位能) 代表总流单位重量流体从 理想流体总压头 实际总水头纔F 个断面流到另一断面平均损失的号 测压會水头线 能量,称为平均水头损失。 h,是过流断面上单位重量 流体具有的平均动能。 《矿井通风》
《矿井通风》 7 hw g p v z g p v z + + = + + + 2 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 p z + g v 2 2 hw 在总流能量方程中： 代表过流断面上单位重量流体的平均势能（包括压能 和位能）。 是过流断面上单位重量 流体具有的平均动能。 代表总流单位重量流体从 一个断面流到另一断面平均损失的 能量，称为平均水头损失
②第二节能量方在矿井通风中的应用 一、应用能量方程的条件 二、矿井通风的能量方程 三、能量方程在通风阻力测定中的应用 四、利用能量方程分析矿井通风阻力与动力关系 五、能量方程在分支风路中的应用 《矿井通风》
《矿井通风》 8 一、应用能量方程的条件 二、矿井通风的能量方程 三、能量方程在通风阻力测定中的应用 四、利用能量方程分析矿井通风阻力与动力关系 五、能量方程在分支风路中的应用
、应用能量方程的条件 1、矿内风流的流动是定常流; 2、矿内风流的流动是连续的; 3、缓变流; 4、压缩性; 矿内空气流动过程中,由于压力、速度和矿井深度等变化 引起空气密度的变化不超过正常值的6~8%,视矿内风流为 不可压缩流体。 但对于深井以及受空气密度影响较大的自然通风问题,则 需考虑风流的压缩性。 《矿井通风》
《矿井通风》 9 一、应用能量方程的条件 1、 矿内风流的流动是定常流； 2、 矿内风流的流动是连续的； 3、 缓变流； 4、 压缩性； 矿内空气流动过程中，由于压力、速度和矿井深度等变化 ，引起空气密度的变化不超过正常值的6～8%，视矿内风流为 不可压缩流体。 但对于深井以及受空气密度影响较大的自然通风问题，则 需考虑风流的压缩性
矿井通风的能量方程 把不可压缩实际流体的总流能量方程两边同乘以密度pg,则 单位重量流体的能量方程变成单位体积流体的能量方程 8=1+n+ 3P=18=2+P2+V2 p+h, 2 1-2=pgW1 般取k1=k,=1 为真实的反映出各地点的能量值,用p1、p2代替平均密度ρ 分别计算出各断面上的平均动能。用pm1、Dn2分别计算出各断面 风流的位能。 上式可写成:pmg+1+n=pn82+2+"2+h2 《矿井通风》 10
《矿井通风》 10 二、矿井通风的能量方程 把不可压缩实际流体的总流能量方程两边同乘以密度ρg，则 单位重量流体的能量方程变成单位体积流体的能量方程。 1 2 2 2 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 + + = + + + h − k v gz p k v gz p h1-2 =ρgw1-2 一般取k1 =k2 = 1 为真实的反映出各地点的能量值，用ρ1、ρ2代替平均密度ρ， 分别计算出各断面上的平均动能。用ρm1、ρm2分别计算出各断面 风流的位能。 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 + + = + + + − h v gz p v gz p 上式可写成： m m