【矿井空气流动基本理论】是矿井通风学的重要组成部分,主要探讨了矿井中空气流动的物理原理和能量转换关系。本章的核心内容包括以下几个方面:
1. **空气的物理参数**:主要包括温度(T)、压力(P)、相对湿度(Φ)、黏性系数(μ)和密度(ρ)。温度是衡量物体冷热状态的物理量,通常以热力学温标(K)和摄氏温标(℃)表示。矿井中对气候条件的评价常依据温度,如《规程》规定采掘工作面的空气温度不应超过26℃。压力则是空气分子对器壁碰撞产生的力,单位体积气体的压能即为静压。
2. **风流的能量与压力**:风流在流动中具有静压、动压和位能。静压是气体分子无规则热运动产生的压能;动压是风流因运动而具有的能量,等于风速的一半与空气密度的乘积;位能则由风流所处的高度决定。全压是静压、动压和位能之和。在矿井通风中,抽风机提供的全压主要用来克服风阻和提升位能。
3. **能量方程**:基于热力学第一定律和能量守恒原理,矿井通风的能量方程分为连续性方程、单位质量能量方程和单位体积能量方程。这些方程描述了风流在流动过程中的能量变化,为分析矿井风压分布、计算风量和设计通风系统提供了理论基础。
4. **能量方程的应用**:在矿井通风中,能量方程常用于确定边界条件,绘制压力坡度图,解决实际问题如通风阻力计算、风量分配和风机选型等。理解点压力之间的关系和能量方程的应用是本章的难点。
5. **思考题**:这些问题涉及了大气压力的变化规律、干湿空气密度比较、位能的测量方式、风流压力测量技巧、正压通风中的负压区段现象、风机全压的作用以及抽出式风机加装扩展器的原因,旨在检验学生对基本理论的理解和应用能力。
矿井空气流动的基本理论不仅关乎矿工的健康和安全,还直接影响矿井的生产效率和经济效益。因此,掌握这些基本理论对矿井通风的设计和管理至关重要。通过深入学习和理解,可以有效地预防和解决矿井通风中的各种问题,确保井下的气候条件适宜,保障矿井的安全运行。