礦井通風習題

2022-11-19 06:09:02 字數 2342 閱讀 7362

2-1 說明影響空氣密度大小的主要因素。壓力和溫度相同的幹空氣與濕空氣相比,哪種空氣的密度大,為什麼?

答: 1)因為水蒸氣的摩爾質量為18g/mol,幹空氣的摩爾質量為28.9g/mol,所以濕空氣密度要比幹空氣密度小一些。

2)因為

幹空氣相對濕度=0,濕空氣相對濕度》0。所以幹空氣的密度大。

2-13 已知礦內空氣的絕對靜壓p等於103991pa,空氣溫度t為18℃,相對濕度為75%,求空氣的密度、比容和重力密度。(ρ=1.2380kg/m3, =0.

8078m3/kg, =12.1324n/m3)

解:因為空氣溫度為18℃,查附錄二不同溫度下飽和水蒸氣分壓表得在t=18℃時,飽和水蒸氣分壓ps=2062pa。

將t=18℃,p=103991pa, =0.75代入空氣密度公式得

2-15 已知一進風斜井進風口1處的大氣壓p01=101324pa,1~2段的空氣平均密度,求2點的絕對靜壓

p2 。

解: 根據能量方程

進風口1的邊界條件為,

且hv1=hv2,所以上式可化簡為

所以2-16 在一段斷面不同的水平巷道中,用壓差計法測得兩斷面的靜壓差為70pa,斷面1的斷面積為8m2,其平均風速3.5m/s,斷面2的斷面積為5m2,空氣的平均密度為1.25kg/m3,求該段巷道的通風阻力。

(hr1~2=58.06pa)

解:因為斷面1的斷面積s1=8m2,平均風速v1=3.5m/s,所以通過的風量q=v1*s1=3.

5*8=28m3/s,所以斷面2的平均風速v2=q/s2=28/5=5.6m/s。

因為兩個斷面間的巷道為水平巷道,所以位壓差=0,列斷面1、斷面2間的能量方程

2-17 如圖所示的通風系統,已知大氣壓p01=p04=p05=101324pa,測得4斷面的相對靜壓為3000pa,礦井風量q為100m3/s,s1=20m2,s4=5m2,,井深z=300m,擴散器出口動壓hv5=50pa,求礦井通風阻力hr1~4和通風機全壓ht。

解:由於通風機位於回風井,可知該礦通風方法為抽出式,即4斷面相對靜壓h4=-3000pa。

列斷面1和斷面4之間的能量方程公式可求得礦井通風阻力hr1-4:

根據邊界條件,入口斷面全壓等於大氣壓,即pt1=p01,又因為pt1=p1+hv1,hv1=,所以p01=p1+;又因為h4=p4-p04,所以p4=h4+p04 ;且p01=p04, 代入上式得

通風機全壓ht=hr1~4+hv5=2938.58+50=2988.58pa

3-2 某半圓拱巷道,採用砌碹支護,巷道寬3.2m,中心處高度3.4m,巷道中通過風量為600m3/min。試判別風流流態。(re=225307,紊流)

解: 方法一:

s=3.2*(3.4-3.2/2)+0.5*π(3.2/2)2=5.76+4.0192=9.7792

由所以風流流態為紊流。

方法二:採用教材p374公式(15-1-6)進行計算

s=b(h-0.11b)=3.2*(3.4-0.11*3.2)=9.7536

由所以風流流態為紊流。

方法三:求斷面周長

u=3.14*(3.2/2)+(3.4-3.2/2)*2+3.2=11.824m

3-7 已知某梯形巷道摩擦阻力係數α=0.0177ns2/m4,巷道長l=200m,淨斷面積s=5m2,通過風量q=720m3/min,試求摩擦風阻與摩擦阻力。(rf=0.

2634ns2/m8,hf=37.9pa)

解: 3-8 有一木支架梯形巷道,長1500m,斷面積為6m2,木柱直徑d0=0.22m,支架縱口徑δ=6,通過風量為900m3/min,巷道中空氣平均密度為1.

25kg/m3,求:(1)摩擦風阻rf;(2)摩擦阻力hf;(3)該巷通風所消耗的功率n(設風機效率η=0.6)。

(rf=1.1309ns2/m8,hf=254.5pa,n=6.

36kw)

解:(1) 根據已知條件d0、δ以及斷面積s,查附錄5附表5-3得

因巷道中空氣密度為1.25kg/m3≠1.2kg/m3,故巷道實際摩擦阻力係數

則巷道摩擦風阻為

(2)巷道摩擦阻力為

(3)該巷道通風所消耗的功率n

3-11 某巷道摩擦阻力係數α=0.004ns2/m4,通過風量q=40m3/s,空氣密度ρ=1.25kg/m3。

在突然擴大段,巷道斷面由s1=6m2變為s2=12m2。求:(1)突然擴大的區域性阻力hl1-2;(2)若風流由2流向1,則區域性阻力hl2-1為多少?

(hl1-2=9.7pa, hl2-1=9.1pa)

解:(1) 已知s1=6m2,s2=12m2,區域性阻力係數為

修正後的區域性阻力係數

突然擴大的區域性阻力為

(2)如果風流由斷面2流向斷面1,則為突然縮小這種情況。

修正後的區域性阻力係數為

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