1、 3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应用矿井风流运动的能量方程式及其应用3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系能量方程在分析通风动力与阻力关系 上的应用上的应用3.3 有分支风路的能量方程式有分支风路的能量方程式第1页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.1空气流动连续性方程空气流动连续性方程 1连续性方程连续性方程 两个过流断面的空气质量流量相等，即两个过流断面的空气质量流量相等，即 图图3-1 一元稳定流连续性分析图一元稳定流连续性分析图 1 1 12 2 2vSv S任一过流断面质量流量任一过流断面质量流量Mi（kg/s）为常数
2、）为常数,即即 Mi=常数常数对于不可压缩流体（密度为常数），则对于不可压缩流体（密度为常数），则 Q=viSi=常数常数空气在矿井巷道中的流动可近似地认为是一元稳定流，空气在矿井巷道中的流动可近似地认为是一元稳定流，这在工程应用中是满足要求的。这在工程应用中是满足要求的。第2页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.1空气流动连续性方程空气流动连续性方程 2风流运动的能量方程风流运动的能量方程 据能量守恒定律，空气从第一断面流向第二个断面时据能量守恒定律，空气从第一断面流向第二个断面时 图图3-2风流的能量关系风流的能量关系 实际矿井内空
3、气流动时，实际矿井内空气流动时，同一断面上各点风速不同一断面上各点风速不是均匀一致的，常以断是均匀一致的，常以断面平均风速来计算。风面平均风速来计算。风流总是由总能量大的地流总是由总能量大的地方流向总能量小的地方。方流向总能量小的地方。221 1221112221 222mmvvpgZpgZh第3页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.2单位质量流量能量方程单位质量流量能量方程 1能量组成能量组成 在井巷通风中，风流的能量由机械能和内能组成，常用在井巷通风中，风流的能量由机械能和内能组成，常用1kg空气或空气或1 m3空气所具有的能量表示
4、。空气所具有的能量表示。风流具有的机械能包括静压能、动压能和位能。风流具有风流具有的机械能包括静压能、动压能和位能。风流具有的内能是风流内部储存能的简称，它是风流内部所具有的的内能是风流内部储存能的简称，它是风流内部所具有的分子内动能与分子位能之和。分子内动能与分子位能之和。用表示用表示1kg空气所具有的内能（空气所具有的内能（J/kg），则），则 根据压力（根据压力（p）、温度（）、温度（T）和比容（）和比容（v）之间关系）之间关系 空气的比容，空气的比容，m3/kg),(Tfu(,)uf T p可见空气的内能是空气可见空气的内能是空气状态参数的函数。状态参数的函数。第4页，共29页。3.1
5、 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.2单位质量流量能量方程单位质量流量能量方程 2风流流动过程中能量分析风流流动过程中能量分析1断面上，断面上，1 kg空气空气所具有的能量为：所具有的能量为：流经流经12断面，到断面，到达达2断面时断面时 图图3-3 井巷中的风流井巷中的风流 2111112pvgZu2222222pvgZu1kg空气由空气由1断面流至断面流至2断面时，克服流断面时，克服流动阻力消耗能量为动阻力消耗能量为LR（这部分被消（这部分被消耗能量将转化成热能耗能量将转化成热能qR，仍存在，仍存在于空气中）。于空气中）。另外还有地温另外还有地温(通
6、过井巷壁面或淋通过井巷壁面或淋水等其他途径水等其他途径)、机电设备等传给、机电设备等传给1kg空气热量空气热量q。这些热量将增加。这些热量将增加空气的内能并使空气膨胀做功空气的内能并使空气膨胀做功 第5页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3可压缩空气单位质量流量的能量方程可压缩空气单位质量流量的能量方程 当风流在井巷中做一维稳定流动时当风流在井巷中做一维稳定流动时 根据热力学第一定律，传给空气的热量，一部分用于增加空根据热力学第一定律，传给空气的热量，一部分用于增加空气的内能，一部分使空气膨胀对外做功气的内能，一部分使空气膨胀对外做功 又因为
7、：又因为：整理得：整理得：2211()Rqquupdv22221221 121111()()()ppp vp vd pvpd vvd p22212121()()22RvvLvdpg ZZ 12212122()()22vvvdpg ZZ12212122()()22RtvvLvdpg ZZL22112211221222RRpvpvgZuqqgZuL这就是单位质量可压缩空气在无压源这就是单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程的一般形的井巷中流动时能量方程的一般形式式 单位质量可压缩空气单位质量可压缩空气1、2断面间有断面间有压源（如局部通风机等）存在，压源（如局部通风机等）存在，则其能量方
8、程为则其能量方程为 第6页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其矿井风流运动的能量方程式及其应用应用 4单位质量可压缩空气能量方程分析单位质量可压缩空气能量方程分析 称为伯努利积分项，它反映了风流从称为伯努利积分项，它反映了风流从1断断面流至面流至2断面的过程中的静压能变化，它与空气流动断面的过程中的静压能变化，它与空气流动过程的状态密切相关。对于多变过程，过程指数为过程的状态密切相关。对于多变过程，过程指数为n（可以在（可以在0范围内变化范围内变化）时，）时，n 0时，时，即为定压过程，即为定压过程，；n 1时，时，即为等温过，即为等温过，；n k=1.41时，时，即为等熵过程；，
9、即为等熵过程；n=，即为等容过程，即为等容过程，11221vdpdpnpvconstpconst120vdp pvconst111 122lnpvdpp vpkpvconstvconst1122()vdpv pp第7页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 实际多变过程中其值是变化的。在深井通风中，如果其实际多变过程中其值是变化的。在深井通风中，如果其值变化较大时，可分成若干段（各段的值均不相等），值变化较大时，可分成若干段（各段的值均不相等），在每一段中的值可近似认为不变。当对式在每一段中的值可近似认为不变。当对式 （3-16）微分，则有：微分，
10、则有：或或 按上式可由邻近的两个实测状态求得此过程的按上式可由邻近的两个实测状态求得此过程的n值。值。由（由（3-16）和）和 得：得：10nnnpvdvv dp0dpdvnpv1212lnln(ln)(ln)lnlnppdpndv npvconst1v1212nnnnppppvconst第8页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 将式将式 代入积分项并由积分公式代入积分项并由积分公式 积分得：积分得：得：得：令令 得 ，2211()Rqquupdv11xx dxc112212()1ppnvdpn2212121212()()()122Rppvvn
11、Lg ZZn2212121212()()()122RtppvvnLg ZZLn121212()1mppppnn121212121112122212lnln()1ln()mppppppppnpppnp22121212()()22RmppvvLg ZZ22121212()()22RtmppvvLg ZZL这就是单位质量可压缩空气在无压源的这就是单位质量可压缩空气在无压源的井巷中流动时能量方程又可表示为井巷中流动时能量方程又可表示为 单位质量可压缩空气在单位质量可压缩空气在1、2断面间有断面间有压源（如局部通风机等）存在时能压源（如局部通风机等）存在时能量方程为量方程为 有可表示为有可表示为第9页，
12、共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.3单位体积流量能量方程单位体积流量能量方程 在考虑空气的可压缩性时，那么在考虑空气的可压缩性时，那么1m3空气流动过程中的能空气流动过程中的能量损失可由量损失可由l kg空气流动过程中的能量损失空气流动过程中的能量损失LR乘以按流动过乘以按流动过程状态考虑计算的空气密度程状态考虑计算的空气密度m，即：，即：。代入式（。代入式（3-24）、（）、（3-25）得：）得：RR mhL22121212()()22RmmvvhppgZZ22121212()()22RmmtvvhppgZZH这就是单位体积流体的能量
13、方程。后一这就是单位体积流体的能量方程。后一个是有压源个是有压源Ht时的能量方程。时的能量方程。当当1、2断面的标高差较大的情况下，断面的标高差较大的情况下，该项数值在方程中往往占有很大的该项数值在方程中往往占有很大的比重，必须准确测算。比重，必须准确测算。由于井巷断面上风速分布的不均匀性，用断面平均风由于井巷断面上风速分布的不均匀性，用断面平均风速计算出来的断面总动能与断面实际总动能不等，速计算出来的断面总动能与断面实际总动能不等，需用动能系数需用动能系数Kv加以修正。动能系数是断面实际加以修正。动能系数是断面实际总动能与用断面平均风速计算出的总动能的比总动能与用断面平均风速计算出的总动能的
14、比 232322ssvuudsu dsKvv SvS微小面积微小面积ds上的风上的风速速 313niiivu sKv S实际测算动能系数时，把断实际测算动能系数时，把断面分成若干微小面积（分面分成若干微小面积（分得越小越好），分别测出得越小越好），分别测出每一微小面积上的每一微小面积上的ui和和si，测出断面平均风速测出断面平均风速v和断面和断面积积S，用下式计算，用下式计算 断面上风速分布愈不均匀，断面上风速分布愈不均匀，Kv的的值愈大。在矿井条件下，值愈大。在矿井条件下，Kv一一般为般为1.021.05。由于动能差。由于动能差项很小，在应用能量方程时，项很小，在应用能量方程时，Kv可取为可
15、取为1。第10页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其矿井风流运动的能量方程式及其应用应用 在进行了上述两项简化处理后，单位体积流体的能量方在进行了上述两项简化处理后，单位体积流体的能量方程可近似地写成式（程可近似地写成式（3-30）和（）和（3-31）：）：221212121122()()22RmmvvhppgZZ221212121122()()22RmmtvvhppgZZH第11页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其矿井风流运动的能量方程式及其应用应用 3.1.4 断面不同的水平巷道能量方程断面不同的水平巷道能量方程 由于水平巷道中，空气密度又近似相等，因此由于水平巷
16、道中，空气密度又近似相等，因此 断面积均匀不变的水平巷道有断面积均匀不变的水平巷道有 ，则则 221 1221 212()()22vvhpp12ZZ12vv1 212()hpp两断面的静压差与动压差之和即为这段巷道的通两断面的静压差与动压差之和即为这段巷道的通风阻力。如果用皮托管的静压端和压差计直风阻力。如果用皮托管的静压端和压差计直接测定两断面间的静压差，再加上两断面的接测定两断面间的静压差，再加上两断面的动压差，同样可求得这段巷道的通风阻力。动压差，同样可求得这段巷道的通风阻力。第12页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.5断面相同
17、的垂直或倾斜巷道能量方程及其应用断面相同的垂直或倾斜巷道能量方程及其应用 压差计左侧承受的压力为压差计左侧承受的压力为 压差计右侧承受的压力为压差计右侧承受的压力为 图图 3-4 用皮压管用皮压管-压差计测定风流压差压差计测定风流压差 1 2121122()()mmhppgZgZ111LmppgZ222RmppgZ121122()()LRmmpppppgZgZ 在断面相同的垂直或倾斜巷道中，两断面的静压在断面相同的垂直或倾斜巷道中，两断面的静压差与位能差之和等于该段井巷的通风阻力。可差与位能差之和等于该段井巷的通风阻力。可用精密气压计、温度计测量用精密气压计、温度计测量p、t、Z，计算得，计算
18、得到该段通风阻力。到该段通风阻力。如果用皮托管静压端和压差计如果用皮托管静压端和压差计直接测定两断面间压差直接测定两断面间压差p时，压差计上的示度（图时，压差计上的示度（图3-4）即为井巷通风阻力，无）即为井巷通风阻力，无需再计算两断面的位能差。需再计算两断面的位能差。第13页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其矿井风流运动的能量方程式及其应用应用 3.1.6有扇风机工作时的能量方程式有扇风机工作时的能量方程式 分析扇风机工作状况时，常在扇风机入口取断面分析扇风机工作状况时，常在扇风机入口取断面1，出，出口取断面口取断面2，若将扇风机内部阻力（断面，若将扇风机内部阻力（断面1、2之
19、间）忽之间）忽略不计，即略不计，即h1-2=0，且，且 ，则，则 图图3-5有扇风机工作的风路有扇风机工作的风路 221 1221112221 222mfmvvpgZHpgZh1122mmgZgZ221 12212()()22fvvHpp1、2两断面间有扇风机工作，则断面两断面间有扇风机工作，则断面1的全能量加上扇风机的的全能量加上扇风机的全压全压Hf应等于断面应等于断面2的全能量加上的全能量加上1、2两断面间的通风阻两断面间的通风阻力。力。扇风机的全压等扇风机的全压等于扇风机出于扇风机出风口与入风风口与入风口之间的静口之间的静压差与动压压差与动压差之和。差之和。第14页，共29页。3.1 矿
20、井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.7断面变化的垂直或倾斜巷道的能量方程及其应用断面变化的垂直或倾斜巷道的能量方程及其应用 当垂直或倾斜巷道两端断面不相同时，欲测定这段巷道的当垂直或倾斜巷道两端断面不相同时，欲测定这段巷道的通风阻力，必须全面测定两断面的静压差动压差和位能通风阻力，必须全面测定两断面的静压差动压差和位能差，然后根据能量方程式的一般形式，计算通风阻力。差，然后根据能量方程式的一般形式，计算通风阻力。如果用皮托管的静压端，压差计上的示度如果用皮托管的静压端，压差计上的示度p等于两面间静等于两面间静压差（压差（p1-p2）与位能差）与位能差 之之
21、和，只要再加上动压差和，只要再加上动压差 ，即可求得通风，即可求得通风阻力阻力h1-2。1122mmz gz g221212()22vv第15页，共29页。3.1 矿井风流运动的能量方程式及其应矿井风流运动的能量方程式及其应用用 3.1.8 关于能量方程运用的几点说明关于能量方程运用的几点说明 n（1）能量方程的意义是表示）能量方程的意义是表示1kg（或（或1 m3）空气由）空气由l断断面流向面流向2断面的过程中所消耗的能量（通风阻力）等于断面的过程中所消耗的能量（通风阻力）等于流经流经l、2断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）断面间空气总机械能（静压能、动压能和位能）的变化量。的变化量
22、。n（2）风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随）风流流动必须是稳定流，即断面上的参数不随时间的变化而变化，所研究的始、末断面要放在缓时间的变化而变化，所研究的始、末断面要放在缓变流场上。变流场上。n（3）风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总）风流总是从总能量（机械能）大的地方流向总能量小的地方。在判断风流方向时，应用依据始末两能量小的地方。在判断风流方向时，应用依据始末两断面上的总能量，而不能只看其中的某一项。如不知断面上的总能量，而不能只看其中的某一项。如不知风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果风流方向，列能量方程时，应先假设风流方向，如果计算出的能量损失（通风阻力）为正，
23、说明风流方向计算出的能量损失（通风阻力）为正，说明风流方向假设正确，如果为负，则风流方向假设错误。假设正确，如果为负，则风流方向假设错误。n（4）正确选择基准面。）正确选择基准面。n（5）在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的）在始、末断面间有压源时，压源的作用方向与风流的方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向方向一致，压源为正，说明压源对风流做功；如果两者方向相反，压源为负，则压源成为通风阻力。相反，压源为负，则压源成为通风阻力。n（6）单位质量或单位体积流量的能量方程只适用）单位质量或单位体积流量的能量方程只适用1、2断面间流量不变的条件，对于流动过程中有流量变化断面
24、间流量不变的条件，对于流动过程中有流量变化的情况，应按总能量的守恒与转换定律列方程。的情况，应按总能量的守恒与转换定律列方程。n（7）应用能量方程时要注意各项单位的一致性。）应用能量方程时要注意各项单位的一致性。第16页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系上的能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用应用 1压入式通风压入式通风 图图3-6 压入式扇风机工作压入式扇风机工作 1122mmgZgZ2212101211221 2()()()22mmvvppz gz gh、221211,22()22snvvHHh扇风机在风硐中所造成的相对静压，扇风机房静压水柱计上扇风机在风硐中所造成的
25、相对静压，扇风机房静压水柱计上所测得的压差即为此值，以所测得的压差即为此值，以Hs表示表示 为为1、2两断面间位能差，它相当于因入、排风井两侧空气两断面间位能差，它相当于因入、排风井两侧空气柱重量不同而形成的自然风压，以柱重量不同而形成的自然风压，以Hn表示表示 说明压入式通风时，说明压入式通风时，扇风机在风硐中所扇风机在风硐中所造成的静压与动压造成的静压与动压之和，与自然风压之和，与自然风压共同作用，克服了共同作用，克服了矿井通风阻力，并矿井通风阻力，并在出风井口造成动在出风井口造成动压损失。压损失。第17页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系能量方程在分析通风动力与阻力关系
26、上的应用上的应用 列出扇风机入口与扇风机风硐间的能量方程式。由于扇列出扇风机入口与扇风机风硐间的能量方程式。由于扇风机入口外的静压等于大气压力风机入口外的静压等于大气压力p0，其风速等于零，当，其风速等于零，当忽略这段巷道的通风阻力时忽略这段巷道的通风阻力时 或或 将上式代入式（将上式代入式（3-38）时，即得：）时，即得：即扇风机的全压等于扇风即扇风机的全压等于扇风机在风硐中所造成的机在风硐中所造成的静压（即为扇风机的静压（即为扇风机的静压）与动压之和静压）与动压之和 21101()2fvHpp2112fsvHH221,222fnvHHh扇风机全压与自然风压扇风机全压与自然风压共同作用，克服
27、了矿共同作用，克服了矿井通风阻力，并在出井通风阻力，并在出风井口造成动压损失。风井口造成动压损失。第18页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系上的能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用应用 扇风机全压与矿井通风阻力的关系，也可用压力分布图扇风机全压与矿井通风阻力的关系，也可用压力分布图来表示。来表示。图图3-7 压入式通风时的压力分布图压入式通风时的压力分布图 扇风机的全压等于扇风机静压与扇风机的全压等于扇风机静压与动压之和。随着风流向前流动，动压之和。随着风流向前流动，由于克服矿井通风阻力，扇风由于克服矿井通风阻力，扇风机的全压和静压逐渐被消耗。机的全压和静压逐渐被消耗。在
28、矿井出风口，只剩下一小部在矿井出风口，只剩下一小部分，它等于矿井出风口的动压分，它等于矿井出风口的动压损失损失 第19页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系上的能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用应用 抽出式通风抽出式通风 图图3-8 抽出式通风抽出式通风 2202112221,2()()2mmvppz gz gh221,222snvHHh抽出式通风时，扇风机抽出式通风时，扇风机在风硐中所造成的静在风硐中所造成的静压（绝对值）与自然压（绝对值）与自然风压共同作用，克服风压共同作用，克服了矿井通风阻力，并了矿井通风阻力，并在风硐中造成动压损在风硐中造成动压损失。失。第20页，
29、共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用上的应用 列出由扇风机入口到扩散塔出口列出由扇风机入口到扩散塔出口3的能量方程式。并忽略的能量方程式。并忽略这段巷道的通风阻力。这段巷道的通风阻力。或或 代入上式得代入上式得 但在不考虑自然风压时，在扇风机的全压中，用于克服但在不考虑自然风压时，在扇风机的全压中，用于克服矿井通风阻力矿井通风阻力h1-2的那一部分，常称为扇风机的有效静压，的那一部分，常称为扇风机的有效静压，以以Hs表示。则：表示。则：或或 22320232()()22fvvHpp22323222fsvvHH231,232fnvHHh222
30、2ssvHH 2332sfvHH 抽出式扇风机的全压与抽出式扇风机的全压与自然风压共同作用，自然风压共同作用，克服了矿井通风阻力，克服了矿井通风阻力，并在扇风机扩散塔出并在扇风机扩散塔出口造成动压损失。口造成动压损失。两式说明，在抽出式通风时，扇两式说明，在抽出式通风时，扇风机的有效静压等于扇风机在风机的有效静压等于扇风机在风硐中所造成的静压与风硐中风硐中所造成的静压与风硐中风流动压之差，或者等于扇风风流动压之差，或者等于扇风机的全压与扩散塔出口的动压机的全压与扩散塔出口的动压之差。之差。第21页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用上的应
31、用 抽出式通风时，全巷道均为负压。抽出式通风时，全巷道均为负压。图图3-9 抽出式通风时的压力分布图抽出式通风时的压力分布图 扇风机全压等于扩散塔扇风机全压等于扩散塔出口与扇风机风硐之出口与扇风机风硐之间的全压差，而不等间的全压差，而不等于扇风机在风硐中所于扇风机在风硐中所造成的全压。扇风机造成的全压。扇风机在风硐中所造成的全在风硐中所造成的全压，即该断面风流的压，即该断面风流的全压，等于矿井通风全压，等于矿井通风阻力阻力h1-2。而扇风机。而扇风机的静压则等于扇风机的静压则等于扇风机在风硐中所造成的静在风硐中所造成的静压，即该断面风流的压，即该断面风流的静压。静压。第22页，共29页。3.2
32、 能量方程在分析通风动力与阻力关系能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用上的应用 扇风机安装在井下扇风机安装在井下 图图3-10 扇风机安装在井下扇风机安装在井下 22212121()()22fvvHpp为扇风机静压为扇风机静压Hs。若入排。若入排风两侧巷道断面十分接风两侧巷道断面十分接近，此时近，此时Hf=Hs，即扇，即扇风机的全压等于扇风风机的全压等于扇风机的静压。机的静压。第23页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用上的应用 列出由入风井口端面列出由入风井口端面a到扇风机入风口断面有到扇风机入风口断面有 扇风机出风口断面到扇风机出
33、风口断面到 出风井口断面出风井口断面b之间有之间有 ，则可得，则可得 图图3-10 扇风机安装在井下扇风机安装在井下 211,11()2aaamavhppz g2222,22()()22bbbbbmbvvhppz g0bappp22bfnabbvHHh、,1,2,a babhhh表明当扇风机安装在井下表明当扇风机安装在井下时，扇风机的全压与自时，扇风机的全压与自然风压之和，用于克服然风压之和，用于克服扇风机入风侧与出风侧扇风机入风侧与出风侧的阻力之和，并在出风的阻力之和，并在出风井口造成动压损失。井口造成动压损失。综上所述，无论压入式、抽综上所述，无论压入式、抽出式或扇风机安装在井下，出式或扇
34、风机安装在井下，用于克服矿井通风阻力和用于克服矿井通风阻力和造成出风井口动压损失的造成出风井口动压损失的通风动力，均为扇风机的通风动力，均为扇风机的全压与自然风压之总和。全压与自然风压之总和。第24页，共29页。3.2 能量方程在分析通风动力与阻力关系上能量方程在分析通风动力与阻力关系上的应用的应用 图3-11 扇风机安在井下时的压力分布 扇风机安装在扇风机安装在井下时，其井下时，其压力分布如压力分布如图图3-11，在入，在入风段，全压风段，全压与静压均为与静压均为负值；在出负值；在出风段，全压风段，全压与静压均为与静压均为正值。正值。第25页，共29页。3.3 有分支风路的能量方程式有分支风
35、路的能量方程式 列出由断面列出由断面0到扇风机到扇风机出出风口断面风口断面与与2之间的能量方之间的能量方程程 图图3-12 风流分支风流分支（为分析问题（为分析问题方便起见，方便起见，位能项忽略位能项忽略不计）不计）222012000111011222022()()()222vvvpQpQh QpQh Q第26页，共29页。3.3 有分支风路的能量方程式有分支风路的能量方程式 3-0：0-1、2 并合并：并合并：若若P1=P2=Pa 图图3-13 中央压入两翼排风的通风系统中央压入两翼排风的通风系统 2230330000300()()22vvpQpQh Q2223123303,001110,1
36、12220,22()()()222vvvpQh QpQh QpQh Q221203,000,1110,222()()22fvvH Qh QhQhQ2333()2favHpp在中央压入两翼排风的在中央压入两翼排风的通风系统中，扇风机通风系统中，扇风机所造成的全能量（全所造成的全能量（全流量的总能量）等于流量的总能量）等于共用巷道段全流量阻共用巷道段全流量阻力与各分支风路在各力与各分支风路在各该风量下的总阻力之该风量下的总阻力之和（包括出口动能损和（包括出口动能损失）。失）。第27页，共29页。3.3 有分支风路的能量方程式有分支风路的能量方程式 由于由于Q0=Q1+Q2上式可为：上式可为：由此可
37、得：由此可得：图图3-13 中央压入两翼排风的通风系统中央压入两翼排风的通风系统 说明在中央压入两翼排风说明在中央压入两翼排风的通风系统中，扇风机的通风系统中，扇风机的全压（以单位体积流的全压（以单位体积流体计）等于由扇风机风体计）等于由扇风机风硐起到各排风风路末端硐起到各排风风路末端止，各段风路阻力之叠止，各段风路阻力之叠加值与出风井口动压损加值与出风井口动压损失之和。失之和。2212123,00,1113,00,222()()22ffvvH QH QhhQhhQ213,00,112fvHhh223,00,222fvHhh第28页，共29页。3.3 有分支风路的能量方程式有分支风路的能量方程
38、式 对于中央进风两翼排风的通风系统对于中央进风两翼排风的通风系统 由此可得：由此可得：Hf=Hf=图图3-13 中央压入中央压入两翼排风的通风系统两翼排风的通风系统 2212123,000,1110,222()()22ffvvH QHQh QhQhQ213,00,112vhh223,00,222vhh做类似的分析后所得结果做类似的分析后所得结果 上两式表明，就单位体积流上两式表明，就单位体积流体的能量变化而言，各扇体的能量变化而言，各扇风机的全压分别等于各风风机的全压分别等于各风路由入风井口到排风口的路由入风井口到排风口的总阻力（包括出口动压损总阻力（包括出口动压损失）。失）。第29页，共29页。
