第二章矿井空气流动的基本理论 本章的重点: 1、空气的物理参数T、P、Φ、μ、ρ 、风流的能量与点压力——静压,静压能;动压、动能 位能;全压;抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压 的关系 3、能量方程 连续性方程;单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用——边界条件、压力坡度图 本章的难点: 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用
第二章 矿井空气流动的基本理论 本章的重点： 1、空气的物理参数----T、P、Φ、μ、ρ； 2、风流的能量与点压力----静压，静压能；动压、动能； 位能；全压；抽出式和压入式相对静压、相对全压与动压 的关系 3、能量方程 连续性方程；单位质量能量方程、单位体积能量方程 4、能量方程在矿井中的应用----边界条件、压力坡度图 本章的难点： 点压力之间的关系 能量方程及其在矿井中的应用
第二章矿井空气流动的基本理论 主要研究内容:矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规 律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质,讨论空气在 流动过程中所具有的能量(压力)及其能量的变化。根据热力学第一定 律和能量守恒及转换定律,结合矿井风流流动的特点,推导了矿井空气 流动过程中的能量方程,介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节空气的主要物理参数 、温度温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主 要参数之一。热力学绝对温标的单位K,摄式温标T=273.15+t 二、压力(压强)空气的压力也称为空气的静压,用符号P表示。压强在 矿井通风中习惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。 P=2/3n(1/2mv2) 矿井常用压强单位: Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm等。 换算关系:1atm=760mmHg=1013.25 mbar=101325Pa DLP396) 1 mbar =100 Pa =10.2 mmH,O 1mng=13.6m20=133.32Pa
第二章 矿井空气流动的基本理论 主要研究内容：矿井空气沿井巷流动过程中宏观力学参数的变化规 律以及能量的转换关系。介绍空气的主要物理参数、性质，讨论空气在 流动过程中所具有的能量（压力）及其能量的变化。根据热力学第一定 律和能量守恒及转换定律，结合矿井风流流动的特点，推导了矿井空气 流动过程中的能量方程，介绍了能量方程在矿井通风中的应用。 第一节 空气的主要物理参数 一、温度 温度是描述物体冷热状态的物理量。矿井表示气候条件的主 要参数之一。热力学绝对温标的单位K，摄式温标 T=273.15+t 二、压力（压强） 空气的压力也称为空气的静压，用符号P表示。压强在 矿井通风中习惯称为压力。它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现。 P=2/3n(1/2mv2) 矿井常用压强单位：Pa Mpa mmHg mmH20 mmbar bar atm 等。 换算关系：1 atm = 760 mmHg = 1013.25 mmbar = 101325 Pa (见P396) １mmbar = 100 Pa = 10.2 mmH20, １mmHg = 13.6mmH20 = 133.32 Pa
、湿度 表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。表示空气湿度的方法:绝 对湿度、相对温度和含湿量三种 1、绝对湿度 每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。其单位与密 度单位相同(Kg/m3),其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密 度。p=MV 饱和空气:在一定的温度和压力下,单位体积空气所能容纳水蒸汽 量是有极限的,超过这一极限值,多余的水蒸汽就会凝结出来。这 种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气,这时水蒸气分压力叫饱 和水蒸分压力,Ps,其所含的水蒸汽量叫饱和湿度p 2、相对湿度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量(p)与其同温度下的饱和水 蒸汽含量(ps)之比称为空气的相对湿度 Py/Ps 反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度
三、湿度 表示空气中所含水蒸汽量的多少或潮湿程度。表示空气湿度的方法：绝 对湿度、相对温度和含湿量三种 １、绝对湿度 每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。其单位与密 度单位相同（Kg/ m 3），其值等于水蒸汽在其分压力与温度下的密 度。v=Mv/V 饱和空气：在一定的温度和压力下，单位体积空气所能容纳水蒸汽 量是有极限的，超过这一极限值，多余的水蒸汽就会凝结出来。这 种含有极限值水蒸汽的湿空气叫饱和空气，这时水蒸气分压力叫饱 和水蒸分压力，PS，其所含的水蒸汽量叫饱和湿度s 。 ２、相对湿度 单位体积空气中实际含有的水蒸汽量（V）与其同温度下的饱和水 蒸汽含量（S）之比称为空气的相对湿度 φ＝ V／ S 反映空气中所含水蒸汽量接近饱和的程度
Φ愈小 空气愈干爆,φ=0为千空气; φ愈大 空气愈潮湿,φ=1为饱和空气。 温度下降,其相对湿度增大,冷却到φ=1时的温度称为露点 例如:甲地:t=18“,py=0.0107Kg/m 乙地:t=30℃c,pv=0.0154Kg/n 解:查附表当t为18C,p。=0.0154Kg/m 当t为30℃c,p。=0.03037Kg/m 甲地:φ=py/ps=0.7=70% 乙地:φ=py/ps=0.51=51% 乙地的绝对湿度大于甲地,但甲地的相对湿度大于乙地,故 乙地的空气吸湿能力强。 露点:将不饱和空气冷却时,随着温度逐渐下降,相对湿度 逐渐增大,当达到100%时,此时的温度称为露点。 上例甲地、乙地的露点分别为多少?
Φ愈小 空气愈干爆， φ＝０ 为干空气； φ愈大 空气愈潮湿， φ＝１为饱和空气。 温度下降，其相对湿度增大，冷却到φ=1时的温度称为露点 例如：甲地：t = 18 ℃， V ＝0.0107 Kg/m3, 乙地：t = 30 ℃， V ＝0.0154 Kg/m3 解：查附表 当t为18 ℃， s ＝0.0154 Kg/m3, , 当t为 30 ℃， s ＝0.03037 Kg/m3, ∴ 甲地： φ＝ V／ S＝0.7 ＝70 % 乙地： φ＝ V／ S＝0.51＝51 % 乙地的绝对湿度大于甲地，但甲地的相对湿度大于乙地，故 乙地的空气吸湿能力强。 露点：将不饱和空气冷却时，随着温度逐渐下降，相对湿度 逐渐增大，当达到100％时，此时的温度称为露点。 上例 甲地、乙地的露点分别为多少？
3、含湿量 含有1kg千空气的湿空气中所含水蒸汽的质量(kg)称为 空气的含湿量。dp/pd pv=φPs/461T p(P-中Ps)/287T d=0.622φPs/(P-￠Ps) 四、焓 焓是一个复合的状态参数,它是内能u和压力功之和,焓也称热焓。 i=id+div=1.0045t+d(2501+1.85t) 实际应用焓湿图(|-d)
３、含湿量 含有1kg干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量（kg）称为 空气的含湿量。d= V／ d, V= φPs/461T d=(P-φPs)/287T d=0.622 φPs/(P- φPs) 四、焓 焓是一个复合的状态参数，它是内能u和压力功PV之和，焓也称热焓。 i=id+d•iV=1.0045t+d(2501+1.85t) 实际应用焓-湿图（I-d)