第一节井巷断面上风速分布 、风流流态 1、管道流 同一流体在同一管道中流动时,不同的流速,会形成不同的 流动状态。当流速较低时,流体质点互不混杂,沿着与管轴 平行的方向作层状运动,称为层流(或滞流)。当流速较大时, 流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化,成为 互相混杂的紊乱流动,称为紊流(或湍流)。 (1)雷诺数一Re Res ld 式中:平均流速ν、管道直径和流体的运动粘性系数,当空气温度为150℃C 时,其值为14.4×10m2/s
一、风流流态 1、管道流 同一流体在同一管道中流动时，不同的流速，会形成不同的 流动状态。当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴 平行的方向作层状运动，称为层流(或滞流)。当流速较大时， 流体质点的运动速度在大小和方向上都随时发生变化，成为 互相混杂的紊乱流动，称为紊流(或湍流)。 （1）雷诺数－Re 式中：平均流速v、管道直径d和流体的运动粘性系数，当空气温度为150℃ 时， 其值为14.4x10-6m 2/s。 Vd Re = 第一节 井巷断面上风速分布
雷诺实验示意图 层流 管子 着色液 Q=VA 柴色线 过渡流动 光滑的很好修圆的进口 QMA)流 (b) 实验表明 Re≤2320层流(下临界雷诺数) Re>4000紊流(上临界雷诺数) 中间为过渡区。 实际工程计算中,为简便起见,通常用Re=230来2 判断管路流动的流态。 Re≤2300层流,Re>2300紊流
雷诺实验示意图 实验表明： Re≤2320 层流（下临界雷诺数） Re＞4000 紊流（上临界雷诺数） 中间为过渡区。 实际工程计算中，为简便起见，通常用Re=2300来 判断管路流动的流态。 Re≤2300 层流， Re＞2300 紊流
第一节井巷断面上风速分布 (2)当量直径 对于非圆形断面的井巷,Re数中的管道直径o应以井巷断面的当量直径de来表 小: S 因此,非圆形断面井巷的雷诺数可用下式表示: 4VS Re 对于不同形状的井巷断面,其周长与断面积s关系,可用下式表示 U=C√S 式中:C断面形状系数:梯形C=416;三心拱c=410;半圆拱 C3.84;圆形拱c=3.54
（２）当量直径 对于非圆形断面的井巷，Re数中的管道直径d应以井巷断面的当量直径de来表 示： 因此，非圆形断面井巷的雷诺数可用下式表示： 对于不同形状的井巷断面，其周长U与断面积S的关系，可用下式表示： 式中：C—断面形状系数：梯形C=4.16；三心拱C=4.10；半圆拱 C=3.84；圆形拱C=3.54 。 U =C S U VS Re 4 = U S de = 4 第一节 井巷断面上风速分布
第一节井巷断面上风速分布 例:某梯形巷道,采用工字钢支护,断面S-9m2,巷道中风量为 Q=240m3/min,试判别风流流态。 解:Re=C√15×10×416×3 4VS 40 4×4 =84615>2300 故巷道中风流为紊流。 例:巷道条件同前,求相应于Re=2300时的层流临界风速。 解:Rel2300×4.16×3×15×106 =0.012m/s 4s 4×9 《规程》规定,井巷中最低允许风速为0.15m/s,由此可见,矿井内所 有通风井巷中的风流均呈紊流状态。只有在采区冒落带,煤岩柱裂隙中 的漏风风流才有可能出现层流状态,用孔隙介质流来判断
例：某梯形巷道，采用工字钢支护，断面S=9m2，巷道中风量为 Q=240m3/min，试判别风流流态。 解： 故巷道中风流为紊流。 例：巷道条件同前，求相应于Re＝2300时的层流临界风速。 解： 《规程》规定，井巷中最低允许风速为0.15m/s，由此可见，矿井内所 有通风井巷中的风流均呈紊流状态。只有在采区冒落带，煤岩柱裂隙中 的漏风风流才有可能出现层流状态，用孔隙介质流来判断。 6 Re 2300 4.16 3 15 10 0.012 / 4 4 9 uv V m s s − = = = 84615 2300 15 10 4 16 3 4 4 4 4 6 = = = = − C S . Q U V S R e 第一节 井巷断面上风速分布
第一节井巷断面上风速分布 2、孔隙介质流 在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为: VK Re 式中:K—冒落带渗流系数,m2;/—滤流带粗糙度系数,m。 层流,R≤0.25;紊流,R2>2.5;过渡流0.25<R<2.5
2、孔隙介质流 在采空区和煤层等多孔介质中风流的流态判别准数为： 式中：K—冒落带渗流系数，m 2；l—滤流带粗糙度系数，m。 层流，Re≤0.25；紊流，Re＞2.5；过渡流 0.25<Re<2.5 l vK Re = 第一节 井巷断面上风速分布