第一节井巷断面上风速分布 、井巷断面上风速分布 (1)紊流脉动和时均速度ν 风流中各点的流速、压力等物理参数随时间作不规则 瞬时速度随时间τ的变化。其值虽然不断变化,但在 足够长的时间段7内,流速v总是围绕着某一平均 值上下波动。 T
二、井巷断面上风速分布 （１）紊流脉动和时均速度 风流中各点的流速、压力等物理参数随时间作不规则, 瞬时速度 vx 随时间τ的变化。其值虽然不断变化，但在 一足够长的时间段 T 内，流速 vx 总是围绕着某一平均 值 上下波动。 T vx vx t vx 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)巷道风速分布 由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响,井巷断面上风速分布是不均匀 的。层流边层:在贴近壁面处仍存在层流运动薄层,即层流边层。其 厚度δ随Re增加而变薄,它的存在对流动阻力、传热和传质过程有较 大影响。 在层流边层以外,从巷壁向巷道轴心方向,风速逐渐增大,呈抛物线 分布。 δ↑ max max SJs ds C平均风速:[rdS 式中:巷道通过风量Q,则:Q=V×s
(2）巷道风速分布 由于空气的粘性和井巷壁面摩擦影响，井巷断面上风速分布是不均匀 的。层流边层：在贴近壁面处仍存在层流运动薄层，即层流边层。其 厚度δ随Re增加而变薄，它的存在对流动阻力、传热和传质过程有较 大影响。 在层流边层以外，从巷壁向巷道轴心方向，风速逐渐增大，呈抛物线 分布。 平均风速： 式中：巷道通过风量Q,则：Q＝V ×S = S vi S S v d 1 S vi dS δ v vmax vmax 第一节 井巷断面上风速分布
第一节井巷断面上风速分布 风速分布系数:断面上平均风速与最大风速v的比值称为风速分布系 数(速度场系数),用K表示: K max 巷壁愈光滑,K值愈大,即断面上风速分布愈均匀。 砌碹巷道,K=0.8~0.86;木棚支护巷道,K=0.68~0.82 无支护巷道,K=0.74~0.81 实际中,由于受井巷断面形状和支护形式的影响, 及局部阻力物的存在,最大风流不一定在井巷的 轴线上。风速分布也不一定是有对称性
风速分布系数：断面上平均风速v与最大风速vmax的比值称为风速分布系 数(速度场系数)，用Kv表示： 巷壁愈光滑，Kv值愈大，即断面上风速分布愈均匀。 砌碹巷道，Kv=0.8～0.86；木棚支护巷道，Kv=0.68～0.82； 无支护巷道，Kv=0.74～0.81。 实际中，由于受井巷断面形状和支护形式的影响， 及局部阻力物的存在，最大风流不一定在井巷的 轴线上。风速分布也不一定是有对称性。 max v v Kv = 第一节 井巷断面上风速分布
第二节摩擦风阻与阻力 、摩擦阻力 风流在井巷中作沿程流动时,由于流体层间的摩擦和流体 与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿 程阻力)。 由流体力学可知,无论层流还是紊流,以风流压能损失来 反映的摩擦阻力可用下式(达西定律)来计算: hr=xP。Pa 2 λ一无因次系数,即沿程阻力系数,通过实验求得。 d一圆形风管直径,非圆形管用当量直径;
一、摩擦阻力 风流在井巷中作沿程流动时，由于流体层间的摩擦和流体 与井巷壁面之间的摩擦所形成的阻力称为摩擦阻力(也叫沿 程阻力)。 由流体力学可知，无论层流还是紊流，以风流压能损失来 反映的摩擦阻力可用下式(达西定律)来计算： Pa λ－无因次系数，即沿程阻力系数，通过实验求得。 d—圆形风管直径，非圆形管用当量直径； 2 · 2 v d L hf = 第二节 摩擦风阻与阻力
第二节摩擦风阻与阻力 尼古拉兹实验 实际流体在流动过程中,沿程能量损失一方面(内因)取决于粘滞力 和惯性力的比值,用雷诺数R来衡量;另一方面(外因)是固体壁面对 流体流动的阻碍作用,故沿程能量损失又与管道长度、断面形状及大小 壁面粗糙度有关。其中壁面粗糙度的影响通过A值来反映。 1932~1933年间,尼古拉兹把经过筛分、粒径为ε的砂粒均匀粘贴于 管壁。砂粒的直径ε就是管壁凸起的高度,称为绝对糙度;绝对糙度ε 与管道半径r的比值E/r称为相对糙度。以水作为流动介质、对相对糙 度分别为1/15、1/30.6、1/60、1126、1/256、1/507六种不同的管道进 行试验研究。对实验数据进行分析整理,在对数坐标纸上画出λ与Re的 关系曲线,如下图所示
1．尼古拉兹实验 实际流体在流动过程中，沿程能量损失一方面（内因）取决于粘滞力 和惯性力的比值，用雷诺数Re来衡量；另一方面（外因）是固体壁面对 流体流动的阻碍作用，故沿程能量损失又与管道长度、断面形状及大小、 壁面粗糙度有关。其中壁面粗糙度的影响通过λ值来反映。 1932～1933年间，尼古拉兹把经过筛分、粒径为ε的砂粒均匀粘贴于 管壁。砂粒的直径ε就是管壁凸起的高度，称为绝对糙度；绝对糙度ε 与管道半径r的比值ε/r 称为相对糙度。以水作为流动介质、对相对糙 度分别为1/15、1/30.6、1/60、1/126、1/256、1/507六种不同的管道进 行试验研究。对实验数据进行分析整理，在对数坐标纸上画出λ与Re的 关系曲线，如下图所示。 第二节 摩擦风阻与阻力