第三章井巷通风阻力中国矿天学2、摩擦风阻与阻力口摩擦阻力风流在井巷中作均匀流动时,沿程受到井巷固定壁面的X限制,引起内外摩擦而产生的阻力称作摩擦阻力。(也叫沿程阻力)流态不同的风流,摩擦阻力h的产生情况和大小也不同。它是矿井通风设计,选择主要通风机的主要参数,也沃是生产中分析与改善矿井通风工作的主要对象。米前人实验得出水流在圆管中的沿程阻力公式:905式中入—实验比例系数,无因次一水流的密度,kg/m,圆管的长度,mh圆管的直径,m管内水流的平均速度,m/ss
2、摩擦风阻与阻力 摩擦阻力 第三章 井巷通风阻力 风流在井巷中作均匀流动时,沿程受到井巷固定壁面的 限制,引起内外摩擦而产生的阻力称作摩擦阻力。(也 叫沿程阻力) 流态不同的风流,摩擦阻力hfr的产生情况和大小也不同 。它是矿井通风设计,选择主要通风机的主要参数,也 是生产中分析与改善矿井通风工作的主要对象。 前人实验得出水流在圆管中的沿程阻力公式: 2 2 V d L hfr 式中 λ——实验比例系数,无因次; ρ——水流的密度,kg/m3; L——圆管的长度,m; d——圆管的直径,m; V——管内水流的平均速度,m/s;
第三章井巷通风阻力中国矿亚天学2、摩擦风阻与阻力口摩擦阻力尼古拉兹在壁面分别胶结各种粗细砂粒的圆管中,实验?得出了流态不同的水流入系数同管壁的粗糙程度、雷诺数的关系。管壁的粗糙程度用管道的直径d(m)和管壁平均突起的高度(即砂粒的平均直径)k(m)之比来表示。并用阀门不断改变管内水流速度,结果如图所示。1)在lgRe≤3.3(Re≤2320)时,从图中左边斜线可以看出,所有试验点都分布于其上,入随Re的增加而减小,且与管道的相对粗905糙度无关,这时入与Re的关系式为:入=64/Re
2、摩擦风阻与阻力 摩擦阻力 第三章 井巷通风阻力 尼古拉兹在壁面分别胶结各种粗细砂粒的圆管中,实验 得出了流态不同的水流λ系数同管壁的粗糙程度、雷诺数 的关系。管壁的粗糙程度用管道的直径d (m)和管壁平均 突起的高度(即砂粒的平均直径) k (m)之比来表示。并用 阀门不断改变管内水流速度,结果如图所示。 1) 在lgRe≤3.3(Re≤2320) 时,从图中左边斜线可以 看出,所有试验点都分布 于其上,λ随Re的增加而 减小,且与管道的相对粗 糙度无关,这时λ与Re的 关系式为: λ=64/Re
第三章井巷通风阻力中国矿亚天学2、摩擦风阻与阻力2)在3.3<lgRe5.0(2320<Re≤100000)的范围内,流体由口摩擦阻力层流向素流过渡,入系数既和Re有关,也和管壁的粗糙度有关。3)当Re≥100000时,流体成为素流流动。入与Re无关,只和管壁的粗糙度有关。管壁的粗o8糙度越大,入系数就越大。其试验式为:元=欢(1.74+lgX完全紊流状态下的摩擦阻力定律ApLV2d=4r=4S/U2d1909ApLUV?a.pLU2f店8S85
2、摩擦风阻与阻力 摩擦阻力 第三章 井巷通风阻力 2) 在3.3<1gRe<5.0(2320< Re≤100000)的范围内,流体由 层流向紊流过渡,λ系数既和 Re有关,也和管壁的粗糙度有 关。 3) 当Re≥100000时,流体成为 紊流流动。λ与Re无关,只和 管壁的粗糙度有关。管壁的粗 糙度越大, λ系数就越大。其 试验式为: 2 (1.74 lg ) 1 k d 完全紊流状态下的摩擦阻力定律 2 3 8 Q S LU hfr
第三章井巷通风阻力中国矿天学2、摩擦风阻与阻力口摩擦阻力系数与摩擦风阻因矿井空气密度变化不大,而耳对于尺度和支护已定型的井巷,其壁面的相对光滑度是定值,则在完全紊流状态下,元值是常数,用一个系数α来表示,即p此系数称为摩擦阻力系数,单位为kg/m3或N.s2/m4杰在标准状态(po=1.2kg/m)条件下的井巷的摩擦阻力系数,即所谓标准值ao值,当井巷中空气密度p1.2kg/m时905,其值应按下式修正
2、摩擦风阻与阻力 摩擦阻力系数与摩擦风阻 第三章 井巷通风阻力 因矿井空气密度变化不大,而且对于尺度和支护已定型 的井巷,其壁面的相对光滑度是定值,则在完全紊流状 态下, 值是常数,用一个系数 来表示,即 此系数称为摩擦阻力系数,单位为 kg/m3 或 N.s2 /m4 2 3 Q S LU hf 在标准状态(ρ0=1.2kg/m3)条件下的井巷的摩擦阻力系 数,即所谓标准值α0值,当井巷中空气密度ρ≠1.2kg/m3时 ,其α值应按下式修正: 1.2 0
第三章井巷通风阻力中国矿天学2、摩擦风阻与阻力口摩擦阻力系数与摩擦风阻X矿井中巷道的长度,周界及摩擦阻力系数在巷道形成后般变化较小,可看作常数。LUhf =RO,PaR?3Y此系数称为摩擦风阻,单位为kg/m7或N.s2/m8X这就是完全紊流情况下的摩擦阻力定律;当巷道中的摩擦风阻一定时,摩擦阻力与风量的平方成正比。905
2、摩擦风阻与阻力 摩擦阻力系数与摩擦风阻 第三章 井巷通风阻力 矿井中巷道的长度,周界及摩擦阻力系数在巷道形成后 一般变化较小,可看作常数。 此系数称为摩擦风阻,单位为 kg/m7 或 N.s2 /m8 3 S LU Rfr 这就是完全紊流情况下的摩擦阻力定律;当巷道中的摩 擦风阻一定时,摩擦阻力与风量的平方成正比