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風(fēng)流點(diǎn)壓力的測量及壓力關(guān)系

時間:2014/4/23閱讀:5398
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(一)風(fēng)流點(diǎn)壓力

    井巷風(fēng)流斷面上任一點(diǎn)的壓力稱為風(fēng)流的點(diǎn)壓力。相對于某基準(zhǔn)面來說,點(diǎn)壓力也有靜壓、動壓和位壓;就其形成的特征來說,點(diǎn)壓力可分為靜壓、動壓和全壓;根據(jù)壓力的兩種測算基準(zhǔn),靜壓又分為靜壓(P靜)和相對靜壓(h靜);全壓也分為全壓(P全)和相對全壓(h全);動壓永遠(yuǎn)為正值,無、相對壓力之分,用h動表示。

    需要說明的是,同一巷道或通風(fēng)管道斷面上,各點(diǎn)的點(diǎn)壓力是不等的。在水平面上,各點(diǎn)的靜壓、位壓都相同,動壓則是中心處大;在垂直面上,從上到下,靜壓逐漸增大,位壓逐漸減小,動壓也是中心處大。因此,從斷面上的總壓力來看,一般中心處的點(diǎn)壓力大,周壁的點(diǎn)壓力小。

(二)壓力的測量及其相互關(guān)系

1、靜壓P靜的測定

井巷風(fēng)流中某點(diǎn)的靜壓一般用空盒氣壓計、精密氣壓計或礦井通風(fēng)綜合參數(shù)測定儀測定。

2、動壓h動的測定

有兩種方法:

1)在通風(fēng)井巷中,一般用風(fēng)表測出該點(diǎn)的風(fēng)速,利用式(2-9)計算動壓。

2)在通風(fēng)管道中,可利用皮托管和壓差計直接測出該點(diǎn)的動壓。如圖2-10所示。

2-10  動壓的測定

3、全壓的測定

測出某點(diǎn)的靜壓P靜和動壓h動之后,用下式計算該點(diǎn)的全壓P全:

                P全=P靜+h                         2-15

上式(2-15)也是壓力之間的關(guān)系式。即不論抽出式通風(fēng)還是壓入式通風(fēng),某一點(diǎn)的全壓等于靜壓與動壓的代數(shù)和。因動壓為正值,所以全壓大于靜壓。

(三)相對壓力的測量及其相互關(guān)系

風(fēng)流中某點(diǎn)的相對壓力常用皮托管和壓差計測定,其布置方法如圖2-11a所示。

左圖為壓入式通風(fēng),右圖為抽出式通風(fēng)。

2-11  不同通風(fēng)方式下風(fēng)流中某點(diǎn)壓力測量和壓力之間的相互關(guān)系

a—皮托管和壓差計的布置方法  b—風(fēng)流中某點(diǎn)各種壓力之間的關(guān)系

1、壓入式通風(fēng)中相對壓力的測量及相互關(guān)系

如圖2-11a左圖所示,皮托管的“+”接頭傳遞的是風(fēng)流的全壓P全,“-”接頭傳遞的是風(fēng)流的靜壓P靜,風(fēng)筒外的壓力是大氣壓力P0。在壓入式通風(fēng)中,因為風(fēng)流的壓力都高于同標(biāo)高的大氣壓力,所以P全>P0、P靜>P0P全>P靜。由圖中壓差計1、23的液面可以看出,壓力高的一側(cè)液面下降,壓力低的一側(cè)液面上升。

壓差計1測得的是風(fēng)流中的相對靜壓:h靜=P靜-P0

壓差計3測得的是風(fēng)流中的相對全壓:h全=P全-P0

壓差計2測得的是風(fēng)流中的動壓:h動=P全-P

整理得:h全=P全-P0=(P靜+h動)-P0=(P靜-P0)+h動=h靜+h    2-16

式(2-16)說明:就相對壓力而言,壓入式通風(fēng)風(fēng)流中某點(diǎn)的相對全壓等于相對靜壓與動壓的代數(shù)和。

2、抽出式通風(fēng)中相對壓力的測量及相互關(guān)系

如圖2-11a右圖所示。壓差計45、6分別測定風(fēng)流的相對靜壓、動壓、相對全壓。在抽出式通風(fēng)中,因為風(fēng)流的壓力都低于同標(biāo)高的大氣壓力,所以P全<P0P靜<P0,P全>P靜。由圖中壓差計4、6的液面可以看出,與大氣壓力P0相通的一側(cè)水柱下降,另一側(cè)水柱上升,壓差計5中的液面變化與抽出式相同。由此可知測點(diǎn)風(fēng)流的相對壓力為:

h靜=P0P       -h靜=P靜-P0

h全=P0P       -h全=P全-P0

h動=P全-P

整理得:h全=P0P全=P0-(P靜+h動)=(P0P靜)-h動=h靜-h    2-17

式(2-17)說明:就相對壓力而言,抽出式通風(fēng)風(fēng)流中某點(diǎn)的相對全壓等于相對靜壓減去動壓。

需要強(qiáng)調(diào)的是,式(2-17)中的 h全和h靜分別是全壓和靜壓比同標(biāo)高大氣壓力的降低值,而式(2-16)中的h全和h靜則分別是全壓和靜壓比同標(biāo)高大氣壓力的增加值。公式中采用的都是其值。

2-11b清楚地表示出不同通風(fēng)方式下,風(fēng)流中某點(diǎn)各種壓力之間的關(guān)系。

2-1  在圖2-11a所示的壓入式通風(fēng)風(fēng)筒中,測得風(fēng)流中某點(diǎn)的相對靜壓h靜=1200Pa,動壓h動=100Pa,風(fēng)筒外與該點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓力P098000Pa,求該點(diǎn)的P靜、h全、P全分別是多少?

解:(1P靜=P0h靜=98000120099200 Pa

   2h全=h靜+h動=12001001300 Pa

   3P全=P0h全=98000130099300 Pa

  P全=P靜+h動=9920010099300 Pa

2-2  在圖2-11a所示的抽出式通風(fēng)風(fēng)筒中,測得風(fēng)流中某點(diǎn)的相對靜壓h靜=1200Pa,動壓h動=100Pa,風(fēng)筒外與該點(diǎn)同標(biāo)高的大氣壓力P098000Pa,求該點(diǎn)的P靜、h全、P全分別是多少?

解:(1P靜=P0h靜=98000120096800 Pa

   2h全=h靜-h動=12001001100 Pa

   3P全=P0h全=98000110096900 Pa

     P全=P靜+h動=9680010096900 Pa

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