第03章井巷通风阻力

第三章 矿井通风阻力矿井通风阻力：矿井风流流动过程中，在风流内部粘滞力和惯性力、井巷壁面的外部阻滞、障碍物的扰动作用下，部分机械能不可逆地转换为热能而引起的机械能损失。

或风流流动过程中的阻滞作用，称通风阻力。

分摩擦阻力和局部阻力。

§3—1 摩擦阻力一、摩擦阻力定律由于空气具有粘性，空气在流动过程中与井巷四周壁的摩擦以及空气分子之间的相互摩擦而产生的阻碍风流流动的阻力，称摩擦阻力。

摩擦阻力是矿井通风的重要参数。

风流在紊流状态下的摩擦阻力表达式为：h 摩＝α23Q SLU式中： h 摩—井巷的摩擦阻力，Pa ；L —井巷长度U —井巷断面周长，m 。

梯形U ＝4.16S ；三心拱：U ＝4.1S ；半园拱：U ＝3.84S 。

S —井巷断面，m 2；Q —井巷通过的风量，m 3/s ；α—井巷的摩擦阻力系数（又叫达西系数），α＝8λρ，与井巷的粗糙度（λ）、空气的密度（ρ）有关，见附表。

上式说明：当井巷通过的风量一定时，摩擦阻力与巷道的长度与断面的周长成正比，与断面的立方成反比；当井巷的参数一定时，通风阻力与井巷通过风量的平方成正比。

因此，当井巷变形，通风阻力很大时，采取扩充巷道断面来降低通风阻力往往是最佳措施；采取分区通风，避免风量过分集中，可取得良好的降阻效果。

对于一定的井巷，其参数在一定时期内是一定的，令R 摩＝α3SLU——称摩擦风阻，则上式为：h 摩＝R 摩Q 2必须注意：①h 摩是1立方米空气在流动过程中的能量损失，R 摩是风流流动的阻抗参数，取决于巷道特征；②h 摩＝R 摩Q 2，即井巷通过风量的变化而变化，R 摩＝αLU，对于特定的井巷是个定值，不随风量变化而变化。

二、降低摩擦阻力的措施1、扩大井巷断面，是降阻的主要措施；2、缩短风路，如密闭旧巷等；3、选用周边长较小的井巷断面；4、选用粗糙度小的材料支护；5、避免风量的过度集中等。

例：某梯形木支护巷道长为400m ，断面4.6m 2，通过的风量8m 3/s ，测得 h 摩＝39.2Pa ，求R 摩＝？α＝？若其他条件不变，通过的风量16m 3/s 时，h 摩＝？解：R 摩＝2O h 摩＝282.39＝0.6125α＝LU RS 3＝6.416.44006.46125.03⨯⨯＝0.0167 h 摩＝R 摩Q 2＝0.6125×162＝156.8 （Pa ）显然，风量增加1倍，阻力增加了4倍。

第三章 通风阻力当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。

井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力（也称为沿程阻力）和局部阻力。

通风阻力是矿井通风设计、通风系统调整和改造、通风管理工作的基础，是矿井通风学的重要组成部分。

第一节 风流的流动状态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，流体的运动轨迹呈现直线或平滑的曲线，且与管道轴线平行，这种流动状态称为层流（或滞流）。

当流速较大时，流体质点剧烈混合，流体除在运动方向上产生位移外，在垂直于运动方向上也存在位移，而且流体内部存在时而存在、时而消失的漩涡，这种流动状态称为紊流（或湍流）。

井下风流多数是完全紊流，只有一部分风流处于向完全紊流过渡的状态，只有风速很小的漏风风流才可能出现层流。

流体的运动状态容易受流体的速度、黏度和管道尺寸等因素的影响，流体的速度越大、黏性越小；管道尺寸越大，流体越容易呈现紊流状态。

根据流体力学相关知识，对于圆形的管道，流体的雷诺数可以表示为：νvdR e =式中：Re —流体的雷诺数，无因此； v —管道中流体的平均流动速度，m/s ； d —管道直径，m ；ν—流体的运动粘性系数，与流体的温度、压力有关，正常通风情况下，矿井中空气的运动黏性系数一般取值为14.4×10-6m 2/s 。

不同温度下空气的运动粘性系数可查表2-2.在圆形管道中，水力半径r 可通过公式：4)(42dd d u s r ===ππ 所以：4e S d U =S —流体断面积，m 2； U —流体的周界，m 。

对于非圆形管道，管道直径可采用当量直径来表示。

非圆形管道的雷诺数计算式：4e vdvS R U νν==据前人的经验，当Re ≤2300时，空气变现为层流运动，Re>2300时，为紊流运动。

第二节 摩擦阻力摩擦阻力是指矿井风流沿程作均匀流动时，因受井巷固定壁面限制，引起内外摩擦而产生的能量损失，也称沿程阻力，分层流摩擦阻力和紊流摩擦阻力两类。

1)掌握矿井通风阻力的分布情况，为改善矿井通风系统，减小通风阻力，降低矿井通风机的能耗以及为采用均压技术防灭火等提供依据2)为通风设计和通风技术管理提供资料。

3)为发生事故时选择风流控制方法提供必要的参数依据。

(2)测定内容1)计算风阻。

2)计算摩擦阻力系数。

3)测量矿井通风阻力，了解分布情况。

2.测量前的准备工作测量前的准备工作步骤如图5-1所示。

(1)明确测量目的，制订具体的测量方案。

(2)选择测量路线和布置测点1)选择测量路线。

参照矿井通风系统图，选择矿井通风中的最关键的路线。

也就是最大阻力路线，在矿井通风系统中，其最大阻力路线是指从进风井口经过用风地点到回风井口的所有风流路线中没有安设增阻设施的一条风流路线。

它能较全面地反映矿井通风阻力分布情况，只有降低这条关键路线上的通风阻力，才能降低整个矿井的通风阻力。

在测量路线上，如果有个别区段风量不大或人员携带仪器不方便通过时，可采用风流短路或一条并联风路进行测量。

如果是测量局部区段的通风阻力，则只在该区段内选择测量路线。

在通风系统图上选择测定的主要路线和次要路线。

同时，要考虑一个工作班内将该路线测完；当测定路线较长时，可分段、分组测定。

2)布置测点。

首先在通风系统图上按选定的测定路线布置测点，并按顺序编号。

然后再按井下实际情况确定测点位置，并做标记。

①在风流的分岔点或汇合点必须布置测点。

在流出分风点或合风点的风流中布置测点时，测点距分风点或合风点的距离不得小于巷道宽度的12倍；在流人分风点或合风点的风流中布置测点时，测点距分风点或合风点的距离不得小于巷道宽度的3倍，如图5-2所示。

②在并联风路中，只沿一条路线测量风压，其他风路只布置测风点，进行风量测算，再根据相同的风压来计算各巷道的风阻。

③测点应尽量不靠近井筒和主要风门，以减少井筒提升和风门开启的影响。

④测点间距一般在200 m左右，两点间的压差应不小于10～20 Pa,但也不能大于仪器的量程。

第194篇通风安全学，张国枢版，考试要点，第3章井巷通风阻力1.层流：也叫滞流，同一流体在同一管道中流动时，当流速较低时，流体质点互不混杂，沿着与管轴平行的方向做层状运动。

2.紊流，也叫湍流，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。

3.雷诺数：一个无因次准数，用来判断流体的流动状态，用re表示。

Re=vd/粘性系数，v是平均流速，d是管理直径。

4.流体在直圆管内流动时，当re<2320时，流动状态为层流，当re>4000,流动状态为紊流。

当re在2320-4000区域内时，流动状态是不固定的。

5.在非圆形断面的井巷，re数中的管道直径d应以井巷断面的当量直径de表示。

De= 4s/U，所以re= vd/粘性系数=4vs/(粘性系数*U)v是井巷断面上的平均风速。

空气运动的粘性系数，s是井巷断面积。

U是井巷断面周长。

6.对于不同开关的井巷断面，周长U和断面积S的关系为U=c*s1/2, c是断面的形状系数，梯形c=4.16,心拱c=3.85，半圆拱c=3.907.风速脉动现象：井巷中某点的瞬时速度v，虽然不断变化，但是在足够长的时间段t 内，流速v总是围绕着某一平均值上下波动，这种现象称为脉动现象。

8.风速分布系数：断面上平均风速与最大风速的比值。

9.摩擦阻力：风流在井巷中做沿程流动时，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。

矿井通风中，克服沿程阻力的能量损失，常用单位体积风流的能量损失hf表示。

Hf=沿和阻力系数*L*密度*v2/(2d)L是风道长度，d是圆形风道直径，非圆形风道的当量直径。

v断面平均风速。

沿程阻力系数，又称无因次系数。

通过实验求得。

10.绝对糙度：管壁上小突起的高度。

相对糙度：绝对糙度与管道半径的比值。

11.尼古拉兹实验，5个区：1区，层流区。

Re<2320,沿程阻力系数与与相对糙度无关。

通风阻力计算说明一、风量计算根据采掘工作面配备和接替情况，1个综采工作面生产，1个安装工作面，11个掘进工作面、8个硐室均独立通风计算需要风量。

需风量按下列要求分别计算，并选用其中最大值。

{1}按区内所有作业场所实际需要风量的总和计算Q区=K区（ΣQ采+ΣQ掘+ΣQ硐+ΣQ它），m3/min式中：Q区—所有独立通风用风地点需风量之和，m3/minK区—风量不均衡系数，取值一般为1.10～1.15，取1.1ΣQ采—采煤工作面需风量之和，m3/minΣQ掘—掘进工作面需配风量之和，m3/minΣQ硐—独立通风硐室需风量之和，m3/minΣQ它—采掘工作面、硐室以外的其它作业场所和需要独立通风的巷道风量之和，m3/min。

（1）采煤工作面配风量采煤工作面，需风量按下列要求分别计算，并选取其中最大值。

①按瓦斯（二氧化碳）涌出量计算：Q采=100（67）×q采×K采通式中：Q采—采煤工作面风量，m3/min100（67）—单位瓦斯（二氧化碳）涌出量配风量，m3/min，以回风流瓦斯浓度1%或二氧化碳1.5%的换算值q采—采煤工作面回风巷风流中瓦斯或二氧化碳平均绝对涌出量，瓦斯绝对涌出量取4m3/min，二氧化碳绝对涌出量取1.2 m3/minK采通—采煤工作面瓦斯涌出不均衡系系数，一般K采通=1.2~1.6，取1.2Q采CH4=100×4×1.2=800m3/minQ采CO2=67×1.2×1.2=160.8m3/min②按工作面气温条件计算：Q采=60×70%×V采×S采×K高×K长式中：Q采—采煤工作面风量，m3/minV采—采煤工作面风速，根据采煤工作面空气温度与风速对应表，工作面温度为23℃左右，取1.4m/sS采—采煤工作面平均断面积，20m2K高—采煤工作面采高调整系数，采高>2.5及放顶煤面，取1.2K长—采煤工作面长度调整系数，工作面长度200m>180m，取1.3 Q采=60⨯0.7⨯1.4×20×1.2×1.3=1834.6m3/min③按采煤工作面每班工作最多人数计算：Q采=4N采式中：N采—采煤工作面同时工作的最多人数，取26人Q采=4⨯26=104m3/min④按风速进行验算选取上述最大值Q采=1834.6m3/min，取1835 m3/mina、按最低风速验算，采煤工作面的最低风量（Q采）Q采>15S采=15×20=300 m3/min式中：S采—采煤工作面平均断面积，取20m2b、按最高风速验算，采煤工作面的最高风量（Q采）Q采<240S采= 240×20=4800m3/min式中：S采—采煤工作面平均断面积，取20m2即：300<1966<4800，符合要求。

习题三矿井通风阻力一、解释题1．层流与紊流答：流体具有层流和紊流两种流动状态，不同流态的速度分布和阻力损失各不相同。

作层流运动的物体，各质点互不干扰地沿着自己的流束运动。

作紊流运动的物体，各质点则相互混杂、碰撞，除沿流动方向运动外还有横向运动，它们的轨迹极其复杂。

雷诺通过试验指出，流体的流动状态与平均速度u有关系，平均速度大时层紊流状态，反之呈层流状态。

此外流动状态还与管道的直径d及流体的粘性有关。

这些因素的综合影响可用一个无量纲参数Re来表示，它叫雷诺数。

用它可以判定流体的运动状态是属于层流还是紊流。

Re=ud/v式中 u——平均速度，m/s；D——管道直径，m；v——流体运动粘性系数，m2/s。

公式表明，尽管流体类型、速度及管径不同，只要雷诺数相同其流态就应该一样。

也就是说，不管流体的速度、粘性及管径多大，只要知道雷诺数就可以确定流动状态。

由紊流运动变为层流运动的雷诺数称为临界雷诺数（流体力学中称下临界雷诺数），其值为2300。

空气是流体的一种，它遵守上述规律。

如想知道井巷中流动的空气究竟是紊流还是层流，可根据井巷风流的具体条件，用公式Re=ud/v进行计算就能够判断。

为便于分析，先把此公式改写为u=Rev/d，m/s。

假设梯形巷道断面面积为4m2，风流的运动粘性系数取v=15*10-6m2/s，以临界雷诺数2300和巷道等值直径d=4S/p代入公式u=Rev/d，即得该巷道风流在临界雷诺数时的速度。

其中巷道周边长p=4.16S，故u=Rev/d=S v4Re16.4=4410* 15*2300*16.46=0.018m/s计算说明，在4m2的巷道里，当风速大于0.018m/s时即属紊流风流。

大多数井巷面积与风流平均速度大于上述数值，因此井巷中风流几乎都是紊流状态。

虽然井巷里的空气主要是紊流，但在速度非常小的地方也可能出现层流。

例如空气在采空区中、岩石裂缝中、风墙和充填物的空隙中以及在矿仓里的矿石间渗流时多属层流状态运动。

矿井透气阻力之阳早格格创做第一节透气阻力爆收的本果当气氛沿井巷疏通时，由于风流的粘滞性战惯性以及井巷壁里等对付风流的阻滞、扰动效率而产死透气阻力，它是制成风流能量益坏的本果.井巷透气阻力可分为二类：摩揩阻力(也称为沿程阻力)战局部阻力.一、风流流态（以管讲流为例）共一流体正在共一管讲中震动时，分歧的流速，会产死分歧的震动状态.当流速较矮时，流体量面互没有混纯，沿着与管轴仄止的目标做层状疏通，称为层流(或者滞流).当流速较大时，流体量面的疏通速度正在大小战目标上皆随时爆收变更，成为互相混纯的混治震动，称为紊流(或者湍流).(落矮风速的本果)(二)、巷讲风速分集由于气氛的粘性战井巷壁里摩揩效率，井巷断里上风速分集是没有匀称的.正在共一巷讲断里上存留层流区战紊区，正在揭近壁里处仍存留层流疏通薄层，即层流区.正在层流区以中，为紊流区.从巷壁背巷讲轴心目标，风速渐渐删大，呈扔物线分集.巷壁愈光润，断里上风速分集愈匀称.第二节摩揩阻力与局部阻力的估计一、摩揩阻力风流正在井巷中做沿程震动时，由于流体层间的摩揩战流体与井巷壁里之间的摩揩所产死的阻力称为摩揩阻力(也喊沿程阻力).由流体力教可知，无论层流仍旧紊流，以风流压能益坏（能量益坏）去反映的摩揩阻力可用下式去估计：H f =λ×L/d×ρν2/2 paλ——摩揩阻力系数.L——风讲少度，md——圆形风管曲径，非圆形管用当量曲径；ρ——气氛稀度，kg/m3ν2——断里仄衡风速，m/s；1、层流摩揩阻力：层流摩揩阻力与巷讲中的仄衡流速的一次圆成正比.果井下多为紊流，故没有仔细道述.2、紊流摩揩阻力：对付于紊流疏通，井巷的摩揩阻力估计式为：H f =α×LU/S3×Q2=R f×Q2 paR f=α×LU/S3α——摩揩阻力系数，单位kgf·s2/m4或者N·s2/m4，kgf·s2/m4=9.8N·s2/m4L、U——巷讲少度、周少，单位m；S——巷讲断里积，m2Q——风量，单位m/sR f——摩揩风阻，对付于已给定的井巷，L，U，S皆为已知数，故可把上式中的α，L，U，S 归纳为一个参数R f，其单位为：kg/m7 或者 N·s2/m83、井巷摩揩阻力估计要领新修矿井：查表得α→h f→ R f死产矿井：已测定的h f→ R f→α，再由α→ h f→ R f二、局部阻力由于井巷断里，目标变更以及分岔或者汇合等本果，使匀称震动正在局部天区受到效率而益害，进而引起风流速度场分集变更战爆收涡流等，制成风流的能量益坏，那种阻力称为局部阻力. 由于局部阻力所爆收风流速度场分集的变更比较搀纯性，对付局部阻力的估计普遍采与体味公式.1、几种罕睹的局部阻力爆收的典型：（1）、突变紊流利过突变部分时，由于惯性效率，出现合流与边壁摆脱的局里，正在合流与边壁之间产死涡漩区，进而减少能量益坏.（2）、渐变主假如由于沿震动目标出现减速删压局里，正在边壁附近爆收涡漩.果为压好的效率目标与震动目标好异，使边壁附近，流速本本便小，趋于0，正在那些场合合流与边壁里摆脱，出现与合流好异的震动，里涡漩.（3）、转直处流体量面正在转直处受到离心力效率，正在中侧出现减速删压，出现涡漩.（4）、分岔与会合上述的概括：局部阻力的爆收主假如与涡漩区有闭，涡漩区愈大，能量益坏愈多，局部阻力愈大.二、局部阻力的估计分歧典型的局部阻力估计公式基础普遍，但是系数与值纷歧样，正在本量安排估计中，局部阻力与巷讲摩揩总阻力的20%.第三节矿井透气阻力的估计步调一、阻力估计门路决定1、根据矿井透气过程微风量大小，决定阻力最大战最小的门路.透气门路中，没有得有人为删阻调风的透气办法.2、依照决定的阻力估计的门路，对付各节面举止编号.二、数据支集1、估计各用风天面需风量及矿井总需风量，而后决定估计门路中各巷讲通过风量.2、根据矿井本量情况，对付估计门路中各巷讲断里积、少度、周少、摩揩阻力系数举止与值.三、估计矿井透气阻力1、估计摩揩阻力H f =α×LU/S3×Q2 =R f×Q2 paR f=α×LU/S3α——摩揩阻力系数，单位kgf·s2/m4或者N·s2/m4，kgf·s2/m4=9.8N·s2/ m4L、U——巷讲少度、周少，单位m；S——巷讲断里积，m2Q——风量，单位m/sR f——摩揩风阻，对付于已给定的井巷，L，U，S皆为已知数，故可把上式中的α，L，U，S 归纳为一个参数R f，其单位为：kg/m7 或者 N·s2/m82、估计局部阻力H L =0.2 H f3、估计矿井总阻力Ht = H f + H L + H Rat + H NH Rat——扇风机附属拆置（风峒、扩集器等）的阻力，普遍与20mmH N——矿井自然风压，咱们公司矿井普遍与10mm4、估计矿井等积孔A = 0.38Q/H t0.5Q——矿井总排风量，单位坐圆米/秒Ht——矿井总阻力，单位毫米火柱第四节落矮矿井透气阻力步伐落矮矿井透气阻力，对付包管矿井仄安死产战普及经济效率皆具备要害意思.一、落矮井巷摩揩阻力步伐1、减小摩揩阻力系数α.2、包管有脚够大的井巷断里.正在其余参数没有变时，井巷断里夸大33%，Rf值可缩小50%.3、采用周少较小的井巷.正在井巷断里相共的条件下，圆形断里的周少最小，拱形断里次之，矩形，梯形断里的周少较大.4、缩小巷讲少度.5、预防巷讲内风量过于集结.二、落矮局部阻力步伐局部阻力与ξ值成正比，与断里的仄圆成反比.果此，为落矮局部阻力，应尽管预防井巷断里的突然夸大或者突然缩小，断里大小悬殊的井巷，其连交处断里应渐渐变更.尽大概预防井巷曲角转直或者大于90°的转直，主要巷讲内没有得随意停搁车辆，聚集木料等.要加强矿井总回风讲的维护战管制，对付冒顶，片助战积火处要即时处理.。

通风安全学复习资料以及考题通风安全学期末考试复习资料第一章矿井空气矿井通风：利用机械或自然通风动力，使地面空气进入井下，并在井巷中作定向和定量地流动，最后排出矿井的全过程称为矿井通风。

矿井通风目的（作用）：（1）以供给人员的呼吸，（2）稀释和排除井下有毒有害气体和粉尘，（3）创造适宜的井下气候条件。

地面空气进入矿井以后即称为矿井空气。

新鲜空气：井巷中用风地点以前、受污染程度较轻的进风巷道内的空气。

污浊空气：通过用风地点以后、受污染程度较重的回风巷道内的空气。

矿井空气中常见有害气体：一氧化碳、硫化氢、二氧化氮、二氧化硫、氨气、氢气。

矿井气候：矿井空气的温度、湿度和流速三个参数的综合作用。

这三个参数也称为矿井气候条件的三要素。

人体散热主要是通过人体皮肤表面与外界的对流、辐射和汗液蒸发这三种基本形式进行的。

对流散热取决于周围空气的温度和流速；辐射散热主要取决于环境温度；蒸发散热取决于周围空气的相对湿度和流速。

干球温度是我国现行的评价矿井气候条件的指标之一。

矿井空气最高容许干球温度为28℃。

矿井下氧气的浓度必须在20%以上。

第二章矿井空气流动基本理论空气比容：是指单位质量空气所占有的体积，是密度的倒数。

当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力以阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的黏性。

其大小主要取决于温度。

表示空气湿度的方法：绝对湿度、相对温度和含湿量三种。

每立方米空气中所含水蒸汽的质量叫空气的绝对湿度。

含有极限值水蒸汽的湿空气中所含的水蒸汽量叫饱和湿度。

单位体积空气中实际含有的水蒸汽量与其同温度下的饱和水蒸汽含量之比称为空气的相对湿度。

不饱和空气随温度的下降其相对湿度逐渐增大，冷却到φ=1时的温度称为露点。

干、湿温度差愈大，空气的相对湿度愈小。

含有1kg 干空气的湿空气中所含水蒸汽的质量称为空气的含湿量。

风流能量的三种形式：（1）静压能，（2）位能，（3）动能。

第三章 矿井通风阻力上一章主要从宏观角度研究了矿井空气在井巷中流动时的能量损失问题，本章重点从通风阻力产生的根本原因入手，阐明矿井通风阻力的计算方法、测定方法以及降低通风阻力的具体措施。

本章是进行矿井通风系统设计、矿井风量调节、矿井通风系统管理和安全评价的理论基础。

通风阻力产生的根本原因是风流流动过程的粘性和惯性（内因），以及井巷壁面对风流的阻滞作用和扰动作用（外因）。

井巷风流在流动过程中，克服内部相对运动造成的机械能量损失就叫矿井通风阻力。

通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力两大类，其中摩擦阻力是井巷通风阻力的主要组成部分（大致80％左右）。

第一节 摩擦阻力一、 风流的流动状态流体在运动中有两种不同的状态，即层流流动和紊流流动。

流体以不同的流动状态运动时，其速度在断面上的分布和阻力形式也完全不同。

（一）层流和紊流层流：指流体各层的质点相互不混合，呈流束状，为有秩序地流动，各流束的质点没有能量交换。

质点的流动轨迹为直线或有规则的平滑曲线，并与管道轴线方向基本平行。

紊流：紊流和层流相反，流体质点在流动过程中有强烈混合和相互碰撞，质点之间有能量交换，质点的流动轨迹极不规则，除了有总流方向的流动外，还有垂直或斜交总流方向的流动，流体内部存在着时而产生、时而消失的涡流。

（二）流动状态的判别1883年英国物理学家雷诺通过实验证明：流体的流动状态取决于管道的平均流速、管道的直径和流体的运动粘性系数。

这三个因素的综合影响可用一个无因次参数来表示，这个无因次参数叫雷诺数。

对于圆形管道，雷诺数为：Re=νvd（3-1） 式中 v —— 管道中流体的平均流速，m/s ；d —— 圆形管道的直径， m ； ν —— 流体的运动粘性数，矿井通风中一般用平均值521.50110/v m s -=⨯；当流速很小、管径很细、流体的运动粘度较大时，流体呈层流运动，反之，为紊流流动。

许多学者经过对圆形管道水流的大量实验证明：当Re<2320时，水流呈层流状态，叫下临界值；当Re>12000时，水流呈完全紊流状态，叫上临界值。

第三章 井巷通风阻力本章重点和难点：摩擦阻力和局部阻力产生的原因和测算当空气沿井巷运动时，由于风流的粘滞性和惯性以及井巷壁面等对风流的阻滞、扰动作用而形成通风阻力，它是造成风流能量损失的原因。

井巷通风阻力可分为两类：摩擦阻力(也称为沿程阻力)和局部阻力。

第一节 井巷断面上风速分布一、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γ。

在实际工程计算中，为简便起见，通常以R e =2300作为管道流动流态的判定准数，即：R e ≤2300 层流， R e ＞2300 紊流（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：γdv e R ⨯=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 =3.85；半圆拱C =3.90。

（举例见P38） 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，R e ≤0.25； 紊流，R e ＞2.5； 过渡流 0.25<R e <2.5。

例：某巷道采用工字钢支护，S=9m 2，Q=240m 3/min=4m 3/s ，判断风流流态。

解：Re=Vd/ν=4VS/(U ν)=4×4×9/(15×10-6×4.16×3)=84615>2300,紊流 巷道条件同上，Re=2300层流临界风速： V=Re×U×ν/4S=2300×4.16×3×15×10-6/(4×9)=0.012m/s<0.15二、井巷断面上风速分布 （1）紊流脉动风流中各点的流速、压力等物理参数随时间作不规则变化。