通风计算题

五、计算题1、在某一通风井巷中，测得1、2两断面的绝对静压分别为101324.7Pa和101858Pa，若S1=S2，两断面间的高差Z1-Z2=100米，巷道中m12=1.2kg/m3，求：1、2两断面间的通风阻力，并判断风流方向。解：假设风流方向从1到2，列能量方程：Hr12=(P1-P2)+(v12ρ1/2-v22ρ2/2)+(Z1-Z2)ρg=(101324.7-101858)+0+100×1.2×9.81=643.9J/m3由于其阻力值为正，所以原假设风流方向正确。从1到2。2、某矿井为中央式通风系统，测得矿井通风总阻力hRm=2800Pa，矿井总风量Q=70m3/s，求矿井总风阻Rm和等积孔A，评价其通风难易程度。解：Rm=hRm/Q2=2800/702=0.571Ns2/m8A=mR19.1=571.019.1=1.57m2由于1A2，所以该矿通风难易程度属中等。3、某设计巷道为梯形断面，S=8m2，L=1000m，采用工字钢棚支护，支架截面高度d0=14cm，纵口径Δ=5，计划通过风量Q=1200m3/min，预计巷道中空气密度ρ=1.25kg/m3，求该段巷道的通风阻力。（根据所给的d0、Δ、S值，由附录4附表4-4查得α0=284.2×10－4×0.88=0.025Ns2/m4）。解：巷道的实际摩擦阻力系数为2.10=0.025×1.25/1.2=0.026Ns2/m4巷道摩擦风阻Rf=αLU/S3=316.4SSL=0.026×1000×11.77/83=0.598Ns2/m8巷道摩擦阻力Hf=RfQ2=0.598×(1200/60)2=239.2Pa4、如图所示的通风系统，已知大气压P01=P04=P05=101324Pa，测得4断面的相对静压为3000Pa，矿井风量Q为100m3/s，S1=20m2，S4=5m2，m1~2=1.25kg/m3，m3~4=1.19kg/m3，井深Z=300m，扩散器出口动压hv5=50Pa，求矿井通风阻力hR1～4和通风机全Ht。解：矿井通风阻力hR1～4Hr1-4=(P1-P4)+(v12ρ1-2/2-v42ρ3-4/2)+Z(ρ1-2-ρ3-4)g=3000+（1.25×52/2-1.19×202/2）+300×(1.25-1.19)×9.81=2954.205J/m3通风机全HtHt=Pt5-Pt4=3000+50-1.19×202/2=2812Pa5、已知某梯形巷道摩擦阻力系数α=0.0177Ns2/m4，巷道长L=200m，净断面积S=5m2，通过风量Q=720m3／min，试求摩擦风阻与摩擦阻力。解：巷道摩擦风阻Rf=αLU/S3=316.4SSL3=0.0177×200×4.16×2.236/53=0.26340.598Ns2/m8巷道摩擦阻力Hf=RfQ2=0.2634×(720/60)2=37.9Pa2、某矿井采用抽出式通风如图所示，测得风硐断面的风量Q＝50m3/s，风硐净断面积S4＝5m2，空气密度ρ4＝1.14kg/m3，风硐外与其同标高的大气压力P0＝101324.5Pa，主通风机房内静压水柱计的读数h静4＝2240Pa，矿井的自然风压H自＝120Pa，自然风压的方向帮助主通风机工作。试求P静4、h动4、P全4、h全4和矿井的通风阻力h阻各为多大？（10分）解:P静4＝P0－h静4＝101324.5－2240＝99084.5Pah动4＝ρ4v42/2＝ρ4（Q/S）2/2＝1.14×（50/5）2/2＝57PaP全4＝P静4＋h动4＝99084.5＋57＝99141.5Pah全4＝h静4－h动4＝2240－57＝2183Pah阻＝h静4－h动4±H自＝2240－57＋120＝2303Pa3、下图为简单并联网络，已知R1为0．81kg/m7，R2为0．36kg/m7，总风量Q为50m3/s，试求自然分配时的Q1、Q2、h1、h2及h并、R并、A并的大小。（10分）解:由并联网络特性可知R并=221)11(1RR=2)36.0181.01(1=0.1296kg/m7A并=2m31.31296.019.119.1并R由h并=R并Q并2得h并=324pah1=h2=324paQ1=20m3/sQ2=30m3/s四、计算题（本题30分）1、某片盘斜井通风系统如图1,进入井下的总风量为24m3/s,己知井巷各段的风阻为R1-2=0.225,R2-3=0.372,R3-4=0.176,R4-5=0.431,R2-6=0.441,R6-7=0.176,R7-5=0.51,R=0.245N·s2/m8,试求矿井的总风阻、总阻力、总等积孔、每翼自然分配的风量是多少？（1）计算矿井总风阻：979.05432R，N·S2/m6,127.15762RN·S2/m6,,/.262.0)1(82257625432543252msNRRRR732.0855221RRRR总N·S2/m6,（2）计算矿井总阻力：PaQRh总阻,63.4212（3）计算矿井总等积孔：2,39.119.1mhQA咀（4）自然分配的风量为：；smRRQQ右/,6.111354325762smRRQQ左/,4.1213576254322、某采区通风系统如图2,已知R1-2=0.59,R2-3=0.34,R3-4=1.03,R1-3=0.82N·s2/m8,若进入该系统的风量为12m3/s,问上下回采工作面的风量是多少？若将2-4间的风门打开时,R2-4=0.56N·s2/m8,问系统内风路风流如何变化？（1）风路1-2-3与风路1-3并联,再与3-4串联。smRRQQ总/2.61332131311243总QQm3/s（2）若将2-4间的风门打开时,2-3风路为角联因为82.003.159.056.031432142RRRR所以2-3风流反向。3、某矿经简化后的通风系统如图3,已知R1-2=0.15,R2-3-4=0.59,R4-5=1.13,R2-6-7-5=1.52,R5-8=0.11N·s2/m8左右两翼需要的风量为Q左=23m3/s,Q后=28m3/s,4-5段为总回风道,长为795米,若采用扩大4-5段巷道断面来调节风量时,问扩大后的巷道断面积应为多少平方米？（预计扩大后巷道的摩擦阻力系数α'=0.012,断面积形状仍为梯形,其断面系数K=4.16）（1）按需凤量计算左右两翼风路阻力PaQRh左左1.80425762PaQRh右左5.134825432（2）扩大4-5段断面应降低的阻力Pahhh左右4.544（3）4-5段巷道断面扩大前的阻力Pah92.8852813.1254设54R为4-5段扩大后的风阻,则4-5段扩大后的阻力为hhQR右54254（3分）所以8225454/.44.0msNQhhR芯25254541.6)(mRLKS三、计算题（共6题，5小题分，其余每题10分，共6212分）用湿卡它计测定某矿井气候条件，当湿卡它1.计由38℃冷却到35℃时，所需的时间为20s，湿卡它计常数F=508。问此种大气条件的卡它度为多少？（10分）解：20508tFH（9.0分）=25.40（1.0分）2.某矿入风的绝对湿度为8.5g/m3，相对湿度Ф为60%，求该入风的饱和绝对湿度为多少？（10分）解：%605.8jsjbgg（9.0分）=14.17（g/m3）（1.0分）3.某巷道全长为L，当将其中l段巷道长度上的摩擦阻力系数降到原来的1/4，全巷道的通风阻力降到原来的1/2，求lL等于多少?（10分）解：231QSLPhf（3分）232324)(QSlPQSPlLhf（3分）因为212ffhh，由此求得：（3分）32Ll（1分）4.如下图所示断面不等的水平通风巷道中，测得1断面的绝对静压们P静1=96170Pa，断面积S1=4m2；2断面的绝对静压P静2=96200Pa，断面积S2=8m2；通过的风量Q=40m3/s，空气密度ρ1=ρ2=1.16kg/m3，试判断巷道风流方向并求其通风阻力h阻。（10分）解：211121112020SQPvP静静2440216.196170（1分）=96228（Pa）（0.5分）222222222020SQPvP静静2840216.196200（1分）=96214.5（Pa）（0.5分）所以，风流方向是1→2。（3.0分）202022222111vPvPh静静阻=96228-96214.5（3分）=13.5（Pa）（1.0分）5.某通风系统如图7-22所示。各巷道的风阻值为R1=0.08N.s2/m8、R2=1.60N.s2/m8、R3=0.81N.s2/m8、R4=1.50N.s2/m8、R5=0.13N·s2/m8，系统的总风量Q=45m3/s，各分支需要的风量为Q2=15、Q3=10、Q4=20m3/s。用辅扇调节风量，试求：（1）辅扇应设置在哪条巷道上，其辅扇的风压是多少？（8分）（2）调节后全系统的总风阻为多少?（4分）214题图5题图解：（1）h2=R2Q22=1.6×152（1分）=360（Pa）（0.5分）h3=R3Q32=0.81×102（1分）=81（Pa）（0.5分）h4=R4Q42=1.50×202（1分）=600（Pa）（0.5分）辅扇应设置在2和4巷道上，其辅扇的风压分别为：（1分）Hb2=h2-h3=360-81（0.5分）=279（Pa）（0.5分）Hb4=h4-h3=600-81（1分）=519（Pa）（0.5分）（2）总风阻5243211111RRRRRRb13.05.1181.016.11108.02（3分）=0.345（N.s2/m8）（1分）6.如下图所示的串并联通风网路，已知R1=4N·s2/m8，R2=9N·s2/m8，R3=4N·s2/m8，R4=7N·s2/m8，R5=12N·s2/m8，总风量为Q=40m3/s，试求：（1）通风网络的总风阻；（6分）（2）分支2的风量Q2。（4分）解：（1）3211111RRRR并23211111RRRR并24191411（2.5分）=9/16=0.752=0.5625(N·s2/m8)（0.5分）R总=R4+R并+R5=7+0.5625+12（2.5分）=19.5625(N·s2/m8)（0.5分）（2）22RRQQ并95625.040（3.5分）=10(m3/s)五、计算题（本题22分）1、某水平巷道如图4所示，用压差计和胶皮管测得1-2及1-3之间的阻力分别为295Pa和440Pa，巷道的断面积均等于6㎡，周长10m，通过的风量为40s/m3，求巷道的摩擦阻力系数及拐弯处的局部阻力系数。（12分）Q12354Q6题图解:（1）2-3段的阻力为：Pahhh145295440213132（2）摩擦阻力系数为：0196.040101006145232332QULSha2Ns/m4（3）1-2段的摩擦阻力为：PaQSaLUh24740610)20150(0196.0232321＝摩（4）拐弯处的局部阻力为：ahhhP482472952121＝＝＝摩局（5）巷道中的风速为：smSQv/7.6640（6）局部阻力系数为：8.1)7.6(2.1248222局弯h2、某矿井采用抽出式通风如图6所示，测得风硐断面的风量Q＝50m3/s，风硐净断面积S4＝5m2，空气密度ρ4＝