矿井通风与安全习题课答案

矿井通风与安全习题课答案

第Ⅰ组

1. 解：某种气体的体积标准换算为重量标准可用下式：

nZ

nT1000mnm 1000 T 1000,mg/m3 10022.42.24

式中 m ——气体的克分子量，g； nT ——气体的体积标准，%； 22.4——气体的克分子体积，L。

故当一氧化碳的浓度为0.0024%时，其重量标准应为：

nT

0.0024 28

1000 30mg/m3 2.24

2. 解：由表1-2查得当温度为5℃与20℃时空气的饱和水蒸气量为F5°=6.8g/m3 ，F20°=17.2g/m3。根据公式(1-2)计算进风流与回风流中实际含有的水蒸气量:

3.

fJ 6.8 70% 4.76g/m3

fH 17.2 90% 15.48mg/m3

故风流在一昼夜内从矿井中带走的水蒸气量为：

G

(15.48 4.76) 2500 60 24

37872kg 38.0t

1000

3. 解：在校正曲线上任意选定①、②两点，由此两点的坐标值求校正常数b值，即：

b tg

vZ a8 1

1 vB7

则该曲线的表达式为：

vZ 1 vB

若已知v 6m/s时，代入上式，则vz为：

v 1 6 7m/s

4. 解：设风流方向是由断面I-I流向断面Ⅱ-Ⅱ，根据伯诺利方程式两断面之间的通风阻力为两断面的总压差,即：

h阻Ⅰ-Ⅱ

2

V12V

= P Z P Z

2g2g 5232= 755 13.6 1.22 0 755 13.6 1.2 60 1.21 2 9.812 9.81

=-3.6mmH20

因为通风阻力为负值，说明断面I-I的总压力小于断面Ⅱ-Ⅱ的总压力，原假设风流方向不对，风流应从断面Ⅱ-Ⅱ流向断面I-I，其通风阻力为3.60mmH2O。

5. 解：设风流方向是从I-I断面流向Ⅱ-Ⅱ断面，因为是水平巷道，空气的温差不大，空气重率也近似相等，故两断面的位压差位零，此时两断面的通风阻力为两断面的绝对全压差，即:

hz PQ PQ

2

V 2V

(P ) (P )1

2g2g

5232

(755 13.6 1.22) (750 13.6 1.2)

2 9.812 9.81

69mmH2O

因为通风阻力为正值，所以假设的风流方向是正确的，其通风阻力为69mmH20。

6. 解：设风流方向是从I-I断面流向Ⅱ-Ⅱ断面，因为既是水平巷道，且断面面积相等，所以两断面的位压差与速压差都为零，此时两断面的通风阻力为两断面的绝对静压差，即： h阻＝PI- PⅡ＝（755-750）×13.6＝68mmH20

因为通风阻力为正值，所以假设的风流方向是正确的，其通风阻力为68mmH2O。 7.解：PJ4 P0 hJ4 742

200

727.3mmHg 13.6

V42(40/4)2

hS4 4 1.19 6.1mmH2O

2g2 9.81

6.1

PQ4 PJ4 hS4 727.3 727.8mmH2O

13.6

h全4＝h静4—h速4＝200—6.1＝193.9 mmH2O h阻＝h静4—h速4＋h自＝200—6.1＋10＝203.9 mmH2O

8.解：纵口径

L0.9 5 d00.18

当d0=18cm， 5时，从附录二表3中可查出 为

0.00194 0.86 0.00167kg s2/m4

则摩擦风阻为：

RZ

UL

S3

0.00379k 故当Q1＝30m3/s时，h摩1为：

hM1 R2Q12 0.00379 302 3.4mmH20

当 Q2＝40m3/s时，h摩2为：

2

hM2 RMQ2 0.00379 402 6.1mmH2O

9. 解：将已知值代入下式，分别求得矿井等积孔A和风阻

R:

A 1.9m2 h144

R Z2 2 0.04k

Q160

当采掘工作面基本没有移动，井巷的几何特性及其连接形式 没有改变时，则风量增加后并不改变等积孔和风阻值。但是，风量增加为70米3/秒时，矿井通风阻力增大其值为：

2

hZ' RQ2 0.04 702 196mmH2O

10.解：1) 2－3段的风压损失为： h2-3= h1-3- h1-2=44.8-30=14.8 mmH20

h2 3 S314.8 6324

2) 0.002kg s/m22

U L Q100 10 40

3）1-2段的摩擦阻力损失为：

hM1 2

UL1 2210 (150 20)2

Q 0.002 40 25.2 33S6

4)拐弯处的局部阻力损失为：

h局＝h1-2-h摩1-2＝30-25.2＝4.8 mmH20 5)巷道中的风速为：

v

Q2400 400m/min 6.6

m/s S6

6）局部阻力系数为：

W

hJ2 9.81 4.8

1.8 22

v(6.6) 1.2 2g

11.解：h RQ 0.04Q2mmH2O

在毫米方格纸上，以h为横坐标，将表中Q－h对应值画入坐标中得若干个点，用曲线板连接各点即得风阻特性曲线，如图3－40所示。

12.解：由扇风机风压与通风阻力关系知，当扇风机做抽风式通风时： h扇静＋h自＝h阻

所以要应用扇风机的静压特性曲线1与自然风压特性曲线5在风量相等风压相加的串联原则下，绘出合成特性曲线6。将风阻R＝0.015 k ，绘于图中为曲线7。曲线6与曲线7的交点a为工作点，由此点确定： h阻＝152mmH20 Q扇＝104m3/s

由b点确定 h扇静＝132 mmH20 由C点确定 J 0.65 则NS

132 104

207.1kW

102 0.65

13. 解：1）Q扇=S1×V1=4.88×9.86=48.1m3/s；

2) Ⅱ－Ⅱ断面处空气的平均速压为：

hS

QS21.248.12

) () 5.94mmH2O

2gS22 9.814.88(

h扇静=h-h速Ⅱ＝397－5.94＝391.06mmH20

3) Ⅲ-Ⅲ断面处空气的平均速压为： h速Ⅲ＝h速扇

2gVm2

1.248.12

() 2.61mmH2O 2 9.814.88

h扇全＝h扇静＋h扇速＝391.06＋2.61＝393.7mmH20

243.4kW 4） N电

I U cos /1000

391.06 48.1＝5）N扇静＝102102

h扇静 Q扇

扇全扇

N扇全＝＝185.7 kW ＝

h Q

102

393.7 48.1

102

N扇静184.4

静＝＝0.758＝75.8％

N电243.4

185.7

全＝＝ 0.763 76.3％ N电243.4

N扇全

以上两效率均包括电机和风机的总效率，各值除以电机

效率即得风机效率。

7）h阻＝h扇静＝391.06mmH20

14.解：计算各测段得空气平均重率：

AB BC

1.3 1.26

1.28kg/m2

22

C1.26 1.16 B 1.21kg/m2

22 E1.14 1.15 D 1.145kg/m2

22 F1.15 1.3 E 1.23kg/m2

22

A B

DE

EG

计算两侧空气柱的平均重率：

ABC

ZAB AB ZBC BC45 1.28 100 1.21

1.23kg/m2

ZAB ZBC45 100

Z ZEF EF80 1.15 65 1.23 DEDE 1.19kg/m2

ZDE ZEF80 65

DEF

设风流方向从BC井筒进入，有DEF井筒排出，则： h自＝Z( ABC DEF) 145(1.23 1.19) 5.8mmH2O

求得的h自正值，说明风流方向与假设方向一致，故风流从BC井筒进入，由DEF井筒排出。

15.解：1）首先假定风路上的方向如图中箭头所示。 2）利用三个基本定律列出方程求自然分配风量。

自然风压由如在闭合风路2－3－1中安装一台风机h自冬,此时闭合风路中风压平衡定律的表达式为： h2＋h3－h1＝h自冬

即R1Q12＋h自冬＝R2Q22+R3Q32

代已知值及Q1＝40－Q3，Q2＝40＋Q3入上式得： 0.036(40 Q

222) 9 0.024(40 Q) 0.024Q333

2

Q3 400Q3 2350 0

400 4002 4 1( 2350) 400 412

Q3

2 12

取＋412得： Q3＝6m3/ …… 此处隐藏：7645字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……