Виды давления в движущемся воздухе. Понятие о депрессии

Тема №6 5. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ РУДНИЧНОЙ АЭРОДИНАМИКИ

Любой движущийся объем воздуха всегда испытывает давление вышележащих слоев воздуха. Это давление называется аэростатичесим (статическим)и является первой составной частью полного давления движущегося воздуха.

Движущийся воздух обладает кинетической энергией и в случае встречи, с какой либо преградой оказывает на преграду давление, величина которого зависит от кинетической энергии тела. Это давление называется динамическим или скоростным и является второй составной частью полного давления движущегося воздуха. Кинетическая энергия единицы объема движущегося воздуха определяется по формуле

 

Р_д= (5.1)

 

где γ- объемный вес воздуха, кг/м³;

v- скорость движения воздуха, м/с.

Таким образом, полное давление равно сумме статического и динамического давлений. Для движущегося воздуха справедлив закон Паскаля, согласно которому статическое давление действует на все плоскости в потоке, включая стенки выработки и, направлено нормально к ним. В тоже время динамическое давление действует лишь на те поверхности, на которые происходит набегание потока.

Давление на пластинку бесконечно малой толщины, расположенную перпендикулярно направлению движения воздуха (рис.5.1) определится по формуле

 

[(Р_ст+Р_дин) -Р_ст]*S= Р_дин*S_м (5.2)

 

где S_м- Миделево сечение тела, м²

 

Рис.5.1 Схема к пояснению статического, динамического и полного давления в воздушном потоке

 

Давление на такую же пластинку, помещенную в поток параллельно направлению его движения, будет равно нулю.

Полная энергия единицы объема воздушного потока равна сумме его потенциальной и кинетической энергии. Так как потенциальная энергия потока характеризуется его статическим давлением, кинетическая – динамическим давлением, то полное давление равно

 

Р=Р_ст+Р_дин ( 5.3 )

 

Возьмем в выработке переменного сечения две точки 1, 2 (рис.5.2).

 

 

 

Рис.5.2 Схема к пояснению понятия депрессии

 

Допустим, что воздух движется от точки 1 к точке 2. Это будет соблюдаться только в том случае, если давление в точке 1 будет больше давления в точке 2.

Полное давление в точке 1 будет равно:

 

Р_п.1=Р_ст.1+Р_дин.1; (5.4)

а в точке 2

Р_п.2=Р_ст.2+Р_дин.2 (5.5)

 

Разность давления в тачках 1, 2 называется депрессией и обозначается через h, H.

Разность статических давлений называется статической депрессией (h_ст)

 

h_ст= Р_ст.1- Р_ст.2 (5.6)

 

Разность динамических давлений - скоростной депрессией или скоростным напором (h_ск)

h_ск=Р_дин.1- Р_дин.2 (5.7)

 

Разность полных давлений - полной депрессией (h_п)

 

h_п=Р_п.1-Р_п.2 (5.8)