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災變時期通風調度決策正確與否對救災工作的成敗極為重要。高溫火災氣體的空氣動力效應有兩方面作用:一方面是燃燒生成的熱能轉化為機械能,形成附加的自然風壓,即火風壓,作用于通風網路;另一方面,在火源點生成大量火災氣體以及風流受熱后體積膨脹所產生膨脹壓力,對上風側風流產生阻力作用,即膨脹節流效應,對風流產生動力作用。
(1)火風壓
礦井發生火災時,高溫煙流流過的巷道內空氣成分和溫度發生了變化,導致空氣密度減小,所在回路中的自然風壓發生變化,這種因火災而產生的自然風壓變化量,在災變通風中稱為火風壓。
(2)火風壓的計算方法
在模型化的通風系統中,上風側發生火災,由于火源下風側風路的風溫和空氣成分發生變化,從而導致其密度減小,該回路產生火風壓。根據火風壓定義可得:
Hf=Zg(ρma-ρmg) (5.9)
式中Hf-火災時的火風壓,Pa;
Z-火災氣體流經的井巷始、末兩點的標高差,m;
ρma、ρmg-火災前、后空氣的平均密度,kg/m3;
g-重力加速度,m/s2。
由式(5.9)可見,火風壓就是指煙流流經有高差巷道時,由于風流溫度升高和空氣成分變化等原因而引起該巷道位能差變化值。
火風壓的大小與高溫或在氣流流經井巷的高度和發火前、后的空氣密度有關。發火后空氣的密度主要受火源的溫度和范圍、通過火源的風量等因素的影響。