Аэрология

5.4. Атмосферное давление в шахте
Атмосферное давление — аэростатическое давление воздуха в земной атмосфере. Аэростатическое давление воздуха увеличи­вается с ростом глубины и каждой глубине h соответствует свое давление Рн (рис. 5.3). Следовательно, атмосферное давление воздуха в шахте неодинаково (в неглубоких шахтах оно меньше,
75

чем в глубоких). Согласно закону Па­скаля, изменение атмосферного давле­ния на дневной поверхности вызывает такое же изменение атмосферного дав­ления в шахте.
6. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ШАХТНОЙ АЭРОДИНАМИКИ
6.1. Виды давления в движущемся воздухе. Депрессия

Рис. 5.3. Эпюры атмосфер­ного давления в выработ­ках шахты

В потоке действуют поверхностные и объемные силы. Поверхностными называются силы, действующие на ка­кую-либо поверхность (например, сила давления одного тела на другое, сила трения). Объемными называются силы, действующие на каждый элемент объема потока (например, вес).
Виды давления. Над любой областью движения воздуха всегда находятся его слои, вес которых оказывает аэростатическое давление на каждый объем движущегося воздуха. Известно, что любое движущееся тело обладает кинетической энергией и в слу­чае встречи тела с какой-либо преградой оно окажет на преграду давление, величина которого будет зависеть от кинетической энер­гии тела. Являясь материальной субстанцией, движущийся воздух подчиняется этому закону. Если в поток воздуха поместить ка­кое-либо тело (например, пластину), то движущийся воздух бу­дет оказывать на нее давление, определяемое его кинетической энергией. Это давление называется динамическим, или ско­ростным. Таким образом, аэростатическое и динамическое дав­ления—составные части полного давления движущегося воздуха. Энергетическая интерпретация давления. Выделим в непо­движной атмосфере некоторый объем воздуха, находящийся под аэростатическим давлением р_ст (в дальнейшем будем называть его статическим). Если вокруг этого объема создать разрежение, то он будет расширяться до тех пор, пока давление внутри него и снаружи не выравняются. При расширении объемом воздуха будет совершена работа. Следовательно, уменьшение статиче­ского давления воздуха сопровождается выполнением опреде­ленной работы. Это свидетельствует о том, что статическое дав­ление является одним из видов энергии (потенциальной энер­гией), которая при определенных условиях может переходить в работу. Поэтому статическое давление воздуха можно опреде­лить как потенциальную энергию, характеризующую работу, которую может совершить данный объем воздуха при его рас­ширении до давления р = 0. Статическое и динамическое давление (Па) характеризует энергию единицы объема воздуха. Так как
76
причиной динамического давле^ ¹Щ^а{^/{^/Ч^/{^/Щ^//(^///Ч^/\Щ^/Ф''{^/{^///'
ния является движение воздуха, II I//I l I I II u M I i I
то оно характеризует кинетиче- P_CT I/V^uh ^р&

■1