Удельный вес, плотность, теплоемкость, вязкость

Удельным весом воздуха называется вес его в единице объема:

где G — вес, кг;

V — объем, м³.

Удельным объемом V называется объем, занимаемый 1 кг воздуха:

Отсюда

Удельный вес воздуха изменяется в шахтах в зависимости от их глубины и температуры воздуха. При давлении 760 мм рт. ст. удельный вес абсолютно сухого воздуха при температуре 0^о равен 1,293 кг/м³, а при —50° С 1,53 кг/м³.

Для шахтных выработок в качестве стандартных условии принято давление 760 мм рт. ст., температура +15° С и относительная влажность 60%; в этом случае у = 1,2 кг/ м³.

Для определения удельного веса воздуха при данном атмосфер­ном давлении Р, мм рт. ст. и температуре Т, *К служит формула

Колебание значений удельного веса воздуха в рудниках, располо­женных в горах, и в глубоких рудниках, устье которых находится на отметке уровня моря, сравнительно невелико и находится в пре­делах 1 —1,3 кг/м³, однако при некоторых расчетах этим обстоятель­ством пренебрегать нельзя и необходимо подсчитывать истинное зна­чение у по формуле.

Плотностью воздухар называется количество массы М, заклю­ченное в единице объема V:

где g — ускорение силы тяжести, м/сек².

Плотность абсолютно сухого воздуха при температуре 0° С и давлении 760 мм рт. ст. равна 0,132 кг • сек/м⁴, а при стандартных шахтных условиях 0,122 кг-сек²/м4.

Вес воздуха равен произведению объема V на удельный вес-

Динамической вязкостью воздуха, или коэффициентом внутрен­него трения

, называется свойство его оказывать сопро­тивление касательным усилиям, возникающим между слоями воздуха, перемещающимися параллельно друг другу с разными скоростями.

Если через dv/dy обозначить изменение скорости слоев в направле­нии, перпендикулярном к направлению движения, а через S поверх­ность соприкосновения слоев, то по Ньютону имеем

При решении аэродинамических задач в основном находит приме­нение кинематическая вязкостьv, определяемая отношением

Кинематическая вязкость зависит от температуры t и плотности р воздуха и может быть определена по формуле

Давление воздуха

Давление столба воздуха Р, или аэростатическое давление, зави­сит от высоты воздушного столба Н, площади, на которую он оказы­вает давление S, п среднего удельного веса воздуха у:

Давление на единицу площади

Нормальное атмосферное давление на уровне моря равно 760 мм рт. ст. С увеличением геодезической высоты оно умень­шается, однако закон уменьшения непостоянен и зависит от мест­ных климатических и орографических условий. В гористой местности на температуру вертикального атмосферного столба оказывает влия­ние температура нагретых или охлажденных поверхностей склонов гор. Температура воздуха с удалением от поверхности земли, как правило, понижается, однако иногда наблюдается так называемая инверсия, когда температура, наоборот, с высотой увеличивается. Поэтому в гористой местности установление закономерности измене­ния температуры (а следовательно, и удельного веса воздуха и давле­ния) должно производиться в случае необходимости для каждого микрорайона, в котором расположены нагорные рудники, опытным путем.

Для примерных расчетов можно принимать, что атмосферное давление в шахтах с глубиной увеличивается на 9—10 мм рт. ст. на 100 л воздушного столба.