柏林小姐
一、矿井通风总阻力的计算原则
1、如果矿井服务年限不长（10~20年），选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力；若矿井服务年限较长（30~50年），只计算头15~25年左右通风容易和困难两个时期的通风阻力。为此，必须先绘出这两个时期的通风网路图。
2、通风容易和通风困难两个时期总阻力的计算，应沿着这两个时期的最大通风阻力风路，分别计算各段井巷的通风阻力，然后累加起来，作为这两个时期的矿井通风总阻力。最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数（断面积、长度等）直接判断确定，不能直接确定时，应选几条可能最大的路线进行计算比较。
3、矿井通风总阻力不应超过2940 Pa。
4、矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的10%计算；扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
二、矿井通风总阻力的计算方法
1、通风摩擦阻力计算公式如下：
h＝α×L×P×Q2/S3…………………………(21)
式中：h——通风摩擦阻力，Pa；
α——井巷摩擦阻力系数，N.S2/m4；
L——井巷长度，m；
P——井巷净断面周长，m；
Q——通风井巷的风量，m3/s；
S——井巷净断面面积，m2。
经计算，通风容易时期通风阻力为660.69Pa，通风困难时期通风阻力为1445.99Pa。通风容易时期及困难时期通风摩擦阻力计算详见表21。
表21 矿井通风容易/困难时期阻力计算表
容易时期
巷道名称
支护方式
阻力系数α(NS2/m4)
净周长P(m)
巷道长L(m)
断面S(㎡)
风速V(m/s)
风量Q(m3/s)
通风阻力h(Pa)
进风斜井
锚喷
0.01
11.40
157.00
8.20
3.17
26.00
18.65
进风斜井
锚喷
0.01
11.40
168.00
8.20
1.95
16.00
7.56
甩道及机轨一石门
锚喷
0.01
12.70
150.00
10.90
2.84
31.00
9.90
材料运输斜巷
锚喷
0.01
8.57
30.00
5.14
3.31
17.00
3.83
10502运输巷
金支
0.02
10.00
780.00
5.94
2.86
17.00
161.33
10502工作面
单体
0.04
12.00
120.00
6.11
2.78
17.00
65.68
10502回风巷
金支
0.02
10.00
630.00
5.94
2.86
17.00
130.31
甩道及回风石门
锚喷
0.01
9.34
140.00
6.10
5.08
31.00
38.75
风井
锚喷
0.01
11.40
187.00
8.20
7.68
63.00
125.83
引风道
砌碹
0.00
9.50
25.00
5.30
11.89
63.00
12.66
小计
574.51
局部阻力
按摩擦阻力的15%计算
86.18
合计
660.69
困难时期
巷道名称
支护方式
阻力系数α(NS2/m4)
净周长P(m)
巷道长L(m)
断面S(㎡)
风速V(m/s)
风量Q(m3/s)
通风阻力h(Pa)
主平硐
锚喷
0.01
11.40
590.00
12.40
3.15
39.00
37.56
492水平运输大巷
锚喷
0.01
11.40
270.00
12.40
3.15
39.00
17.19
采区下车场及绕道
锚喷
0.01
9.20
120.00
6.10
5.74
35.00
41.71
三采区轨道上山
锚喷
0.01
11.40
360.00
8.20
4.63
38.00
91.36
三采区轨道上山
锚喷
0.01
11.40
110.00
8.20
2.20
18.00
6.26
甩道及机轨石门
锚喷
0.01
12.70
50.00
10.90
3.76
41.00
7.01
30506运输巷
金支
0.02
10.00
1100.00
7.00
2.43
17.00
139.02
30506工作面
单体
0.04
11.40
120.00
5.72
2.97
17.00
65.68
30506回风巷
金支
0.02
10.00
1100.00
7.00
2.43
17.00
139.02
回风石门
锚喷
0.01
9.34
100.00
6.10
8.03
49.00
69.16
三采区回风上山
锚喷
0.01
11.80
360.00
10.00
6.30
63.00
138.25
风井
锚喷
0.01
11.40
607.00
8.20
8.41
69.00
489.96
引风道
砌碹
0.00
9.50
25.00
5.30
13.02
69.00
15.19
小计
1257.38
局部阻力
按摩擦阻力的15%计算
188.61
合计
1445.99
2、矿井不同时期的等积孔计算
矿井通风等积孔
A=1.19Q/h1/2…………………………(22)
A——等积孔（m2）
Q——矿井总风量（m3/s）
h——矿井总风压（Pa）。
矿井通风容易时期等积孔：A=1.19×79/660.691/2=3.66m2
矿井通风困难时期等积孔：A=1.19×83/1445.991/2=2.6m2
3、通风难易程度评价
经前面计算，矿井通风等积孔容易时期为3.66m2，困难时期为2.6m2。因此，本矿井通风容易/困难时期均为通风低阻力矿井。
流体阻力测定实验报告本实验要求得到哪些结果
一、矿井通风总阻力的计算原则1、如果矿井服务年限不长（10~20年），选择达到设计产量后通风容易和困难两个时期分别计算其通风阻力；若矿井服务年限较长（30~50年），只计算头15~25年左右通风容易和困难两个时期的通风阻力。
为此，必须先绘出这两个时期的通风网路图。
2、通风容易和通风困难两个时期总阻力的计算，应沿着这两个时期的最大通风阻力风路，分别计算各段井巷的通风阻力，然后累加起来，作为这两个时期的矿井通风总阻力。
最大通风阻力风路可根据风量和巷道参数（断面积、长度等）直接判断确定，不能直接确定时，应选几条可能最大的路线进行计算比较。
3、矿井通风总阻力不应超过2940 Pa。
4、矿井井巷的局部阻力，新建矿井（包括扩建矿井独立通风的扩建区）宜按井巷摩擦阻力的10%计算；扩建矿井宜按井巷摩擦阻力的15%计算。
二、矿井通风总阻力的计算方法1、通风摩擦阻力计算公式如下：h=α*L*P*Q2/S3…………………………（21）式中：h——通风摩擦阻力，Pa；α——井巷摩擦阻力系数，N.S2/m4;L——井巷长度，m;P——井巷净断面周长，m;Q——通风井巷的风量，m3/s;S——井巷净断面面积，m2。
经计算，通风容易时期通风阻力为660.69Pa，通风困难时期通风阻力为1445.99Pa。
通风容易时期及困难时期通风摩擦阻力计算详见表21。
表21 矿井通风容易/困难时期阻力计算表容易时期巷道名称支护方式阻力系数α（NS2/m4）净周长P(m)巷道长L(m)断面S（㎡）风速V(m/s)风量Q(m3/s)通风阻力h(Pa)进风斜井锚喷0.01 11.40 157.00 8.20 3.17 26.00 18.65 进风斜井锚喷0.01 11.40 168.00 8.20 1.95 16.00 7.56 甩道及机轨一石门锚喷0.01 12.70 150.00 10.90 2.84 31.00 9.90 材料运输斜巷锚喷0.01 8.57 30.00 5.14 3.31 17.00 3.83 10502运输巷金支0.02 10.00 780.00 5.94 2.86 17.00 161.33 10502工作面单体0.04 12.00 120.00 6.11 2.78 17.00 65.68 10502回风巷金支0.02 10.00 630.00 5.94 2.86 17.00 130.31 甩道及回风石门锚喷0.01 9.34 140.00 6.10 5.08 31.00 38.75 风井锚喷0.01 11.40 187.00 8.20 7.68 63.00 125.83 引风道砌碹0.00 9.50 25.00 5.30 11.89 63.00 12.66 小计 574.51 局部阻力按摩擦阻力的15%计算86.18 合计 660.69 困难时期巷道名称支护方式阻力系数α（NS2/m4）净周长P(m)巷道长L(m)断面S（㎡）风速V(m/s)风量Q(m3/s)通风阻力h(Pa)主平硐锚喷0.01 11.40 590.00 12.40 3.15 39.00 37.56 492水平运输大巷锚喷0.01 11.40 270.00 12.40 3.15 39.00 17.19 采区下车场及绕道锚喷0.01 9.20 120.00 6.10 5.74 35.00 41.71 三采区轨道上山锚喷0.01 11.40 360.00 8.20 4.63 38.00 91.36 三采区轨道上山锚喷0.01 11.40 110.00 8.20 2.20 18.00 6.26 甩道及机轨石门锚喷0.01 12.70 50.00 10.90 3.76 41.00 7.01 30506运输巷金支0.02 10.00 1100.00 7.00 2.43 17.00 139.02 30506工作面单体0.04 11.40120.00 5.722.9717.00 65.68 30506回风巷金支0.02 10.00 1100.00 7.00 2.43 17.00 139.02 回风石门锚喷0.01 9.34 100.00 6.10 8.03 49.00 69.16 三采区回风上山锚喷0.01 11.80 360.00 10.00 6.30 63.00 138.25 风井锚喷0.01 11.40 607.00 8.20 8.41 69.00 489.96 引风道砌碹0.00 9.50 25.00 5.30 13.02 69.00 15.19 小计 1257.38 局部阻力按摩擦阻力的15%计算188.61 合计 1445.99 2、矿井不同时期的等积孔计算矿井通风等积孔A=1.19Q/h1/2…………………………（22）A——等积孔（m2）Q——矿井总风量（m3/s）h——矿井总风压（Pa）。
矿井通风容易时期等积孔：A=1.19*79/660.691/2=3.66m2矿井通风困难时期等积孔：A=1.19*83/1445.991/2=2.6m23、通风难易程度评价经前面计算，矿井通风等积孔容易时期为3.66m2，困难时期为2.6m2。
因此，本矿井通风容易/困难时期均为通风低阻力矿井。
通风阻力的测定方法
方案设计： 1、降落伞型： 降落伞型，顾名思义，就是利用降落伞，增大空气阻力，以使鸡蛋连同整个装置平稳落地。
这种方案最容易想到，因为跳伞、宇宙飞船减速，都运用了这个方法，效果很好。
安全性极高，使整个装置达到较小的速度即可匀速下落。
装置的重量也不会很重。
唯一的缺点就是：受大气扰动影响太厉害，会使实验装置飘忽不定，准确性较差，往往不能落到指定位置，从而影响了比赛成绩。
2、外包装型： 外包装型，就是用较多的减震材料将鸡蛋严严实实地包裹起来。
比如泡沫、棉花、各种填充材料等。
通过这些材料的缓冲作用，达到保护鸡蛋的目的。
这种方案也较容易想到。
平常生活中用各种填充材料保护贵重用品的方法相信大家都见到过。
这的确是一个有效的方法。
这种方案由于受空气阻力影响很小，所以准确性较高。
由于所使用的材料都是密度极小的，所以可将整个装置的重量降到最低。
但美中不足的是：整个装置是自由下落状态，到达地面时的速度较大，因而对装置的坚固度和缓冲效果要求较高，安全性稍差一点。
3、不倒翁型： 不倒翁型，就是使整个装置像不倒翁一样，把重心尽可能降低，使得装置下落时能保持稳定状态，确保始终让一个面着地。
那么保护工作只需要在这一个面做好就行了，从而节省了材料。
这种方案充分考虑到了上一种方案可能出现在空中翻滚现象，经过改进形成的。
其可靠性远远高于第一种方案，材料更节省，准确性更高。
美中不足的就是为了确保装置的重心降低，势必要在底部放上一个质量较大的物体，这就大大加重整个装置，将影响比赛成绩。
4、多面体型： 多面体型，就是把整个装置制作成一个多面体，将鸡蛋用结实的绳子固定在多面体的中央，使整个鸡蛋悬空。
装置落地后，不论哪个面着地，鸡蛋都不会着地，鸡蛋就完好无损了。
这种方案无需额外的材料，只需要制作多面体的骨架和几根线即可，用料极其节省，因而重量会大大降低。
因受空气阻力较小，所以稳定性较好。
但这种方案也有一个大的缺点就是多面体不易扎制，结实程度不高，落地后可能会散架，鸡蛋也就岌岌可危了。
5、双气球型： 双气球型，就是将鸡蛋放在一个气球中，充入一定量空气，在外面再套一个气球，充入适量空气。
这样两层气球之间就会形成一个气垫，会使鸡蛋免受地面的冲击。
这种方案所用材料应该是所有方案中最省的，重量只是两个气球的重量，几乎可以忽略不计。
但这种方案有一个致命的缺点就是两层气球之间有一块是紧密接触的，没有气垫的保护，如果此面着地，一切都完了。
另外，由于重量太轻，受空气扰动影响，其稳定性也不是很好。
6、螺旋桨型： 螺旋桨型，就是在整个装置上方安置一个螺旋桨，靠流动的空气推动或遥控，使螺旋桨旋转起来，以提高安全性和准确度。
这极像直升飞机的飞行原理。
这种方案因螺旋桨的转动而减小了装置下落的速度，安全性更高。
如果是遥控，准确性也会很高。
问题是如何保证螺旋桨始终朝上，螺旋桨一旦不朝上，准确性将无从谈起。
如何保证螺旋桨平稳旋转也是一个问题。
7、滑翔机型： 滑翔机型，顾名思义，就是将鸡蛋悬挂在滑翔机下方，整个装置就会在空气中滑翔，最后会平稳地降落。
这种方案准确性极差，降落地点不确定。
如果不限制落地点的话，这无疑是一个好方案，安全性较高。
在这种比赛规则下，不提倡这种方法。
8、盐水型： 盐水型，就是配一个密度很大的氯化钠溶液，让鸡蛋漂浮在上面，落地后盐水就充当了缓冲材料，保证鸡蛋不破。
这种方案新颖独特，用盐水作缓冲，安全性较高，受到空气阻力影响很小，准确性较高。
但装置不易控制，如果装置在空中翻滚，盐水洒出，就起不到保护作用了，因此，一定要保证装置重心要稳，并且尽可能降低。
这种装置的重量问题也是不容忽视的，毕竟，盐水的密度要比泡沫大得多。
9、吸管组型： 吸管组型，用几根吸管绑在一起做成吸管组，将几组吸管组搭成金字塔形，将鸡蛋夹在中间，用胶条固定。
吸管由于是中空的，可以起到缓冲作用。
这种方案材料来源广泛，重量轻，体积小，因而准确性较好。
至于安全性嘛，可能要差一点，吸管的缓冲作用毕竟有限。
10、综合型： 综合型，就是将几种保护措施结合起来使用，造出的装置也是五花八门。
综合型装置的安全性肯定会大大提高，这是毫无疑问的。
准确性很难说究竟是提高了还是降低了。
不过有一点可以确定，那就是装置的总重量大大增加，可能会影响比赛成绩。
关于摆的等时性原理的实验报告
1.提出问题 伽利略最早发现了摆的等时性原理：即摆往复摆动一次所用的时间相同。
早期的摆钟就是根据这一原理制成的，那么，不同的摆振动快慢是否相同呢？如果不同，那么摆的振动快慢又与哪些因素有关呢？为此我们用细线系着金属小球做成的单摆对这些问题进行探究。
2. 我的猜想 我们猜想下列因素可能会影响到摆的振动快慢： 摆的初始摆角、摆线的长短、摆球的大小、摆球的质量等。
3 .变量控制 为了进行科学的实验，必须对上述变量进行科学控制，即一般每次只能改变其中的一个变量，而保持其他变量不变。
4. 实验器材铁架台、细线、摆球、刻度尺、量角器、秒表、天平、砝码等。
5.误差控制1）摆往复一次所用时间可由摆摆动50次的时间求出2）摆的长度应等于摆线长加摆球半径3）多次测量取平均值4）保持摆在竖直面内摆动6.实验设计及数据分析 （实验如图1所示） 实验1：探究初始摆角对摆振动快慢的影响取一铁质摆球进行研究，m=43.0g, r=1.10cm, L线=1.1130m，所得数据如表1所示： 表1：摆角对摆动快慢的影响初始摆角θ 40 60 100 150 200 250 320 450往复50次的时间t/s 106.2 106.1 106.2 106.2 107.0 107.2 108.2 108.5106.2 106.2 106.2 106.4 107.0 107.1 108.1 108.6可见，当初始摆角θ<100时，即使摆动50次，本实验也未能发现它对摆球振动快慢的影响；当初始摆角超过100，并继续增大时，摆球的振动微微变慢，但对每次振动而言，其影响仍可忽略。
另外，实验中我们发现，当初始摆角较大时，摆在摆动过程中振动幅度衰减比较明显，我们认为这应该是空气阻力作用的结果，但摆的等时性几乎不受影响。
实验2：探究摆球质量和大小对摆振动快慢的影响同样选用上述铁球做摆球，先将它和一个与之等大的轻质塑料球进行对比（半径为1.10cm， 质量为7.0g）。
初始摆角皆为50，摆长皆为1.0110m。
往复50次摆动所得时间分别为1min40.8s和1min40.6s. 可见，此实验表明：摆球的质量对摆振动快慢几乎没有影响。
考虑到质量对摆的振动快慢没有影响，我们又选用了一个小的铜质小球（半径为0.79cm，质量为12.4g）和上述铁球进行了比较实验，初始摆角仍为50，摆长也为1.0110m。
铜球摆往复50次摆动所得时间还是1min40.8s，与铁球摆相同。
这表明：此次实验未发现摆球半径变化对摆的振动快慢有影响。
但摆球半径不断增大后，是否会对问题产生影响我们没有做进一步的探究。
但我们认为摆球不宜太大，否则空气阻力的影响会明显增加，从而可能会影响到摆的等时性。
实验3：探究摆长对摆振动快慢的影响同样选取上述铁质摆球进行实验，初始摆角仍定为50。
测得得数据如表2所示。
从表中数据定性分析可以看出，摆长L摆越短，摆往复一次所用的时间T越少，即摆的振动越快。
为了找出T与L之间的定量关系，我们试着用Excel软件进行了数据分析。
首先是对表2的数据进行了整理（如表3），然后根据表3中的数据作出了T与L及T与L2及T与 的三张关系图，如图2(a)、（b）、（c）所示。
表2：摆长对摆振动快慢的影响摆的长度L/m 摆动50次所用的时间t/s 平均每摆动一次所用的时间T/sL1=1.1240 106.2 2.12106.2L2=1.0110 100.8 2.02100.8L3=0.8990 95.0 1.9095.0L4=0.8420 92.0 1.8492.0L5=0.7280 85.5 1.7185.5L6=0.61140 78.6 1.5278.6L7=0.2520 50.8 1.0250.7L8=0.0830 28.9 0.5728.9表3:L、L2及 与T 的数据表L L2 T1.1240 1.2634 1.0602 2.121.0110 1.0221 1.0055 2.020.8990 0.8082 0.9482 1.900.8420 0.7090 0.9176 1.840.7280 0.5300 0.8532 1.710.6114 0.3738 0.7819 1.570.2520 0.0635 0.5020 1.020.0830 0.0069 0.2881 0.58图2(a) (b)图2 (a)和图2(b)表明，T与L及L2之间不存在正比关系.对比表2中L2和L7及它们对应的单次振动的时间，我们发现，当摆长变为原来的1/4左右时，摆往复一次的时间T变为原来的1/2左右，这是否意味着T与 之间存在正比关系呢？图2(c)通过图2(c)及Excel软件分析的结果，我们发现单次摆动的时间T与与摆长的平方根 之间存在正比关系。
即T=k ， 式中的比例系数为2.006sm-1/2.5. 实验总结及新问题：通过我们的实验探究，我们发现摆的振动快慢有这样一些特点：1）角度小于100，初始摆角的变化对摆的振动快慢没有影响。
但摆角不宜太大，否则空气阻力影响加剧。
2）摆球的质量对摆的振动快慢也没有影响，但摆球不宜太轻，否则空气阻力的影响会显著增加。
3）摆球的大小一般对摆的振动快慢也影响不大，但摆球不宜太大，因为那样空气阻力的影响会明显增加，从而有可能会影响到摆的等时性。
4）单次摆动的时间T与与摆长的平方根 之间存在正比关系。
即T=k ， 式中的比例系数为2.006sm-1/2.实验中发现，即使摆长小到8.30cm时，这一关系仍然符合得很好。
5）我们猜测公式中的比例系数k可能与重力有关，因为小球的往复运动是在重力作用下进行的，没有重力，摆球也就不会往复摆动。
但考虑到T与摆的质量m之间没有关系，所以我们认为它可能与g的取值有关。
为此我们设想了两种方案，一种是今后有机会在不同地方做进一步实验加以验证，因为不同地方的g值一般不同，如...
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