2015-07-02
489
Цель работы: изучить и оценить различные виды аэродина-
мического сопротивления выработок модели, получить практиче-
ские навыки в определении реальной величины сопротивления сети
горных выработок, изучить методику использования уравнения Бер-
нулли для натурных условий.
Общие сведения
Уравнение Бернулли применительно к используемым аэро-
динамическим установкам имеет вид (8). Объектом исследования в
данной работе является вся сеть выработок модели между точками 0
и 8, поэтому уравнение (8) можно записать в форме
h ст 0-8 + h ск 0-8 = h сопр 0-8
(38)
Величина h сопр 0-8 слагается из потери давления на преодоле-
ние сопротивления входа в коллектор модели h вх, на преодоление
всех местных сопротивлений Σ h мс, а также на преодоление аэро-
динамического сопротивления трения Σ h тр на всем пути движения
струи от точки 0 до 8, т.е. уравнение (38) можно записать в форме
h ст 0-8 + h ск 0-8 = h вх + Σ h мс + Σ h тр = RQ 2,
(39)
где: R-общая величина аэродинамического сопротивления, учиты-
|
|
|
вающего все его виды в рассматриваемой сети выработок;
Q – количество воздуха, проходящего через эту сеть.
План работы
1. Освежите теоретические знания об аэродинамическом со-
противлении горных выработок и видах этого сопротивления.
2. Вспомните устройство аэродинамической установки и
правила измерения депрессии в ее точках.
3. Подготовьте табл. 3.
4. Исследуйте сопротивление верхней ветви модели (0-1-2-3-
4-8).Для этого выполните следующие действия.
4.1. С помощью двух микроманометров или микроманометра
и тягомера одновременно измерьте статическую депрессию на
участках 0-1 и 0-8. При измерениях шибер 1 должен быть полностью
открыт, а шибер 2 – полностью закрыт. При наличии одного прибо-
ра депрессию на обоих участках можно измерять последовательно,
но при неизменном положении шиберов. Исходные данные и ре-
зультаты этих замеров занесите в табл.3.
4.2. По формуле (20) определите потерю давления на пре-
одоление сопротивления входа h вх и рассчитайте величину со-
противления входа
R вх = h вх / Q 2
(40)
4.3. По формуле (28) определите среднюю скорость движе-
ния воздуха перед каждым из трех поворотов (на участках 2-3 и 4-8)
и в сечении, где расположена точка 8 (значения S принимаются из
табл.1).
4.4. По формуле (35) определите сопротивление каждого из
трех поворотов R мс i Значения коэффициента местного сопротивле-
ния ξ примите по результатам работы 8. При этом значения ξ для
двух первых поворотов на верхней ветви можно принять одинако-
выми, а для третьего поворота – равным ξ для поворота на участке 1-
|
|
|
5. При закрытом шибере 2 сопротивлением проходу воздуха на
участке 1-2 мимо сопряжения с нижней ветвью можно пренебречь.
Определите суммарную величину сопротивления трех пово-
ротов R мс = Σ R мс i и потери давления на преодоление этого сопро-
тивления: Σh мс = R мс Q 2
4.5.Определите скоростную депрессию на участке 0-8:
h ск 0-8 = γ(v 02 – v 82) / 2 g
(41)
4.6. Определите суммарную потерю давления Σ h тр на пре-
одоление аэродинамического сопротивления трения на всем пути
движения воздуха между точками 0 и 8 (по пути 0-1-2-3-4-8) и вели-
чину этого сопротивления R тр. Депрессия трения каждого i-участка
определяется с учетом формул (31) и (32), при этом необходимые
для расчета геометрические параметры (Si, P i, L i) принимаются по
табл.1 и рис.1, а значения α i – по материалам работы 7 или по указа-
нию преподавателя.
Σ h тр = h тр 1-2 + h тр 2-3 + h тр 3-4 + h тр 4-8
R тр = Σ h тр / Q 2
4.7. Определите общее аэродинамическое сопротивление
установки при закрытом шибере 2, т.е. при движении воздуха по пу-
ти 0-1-2-3-4-8.
R = R вх + R мс + R тр
Контроль правильности замеров и расчетов:
R = (h ст 0-8 + h ск 0-8) / Q 2
5. Исследуйте сопротивление нижней ветви модели (по пути
0-1-5-6-8). Для этого выполните те же действия, что и в пункте 4, но
при полностью закрытом шибере 1 и полностью открытом шибере 2.
6. Результаты замеров и расчетов сведите в табл.13.
Таблица 13
7. Оформите и защитите отчет.
Контрольные вопросы
1. Чем отличается фактор микроманометра от фактора тягомера?
2. Как изменятся показания тягомера, если вместо спирта в нем ис-
пользовать воду?
3. На что расходуется энергия воздушного потока (депрессия) на
участках 0-1, 2-3, 3-4?
4. Какой знак имеет скоростная депрессия h ск на участках 0-8, 0-5,
5-6, 6-8 и почему?
5. Объясните причины различия величины сопротивления (общего и
его видов) верхней и нижней ветви.
6. Различается ли сопротивление входа в модель R вх для верхней и
нижней ветви?
7. Можно ли исследовать сопротивление каждой из ветвей по пред-
ложенной методике, если оба шибера будут открыты?
8. Уменьшится или увеличится общее сопротивление модели, если
открыть оба шибера? Почему?
9. В какой ветви модели расход воздуха больше и почему?
10. Депрессия h ст 0-8 больше при движении воздуха по верхней или
по нижней ветви? Почему?
11. Депрессия h ст 0-1 больше при движении воздуха по верхней или
по нижней ветви? Почему?
12. Какой вид сопротивления в модели преобладает?
61
|
