Цель работы: закрепить знания о коэффициенте расхода воз-
духа и его практическом использовании, исследовать распределение
воздуха по ветвям параллельного соединения.
Общие сведения
При отсутствии утечек или подсосов воздуха распределение
его в двухструйном параллельном соединении (рис.12) подчиняется
очевидному закону:
Q = Q 1 + Q 2
(47)
Это элементарное уравнение разрешимо, если известны лю-
бые два его члена. Если менять сопротивление одной из ветвей со-
единения с помощью шибера, выполняющего роль вентиляционного
окна, то будет меняться и общий расход воздуха Q за счет измене-
ния общего сопротивления системы выработок, и его распределение
по струям (ветвям) Q1 и Q2, причем все эти изменения будут подчи-
няться закону (47). Например, если полностью перекрыть выработку
2, то Q2 = 0 и Q = Q1; если уменьшать сопротивление выработки 2
(например, приоткрывать шибер), то Q и Q2 будут увеличиваться, а
Q 1 – уменьшаться, но так, что равенство (47) будет оставаться спра-
|
|
ведливым.
Q 1
Q
Q 2
Рис. 12. Двухструйное параллельное соединение
Поэтому, зная общий расход воздуха Q и расход воздуха в
любой из ветвей двухструйного параллельного соединения, можно
определить расход воздуха в другой ветви.
План работы
1. Изучите общие сведения.
2. Вспомните устройство аэродинамической установки и
правила измерения депрессии в ее точках.
3. Подготовьте табл.3.
4. Исследуйте распределение воздуха при изменении сопро-
тивления нижней ветви. Для этого выполните следующие действия.
4.1. С помощью двух микроманометров или микроманометра
и тягомера одновременно измерьте статическую депрессию на
участке 0-1 и скоростную депрессию между точками 7 и 6 при пол-
ностью открытом шибере 1 и пяти различных положениях шибера 2.
В первом положении шибер 2 должен быть полностью закрыт; при
этом по нижней ветви воздух не пойдет (при отсутствии подсосов) и
h с к 7-6 = 0; во втором положении шибер 2 должен быть приоткрыт
69
примерно на 10 мм (см. риски на шибере), в третьем – на 20 мм, в
четвертом – на 30 мм и в пятом – полностью открыт.
При наличии одного прибора измерения выполняются так,
как указано в работе 11.
4.2. Для каждого из пяти положений шибера определите:
-площадь окна S ок, регулируемую шибером; эта площадь определя-
ется по формуле S ок = КН, м2, где Н – высота подъема шибера над
почвой выработки (высота щели), м; К – эмпирический коэффици-
ент; для аэродинамических моделей № 2, 3, 4 К = 0,043; для модели
№ 1- верхняя ветвь (без крепи) К =0, 050, нижняя ветвь (с крепью)
К = 0,045.
-отношение площади окна S ок к площади S поперечного сечения вы-
|
|
работки, в которой установлено окно (шибер); значение S принима-
ется по табл.1;
-количество воздуха, поступающего в модель (формулы 22 и 23);
-скорость движения воздуха в точке 7 v т = v 7 (формула 16);
-расход воздуха в нижней ветви модели
Q н = Kр vт Sт
(48)
-величину коэффициента расхода воздуха K р примите по материалам
работы 11; площадь сечения выработки в точке 7 S т примите по
табл.1;
-расход воздуха в верхней ветви модели
Q в = Q – Q н
(49)
Исходные данные и результаты расчетов занесите в табл. 16.
Таблица 16
70
|
Результаты измерений и расчетов расхода воздуха изобрази-
те графически (рис. 13).
5. Исследуйте распределение воздуха при изменении сопро-
тивления верхней ветви. Для этого выполните те же действия, изме-
рения и расчеты, что и в пункте 4, но расход воздуха регулируйте
шибером 1. Начинайте измерения при полностью открытом шибере
2 и полностью закрытом шибере 1.
6. Оформите и защитите отчет.
Q·103,
м3/с
0 0,2 0,4
Q
Q в
Q н
0,6 0,8 1,0 Sок /S
Рис. 13. Распределение воздуха в двухструйном соединении
Контрольные вопросы
1. Что такое депрессия?
2. От чего зависит величина статической депрессии?
3. Чем отличается точка 7 модели от точки 6?
4. Какое давление действует в точках 6 и 7 модели?
5. Что такое скоростная депрессия?
6. Скорость движения воздуха в точке 7 больше или меньше средней
по сечению и почему?
7. Как определить среднюю скорость движения воздуха в любом се-
чении модели?
71
8. Что выражает коэффициент расхода воздуха?
9. Какие значения может принимать коэффициент расхода воздуха:
равные единице, больше или меньше ее?
10. Как определить расход воздуха в коллекторе, в верхней и в ниж-
ней ветви модели?
11. Как и почему меняется количество воздуха, поступающего в
коллектор модели при изменении положения шибера?
12. Если полностью открыты оба шибера, то по какой ветви (верх-
ней или нижней) проходит большее количество воздуха?