2015-07-02
537
Цель работы: закрепление навыков измерения депрессии,
практическое определение аэродинамических параметров системы
выработок, изучение взаимосвязи между ними, построение аэроди-
намической характеристики сети выработок.
Общие сведения
К основным аэродинамическим параметрам выработки или
сети выработок относятся: расход воздуха Q, депрессия h, расходуе-
мая на преодоление всех видов сопротивления сети выработок дви-
жению воздуха (h = h сопр), сопротивление этой сети R, эквивалент-
ное отверстие А, пропускная способность К, вентиляционная (аэро-
динамическая) характеристика, полезная мощность N, затрачивае-
мая на проветривание. Размерность названных параметров в зависи-
мости от принимаемой системы единиц указана в табл.2.
На действующей шахте или на модели параметры Q и h
можно измерить. Тогда остальные параметры могут быть получены
расчетным путем по следующим формулам:
R=h/Q 2;
A = 1,19 Q / h 0,5 (если h выражено в Па);
(50)
(51)
A = 0,38 Q / h 0,5 (если h выражено в мм вод. ст.);
K = Q / h 0,5;
N=Qh
(52)
(53)
(54)
При проектировании вентиляционной сети определяют рас-
четным путем параметры Q и R и по ним рассчитывают остальные
параметры:
h = R Q 2;
A = 1,19 / R 0,5 (если R выражено в H с 2 / м 8
A = 0,38 / R 0,5 (если R выражено в кгс с 2 / м 8, т.е. в кμ);
K = 1 / R 0,5;
N = h Q = R Q 3;
(55)
(56)
(57)
(58)
(59)
Характеристика выработки или системы выработок пред-
ставляет собой график зависимости депрессии от расхода воздуха,
т.е. h = ƒ(Q).
Для выработки (или системы выработок) с турбулентным
движением воздуха и известным сопротивлением R характеристика
строится следующим образом: в уравнение h = RQ2 подставляют
произвольные значения Q и вычисляют соответствующие им значе-
ния h, полученные результаты изображают графически (см. рис.14).
Объектом исследования в этой работе служит вся система
выработок модели от входа в модель (точка 0) до точки 8.
Уравнение Бернулли (8) применительно к участку 0-8 можно
представить в виде
h с т 0-8 + h с к 0-8 = h с о п р 0-8 = h;
(60)
Это уравнение служит исходным для расчета аэродинамиче-
ских параметров модели.
План работы
1. Освежите теоретические знания об аэродинамических па-
раметрах горных выработок.
2. Изучите общие сведения к работе.
3. Подготовьте табл.3.
4. Исследуйте верхнюю ветвь модели. Для этого при полно-
стью закрытом шибере 1 и полностью открытом шибере 2 одновре-
менно (двумя приборами) или последовательно (одним прибором)
измерьте статическую депрессию на участках 0-1 h с т 0-1 и 0-8
h с т 0-8. Исходные данные и результаты замеров занесите в табл.3.
5. Исследуйте нижнюю ветвь модели. Для этого при полно-
стью закрытом шибере 2 и полностью открытом шибере 1 одновре-
менно (двумя приборами) или последовательно (одним прибором)
измерьте статическую депрессию на участках 0-1 h с т 0-1 и 0-8 h с т 0-8.
Исходные данные и результаты замеров занесите в табл.3.
6. Исследуйте модель в целом (обе ее ветви). Для этого из-
мерьте статическую депрессию на участках 0-1 h с т 0-1 и 0-8 h с т 0-8, а
также скоростную депрессию h ск 7-6 в точках 6 и 7. При этих измере-
ниях оба шибера 1 и 2 должны быть полностью открыты и воздух
должен двигаться по обеим ветвям. Результаты измерений также
занесите в табл.3.
7. Для верхней, нижней ветви и модели в целом по результа-
там выполненных в пунктах 4, 5, 6 замеров определите:
-количество воздуха Q, поступающего в коллектор модели (форму-
лы 22 и 23);
-среднюю скорость движения воздуха в сечении, где расположена
точка 8 (формула 28);
-величину скоростной депрессии h ск 0-8 на участке 0-8 (формула 41);
-полную величину депрессии h на участке 0-8 (формула 60).
8. Для двухструйного параллельного соединения, когда от-
крыты оба шибера (см. пункт 6) определите:
-скорость движения воздуха в точке 7 (формула 16);
-расход воздуха в нижней ветви модели (формула 48);
-расход воздуха в верхней ветви модели (формула 49);
9. Выберите систему единиц и по формулам (50) – (54) рас-
считайте значения аэродинамических параметров для верхней, для
нижней ветви и для всей модели в целом. Проконтролируйте пра-
вильность выполненных расчетов по формулам (55) – (59).
10. Исходные данные и результаты расчетов сведите в табл.
17.
11. Постройте аэродинамические характеристики верхней
ветви, нижней ветви, модели в целом (рис. 14).
12. Нанесите точки режимов работы вентилятора при работе
на каждую ветвь и модель в целом (точки А, Б, В рис.14). Соединив
их, построите характеристику вентилятора (кривая 4 рис.14)
Таблица 17
13. Оформите и защитите отчет.
h, мм. вод. ст.
А
0 10 20 30 40
Б
В
Q·103, м3/с 
|
Рис. 14. Характеристика верхней ветви (1), нижней (2), модели в целом (3) и венти-
лятора (4); А,Б,В - режимы работы вентилятора.
Контрольные вопросы
1. Какие виды сопротивления учитывает показатель R?
2. От каких факторов зависит величина сопротивления R?
3. Каковы причины различия величины сопротивления модели и ее
ветвей?
4. Каковы причины различия расхода воздуха в модели в целом и в
ее ветвях?
5. Что такое эквивалентное отверстие и что оно характеризует?
6. От каких факторов зависит величина эквивалентного отверстия?
7. Что характеризует пропускная способность выработок?
8. Чем обусловлено различие величины депрессии h в ветвях моде-
ли?
9. Что такое характеристика выработки или сети выработок?
10. Как и почему будет меняться расход воздуха на входе в модель и
в ее ветвях, если прикрывать шибер 2?
11. Чем отличаются характеристики верхней, нижней ветви и моде-
ли в целом?
12. Как можно менять сопротивление модели в целом и ее ветвей?
13. Как меняется крутизна характеристики при увеличении сопро-
тивления выработок?
14. Как зависит расход энергии на проветривание от сопротивления
шахты; от величины эквивалентного отверстия; от пропускной спо-
собности?
15. Объясните различие знаков скоростной депрессии h ск 7-6 и h ск 0-8.
