Способ определения аэродинамического сопротивления трения газовоздушному потоку газообильной горной выработки Советский патент 1989 года по МПК E21F1/00 E21F7/00 

13

СП

о со

00

Изобретение относится к рудничной аэрологии и может быть использовано при расчетах вентиляции шахт. Цель - повышение точности определения величины аэродинамического сопротивления трения газовоздушному потоку (ГВП) газообильной выработки (ГВ) путем учета изменяющейся плотности и объема ГВП 13 за счет его поглощения и газовыделения. В проветриваемой ГВ выбирают прямолинейный с необходимым углом наклона участок 2 ГВ длиной 3, сечением общим или частью сечения, объемом общим 6 или частью 7 объема. В двух точках участка замера в ГВП 13 замеряют концентрацию газа и при различии ее значений различают по длине участка замера продольные 8 и по сечению поперечные пункты замера. Замеряют высотные отметки пунктов замера продольных 10, поперечных по сечению всему или части сечения ГВП 13 с исходной скоростью его движения. В пунктах замера замеряют аэростатическое давление, т-ру, площадь сечения, длину и объем участка замера и время прохождения ГВП 13 между пунктами замера. Затем отбирают пробы газовоздушной смеси и определяют ее физико-химический состав, дополнительный объем и скорость движения ГВП 13 на длине участка замера. После этого изменяют скорость ГВП 13, повышая или понижая ее значение относительно исходной. Затем повторяют замеры скорости движения ГВП 13, аэростатического давления в пунктах замера, т-ры и замеряют длину начальной 14 и конечной 15 частей участка замера. Повторяют последующие операции для каждого выбранного участка и определяют общее аэродинамическое сопротивление ГВП 13 участка замера по выведенному математическому выражению с учетом всех измеренных параметров. 2 ил.

(из.1

исходной скоростью его движения. В пунктах замера.замеряют аэростатическое давление, т-ру, площадь сечения, длину и объем участка замера и время прохождения ГВП 13 между ,.-. пунктами замера..Затем отбирают пробы газовоздущной смеси и определяют ее физико-химический состав, дополнительный объем и скорость движения ГВП 13 на длине участка замера . После этого изменяют скорость ГВП 13, повьшая или понижая ее значение от150

Изобретение относится к рудничной аэрологии и может быть использовано при расчетах вентиляции шах-т путем определения аэродинамического сопротивления трения .вентиляционных потоков при движении их по газообильным горным выработкам.

Цель изобретения - повьшение точности определения величины аэродинамического сопротивления трения газовоздушному потоку газообильной выработки путем учета изменяющейся плотности и объема .газоврэдушного потока за счет его поглощения и газовыделения ,

На фиг.1 показан продольный участок замера аэродинамического сопротивления трения; на фиг.2 - участок замера, поперечное сечение.

Способ определения аэродинамичес- кого сопротивления трения газообильной вьфаботки осуществляется следуто- щим образом.

В проветриваемой газообильной выработке 1 (фиг.1 и 2) выбирают прямо- линейный с необходимьм углом наклона участок 2 выработки длиной 3, сечением, общим 4 ИЛИ частью 5 сечения, объемом .общим б или частью 7 о.бъема, замеряют концентрацию газа в газовоздушном потоке в двух точках участка замера и при различии ее значений размечают по длине участка замера продольные 8 и но сечению поперечные 9 пункты замера, замеряют высотные отметки пунктов замера продольных 10, поперечных 11 по сечению всему или части 12 сечения газовоздушного потока 13 с исходной скоростью его

носительно исходной. Затем повторяют замеры скорости движения ГВП 13, аэростатического давления в пунктах за- мера т-ры и замеряют длину начальной 14 и конечной 15 частей участка замера. Повторяют последующие операции для каждого выбранного участка и определяют общее аэродинамичес- 10 кое сопротивление-ГВП 13 участка замера по выведенному математическому выражению с учетом всех измеренных параметров. 2 ил.

5

0

0

0

5 движения, замеряют аэростатическое давление в пунктах замера, температуру, площадь сечения, длину участка замера, время прохождения газовоздушного потока между пунктами замера, объем участка замера, отбирают пробы газовоздушной смеси, определяют ее физико-химический состав, молярную : массу, удельный вес, статическую депрессию, плотность, массу газовоздушной смеси в измеренном объеме, дополнительный объем газовоздушной смеси, скорость двилсения потока на длине . участка замера. Затем Изменяют скорость движения газовоздушного пото- 5 ка, повьшая или понижая ее значение относительно исходной скорости, повторяют замеры скорости движения потока, .эростатического давления в пунктах замера, температуры, замеряют длину начальной 14 и 15 частей участка замера, площади их сечения, .время прохождения газовоздушного поТока по. длине каждой части участка замера, их объемы, отбирают ,

В пунктах, замера пробы газовоздущной

смеси, определяют ее физико-химический состав, молярную массу, удельный вес, вязкос.ть, определяют показатель режима движения потока, затем выбирают по длине выработки 16. необходимое число продольных 17, торцовых 18 участков, замеряют расстояния от начала выработки до пунктов замера выбранного участка, повторяют последующие операции для каждого выбранного участ.ка и определяют общее аэродинамическое сопротивление трения газовоздуш,ному потоку участка замера из.математического выражения

0

5

R

пи,п+,

LEadu ti 5j:f iU.|jDiU§uJjuu.J ilu± -I iu;..ii..J3i

n-i r(n.,,«t,

.LyajMl«««u «JU-A - w«.«.b..A....u..A..M...di.

И (n-iin il i r(n-,) ,n пм.

n + 1

n

n-1, n+1

-номера пунктов замера (, 2,3,,..);

-интервал осреднения по координате между п-1

И-1, Л41

h-1, п-Ц

r(n-)

пунктами 10

15

.20

,

п-1

и п+1 мера;

аэродинамическое сопротивление трения газовоздушного потока, ,

аэростатическое давление потока в интервале ri-1, п+1 пу|1ктов замера, Па газовая постоянная смеси газов в начальном п-1 пункте замера; Дж/(кг к), определяется по формуле

%

чп-о- м :,

универсальная газовая постоянная, Дж/()| молярная масса газовоздушной смеси в начальном п-1 пункте замера, кг/моль, определяется по формуле Кг-(

25

30

М

n-i

Mi (n.,) ,(п-) ) 35

(пи1

.

1п-0

11-1

«-1, п+1

молярная масса 1-го газа в смеси в начальном пункте замера, кг/мольJ

доля i-ro газа в смеси в начальном п-1 пункте замера; число газов в смеси в начальном п-1 пункте замера температура смеси газов в начальном п-1 пункте замера,К}- площадь сечения участка в интервале п-1, п+1 пунктов замера, м

длина участка выработки между п+1 и п-1 пунктами замера, Mj

n + 1

0

5

0

5

h-i

h+1

|Ph-.-..l

r(n-0 )

аэростатическое давление газовоздушного потока в начальном п-1. пункте замера,Паj аэростатическое давление газовоздушного потока в конечном п+1 пункте замера. Па;

статическая депрессия .газовоздушного потока между п-1 и п+1 пунктами замера, . Па-, газовая -постоянная смеси газов в интервале п-1, п+1 пунктов замера, Дж/(кг К), определя7 ется по формуле

„Ri

R

(,п.ц)

м

п-1 ,п+

М

- молярная масса газовоздушной смеси в интервале п-1,п+1 пунктов замера-,

кг/моль, определяется по формуле .n+i

1 1

ef ,

l(n-,) + 4)

0

5

0

5

M,

i(n-l,«t-()

c.

«(.n-liHtl)

к

молярная масса i-го газа смеси в интервале п-1, п+1 пунктов замера, кг/моль доля газа в смеси в интервале п-1, п+1 пунктов замера; число газов в смеси в интервале п-1,п+1 пунктов замера-, температура газовоздушной смеси в интервале п-1,п+Г пунктов. замера. К; объем газовоздушной смеси в интервале п-1, п+1 пунктов замера при давлении Р и температуре

п-11 п + 13

,m( ) у

uVi,- дополнительньп объем

r(n-i.n+il

газовоздушнои смеси

( ntl

h-i,n.t-i

V.

{n-lin + l

в интервале п-1, п+1 пунктов замера от из- менения плотности газовоздушной смеси,м , определяют по формуле

bv..n.,, r(n.,nvn p br pir

nL, .- масса газовоздушной

г1П-)(1

смеси потока в интер- вале ,п+1 пунктов

замера, кг, определя- .ется по формуле

г(«ч,У1+ Р«-.

S

П-1,1Ц-Ч

(1

tH-1

.,

П4-

)П + 1

- плотность газовоздуш- i ной смеси потока в интервале п-1, п+1 пунк- тон замера, кг/м , определяется по формуле

п Sui jJil-en- Jl+J. п-11 п + о т

ц -n-f ,п+1

о;

РП-( плотность газовоздущ- ной смеси потока в пг1 пункте замера, кг/м-, определяется по, 30

20

25

формуле РПМ

Мл.,

ЁТ тГГ

R Т„.,

,iti) i

fiV, .- объем газовоздушной

и

И-i, М +

смеси потока в интервале п-1, п+1 пунк- тов замера, (плюс - при сжатии объема потока, а минус - при его расширении)i - скорость движения газовоздушного потока в интервале п-1, п+1 , пунктов замера, м/с, определяется по формуле

n-t-1

- ln-1

- время прохождения потоком интервала между пунктами п-1,п+1 замера, cj

- - показатель режима движения потока,

((«-..„v, ), при .режцм движени я ламинарный, - турбулентный , 2 - промежуточный) , определяется по формуле

10

та In (

Р п - Рп-1

РП.Г РП

где

15

i

;

, 30

20

25

35

р р h-1 п

Р

.п

П,М+(

,И п, п -и

п-(.п, п,

аэростатическое давление измененного потока в п-1, п, п+1 пунктах замера. Па;

аэростатическое давление измененного потока в п-1, д и п,п+1 интервалах замера,Па;

объемы газовоздушной смеси измененного потока в п-1, п и п,п+1 интервалах замера,м ,

кинематическая вязкость газовоздушной смеси измененного пот- тока в п-1, п и п,п+1 интервалах замера, , .

0

5

0

5

п-1.И

n.nti сечение выработки, в

tn, -tfl), (.,)п-1, п и п,п+1 интервалах замера, м ,

rln-i, nV

(П,П4.,)

n-i,n

.И,

,пм

время прохождения из- , мёненным потоком ин- те1 валов между п+1 ,п и п,п-1 пунктами замера, с;

газовые постоянные смеси газов в п-1 ,пи п,п+1 интервалах замера, Дж/(кг-К),

температура газовоздушной смеси измененного потока в п-1,п и п,п+1 интервалах замера. К;

динамическая вязкость газовоздушной смеси

ример

измененного потока в п-1 , п и п,п+1 интервалах замера. Па-с , Замерялись величины Р„., 101325; Р„., 101225; Pn-.,r,4f 101275-, 5.,,„,, 5,2-, „,, - 1, 100; Т„., 238; Т„, 292, Т„.,„, 290, набирались пробы газовоздушной смеси и определлись М им 28,68 10

гз

М

.128,640- , М

n-ii п-и

28,64- 10

- 3

RU. 8,314, определялась плотность газовоздушного потока р 1,2136j Рп | П4-1 1,2030 определялась масса и объем газовоздушной смеси потока ™r(h-,,nH) 625,04; АV,(„.,,„,)

5; r(h-., 520; замерялись «п 16,66; Un-,|tt + i .6. Измерялись при изменении скорости движения

Р„., 101210; Р„ 101386; У„.,.„ 52 М„.,„ 28,610-),.,„ 15,046-10-, S,и,n 5,2, t,, t 8-.84-, М„,п, 28,6-10-, Т„., ,„,, 287, fU,,,, 18,02 7,86; М

10- Зп-,,и 5,1,

и-, п

28,6 10

-3

п

-n-i

Ти-1,4 . 288, рл„.,,, 18,03.10- У,,„н 520

п., 15,032-10Определялся показатель режима движения: газовоздушной смеси

: то 2;

определялось общее аэродинамическое

сопротивление трения участка замера

2

п-(,п-ц 2 ;;г

78 ----- га

Применение предлагаемого способа Позволяет достичь улучшения проветрвания выработок и создание более безопасньк условий труда горняков.

Формула изобретени

Способ определения аэродинамического сопротивления трения газовоздушному потоку газообильной горной выработки,включающий выбор прямолинейного участка замера, измерение его длины,

25

45

m I

т Si;JAll. LtauiS ;LU - i.Ul,. Z ijl:J 2..

n-, r(n-i,n+0 (hM,n+t) - bVr(f,.,,n4,) ) и.,,„4. Тп,„,

n номера пунктов замера .

(,2,3...), п-1,

п+1 - интервал осреднения по координате между п-1

0

5

0

площади сечения, исходной скорости движения по участку замера газовоздушного потока, статической депрессии, отличающийся тем,что с целью повьш1ения точности определения величины аэродинамического сопротивления трения газовоздушному потоку газообильной выработки путем учета изменяющейся плотности и объема газовоздушного потока.за счет его поглощения и газовыделения, замеряют концентрацию газа в газовоздушном потоке в двух точках участка замера и при различии ее значений размечают пункты замера, замеряют продольные и поперечные высотные отметки пунктов замера, а также аэростатическое давление, температуру, время прохождения газовоздушного потока между пунктами замера, объем выработки между пунктами замера, отбирают в пунктах замера пробы газовоздушной смеси, определяют ее физико-химический сос- 5 тав, молярную массу, удельный вес, плотность, массу газовоздушного потока между пунктами замера, дополнительный объем газовоздушной смеси, скорость движения потока между пунктами . замера, затем изменяют скорость движения газовоздушного потока, повышая или понижая ее значение относительно исходной скорости, повторяют замеры скорости движения потока, аэростатического давления в пунктах замера,тем- пердтуры, замеряют длину начальной и конечной частей участка замера, площади их сечения, время прохождения газовоздушного потока по длине каждой части участка замера, их объемы, отбирают в пунктах замера пробы газовоздушной смеси, определяют ее физико-химический состав, молярную массу, удельный вес, вязкость, определяют показатель режима движения потока и вычисляют величину аэродинамического :сопротивления трения газовоздушному потоку участка замера газообильной горной выработки из математического выражения

m I

0

5

0

5

т i.Ul,. Z ijl:J 2..

пи, и+

и п+1 пунктами замера; аэродинамическое сопротивление трения газовоздушного потока, Па-с/м ;

аэростатическое давление потока в интервале п-1, п+1 пунктов замера. Па;

газовая постоянная смаси

газов в начальном п-1 пункте и в интервале . п-1, п+1 пунктов замера соответственно, ,Цж/(кг К) J

температура смеси газов в начальном п-1 пункте и в интервале п-1,п+1 пунктов замера соответственно, К-,

площадь сечения участка в интервале п-1, п+1

пунктов замера, м

2,

h-i-1

-j,., - длина участка выработки

. мелоду п+1 и п-1 пункта-; ми замера, м;

я

/ X

Редактор Л,Зайцева

Составитель С.Ерохин Техред М.Ходанич

Заказ 5780/29

Тираж 410

БШСИШ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при FKHT СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Производственно-издательсК Ий комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Prt-i n+i

rtn-i.

статическая депрессия га- зовоздзтпного потока менщу п-1 и п+1 пунктами замера. Па;

объем газовоздушной смеси в интервале п-1,п+1 пунктов замера, м ; ;

0 г(и-(,и+1) дополнит ельный объем газовоздушной смеси в интервале п-1,п+1 пунк- . тов замера, м,- . скорость движения газо5воздушного потока в интервале п-1 , п+1 пунктов замера, м/сm - показатель режима движения потока в интервале

0пунктов замера п-1,п+1,

при режим движения ламинарньш, - турбулентньй, - промежуточный.

Корректор Л.Бескид

Подписное