книги из ГПНТБ / Слепых, В. Ф. Прогнозный расчет вентиляционных систем рудников

Д ля устранения указанных недостатков необходимо уста­ новить параметры линейных элементов и источников тока, соответствующие натурным.

Определение сопротивлений линейных элементов моделирующего прибора

Данные таблицы 15 позволяют достаточно точно опреде­ лить необходимые номиналы переменных резисторов и ори­ ентировочно потребное количество каждого из них. Однако при выборе номиналов с учетом этих данных общее их коли­ чество возрастает в два раза по сравнению с моделью, опи­ санной в работе [71], и в 1,5 раза — с выпущенным опытным образцом. Кроме того, внутри выделенного класса возмож­ ны значительные колебания по количественному соотноше­ нию величины Лф.гаіп для различных схем (до 30%)- Приве­ денные данные характеризуют только схемы проветривания по указанным рудникам и, следовательно, не являются достаточно обобщающими.

Анализ схем по рудникам с другими системами отработ­ ки вводит определенные коррективы в полученную среднюю величину процентного соотношения резисторов по номина­ лам. Все это говорит о том, что одним подбором величин Лф невозможно создать универсальную машину, позволяющую решать любую схему. Необходимо добиваться более глубоко­ го регулирования по каждому линейному элементу отдель­ но, для чего следует разработать элемент, имеющий мини­ мально необходимое сопротивление, соответствующее і?ф , m i и перекрывающий значительный диапазон по сопротивле­ нию. К сожалению, эти сопротивления промышленность не выпускает. Причем у обычных переменных резисторов ниж­ ний предел регулирования составляет всего 5—10% от но­ минального значения.

Вероятно, линейный элемент должен быть комбинирован­ ным, т. е. содержать несколько переменных или постоянных резисторов. В связи с этим для разработки можно наметить два пути. Первый — создание линейного элемента по типу декадно-шагового переключения, состоящего из переменного резистора с небольшим сопротивлением и добавочных по­ стоянных, включаемых последовательно с переменным. При достаточном количестве резисторов элемент будет обладать значительным диапазоном перекрытия. Причем внутри одно­

с плавноступенчатой регулировкой. Второй путь заключает-

126

ся в выполнении линейного элемента из переменных резисто­ ров, соединенных последовательно. Установка вводимых на нем значений сопротивлений по всему диапазону перекрытия плавная.

Оптимальная конструкция линейного элемента определя­ ется из условия получения максимального диапазона пере­ крытия на каждом из них и приборе в целом при наимень­ шем числе постоянных или переменных резисторов и просто­ те схемы. Рассмотрим каждую конструкцию отдельно.

В линейном 'элементе с плавноступенчатой регулировкой

Наименьшее значение сопротивления, устанавливаемое на резисторе, должно определяться аэродинамическими пара­ метрами схем проветривания (табл. 15) и составлять

Число добавочных постоянных резисторов в линейном эле­ менте для обеспечения необходимого диапазона перекрытия можно определить через отношение максимального его со­ противления к минимальному ( г Р і 1 ) . Поскольку в общем случае

Кт — число шагов или число добавочных сопро­ тивлений в каждом линейном элементе.

Если сопротивление переменного резистора (г Р і і ) принять во всех элементах одинаковым и равным 10 ком, то в соответ-

ствии с параметрами схем (табл. 15) и зависимостью (6.14) число добавочных сопротивлений в каждом равно

10000 .

Кт = -^- = 1000 шт.

Создание такого элемента практически невозможно. Но чис­ ло добавочных сопротивлений можно сократить введением нескольких номиналов линейных элементов, а значит, и пере­ менных резисторов. В этом случае, чтобы параметры линей­ ных элементов соответствовали параметрам вентиляционной сети, необходимо найти зависимость между их сопротивле­ нием, числом шагов внутри каждого линейного элемента Кг и их номиналов в приборе п.

Из формулы (6.14) следует, что полное сопротивление лю­

Для плавного перекрытия всего диапазона необходимо, что­ бы сопротивление резистора, второго по номиналу линейного элемента, было не меньше полного сопротивления предыду­ щего (первого), т. е.

Очевидно, что конечная величина сопротивлений линейного элемента должна быть не менее установленной по аэродина­ мическим параметрам максимальной величины, т. е.

Из последнего условия (6.20) с учетом (6.12) число доба­ вочных сопротивлений (шагов) в линейном элементе при за­ данном количестве номиналов резисторов составит

130

Анализируя зависимость (6.21), можно установить, что в подкоренном выражении отношение максимального и мини­ мального значения фиктивных сопротивлений является необ­ ходимым диапазоном перекрытия прибора, определенным по параметрам вентиляционных схем,

•^ф, шах •"ф.гаіп

Последующие же снижения п не приводят к существенному изменению Кг. Причем менее двух шагов практически полу­

измерительный прибор включается последовательно анало­ гам горной выработки. В этом случае общее сопротивление отлично от задаваемого резистору на величину внутреннего сопротивления прибора R0. л . э = г л . э + ^ n p « Во избежание иска­ жений, вносимых в параметры сети при производстве заме­ ров последовательно с линейным элементом, подключается постоянное сопротивление, равное по величине внутреннему сопротивлению прибора [71]. Таким образом, при замере то­ ка, подключая вместо указанного сопротивления измеритель­ ный прибор, сохраняют параметры сети неизменными.

Из сказанного следует, что минимально возможная для установки величина і? ф ограничивается величиной внутрен­ него сопротивления измерительного прибора (микроампер-

131

метра). Следовательно, в более общем случае необходимость введения в линейные элементы постоянных резисторов, учи­ тывающих внутреннее сопротивление прибора, определится из условий, аналогичных (2.28), (2.29) и (2.30), чтобы полу­ чаемые расчетные значения токов (поправок к количествам воздуха Ад) имели погрешность не выше допустимой.

Поскольку сеть на моделирующем приборе рассчитывает­ ся методом последовательных приближений, желательно, что­ бы точность получаемых значений поправок к заданным де­ битам ветвей была наивысшей из возможных. В связи с этим допустимая величина ошибки при определении i;(Aç,) для установления возможного увеличения сопротивления ветви взята равной общепринятой точности при производстве paC-

rn г

четов, т. е. — = 0,05. Для указанной величины значение

погрешности при увеличении сопротивления не должно пре­ вышать

учитывать его при расчете сетей, а значит, и вводить компен­ сационное сопротивление прибора не нужно.

Если внутреннее сопротивление прибора больше указан­ ной величины (6.24), минимально необходимое сопротивле­ ние резистора

раметры оптимальны, когда весь диапазон-Од, ф перекрывает­ ся каждым аналогом выработки. При конструкции с плавно ступенчатой регулировкой последовательно с каждым пере-

132

менным резистором необходимо включать тысячу постоян­ ных (6.14). Конструировать прибор с такими элементами практически нецелесообразно.

Рассмотрим линейный элемент с плавной регулировкой. Величину сопротивления наименьшего (первого) по номина­ лу переменного резистора нужно определять из того же усло­

ностью применяемых резисторов. При сохранении числа но­ миналов, равного определенному выше значению К=3 я гр д = 1 0 ком, сопротивление второго резистора в линейном элементе должно быть равно (6.28) гр,2— 100 ком.

Для следующего элемента необходима плавная регули­ ровка, начинающаяся с верхнего предела первого элемента, т. е. j = 100 ком. Соединенный с ним последовательно вто­ рой резистор имеет сопротивление г р 2 = 1000 ком. Как вид­ но, параметры аналогичны элементам с плавноступенчатой

регулировкой.

Уравнение (6.28) позволяет также определить необходи­ мое число номиналов в одном элементе для перекрытия всего диапазона

В соответствии с принятыми численными значениями, вхо­ дящими в данную зависимость величин, количество номина­ лов К = 4. При таком числе номиналов конструктивно линей­ ный элемент сложен, но при использовании сдвоенных резис­ торов число их сокращается вдвое. Одновременно наличие элементов, перекрывающих весь диапазон, намного упро­ щает работу, поскольку позволяет отказаться при расчете се-

133