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

грубой 9 и точной 10 регулировки напряжения и выходных штекерных гнезд 11 наборной панели источников, аналогич­ ной панели для набора сети. Этот же блок содержит 15 обо­ собленных регулируемых аналогов естественной тяги,

Рис. 28. П р и н ц и п и а л ь н а я с х е м а электрического аналога в е н т и л я ц и о н н ы х сетей.

состоящих из вторичной обмотки 12, силового трансформато­ ра 7, выпрямителя 13, со сглаживающим фильтром 14 на конденсаторе емкостью ^ 2 0 0 U.F, реостатов грубой и точной регулировки и штекерных гнезд, общей наборной панели источников. Кроме указанных, в схему включены источники питания: один на реле Р\, Р2, Рз, состоящий из вторичной обмотки 15 и мостикового выпрямителя 16, второй — для реле П, состоящий также из вторичной обмотки 17, транс­ форматора 7 и выпрямителя 18 и третий 19 —• для питания сигнальных ламп 20.

Блок ввода и измерения параметров сети служит для за­ дания и введения исходной информации в линейные элемен­ ты и исследуемую сеть, а также для снятия результатов рас­ четов с них. Он включает в себя переключатель Пр, состоя­ щий из 4 плат. К а ж д а я из цлат имеет 4 рабочих положения, соответствующих измеряемым параметрам (сопротивлению R, току Дс, падению напряжения на линейном элементе Ah и невязок депрессий в контурах АН), измерительную цепь на шаговых искателях ПГИ-1 — Ш-8 (например, типа Ш И 25/8),

144

обеспечивающую включение заданных линейных элементов в измерительный мост M с батареей питания Б и ключом 21, подключение к ним гальванометра 22 с добавочными со­

выведены гнезда Т е , к которым подключается щуп.

Включение заданного линейного элемента или источника питания для введения или установки рассчитанных значе­ ний исходных данных и снятия результатов расчетов осу­ ществляется клавишным разрядным номеронабирателем 25 (рис. 29), использующим восьмое поле шаговых искателей ПІИ-1 — ШИ-8. Для работы сигнальной цепи используется седьмое поле шаговых искателей ШИ-1 — ШИ-8.

Электрический аналог собирается в едином металличе­ ском корпусе, имеющем вертикально и горизонтально слабо­ наклонные панели. Вертикальная панель служит для креп­ ления на ней линейных элементов, под которыми указывает­ ся номер каждого. На левой части горизонтально наклонной панели собирается измерительный мост M и тумблеры или клавиши номеронабирателя, на правой — реостаты источни­ ков питания 9 и 10, переключатель рода работ Пр, переклю­ чатель пределов измерения, общий для включения добавоч­ ных сопротивлений 23 и шунтов 24. \В центре устанавливает­ ся гальванометр 22 типа М-195 с центральным нулем. Панель для набора схемы и панель источников питания располагаются на передней вертикальной стенке прибора. Для удобства проверки схемы и ремонта аналога все мон­ тажные панели изготавливаются открывающимися на шар­ нирах.

Подготовка вентиляционной сети для любого типа задач, решаемых на аналоге, заключается в расчете величины фик­ тивных сопротивлений ветвей по известным их аэродинами­ ческим сопротивлениям и принятым дебитам, в определении депрессий ветвей и невязок ее по контурам.

Независимо от полученных значений Лф,і все ветви рас­ считываемой сети обозначаются номерами линейных элемен­ тов, на которых они устанавливаются в ветвях с источника­ ми тока, обозначаются последние с указанием их номеров и полярности включения, после чего можно приступать к уста­ новке значений фиктивных сопротивлений на соответствую­ щих линейных элементах. Для этого переключатель устанав­ ливается в положение R , в котором гальванометр 22 вклю­ чается в диагональ моста М , срабатывает реле Рі и подает на него питание от батареи Б . Напряжение от источника пита-

Таким образом, последовательным включением в плечо моста M линейных элементов вводятся исходные данные по величине Лф ,,-, причем этот процесс может осуществляться как при свободной наборной панели, так и при собранной на ней схеме.

Необходимые значения напряжений задаются при положении АН переключателя Пр. Гальванометр 22 с помо­ щью реле Рг через добавочные сопротивления 23 подключа­

параллельно штекерным гнездам 11. Первоначально реоста­ том грубой регулировки 9 задается приближенное значение напряжения, а затем точно устанавливается реостатом 10. Номер источника, которым задается напряжение, набирает­ ся также номеронабирателем 25.

Электрическая схема, геометрически подобная рассчиты­ ваемой схеме проветривания, собирается на аналоге монтаж­ ными проводами, снабженными на концах штекерными вил­ ками. Соединять необходимо только те элементы сопротив­

H и конечные К штекерные гнезда. При включении источни­ ков должна сохраняться необходимая полярность.

В результате расчета вентиляционной сети на предлагае­ мом аналоге получаются поправки к принятым дебитам вет­ вей (моделируемые величиной и направлением тока), прира­ щение депрессии по отношению к первоначально рассчи­ танному значению (падения напряжения на линейном элементе), а также эквивалентные фиктивные сопротивле­ ния отдельных участков сети, преобразуемых в простые схемы.

Замеры токов, проходящих по линейным элементам, и направления движения производятся при установке переклю­ чателя Tip в положение Ад. При этом на реле П подается нап­ ряжение от источника 18 и контакты его в цепи линейного элемента размыкаются; в разрыв включается гальванометр 22 с шунтами 24, замеряющий величину тока, а направление определяется по отклонению стрелки от центрального нуля. Порядок линейного элемента, с которого снимаются показа­ ния, устанавливается номеронабирателем 25.

Падение напряжения на линейном элементе замеряется тем же гальванометром 22 с добавочными сопротивлениями 23, подключаемым непосредственно к началу 1 и концу 4 переменных резисторов с помощью переключателя Пр в по­ ложении АЛ. При этом на реле Рз подается напряжение от

147

источника 16. Контакты его размыкаются, реле Л обесточи­ вается, а его контакты приходят в нормально замкнутое сос­ тояние, подключая второй конец резистора 4 к начальным гнездам 5 наборной панели.

Введение в аналог измерительного блока позволило зна­ чительно упростить работу на нем, достичь необходимой точ­ ности введения исходных данных, что совместно с повыше­ нием и достижением на каждом линейном элементе полного для вентиляционных сетей диапазона перекрытия позволяет получить расчетные данные с минимальной погрешностью после первого приближения и тем самым значительно сокра­ тить время выполнения расчета.

Из сказанного в этой главе можно сделать следующие выводы.

1. Разброс параметров вентиляционных сетей рудников

2. Приборы, моделирующие вентиляционные сети, гео­ метрически подобные электрической, должны перекрывать указанный диапазон на соответствующих аналогах. При этом оптимальные параметры прибора по указанному диа­ пазону и по возможностям введения исходных данных при­ менительно к любым сетям будут только при условии полу­ чения всего диапазона перекрытия на каждом аналоге.

3. Для получения точных значений токов, моделирую­ щих в ветвях поправки к принятым количествам воздуха, погрешности при введении исходных данных по значениям

4.Применительно к рассматриваемому типу моделирую­ щих машин указанным условиям может удовлетворять только линейный элемент с плавной регулировкой, т. е. состоящий целиком из переменных резисторов.

5.Чтобы исключить влияние внутреннего сопротивления измерительного прибора и источника питания на заданные линейным элементам параметры, величина их не должна

превышать применительно к принятым параметрам аналога

ляющей достигнуть указанных параметров по глубине регу­ лирования и минимальному внутреннему сопротивлению, является схема с двумя или тремя регулирующими резисто­ рами грубой и плавной установки, из которых только один— точной установки — включается в исследуемую сеть.

148

Г л а в а 7

МЕТОДИКА РАСЧЕТА НА МОДЕЛИРУЮЩЕМ ПРИБОРЕ ЭАВС-3

Разработанный нами прибор использует известный спо­ соб, поэтому в общем случае сохраняется и существующий порядок расчета на нем. Но повышение диапазона перекры­ тия, точности введения исходных данных и применение но­ вой методики преобразования в линейно-лучевые сети позво­ ляют уточнить и расширить некоторые из положений.

Условия работы с масштабами

Повышение диапазона перекрытия до величины натур­ ных значений сопротивлений позволяет рассчитывать сети без использования масштабов. Однако при расчете схем про­ ветривания шахт, применяющих системы с открытым выра­ ботанным пространством, когда имеется большое количест­ во ветвей с малыми значениями сопротивлений, для повыше­ ния точности рассчитывать следует с помощью масштабов.

Действительно, из соотношения масштабов аэродинами­ ческих параметров схем следует

Как видно, увеличение с помощью масштаба величины фик­

малые значения поправок, что повышает точность измеряе­ мых величин.

В общем случае можно считать, что

Лф, min Тл. э, min ,

(7.2)

-йф, max ~т~ 7"л. э, max?

150

поскольку параметры исследуемых схем проветривания мо­ гут иметь какие угодно значения, а параметры прибора опре­ деляются с учетом крайних значений, встречающихся в сетях рудников. С помощью масштабов можно добиться, чтобы

Отсюда необходимая величина масштабов для приведения параметров схем к параметрам прибора

Д ф , min

ТЯД, 1 — mR, min

(7.4)

Д ф , max

ТПц,2—ТЯд.тах-

Параметры схем в этом случае должны быть равны

Разделив первое выражение на второе, получим

Левая часть этой зависимости представляет собой необходи­ мый диапазон перекрытия исследуемой вентиляционной сети

В соответствии со значениями (7.7) и (7.8) выражение (7.6) можно записать как

151

Из уравнения (7.9) видно, что при условии равенства масш­ табов, рассчитанных по максимальному и минимальному значению сопротивлений сети и прибора, диапазоны пере­ крытия равны, т. е.

Следовательно, соотношение исследуемых параметров тако­ во, что допускает использование масштабов при введении параметров сети в прибор. Причем в качестве основного масштаба необходимо принимать значение, определенное по

В данном случае в качестве основного можно использовать масштаб, определенный через отношение максимальных

величин, т. е. mR=mR, гаах. В общем случае при том же усло­ вии использовать масштабы нельзя, так как даже без них

диапазон перекрытия сети больше допустимого для прибора значения, т. е. как минимум одна из величин сопротивлений сети не может быть установлена на нем.

Использование масштабов для введения исходных дан­ ных по сопротивлениям в прибор в целях повышения точнос­ ти расчетов возможно лишь в случае равенства или меньше­ го значения диапазона перекрытия сети по отношению к диа­ пазону перекрытия прибора

152

При этом максимальная величина фиктивного сопротивле­ ния в соответствии с (7.7) и (7.13) не должна превышать

Рассматривая таким же образом использование масшта­ бов при введении невязок депрессий в исследуемую сеть, по­ лучим условие

Здесь в качестве возможного для использования значения масштаба следует принимать полученное по отношению мак­ симальных величин Ah и U

Зависимости (7.9), (7.13) и (7.14) справедливы и в случае, когда один из рассчитываемых масштабов (по минимальным или по максимальным величинам) равен единице.

Расчет распределения воздуха в вентиляционных сетях на приборе ЭАВС-3

Задачи расчета распределения воздуха в сети в зависи­ мости от числа известных или заданных параметров разде­ лены на шесть групп [1] . В более общем случае их можно свести к двум типам.

1. Установление естественного распределения, заклю­ чающееся в определении количества воздуха, проходящего

они встречаются редко. Решение их становится необходимым при упрощении отдельных участков сети, исследовании ре­ жимов проветривания и первом этапе расчетов на регулиро­ вание. Как видно, в этих случаях задача является промежу­ точной к решению другой, более общей. Однако она играет

153