книги / Рудничная аэрология.-1

первого вентилятора может оказаться ниже, чем на его всасе). При этом депрессия меньшего вентилятора будет отрицательной величиной, а количество воздуха — величиной положительнойТакие режимы работы вентилятора будут описываться участком характеристики в IV квадранте.

При параллельной работе вентиляторов на всасывание разре­ жение, развиваемое большим вентилятором на всасе меньшего, может оказаться столь значительным, что движение воздуха в по­ следнем изменит свое направление: больший вентилятор начнет засасывать воздух через меньший, который при этом будет играть лишь роль дополнительного сопротивления. В этом случае депрес­ сия меньшего вентилятора будет по-прежнему положительной, а де­ бит — отрицательным; режим работы будет описываться участком характеристики во II квадранте. Такой же режим работы возможен

характеристики совместно рабо­ тающих вентиляторов, либо приведенных характеристик венти­ ляторов, либо активизированной характеристики внешней сети.

Суммарная (или общая) характеристика вентиляторов строится графически по их индивидуальным характеристикам. В результате все совместно работающие вентиляторы как бы заменяются одним эквивалентным вентилятором, характеристикой которого является суммарная характеристика.

При анализе способом построения приведенных характеристик из характеристики вентилятора вычитается характеристика его инди­ видуального участка и таким образом вентилятор как бы переме­ щается («приводится») в начало этого участка. В результате слож­ ные соединения сводятся к более простым.

Наконец, при последнем из упомянутых способов все совместно работающие на сеть вентиляторы рассматриваются по отношению к одному из них как воздухопроводы со специальными характери­ стиками, которыми являются их индивидуальные характеристики. Суммируя эти последние с характеристиками отдельных участков вентиляционной сети, получают единую характеристику сети и вклю­ ченных в нее вентиляторов, кроме одного, выделенного вентилятора.

Поскольку полученная суммарная характеристика охватывав и пассивные участки сети (выработки), где энергия воздуха расхо­ дуется, и активные участки (вентиляторы), где воздух получает энергию, она носит название активизированной характеристики. Точка пересечения ее с характеристикой выделенного вентилятора

нии уравнений, описывающих характеристики сети и вентиляторов. Аналитические выражения для характеристики вейтиляторов опре­ деляются экспериментально. Ввиду сложности получающихся зави­ симостей этот метод практически применим лишь для анализа после­

уравнения сети для каждого вентилятора, которые включают отно­ шения дебитов вентиляторов. Уравнения решаются методом после­ довательных приближений по предварительно принимаемым ориенти­ ровочным значениям этих отношений.

В дальнейшем рассмотрение вопросов совместной работы венти­ ляторов будет производиться графическим методом.

Последовательная работа. Рассмотрим последовательную работу вентиляторов, например, по схеме рис. 90, а или 90, б. Очевидно, что при последовательном соединении вентиляторов их дебиты равны. Поскольку один и тот же объем воздуха Q проходит вначале через первый, затем через второй вентилятор, общая энергия, полученная им от вентиляторов, будет равна сумме поступивших от них в воздух энергий. Следовательно, будет суммироваться и энергия каждой единицы этого объема. Однако энергия, полученная (или отданная) единицей объема воздуха на каком-либо участке представляет собой депрессию этого участка. Поэтому общая депрессия нескольких

Из уравнений (Х,2) следует, что для получения суммарной характеристики нескольких последовательно соединенных вентиля­ торов следует сложить их индивидуальные характеристики по де­ прессиям (по ординатам). Для этого задаются несколькими произ­ вольными значениями расходов Ç', Ç", Qw и суммируют соответ­ ствующие им депрессии каждого вентилятора h[, A', A'; h'[, h"2, JC;

рая будет суммарной характеристикой последовательно соединен­ ных вентиляторов.

На рис. 92, а изображены индивидуальные характеристики 1 и 2 двух вентиляторов. Для построения их суммарной характеристики

Рис. 92. Последовательная работа вентиляторов

при последовательной работе задаемся на оси абсцисс рядом про­ извольных значений Q, проводим через точки, соответствующие этим значениям, прямые, параллельные оси ординат, и вдоль этих прямых суммируем депрессии обоих вентиляторов. В результате получаем точки (0), (1)—(5) суммарной характеристики 3 вентиля­ торов. Эта характеристика пересекает индивидуальную характе­ ристику большего вентилятора в точке А. Последовательная работа двух разных вентиляторов рациональна при относительно большом сопротивлении шахты, когда ее характеристика 4 пересекает сум­ марную характеристику вентиляторов левее точки А. В этом случае общая депрессия последовательно соединенных вентиляторов будет больше депрессии, которую на эту же сеть может развить любой из этих вентиляторов в отдельности. Если же шахта имеет невысо­ кое сопротивление и ее характеристика 5 проходит правее точки А , последовательная работа вентиляторов нерациональна: их общая депрессия будет меньше, чем депрессия большего вентилятора при его индивидуальной работе на эту же сеть. В этом случае меньший

где hh Q{ — депрессия и дебит г-го вентилятора; Q0 — общий расход воздуха в сети.

Следовательно, при любой депрессии вентиляторов их расходы суммируются. На этом основан метод построения суммарной ха­ рактеристики параллельно включенных в одной точке вентиляторов: взяв ряд произвольных значений депрессии вентиляторов h', h", Л'", суммируют соответствующие им индивидуальные дебиты ()',

о 9,;92 90 9 о 0v9z 90 9

Рис. 93. Параллельная работа вентиляторов (способ суммарной характеристики)

На рис. 93, а показано построение суммарной характеристики 3 двух разных по мощности параллельно включенных в одной точке вентиляторов с индивидуальными характеристиками 2 и 2. При этом следует учитывать все положительные и все отрицательные дебиты вентиляторов, соответствующие данному h. Из рисунка видно, что для построения суммарной характеристики (2), (2), ..., (22) необхо­ димо, чтобы были заданы индивидуальные характеристики вентиля­ торов во II квадранте.

Суммарная характеристика пересекает характеристику большего вентилятора в точке ^4..Из рис. 93, а видно, что при достаточно

высоком сопротивлении шахты, когда ее характеристика (кривая 5) проходит левее точки А , параллельная работа вентиляторов нера­ циональна: в этом случае более мощный вентилятор, работая один, будет подавать в шахту больше воздуха, чем при параллельной работе с меньшим вентилятором (@о<<?2инд)- Это объясняется тем, что при большом сопротивлении сети мощный вентилятор часть воздуха будет засасывать через менее мощный вентилятор, преодоле­ вая его сопротивление. Параллельная работа вентиляторов рацио­ нальна при относительно небольшом сопротивлении шахты, когда ее характеристика (кривая 4) проходит правее точки А,

Рис. 94. Параллельная работа вентиляторов (способ активизиро­ ванной характеристики)

При параллельной работе одинаковых вентиляторов, как видно из рис. 93, б, область их рациональной совместной работы расши­ ряется вследствие приближения точки А к оси ординат. Параллель­ ная работа одинаковых вентиляторов с монотонными («безгорбыми») характеристиками всегда рациональна (рис. 93, в).

На графиках рис. 93 точки а, б и а', б' определяют режимы работы вентиляторов при их индивидуальной работе на сеть. Точки в, в' определяют режим совместной работы вентиляторов на сеть (режим вентиляции шахты). Парциальные дебиты вентиляторов при их совместной работе определяются точками г, д и г', б', лежащими

вентиляторов не только увеличивается поступление воздуха в шахту,

ванной характеристики сети. На рис. 94, а изображена схема соеди­ нения двух параллельно работающих в одной точке вентиляторов.

Будем рассматривать сеть АВ и вентилятор I как внешнюю сеть по отношению к вентилятору II. Тогда схему соединения можно представить в виде, изображенном на рис. 94, б, где вентилятор I заменен участком В —I с характеристикой, тождественной характе­ ристике вентилятора I. Очевидно, чтобы определить режим работы вентилятора II, надо построить суммарную характеристику уча­ стков сети А —В ж В —/; точка пересечения ее с характеристикой вен­ тилятора I I и определит режим работы последнего. Поскольку участки А —В и В —I составляют параллельное соединение с проти­ воположным (относительно вентилятора II) направлением движе­ ния воздуха, их депрессии равны, а суммарная характеристика участков должна строиться путем вычитания их характеристик по абсциссам. При этом положительными считаются дебиты с направле­ нием движения к вентилятору II, т. е. дебиты участка А —В. По­ этому при построении суммарной характеристики задаются рядом произвольных значений депрессий параллельных участков h', h",

«?; - а я [*'. (<?; - 0)1. I*", «?r - o")i и т. д. и бУ-

дут точками суммарной характеристики внешнего участка вентиля­

На рис. 94, в представлен графический анализ параллельной работы двух разных вентиляторов (характеристики 1 и 2), подсоеди­ ненных в одной точке на сеть с характеристикой 3. Активизирован­

задачу о совместной работе вентиляторов в этом случае можно так же, как при их параллельной работе в одной точке, если известны характеристики вентиляторов, приведенные к точке В соединения их индивидуальных участков. Это как бы соответствует перенесению вентиляторов в эту точку.

Рассмотрим работу вентиляторов по схеме рЧс. 95.

Депрессия каждого вентилятора слагается из депрессии их общего участка А —В и депрессии индивидуальных участков 5 —/

и В —II. Чтобы вентиляторы l u l l перенести в начало их индиви­ дуальных участков (точка В) и при этом не изменить режим вентиля­ ции общего участка А —В , надо из депрессии вентиляторов вычесть депрессии их индивидуальных участков B —I и В —II. При этом произойдет аэродинамическая трансформация схемы рис. 95, а в схему 95, б. Дальнейшее решение производится обычным способом, например, способом суммарной характеристики: находится суммар­ ная приведенная характеристика вентиляторов; точка пересечения ее с характеристикой общего участка А —В определит режим про­ ветривания этого участка.

На рис. 90 приведен графический анализ параллельной работы вентиляторов, соединенных по схеме рис. 95. Характеристики вен­ тиляторов обозначены цифрами 1 и 2, кривые 3 и 4 являются харак­ теристиками индивидуальных участков соответственно В —I и В —I I первого и второго вентиляторов. Характеристика общего участка

Рис. 95. Схемы параллельного соединения вентиляторов

А —В представлена кривой 5. После вычитания ординат характе­ ристик 3 и 4 из ординат соответственно характеристик 1 и 2 получим кривые Г и 2', являющиеся приведенными к точке В характеристи­ ками. Суммируя их по абсциссам обычным способом, получим сум­ марную приведенную характеристику вентиляторов 6. Точка а пересечения ее с характеристикой 5 общего участка А —В опреде­ ляет режим вентиляции последнего (Q0, hQ). Абсциссы точек б и в пересечения линии h0 = const с приведенными характеристиками вентиляторов определяют их дебиты Qx и (?2, поскольку при распо­ ложении вентиляторов в точке В их депрессии будут одинаковы и равны hQ— депрессии общего участка А —В. Истинные депрессии

характеристикам 1 и 2 при Qx и Q2.

Коэффициент вентиляторного регулирования. Рассмотрим парал­ лельную работу двух установленных на поверхности вентиляторов