- •Введение
- •1. Основы шахтной аэромеханики
- •2. Правила безопасности при выполнении лабораторных работ на моделях
- •3. Аэродинамическая установка
- •4. Приборы для измерения депрессии и давления
- •5. Размерность аэродинамических параметров
- •6. Оформление лабораторных работ
- •Работа 1. Изучение аэродинамической установки и приборов для измерения давления и депрессии
- •Работа 2. Измерение статической, скоростной и полной депрессии
- •Работа 3. Определение количества воздуха, поступающего в модель
- •Работа 4. Определение фактора тягомера
- •Работа 5. Определение числа рейнольдса и режима движения воздуха
- •Работа 6. Измерение и исследование депрессии вентиляционного участка
- •Работа 7. Определение и исследование коэффициентов аэродинамического сопротивления трения
- •Работа 8. Определение и исследование коэффициентов местного сопротивления
- •Работа 9. Исследование аэродинамического сопротивления сети горных выработок
- •Работа 10. Исследование аэродинамического сопротивления вентиляционного окна
- •Работа 11. Определение коэффициента расхода воздуха
- •Работа 12. Исследование распределения воздуха в двухструйном параллельном соединении
- •Работа 13. Определение аэродинамических параметров модели
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Оглавление
Работа 10. Исследование аэродинамического сопротивления вентиляционного окна
Цель работы: оценить величину сопротивления окна, ее зависимость от площади окна и влияние окна на общее сопротивление сети или ее участка.
Общие сведения
В аэродинамических установках вентиляционные окна предусмотрены в каждой из ветвей. Площадь сечения этих окон можно изменять с помощью соответствующих шиберов. При полностью открытом шибере площадь окна Sок равна площади выработки S, в которой окно предусмотрено; при полностью закрытом шибере Sок=0.
В первом случае окно не создает сопротивления движению воздуха, т.е. Rок = 0, во втором случае Rок = ∞ и движение воздуха через окно невозможно (при отсутствии подсосов). Таким образом, меняя шибером площадь окна от 0 до S, можно менять его сопротивление от ∞ до 0.
Окно представляет собой местное сопротивление, поэтому, меняя его величину, мы меняем общее сопротивление сети выработок Rо и, следовательно, меняем количество воздуха Q, поступающего в эту сеть.
Объектом исследования в настоящей работе является вся сеть выработок модели от точки 0 до точки 8, т.е. участок модели 0-8. Для этого участка уравнение Бернулли (8) можно записать в виде
h с т 0-8 + h с к 0-8 = h сопр 0-8 = (R+Rок)Q2 = RoQ2 (42)
где: R- сопротивление исследуемой ветви модели при полностью открытом шибере, т.е. при сопротивлении окна Rок = 0; Ro- общее сопротивление исследуемой ветви с учетом сопротивления окна, т.е. при неполностью открытом шибере и Rок > 0; Q- расход воздуха в исследуемой ветви модели.
Из уравнения (42) может быть найдена величина общего сопротивления исследуемой ветви и величина сопротивления окна
Ro = (h сопр 0-8 ) / Q2 (43)
Rок = Ro – R (44)
План работы
1.Освежите теоретические знания об аэродинамическом сопротивлении горных выработок и отрицательном регулировании количества воздуха; изучите общие сведения к настоящей работе.
2. Вспомните устройство аэродинамической установки и правила измерения депрессии в ее точках.
3. Подготовьте табл.3.
4. Исследуйте сопротивление окна в верхней ветви модели. Для этого выполните следующие действия.
4.1. Измерьте статическую депрессию на участках 0-1 и 0-8 при полностью закрытом шибере 2 и четырех различных положениях шибера 1:
-полностью открытом (Sок = S);
-прикрытом наполовину ( Sок = 0,5S);
-прикрытом на 3/4 ( Sок = 0,25S);
-прикрытом на 7/8 ( Sок = 0,125S);
При наличии одного прибора каждую пару замеров можно выполнять последовательно. Исходные данные и результаты всех четырех пар измерений занесите в табл.3.
4.2. Для каждого из четырех положений шибера определите
-количество воздуха Q, поступающего в коллектор установки (формулы 22 и 23);
-среднюю скорость v8 движения воздуха в сечении, где расположена точка 8 (формула 28);
-величину и знак скоростной депрессии на участке 0-8 (формула 41);
-величину депрессии h сопр 0-8, затрачиваемой на преодоление всех сопротивлений движению воздуха между точками 0 и 8 (формула 42);
-величину общего аэродинамического сопротивления Rо исследуемой ветви (формула 43);
-величину аэродинамического сопротивления окна Rок по формуле (44), имея в виду, что при полностью открытом шибере Rок=0 и Rо=R.
Исходные данные и результаты расчетов занесите в табл.14.
5. Исследуйте сопротивление окна в нижней ветви модели. Для этого выполните все замеры, расчеты и действия, указанные в пункте 4, но при полностью закрытом шибере 1 и четырех различных положениях шибера 2, аналогичных положениям шибера 1 в пункте 4.1.
6. Оформите и защитите отчет.
Таблица 14
Исследуемая ветвь модели |
Sок / S |
Величина депрессии в мм вод. ст. и ее знак |
Q,
м3/ c |
Величина сопротивления в киломюргах |
|||||
h ст 0-1 |
h ст 0-8 |
h ск 0-8 |
h сопр 0-8 |
R |
Rо |
Rок |
|||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
Верхняя |
1 0,5 0,25 0,125 01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Нижняя |
1 0,5 0,25 0,125 01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1.Что такое статическая депрессия, скоростная депрессия, депрессия h сопр ?
2.От каких показателей зависит величина депрессии h сопр ?
3.На что расходуется энергия воздушного потока при его движении по сети выработок?
4.Для чего служит вентиляционное окно?
5.Почему регулирование с помощью окна называют отрицательным?
6.Меняется ли величина всех прочих видов сопротивления R ветви при изменении сопротивления окна?
7.Меняется ли величина общего сопротивления Rо при изменении сопротивления окна?
8.Меняется ли величина депрессии на преодоление общего сопротивления Rо при изменении сопротивления окна?
9.Как и почему меняется расход воздуха при уменьшении размеров окна?
10. Как и почему меняется величина депрессии на участке 0-8 при уменьшении размеров окна?
11. Как и почему меняется величина депрессии на участке 0-1 при уменьшении размеров окна, на что она расходуется?