Расчет системы "вентилятор-трубопровод" для современных средств проветривания подготовительных выработок шахт
Решение задачи о проветривании подготовительных выработок при использовании современных средств вентиляции. Расчет режимов работы системы "вентилятор-трубопровод" в зависимости от требуемого расхода воздуха, подаваемого к забою, и длины выработки.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 14.04.2019 |
| Размер файла | 121,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»)
ЭО ООО «Центр независимой экспертизы»)
Расчет системы «вентилятор-трубопровод» для современных средств проветривания подготовительных выработок шахт
С.П. Казаков д-р техн. наук, проф.,
Б.А. Гриценко магистрант
К.Х. Ли инженер
В.Б. Попов д-р техн. наук
Аннотация
вентилятор трубопровод выработка воздух
Решается задача о проветривании подготовительных выработок при использовании современных средств вентиляции. Приведены формулы и графики для расчета режимов работы системы «вентилятор-трубопровод» в зависимости от требуемого расхода воздуха, подаваемого к забою, и длины выработки.
Ключевые слова: ШАХТА, ВЕНТИЛЯТОР, ТРУБОПРОВОД, РАСХОД ВОЗДУХА, ДЛИНА ВЫРАБОТКИ, АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ СОПРОТИВЛЕНИЯ, ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА
Annotation
Calculation of the «fan-pipe» system for modern mine development openings ventilation devices
S.P. Kazakov, B.A. Gritsenko, K.Kh. Lee, V.B. Popov
The problem of development openings ventilation is solved when using modern means of ventilation. The formulas and graphics for modes calculation of the «fan-duct» system work, depending on the required flow rate of air supplied to the face, and the length of openings are shown.
Key words: MINE, FAN, PIPELINE, AIR CONSUMPTION, OPENING LENGTH, AIRDYNAMIC RESISTANCE, AIR PRESSURE
Основная часть
Проветривание подготовительных выработок в шахтах осуществляется с помощью вентиляторов местного проветривания (ВМП), соединенных с гибкими трубопроводами. Их диаметр 0,6…1,2 м. Аэродинамические характеристики вентиляторов имеют общий вид, приведенный на рисунке 1 [1]. Здесь - давление воздуха, развиваемое вентилятором, кг/м2; - расход воздуха, м3/с.
Рисунок 1 Связь для вентилятора местного проветривания
Кривая, приведенная на рисунке 1, хорошо аппроксимируется перевернутой и смещенной параболой, имеющей вид:
, (1)
где параметры a, b, c определяются как решение системы уравнений:
Ее решение:
Значения исходных данных и коэффициентов для современных ВМП сведены в таблицу 1.
Таблица 1
Значения коэффициентов для современных ВМП
|
Тип ВМП |
, кг/м3; Qmin, Qmax, м3/с |
||||
|
ВМЭ-6 |
320; 2; 9,5 |
297,2 |
22,8 |
5,7 |
|
|
ВМЭВО-6 |
420; 3; 12 |
373,3 |
31,1 |
5,2 |
|
|
ВМЭ-8 |
430; 3,5; 15 |
390,2 |
22,8 |
3,3 |
Согласно ранее проведенным исследованиям [2], установлено, что значение определяется по формуле:
(2)
где - безразмерный параметр, .
Здесь - расход воздуха в забое, м3/с; - длина трубопровода, м; - удельное аэродинамическое сопротивление трубопровода, кг•с2/м9; - исходный диаметр труб, м; - длина звена трубопровода, м; - удельное аэродинамическое сопротивление стыка, приведенного к м2 поверхности звена, кг•с2/м8.
Падение давления воздуха в трубопроводе равно:
. (3)
Здесь - аэродинамическое сопротивление трубопровода на расстоянии от забоя. Согласно работе См. статью «Оперативная оценка аэродинамических параметров вентиляционных трубопроводов и последующий прогноз проветривания подготовительных выработок» на с.:
(4)
где - безразмерный параметр; .
Здесь - коэффициент Пуассона трубного материала;
- модуль Юнга трубного материала, кг/м2; - толщина стенок труб, м.
Подставляя формулы (2) и (4) в соотношение (3), при получаем:
. (5)
Вычисляя интеграл, входящий в соотношение (5), находим поправочный коэффициент в классическую формулу , зависящий от деформируемости и проницаемости трубопровода Кдп:
. (6)
Значения представлены в таблице 2.
Таблица 2
Зависимость
Значения укладываются на прямую (в таблице штрихованная линия).
Поэтому формулу для вычисления можно представить в виде:
(7)
где ; значения и можно определить, анализируя 1-ю строку и 1-й столбец таблицы 2. При получаем , т.е. при получаем , т.е. Ввиду того, что близко к 0,5, формулу (7) следует считать достоверной. Итак:
. (8)
Теперь для расчета системы «вентилятор-трубопровод» необходимо решить систему уравнений (1), (2) и (6), которая приводит к единому уравнению:
(9)
где Qв определяется по формуле (2).
При фиксированных значениях механических и аэродинамических параметров трубопровода, т.е. значениях , можно построить зависимость т.е. определить, какую максимальную длину выработок может проветривать каждый из вентиляторов (таблица 1) для обеспечения требуемого расхода воздуха в забое Q0.
Алгоритм расчета представлен на рисунке 2.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рисунок 2 Алгоритм расчета
Для типичных значений кг•с2/м9; м; ; кг/м2 ; м; м; кг•с2/м8 получаем:
,
и уравнение (3) для расчетов принимает вид:
.
Решение уравнения для различных ВМП представлено на рисунке 3.
Рисунок 3 Зависимость для современных ВМП: 1 - ВМЭ-6; 2 - ВМЭВО-6; 3 - ВМЭ-8
В общем случае на первых двух этапах определяются удельное аэродинамическое сопротивление трубопровода и удельное аэродинамическое сопротивление стыков по фактическим данным. Затем по расширенной таблице 1 находится зависимость .
Проведенные исследования позволяют рассчитать систему «вентилятор-трубопровод» для современных средств проветривания подготовительных выработок шахт и рудников и скорректировать таблицы руководства [1] для современных средств проветривания подготовительных выработок.
Библиографический список
1. Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт. Киев, 1994. 311 с.
2. Казаков, С.П. Математические модели шахтных вентиляционных трубопроводов / С.П. Казаков, В.А. Федорин, В.В. Аксенов, Н.В. Трубицына // Вестник Научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. 2012. №1. С. 98-103.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Описание основных физико-механических свойств пород. Горная крепь и предъявляемые к ней требования. Способы и схемы проветривания подготовительных выработок. Способы проведения камер и материалы, применяемые для их крепления. Схемы углубки стволов.
контрольная работа [2,5 M], добавлен 23.10.2009Определение расхода воздуха для проветривания действующих и поддерживаемых выработок шахты, распределение его по выработкам. Расчет производительности вентилятора главного проветривания, мероприятия по недопущению взрыва метана и угольной пыли в шахте.
курсовая работа [24,9 K], добавлен 20.11.2010Общие сведения о шахте "Усинская 2", обзор ее гидрогеологических условий. Характеристика инновации и цель ее внедрения. Расчет экономического эффекта от применения технологии сталеполимерного анкерного крепления подготовительных горных выработок.
курсовая работа [49,3 K], добавлен 13.12.2013Взаимоувязанное пространственное расположение транспортных горных выработок и эксплуатируемых в выработках средств транспорта как основа схемы подземного транспорт шахты или рудника. Подсистемы транспортной подземной системы. Выбор транспортных средств.
реферат [350,0 K], добавлен 25.07.2013Трубопроводы для воздуха высокого давления, подаваемого нагнетателями и компрессорами. Сварные и клепанные воздухоотводы. Расчет стального газопровода с двумя слоями изоляции. Способы распространения теплоты в природе. Гидравлический расчет трубопровода.
контрольная работа [101,6 K], добавлен 20.11.2010Изучение технических характеристик и принципа работы приточной системы вентиляции с рециркуляцией воздуха, которая используется в вагонах с кондиционированием воздуха и предназначена для обеспечения требуемого воздухообмена, охлаждения, подогрева воздуха.
реферат [7,3 M], добавлен 24.11.2010Вентилятор как приводимое двигателем устройство для создания потока воздуха или другого газа, сферы и особенности их использования. Радиальные вентиляторы: внутренняя структура и элементы, принцип работы, классификация: общего и специального назначения.
реферат [181,5 K], добавлен 05.03.2015Технология ведения и комплексная механизация горных работ. Обоснование параметров горных выработок и скоростных режимов движения по ним рудничных самоходных машин. Определение продолжительности периода работы вентилятора главного проветривания.
курсовая работа [395,0 K], добавлен 24.01.2022Расчет и характеристика системы "насос – клапан" и трубопровода. Нахождение на графике рабочей точки системы, расчет скорости поршня для фактического расхода. Анализ перепада давления на клапане. Определение потерь на местном сопротивлении трубопровода.
контрольная работа [104,3 K], добавлен 23.12.2011Горно-геологические условия участка проходки выработок. Способ и технология проходки. Расчет производительности проходческо-очистного комплекса и параметров крепления камеры продольного перегруза. Выбор комплекса оборудования для проведения выработок.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 21.12.2015Составление уравнений Бернулли для сечений трубопровода. Определение потерь напора на трение по длине трубопровода. Определение местных сопротивлений, режимов движения жидкости на всех участках трубопровода и расхода жидкости через трубопровод.
задача [2,1 M], добавлен 07.11.2012Назначение и конструкция шахтных вентиляторов; их виды: главные, вспомогательные, местного проветривания. Принцип работы осевого и центробежного вентилятора. Поверхностное и гибридное моделирование. Отличительные особенности базового модуля SolidWorks.
реферат [889,7 K], добавлен 12.11.2013Сухогрузное судно общего назначения, его характеристика, структура и предъявляемые требования. Судовые системы как комплекс технических средств. Трубопроводы водоотливной системы. Водоотливные системы: назначение, принцип действия, порядок расчета.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 20.05.2011Проектирование рекуператора. Расчёт сопротивлений на пути движения воздуха, суммарные потери. Подбор вентилятора. Расчет потерь напора на пути движения дымовых газов. Проектирование борова. Определение количества дымовых газов. Расчет дымовой трубы.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 17.07.2010Расчет гидравлического напора, создаваемого рабочим колесом осевой машины. Определение основных размеров осевых насосов и вентиляторов. Принципы выбора расчетного угла атаки на разных радиусах лопаточного венца. Правила установки электродвигателей.
курсовая работа [32,8 K], добавлен 25.11.2010Описание технологической схемы установки, включающей камеру, ротор, клети для рыбы, вентилятор циркуляционный, вентилятор выброса, дымогенератор. Уточнение расхода тепловой энергии на процесс копчения при заданной производительности и составе рыбы.
курсовая работа [339,6 K], добавлен 24.12.2010Характеристика ручной электродуговой сварки. Методы контроля качества. Расчет расхода электроэнергии электросварочными установками. Проверка прочности и устойчивости трубопровода. Автоматическая сварка в среде защитных газов проволокой сплошного сечения.
дипломная работа [497,2 K], добавлен 09.07.2015Основные требования к состоянию воздушной среды в тоннеле метрополитена. Описание технологического процесса проветривания и элементов системы вентиляции на станции "Речной вокзал". Исполнительный механизм управляемых шиберов. Датчик расхода воздуха.
дипломная работа [3,0 M], добавлен 25.08.2010Составление теплового баланса помещения. Теплопоступления через массивные ограждающие конструкции. Определение количества приточного воздуха, необходимого для удаления избытка теплоты. Расчет прямоточной системы кондиционирования воздуха с рециркуляциями.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 23.04.2017Горизонтальная подземная горная выработка. Расчет сечения выработки в свету. Техническая характеристика электровоза 4КР и вагонетки ВО-0,8. Обеспечение пропуска требуемого количества воздуха, зазоров между выступающими частями подвижного состава и крепью.
реферат [13,5 K], добавлен 04.12.2010
