Прилади виміру депресії

Для вимірів депресії за звичай користуються депресіометрами чи мікроманометрами.

Водяний депресіометр складається з U – подібної трубки, закріпленої на шкалі з поділками через один міліметр. Трубку заливають дистильованою водою до відмітки 0. на обидва кінці депресіометра надівають гумові трубки, які розміщують в ці перерізи потоку, між якими вимірюють різницю тисків. Вода в коліні, приєднаному до місця з меншим тиском, піднімається і, навпаки, в коліні, яке приєднано до місця з більшим тиском, рівень води знижується. Відліки беруть по обох менісках рідини і додають. При правильному користуванні приладом можна добитися точності вимірів з погрішністю не більше ±(0.5-1)%.

Наприклад, для виміру депресії у всмоктувальному трубопроводі до нього приєднують водяний депресіометр 1 (мал.1).

Малюнок 1 Схема до виміру депресії

Якщо тиск в трубопроводі менше атмосферного, то в коліні, приєднаному до трубопроводу, вода підніметься, а в другому – опуститься. Різниця рівнів стовпчиків води дає різницю між тиском води в трубопроводі і атмосферним тиском, тобто депресію.

Введемо в трубопровід трубку 2, її кінець загнутий назустріч потоку. Швидкісний тиск повітря через введений в трубопровід кінець трубки передається на меніск води і рівень її в цьому коліні піднімається на меншу висоту. Таким чином, в зігнутому кінці трубки буде впливати на меніск статичний і швидкісний тиск (р₁ + р_шв), а на меніск в другому коліні р₀. Повна депресія h_повн у всмоктувальному трубопроводі

h_повн= р₀ – (р₁ + р_шв) = h – р_шв,

в нагнітальному трубопроводі

h_повн= р₂ + р_шв - р₀ = h + р_шв.

Таким чином, повною депресією називають алгебраїчну суму депресії і швидкісного тиску.

Якщо приєднати до трубопроводу обидва коліна 3, то різниця рівнів покаже значення швидкісного тиску

р₁ + р_шв – р₁ = р_шв.

Депресіометр використовується для виміру депресії шахти, для чого гумовою трубкою його приєднують до каналу вентилятора. Для безперервної реєстрації депресії головних вентиляторів застосовують самописні депресіометри.

Мікроманометри служать для більш точного виміру депресії. Найбільш розповсюдженим є мікроманометр з похилою шкалою (мал.2). Прилад складається з циліндру 4, який закріплюється до підставки 5; циліндр є однією зі з’єднаних посудин, другою являється тонка скляна трубка 1, посаджена в металеву оправу. Трубка 1 може займати як вертикальне, так і похиле положення. Нахил фіксується штифтом 8, що входить в отвір 6 кронштейну 7. трубка 1 з’єднана з однією насадкою 2, а циліндр – з другою 3.

Підвищення точності відліку мікромано-

метрах досягається застосуванням похилої

вимірної трубки.

Мікроманометри заповнюють, за звичай,

етиловим спиртом.

Малюнок 2 Мікроманометр Депресія дільниці h визначається з виразу

h = (h_к – h_н) kγ _сx _д,

де h_к і h_н – відрахунок по похилій шкалі для кінцевого і початкового перерізів виробки;

k – синус кута нахилу вимірювальної трубки, що дорівнює 0.125; 0.25; 0.5 і 1.0;

γ _с – питома вага спирту;

x _д – поправочний коефіцієнт на неточність вимірів мікроманометром.

Щоб правильно передати тиск від потоку до приладу, користуються гумовими трубками діаметром 5-10 мм і повітревимірними трубками.

Повітревимірна трубка (мал.3) складається з наконечника 1, державки 2 і двох кінців 3 і 4 для надівання гумових трубок. В наконечнику є центральний отвір, з’єднаний каналом з кінцем трубки 3, помічений знаком (+), і кільцевий проріз (щілина), з’єднана другим каналом з кінцем трубки 4 зі знаком (-). При вимірі тиску трубку встановлюють отвором наконечника назустріч потоку.

При приєднанні кінця 4 зі знаком мінус Малюнок 3 Повітревимірна трубка до депресіометра чи мікроманометра

останній вимірює статичну депресію h

дільниці виробки між перерізами 1-1 і 11-11 (мал.4), якщо швидкості потоку в перерізах однакові (v₁= v₂).

При приєднанні до депресіометра обох кінців повітревимірної трубки отримаємо швидкісний тиск р_шв в перерізі 1-1, за яким можна визначити швидкість повітряного потоку в перерізі 1-1, за яким можна визначити швидкість повітряного потоку в перерізі 1-1.

р_шв = (v² / 2g)y кгс/м² чи мм.вод.ст.,

де v – швидкість руху повітря, м/с;

Малюнок 4 Замір депресії g – прискорення вільного падіння,

в повітряному потоці м/с²; (g = 9.82 м/с²);

y – питома вага повітря, кгс/м³.

Необхідно відмітити, що швидкість v в перерізі гірничої виробки є змінною величиною, тому швидкісний тиск характеризує потік у визначеній точці.

Статичний же тиск у всіх точках поперечного перерізу практично однаковий.

Питання для самоконтролю

1. Якими приладами користуються для визначення депресії?

2. Поясніть будову і принцип роботи водяного депресіометра.

3. Поясніть будову і принцип роботи мікроманометра

4 Поясніть принцип роботи повітревимірної трубки.