![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Методика расчета распределения воздуха в сложных вентиляционных сетях
Задана вентиляционная сеть произвольной сложности, а также общее количество воздуха для проветривания или тип вентилятора для проветривания шахты. Необходимо определить расходы воздуха во всех ветвях соединения. Для любого элементарного контура вентиляционной сети всегда выполняются 1-й и 2-й законы расчета вентиляционных сетей: ∑ qi=0 (5.76) ∑ hi=0 (5.77) ∑ hi+∑ pi=0 (5.78) где ∑ qi-сумма расходов воздуха в узле; ∑ hi-алгеброическая сумма депрессий ветвей элементарного контура; ∑ pi-алгеброическая сумма давлений, создаваемая вентиляторами во всех ветвях замкнутого контура. Задача о распределении воздуха в сложной вентиляционной сети решается методом последовательных приближений. Он заключается в том, что первоначальное распределение воздуха задается произвольно, однако в целом по контуру или для узла сети оно должно подчиняться уравнению неразрывности потока, т.е. равенству (1). Первоначально произвольно принятое значение расхода воздуха в ветви qi отличается от действительного q hi=Ri*q Раскрывая скобки правой части равенства, получим hi= Ri*(q Полагая, что ∆ qi мало, отбрасываем тем более малую величину Ri (∆ qi)2 и из равенства (5.80) определяем величину ошибки для одной ветви ∆ qi= Для всех ветвей, входящих в элементарный контур величина ошибки определится по формуле ∆ qi= С учетом равенства (5.78), согласно которому ∑ hi=-∑ pi, окончательно получим ∆ qi= где
При расчете распределения воздуха в сложной вентиляционной сети необходимо выполнять следующие правила: Обход каждого элементарного контура выполнять по часовой стрелке; Потоки, направленные по часовой стрелке считаются положительными, против-отрицательными; Если величина ошибки (поправки) рассчитанная по формуле (5.83) положительна (> 0), то она суммируется с потоками воздуха, направление которых совпадает с направлением обхода контура и вычитается из расходов направленных против направления обхода контура; Если величина ошибки имеет отрицательный знак, она вычитается из потоков воздуха, направление которых совпадает с направлением обхода контура и суммируется с противоположными потоками; Если величина ошибки по абсолютному значению больше первоначально принятого расхода воздуха и вычитается из него, это значит, что первоначально принятое направление воздуха неверно и его необходимо изменить на противоположное. Расчет выполняется несколько раз до тех пор пока последующие расходы воздуха будут отличаться от предыдущих с требуемой степенью точности. Пример расчета
Заданы сопротивления ветвей последовательно-диагонального соединения горных выработок (рис5.17). Для проветривания сети установлен вентилятор ВОД-21, с углом установки лопаток рабочего колеса ![]()
Рис.5.17 Схема к расчету распределения воздуха в ветвях последовательно-диагонального соединения горных выработок Решение задачи. 1. Определяем число независимых уравнений для решения задачи, которое равно числу независимых контуров. Между числом независимых контуров, узлов и ветвей любой схемы существует следующая зависимость К=В-У+1 (5.84) где К- число контуров; В- число ветвей; У- число узлов. В нашем примере К=6-4+1=3. Следовательно, используя равенство (5.83), необходимо составить три независимых уравнения. В это равенство входит алгебраическая сумма давлений, создаваемая вентилятором. В нашем примере это вентилятор ВОД-21 с углом установки лопаток рабочего колеса 400. Для решения задачи необходимо аппроксимировать характеристику вентилятора. В области промышленного использования характеристика вентилятора достаточно точно описывается равенством H=a-b*Q2 (5.85) где а-коэффициент, имеющий размерность и смысл депрессии; b-коэффициент, характеризующий внутреннее сопротивление вентилятора. Возьмем две точки, расположенные на концах рабочей характеристики вентилятора ВОД-21 при
Точка 1 на графике соответствует координатам Н1=400, кг/м2 Q1 =43 м3/с, а точка Н2=200 кг/м2, Q1 =64 м3/с. Тогда можно составить два уравнения 400=а-b*432 200=а-b*642 Из этих равенств определяем, а=564, b=0.089 и характеристика вентилятора опишется равенством Н=564-0.089*Q2 (5.86) Обозначим контура. Контур 1-й 0-1-3-4-5-0, контур 2-й 1-2-3-1, контур 3-й 2-4-3-2. Составим расчетные уравнения для обозначенных контуров: Для первого контура ∆ q1=- После незначительных преобразований, получим для первого контура ∆ q1=- В нашем примере R0+R6+b=0.154 кµ. Подставляя значения постоянных в равенство (5.88) получим формулу для расчета поправок в первом контуре ∆ q1=- Составим уравнение для расчета поправок во втором контуре ∆ q2= Подставляя значения сопротивлений в равенство (5.90), получим ∆ q2= Составим уравнение для расчета поправок в третьем контуре ∆ q3= После подстановки значений аэродинамического сопротивления ветвей, получим ∆ q3= Принимаем первоначальное, произвольное распределение воздуха: Q=45м3/с; q1=25 м3/с; q2=20 м3/с; q3=15 м3/с; q4=30 м3/с; q5=10 м3/с; По формуле (5.89) определяем величину ошибки для первого контура. В нашем примере она будет равна 3.4 м3/с. Исправляем первоначально принятые значения воздуха в первом контуре Q=48.4 м3/с, q2=23.4 м3/с; q4 33.4 м3/с; По формуле (5.91) определяем величину ошибки для второго контура. В результате расчета получим ∆ q2=3.3 м3/с. Исправляем первоначально принятые значения расходов воздуха во втором контуре q1=28.3 м3/с, q5=13, 3 м3/с, q2=20, 1 м3/с. По формуле (5.93) определяем величину ошибки для третьего контура. В результате расчета получим ∆ q3=-1.8 м3/с. Исправляем первоначально принятые значения воздуха q3=13, 2 м3/с, q4=35, 2 м3/с, q5=15, 1 м3/с. Далее, снова выполняем расчет величины ошибки для всех контуров и исправляем расходы воздуха. Расчет повторяется несколько раз до тех пор, пока последующие расходы воздуха будут отличаться от предыдущих с требуемой степенью точности.
|