Содержание

Чему равна общая депрессия параллельного соединения

Параллельное и последовательное соединение выработок

Рассмотрим часть вентиляционной схемы на рис. 5.1 от точки 2 до точки 9: от воздухоподающего ствола воздух поступает по откаточному квершлагу 2-3 и этот путь можно выразить в виде безразмерной линии 2-3 на рис. 5.2 (а). Далее (см. рис. 5.1) поток воздуха раздваивается и идет по промежуточным штрекам 3-4 и 3-6, которые также можно выразить безразмерными линиями 3-4 и 3-6 на рис. 5.2 (а). Пройдя очистные забои 4-5 и 6-7, а также вентиляционные штреки 5-8 и 7-8, потоки в точке 8 сливаются и общим потоком движутся по вентиляционному квершлагу 8-9 к вентиляционному стволу, что можно выразить в виде графического изображения на рис. 5.2 (а).

Безразмерное произвольное графическое изображение части схемы вентиляции на рис. 5.2 (а) называется уже вентиляционной сетью. Точки, в которых сходятся выработки называются узлами, а сами выработки – ветвями.

Часть вентиляционной сети на рис. 5.2 (а) можно изобразить в виде прямой, включающей промежуточный штрек 3-4, к концу которого подсоединено начало очистного забоя 4-5, а далее к концу забоя – начало вентиляционного штрека 5-8 (рис. 5.2, б). Такое соединение (рис. 5.2, б), когда к концу предыдущей ветви подсоединяется начало следующей, называется последовательным.

Общее сопротивление последовательного соединения равно арифметической сумме сопротивлений выработок (ветвей), т.е.

, (5.1)

где n – количество ветвей в соединении.

Рис. 5.2 Последовательное (б) и параллельные (а, в, г) соединения горных выработок

ПРИМЕР РАСЧЕТА 1.

Определить сопротивление соединения 3-8 при известных и даПа×с 2 /м 6 .

Решение: 0,00454 + 0,00700 + 0,010234 = 0,021774 даПа×с 2 /м 6 .

Точно таким же образом можно определить сопротивление последовательного соединения 3-6-7-8, используя формулу (5.1). Пусть это сопротивление равно: даПа×с 2 /м 6 .

Упростим вентиляционную сеть на рис. 5.2 (а), заменив последовательные соединения в виде одной ветви с суммарным значением сопротивления, т.е. и . Тогда получаем сеть на рис. 5.2 (в), в которой начала ветвей соединены в одной точке, а концы – в другой. Такое соединение называется параллельным.

На рис. 5.2 (в) показано простое параллельное соединение. Если в соединении три и более ветвей, оно называется сложным параллельным соединением – рис. 5.2 (г).

Аэродинамическое сопротивление простого параллельного соединения подсчитывается по формулам

или . (5.2)

Аэродинамическое сопротивление сложного на рис. 5.2 (г) параллельного соединения подсчитывается по формулам, которые, имея разный вид, дают одно и то же значение

или . (5.3)

Если к простому параллельному соединению подается объем воздуха, равный Q, то этот объем распределяется в ветвях пропорционально их сопротивлениям

и (5.4)

для сложного параллельного соединения:

, и т.д. (5.5)

ПРИМЕР РАСЧЕТА 2..

а. Определить сопротивление простого параллельного соединения при известных сопротивлениях ветвей и (см. данные в примере расчета 1). По формуле (5.2) имеем: даПа×с 2 /м 6 .

б. Определить сопротивление простого параллельного соединения, если даПа×с 2 /м 6 : даПа×с 2 /м 6 .

в. Определить сопротивление сложного параллельного соединения из 5 ветвей, имеющих равные аэродинамические сопротивления даПа×с 2 /м 6 .

На основании б) даПа×с 2 /м 6 . Из приведенных расчетов очевидно, что сопротивление сложного параллельного соединения, состоящего из n ветвей с равными сопротивлениями, равно .

Дата добавления: 2018-04-15 ; просмотров: 636 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Виды вентиляционных соединений горных выработок

Последовательное соединение. Соединение выработок без разветвлений называется последовательным. Например, выемочный участок состоит из конвейерного штрека (1-2), лавы (2-3) и вентиляционного штрека 3-4 (рис. 4).

Рис. 4 Упрощенная схема выемочного участка

направление движения воздуха

Депрессия последовательного соединения определяется как сумма депрессий входящих в него ветвей (рис.4)

Общее сопротивление последовательного соединения равно сумме сопротивлений отдельных выработок составляющих его (см. рис.4)

Расход воздуха во всех выработках одинаков Q_общ = Q_1-2 = Q_2-3 = Q_3-4 .

Тогда, умножив все члены уравнения (21) на Q 2 , получим

Депрессия последовательного соединения равна сумме депрессий, входящих в него ветвей.

Параллельное соединение.Параллельным соединением выработок называется такое соединение, когда выработки связаны между собой только в двух общих узлах.

Пример простого параллельного соединения показанна рис.5. В параллельном соединении разность давлений (депрессия) в узлах для всех ветвей одинакова. Для схемы представленной на рис.5 можно записать, что общая депрессия параллельного соединения равна депрессии любой из его ветвей

Рис.5 Простое параллельное соединение

Общий расход воздуха в параллельном соединении равен сумме расходов в отдельных ветвях

Подставляя вместо расходов воздуха, в уравнении (13) соотношение , с учетом (24) можно записать формулу для определения общего сопротивления параллельного соединения

. (14)

или в общем виде

. (15)

В частном случае, когда R₁= R₂ =…= R_n можно записать

. (16)

Расход воздуха в одной из ветвей (Q₁) параллельного соединения (из двух ветвей), можно определить через общий расход воздуха

Q₁ = . (17)

Распределение воздуха, в ветвях параллельного соединения, происходит обратно пропорционально корню квадратному из отношения сопротивлений ветвей.

Диагональное соединение.Диагональное соединение можно рассматривать, условно, как параллельное соединение двух выработок, связанных между собой выработкой-диагональю (рис.6, участок ВС).

Рис.6 Схема диагонального соединения

Основным свойством диагонального соединения является то, что движение воздуха в ветви-диагонали не зависит от ее аэродинамического сопротивления. Так, например воздух будет двигаться из узла В в узел С если выполняется условие

. (18)

При равенстве этих отношений

расход воздуха в диагонали равен нулю (Q_ВС = 0).

Депрессия диагонального соединения равна сумме депрессий выработок последовательно примыкающих друг к другу

Общее сопротивление диагонального соединение определяет формула

где Q₀ – расход воздуха, проходящий через диагональное соединение.

Расчет воздуха в ветвях диагонального соединения определяется по приближенным формулам с использованием уравнения гиперболы.

Сложные (комбинированные) вентиляционные соединения могут включать в себя комбинации различных видов вентиляционных соединений.

\|	следующая лекция ==>
Шахтные вентиляционные сети	\|	Законы распределения воздуха в вентиляционных сетях

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Параллельное соединение и его свойства

Параллельное соединение горных выработок может быть простым (рис.6.8) и сложным (рис.6.9).

Простым параллельным называется такое соединение вентиляционных ветвей, в котором все начала ветвей расходятся в одном узле, а сходятся в другом (рис.6.8).

Сложным параллельным соединением называется такое соединение, когда кроме параллельных ветвей расходящихся в одном узле и сходящимся в другом в этих ветвях имеются дополнительные параллельные ветви (рис.6.9).

Рис.6.9 Сложное параллельное соединение

Рассмотрим свойства простого параллельного соединения. Согласно определению депрессии разность давления в узлах 1, 2 определяет как депрессию любой ветви входящей в соединение, так и депрессию всего соединения, тогда можно записать

То есть в параллельном соединении депрессии всех ветвей одинаковы и равны депрессии всего соединения.

Так как к узлу 1 притекает поток Q , равный общему потоку соединения, а вытекают из него потоки q₁, q₂ q_i q_n , а в узле 2 все наоборот, то в соответствии с первым законом сетей можно записать

Q= (6.26)

Общий поток параллельного соединения равен сумме потоков в отдельных ветвях.

Поток воздуха в любой ветви параллельного соединения, а также общий расход воздуха можно вы разить через депрессию и аэродинамическое сопротивление т. е.

Q= (6.27) q_i= (6.28)

С учетом равенств (6.27), (6.28) равенство (6.26) можно записать в виде

=(6.29)

Так как в параллельном соединении Н=h_i, то, сократив обе части последнего равенства на , получим

(6.30)

Величина обратная корню квадратному из сопротивления называется пропускной способностью, следовательно

K= (6.31)

То есть общая пропускная способность параллельного соединения равна сумме пропускных способностей ветвей соединения.

Так как К=1/, то равенства (6.27), (6.28) можно переписать в виде

Q=K (6.32) q_i=k_i (6.33)

Так как в параллельном соединении H=h_i то из равенств (6.32) (6.33) получим,

Q_i= (6.34)

Потоки воздуха в отдельных ветвях параллельного соединения пропорциональны пропускной способности этих ветвей.

Теперь целесообразно выписать основные расчетные формулы последовательного и параллельного соединения и сравнить их.

H_i =

Q_i=

В последовательном соединении потоки воздуха во всех ветвях одинаковы, депрессия и сопротивления складываются, а депрессия каждой ветви пропорциональна ее сопротивлению.

В параллельном соединении депрессии всех ветвей одинаковы, потоки воздуха и пропускные способности суммируются, а расходы воздуха в ветвях пропорциональны их пропускной способности.

Полученные зависимости позволяют выполнять расчет сложных последовательно-параллельных соединений. Рассмотрим пример расчета сложного последовательно-параллельного соединения.

Заданы аэродинамические сопротивления ветвей сложного последовательно-параллельного соединения горных выработок и общая депрессия соединения (Рис.6.10). Рассчитать режим проветривания всех ветвей соединения (q, м 3 /c, h, даПа). Сопротивления ветвей на схеме заданы в киломюргах (кг*с 2 /м 8 ) , а депрессия в даПа.

Схема вентиляционных соединений и исходные данные для расчетов.

Решение задачи производится в следующей последовательности:

1. Обозначим узлы и ветви схемы представленной на рис.6.10. Если из одного узла в другой идет одна ветвь она обозначается числами-парами соединяемых узлов. Например, 0-1, 1-2, 6-4 и т. д. Отдельные ветви параллельных разветвлений обозначим номерами узлов и буквами. Например, 3-а-4, 3-б-4 и т. д. Разветвленный участок сети между двумя узлами номерами узлов в скобках. Например, (3-4) (5-6) и т. д.

2. Для определения общего расхода воздуха в сети Q и расхода воздуха в ветвях q_i, необходимо определить общее сопротивление сети R₀. Расчет величины R₀ производим в следующей последовательности:

2.1 Определяем общее сопротивление простого параллельного соединения между узлами .3-4

R _(3-4)= K _(3-4)=+