Способ определения аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздуховода

Изобретение относится к шахтной и рудничной вентиляции и может быть использовано для повышения достоверности определения параметров проветривания подготовительных выработок угольных шахт и рудников. Способ определения аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздуховода включает продувку вентилятором. Аэродинамические и механические параметры выявляются поэтапно: на первом этапе продувку воздуховода проводят в двух различных режимах работы вентилятора таких, что расход воздуха второго режима больше расхода первого, при этом расходы воздуха в каждом из режимов определяют как среднее или среднегеометрическое значение расходов на входе и выходе воздуховода. На втором этапе производят расчет отношения (Z) удельного аэродинамического сопротивления воздуховода (r0) к модулю поперечной упругости материала воздуховода (E) по формуле:

где δ - толщина стенок воздуховода (м); d0 - исходный диаметр воздуховода (м); L - длина воздуховода (м); Q1, Q2 - расходы воздуха в воздуховоде при первом и втором режимах работы вентилятора соответственно (м3/с); p1, p2 - давления воздуха при первом и втором режимах работы вентилятора соответственно (кг/м2); удельное аэродинамическое сопротивление воздуховода рассчитывают по формуле:

а модуль поперечной упругости материала воздуховода определяют по формуле:

 

Изобретение относится к шахтной и рудничной вентиляции и может быть использовано для повышения достоверности расчетных параметров и качества проветривания подготовительных выработок угольных шахт и рудников.

Известен способ определения удельного аэродинамического сопротивления жесткого герметичного воздуховода r0, кгс29 (Абрамов Ф.А. Рудничная аэрогазодинамика [Текст] / Ф.А. Абрамов. - М.: Недра, 1972. - С. 92) путем его продувки вентилятором с установленными параметрами давления и расхода воздуха и последующего определения параметра r0 по формуле:

где Q - расход воздуха в воздуховоде, м/с;

L - длина воздуховода, м;

p - давление, развиваемое нагнетателем (вентилятором), кг/м2.

Недостатком способа является невозможность учета влияния степени деформации «тела» воздуховода под действием внутреннего давления при движении воздуха на изменение аэродинамического сопротивления.

Известен способ определения диаметра d гибкой герметичной деформируемой «запертой» трубы (Справочник по сопротивлению материалов [Текст] / Г.С. Писаренко, А.П. Яковлев, В.В. Матвеев. - Киев: Наук. Думка, 1988. - С. 434), находящейся под постоянным внутренним давлением p без движения воздуха, который рассчитывается по формуле:

где d0 - начальный диаметр воздуховода, м;

v - коэффициент Пуассона;

R - модуль упругости материала воздуховода, кг/м2;

δ - толщина стенок, м.

Способ исключает возможность определения аэродинамического сопротивления воздуховода r0 ввиду отсутствия аэродинамического режима работы.

Переход на аэродинамический режим с незначительными (менее 10%) утечками воздуха можно осуществить решением дифференциального уравнения движения воздуха по воздуховоду с переменными диаметром (Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт [Текст] / Макеевка. - Донбасс, 1989. - С. 164):

где x - расстояние от конца воздуховода, м.

В безразмерном виде решением будет:

где и зависит от одного безразмерного параметра который с расхождением не более 2% аппроксимируется функцией y = e α 0 ,7 при α<0,2.

Способ не позволяет определить влияние деформации гибких вентиляционных воздуховодов на аэродинамику при увеличении их диаметра.

Задачей изобретения является разработка способа учета влияния деформируемости гибкого воздуховода при увеличении его диаметра на изменение аэродинамического сопротивления и определение модуля упругости материала гибкого воздуховода.

Решение поставленной задачи достигается тем, что используется способ определения аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздуховода, включающий продувку его вентилятором, при этом аэродинамические и механические параметры выявляются поэтапно. На первом этапе продувку воздуховода проводят в двух различных режимах работы вентилятора таких, что расход воздуха второго режима больше расхода первого, при этом расходы воздуха в каждом из режимов определяют как среднее или среднегеометрическое значение расходов на входе и выходе воздуховода; на втором этапе производят расчет отношения (Z) удельного аэродинамического сопротивления воздуховода (r0) к модулю поперечной упругости материала воздуховода (E) по формуле:

где δ - толщина стенок воздуховода, м;

d0 - исходный диаметр воздуховода, м;

L - длина воздуховода, м;

Q1, Q2 - расходы воздуха в воздуховоде при первом и втором режимах работы вентилятора соответственно, м3/с;

p1, p2 - давления воздуха при первом и втором режимах работы вентилятора соответственно, кг/м2;

удельное аэродинамическое сопротивление воздуховода рассчитывают по формуле:

модуль поперечной упругости материала воздуховода определяют по формуле:

Способ реализуют следующим образом.

В выработке или помещении с воздуховодом протяженностью 50-100 м воздуховод продувают вентилятором, замеряют расход воздуха по периметру на расстоянии 10-15 м от конца воздуховода (Qз) и в 5-10 м от устья выработки или выхода помещения, где проложен воздуховод, (Qисх), и принимают расход воздуха в воздуховоде Замеряют статическое давление воздуха в воздуховоде p1. Затем меняют режим продувки изменением угла разворота направляющих лопаток вентилятора или включением в сеть резервного вентилятора, проводят замеры Qз, Qисх,, p2 и вычисляют Вторым режимом проветривания считается тот, у которого Q2>Q1. После получения параметров по расходу и давлению при двух режимах продувки последовательно определяют отношение Ζ удельного аэродинамического сопротивления воздуховода к модулю поперечной упругости материала воздуховода по формуле (1), затем удельное аэродинамическое сопротивление труб r0 и модуль упругости E материала воздуховода по формулам (2) и (3) соответственно.

Способ позволяет учитывать влияние деформации гибких вентиляционных воздуховодов на его аэродинамику и достоверно ее прогнозировать.

Способ может использоваться при стендовых испытаниях воздуховодов на предприятиях.

Способ определения аэродинамических и механических параметров гибкого деформируемого воздуховода, включающий продувку его вентилятором, отличающийся тем, что аэродинамические и механические параметры выявляются поэтапно, при этом на первом этапе продувку воздуховода проводят в двух различных режимах работы вентилятора таких, что расход воздуха второго режима больше расхода первого, при этом расходы воздуха в каждом из режимов определяют как среднее или среднегеометрическое значение расходов на входе и выходе воздуховода; на втором этапе производят расчет отношения (Z) удельного аэродинамического сопротивления воздуховода (r0) к модулю поперечной упругости материала воздуховода (E) по формуле:

где δ - толщина стенок воздуховода, м;
d0 - исходный диаметр воздуховода, м;
L - длина воздуховода, м;
Q1, Q2 - расходы воздуха в воздуховоде при первом и втором режимах работы вентилятора соответственно, м3/с;
p1, p2 - давления воздуха при первом и втором режимах работы вентилятора соответственно, кг/м2;
удельное аэродинамическое сопротивление воздуховода рассчитывают по формуле:

модуль поперечной упругости материала воздуховода определяют по формуле:
E = r 0 Z , ( к г / м 2 ) .



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к наземному строительству, может применяться при обустройстве вытяжных вентиляционных шахт для удаления из вентиляционных каналов, имеющих круглое или прямоугольное поперечное сечение, крупного мусора и (или) льда, образуемого поднимающимся снизу влажным конденсатом, и снега, занесенного ветром и нарастающего на стенках вентиляционного канала.

Устройство относится к системам вентиляции зданий различного назначения, в частности к естественной вытяжной вентиляции. Устройство стабилизации расхода воздуха содержит корпус 1, с регулирующим клапаном в виде неподвижного цилиндра 2 с прорезями в боковой поверхности 3 и плунжера 4 с ограничителем перемещения 5, установленного в цилиндр 2 с возможностью возвратно-поступательного перемещения.

Изобретение относится к климатической технике, преимущественно к охлаждению электродвигателей осевого и центробежного вентиляторов автономного кондиционера с воздушным конденсатором хладона.

Изобретение относится к приточным устройствам естественной вентиляции. Клапан приточной вентиляции состоит из короба, плотно огибающего раму окна.

Изобретение относится к области вентиляции и кондиционирования воздуха и может быть использовано в помещениях различного назначения. Предлагаемая конструкция воздухораспределителя позволяет осуществлять быстрое рассеивание приточных струй воздуха в помещении, при этом осуществляется в автоматическом режиме регулирование температуры приточных струй благодаря использованию регулируемого подмешивания к поступающему из воздуховода воздуху воздуха из помещения за счет эжектирования последнего через эжектирующую воронку.

Изобретение относится к механическим устройствам тепловой, ветровой и световой защиты совместно с вытяжным вентилятором, которые применяются в системах вентиляции, устанавливаемых в птицеводческих и свиноводческих помещениях.

Изобретение относится к оконечному устройству воздухоснабжения. .

Изобретение относится к оконечному воздухораспределительному устройству (10), через которое воздух поступает в помещение (Н) или другое подобное пространство или воздух выходит из помещения (Н) или другого подобного пространства.

Изобретение относится к области горного дела и строительства и может быть использовано при сооружении киосков, устанавливаемых над вентиляционными шахтами метрополитена.

Изобретение относится к наземному строительству, а именно к обустройству вытяжных вентиляционных шахт, и может применяться для армирования грузозахватного ободка вентиляционной фильтрующей гильзы, выполненной из полимерного материала, которая устанавливается в вентиляционный канал с целью удаления из него льда, снега, а также инородных предметов, в том числе бытового мусора. Достигается повышение эксплуатационных характеристик вентиляционной гильзы по рабочей прочности и жесткости, увеличение надежности сцепления фланца с полимерным материалом, из которого изготовлена вентиляционная гильза. Грузозахватный вентиляционный армирующий фланец изготовлен из металла методом отливки, имеет по четыре штыря-фиксатора на торцевых поверхностях фланца, по две продольные канавки на внешней и внутренней боковых поверхностях фланца и четыре поперечные канавки на внешней боковой поверхности фланца. Во фланце выполнены боковые сквозные отверстия: два отверстия без резьбы для установки сквозь фланец одного длинного болта с гайкой на конце и четыре резьбовых отверстия для установки снаружи фланца болтов. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к вентиляционному устройству, содержащему устройство для удержания и управления воздушным каналом. Которое содержит воздушный канал, рычажную конструкцию, расположенную вдоль внешней поверхности воздушного канала, рычажная конструкция содержит две рычажные секции, первое сочленение, которое соединяет первую рычажную часть с крепежным устройством, которое удерживает и поддерживает базовое положение рычажной конструкции, и которое обеспечивает различное позиционирование рычажной конструкции и воздушного канала, второе сочленение, которое соединяет первую рычажную секцию со второй рычажной секцией и обеспечивает различное позиционирование рычажной конструкции и воздушного канала. Каждая рычажная секция содержит удлиненный профиль, при этом первое сочленение содержит первую часть, прикрепленную к крепежному устройству, и вторую часть, прикрепленную к первой рычажной секции, при этом части первого сочленения соединены друг с другом осью, вокруг которой они могут поворачиваться относительно друг друга вокруг, а второе сочленение содержит первую часть, прикрепленную к первой рычажной секции, и вторую часть, прикрепленную ко второй рычажной секции, при этом части второго сочленения соединены друг с другом осью, которая проходит через первую часть сочленения и вторую часть сочленения и вокруг которой они могут поворачиваться относительно друг друга. Кроме того, по меньшей мере одна из частей сочленения содержит часть в форме люльки, содержащую две части, расположенные параллельно друг другу и разнесенные на расстояние, причем эти части, в свою очередь, расположены с каждой стороны от плоской части, которая содержится во второй части сочленения. Также устройство содержит балансировочное устройство, которое расположено между одним сочленением и одной рычажной секцией, и содержит крепежное средство, расположенное вокруг оси вращения сочленения и жестко прикрепленное к одной части сочленения, к внешней поверхности сочленения, и содержащее часть, выступающую от сочленения, и натяжную конструкцию, которая прикреплена одним из своих концов так, чтобы обеспечить поворот выступающей части крепежного средства, а другим своим концом так, чтобы обеспечить поворот к рычажной секции рычажной части сочленения, при этом центральная линия выступающей части расположена под углом от 80° до 100° относительно центральной линии рычажной секции, которая жестко прикреплена к части сочленения, к которой жестко прикреплено крепежное средство. Это позволяет обеспечить более стабильную работу балансировочного устройства. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 17 ил.
Наверх