КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
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 на некоторую величину ∆qi. Тогда депрессия любой ветви hi может быть выражена равенством: hi=Ri*q = Ri*(q +∆qi)2 (5.79) Раскрывая скобки правой части равенства, получим hi= Ri*(q )2+2 Ri q ∆qi+ Ri (∆qi)2 (5.80) Полагая, что ∆qi мало, отбрасываем тем более малую величину Ri (∆qi)2 и из равенства (5.80) определяем величину ошибки для одной ветви ∆qi= (5.81) Для всех ветвей, входящих в элементарный контур величина ошибки определится по формуле ∆qi= (5.82) С учетом равенства (5.78), согласно которому ∑hi=-∑pi, окончательно получим ∆qi= (5.83) где -алгебраическая сумма депрессий ветвей замкнутого контура; -сумма произведений Ri на q по всем ветвям, взятая без учета направления потока;
-алгебраическая сумма давлений, создаваемая вентиляторами во всех ветвях замкнутого контура. 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 =400. Определить расходы воздуха в сети и во всех ветвях соединения.
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 =400
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=- (5.87) После незначительных преобразований, получим для первого контура ∆q1=- (5.88) 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=- (5.89) Составим уравнение для расчета поправок во втором контуре ∆q2= (5.90) Подставляя значения сопротивлений в равенство (5.90), получим ∆q2= (5.91) Составим уравнение для расчета поправок в третьем контуре ∆q3= (5.92) После подстановки значений аэродинамического сопротивления ветвей, получим ∆q3= (5.93) 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.
Дата добавления: 2014-11-06; Просмотров: 559; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |