Аэрология

a = k_v(2SJ^^[St/(S_c~S_tJ1f\, (7.26)
где k_p — коэффициент, учитывающий форму расстрелов (для рас­стрелов прямоугольной формы /г_р = 0,33; для двутавровых рас­стрелов £_р = 0,4); 25_м — сумма миделевых сечений всех расстре­лов, м²; / — расстояние между расстрелами по оси ствола, м; D — диаметр ствола, м; 5_С — площадь поперечного сечения ствола, м²; Sji — площадь лестничного отделения, м².
Сопротивление ствола может существенно изменяться при сильном капеже вследствие увлекающего действия капель на воз­душный поток. При встречном движении капель и воздуха, а также постоянном его расходе депрессия ствола возрастает, а при попутном она уменьшается. При движении клетей сопро­тивление ствола увеличивается настолько, насколько оно воз­росло бы при увеличении длины ствола на 15—100 м в зависи­мости от площади его поперечного сечения Интенсивность ра­боты подъема не влияет на сопротивление ствола. Сопротивле­ние ствола можно уменьшить на 40—60 % применением расстре­лов удобообтекаемой формы, уменьшением числа расстрелов в се­чении ствола, увеличением расстояния между комплектами арми­ровки по оси ствола, применением решетчатых полков в лестнич­ном отделении (вместо сплошных), отшивкой трубно-лестничного отделения. Весьма эффективно применение канатных проводни­ков, вследствие чего значение а приближается к значению а неармированных стволов.
7.6. Сопротивление выработок гидрошахт
Особенностью выработок гидрошахт является наличие в них трубопроводов, монорельсовых дорог и гидротранспортирования угля в лотках. Трубопроводы (в одной выработке их может быть до восьми) и монорельсовые дороги уменьшают сечение выра­боток и создают дополнительные лобовые сопротивления (фланцы трубопроводов, арматура подвески монорельса). По данным ВНИИГидроугля, сопротивление выработки на гидрошахтах мо­жет быть больше сопротивления аналогичной незагроможденной выработки в 1,65 раза. Для выработок, закрепленных бетонной и тюбинговой крепью, металлическими арками и неполными кре­пежными рамами из круглых бревен, значение а равно соответ­ственно (6,5-=-22) 10~³, (11-5-14) 10-з, (22-^26) 10"³, Н-с²/м⁴, а для пульпоспускных печей и выработок, проведенных комбайном без крепления,— соответственно 50 • 10~³ и 11- 10~³ Н • с²/м⁴.
LQ9

Рис. 7.10. Схема к определению эквивалентной
_Т1- отверстия
Рис. 7.11. Характеристика шахты

7.7. Общие закономерности проявления аэродинамического
сопротивления
Особенность аэродинамического сопротивления выработок. Сравнивая выражения (7.19), (7.20) и (7.24), можно видеть, что они могут быть представлены в виде
h = RQ\ (7.27)
где R— аэродинамическое сопротивление объекта.
Это соответствует квадратичному закону сопротивления при развитом турбулентном режиме движения. Зависимости коэффи­циентов а, |, к_л и соответствующих сопротивлений R от числа Re качественно подобны. Такое подобие возможно лишь в случае тождественности сил сопротивления и подобия механизма их действия в каждом из трех основных видов сопротивления. Это подтверждает вывод о единой природе основных видов аэроди­намического сопротивления горных выработок (сопротивления трения, местных сопротивлений и лобового сопротивления) и об определенной условности данного деления. Отсюда следует, что трудность вентиляции выработки определяется не коэффициен­тами а, £, &_л, а ее сопротивлением R.
7.8. Единицы измерения сопротивления
Размерность сопротивления [R] = [h/Q²] = Н/м²/ (м³/с)² = Н • с²/м⁸. Единица, равная 9,81 Н * с²/м⁴, носит название киломюрг. (k^l) : 1 К|1,^=9,81 Н*с²/м⁸. На практике часто используют еди­ницу, в тысячу раз меньшую (мюрг).
В вентиляторостроении и в меньшей мере в шахтной вентиля­ции для характеристики аэродинамического сопротивления ис­пользуется еще одна величина, называемая эквивалентным отверстием. Под последним понимается круглое отверстие в тонкой стенке, сопротивление которого равно сопротивлению шахты или выработки. Это понятие вошло в шахтную вентиля­цию из области шахтного вентиляторостроении, где для испы­тания вентиляторов используются тонкие металлические пла­стины с круглыми отверстиями. Для определения эквивалентного отверстия применим уравнение Бернулли к движению воздуха через круглое отверстие (рис. 7.10). Расположим сечение /—/ на таком расстоянии от отверстия, чтобы скорость движения воз­духа в нем можно было принять равной нулю (т. е. U[ = 0), а се­чение II—II — в наиболее узкой части потока. Пренебрегая тре­нием и разностью высот между центрами сечений /—/ и Я—//, выразим уравнение Бернулли в виде
Pi = P2 + P"2/2. (7.30)
Тогда скорость движения воздуха в наиболее узкой части струи