Аэрология

£Д<Э_/я+г=0;
te¹
(8.60)
£ bjRjQjnbQh+i - £ £/Ф/ (Qm) AQ_/n+i+ ДА/.
Уравнения (8.60) позволяют составить независимые линейные уравнения, по которым определяется поправка к объемному де­биту воздушных потоков в каждой ветви сети. По уравнению (8.57) вычисляется исправленный объемный дебит воздушных по­токов. Действительное распределение воздуха определяется путем решения системы уравнений (8.60) в каждом последующем цикле вычислений по известному расходу воздуха из предыдущего цикла. Эти итеративные вычисления сходятся при AQj^const и Aftj-Я). В качестве критерия сходимости итеративного решения линеаризированной системы уравнений (8.60) для каждой ветви используется неравенство
\Щ_п-Щп+А<^Е* (8-61)
Вычисления производятся в следующем порядке.

1. 
   Задается первоначальное распределение воздуха, удовлет­воряющее первому закону вентиляционных сетей.
   
2. 
   Составляются независимые узловые и контурные уравнения (8.60).
   
3. 
   Определяется первая поправка дебита вентиляционных по­токов AQji.
   
4. 
   По формуле (8.57) вычисляется первое приближение рас­пределения воздуха Qj[.
   
5. 
   Проверяется условие (8.61). Если условие выполняется, то вычисления прекращаются. Если условие не выполняется, то вы­числения продолжаются до его достижения требуемой степени схо­димости.
   

Объем вычислительных работ при использовании метода Нью­тона больше по сравнению с методом Андрияшева—Кросса.
Принцип минимизации мощности вентиляционных потоков применяется при оптимизации распределения воздуха в сети. Ми­нимальная мощность вентиляционных потоков определяется по формуле
tf=£K/Q/->-min, (8.62)
где м — общее число ветвей в сети.
Уравнение (8.62) решается с использованием первого и вто­рого законов вентиляционных сетей при заданном дебите в каж­дой ветви (Qj = const). Возможно устанавливать регуляторы в от­дельных ветвях (Rj + &Rj) и изменять депрессию вентилятора (fti±Aftj).
131

Шахтные вентиляционные сети в основном являются сложными диагональными сетями. Число их ветвей превышает 500 (а иногда и 1000). Движение и распределение воздуха в них описывается сотней узловых и контурных уравнений, которые решаются с по­мощью приближенных методов. Большой объем вычислительных работ ограничивал применение таких методов для расчета вен­тиляционных сетей. По этой причине вентиляционные сети искус­ственно упрощались и применялось их моделирование. Топологи­ческая сложность шахтных вентиляционных сетей и сложные ста­ционарные и нестационарные протекающие в них процессы вызвали необходимость применения приближенных методов вы­числений и быстродействующих вычислительных машин. С начала 60-х годов стали применять ЭВМ. Были созданы новые методы и алгоритмы для решения нелинейных систем уравнений, описы­вающих шахтные вентиляционные сети. Достоинства ЭВМ (обу­словившие широкое их применение) —большое быстродействие, автоматизированное генерирование вариантов и оптимизация ре­шений, универсальность (возможность решения различных видов задач), возможность прямых диалоговых связей с вычислитель­ными центрами (видеотерминалы), библиотеки стандартных про­грамм (фонд которых все время расширяется).
С использованием ЭВМ могут решаться следующие задачи.

1. 
   Управление распределением воздуха в пассивных вентиля­ционных сетях. Для этого используется система уравнений (8.11) и (8.12) и описанные выше методы приближенных вычислений.
   
2. 
   Управление воздухораспределением в активных вентиляци­онных сетях (в том числе во время пожара в шахте). С этой целью используется система уравнений (8.9) и (8.10) и дополни­тельные зависимости для определения изменения температуры, давления и плотности воздуха в вентиляционной сети.
   
3. 
   Прогнозирование квазистационарного и нестационарного температурного поля в вентиляционной сети (определение темпе­ратуры воздуха, пожарных газов и пород вокруг горных выра­боток).
   
4. 
   Прогнозирование квазистационарного и нестационарного поля концентраций газов в вентиляционной сети (распространение метана и пожарных газов в горных выработках).
   
5. 
   Оценка надежности шахтной вентиляционной системы.
   
6. 
   Автоматизированное проектирование шахтной вентиляции.
   
7. 
   Автоматизированный контроль и управление шахтной вен­тиляцией.
   

9. ИСТОЧНИКИ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУХА В ШАХТЕ