Аэрология

Рис. 27.1. Анемометры АСО 3 (а) Щ
и МС-13 (б) f
Расход воздуха в выработках негазовых шахт и шахт I и II категорий по газу и в камерах должен контролироваться не реже одного раза в месяц; в выработках шахт III категории — не реже двух раз в месяц, а в выработках сверхкатегорных шахт и шахт, опасных по внезапным выбросам,— не реже трех раз в месяц. Рас­ход воздуха у вентиляторов местного проветривания должен кон­тролироваться не реже одного раза в месяц. Объемный расход воздуха (м³/с) определяется по формуле
Q^v_BS_By
где v_B — средняя скорость движения воздуха, м/с; S_B — площадь поперечного сечения выработки, м².
Средняя скорость движения воздуха измеряется с помощью анемометров. Принцип действия анемометра состоит в передаче скоростного давления на лопасти или чашечки вертушки, которая приводится во вращение. Скорость движения воздуха определя­ется по формуле
где п — частота вращения вертушки, с™¹; а, Ь — числовые коэффи­циенты, определяемые для каждого анемометра путем тарировоч-ных замеров скорости движения воздуха.
На практике наиболее широко используются крыльчатый ане­мометр АСО-3 и чашечный анемометр МС-13 (рис. 27.1). Анемо­метром АСО-3 измеряются скорости движения воздуха в диапа­зоне 0,3—5 м/с. Поток воздуха действует на лопасти, которые передают вращение стрелкам счетчика через струнную ось. Пуск
337

Р₇

СП
Рис. 27.2. Трубка Пито
механизма счетчика осуществляется с помощью арретира. Ско­рость движения воздуха измеряется следующим образом.

1. 
   Снимается отсчет со счетчика анемометра щ до ввода его в поток воздуха.
   
2. 
   Анемометр вводится в поток воздуха, и в фиксированное время t\ включается механизм счетчика.
   
3. 
   Через 100 с механизм счетчика выключается и фиксируется время t₂ выключения.
   
4. 
   Снимается отсчет со счетчика анемометра п₂.
   
5. 
   Определяется частота вращения вертушки по формуле
   
6. 
   Для полученного значения п по паспорту анемометра опре­деляется скорость движения воздуха.
   

Чашечный анемометр МС-13 отличается от анемометра АСО-3 тем, что скоростное давление воздушного потока действует на внут­реннюю поверхность четырех полусферических чашечек, располо­женных симметрично по окружности. Чашечным анемометром МС-13 измеряется скорость движения воздуха в диапазоне 1 — 20 м/с.
Для измерения скорости движения воздуха используются также трубки Пито (рис. 27.2), предназначенные для измерения скоростного (или динамического) давления, определяемого по формуле

К

^:Увр/2,
где р — плотность воздуха, кг/м³.
Трубка Пито включает в себя два канала. Один из них выве­ден навстречу потоку воздуха и воспринимает полное давление р_и а второй выводится в виде щели по периметру трубки, перпенди-338
кулярной к направлению потока, и воспринимает статическое дав­ление р₂. Подсоединяя первый и второй каналы (выводные трубки соответственно со знаками «плюс» и «минус») к соответствующим трубкам микроманометра, определяют давление /г_д. Одновременно с этим определяется давление воздуха р_а и его температура Т. За­тем определяется плотность воздуха по формуле
р-0,461/?_а/Т-
Трубка Пито обеспечивает необходимую точность измерений только при скорости движения воздуха>1,5 м/с.
С целью более оперативного определения скорости движения воздуха без дополнительных расчетов и в связи с необходимостью автоматизации процесса ее регистрации разработаны датчики, обеспечивающие регистрацию в виде электрического сигнала. Сюда относятся датчики, преобразующие вращательное движение крыльчатки в электрические сигналы, а также использующие эф­фект теплового (охлаждающего) воздействия потока и др. Дат­чики, преобразующие вращательное движение крыльчатки в элек­трические сигналы, используются в фотоэлектрических и импульс­ных индукционных анемометрах. Действие фотоэлектрического полупроводникового анемометра АФЭ-1 основано на принципе пре­рывания светового потока, проходящего через вращающуюся крыльчатку. Чем больше частота вращения крыльчатки, тем выше частота пульсаций светового потока, который улавливается фото­элементом. Скорость движения воздуха определяется по величине силы тока, проходящего через фотоэлемент. Такой анемометр по­зволяет измерять скорость движения воздуха в диапазонах ^5, 5^10 и ^20 м/с. Импульсные индукционные анемометры АИ-1 и АИ-2 основаны на принципе счета импульсов при вращении крыль­чатки в магнитном поле. Скорость движения воздуха фиксируется магнитоэлектрическим прибором М-265. Она измеряется в диапазо­нах ^5 и ^10 м/с. Датчики, основанные на принципе оценки ско­рости потока по эффекту охлаждения нагретых электрических эле­ментов, используются в термоанемометрах. Принцип работы боль­шинства термоанемометров состоит в том, что нагретая элек­трическим током нить включается в цепь моста Уинстона. Нить охлаждается протекающим потоком, уменьшается ее температура, в результате чего уменьшается ее электрическое сопротивление, что вызывает разбаланс моста и фиксируется электрическим при­бором. Термоэлектрический анемометр АТЭ-2 обеспечивает не­обходимую точность измерений при скорости движения воздуха ^0,5 м/с. Он состоит из датчиков скорости и направления воздуш­ного потока, регистрирующего милливольтметра, источника пита­ния и соединительной сети. Датчик скорости выполнен в виде 35 последовательно соединенных термопар, расположенных в два ряда и помещенных в кольцевой полистироловый корпус. Датчик направления воздушного потока состоит из двух рядов термопар, в середине которых расположена нить нагревания. При движении воздуха тепло с нити нагревания переносится на один из рядов
339

		f -r	S-8